Научная статья на тему 'Сравнение спектральных характеристик плазмы после контакта венозной крови человека с силохромом С-120 и его химически модифицированными производными в стендовых условиях'

Сравнение спектральных характеристик плазмы после контакта венозной крови человека с силохромом С-120 и его химически модифицированными производными в стендовых условиях Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
151
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МАЛООБЪЕМНАЯ ГЕМОПЕРФУЗИЯ / КОНТАКТНАЯ АКТИВАЦИЯ КРОВИ / УГЛЕРОДНЫЙ СОРБЕНТ / ГЕМОСОВМЕСТИМОСТЬ / ГЕМОЛИЗ / СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ / LOW VOLUME HEMOPERFUSION / CONTACT ACTIVATION OF BLOOD / CARBON SORBENT / HEMOCOMPATIBILITY / HEMOLYSIS / SPECTRAL CHARACTERISTICS OF BLOOD PLASMA

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Киричук О. П., Юрьев Г. О., Буркова Н. В., Постнов В. Н., Романчук Е. В.

Одним из необходимых условий использования изделий медицинского назначения для проведения эфферентной терапии является их гемосовместимость, важным показателем которой является гемолиз эритроцитов, который оценивают по максимуму поглощения на длинах волн, характерных для гемоглобина. Показано, что гранулированный сорбент Силохром С-120 обладает высоким активационным потенциалом, но требует проведения химической модификации его поверхности для улучшения свойств гемосовместимости. В данной работе исследованы спектральные характеристики плазмы крови человека после контакта с Силохром С-120 и его химически модифицированными производными in vitro. Гемоконтактное взаимодействие проводили в стендовых условиях с использованием донорской крови в ротационном режиме. Пробы крови брали до начала эксперимента и через 5, 20, 40 и 60 мин. Выполнено 50 экспериментов, по 10 с каждым из исследуемых сорбентов. Спектроскопические исследования проводили в видимой области света (300-700 нм) на спектрофотометре UNICO 2802(S). Результаты исследования показали, что сорбенты ТМФС, ТМФС-К и Карбохром вызывают значительный гемолиз эритроцитов при их контактном взаимодействии с кровью и не могут быть использованы в качестве гемоконтактных препаратов. Сорбент КХФ вызывает наименьший гемолиз эритроцитов, является наиболее удачной модификацией Силохрома С-120 и может быть рекомендован для дальнейшего исследования при создании гемоконтактных препаратов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Киричук О. П., Юрьев Г. О., Буркова Н. В., Постнов В. Н., Романчук Е. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARISON OF THE SPECTRAL CHARACTERISTICS OF THE PLASMA AFTER CONTACT OF VENOUS BLOOD WITH SILOCHROME-120 AND ITS CHEMICALLY MODIFIED DERIVATIVES IN THE CONDITIONS OF THE STAND

One of the necessary conditions for the use of medical products for efferent therapy is their hemocompatibility, an important indicator of which is the hemolysis of red blood cells, which is estimated at the maximum absorption at wavelengths characteristic of hemoglobin. It is shown that the granular sorbent Silochrom S-120 has a high activation potential, but requires chemical modification of its surface to improve the properties of hemocompatibility. In this paper, the spectral characteristics of human blood plasma after contact with Silochrom C-120 and its chemically modified derivatives in vitro were investigated. Blood-contact interaction was carried out in bench conditions with the use of donated blood in rotary mode. Blood samples were taken before the experiment and after 5, 20, 40 and 60 min. 50 experiments were Performed, 10 with each of the sorbents studied. Spectroscopic studies were performed in the visible region of light (300-700 nm) on the Unico 2802(S) spectrophotometer. The results showed that the sorbents TMPS, TMPS-K and Carboprop cause significant hemolysis of erythrocytes in their contact with blood and can not be used as blood-contact drugs. The sorbent CKF causes the lowest hemolysis of red blood cells, is the most successful modification of Silochrome C-120 and can be recommended for further research in the creation of hemocontact drugs.

Текст научной работы на тему «Сравнение спектральных характеристик плазмы после контакта венозной крови человека с силохромом С-120 и его химически модифицированными производными в стендовых условиях»

УДК 616-03

СРАВНЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАЗМЫ ПОСЛЕ КОНТАКТА ВЕНОЗНОЙ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА С СИЛОХРОМОМ С-120 И ЕГО ХИМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫМИ ПРОИЗВОДНЫМИ В СТЕНДОВЫХ УСЛОВИЯХ

Киричук О. П.1'2, Юрьев Г. О.3, Буркова Н. В.1, Постнов В. Н.1'3, Романчук Е. В.2, Кузнецов С. И.1

!фГБУ Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова Минздрава России, 197341, ул. Аккуратова 2, Санкт-Петербург, Россия

2ФГАОУ ВО Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251, ул. Политехническая 29, Санкт-Петербург, Россия;

3ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет, институт химии, 198504, Петергоф, Университетский проспект 26, Санкт-Петербург, Россия.

Для корреспонденции: Буркова Наталья Владимировна, доктор биологических наук, доцент, профессор лечебного факультета Института медицинского образования, ведущий научный сотрудник НИЛ биопротезирования и кардиопротекции Центра экспериментального биомоделирования Института экспериментальной медицины ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России, е-mail: n.burk@list.ru.

For correspondence: Natalia V. Burkova, MD, Professor of the medical faculty Institute of medical education, lead researcher of the laboratory of bioprosthesis and cardioprotection of the Institute of experimental medicine «Almazov National Medical Research Center», е-mail: n.burk@list.ru.

Information about authors:

Kirichuk O. P., http://orcid.org/0000-0003-0933-9505 Yuryev G. O., http://orcid.org/0000-0003-3330-6324 Burkova N. V., http://orcid.org/0000-0002-0197-1146 Postnov V. N., http://orcid.org/0000-0001-6094-3607 Romanchuk E. V., http://orcid.org/0000-0002-8561-8736 Kuznetsov S. I., http://orcid.org/0000-0002-8740-6956

РЕЗЮМЕ

Одним из необходимых условий использования изделий медицинского назначения для проведения эфферентной терапии является их гемосовместимость, важным показателем которой является гемолиз эритроцитов, который оценивают по максимуму поглощения на длинах волн, характерных для гемоглобина. Показано, что гранулированный сорбент Силохром С-120 обладает высоким активационным потенциалом, но требует проведения химической модификации его поверхности для улучшения свойств гемосовместимости. В данной работе исследованы спектральные характеристики плазмы крови человека после контакта с Силохром С-120 и его химически модифицированными производными in vitro.

Гемоконтактное взаимодействие проводили в стендовых условиях с использованием донорской крови в ротационном режиме. Пробы крови брали до начала эксперимента и через 5, 20, 40 и 60 мин. Выполнено 50 экспериментов, по 10 с каждым из исследуемых сорбентов. Спектроскопические исследования проводили в видимой области света (300-700 нм) на спектрофотометре UNICO 2802(S).

Результаты исследования показали, что сорбенты ТМФС, ТМФС-К и Карбохром вызывают значительный гемолиз эритроцитов при их контактном взаимодействии с кровью и не могут быть использованы в качестве гемоконтактных препаратов. Сорбент КХФ вызывает наименьший гемолиз эритроцитов, является наиболее удачной модификацией Силохрома С-120 и может быть рекомендован для дальнейшего исследования при создании гемоконтактных препаратов.

Ключевые слова: малообъемная гемоперфузия, контактная активация крови, углеродный сорбент, гемосовместимость, гемолиз, спектральные характеристики плазмы крови.

COMPARISON OF THE SPECTRAL CHARACTERISTICS OF THE PLASMA AFTER CONTACT OF VENOUS BLOOD WITH SILOCHROME-120 AND ITS CHEMICALLY MODIFIED DERIVATIVES IN THE CONDITIONS OF THE STAND

Kirichuk O. P.1'2, Yuryev G. ОД Burkova N. УЛ Postnov V. N.M, Romanchuk E. V.2, Kuznetsov S. I.1

*Almazov National Medical Research Centre, st. Аkkuratova, 2, St. Petersburg, Russian Federation

2peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, st. Рolytechnic, 29, St. Petersburg, Russian Federation

3St. Petersburg State University, Institute of Chemistry, University the rest, 26, Peterhof, St. Petersburg, Russian

Federation

SUMMARY

One of the necessary conditions for the use of medical products for efferent therapy is their hemocompatibility, an important indicator of which is the hemolysis of red blood cells, which is estimated at the maximum absorption at

wavelengths characteristic of hemoglobin. It is shown that the granular sorbent Silochrom S-120 has a high activation potential, but requires chemical modification of its surface to improve the properties of hemocompatibility. In this paper, the spectral characteristics of human blood plasma after contact with Silochrom C-120 and its chemically modified derivatives in vitro were investigated.

Blood-contact interaction was carried out in bench conditions with the use of donated blood in rotary mode. Blood samples were taken before the experiment and after 5, 20, 40 and 60 min. 50 experiments were Performed, 10 with each of the sorbents studied. Spectroscopic studies were performed in the visible region of light (300-700 nm) on the Unico 2802(S) spectrophotometer.

The results showed that the sorbents TMPS, TMPS-K and Carboprop cause significant hemolysis of erythrocytes in their contact with blood and can not be used as blood-contact drugs. The sorbent CKF causes the lowest hemolysis of red blood cells, is the most successful modification of Silochrome C-120 and can be recommended for further research in the creation of hemocontact drugs.

Key words: low volume hemoperfusion, contact activation of blood, carbon sorbent, hemocompatibility, hemolysis, spectral characteristics of blood plasma.

В настоящее время продолжаются исследования по поиску и конструированию гемоконтакт-ных препаратов (сорбентов), которые не должны оказывать негативного влияния на кровь человека и проявлять максимальное активаци-онное воздействие на клеточные и гуморальные системы крови при проведении малообъемной гемоперфузии (МОГ). Ранее показано, что контактное взаимодействие крови с сорбентами приводит не только к удалению токсических продуктов из гемоциркуляции, но и к запуску активационных механизмов в гуморальных и клеточных системах крови, что обеспечивает повышение эффективности её воздействия на патологический процесс за счет образования в крови большого разнообразия биологически активных структур [1]. Медицинская технология МОГ была ранее апробирована, включена в стандартную схему лечения больных с некоторыми видами тяжелых заболеваний конечностей и продемонстрировала выраженный лечебный эффект [2]. В качестве гемоактиватора МОГ был использован углеродный гемосорбент СКТ-6А ВЧ, который обладал хорошими акти-вационными свойствами, но имел ряд недостатков, главный из которых - хрупкость, что создавало эффект «пыления». Поэтому возникла необходимость поиска эффективных гемокон-тактных препаратов (сорбентов), которые не оказывали бы значительного негативного влияния на показатели крови человека. Проверка гемоконтактных препаратов на совместимость с кровью заключается, в частности, в оценке их литической активности для эритроцитов, степень выраженности которой можно охарактеризовать по максимуму поглощения на длинах волн, свойственных для молекулы гемоглобина.

Данная работа является продолжением изучения влияния контакта крови человека с различными сорбентами на изменения спектральных характеристик плазмы в зависимости от длительности контактного взаимодействия. Ранее показано, что гранулированный сорбент Силохром С-120 обладал хорошими активаци-

онными свойствами для клеточных популяций крови, но вызывал значительный гемолиз эритроцитов [3; 4]. Следовательно, сорбент требовал проведения химической модификации его поверхности для улучшения свойств гемосовме-стимости при сохранении активационного потенциала. В данной работе были исследованы четыре новых гемоконтактных препарата, созданных на основе кремнеземной матрицы путем химической модификации ее поверхности.

Целью исследования явилась оценка изменений спектральных характеристик плазмы в процессе динамического контакта гемосор-бента Силохром С-120 и его модифицированных производных (ТМФС, Карбохром, КХФ, ТМФС-К) с венозной кровью человека in vitro.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В стендовых условиях исследовано влияние контакта крови с различными сорбентами на гемолиз эритроцитов. В эксперименте использовалась венозная кровь здоровых доноров, которую забирали из локтевой вены в вакуумную пробирку с гепарином лития в объеме 9,0 мл. Кровь получали на станции переливания крови ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России.

Заключение этического комитета ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» МЗ РФ (протокол №154 от 10.10.16г.: «Одобрить проведение исследований по протоколу проекта «Апробация сверхсшитого полистирола (марки MN) и силикагелей (Силохрома С-120 и КСК-2) в качестве гемоконтактных препаратов в стендовых условиях на базе Центра».

В работе были исследованы пять сорбентов (Силохром С-120 и четыре его модификации):

1. Силохром С-120 - гранулы белого цвета неправильной формы размером 0,3-0,5 мм. Удельная поверхность образца, определенная по низкотемпературной адсорбции азота методом ВЕТсоставила 154 м2/г. Размер пор, определенный методом BJH, - 32 нм.

2. Аминированный Силохром С-120 с сорбированным трисмалонилфуллереном

С60(ТМФС) - гранулы размером 0,3-0,5 мм с удельной поверхностью 140 м2/г и размером пор 32 нм. Аминированние Силохрома С-120 проводили жидкофазным методом, предварительно удалив физически связанную воду с поверхности кремнезема. Синтез композита аминированного аэросилогеля с трисмалонил-фуллереном С60 осуществляли следующим образом: в насыщенный раствор (10 мл) трисма-лонилфуллерена С60 помещали навеску (100 мг) аминированного аэросилогеля и проводили сорбцию в течение 8 часов притемпера-туре 20 Со при интенсивном перемешивании на шейкере. В результате процесса сорбции основные характеристики сорбента изменились незначительно, сохранилась глобулярная структура и высокая удельная поверхность.

3. Минерально-углеродный сорбент (Карбохром) - гранулы размером 0,3-0,5 мм с удельной поверхностью 104 м2/г и величиной предельного сорбционного объема 0,65 см3/г. Синтез проводился в реакторе проточного типа в режиме кипящего слоя, путем пиролиза про-паргилового спирта в токе азота, очищенного от кислорода, на кремнеземных матрицах при температуре 800оС. Содержание углерода, определенное методом Прегля, составило 9 % масс.

4. Минерально-углеродный сорбент с сорбированным фуллереном С60 (Карбохром + Фуллерен, КХФ). Удельная поверхность гранул - 96 м2/г, величина предельного сорбци-онного объема - 0,60 см3/г, диаметр пор - 24 нм. Навеску исходного сорбента (Карбохром), предварительно высушенную при 200°С помещали в раствор фуллерена С60 в о-ксилоле концентрации 1 г/л. Данную суспензию сорбента и раствора фуллерена С60 встряхивали на шей-кере в течение 5 часов. Содержание фуллерена С60 в образце после сорбции составило 4 мг/г.

5. Аминированный силохром с ковалент-но пришитым трисмалонилфуллереном С60 (ТМФС-К) - гранулы размером 0,3-0,5 мм с удельной поверхностью 140 м2/г и размером пор 32 нм. Для получения данного сорбента использовались аминированный аэросилогель, трисмалонилфуллерен С60 и водорстворимый карбодиимид (М-(3-диметиламинопропил-) М- этилкарбодиимид). Синтез был проведен по следующей методике: в раствор трисмало-нилфуллерена С60 (10 мл) помещали навеску (100 мг) аминированного аэросилогеля и 2 мл карбодиимида, затем полученную смесь перемешивали на шейкере в течение 8 часов при температуре 20 Со. Выполнено 50 экспериментов, по 10 с каждым из исследуемых сорбентов.

Гемоконтактные колонки для стендовых экспериментов готовили из одноразовых шпри-

цов объемом 20 мл, куда помещали фильтр и сетку, которые плотно фиксировали прижимным кольцом. В колонки загружали указанные выше сорбенты в объеме 1,8 мл, хранящиеся в 20% растворе этанола. Перед началом опытов-колонки трижды промывали 10-кратным объ-емомстерильного физиологического раствора и еще три раза 10-кратным объемом того же раствора с гепарином (20 ед./мл). После промывки в шприц-колонку забирали гепаринизирован-ную донорскую кровь из вакуумной пробирки из расчета сорбент: кровь (1:4). Предварительно из этой же пробирки отбирали пробу крови «до контакта». Колонки с кровью помещали в горизонтальном положении на роторную мешалку. Эксперименты проводились в течение 60 мин при комнатной температуре в постоянном ротационном режиме. Для проведения исследований пробы крови забирали из колонки через 5, 20,40 и 60 мин после начала контакта в объеме 1,8 -2,0 мл в пробирки с ЭДТА. После окончания эксперимента цельную кровь центрифугировали в течение 10 минут при скорости 3000 об/мин на лабораторной центрифуге ThermoScientific SL 16 и отделяли плазму крови от форменных элементов. Плазму крови разводили в физиологическом растворе в пропорции кровь: физ. раствор (1:29). Спектроскопические исследования проводились в видимой области света (300700 нм) на спектрофотометре UNICO 2802(S).

Гемолитическую активность (ГА) сорбентов оценивали в процентах (%) по изменению оптической плотности (ОП) в пробах после контакта относительно ОП на соответствующих длинах волн в пробах до контакта. Числовые значения рассчитывали по формуле: ГА = (А -В) / В х 100%, где А - оптическая плотность в исследуемых (постконтактных) пробах на соответствующих длинах волн; В - оптическая плотность нативной плазмы без контакта с сорбентами (проба «до») на тех же длинах волн.

Статистический анализ полученных результатов проводили с использованием прикладных пакетов Statistica 7.0 for Windows и Excel 2013. Статистически значимые изменения показателей внутри групп оценивали с помощью t критерия Стьюдента для попарно связанных выборок и критерия Вилкоксона для парных сравнений, статистически значимые различия показателей между группами - с помощью t критерия Стьюдента для независимых выборок и U-критерия Манн-Уитни. Статистически значимыми считали различия при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Для каждого из пяти сорбентов было проведено предварительное исследование спектра

плазмы крови в видимой области. Для этого из каждой группы выбирали обследуемого, в последней пробе плазмы которого визуально наблюдали наиболее выраженный гемолиз. Результаты предварительных исследований представлены на рисунках (рис 1-5): в пробах «до», «5 мин» и «60 мин». Диаграммы в точках «20 мин» и «40 мин» не показаны. На всех пяти спектрах наблюдали пик на длине волны 414 нм, числовые значения которого увеличивались, достигая максимума к концу эксперимента. По результатам данного исследования наибольший гемолиз эритроцитов вызывал контакт крови с сорбентом ТМФС, наименьший - с КХФ.

В ходе исследования спектров плазмы крови обнаружено, что контакт сорбентов ТМФС и ТМФС-К с кровью вызывает появление пиков в области 330 нм. Особенно выраженные максимумы были характерны для пробы «60 мин». Данный пик характерен для структур фуллерена [5]. В проведенных экспериментах были исследованы три модификации Си-лохрома С-120, в которых присутствовали фуллерены - ТМФС, ТМФС-К и КХФ, причем механизмы фиксации их к матрице были различные. Первые два сорбента (ТМФС и ТМФС-К) показали появление и возрастание свободного фуллерена в плазме крови к концу эксперимента, в то время как на КХФ это увеличение к 60 мин выражено незначительно.

После предварительного исследования всего видимого спектра плазмы крови были определены характерные длины волн, соответствующие максимумам поглощения гемоглобина, на которых выполняли дальнейшие измерения оптической плотности каждой пробы во всех группах обследованных и на всех сорбентах: 414 нм и 540 нм. Также для фуллерен-содер-жащих сорбентов были выполнены измерения оптической плотности на длине волны 330 нм.

Результаты исследования изменения ОП плазмы после контакта с сорбентами представлены на рисунках (рис. 6-8). На длине волны 540 нм (рис. 6) каждый из пяти сорбентов вызывал увеличение оптической плотности различной степени выраженности. При этом в пробах «5 мин» наибольшее изменение вызывал не модифицированный сорбент Силохром С-120 (увеличение ОП на 25,6% относительно пробы «до»), наименьшее - КХФ (на 9,7% относительно пробы «до»). В дальнейшем влияние сорбента КХФ незначительно увеличивало ОП к концу времени контакта до 22,4% относительно пробы «до». Для остальных четырех сорбентов наблюдалось резкое увеличение ОП до конца эксперимента, причем наиболее сильный гемолиз вызывали сорбенты ТМФС (увеличение ОП

Рис. 1. Спектр плазмы крови при контакте с сорбентом Силохром С-120

проба"до"

!00 4« 500 «00 ТОО

%:ауе1е11СЙ1(пт)

Рис. 2. Спектр плазмы крови при контакте с сорбентом ТМФС

Рис. 3. Спектр плазмы крови при контакте с сорбентом Карбохром

на 82% в пробе «60 мин») и Карбохром (увеличение ОП на 77,4% к концу эксперимента). По результатам исследования изменения ОП в постконтактных пробах плазмы крови на длине волны 540 нм все сорбенты, вызывающие

Рис. 4. Спектр плазмы крови при контакте с сорбентом КХФ

Изменение % оптической плотности плазмы при Л=414 нм

450 -

400 -

350 -

300

■ а? 250

5 =0- 200 | 150

? 43 100

- о

5 £ 50 : 0

I

I I

20

40

Время контакта крови с сорбентом, мин ■ С-120 ИТМФ ИКарбохром КХФ ИТМФ-К

Рис. 7. Изменение оптической плотности плазмы крови при Л = 414 нм

Рис. 5. Спектр плазмы крови при контакте с сорбентом ТМФС-К

бентов. В пробах «5 мин» наибольший гемолиз вызывали сорбенты Силохром С-120 (увеличение ОП на 144,4%) и Карбохром (увеличение ОП на 113,9%), наименьший - КХФ (на 3,3%) и ТМФС (на 6,2%). В течение всего времени контакта кровь - гемосорбент наблюдали нарастание гемолиза эритроцитов во всех пробах. К концу эксперимента наиболее «агрессивно» по отношению к клеткам крови проявили себя сорбенты С-120 (увеличение ОП на 418,5% в пробе «60 мин»), ТМФС-К (увеличение ОП на 325,8% относительно пробы «до») и Карбохром (увеличение ОП на 320,9%). Только один из исследуемых модификаций Силохрома С-120 - КХФ - не вызывал значительного гемолиза эритроцитов в течение всего эксперимента (максимальное увеличение ОП наблюдали в пробе «60 мин», которое составило 51,5%). Таким образом, «агрессивность» сорбентов возрастала в ряду: КХФ<ТМФС<Карбохром<ТМФС-К <Силохром С-120.

Так как предварительное исследование спектров плазмы крови показало, что контакт с некоторыми сорбентами приводит к появлению в плазме свободного фуллерена, было проведено дополнительное исследование ОП

Рис. 6. Изменение оптической плотности плазмы крови при Л = 540 нм

возрастание степени гемолиза, можно расположить в следующем порядке: КХФ<Силохром С-120< ТМФС-К <Карбохром<ТМФС.

Аналогичное исследование было проведено для каждого из пяти сорбентов для длины волны 414 нм (рис. 7). В этой области наблюдали гораздо более выраженное увеличение ОП плазмы после контакта крови с каждым из сор-

Ё 3!

.... I

20

40

Время контакта крови с сорбентом, мин ■ ТМФ КХФ ■ ТМФ-К

Рис. 8. Изменение оптической плотности плазмы при Л = 330 нм.

60

плазмы на длине волны 330 нм для всех фулле-рен-содержащих сорбентов, а именно ТМФС, КХФ и ТМФС-К (рис. 8). Показано, что в течение эксперимента каждый из этих трех сорбентов в разной степени увеличивал ОП плазмы на данной длине волны, что подтверждало появление свободного фуллерена в постконтактных пробах. При этом сорбенты ТМФС и ТМФС-К вызывали наибольшее увеличение оптической плотности к концу эксперимента (99,2% и 85,1% соответственно), в то время как КХФ лишь незначительно увеличивал ОП от 7,3% в пробах «5 мин» до 21,2% в пробах «60 мин».

ОБСУЖДЕНИЕ

Максимум поглощения (полоса Соре) является отличительным признаком порфиринового ядра, характерного для молекулы гемоглобина

[6]. В пробах «60 мин» на каждом из спектров наблюдали пики поглощения на длинах волн 544 и 576 нм. По литературным данным, молекула оксигемоглобина имеет максимумы поглощения в трех основных полосах: 414 нм (полоса Сорэ), 542-544 нм (^-полоса) и 576-578 нм (а-полоса)

[7]. Появление максимумов в этих полосах свидетельствует о наличии в пробах «60 мин» молекулы оксигемоглобина. Нарастание концентрации гемоглобина связано с увеличением гемолиза эритроцитов при возрастании времени контакта. Нарастание оксиформы гемоглобина можно объяснить условиями проведения эксперимента, когда в гемоконтактной системе присутствуют пузырьки атмосферного воздуха, что приводит к постепенной артериализации венозной крови [8]. Подтверждено отсутствие других форм гемоглобина: дезоксигемоглобин (максимумы поглощения на 429 и 556 нм) и карбоксиге-моглобин (пики поглощения на 540 и 570 нм) [9].

Таким образом, можно предположить, что часть гемолитической активности исследованных сорбентов обеспечивается за счет лизиса эритроцитов, который провоцируют молекулы свободного фуллерена, появляющиеся в крови в результате контактного взаимодействия с сорбентами. О токсичности или нанобезопасности фуллеренов постоянно ведется дискуссия, приводятся совершенно противоположные аргументы. По одним данным фуллерен С60 имеет крайне низкую общую токсичность, которую можно оценить на уровне от 1200 до 2500 мг/ кг [10]. В других работах показано, что фулле-рен С60 обладает токсичностью для ряда клеточных культур: фибробластов кожи человека, клеток ИерС2 карциномы печени человека и астроцитов человека [11], а также для клеток глиомы крысы С6 [12]. Кроме того, фуллерен С60 токсичен и для нормальных клеток млеко-

питающих. В частности, он оказывает токсическое действие на эритроциты человека и крысы, вызывая их лизис в модельной системе [13].

По итогам исследования можно констатировать, что сорбент КХФ обладает наименьшей способностью к потере трисмало-нилфуллерена С60 в гемоконтактной системе кровь - сорбент. Сорбенты ТМФС и ТМФС-К не соответствуют требованиям использования в клинической практике из-за высокой вероятности попадания в кровь пациента свободного трисмалонилфуллерена С60.

ВЫВОДЫ

1. Производные Силохрома С-120 сорбенты ТМФС, ТМФС-К и Карбохром при контакте с кровью вызывают гемолиз эритроцитов и не могут быть использованы в клинической практике для лечения больных методом МОГ.

2. Сорбент КХФ является наиболее удачной модификацией Силохрома С-120 и может быть рекомендован для дальнейшего исследования в качестве гемоконтактного препарата.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The authors have no conflict of interests to declare.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кузнецов С. И. Практические аспекты принципа твердофазной контактной активации крови. Успехи современного естествознания. 2006; 2:31-32.

2. Буркова Н. В., Кузнецов С. И., Тюкавин А. И. Контактная твердофазная гемомодуляция. Бюллетень ФЦСКЭ им. В.А. Алмазова. 2013;6:28-34.

3. Кузнецов С. И., Киричук О. П., Буркова Н. В., Даванков В. А., Постнов В. Н., Литвиненко Е. В. Реакция клеточных элементов крови на контакт с гранулированными сверхсшитым полистиролом и кремнезе-мам.Трансляционная медицина.2017;4(4):43-55.

4. Буркова Н. В., Киричук О. П., Романчук Е. В., Даванков В. А., Постнов В. Н., Кузнецов С. И. Изменения спектральных характеристик плазмы при контакте венозной крови человека с гранулированными сорбентами in vitro. Альманах клинической медицины. 2018; 46(8):772-777. DOI: 10.18786/2072-0505-2018-46-8-772-777

5. Сресели О. М., Захарова И. Б., Вуль С. П., Макарова Т. Л., Шаронова Л. В., Беляков Л. В., Горячев Д. Н. Взаимодействие фуллерена с монокристаллическим кремнием. Физика и техника полупроводников. 2005;39(8):57-64.

6. Murray R. K., Granner D. K., Mayes P.A. , Rodwell. V.W. Harper's biochemistry. 26th edition. The McGraw-Hill Companies.2003.

7. Кривенцев Ю. А., Никулина Д. М. Биохимия: строение и роль белков гемоглобинового профиля. М.Издательство Юрайт, 2018.

8. Кузнецов С. И., Киричук О. П., Буркова Н. В., Топко А. А., Даванков В. А., Постнов В. Н., Литвиненко Е. В. Влияние контакта венозной крови человека с сорбентами in vitro на ее некоторые физико-химические параметры. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2018;17(1): 50-61. DOI: 10.24884/1682-66552018-17-1-50-60

9. B. L. Horecker. The absorption spectra of hemoglobin and its derivatives in the visible and near infrared regions. J. Biol. Chem. 1943 148: 173-177.

10. Каркищенко Н.Н. Нанобезопасность: новые подходы к оценке рисков и токсичности наноматериа-лов. Биомедицина.2009, 1:5-27.

11. Isakovic A., Markovic Z., Todorovic-Markovic B. et al. Distinct cytotoxic mechanisms of pristine versus hydroxylated fullerene. Toxicol. Sci. 2006; 91(1):173— 183.

12. Sayes C.M., Gobin A.M., Ausman K.D. et al. Nano-C60 cytotoxicity is due to lipid peroxidation. Biomaterials. 2005; 26(36):7587-7595.

13. Соломадин И.Н., Маров Н.В., Венедиктова Н.И. и др. Токсическое действие Ab25-35 и фуллерена С60 на эритроциты. Известия РАН.2008; 4:507-512.

REFERENCES

1. Kuznetsov S. I. Practical aspects of the principle of solid-phase contact activation of blood. Successes of modern natural science. 2006; 2:31-32 (In Russ).

2. Burkova N. V. Kuznetsov S. I., Tyukavin A. I. Contact solid phase chemomodulation. Bulletin Almazov National Medical Research Centre. 2013; 6:28-34 (In Russ).

3. Kuznetsov S. I., Kirichuk O. P., Burkova N. In. Davankov V. A., Postnov V. N., Litvinenko E. V. Reaction of blood cell elements to contact with granulated super-crosslinked polystyrene and silica. Translational medicine. 2017; 4(4):43-55 (In Russ).

4. Burkova N. In. Kirichuk O. P., Romanchuk E. V., Davankov V. A., Postnov V. N., Kuznetsov S. I. Changes

in the spectral characteristics of plasma in contact with human venous blood granulated sorbents invitro. Almanac of clinical medicine. 2018; 46(8):772-777. DOI: 10.18786/2072-05-2018-46-8-772-77734 (In Russ).

5. Sreseli O. M., Zakharova I. B., Vul S. P., Makarova T. L., L. V. Sharonova, L. V. Belyakov, D. N. Goryachev. The interaction of fullerenes with single-crystal silicon. Physics and technology of semiconductors. 2005; 39(8): 57-64 (In Russ).

6. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Harper's biochemistry. 26th edition. The McGraw-Hill Companies. 2003.

7. Kriventsev J. A., Nikulina D. M. Biochemistry: structure and role of proteins hemoglobinemia profile. M. Yurayt Publishing House. 2018 (In Russ).

8. Kuznetsov S. I., Kirichuk O. P., Burkova N. In. Topko A. A., Davankov V. A., Postnov V. N., Litvinenko E. V. Influence of human venous blood contact with Invitro sorbents on its some physical and chemical parameters. Regional blood circulation and microcirculation. 2018;17(1): 50-61. DOI: 10.24884/1682-6655-2018-17-150-60 (In Russ).

9. Horecker B L. The absorption spectra of hemoglobin and its derivatives in the visible and near infrared regions. J. Biol. Chem. 1943 148: 173-177.

10. Karkishchenko, N. N. Nanosafety: new approaches to the assessment of risks and toxicity of nanomaterials. Biomedicine. 2009,1:5-27 (In Russ).

11. Isakovic A., Markovic Z., Todorovic-Markovic B. et al. Distinct cytotoxic mechanisms of pristine versus hydroxylated fullerene. Toxicol. Sci. 2006; 91(1):173-183.

12. Sayes CM, Gobin AM, Ausman KD et al. Nano-C60 cytotoxicity is due to lipid peroxidation. Biomaterials. 2005; 26(36):7587-7595.

13. Salomatin I. N., Markov N. In. Venediktova N. And. etc. Toxic effects And b from 25 to 35 and fullerene C60 on erythrocytes. News of wounds.2008; 4:507-512 (In Russ).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.