Nowe adsorbenty do leczenia chorób zagrażających życiu
Hemadsorpcja jest metodą usuwania toksycznych cząsteczek z krwi poprzez bezpośredni kontakt z sorbentem poza organizmem w pozaustrojowym urządzeniu medycznym. Problem słabej biokompatybilności niepowlekanych adsorbentów rozwiązuje się aktualnie poprzez pokrywanie granulek powłokami hemozgodnymi, ale to pogarsza skuteczność usuwania toksyn. W ramach projektu MEAD-ET (Novel medical adsorbents for extracorporeal treatment of life threatening conditions) opracowano nowe adsorbenty i przetestowano pod kątem kompatybilności z krwią oraz skuteczności adsorpcji w zastosowaniach medycznych. W pierwszych 24 miesiącach realizacji projektu przygotowano, zoptymalizowano i scharakteryzowano materiały z węgla aktywnego (ACM), które następnie poddano dalszej aktywacji przy pomocy procesu aktywacji z użyciem pary przegrzanej. Charakterystyka tych ACM przy pomocy mikroskopu elektronowego i porozymetrii pozwoliła na zbadanie efektu aktywacji na materiale węglowym, a w efekcie na dopracowanie struktury nanoporowatej i zwiększenie powierzchni. Naukowcy pokryli kulki węglowe biokompatybilnymi cząsteczkami, takimi jak dekstran, i przetestowali powlekane i niepowlekane ACM pod kątem zdolności adsorpcji różnych markerowych toksyn, takich jak bilirubina, albumina, kreatynina, witamina B12 i błękit metylenowy. Wyniki pokazały, że dalsza aktywacja ACM powoduje zwiększenie powierzchni, objętości nanoporów i wydajności adsorpcji markerowych cząsteczek. Powlekanie dekstranem (5-30% masy ACM) zmniejszało wchłanianie tych cząsteczek, a częściowe powlekanie 5% utrzymywało wydajność adsorpcji, czego zaletą było zminimalizowanie drobnych cząsteczek i adsorpcji albuminy. Hemozgodność i cytotoksyczność kulek powlekanych dekstranem zbadano zgodnie z zasadami ISO. Badania cytotoksyczności wskazywały, że materiały o zmiennej porowatości lub powłoce powierzchniowej nie wpływają na uzyskane wyniki, a ACM uznano za nietoksyczne dla komórek. Nawet częściowo powlekane materiały nie aktywowały odpowiedzi zapalnej, co oznacza, że można je uznać za hemozgodne, przy czym powłoka dekstranowa zmniejszała adsorpcję fibrynogenu i wytwarzanie dopełniacza, wskazując, że ACM daje gwarancję dalszego rozwoju pod kątem zastosowań hemoadsorpcyjnych. Naukowcy doszli do wniosku, że wybranie optymalnego materiału do oczyszczania krwi wymaga zachowania równowagi między ilością środka powlekającego w celu zapewnienie dobrej hemozgodności a ograniczoną produkcją drobnych cząsteczek, bez pogarszania właściwości adsorpcyjnych. Wyniki projektu przedstawiono w wielu publikacjach, na wspólnej konferencji naukowej Uniwersytetu w Brighton oraz na warsztatach Narodowej Akademii Nauk Ukrainy. Wysiłki podejmowane w ramach tego trwającego nadal projektu dotyczą rozwiązania poważnych problemów zdrowotnych i wiążą się z poprawą jakości życia pacjenta, jak również z ograniczeniem kosztów ciężaru spoczywającego na służbie zdrowia. Potencjalne zastosowania obejmują niewydolność nerek i wątroby, posocznicę, ogólnoustrojowy stan zapalny i choroby zależne od układu odpornościowego.
Słowa kluczowe
Adsorbenty, uszkodzenie narządu, powłoka, materiały z węgla aktywnego, dekstran
