Винахід відноситься до медицини, а саме до розробки рецептур розчинів, використовуваних при операціях на "відкритому" серці. Полііонні буферний кардіоплегічним розчин має осмолярність (350 ± 5) мОсм, містить натрію хлорид, калію хлорид, кальцію хлорид, магнію хлорид, аспарагинат калію, аспарагинат магнію, маніт, трісамін і воду для ін'єкцій при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас.%: Натрію хлорид - 0,63-0,77; калію хлорид - 0,027-0,033; магнію хлорид шестіводний - 0,18-0,22; кальцію хлорид шестіводний - 0,009-0,011; калію аспарагинат напівводяний - 0,20-0,24; магнію аспарагинат четирехводний - 0,17-0,19; маніт - 0,32-0,38; трісамін - 0,05-0,07; вода для ін'єкцій - інше, при цьому рН розчину становить 7,6 0,1 при 22 С. Склад "Інфузола" забезпечує істотне поліпшення відновлення функції і метаболізму серця при реперфузії після закінчення штучного кровообігу. 7 табл. 1 мул.
Винахід відноситься до галузі медицини і призначене для використання при операціях на "відкритому" серці в умовах штучного кровообігу.
Традиційно застосовувані в кардіохірургії кардіоплегічним розчини в повному обсязі запобігають метаболічні і структурні зміни, що розвиваються в міокарді при ішемії і подальшої реперфузії. Наслідком цього є знижене відновлення насосної функції серця при відновленні кровообігу, яке ускладнюється виникненням реперфузійних аритмій і розвитком серцевої недостатності. Тому розробка препаратів, здатних зменшити ризик кардіохірургічних втручань, є актуальним завданням сучасної молекулярної кардіології.
В даний час ця задача вирішується введенням до складу кардіоплегічним розчинів природних антиоксидантів, природних метаболітів, що поліпшують енергетичний обмін і стабілізуючих сарколемму кардіоміоцитів, а також оптимізацією іонного складу і рН розчинів [1-3]. В останні роки в різних лабораторіях було виявлено, що додавання до стандартних кардіоплегічним розчинів аспарагінової кислоти або її солей знижує розвиток ішемічної і реперфузійної контрактури і покращує відновлення роботи серця після нормотерміческой або гипотермической ішемії [4]. Ці корисні ефекти пов'язані зі здатністю аспарагінової кислоти включатися в реакції утворення енергії в анаеробних і аеробних умовах і таким чином покращувати енергетичний стан ішемізованого серця. Результатом цього є зниження втрат АТФ і накопичення АМФ в ішемічному серце і збільшення ресинтезу аденіннуклеотидів і фосфокреатину при реперфузії [5, 6]. До числа найбільш вивчених антиоксидантів, використовуваних в магній-калієвої кристаллоидной кардіоплегії, відноситься маннит. Його застосовують як скавенджер для зниження пошкодження міокарда, викликаного утворенням вільних радикалів кисню, і для забезпечення необхідної осмолярності розчинів [7, 8]. Принципово важливим показником при розробці кардіоплегічним розчинів є збереження їх рН і буферної ємності. Експериментальні роботи, виконані в ряді провідних лабораторій, продемонстрували перспективність використання трісаміна в порівнянні з застосуванням бікарбонату натрію, гістидину або імідазолу для створення буферних систем в діапазоні рН 7,1-8,0 при 10-14 С [9]. Кардіоплегічним розчини з Трисамін попереджають розвиток внутрішньоклітинного ацидозу і знижують порушення іон-транспортної функції мембран ішемізованих кардіоміоцитів [10]. До числа недоліків перерахованих вище розчинів, які відзначені в літературі, слід віднести 1) труднощі, пов'язані з їх приготуванням; 2) нестабільність хімічного складу і рН при тривалому зберіганні; 3) недостатньо ефективне поновлення скорочувальної і насосної функції серця після кардіоплегії; 4) ненадійну захист ультраструктури кардіоміоцитів.
Незважаючи на велику кількість експериментальних даних, що вказують на доцільність включення перелічених сполук в сольові кардіоплегічним розчини, оптимальне співвідношення цих добавок і необхідність їх одночасного використання залишаються нез'ясованими.
Завданням цього винаходу є вирішення проблеми адекватного захисту серця під час кардіоплегічним зупинки при проведенні операцій. Для цього ми розробили сольовий кардіоплегічним розчин оригінального складу "Інфузол" (табл.1), здатний істотно поліпшити відновлення функції і метаболізм серця при реперфузії після закінчення штучного кровообігу. До його складу входять компоненти, дозволені до медичного застосування Фармакологічним комітетом РФ.
Кардіоплегічним розчин "Інфузол" представляє собою безбарвну, прозору стерильну рідину, призначену для використання при операціях на "відкритому" серці для його зупинки і локальної перфузії при перетискання проксимального відділу аорти в умовах штучного кровообігу.
Дослідження кардіопротекторних властивостей розчину "Інфузол" проводили на ізольованих серцях щурів самців лінії Вістар масою 250-300 г за стандартною методикою [5]. У наркотізірованних уретаном тварин (1,0-1,5 мг / г ваги тіла, в / б) витягували серця і поміщали в охолоджений розчин Кребса на 30-40 с до повної зупинки скорочень. Потім їх ретроградно перфузіровалі через аорту протягом 10-15 хв розчином Кребса, насиченим карбогеном (95% О2 і 5% СО2) рН 7,4 ± 0,1 при 37 С при постійному перфузійному тиску 60 мм рт.ст. Після цього в ліве передсердя вводили канюлю і переходили до перфузії в працюючому режимі по Neely протягом 20 хв при постійному тиску наповнення лівого передсердя 15 мм рт.ст. і опорі відтоку перфузата з лівого шлуночка 60 мм рт.ст. (вихідний стан). Далі проводили кардіоплегічним зупинку при температурі 22 С протягом 5 хв одним з двох кардіоплегічним розчинів, контрольним або "Інфузолом" з постійною об'ємною швидкістю (15,0 1,0) мл / хв на 1 г вологої тканини серця. В якості контрольного кардіоплегічного розчину використовували модифікований розчин госпіталю Св. Томаса [11], склад якого наведено в Табл.2. Після 5-хвилинної кардіоплегічним перфузії серця піддавали 40-хвилинної нормотерміческой тотальної ішемії. Після закінчення ішемії серця реперфузованого в працюючому режимі буфером Кребса 30 хв при 37 ° С з одночасним мониторированием фізіологічних показників.
Спосіб приготування кардіоплегічного розчину "Інфузол" для експериментів на тваринах.
У 900 мл води для ін'єкцій при перемішуванні при кімнатній температурі розчиняють в грамах: натрій хлорид - 7,08; калій хлорид - 0,30;
магній хлорид шестіводний - 2,24; кальцій хлорид шестіводний - 0,26; аспарагинат калію напівводяний - 2,16; аспарагинат магнію четирехводний - 1,80; маніт - 3,64; трісамін - 0,61. Після повного розчинення речовин доводять рН розчину до 7,6 при 22 С 2 н. HCl. Загальний обсяг розчину доводять водою для ін'єкцій до 1000 мл. Розчин фільтрують через фільтр 0,45 мкм фірми "Мілліпор", використовуючи водоструминний насос. Далі його стерилізують в автоклаві при 110 С протягом 20 хв. Приготований таким чином розчин зберігає заданий рН, сталість складу і прозорість протягом одного року при зберіганні в захищеному від світла місці при температурі не вище 10 С.
Кардіопротекторні властивості розчину "Інфузол" були вивчені також на моделі працюючого серця щура по Neely в порівнянні з прототипом - модифікованим кардіоплегічним розчином госпіталю Св. Томаса. Вплив кардіоплегічним розчинів на показники скорочувальної і насосної функцій серця суммировано в Таблиці 3. В початковому стані показники скорочувальної і насосної функцій серця достовірно не відрізнялися між досліджуваними розчинами. Протягом перших хвилин ретроградної перфузії кардіоплегічним розчином "Інфузол" спостерігалося припинення насосної і скорочувальної функції серця. Таким чином, по ефективності зупинки серця "Інфузол" не відрізнявся від прототипу. Однак його застосування значно покращувало відновлення більшості показників функції серця при реперфузії. Захищені "Інфузолом" серця до закінчення реперфузии практично повністю відновлювали коронарний потік до (98 + 3)% від вихідних значень в порівнянні з (77 + 3)% при використанні кардіоплегічного розчину госпіталю Св. Томаса. Цей ефект поєднувався з 2,6 рази вищим відновленням ударного обсягу, ніж в разі прототипу. У групі сердець, зупинених кардіоплегічним розчином "Інфузол", протягом усього періоду реперфузії спостерігалося більш ефективне відновлення хвилинного обсягу (див. Креслення). Це забезпечувало краще відновлення показника зовнішньої роботи серця до кінця реперфузії у порівнянні з цим показником при використанні розчину порівняння. Отримані результати вказують на більш повне відновлення скорочувальної і насосної функцій серця після періоду ішемії при його зупинці кардіоплегічним розчином "Інфузол".
Ефективність варіювання концентрацій компонентів кардіоплегічного розчину "Інфузол" оцінювали в окремих серіях експериментів. Були досліджені кардіоплегічним розчини, які містять більш низькі і більш високі концентрації основних діючих речовин препарату - калій хлориду, магнію хлориду шестіводного, кальцій хлориду шестіводного, калію аспарагината полуводного, магнію аспарагината четирехводного, маннита і трісаміна. Осмолярность цих розчинів підтримували такий же, як і розчину "Інфузол", зміною концентрації хлориду натрію. рН розчинів був незменним і становив 7,6 0,1 при 22 С. Як приклад в Табл.5 наведені склади розчинів "Інфузол-1" і "Інфузол-2". Критеріями ефективності захисту міокарда при використанні цих модифікованих розчинів служили а) час припинення електромеханічної активності серця при кардіоплегічним перфузії і б) відновлення показників функції серця після ішемії при подальшій реперфузії.
Дані Табл.6 показують, що зниження концентрацій основних компонентів кардіоплегічного розчину "Інфузол" нижче мінімальних значень, зазначених в Табл.1, в середньому в 3 рази збільшує час, необхідний для повної зупинки серця, таким чином знижуючи ефективність кардіоплегії ( "Інфузол-1 "). Збільшення концентрації компонентів кардіоплегічного розчину, як у випадку розчину "Інфузол-2", не впливає на час, необхідний для зупинки серця. Вплив варіювання основних діючих компонентів кардіоплегічного препарату "Інфузол" на ступінь постішеміческого відновлення функції серця щура наведені в Табл.7.
Зниження концентрацій основних діючих компонентів кардіоплегічного розчину ( "Інфузол-1") призводило не тільки до більш повільної зупинки серця, але і значно знижувало відновлення показників скорочувальної і насосної функцій серця, збільшувало коронарне опір і показник діастолічної пружності при реперфузії. Кардіоплегічним розчин зі збільшеною концентрацією компонентів ( "Інфузол-2") в ще більшому ступені збільшував опір коронарних судин і жорсткість міокарда при реперфузії. Наслідком цього була низька відновлення коронарного потоку (до (54 7)% від вихідного рівня), хвилинного і ударного об'ємів (до (13 3)% і (15 ± 3)% від вихідних значень відповідно). Скорочувальна функція, оцінена твором розвивається лівим шлуночком тиску на частоту серцевих скорочень, і показник зовнішньої роботи серця при використанні кардіоплегічного розчину "Інфузол-2" відновлювалися значно гірше, ніж після кардіоплегії з прототипом або розчином "Інфузол" (табл.3, 7). Ці результати свідчать про те, що оптимальним для функціональної захисту міокарда від ішемічного і реперфузійного стресу є склад кардіоплегічного розчину "Інфузол".
Таким чином, нове кардіоплегічним засіб здатний покращувати функціональний і метаболічну відновлення серця після тотальної ішемії і реперфузії у порівнянні з такими, що використовуються в даний час препаратами.
Кардіоплегічним розчин, який має осмолярність (350 ± 5) мОсм і містить натрію хлорид, калію хлорид, кальцію хлорид, магнію хлорид, трісамін і воду для ін'єкцій, що відрізняється тим, що він додатково містить аспарагинат калію, аспарагинат магнію і маніт при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас.%: