Возможности применения перфторорганических кислородтранспортных сред

Многочисленные негативные последствия гемотрансфузий и возможность инфицирования вирусами гепатита, ВИЧ делают очень заманчивым создание плазмозаменителя с функцией переноса кислорода, что позволило бы отказаться от гемотрансфузий в принципе. Первые сообщения о создании так называемой голубой крови появились около 40 лет назад, когда в США, Японии и Германии были начаты работы по получению искусственного кровезаменителя на основе перфторорганических соединений (ПФОС). Первую эмульсию на основе ПФОС получил в 1967 г. Sloviter. Интенсивное использование ПФОС - перфторуглеродов - в биологии и медицине началось в 70-х годах прошлого столетия. Эти соединения обладают рядом необычных свойств, среди которых наиболее привлекательны химическая инертность и способность растворять большие количества газов - до 50 об.% кислорода и до 190 об.% углекислого газа при нормальном барометрическом давлении.

Кислородная емкость перфторогранических соединений в 2-3 раза выше, чем плазмы крови, но ниже, чем цельной крови. Однако кислородный поток не связан с кислородной емкостью, а по закону Фика определяется коэффициентом диффузии кислорода и разностью кислородных потенциалов крови и ткани. Когда возникает цепь из касающихся друг друга частичек эмульсии ПФОС, проводимость кислорода по ним возрастает и увеличивается приток кислорода от эритроцитов в ткань (Голубев А.М., 1998). Существенным показателем качества эмульсии является не абсолютная, а динамическая емкость кислорода. Размеры и дисперсия частиц также играют существенную роль в частоте образования каналов. Движущиеся в кровотоке частицы эмульсии ПФОС могут создавать колоссальное количество каналов (цепей) между эритроцитами и стенкой сосуда. Наряду с коэффициентом диффузии важное значение в процессе газообмена приобретает константа диффузии. Значение константы для газов крови в ПФОС на порядок превышают значения констант в воде. При циркуляции частиц ПФОС в плазме потоки газов от эритроцитов в ткань и обратно будут возрастать в результате увеличения суммарного коэффициента массопереноса. Частицы ПФОС поддерживают более высокий уровень рО2 в артериальной крови. Экспериментально доказано увеличение скоростей оксигенации и деоксигенации эритроцитов в присутствии эмульсии ПФОС. Эмульсии ПФОС улучшают реологические свойства крови. Снижение вязкости системы кровь/эмульсия способствует лучшей перфузии микроциркуляторного компартмента, улучшению доставки и облегчению диффузии газов крови.

В силу этого ПФОС стали претендовать на роль уникальных переносчиков кислорода. Оказалось возможным предложить отличные от традиционных методы искусственной оксигенации клеток, изолированных органов, целого организма и разработать новые методические подходы к обеспечению газообмена в живых системах (Маевский Е.И., 2003).

Существуют и принципиальные преимущества искусственных кровезаменителей на основе эмульсии ПФОС перед донорской кровью:

· отсутствие групповой, подгрупповой несовместимости и других нежелательных факторов;

· отсутствие иммунологического конфликта;

· отсутствие опасности передачи инфекционных агентов;

· длительная циркуляция в кровеносном русле пациента с сохранением газотранспортной функции;

· отсутствие ухудшения газотранспортной функции при длительном хранении;

· возможность организации массового производства.

В нашей стране производство препарата для клинической практики стало возможным в связи с успешными исследованиями в области химии перфторуглеродов в 70-х годах XX века. Применение перфторуглеродов в биологических экспериментах началось по инициативе Ф.Ф. Белоярцева. В настоящее время доступна смесь ПФОС под торговой маркой Перфторан®.

Перфторан® - прозрачная эмульсия с голубоватым оттенком (отсюда и придуманное журналистами название - «голубая кровь»). рН препарата составляет 7,2-7,8. Перфторан® - кровезаменитель с газотранспортной функцией, обладающий гемодинамическими, реологическими, мембраностабилизирующими, кардиопротекторными, диуретическими и сорбционными свойствами, предназначен для возмещения острой и хронической гиповолемии при травматическом, геморрагическом, ожоговом и инфекционно-токсическом шоке, черепно-мозговой травме, операционной и послеоперационной гиповолемии; для устранения нарушений микроциркуляции и периферического кровообращения (изменение тканевого метаболизма и газообмена, гнойно-септическое состояние, инфекции, нарушения мозгового кровообращения, жировая эмболия); а также применяется при регионарной перфузии, лаваже легких, для промывания гнойных ран брюшной и других полостей; для противоишемической защиты донорских органов (предварительная подготовка донора и реципиента).

Перфторан® вводят внутривенно струйно и капельно, учитывая индивидуальную чувствительность больного к различным трансфузионным средам. Для определения чувствительности проводят биологическую пробу. При острой и хронической гиповолемии перфторан вводят внутривенно капельно или струйно в дозе от 5 до 30 мл/кг. Эффективность препарата максимальна, если во время или после инфузии в течение суток больной вдыхает смесь газов, обогащенную кислородом (40-60%).

Препарат совместим с кровью и ее препаратами, раствором альбумина, антибиотиками, рентгеноконтрастными веществами, гормонами, антибластомными препаратами, низкомолекулярными солевыми плазмозаменителями (аминосол, инфезол, мафусол, полиоксифумарин, маннит).

Однако ряд факторов, прежде всего чисто биологических, сдерживает широкое клиническое применение Перфторана®. Физико-химические характеристики допускают использование ПФОС лишь в состоянии эмульсии, что снижает растворимость в них кислорода в 5 раз. Растворимость кислорода в эмульсии ПФОС прямо зависит от парциального давления кислорода. Для адекватного насыщения эмульсии ПФОС в плазме крови необходима длительная вентиляция легких 100% кислородом, что чревато отеком альвеолярно-капиллярной мембраны и разрушением сурфактанта. Использование Перфторана® нередко сопровождается серьезными аллергическими реакциями. При острой кровопотере препарат рекомендуется вводить в дозе 5-30 мл/кг. Эффект будет максимальным, если пациент в течение последующих 24 ч дышит газовой смесью с 40-60% кислорода. В результате в организме из-за увеличения рО2 нарушается процесс отдачи кислорода на тканевом уровне, что, естественно, ухудшает тканевой метаболизм.

Перфторан® несовместим в одной системе с оксиэтилкрахмалом и декстранами (полиглюкин, реополиглюкин). При необходимости эти растворы вводят после окончания введения Перфторана®.

Проведенные исследования показали потенциальные возможности применения Перфторана® при острых гастродуоденальных язвенных кровотечениях. Так, отмечено, что инфузии Перфторана® способствуют значительному повышению рО2 в ткани периульцерозной зоны уже в 1-е сутки после первичного гемостаза у всех пациентов. При этом рО2 в периульцерозной зоне было существенно выше значения, критического для ишемического повреждения, а следовательно, и для возникновения рецидива кровотечения. У пациентов с легкой кровопотерей после инфузии Перфторана® рО2 в периульцерозной зоне вообще приближалось к нормальным значениям. При инфузиях Перфторана® нивелировалось негативное влияние Н2-блокаторов на кислородный режим желудочной и дуоденальной стенки. Красный рубец на месте язвенного дефекта после инфузионной терапии с включением Перфторана® формировался в среднем на 5-6 сут быстрее, чем у пациентов без такого лечения. В связи с особенностями патогенеза рецидивной язвенной геморрагии оправдано включение в программу инфузионной терапии Перфторана® при острых гастродуоденальных язвенных кровотечениях.