Цитата дня
«…А вот что касается сроков проведения данного пикета, то, уже как секретарь (новосибирского обкома КПРФ) могу сказать, что эти вопросы вы можете направить господину президенту Трампу».

Мэр Новосибирска Анатолий Локоть о том, почему дата митинга новосибирских коммунистов в поддержку Северной Кореи совпала с датой акции Навального в Новосибирске.

Сибирские ученые создали лекарство будущего: полифункциональный препарат, который позволит решить серьезные проблемы в кардиохирургии

Татьяна Морозова, журнал «Наука из первых рук», 17 марта 2016
Шунтирование коронарных артерий для лечения стенокардии, замена или восстановление клапана сердца, удаление тромбов из легочной артерии – большинство таких сложных кардиохирургических операций выполняются путем стернотомии – продольного рассечения грудины, что обеспечивает открытый доступ к сердцу и магистральным сосудам. Костный мозг грудины хорошо снабжается кровью и поэтому в открытом состоянии сильно кровоточит: за три часа кровопотеря может достигать 500 мл. Для предотвращения кровотечения кардиохирурги во всем мире используют синтетический воск, который втирается в пористую структуру кости. К сожалению, при всей своей эффективности в качестве гемостатического средства, воск имеет ряд серьезных недостатков, которые приводят, в конечном итоге, к ряду осложнений – медленному протеканию процессов регенерации грудины, развитию воспаления. Из 50 тысяч прооперированных пациентов, тысяча человек страдает от подобных осложнений, при этом воспаление грудины не только увеличивает срок госпитализации и стоимость лечения, но и повышает риск летальности.

Хирурги из Новосибирского научно-исследовательского института патологии кровообращения им. акад. Е.Н. Мешалкина совместно с учеными из Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН разработали новый комплексный препарат, который объединяет в себе свойства эффективного гемостатика и антибиотика, предотвращающего развитие инфекционных осложнений, и при этом способствует регенерации тканей.

О том, какие проблемы в кардиохирургии решит новый полифункциональный препарат, корреспонденту журнала «НАУКА из первых рук» рассказали руководитель Центра хирургии аорты, коронарных и периферических артерий ННИИПК д.м.н., профессор Александр Михайлович Чернявский и аспирант Центра, врач сердечно-сосудистый хирург Александра Романовна Таркова. О том, как был создан препарат, рассказали заведующий лабораторией азотистых соединений, д.х.н., профессор Игорь Алексеевич Григорьев и заведующий лабораторией экологических исследований и хроматографического анализа НИОХ СО РАН к.х.н. Сергей Владимирович Морозов.

«В большой кардиохирургии, к сожалению, нельзя вылечить все болезни с помощью стентов, устройств, имплантируемых через периферические сосуды, – приходится делать большие операции, при которых доступ к сердцу мы получаем через открытую грудину, выполняя стернотомию, – говорит д.м.н., профессор А.М. Чернявский, – и здесь мы сталкиваемся с проблемой диффузных кровотечений. Кровотечение грудины значительно ухудшает течение послеоперационного периода у кардиохирургических пациентов.

Много лет назад хирурги заметили, что, так как костный мозг имеет пористую структуру и кровоточит как губка, для остановки и уменьшения кровотечения его можно чем-то затирать. Сначала для этого использовали натуральный пчелиный воск из сот – я очень хорошо помню это время на заре кардиохирургии, когда еще не было стерильного и упакованного заводского воска. Потом появился синтетический воск – его сейчас производят некоторые крупные зарубежные компании, отечественного пока нет. Благодаря воску кровотечение в губчатых тканях становится меньше или вовсе останавливается.

Основной минус воска в том, что он является препятствием для сращения грудины. Сосуды должны прорастать из одной половинки кости в другую, потом должна образоваться фиброзная ткань. Следующий этап – появление костных клеток, потом костной мозоли, то есть это – многоэтапный процесс. Но из-за того, что мы втираем воск, сосуды не могут расти так, как нужно. Более того, воск не растворяется, он очень медленно оплавляется и выталкивается тканями, что замедляет процесс регенерации, способствует плохому заживлению раны, развитию ложных суставов грудины – появляется патологическая подвижность, что приводит к развитию воспаления, в том числе к медиастинитам и остеомиелитам грудины.

По данным мировой литературы послеоперационная стернальная инфекция и нестабильность грудины являются ведущими причинами увеличения заболеваемости, летальности, социально-экономических издержек и дискомфорта пациентов после кардиохирургических вмешательств с выполнением срединной стернотомии. При этом стернальная инфекция встречается в 0,5—2% случаев и увеличивает послеоперационную летальность в несколько раз.

Кто лечил больных, у которых не срастается грудина, знает, насколько это тяжелый труд для врача – многоэтапные операции длятся месяцами, чтобы убрать ложный сустав грудины, убрать воспаление. И как это тяжело для пациентов – у части из них дефект грудины остается на всю жизнь, некоторым приходится протезировать грудину специальными металлическими конструкциями. Это очень дорогостоящее лечение. А происходит все это всего-навсего потому, что мы не можем эффективно и безопасно для больного остановить кровотечение при стернотомии».

Для остановки кровотечения в кардиохирургии помимо синтетического воска возможно использование и других гемостатических средств, наиболее известное в настоящее время – гемостатическая марля «Surgicel» на основе окисленной целлюлозы. К ее недостаткам, помимо высокой стоимости, относятся необходимость после остановки кровотечения удалять «Surgicel» из раны, невозможность использования ее в сосудистой хирургии, в нейрохирургии, и она не предупреждает инфекционные осложнения. Другим эффективным и быстрым способом остановки кровотечения является метод диатермоэлектрокоагуляции – но даже при небольшом прижигании происходит повреждение тканей. Поэтому большинство мировых кардиохирургических центров для остановки кровотечения используют воск. С одной стороны, это обусловлено эффективностью и дешевизной, с другой – отсутствием доступной альтернативы.

«Сегодня все кардиохирурги работают с воском, но мы хотим уйти от этого, – добавляет профессор А.М. Чернявский, – Поэтому возникла идея создать гемостатический препарат, который бы так же хорошо, как имеющиеся средства, останавливал кровотечение, но в ближайшие несколько дней после операции растворялся, не препятствуя прорастанию сосудов и регенерации костных тканей, и при этом снижал бы риск развития стернальной инфекции – то есть, действовал бы комплексно».

С идеей создать новое гемостатическое ванкомицин-содержащее средство кардиохирурги ННИИПК в 2012 г. обратились к коллегам из НИОХ СО РАН.

«Для нас вся эта история началась с заседания Ученого совета ННИИПК, -рассказывает профессор И.А. Григорьев, – на которое я был приглашен с докладом о некоторых наших разработках, представляющих интерес для совместных исследований с целью создания новых продуктов для кардиохирургии. В это время нас интересовала возможность использования целлюлозы в медицине, и при разговоре с профессором А.М. Чернявским была сформулирована задача создания отечественного гемостатика на основе окисленной целлюлозы, которую, как мы потом увидели, можно использовать как средство иммобилизации лекарственных веществ и получать комплексный эффект. Оказалось, что Александр Михайлович Чернявский тоже думает о таких вещах; как раз в то время на Западе стала очень популярной идея “садить” антибиотики на полимеры. Таким образом, интересы наши сошлись».

Выбор антибиотика для профилактики послеоперационных инфекций в составе комплексного препарата был обусловлен тем, какие штаммы в основном вызывают осложнения – в 90% случаев это эпидермальный или золотистый стафилококк, в том числе антибиотико-резистентные штаммы. Самый эффективный препарат в этом случае – ванкомицин, антибиотик первой линии в борьбе с инфекционными осложнениями в сердечно-сосудистой хирургии.

В качестве гемостатика была выбрана окисленная целлюлоза; область применения этого вещества обширна: от медицины до электроники. В медицине она используется и как хороший гемостатик, так как содержит много карбоксильных групп, кислотные свойства которых способствуют эффективному свертыванию крови, и, например, для создания искусственных сосудов или клапанов. Но окисленная целлюлоза используется и как средство иммобилизации других лекарств, в данном случае антибиотика.

«Окисленная целлюлоза хороша тем, что она биосовместима, организм человека ее не отторгает, более того, она обладает эффектом биодеградации – растворяется в организме, – уточняет к.х.н. С. В. Морозов, – в случае решения кардиохирургических задач, это хорошо тем, что, останавливая кровотечение, окисленная целлюлоза не тормозит процесс заживления, а просто выводится из организма.
Еще одна задача  выбор препаративной формы лекарства. Кардиохирургам должно быть удобно готовить и наносить препарат на грудину: самый лучший способ – это втирание, поэтому была взята целлюлоза в порошке. Мы научились окислять целлюлозу в виде марли и порошка, достигая гемостатического эффекта не хуже, чем у зарубежных аналогов. Но нас, как химиков, больше интересовал следующий этап – создание «умного» полифункционального лекарства».

К целлюлозе в порошке, окисленной по определенной методике, добавляется ванкомицин в определенной дозе. При добавлении необходимого количества физиологического раствора два вещества за несколько секунд превращаются в пластичную массу, которая отлично наносится на пористую ткань грудины.

«Созданный нами препарат полифункционален, – объяснил С.В. Морозов, – сначала он действует как гемостатик, потом в нужное время начинает выделять антибиотик и работать щитом от инфекции. Уже сами по себе это – инновационные вещи. Но в процессе исследования этого материала выяснилось, что основа полимера обладает еще и свойствами, используемыми в тканевой инженерии, в так называемых скаффолд-технологиях. Окисленная целлюлоза оказывает стимулирующее влияние на пролиферативную функцию соединительной ткани, ее «каркас» представляет собой трехмерный носитель, в котором происходит культивирование клеток, а значит, процесс заживления грудины идет еще быстрее. Более того, наличие полостей в каркасе позволит в будущем развивать это направление, помещать в них какие-то другие лекарственные вещества. Над созданием данного препарата работала целая команда специалистов химиков-органиков: Е.И. Черняк, Н.И. Ткачева, В.И. Родионов, Е.В. Карпова».

«Будущее за полифункциональными препаратами, они позволят снизить нагрузку на организм человека – не нужно будет вводить несколько лекарств, можно ввести одно, но комплексное. Окисленная целлюлоза является гемостатиком и средством доставки лекарственных веществ, на ее основе можно конструировать такие комплексные препараты. Единственная проблема – это то, что в настоящее время в России окисленную целлюлозу нигде в промышленных масштабах не производят, а раньше производство было в Белоруссии и на Украине. В Институте цитологии и генетики СО РАН занимаются выращиванием мискантуса китайского, растения с более высоким содержанием целлюлозы по сравнению с древесиной, получением целлюлозы и изучением возможностей ее дальнейшей модификации. Возможно, в силу того, что интерес к этому природному полимеру есть, производство окисленной целлюлозы все же будет налажено», – добавил И.А. Григорьев.

О результатах исследований нового препарата рассказывает А.Р. Таркова. «На данном этапе, после экспериментов на лабораторных животных, выведенных для медико-биологических лабораторных исследований учеными ИЦиГ СО РАН, мы уже можем говорить об эффективности нового гемостатического ванкомицин-содержащего средства на основе окисленной целлюлозы. Гемостатические свойства (снижение интенсивности кровопотери и уменьшение времени остановки кровотечения) данного препарата не уступают свойствам используемых отечественных и импортных средств. Но, в отличие от воска, препарат полностью рассасывается в организме в среднем через 7–14 дней (воск может быть обнаружен в теле пациента даже через десять лет после операции), а наличие в составе антибиотика, который начинает выделяться в период сращения грудины, предотвращает развитие инфекции и не дает развиваться воспалению».

Гемостатический ванкомицин-содержащий препарат будет использоваться не только в кардиохирургии. В будущем, как отметила А.Р. Таркова, препарат планируется использовать и в общей хирургии – для остановки кровотечений из любых паренхиматозных органов. По словам С.В. Морозова, в таком сочетании препарат может эффективно применяться в нейрохирургии, при лечении военных ранений и ранений при ДТП. Но пока у исследователей есть конкретная цель: решить кардиохирургическую задачу остановки кровотечений и снижения риска развития стернальных инфекций.

«Если мы не допустим осложнений у 80% из тысячи больных, а мы надеемся, что эта цифра будет близка к 100%, это будет очень хорошо. Мы уже доказали эффективность и перспективность препарата, дальше нужно полностью пройти все доклинические испытания, потом провести клинические испытания на безопасность, а затем – клинические на эффективность. Конечно, это не будет быстро – но, думаю, что через три года, максимум пять лет, мы получим препарат, который поможет решить важную проблему в нашей профессии» – пообещал профессор А.М. Чернявский.

 
Array
(
)

Оставить комментарий