Новые сорбенты от российских ученых помогут бороться с сепсисом

Российские ученые показали, что для очищения крови от токсинов можно использовать синтетические алюмосиликаты. Они нетоксичны и прицельно захватывают вредные вещества, при этом клетки крови не травмируются. Благодаря таким свойствам разработку коллектива можно использовать в медицинских учреждениях для очищения крови при лечении многих заболеваний: сепсиса, острого панкреатита, гепатитов, а также последствий COVID-19. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале ChemEngineering.

Аппаратное очищение крови, или гемосорбция, — это процедура, которая проводится в стационаре и под непрерывным медицинским контролем. Пациента подключают к специальному прибору, который прокачивает кровь через резервуар с сорбентом, а затем возвращает ее в кровеносную систему. В процессе удаляются вредные вещества.

Активированный уголь на протяжении многих десятилетий остается основным сорбирующим веществом, поскольку он максимально доступен и дешев. Особенно успешно он справляется с психоактивными веществами и продуктами их распада. Однако угольные сорбенты имеют существенные недостатки. Помимо токсинов, эти соединения выводят из организма часть физиологически значимых соединений, например кальций. Кроме того, частицы угля травмируют клетки крови и могут стать причиной их гибели.

Ученые ищут безопасную и эффективную альтернативу угольным сорбентам. Хорошей заменой могут стать синтетические соединения алюминия и кремния — алюмосиликаты, — которые связываются преимущественно с токсичными элементами, то есть селективны по отношению к ним. Это в своей новой работе выяснили исследователи из Института химии силикатов имени И. В. Гребенщикова РАН (Санкт-Петербург).

К таким результатам группа пришла в ходе разработки подходов к получению целой линейки пористых алюмосиликатов. Исследователей интересовала сорбционная способность полученных соединений и их безопасность. Поэтому они изучили особенности поглощения ими маркерных молекул бычьего сывороточного альбумина (БСА), который имитировал белковые токсины, а также витамина В1 и катионов натрия и калия — обычных для организма веществ, которые удалять при гемосорбции нежелательно. При этом пористые алюмосиликаты различного строения должны были очищать среду, моделирующую плазму крови.

«Исследование синтетических образцов показало, что они не токсичны, в отличие от природных минералов. Также они обладают высокой сорбционной способностью по отношению к маркерам среднемолекулярных токсинов. Это позволяет говорить о возможностях разработать новые селективные нетоксичные гемосорбенты на основе синтетических алюмосиликатов, до 12 раз превосходящих по своим свойствам активированные угли, — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ольга Голубева, доктор химических наук, заведующая лабораторией химии силикатных сорбентов ИХС РАН. — Кроме того, высокие характеристики пористых алюмосиликатов свидетельствуют о больших перспективах их использования для решения и других задач медицины, таких как энтеросорбция, раневая и ожоговая сорбция и в ряде других направлений».