Первый Московский государственный медицинский университет им И М

Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Кафедра патологии человека ФППОВ ПЕРФТОРУГЛЕРОДНЫЕ КРОВЕЗАМЕНИТЕЛИ С ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ ФУНКЦИЕЙ профессор С. И. Воробьёв

Перфторуглеродные газотранспортные кровезаменители типа «Перфторан» и «ФТОРэмульсия III» имеют следующие преимущества перед донорской кровью: - исключается необходимость определения группы крови и резус фактора; - исключается проблема передачи инфекций через инфузии: вирусного гепатита, ВИЧ и других; - нет запрета и противопоказаний на переливание по социальным и религиозным мотивам; - возможна организация промышленного производства, стерилизации и длительного хранения для ликвидации чрезвычайных ситуаций и военных конфликтов.

СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕРФТОРУГЛЕРОДНОГО КРОВЕЗАМЕНИТЕЛЯ ТИПА «ПЕРФТОРАН» Компоненты Количество Перфторметилциклогексилпиперидин 66 г/л Перфтордекалин 133 г/л Проксанол -268 40 г/л Натрия хлорид 6 г/л Калия хлорид 0, 39 г/л Магния хлорид 0, 19 г/л Натрия гидрофосфат 0, 2 г/л Натрия гидрокарбонат 1, 3 г/л Глюкоза 2 г/л растворимость кислорода 7, 0 об. % растворимость углекислого газа 60 об. % концентрация ионов фтора 10 -5 М ПФОС - переносчики О 2 ПАВ – эмульгатор ПФОС электролитный состав плазмы крови средний размер частиц – «синтет. эритроцитов» 30 -150 нм количество «синтетических эритроцитов» в 1 л 1016 (10 квадриллионов) коллоидно-осмотическое давление 60 мм вод. ст. осмолярность 280 -300 м. Осм вязкость 2, 5 с. Р р. Н 7, 4 – 7, 6 ЛД 50 130 мл/кг физ-хим свойства токсичность

ВЛИЯНИЕ ПЕРФТОРУГЛЕРОДНЫХ КРОВЕЗАМЕНИТЕЛЕЙ НА ГАЗОТРАНСПОРТ Влияние перфторуглеродных кровезаменителей на газотранспорт определяется двумя факторами: 1. Кислородной емкостью. 2. Динамикой газообмена. 1. КИСЛОРОДНАЯ ЁМКОСТЬ На кислородную ёмкость крови перфторуглеродные отечественные кровезаменители существенно не влияют, т. к. их ёмкость ( 7 об. % при р. О 2 760 мм рт. ст. ) почти в 3 раза ниже кислородной емкости цельной крови ( 20 об. %). 2. ДИНАМИКА ГАЗООБМЕНА На динамику газообмена перфторуглеродные отечественные кровезаменители оказывают существенное влияние, в том числе на: 2. 1. Изменение скорости кровотока, зависящей от: 2. 1. 1. Изменения вязкости крови; 2. 1. 2. Изменения состояния сосудистого русла; 2. 2. Изменение скорости обогащения кислородом крови и скорость отдачи его из крови в ткань; 2. 3. Изменение поверхности газообмена.

Содержание кислорода в различных перфторуглеродных кровезамещающих препаратах и крови н фтора Пер

Основные предпосылки ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕРФТОРУГЛЕРОДОВ в медицинской практике связано с их газотранспортными свойствами и химической инертностью Жидкости Растворим. О 2 об. % Растворим. СО 2 об. % Плазма Кровь 2, 3 20, 0 54 50 ПФД ПФТБА 45, 0 40, 3 126 142 Перфторуглероды способны переносить не только О 2 и СО 2 , но и любой другой газ (наркотический, отравляющий, инертный и т. д. )

2. ДИНАМИКА ГАЗООБМЕНА. 2. 2. Изменение скорости обогащения кислородом Таблица 1. Газотранспорт крови после введении перфторуглеродного кровезаменителя в дозе 10 мл/кг для восполнения кровопотери Показатели До операции Hb (г/л) 142 p. O 2 арт. (mm Hg) После операции Количество эритроцитов (справка) 126 74, 8 в 1 л крови – 1012 90, 6 s. O 2 (%) 131, 6 95, 2 в 1 л эмульсии - 1016 Таблица 2. Газотранспорт крови после введении перфторуглеродного кровезаменителя в дозе 10 мл/кг для восполнения кровопотери Компоненты Растворимость Константа диф. О 2 (%) фузии Крога (О 2) Время оксигенации (мсек) Площадь газообмена (м 2) Эритроциты 98, 21 - 200 - 250 3500 Плазма 1, 29 5, 3 х 10 -5 - - 0, 50* 4, 4 х 10 -4 ** 14 - 26*** 7200**** Эмульсия ПФОС *) - увеличивается массоперенос О 2 за счет повышения физически растворенного О 2 в плазме на 1/3; **) - увеличивается массоперенос О 2 за счет ускоренной диффузии О 2 в ПФОС; ***) - увеличивается массоперенос О 2 за счет высокой скорости оксигенации ПФОС; ****) - увеличивается массоперенос О 2 за счет увеличения площади газообмена частицами эмульсии ПФОС.

Наночастицы перфторуглеродного кровезаменителя типа Перфторан изменяют кислородную ёмкость крови по физически растворённому кислорода в плазме на ~ 1/3. Кислород растворяется по физическим принципам в пустотах внутри молекулы перфторсоединений (ПФОС). О 2 О 2 О 2 О 2 Диаметр частиц ПФОС от 30 до 100 нм Частица собственно ПФОС О 2 Проксанол, окружающий частицу ПФОС О 2 О 2

Перфторуглеродные наночастицы значительно меняют динамику газообмена крови за счёт увеличения поверхности газообмена. Эритроцит крови растворяет О 2 15 -20 об. % частицы эмульсии- «синтетические эритроциты» растворяют 40 об. % О 2 1. «Синтетические эритроциты» - наночастицы эмульсии ПФОС активно экстрагируют О 2 из эритроцитов крови, т. к. каждый эритроцит окутан облаком из движущихся в кровотоке частиц , что позволяет активно разгружать эритроцит по кислороду в любом участке кровеносного русла, тем самым увеличивать массоперенос кислорода тканям.

Условное и фактическое соотношение по размеру и растворение кислорода в эритроците крови и наночастице эмульсии - «синтетическом эритроците» Эритроцит крови растворяет О 2 15 -20 об. % растворяет О 2 40 об. % Рисунок эритроцита и наночастицы эмульсии ПФОС – «синт. эритроцита» Электронная фотография фрагмента эритроцита с наночастицами эмульсии ПФОС

Награждение Воробьёва С. И. в составе коллектива авторов Правительственной премией РФ за создание и разработку перфторуглеродного кровезаменителя ПЕРФТОРАН

ОСНОВНЫЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ ВЕХИ В СОЗДАНИИ И ПРИМЕНЕНИИ ПЕРФТОРУГЛЕРОДНЫХ ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ КРОВЕЗАМЕНИТЕЛЕЙ I. эксперимент - впервые в мире в 1966 году использовалось перфторсоединение - ПФБТГ в качестве среды для транспорта кислорода к изолированному органу и живому организму (Clark L. , Gollan F. , 1966, США); II. эксперимент - впервые в мире в 1975 году использовалась кровезамещающая эмульсия FC-47 для кровезамещения экспериментальным животным (Geyer R. , 1975, США); III. клиника - впервые в мире в 1978 году разрешено клиническое испытание перфторуглеродного кровезаменителя Флюозол - ДА 20% на добровольцах (Naito R. , 1978 «Green Cross Corporation» Япония); IV. клиника - впервые в мире в 1996 году разрешено клиническое применение перфторуглеродного кровезаменителя Перфторан на пациентах (Воробьёв С. И. , Иваницкий Г. Р. соав. , 1996 НПФ «Перфторан» Россия).