CC BY
91
Применение термогранул Lab Armor в технологиях криоконсервирования ... 89
А. А. Костяев*, С. В. Утёмов*, А. А. Андреев*,
С. Г. Ворончихин**, Т. В. Полежаева***
Применение термогранул Lab Armor в технологиях криоконсервирования суспензий ядросодержащих клеток
* ФГБУН «Кировский НИИ гематологии и переливания крови ФМБА России» ** ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет» *** ФГБУН Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН
Наличие криобанка компонентов донорской крови (КДК) поз-в оляет значительно облегчить существующие организационные трудности в обеспечении растущих потребностей клиник лечебными дозами эритроцитов (Эр), тромбоцитных концентратов (ТК), ядросодержащих клеток (ЯК) с концентратом гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), а также придать гибкость учреждениям службы крови в управлении ресурсами КДК (Азовская С. А., 1995; Жибурт Е. Б., 2002 и др.). Создание криобанка КДК может быть осуществлено с помощью их замораживания при низких (-80оС) и ультранизких (-196оС) температурах под защитой криоконсервантов (Цуцаева А. А. и соавт., 1983; Е. П. Сведенцов и соавт., 2010,2013 и др.). Эффективность разработанных к настоящему времени методов криоконсервирования Эр, ТК и ГСК подтверждена многими миллионами их трансфузий пострадавшим и больным в условиях мирного и военного времени. То, что КДК могут быть криоконсервированы без потери ими биологической полноценности доказано их успешным применением при купировании аплазии кроветворения, геморрагического синдрома, дефектов иммунного гомеостаза и других угрожающих жизни состояний. Важной составляющей для КДК является их наполнение гетерогенными клетками, отличающимися чувствительностью к факторам криоповреждения на всех этапах криоконсервирования живых клеточных суспензий.
Большинство современных криолабораторий для долгосрочного консервирования ЯК в замороженном виде используют сходные методологии. Различия могут касаться выбора крио-
90
Вопросы экспериментальной, производственной и клинической ...
протектора и улучшающих его свойства добавок, а также конечной концентрации хладоагента, уровне технологичности и других деталей. Так установлено, что уже с этапа извлечения крови из организма донора в суспензии живых клеток (СЖК) развивается каскад физико-химических процессов, инициирующих критическую перестройку мембранных структур клеток. Весь комплекс реакций мембранных структур клеток в условиях гипотермии в обобщенном виде представлен на схеме (Белоус А. М., Бондаренко В. А., 1982).
Из представленной схемы видно, что под влиянием неблагоприятных условий, складывающихся при хранении КДК вне организма, внутриклеточные повреждения носят сложный характер и требуют комплексного подхода к решению целого ряда задач. Одной из таких задач является повышение технологичности смешивания концентрата ЯК (КЯК) с гемоконсервантом на основе диметилсульфоксида (ДМСО), который, с положительной стороны, способен легко проникать через мембрану внутрь клеток и образовывать большое количество водородных связей с молекулами жидкой фазы клетки, что уменьшает степень криоповреждений в клетках, с отрицательной стороны, вызывает экзотермическую реакцию и апоптоз в суспензии ЯК со снижением количества форменных элементов, устойчивых к витальному красите-
Применение термогранул Lab Armor в технологиях криоконсервирования ... 91
лю (Гордиенко Е. А., Пушкарь Н. С., 1994 и др.). Для нейтрализации выделяющегося тепла при смешивании ДМСО с суспензией ЯК последние рекомендовано охлаждать до температуры от 0 до +4оС (Бабийчук А. С. и соавт., 2008; Rubinstein at all., 1995 и др.). Традиционно указанная проблема решается с помощью принудительной холодовой адаптации 15-20% рабочего раствора ДМСО и КЯК. Для этого биоконтейнер с КЯК и сосуд с 15-20% раствором ДМСО погружают в емкость с замороженной водой (по А. С. Федорову с соавт., 2009 и др. - в ледяную баню). Отрицательным моментом такой технологии является высокий риск инфицирования КДК через капли воды, образующиеся при таянии нестерильного льда или снега (Костяев А. А. и соавт., 2015).
В последнее время в литературе рекламного характера появилась информация о новом гранулированном металлическом теплоносителе - термогранулах Lab Armor ООО «БиоСистемы», которые обеспечиваеют охлаждение погруженных в них предметов без использования замороженной воды. Термогранулы представляют собой россыпь гладких с округлой поверхностью мелких, сухих, блестящих по виду никелированных шариков, удерживающих температуру в пять раз дольше воды. Отмечено, что термогранулы обеззараживаются с помощью этилового спирта 70 об%, а также в сухожаровом шкафу при +180оС в течение 60 минут или производственном автоклаве при +132оС в течение 20 минут.
Проведено 15 опытов. Термогранулы объемом 4 л стерилизовали в этиловом спирте 70 об%, сушили на полотенце, рассыпали в металлический короб с флаконом, содержащим рабочий раствор ДМСО, и биоконтейнер с КДК, затем перечисленное одновременно охлаждали в электрохолодильнике. После достижения всеми компонентами температуры +4оС раствор ДМСО по каплям медленно в течение 15 минут добавляли по стенке биоконтейнера к КЯК при постоянном перемешивании суспензии. Сравнительный анализ используемых критериев при оценке известного и предлагаемого способов смешивания 10% раствора ДМСО с КФЭ КДК представлен в таблице.
Как следует из представленной таблицы, предлагаемый способ смешивания 10% раствора ДМСО с КЯК, по сравнению с известным способом: а) обладает повышенной технологичностью; б) обеспечивает стерильность приготовленного КДК; в) обеспечивает морфологическую сохранность большего количества ЯСК; г) обеспечивает высокую устойчивость к витальному красителю мембран большего количества криоконсервированных ЯСК.
92
Вопросы экспериментальной, производственной и клинической ...
Таблица - Сравнительный анализ способов смешивания 10%
раствора ДМСО с концентратом ЯК КДК (n=15)
Способ смешивания р-ра ДМСО с КЯК Уровень техноло- гичности Морфологическая сохранность ЯСК, % Устойчивость мембраны клеток к витальному красителю, % Стериль- ность приготовле-ного КДК
Известный способ низкий 77,3±8,1 73,2±13,4 инфицирова- но
Предлага- емый способ превосходит известный способ 87,3±11,2 р=0,009 83,1±10,3 р=0,031 стерильно
Таким образом, замена замороженной воды на термогранулы Lab Armor является обоснованной на этапах холодовой адаптации суспензии ядросодержащих клеток при температуре +4оС.
