Голубая кровь, как искусственный носитель кислорода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Лечебный факультет

Реферат

На тему: «Голубая кровь, как искусственный носитель кислорода»

Выполнила: студентка 1 курса,

группы 116 Мамалаева А. Р.

Проверила: зав. кафедрой Сторожок Н. М.

Тюмень 2016

Содержание

Введение

1. Искусственные носители кислорода

2. Перфторуглероды - альтернатива гемоглобину. Их использование для создания кровезаменителей

3. История создания перфторана

4. Применение перфторана в медицине

5. Перспективы и новейшие технологии

Заключение

Введение

Основная цель этой работы - доказать, что биотехнологии в современном веке вышло на новый уровень. Ученые продолжают искать новые пути решения проблем, связанных с разработкой и функционированием кровезаменителей. Пока еще не создан универсальный препарат, который мог бы выполнять все, или хотя бы большинство функций крови. Однако существуют уже готовые препараты, которые отчасти могут восполнять недостающий объем крови и выполнять некоторые ее функции. Это помогает людям справляться с различными травмами и болезнями.

1. Искусственные носители кислорода

Существуют три подхода к созданию кровезаменителей, обладающих газотранспортной функцией: на основе свободного модифицированного полигемоглобина; гемоглобина, капсулированного в липидные везикулы - искусственного эритроцита; перфторуглеродной (ПФУ) эмульсии. Последний оказался более перспективным и привел к созданию безопасного и эффективного кровезаменителя - перфторана. C??F??N

Перфторан -- кровезаменитель с функцией переноса кислорода, применяется в качестве противоишемического и противогипоксического лекарственного средства. Представляет собой субмикронную эмульсию на основе ПФО-соединений.

2. Перфторуглероды - альтернатива гемоглобину. Их использование для создания кровезаменителей

30 лет назад исследователи нашли альтернативу гемоглобину как переносчику кислорода - перфторуглероды (PFC). Молекулы перфторуглерода по своей структуре похожи на углеводороды, но атомы водорода в них замещены фтором. PFC и гемоглобин переносят кислород по разным механизмам. Во внеклеточном растворе гемоглобина кислород переносится так же, как и в эритроцитах. Кислород не связывается с PFC,но растворяется в нем и легко переходит в ткани с кислородным голоданием. PFC не растворяется в воде, как кровь, поэтому препараты на его основе переводят в эмульсию, прежде чем запустить их в кровоток.

Несколько компаний разработали новое поколение перфторуглеродных переносчиков кислорода. Продукт Alliance Pharmaceutical Corporation (Сан-Диего, Калифорния) оксигент - это концентрированная эмульсия мельчайших частиц в водном растворе. Эти частицы в 30 раз мельче эритроцитов и состоят из перфторатного ядра, окруженного поверхностно-активным веществом. Вещество вводится сразу в кровеносную систему, где оно обогащается кислородом в легких, переносится в ткани с дефицитом кислорода и отдает им кислород путем обычной диффузии. В 2000 году Alliance и Baxter образовали компанию PFC Therapeutics LLC специально для наблюдения за разработкой, производством, продажей и распространением оксигента в США, Канаде и Европе. Компания завершила третью стадию клинических испытаний в Европе на послеоперационных пациентах. перфторуглерод кровезаменитель гемоглобин

Растворы PFC, как и гемоглобиновые препараты, не лишены недостатков, поскольку FPC - менее эффективные, чем гемоглобин переносчики кислорода, то для того чтобы насытить ими ткани, требуется большая концентрация кислорода в воздухе, который, в свою очередь, может повредить легкие.

В настоящее время компании стремятся разработать кислородпереносящие препараты, которые бы усиливали доставку кислорода при нехватке крови или в том случае, когда кровь из-за болезни не может переносить достаточно кислорода. BioTime Inc.(Беркли, Калифорния) работает над веществом, которое сможет по-настоящему на некоторое время заменить кровь.

3. История создания перфторана

В начале 60-х американец Генри Словитер предложил использовать эмульсию перфторуглеродов (ПФУ) - веществ, основу молекул которых образуют атомы угрерода, а все оставшиеся свободными валентности заняты атомами фтора. К этому классу соединений относится, например, всем известный тефлон. Было известно, что они легко поглощают большие объемы любых газов и также легко расстаются с поглощенным. Они химически инертны и физиологически нейтральны. В воде они практически нерастворимы, но при добавке поверхностно-активных веществ могут образовывать эмульсии - взвеси мелких жидких частиц. Каждая такая частица - это окруженная одним слоем молекул ПАВ капелька жидкого перфторуглерода. В ней-то и растворяется кислород.

Работы с эмульсиями ПФУ начались в США и Японии еще в 1969 году, однако после первых неудач вышли из моды. В конце 70-х Академии наук было поручено в кратчайшие сроки создать отечественный перфторуглеродный кровезаменитель. Головным учреждением был определен Пущинский Институт биофизики которым возглавлял профессор Генрих Иваницкий. «Дело в том, что мы с самого начала сделали эмульсию очень тонкой - средний диаметр частиц в ней на порядок меньше, чем у эритроцита, - рассказывает Генрих Иваницкий. - Это было вызвано технологическими соображениями: ПФУ намного тяжелее воды; эмульсия, предоставленная самой себе, постепенно оседает и расслаивается, но чем меньше частицы, тем медленнее это происходит. Неожиданно оказалось, что при тяжелых травмах размер частиц часто имеет решающее значение. Организм реагирует на травму усилением кровоснабжения пораженного места. Однако возникающий при этом отек сдавливает мелкие капилляры, делая их непроходимыми для эритроцитов. Кислородное снабжение поврежденной ткани ухудшается, в ней накапливается молочная кислота - и капилляры сжимаются еще сильнее. Особенно быстро и страшно эта ловушка срабатывает при отеках мозга - самой чувствительной к кислородному голоданию ткани. Но маленькие, скользкие, невосприимчивые к физиологическим регуляторам капельки ПФУ-эмульсии разрывают этот порочный круг, проникая в задыхающуюся ткань при любом состоянии капилляров и принося ей спасительный кислород».

Уже в 1984 году Фармкомитет Минздрава СССР выдал разрешение на проведение клинических испытаний Перфукола и Перфторана (такое название получил «академический» кровезаменитель). Позже перфторан за свой голубоватый цвет медики между собой начали именовать “голубая кровь”.

4. Применение перфторана в медицине

Перфторан рекомендуется применять в качестве кровезаменителя с газотранспортной функцией при:

* острой и хронической гиповолемии (травматическом, геморрагическом, ожоговом и инфекционно-токсическом шоке, черепно-мозговой травме, операционной и послеоперационной гиповолемии),

* нарушениях микроциркуляции и периферического кровообращения (изменении тканевого метаболизма и газообмена, гнойно-септическом состоянии, инфекции, нарушении мозгового кровообращении, жировой эмболии),

* регионарной перфузии, лаваже легких, промывании гнойных ран брюшной и других полостей.

Фармакологические и общие свойства препарата

Препарат обладает газотранспортными, реологическими, гемодинамическими, диуретическими, мембраностабилизирующими, кардиопротекторными и сорбционными свойствами. Период полувыведения перфторана из кровеносного русла составляет около 24 часов. ПАВ полностью покидает организм через почки в течение первых суток. Перфторуглероды химически инертны и в организме не метаболизируются. Сроки выведения их из организма зависят от введенной дозы. При применении перфторана в терапевтической дозе 10мл/кг массы тела перфторуглероды полностью выводятся из организма в течение 8 месяцев.

Перфторан:

- улучшает доставку кислорода из альвеол к эритроцитам и от эритроцитов к тканям;

- улучшает метаболизм и газообмен на уровне тканей;

- восстанавливает центральную гемодинамику;

- способствует улучшению кровотока вплоть до периферической микроциркуляции;

- обладает мембраностабилизирующим эффектом;

- оказывает отчетливое кардиопротекторное действие;

- активирует детоксикационную функцию печени;

- обладает сорбционными и диуретическими свойствами

В состав перфторана входят:

-Перфтордекалин (ПФД) - 13.0 г

-Перфторметилциклогексилпиперидин (ПМЦП) - 6,5 г

-Проксанол 268 - 4 г

-Натрия хлорид - 0,6 г

-Калия хлорид - 0,039 г

-Магния хлорид - 0,019 г

-Натрия гидрокарбонат - 0,065 г

-Натрия фосфат однозамещенный - 0,02 г

-Глюкоза - 0,2 г

-Вода для инъекций - до 100 мл

Хранение и срок годности. В замороженном виде при температуре от -4°С до -18°С - 3 года. В размороженном виде при температуре не выше +4°С - 2 недели.

5. Перспективы и новейшие технологии

Вероятно, через несколько лет ученые смогут получить настоящий кровезаменитель, который в состоянии полностью заменить пациенту кровь при нормальной температуре.

· В конце 2004 года исследователи из Парижского университета нашли способ производить в лабораторных условиях красные кровяные тельца. В ходе исследования ученые объединили стволовые клетки с еще одной группой кровяных клеток, а затем обработали их веществом, стимулирующим рост. Похожие эксперименты проводятся сейчас по всему миру - однако до сих пор успеха ученым добиться не удавалось.

· Группа исследователей из трех крупных японских университетов разработала новую формулу искусственной крови, которая в ближайшее время сможет успешно устранить опасность заражения вирусами и будет абсолютно совместимой с любой группой крови при ее переливании.

· Согласно сообщению Джерри Сквайрса, вице-президента Международного Красного Креста, Великобритании, США и Австралии практически закончили работы по созданию препаратов на основе гемоглобина, максимально приближенных к естественной крови. Эти препараты будут не только восполнять недостающий объем жидкости, как солевые растворы, и переносить кислород, как перфтораны, но и выполнять десятки других функций крови. Например, они могут связывать некоторые гормоны, регулируя их биологическую активность.

К сожалению, новые кровезаменители тоже не лишены ряда недостатков, причиной которых является именно их родство с натуральной кровью. Первичные испытания показали, что эти препараты могут спровоцировать повышение артериального давления или вызвать образование патологических тромбов.

Заключение

Решением проблемы замены крови является введение в организм комплексных, полифункциональных препаратов, в составе которых содержатся кислородпереносящие плазмо и кровезаменители. И всегда нужно помнить о том, что переливание эмульсии неравнозначно переливанию крови. Таким образом, создание универсальных кислородтранспортирующих кровезаменителей будет огромным шагом к решению проблемы "искусственной крови".

Размещено на Allbest.ru