ИНФУЗИОННЫЕ РАСТВОРЫ С КИСЛОРОДНОТРАНСПОРТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

ИНФУЗИОННЫЕ РАСТВОРЫ С КИСЛОРОДНОТРАНСПОРТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

С.И.Воробьёв
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино.

В клинической практике особое место занимает использование кровезамещающих сред с газотранспортными свойствами, когда пострадавшему предпочтительней переливание кровезамещающего состава, а не донорской крови. В медицинские учреждения ежегодно госпитализируются несколько сотен тысяч пострадавших от травм и других повреждений, для лечения которых требуется переливание искусственных кровезаменителей. Резко возросший дефицит донорской крови, возможность распространения через кровь инфекционных заболеваний, исключение необходимости определение группы крови и резус фактора, возможность создания промышленного производства и длительного хранения искусственных кровезаменителей определяет значимость проблемы разработки и создания кровезамещающих сред. В настоящее время лечебные учреждения мира расходуют на переливания крови около 5 млрд. долларов в год. Предполагается, что эта сумма возрастет вдвое, если не будут разработаны полноценные, широкодоступные и безопасные от инфекций кровезамещающие средства. Любые катастрофы и военные конфликты сопряжены с резким увеличением потребностей в донорской крови и кровезамещающих средах, поэтому передовые страны мира заняты разработкой искусственных газоносителей.

Как показывает отечественная и зарубежная практика, кровезаменители полифункционального действия - "искусственная кровь" - найдут следующее клиническое применение при:

* острой кровопотере (травматическом, геморрагическом, ожоговом и инфекционно-токсическом шоках), черепно-мозговой травме;
* нарушениях микроциркуляции и периферического кровообращения, изменении тканевого обмена и газообмена (гнойно-септические состояния, нарушения мозгового кровообращения, жировая эмболия);
* защите донорских органов (предварительная подготовка донора и реципиента);
* использовании в аппарате искусственного кровообращения.

Существуют два основных направления создания искусственных газоносителей-кровезаменителей для применения в экспериментальной биологии и медицине. Первое - на основе использования природных кислородопереносящих белков - в основном модифицированного гемоглобина из эритроцитов крови - прошло длительный путь развития и только к настоящему времени достигло клинических испытаний. В первую очередь такие препараты должны обеспечивать газотранспорт на уровне свеже заготовленной донорской крови в острый период после кровопотери на срок не менее 10-20 часов, не оказывать повреждающего действия на организм, обладать достаточно длительным сроком хранения (2-3 года). К настоящему времени к этим требованиям приближаются следующие препараты на основе модифицированного гемоблобина: полигемоглобин, разработанный "Нортфилд Лэборэториз" (США), где уже приступили к созданию крупномасштабного производства; модифицированный гемоглобин, разработанный "Бэкстэр" (США), и уже разрешенный FDA для клинических испытаний; модифицированный гемоглобин "Гемоксан", разработанный в НИИ переливания крови ГНЦ РАМН, прошедший фазу экспериментального изучения и биологических испытаний, а также препарат "Геленпол", разработанный в ИВС РАН совместно с РосНИИГиТ.

Процесс создания препаратов на основе модифицированного гемоглобина основан на выделении гемоглобина из эритроцитов донорской крови с последующей многостадийной химической модификацией до получения модифицированного гемоглобина в виде готовой лекарственной формы как в виде растворов, так и в лиофилизированном состоянии.

Первым этапом получения модифицированного гемоглобина является выделение гемоглобина из донорской крови. Процесс выделения гемоглобина из эритроцитов должен быть организован таким образом, чтобы он не оказывал влияния на молекулу гемоглобина, способного привести к конформационным изменениям и, следовательно, к уменьшению его функциональной полноценности; иначе это приводит к образованию метгемоглобина, и при дальнейшей химической модификации стабильность молекулы понижается. В результате этого в процессе циркуляции в кровеносном русле нарастание метформы приводит к существенному снижению газотранспортных характеристик. Вместе с тем, гемоглобин должен быть очищен от внутриэритроцитарных компонентов, а также стромальных примесей и других компонентов мембраны эритроцитов, которые являются балластом для дальнейшей модификации и могут вызвать нежелательные побочные реакции при введении в кровеносное русло. Это достигается путем тщательной отмывки эритроцитарной массы от белков плазмы и соответствующими условиями гемолиза эритроцитов, приводящими к минимальному разрушению их мембраны. При этом концентрация гемоглобина в конечном растворе должна быть максимально высокой, в диапазоне 10 - 20 г/л, что диктуется как процессом дальнейшей модификации белка, так и проведением необходимых контрольных тестов для оценки гемоглобина.
Другой путь достижения цели, используемый некоторыми фирмами, состоит в применении модифицированного гемоглобина животных, и также изучается как возможная альтернатива замены крови. Это привлекательно для исследователей из-за почти нелимитируемой поставки сырья, но потенциальные патогены в данном случае менее обнаружимы, по сравнению с человеческой кровью. В дополнение к этому необходимо отметить, что заменитель крови, основанный на крови животных, может формировать и иммунные ответы и иметь ограничения в методах его очистки.

Первые клинические испытания показали принципиальную возможность использования препаратов на основе гемоглобина выделенного из человеческой крови. Однако, остаются нерешенными серьёзные проблемы. Это прежде всего побочные реакции при применении модифицированного гемоглобина. Как считают некоторые специалисты эти побочные действия связаны как с примесями в препаратах гемоглобина, так и с тем, что гемоглобин является сильным связывающим веществом эндотоксинов. После того как FDA (Food and Drug Administration - контролирующая организация за фармпрепаратами в США) составила очень тщательный перечень требований, которые необходимо соблюсти для получения разрешения на дальнейшие клинические исследования в этой области, количество фирм, занимающихся продвижением модифицированого гемоглобина резко сократилось. Тем не менее наиболее близки к решению проблемы создания "искусственной крови" на основе модифицированного гемоглобина следующие фирмы: "Somаtogen" (США) с препаратом рекомбинантного гемоглобина под названием "Somatogen", закончившая клинические испытания, и фирма "Baxter", заканчивающая III фазу клинических испытаний с препаратом DCLHb (Diaspirin crosslinked hemoglodin).

Второе направление, основой которого являются синтетические - перфтор- органические соединения - существенно отличается от первого, т.к. в данном направлении не требуется забора донорской крови для получения эритроцитов с последующим выделением гемоглобина. В "искусственной крови", полученной с помощью перфторорганических эмульсий, нет природных компонентов, а в качестве сырья используются соединения, получаемые химическим путем. Данное направление, по мнению ряда специалистов, является более перспективным, поэтому рассмотрим это направление более подробно.

Открытие перфторорганических соединений (ПФОС) позволило подойти нетрадиционным способом к созданию газотранспортных сред, пригодных для медико-биологического применения [1;2;4;5;6]. Способность растворять большое количество газов и химическая инертность ПФОС привели впервые Gollan F. и Clark L. в 1966 году к идее использования перфторорганических соединений в качестве перфузионной среды для снабжения сердца кислородом.

В конце 70-х годов японская фирма "Green Cross Corporation" выпустила первый коммерческий препарат "искусственной крови" на основе эмульсии перфторсоединений для клинического испытания под названием "Флюозол-ДА 20%". К клиническому использованию препаратов на основе перфторуглеродных эмульсий относились с осторожностью, хотя один из создателей "Флюозол-ДА 20%" профессор Naito R. первым испытал его на себе. Эти сомнения были вызваны тем. что первый японский препарат "Флюозол-ДА 20%", применяемый в клинике с 1978 года, имел ряд серьезных недостатков, а именно: полидисперсный характер эмульсий, влияющий на микроциркуляцию крови; высокую реактогенность, проявляющуюся в активации системы комплемента; низкую стабильность эмульсии при ее хранении. Ситуация существенным образом изменилась, когда американскими исследователями были устранены некоторые причины, вызывающие нестабильность эмульсий у вновь созданного перфторуглеродного препарата "Оксигент", получивший одобрение на клинические испытания у FDA, но имевший, так же, как и "Флюозол-ДА 20%", полидисперсный характер распределения частиц эмульсии и некоторую реактогенность.

В нашей стране, благодаря усилиям академика И.Л.Кнунянца - основателя отечественной школы фторорганики, работы в этой области велись с начала 70-х годов в Санкт-Петербургском институте гематологии и переливания крови и в Центральном НИИ гематологии и переливания крови. Но наиболее интенсивные исследования проводились в Институте теоретической и экспериментальной биофизики Российской Академии наук под руководством профессора Ф.Ф. Белоярцева, где был создан первый отечественный препарат - "Перфторан" - на основе эмульсии перфторуглеродов для клинического применения [8;9;10;11;12;13]. Несмотря на то, что прогресс в исследованиях "искусственной крови" идет достаточно быстро и клинические испытания перфторуглеродных эмульсий расширяются, остаются некоторые нерешенные проблемы.

Несомненно, что название "искусственная кровь" необходимо выделять в кавычках, так как эмульсия на основе перфторуглеродов, также как и модифицированный гемоглобин, в полной мере не обеспечивают все функции натуральной крови. Перфторуглеродные эмульсии более правильно рассматривать как плазмозаменители с газотранспортной функцией в качестве временной замены натуральной крови для частичного поддержания транспорта газа, объема циркулирующей крови, онкотического и осмотического давления, рН и некоторых других физиологических параметров при кровопотерях, хирургических вмешательствах и органных перфузиях. В этих случаях нет необходимости определять групповую совместимость и инфицированность, что способствует применению перфторуглеродных эмульсий без задержки в любых экстремальных условиях. При этом возможна существенная экономия донорской крови в хирургии, особенно при операциях с искусственным кровообращением. Создание на основе эмульсий перфторуглеродов перфузионных сред позволит организовать банк органов, что сейчас лимитируется отсутствием у кристаллоидных растворов газотранспортной функции. Применение же эритроцитов в данной области осложняется их гемолизом вследствие механического воздействия перистальтических насосов, фильтров, оксигенаторов, что приводит к образованию конгломератов, постепенно блокирующих микроциркуляцию в органах. Перфторуглеродные эмульсии могут применяться при лечении различных форм анемии, анаэробных инфекциях, таких как столбняк, где необходимо восстановление функции транспорта О2. В случаях частичной окклюзии кровеносных сосудов или при черепно-мозговой травме с развитием отека мозга, малый размер частиц эмульсии позволит им проникать в ишемизированные участки ткани и доставлять О2.

Исследования последних лет показывают, что химически инертные перфторсоединения могут оказывать непосредственное влияние на биологические системы, и это не может быть объяснено лишь способностью перфторуглеродов транспортировать газы [14;15]. Известно, что ПФОС обладают сродством к фосфолипидам - важнейшим компонентам клеточных мембран [16]. Это предполагает возможность гидрофобного взаимодействия ПФОС с мембраной, с последующими конформационными изменениями в ней [17]. Влияние перфторуглеродов, показанное ранее в экспериментах на уровне бислойных липидных мембран, изолированных митохондрий [14;15], эритроцитов [18] и микросом [19] свидетельствует об этом.

Эмульсия ПФОС является сложной многопараметровой системой, свойства которой зависят от ее компонентов. Так, например, стабилизатор перфторуглеродов - проксанол может сам улучшать микроциркуляцию, увеличивать текучесть крови [20], а также взаимодействовать с гидрофобными участками мембранных белков [17]. Кроме этого, исследования, выполненные на фрагментах миокарда, выявили способность проксанола обратимо угнетать кальциевый ток [21]. Кальциевые каналы миокардиоцитов, как известно, играют ключевую роль в работе миокарда. Необратимое нарушение кальциевого гомеостаза рассматривается как центральное патогенетическое звено в ишемических и реперфузионных повреждениях сердца [22].

Способность в 20% перфторуглеродной эмульсией растворять О2, по сравнению с натуральной кровью, недостаточно велика. Так, 2 г гемоглобина может присоединить максимум 1,38 мл О2, 1 г железа присоединяет 300 мл О2, если образуется закисное железо [23]. Главная химическая особенность гемоглобина состоит в способности присоединять и отщеплять О2 в очень узком диапазоне перепадов давлений этого газа в среде (порядка от 0 до 100 мм рт. ст.). При кислородной емкости крови равной 18 об.% один литр крови содержит кислорода столько же, сколько содержит его один литр воздуха. Таким образом, благодаря гемоглобину, воздушная среда как бы "переносится" внутрь тканей организма [23]. Однако, скорость реакции растворения и выделения О2 в перфторуглеродах в несколько раз выше. чем у гемоглобина: этот процесс в ПФОС завершается за 14-26 мсек, а у гемоглобина при рН=6,8, температуре 25оС в течение 200-250 мсек. Время растворения и выделения СО2 в перфторуглеродах также небольшое по сравнению с гемоглобином и составляет 8,5 мсек. Крайне высокие скорости растворения и выделения газов являются основным условием использования перфторуглеродов в качестве "искусственной крови" [24]. Так, перфторуглеродные эмульсии с концентрацией ПФОС - 10 об.% (или 20%) имеют кислородную емкость (при рО2 - 760 мм рт. ст.) всего 7 об.%, что почти в 2,5 раза меньше, чем емкость по О2 в крови. Но, тем не менее, вклад эмульсии ПФОС при наличии субмикронных перфторуглеродных частиц (таблица 1) в кровотоке сказывается на состоянии газового баланса кровь-ткани, увеличивая общий поток массы кислорода поступающего из крови в ткани и углекислого газа в противоположном направлении. Это обусловлено тем, что скорость отдачи и присоединения О2 и СО2 частицами ПФОС не являются факторами, лимитирующими транспорт газов. Малые объемы инфузируемой эмульсии и небольшая емкость по О2 не могут обеспечить реальное увеличение кислородной емкости крови. Более полное извлечение О2 из эритроцитного гемоглобина в присутствии частиц ПФОС при одинаковой потребности и условиях доставки могло быть обеспечено, по-видимому, за счет его ускоренной диффузии в ткани. О правильности данного предположения говорит увеличение относительной доли потребляемого О2 [25].

Таблица 1. Размеры субмикроных частиц 10об.%(20%) перфторуглеродной эмульсии.

Частица эмульсии Количество частиц в 1 л эмульсии Общая площадь частиц в 1 л эмульсии

диаметр - 5 ^. 10^-8 м

площадь - 7,8 ^. 10^-15 м² 1,53 . 1018 1,2 . 104 м²

объем - 6,54 ^. 10^-23 м³ (12000 м²)

масса - 1,3 . 10-16 г

Данные свидетельствующие о положительной роли эмульсии ПФОС в вымывании СО2 из тканей и транспорте ее легкими были получены в работе [26]. Так, было отмечено, что при введении небольшой дозы эмульсии ПФОС суммарное содержание СО2 в венозной крови у подопытных животных было достоверно больше по сравнению с контролем. Оказалось, что абсолютное количество растворенного в частицах ПФОС СО2 (мМ/л) при соответствующем рСО2 венозной крови на 3 порядка ниже приведенных величин суммарной углекислоты. Поэтому разницу в содержании суммарной углекислоты между опытными и контрольными животными нельзя объяснить простой повышенной растворимостью СО2, но можно отнести за счет ускоренной диффузии в присутствии ее носителя. Основной причиной данного феномена является изменение общего массопереноса газов крови. При практически одинаковых величинах соответствующих коэффициентов диффузии О2 и СО2 в перфторуглеродах и воде, константы диффузии Крога (Кд) для этих газов в перфторорганической фазе намного больше, чем в воде. Проведенные расчеты показали, что Кд для О2 в перфторбутиламине составляет 4,4.10-4смз О2/см/мин/ атм, что на порядок больше значения Кд в водной среде - 5,3.10-5 см3 О2/см/мин/атм.

Основой газотранспорта в перфторуглеродной эмульсии "Перфторан", разработанной в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, являются перфтордекалин (ПФД) и перфторметициклогексилпиперидин (ПФМЦП) в соотношении 2:1; с точки зрения выбора ПФОС решающим моментом является способность перфторуглеродов сохраняться в диспергированном состоянии и быстро выводиться из организма. Так, ПФД - истинный циклический перфторуглерод, и наличие циклической структуры в молекуле ПФД способствует ускоренному выведению из организма (в течение 1 месяца). Однако ПФД не дает стабильные эмульсии с помощью проксанола, поэтому пришлось добавить новый перфторуглерод ПФМЦП - второго поколения. ПФМЦП имеет две циклические структуры, гетероатом азота и группу CF3 ; именно присутствие гетероатома азота и группы СF3 позволяет получать на ПФМЦП достаточно стабильные эмульсии. Использование композиции ПФМЦП и ПФД позволяет уменьшить количество ПФМЦП в "Перфторане" (эмульсия ПФД/ПФМЦП) в 3 раза без существенного ущерба в стабильности и сроках выведения.

Исследования показали, что после массивной кровопотери (содержание Hb 5-8 г/дл), вызванной забором крови у крыс из яремной вены и возмещенной эмульсией ПФД/ПФМЦП (65-85 мл/кг) или белково-солевым раствором (65-90 мл/кг), содержащим солевую композицию и 3% альбумин, наблюдается преимущественно перфторуглеродной эмульсии по количеству выживших животных. При этом в обеих группах во время введения эмульсии и контрольного раствора дробно проводили дополнительный забор крови, доводя уровень Hb до 1-2 г/дл. Животные во время введения указанных растворов и после этого дышали кислородом (рО2 - 500 мм рт. ст.). В опытной группе из 30 крыс, получивших для замещения кровопотери эмульсию ПФОС, выжило 9 животных. В контрольной группе из 20 крыс все животные погибли в течение первых 3 ч., причем 8 крыс умерло в конце периода введения от резко выраженной анемии и гипоксии. В опытной группе 21 крыса погибла в сроки от 8 до 12 ч., гибель животных была обусловлена острым малокровием в результате массивной потери крови и наступившей через 5-6 ч. после введения эмульсии резко выраженной посттрансфузионной гиповолемии, о чем свидетельствовали крайне низкие цифры ЦВД. Таким образом, массивная кровопотеря у крыс может частично компенсироваться введением эмульсией ПФД/ПФМЦП, что указывает на способность перфторуглеродной эмульсии осуществлять газотранспортную функцию, что подтверждено и клиническими испытаниями.

Роль перфторуглеродных эмульсий в доставке кислорода незначительна по сравнению с эритроцитами (таблица 2). Однако, во время ишемии часть капилляров становится труднопроходимыми для эритроцитов (спазм, отек). Поэтому в условиях значительного снижения количества эритроцитов (при больших кровопотерях) роль эмульсии ПФОС в транспорте физически растворенного кислорода возрастает. В присутствии частиц эмульсии перфторуглеродов происходит усиление экстракции кислорода из крови. Увеличение массопереноса кислорода за счет ускоренной диффузии связано с более высокой константой диффузии Крога для кислорода в ПФОС по сравнению с водной средой. Кроме того, ПФОС, накапливаясь в эндотелии сосудов, могут ускорять транспорт кислорода через этот диффузионный барьер, сопротивление которого в 500 раз больше, чем у плазмы.
Благодаря субмикронному размеру частиц (0,03-0,08 мкм) эмульсии ПФОС способны глубоко проникать в ишемизированную ткань, обеспечивая хорошую оксигенацию любых участков ткани, поскольку частицы эмульсии легко проникают туда, куда не может проникнуть эритроцит, размеры которого в 50-70 раз больше. Все это увеличивает полезную площадь капиллярного массообмена и обеспечивает снабжение кислородом участков ткани с обедненной сосудистой сетью и плохим кровообращением.

Tаблица 2. Некоторые показатели газопереноса и растворения кислорода при в/в введении 10об.%(20%) эмульсии ПФОС в дозе 10 мл/кг.

Компонены Растворимость
О₂ (%) Константа диффузии Крога для О₂ Скорость оксигенации (мсек) Поверхность газообмена в 5 литрах (м^2⁾

Эритроциты 98,21 - 200-250 3500

Плазма 1,29 5,3^.10^-5 - -

П Ф О С 0,50* 4,4^.10^-4** 14-26*** 60000****

Немаловажное значение имеет время циркуляции перфторуглеродных эмульсий в кровотоке, которое, по нашим данным, составляет не более трех суток. Длительность его зависит от дисперсии частиц эмульсии, поверхностно-активного вещества, покрывающего ПФОС, объема введенной эмульсии и вида животного. Ценность перфторуглеродной эмульсии как кровезаменителя в значительной степени определяется продолжительностью циркуляции эмульсии в кровеносном русле. Период выведения проксанола - поверхностно-активного вещества - эмульгатора частиц ПФОС - из организма достаточно быстрый процесс (2-4 ч.), после чего состав дисперсной фазы заменяется на поверхности частиц перфторуглеродов на белки и фосфолипиды плазмы крови. Период полувыведения эмульсии из кровотока составляет около 24 ч. Основная часть перфторуглеродов выводится через легкие с выдыхаемым воздухом, а меньшая временно захватывается макрофагами печени и селезенки. Скорость выведения перфторуглеродов из органов и тканей зависит от давления паров ПФОС и критической температуры растворения в гексане. Так, полное выведение из организма перфторорганических соединений, введенных в составе эмульсии ПФД/ПФМЦП после 50-60% кровезамещения животным составляет 18-24 мес.

Все исследователи, изучавшие характер распределения ПФОС, сходятся во мнении о временной кумуляции большого количества перфторуглеродов элементами системы мононуклеарных фагоцитов, распространенных практически во всех органах и тканях организма. По мере выведения ПФОС из организма, на месте перфторуглеродных гранулем [27], происходит полная регенерация паренхиматозных элементов без развития остаточного склероза.

Изучение безопасности эмульсии типа "Перфторан" выявило, что средняя смертельная доза ЛД-50 составляет 130 мл/кг или 35,3 г/кг. Для сравнения, средне смертельная доза широко применяемого в клинике препарата - реополиглюкина составляет 15,3 г/кг.

Патологоанатомические исследования органов и тканей после введения эмульсии ПФД/ПФМЦП с гистологоанатомическим, цитохимическим и гистоэнзиматическим анализом не выявили признаков некротических изменений, явлений пролифераций и опухолевого роста. По данным морфологических исследований, через 8 мес. не выявляются признаки содержания перфторуглеродов в печени, костном мозге, селезенке и других органах. Результаты исследований по возможному канцерогенному действию однозначно подтвердили отсутствие канцерогенности у эмульсии ПФД/ПФМЦП ("Перфторан").

На основании доклинических и клинических исследований в настоящее время в России разрешено широкое клиническое применение препарата "Перфторан" в качестве плазмозаменителя с газотранспортной функцией, как противошоковое и противоишемическое средство.

В последние годы активизировался поиск новых перфторсоединений. Одной из главных задач, поставленных химикам, является синтез перфторуглеродов, стабильных и быстровыводящихся из организма, способных к рентгеноконтрастности. Один из таких препаратов - эмульсия "Оксигент", которая создана американской фирмой "Alliance" и разрешена комиссиями FDA (США) пока только для клинических испытаний. Эмульсия "Оксигент" состоит из нового перфторуглерода - перфтороктилбромида (ПФОБ). Это линейное перфторсоединение с присоединенным бромом, что позволяет создавать рентгеноконтрастные эмульсии, применяемые не только в качестве газопереносящих сред, но и как диагностические препараты. Период полувыведения перфтороктилбромида очень небольшой и составляет около 4 дней. Эмульсия "Оксигент" достаточно концентрированная: от 31 до 52 об.% - содержание ПФОБ, что позволяет растворять в ней от 17 до 27 об.% кислорода; вязкая - 25-30,6 сП, стерилизуемая автоклавированием при 121оС и стабилизирующаяся фосфолипидами яичного желтка [1].

Другая американская эмульсия "Адамантан" (20 об.%) состоит из перфторметиладамантана и эмульгирована фосфолипидами яичного желтка. Вязкость составляет около 3 сП, эмульсия устойчива к тепловой стерилизации и сохраняет стабильность при +4оС в течение 1 года, при повышении температуры хранения - несколько месяцев. Величина ЛД50 составляет 138 мл/кг. Как указывает автор [29], возможность хранения без замораживания, высокие реологические свойства и отсутствие активации системы комплемента свидетельствуют об улучшении качества по сравнению с эмульсиями других составов (о результатах клинических испытаний ничего неизвестно).

К эмульсиям следующего класса относятся и вновь сконструированные российские многокомпанентные (3-х, 4-х компонентные в отношении ПФОС) эмульсии ("Фторан-МК", "Фторан-РК") и низко концентрированые эмульсии ("Фторан-5", "Фторан-2,5"), созданные нами в научно-исследовательской лаборатории биологического и физико-химического изучения ПФОС из перфтороктилбромида, перфтерметилциклогексилпиперидина, перфтордекалина и перфторбутиламина (в различных соотношениях), эмульгированных проксанолом-268 до среднего размера частиц 0,03-0,07 мкм, с максимальным диаметром, не превышающим 0,4 мкм. Разработанные эмульсии является кровозамещающими и рентгеноконтрастными препаратами, а также перфузионными и консервационными средами, кроме этого их можно использовать в УЗИ и компьютерной томографии в качестве диагностических сред.

Известно, что свойства перфторуглеродных эмульсий во многом определяются эмульгаторами. Так, в наших вариантах создания эмульсии, использовался проксанол в качестве поверхностно-активного вещества. Эмульсии, стабилизированные проксанолом, сохраняют многие положительные свойства проксанола. Эти эмульсии более мелкодисперсны и однородны, чем эмульсии на фосфолипидах. Изучая фосфолипидные эмульгаторы (основа зарубежных перфторуглеродных препаратов) в составе перфторуглеродных эмульсий, мы пришли к выводу, что перфторуглеродная эмульсия, стабилизированная фосфолипидами, имеет две дисперсии частиц. Первая дисперсия частиц состоит из собственно фосфолипидов (крупнодисперсная, имеющая диаметр до 20 мкм). Вторая дисперсия частиц состоит из ПФОС, окруженных фосфолипидами (мелкодисперсная). Поэтому, создание субмикронных эмульсий, стабилизированных фосфолипидами, по-видимому, пока полностью не решенный вопрос. Кроме того, отечественное производство фосфолипидов яичного желтка во многом уступает зарубежным аналогам. Отечественные фосфолипиды плохо очищены, кардиотоксичны и пирогенны, что делает проблематичным создание приемлемых, с точки зрения медико-биологического использования, эмульсий.

Двадцатилетний период изучения перфторуглеродных эмульсий в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН показал, что создание высоко концентрированных эмульсий, приближающихся по растворению кислорода к крови, достаточно прямолинейный подход, не имеющий дальнейшей перспективы. На наш взгляд низко концентрированные эмульсии с невысокой кислородной емкостью, но с высокими газотранспортными свойствами (за счет огромной площади газообмена) - наиболее перспективная модель дальнейшего развития проблемы "искусственной крови" на основе перфторуглеродных эмульсий.

В заключении необходимо еще раз подчеркнуть, что препараты, созданные как на основе перфторуглеродных эмульсий, так и модифицированного гемоглобина представляют собой всего лишь "неполный кровезаменитель" с некоторыми газотранспортными свойствами, так как выполняют частично одну из многих функций крови - газотранспортную, что составляет только часть многочисленных и сложных механизмов транспорта, регуляции, свертывания и защиты, которые осуществляются натуральной кровью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Riess J. Fluorocarbon - based blood substitules: what progress // J. Artifical Organs. 1991. v.14. p. 253-258.
2. Chang S., Zimmerman N., Jwamoto N., et al.. Experimental vitreons replacement wich perfluorotributilamine// Am.J.Ophtalmol. 1987. v.103 p.29-37.
3. Хонда К., Усуба А., Миязава М., и др. Искусственная кровь: от Флюозола-ДА до искусственных эритроцитов // Биосовместимость. 1993. т.1. № 2. с.81-94.
4. Sloviter H., Petkovic M., Ogoshi S., et al. Dispersed fluorochemicals as substitutes for erythrocytes in whole animals // Fed proc. 1969. v.28. p. 453 (abstr. 1099).
5. Clark L., Kaplan S., Becattini F. The physiology of synthetic blood // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 1970. v.60. p.757-773.
6. Naito R., Yokoyama K. Improvement of perfluorodecalin emulsion with special regard to in vivo stadity, offering "Fluosol-DA" // Research on Perfluorochemicals in Medicine and Biology. Proc. Symp. April 1977. p.42.
7. Gollan F., Clark L. Organ perfusion with fluorocarbon // Physiologist. 1966. № 9 p. 191.
8. Ф.Ф. Белоярцев. Перфторированные углероды в биологии и медицине: Сб. - Пущино, 1980. с.5-21.
9. Ф.Ф.Белоярцев, А.Н.Кайдаш, Б.И.Исламов и др. Кардиоплегия эмульсий фторуглеродов как метод защиты миокарда при операциях на сердце. // Медико-биологические аспекты применения эмульсий перфторуглеродов: Сб. - Пущино, 1983. с.116-127.
10. Г.Р.Иваницкий, Ф.Ф.Белоярцев. О развитии фундаментальных и прикладных исследований по проблеме "Перфторуглероды в биологии и медицине" // Медико-биологические аспекты применения эмульсий перфторуглеродов: Сб.-Пущино, 1983. с.9-38.
11. С.И.Воробьев, Г.Р.Иваницкий, Ю.В.Ладилов и др. Модификация мембран клеток перфторуглеродами как возможный механизм уменьшения степени ишемического повреждения миокарда. // ДАН СССР. 1988. 299. с.228-230.
12. С.И.Воробьев, Ю.В.Ладилов, С.И.Образцов, и др. Предварительное введение эмульсии ПФОС - новый метод противоишемической защиты миокарда. // Бюлл. Эксп. Биол. Мед. 1990. № 7. с.19-21.
13. С.И.Воробьев, А.З.Васильев, Б.И.Исламов, и др. Оценка возмоности использования эмульсии перфторуглеродов для нормотермической перфузии изолированного сердца. // Патофиз. Эксп. Тер. 1991 № 6 с.34-36.
14. Н.Н.Брустовецкий, Е.И.Маевский. Влияние перфторированных соединений на митохондрии. // Перфторированные углероды в биологии и медицине: Сб. - Пущино, 1980. с.81-85.
15. Е.И.Маевский. Биологические эффекты фторуглеродов и проксанолов. // Перфторированные углероды в биологии и медицине: Сб. - Пущино, 1980. с.76-81.
16. Geyer R. Review of perfluorochemical type blood substitutes // Proc. Xht Congress of nutrition. Kyoto, 1975. p. 3-19.
17. Willcox M.A., Newman M., Paton B. //Surg. Res. 1980. v.25. p. 349-356.
18. Е.А.Коваль, Е.И.Маевский. Калиевая проницаемость и устойчивость эритроцитарных мембран при контакте с перфторированными углеродами. //Перфторированные углероды в биологии и медицине: Сб.-Пущино, 1980 с.85-90.
19. В.В.Образцов, Д.Г.Шехтман, Г.Р.Сологуб, и др.. Индукция микросомальных цитохромов в печени крыс после внутривенного введения животным эмульсии перфторорганических соединений //Биохимия. 1985. т.50 № 7 с.1220-1227.
20. Jonoff A.S., Mazorow D.L., Coughlin R.T., et al. Modification of Human Eruthrocyte Membrane Structure by Membrane Stabilizers //Am.J. Hematol. 1981. v.10. p.171-179.
21. Б.И.Исламов, Е.И.Маевский, С.И.Воробьев и др. Влияние ПАВ на электромеханическое сопряжение и их вклад в защиту от ишемии эмульсиями фторуглеродов //Вестник АМН СССР. 1987. № 2 с.40-45.
22. Hearse D., Carlick P., Humphrey S. The "stone heart": mechanisms of ischemic contracture //J. Mot. Cell Cardiol. 1977 v.9 Suppl. 26.
23. К.П.Иванов. Современные проблемы дыхательной функции крови и газообмена в легких // Физиол. журнал. 1992 т.78 №.11 с. 11-26.
24. Mitsuno T., Tabuchi S., Ohyanagi M., et al. Intake and retention of perfluorochemical substance of Fluosol-FA (FDA) in Human //Proc. 5-th Intern. Symp. on Oxygen-Carring Colloidal Blood Substitutes. Meinz. March 1981.p. 220.
25. И.Н.Кузнецова, К.А.Гербут, Л.В.Лягушкина. Изменение массопереноса газов в крови в условиях гипоксии при инфузии эмульсии перфторуглеродов // Физиол. журнал. 1986 т. LXXII № 2 с.231-238.
26. И.Н.Кузнецова, К.А.Гербут. Коррекция показателей физико-химического гомеостаза инфузией эмульсии перфторуглеродов при лечении геморрагического шока у собак // Гематол. Трансфузиол. 1987 № 7 с.36-40.
27. А.М.Голубев, Ф.Ф.Белоярцев, А.З.Васильев, и др. Реакции биологических систем при замещении крови эмульсиями фторуглеродов. Москва, 1993.
28. В.В.Образцов, Д.Г.Шехтман, Г.Р.Сологуб, и др. Индукция микросомальных цитохромов в печени крыс после внутривенного введения животным эмульсии перфторорганических соединенинй. //Биохимия. 1985 т.50 № 7 с.1220.1227.
29. Moore R.F. Physics of a new synthetic oxygen II. //Biomater. Artific. Cells Artific. Organs. 1988 v.16 № 1-3 p.443-445.