Кровезаменители и плазмозаменители

Кровезаменители и плазмозаменители (синонимы — инфузионные среды, кровезамещающие, плазмозамещающие растворы). Введенные в кровяное русло кровезамещающие жидкости (водные растворы высокомолекулярных веществ), должны временно выполнять роль крови как своеобразного «жидкого органа».

Отсюда вытекают особые требования к полимерам-кровезаменителям:

  • длительно удерживаться в кровяном русле, для чего молекулярная масса полимера должна быть достаточно высокой;
  • полностью выводиться из организма или вступать в обмен веществ;
  • обладать постоянными физико-химическими свойствами (осмотическим давлением, вязкостью и др.), близкими по значению соответствующим показателям плазмы крови;
  • не вызывать гемолиза (распада) или агглютинации (склеивания) эритроцитов;
  • не быть анафилактогенными, не вызывать сенсибилизации организма при повторном введении;
  • быть нетоксичными, непирогенными;
  • легко стерилизоваться и выдерживать достаточно длительные сроки хранения.

Основные функции кровезаменителей:

  • заполнение кровяного русла, обеспечивающее поддержание постоянного давления в нем;
  • удаление из организма токсичных веществ различного происхождения;
  • перенос питательных энергетических веществ.

Водные растворы кровезаменителей и плазмозаменителей по реологическим свойствам (коллоидно-осмотическое давление, вязкость) близки к растворам плазменных белков. Плазмозаменители делят на средства для борьбы с шоком, дезинтоксикаторы, растворы для гемоделюции и аппаратов искусственного кровообращения, для парентерального питания.

Длительность циркуляции полимеров в кровеносном русле определяется главным образом размером макромолекул.

Таблица 1: Средние данные осмотического давления плазмы крови и некоторых растворов полимеров в физиологическом растворе (0,9%-ный раствор NaCl)

Исследуемый раствор Молекулярная масса Концентрация, % (по массе) Осмотическое давление, мм вод.ст.
Плазма крови человека 442
Поли-N-винилпирролидон 12 000 3 430 – 472
Поливиниловый спирт 10 000 3 347 – 387
Полиэтиленоксид  60 000 1 112 – 119
Блоксополимер этиленоксида и пропиленоксида 8 600 1 604 – 630

Однако в лечебном эффекте существенное значение, кроме молекулярной массы полимера, имеют показатели вязкости и осмотического давления их растворов (табл. 1).

Вязкость растворов полимеров (относительно раствора солей физиологической концентрации) при оптимальной концентрации не должна значительно превышать вязкость плазмы крови (2±0,3). Эти показатели, а также другие физико-химические свойства растворов плазмозаменителей должны быть такими, чтобы при введении их в кровеносное русло улучшались реологические свойства крови и, следовательно, условия кровообращения, особенно в капиллярных сосудах.

декстранПолимеры должны обладать также способностью связывать воду для увеличения объема циркулирующей крови в сосудах и поддержания определенного уровня гемодинамики. Так, 1 г декстрана (полиглюкина), циркулирующего в кровеносном русле, связывает 21 мл воды.

Водные растворы полимеров не должны образовывать осадка (мути) при стерилизации 1,2 кгс/см2, 30 мин) и длительном хранении; водные или водно-солевые растворы полимеров не должны быть токсичными, пирогенными (т. е. вызывающими подъем температуры у экспериментальных животных более чем на 0,6°С) и антигенными;

Полимер должен некоторое время сохраняться в кровеносном русле и поддерживать на необходимом уровне кровяное давление, но со временем должен выводиться из организма. Условно принято, что через 12 ч должно оставаться около 50% от введенного плазмозаменителя. За это время приспособительные механизмы организма компенсируют нарушения кровообращения и другие функциональные расстройства, связанные с потерей крови, а гомеостаз (постоянство внутренней среды организма) ведет к последующему освобождению кровяного русла от полимера.

Скорость выведения из организма в первую очередь зависит от молекулярной массы, а также от состава и структуры полимера. Удовлетворительную скорость можно обеспечить, подобрав экспериментально величину средней молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полимера или создав такую структуру, при которой полимер постепенно деструктируется и его низкомолекулярные фрагменты выводятся из организма. Требование о выведении полимера особенно важно в отношении именно этой группы физиологически активных полимеров, так как для обеспечения лечебного эффекта плазмозаменители вводятся в организм в значительных количествах (до 2000 мл раствора 4—6%-й концентрации, то есть до 80—120 г полимера за одну операцию). Основной путь выведения физиологически активных полимеров из организма — через почки и выделительную систему с мочой.

Выполняющие в организме защитную функцию клетки ретикуло-эндотелиальной системы (РЭС) поглощают частицы чужеродных соединений, попадающих в организм, в том числе и полимеров. В клетках РЭС макромолекулы накапливаются (кумулируются) и могут задерживаться достаточно длительное время. Если количество полимера не чрезмерно велико и не блокирует функций РЭС, то через некоторое время макромолекула целиком или после частичного ферментативного расщепления, воздействия гигантских клеток, фагоцитов и др. выводится через выделительные системы организма.

Считают, что для выведения декстрана важен расщепляющий фермент — декстраназа, обнаруженный в тканевых экстрактах. Механизм освобождения тканей от желатины, оксиэтилкрахмала и синтетических полимеров менее изучен. Предполагается, что наличие в тканях организма большого количества ферментов, расщепляющих связи С—О в сложных и простых эфирах и С—N в амидах, может приводить к такому же эффекту. Косвенно это подтверждается наблюдениями о фрагментировании и рассасывании полиэфиров и полиуретанов, вводимых в качестве имплантатов. Более того, опыты с поли-N-винилпирролидоном, меченным 14С, показывают, что в организме, хотя и в малой степени, но может происходить и расщепление связей С—С.

Кровезаменители противошокового действия могут относиться к различным классам полимеров. В числе применяемых или испытываемых:

  • природные полимеры — полисахариды (декстран, крахмал), белки (желатина, пектины);
  • синтетические — поли-N-винилпирролидон, поливиниловый спирт, полиметакриламид, а также их производные и сополимеры.

 Средняя молекулярная масса полимеров, применяемых для лечения кровопотери и шока, может варьировать в пределах 20—70 тыс.

Кровезаменители по выполняемым ими лечебным функциям делят на три главные группы:

  • противошоковые;
  • дезинтоксикационные;
  • препараты парентерального питания.

Соответственно различаются и некоторые требования к полимерным веществам. В качестве препаратов противошокового действия можно использовать полимеры с достаточно высокой молекулярной массой (оптимально 30 000— 60 000), что обеспечивает длительное пребывание полимера в организме для восстановления гемодинамики.

Дезинтоксикаторы эффективны при сравнительно низкой молекулярной массе (10 000—20 000), так как они должны быстро выводиться из организма, унося токсичные вещества. Для препаратов третьей группы этот показатель не регламентируется, так как они в организме расщепляются и ассимилируются (усваиваются).


Кровезаменители противошокового действия

Наиболее широко используют для получения таких кровезаменителей плазму нативной крови, декстран, поливинилнирролидон и желатин. Из них готовятся следующие препараты:

  • полиглюкин6%-ный солевой раствор продукта частичного гидролиза соляной кислотой нативного декстрана, синтезируемого определенным штаммом бактерий (наиболее эффективна фракция с молекулярной массой 55 000 ± 15 000);
  • гемовинил3,5%-ный солевой раствор фракции поливинилпирролидона с молекулярной массой 30 000—40 000;
  • желатиноль8%-ный раствор частично гидролизованной желатины, в его состав входят различные полипептиды с молекулярной массой от 5000 и выше;
  • раствор БК-8 — получают из гетерогенных белков, специально обработанных с целью лишения их антигенных свойств;
  • за рубежом широко применяют препарат гемацел, получаемый путем гидролиза и последующего ресинтеза пептидных цепей желатины (молекулярная масса около 35 000).

Кровезаменители для дезинтоксикации

Дезинтоксикаторы — полимеры (молекулярной массой 8—40 тыс.) с отчетливо выраженными комплексообразующими (солеобразующими) свойствами. Необходимые вязкость и осмотическое давление растворов этих полимеров достигаются варьированием концентраций и подбором величины средней молекулярной массы. Наиболее пригодны растворы физиологически активных полимеров с молекулярной массой 10—15 тыс., обладающие относительно низкой вязкостью. Низкомолекулярные полимеры проникают в лимфу и ткани, особенно в межклеточную (интерстициальную) жидкость, сорбируют токсины, а затем проходят (фильтруются) через почечные клубочки, унося с собой и «захваченные» яды.

Большим числом клинических данных подтверждено дезинтоксикационное действие низкомолекулярных ПВП, декстрана и ПВС при лечении послеоперационных осложнений, токсикозов (отравления, ожоги) и инфекционных заболеваний, а также болезней, связанных с нарушением кровообращения.

Дезинтоксикационная активность — характерное свойство именно полимерной структуры, т. к. ни мономеры, ни их низкомолекулярные аналоги такой способностью не обладают.

В качестве растворов для гемодилюции (разбавления крови) и для аппаратов типа сердце — легкое используют практически те же полимеры, что и для дезинтоксикации, однако в др. количествах и с добавлением солевых растворов, а также при применении специальной тактики инфузионно-трансфузионного лечения. Существенно, что по реологическим характеристикам растворы низкомолекулярных полимеров значительно превосходят препараты плазмы крови и даже растворы человеческого альбумина. Физиологическая активность плазмозаменителей этой группы проявляется также в том, что, кроме снижения вязкости крови, они улучшают ее антиагрегационные свойства, снижают способность эритроцитов к аглютинации (склеиванию).

Дезинтоксикационный эффект, или свойство растворов полимеров выводить из организма токсины бактериального и иного происхождения, обусловливается способностью макромолекул сорбировать или связывать в комплексы вещества различной природы.

Наиболее эффективными препаратами являются:

  • гемодез6%-ный раствор низкомолекулярного поливинилпирролидона с молекулярной массой 12 000—27 000 (до 80% препарата выводится почками в течение первых 4 чсов);
  • поливиниловый спирт с молекулярной массой 10 000;
  • реополиглюкин — низкомолекулярные фракции гидролизата декстрана с молекулярной массой около 35 000.

Все кровезаменители готовят на физиологическом с доведением рН до 5 — 7. В качестве других компонентов кровезаменителей, приближающих их по свойствам к крови (достижение изотоничности и изоионичности) и обуславливающих дополнительный лечебный эффект, применяют глюкозу, лактат натрия, соли Na, К, Са, Mg и др.

В экспериментах на животных и в клиниках в качестве кровезаменителей испытывается ряд других препаратов на основе синтетических и природных полимеров:

  • гидроксиэтилкрахмал6%-ный раствор частично гидролизованного и обработанного окисью этилена крахмала (по терапевтическому действию и побочным реакциям этот препарат близок декстрану);
  • метилцеллюлоза — 2%-ный солевой раствор натриевой соли карбоксиметил- целлюлозы с молекулярной массой 30 000—70 000;
  • сополимеры окиси этилена с окисью пропилена;
  • растворы левана (биосинтетический препарат полифруктозы),
  • растворы гуммиарабика (молекулярная масса 2000);
  • растворы пектинов (молекулярная масса 4000—6000), фракций гидропектина яблок, амилопектина и др.;

Ведутся широкие исследования по синтезу полимерных кровезаменителей, которые, кроме вышеперечисленных основных свойств, обладали бы способностью к переносу кислорода и углекислого газа, функциями лечебных препаратов направленного действия.

Кровезаменители для парентерального питания представляют собой продукты полного или частичного расщепления белков.


Плазмозаменители для парентерального питания

Плазмозаменители для парентерального питания — препараты, получаемые кислотным или ферментативным гидролизом полноценных белков (казеин, белки крови или мышц крупного рогатого скота, некоторые виды растительных белков). Представляют собой главным образом смесь индивидуальных аминокислот, но в зависимости от способа получения могут содержать и некоторое количество белков с мол. массами до нескольких тысяч. Составные части этих плазмозаменителей включаются в обменные процессы организма и пополняют его пластические («строительные») и энергетические ресурсы.


Читайте также:

Список литературы: Полимеры в медицине. [Сб. ст.], пер. с англ., под ред. Н. А. Платэ, М., 1969; П е т р о в с к и й Б. В., Соловьев Г. М., Шумаков В. И., Протезирование клапанов сердца, М., 1966; Рабинович И. М., Применение полимеров в медицине, Л., 1972; Токсикология высокомолекулярных материалов и химического сырья для их синтеза. Сб., под ред. С. Л. Данишевского, М.— Л., 1966; Справочник по кровезаменителям и препаратам крови, М., 1969; Ушаков С. Н., Синтетические полимеры лекарственного назначения, Л., 1962; 3-й Симпозиум по физиологически активным синтетическим полимерам и макромолекулярным моделям биополимеров. Тезисы докладов, Рига, 1971; Всесоюзный симпозиум «Синтетические полимеры медицинского назначения». Тезисы докладов, Ташкент, 1973; XXIII International congress of pure and applyed chemistry, Boston, 1971. А. Б. Давыдов, В. А. Нропачев.
Автор:
Источник: Энциклопедия полимеров, под редакцией Каргина В.С
Дата в источнике: 1972 год
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter