Пусть Сосновый Бор и не имеет еще официального статуса наукограда, но некоторые явления и факты из жизни города и горожан лишний раз убеждают в том, насколько это звание было бы справедливым. Специалисты наших предприятий работают над самыми актуальными научными вопросами современности и часто добиваются успеха. Наш сегодняшний рассказ — об очень интересной и перспективной научной работе, напрямую связанной со здоровьем и жизнью человека.
Мышь помещают в наполненный жидкостью аквариум, она опускается на дно, но ... продолжает дышать. Живет, хотя легкие ее теперь заполнены не воздухом, а перфторуглсродной эмульсией. Чудеса!
Пока — это только эффектные опыты, но кто знает — не откроют ли они человечеству дорогу в океан? Перфторуглероды (ПФУ) уже сейчас широко используются в науке и практике, в том числе — в медицине.
Перспективы в этом направлении ошеломляют. Эти удивительные вещества не вступают в химические реакции, физиологически нейтральны, но при этом могут легко поглощать большие объемы газов и так же легко отдавать их. В том числе, и кислород! Благодаря таким свойствам, перфторуглероды, кроме пока еще фантастического «дыхания в воде», можно использовать для «искусственных легких», то есть прибора, который может заменять настоящие легкие во время операции над ними. В ближайшей перспективе — создание искусственной «кожи», необходимой при сильных ожогах (кстати, перфторуглероды уже используются в косметике для эффекта омоложения). И, наконец, на основе перфторуглеро-дов создана знаменитая «голубая кровь» - препарат перфторан — уникальный кровезаменитель, спасший уже сотни человеческих жизней. О нем и пойдет речь.
Потребность в донорской крови в мире очень велика. В среднем в год на 50 человек приходится одно переливание крови. Только в России донорской крови нужно около 1 миллиона литров в год! Ее не хватает. Кроме того, она требует особых условий для хранения, причем хранится кровь не так уж долго, к тому же может быть заражена вирусами (СПИД, гепатит). При ее использовании необходимо учитывать совместимость (по группе крови, по резус-фактору и т.д.). Применяемые в медицине традиционные кровезаменители не выполняют одну из основных функций крови — перенос кислорода. Поэтому проблема создания надежного и эффективного кровезаменителя — одна из важнейших в науке. Еще в 60-х годах 20 века в США и Японии специалисты занялись разработкой заменителей крови на перфторуглеродной основе. Во времена «холодной войны» СССР не мог себе позволить отстать от потенциального противника, и в конце 70-х Академии наук было поручено в кратчайшие сроки создать отечественные ПФУ-кровезаменители. В результате интенсивной работы в городе Пущино в лаборатории медицинской биофизики под руководством профессора Ф. Белоярцева уже в 1983 году был создан препарат Перфторан (перфтордекалин). Клинические испытания, проведенные в 1984-85 годах продемонстрировали удивительные возможности нового препарата. Он способствовал лучшему сохранению донорской крови и повышал успех операций по трансплантации, давал великолепные результаты при тяжелых черепно-мозговых травмах и при операциях на сердце, подарил жизнь большому количеству воинов в Афганистане.
Оказалось, что перфтордекалин эффективнее, чем донорская кровь в случае тяжелых травм, когда капилляры закупориваются омертвелыми компонентами собственной крови и капельками жира (жировая эмболия) поэтому не пропускают эритроциты. А молекулы перфтордекалина свободно проходят к пораженному месту, снабжая его кислородом. К сожалению, история «голубой» крови связана с трагедией — в 1985 году началась травля ее создателей, и профессор Белоярцев покончил с собой. Работа была приостановлена, но не забыта. Позднее ее продолжила группа энтузиастов во главе с Г. Иваницким. К 1995 году перфторан прошел все клинические испытания и был разрешен для применения в клиниках. Он незаменим в экстренных случаях: в «скорой помощи», военной медицине, медицине катастроф. До сих пор отечественный кровезаменитель лучше всех аналогичных препаратов, созданных за рубежом. Но его использование связано с трудностями. Проблема в том, как ввести перфтордекалин в кровь, ведь он нерастворим в воде и почти в два раза тяжелее ее. Традиционный способ введения (в виде эмульсии в вену) имеет ряд существенных недостатков: необходимо постоянное и интенсивное перемешивание двух различающихся по плотности жидкостей — перфтордекалина и водного раствора - имитатора плазмы крови. Получается, что прекрасный препарат есть, но его нельзя по максимуму использовать из-за отсутствия надежного способа введения в организм, особенно в полевых и домашних условиях. Решением этой проблемы и занялись специалисты из Военно-Медицинской Академии и НИТИ имени А.П. Александрова. В отделе химико-технологических и материаловедческих исследований НИТИ под руководством кандидата химических наук М. Гумерова начались поиски «неэмульсионного» метода введения перфтордекалина в кровь. Совместная работа НИТИ и ВМА дала результаты — были созданы первые лабораторные образцы устройства, обеспечивающего принципиально новый способ введения препарата (когда кровь забирает ровно столько перфтордекалина, сколько возможно по законам химического распределения). Проведены успешные испытания методики и устройства на животных и на группе пациентов-добровольцев, нуждавшихся в проведении операции на открытом сердце. На основе этих работ была защищена кандидатская диссертация (А. Судус). Кроме того, как показали предварительно проведенные исследования, метод гемопротекции оказывается чрезвычайно эффективным и при заболеваниях органов дыхания, в особенности — имеющих астматический характер.
В ходе работ также выяснилось, что перфтордекалин оказывает защищающее действие на мембраны клеток крови, но механизм этого выяснен не был. В 1999 году разработчики получили российский патент. И... по разным причинам работа приостановилась.
Однако М. Гумеров решил довести ее до конца, и в 2003 году его проект «Защита крови в кардиохирургии» получил начальное финансирование в Международном научно-техническом центре (МНТЦ) в Москве, который создан для поддержки различных проектов мирного (конверсионного) характера специалистов, занятых в области создания вооружения). Предполагается продолжить многообещающие исследования на базе кафедры кардиохирургии Медицинской академии последипломного образования в Санкт-Петербурге, где работает помощник руководителя проекта известный кардиохирург, доктор медицинских наук, профессор Ю. Шнейдер.
Интересно не только довести до совершенства методику и устройства для введения перфтордекалина, но и изучить механизмы «укрепления» клеток крови при его воздействии. Необходимо также продолжить поиск перспективных перфто-руглеродных соединений, ведь для медицинских целей их изучено очень ограниченное количество из огромного множества. Предлагаемая уникальная методика введения перфторана в кровь обещает: — Примерно вдвое сократить период реабилитации после операции на открытом сердце; —Людям, страдающим болезнями астматического характера, самим, в домашних условиях, оказывать себе помощь, используя разрабатываемые устройства по схеме: артерия — гемопротектор — вена.
Есть и другие возможности расширения сферы применения гемоп-ротекторныхустройств, которые предстоит изучить при совместной работе с медиками разных направлений и специализации. «Маяк» еще вернется к этой теме.
