Регистрация / Вход
Прислать материал

Полимерные гемосорбенты для селективного удаления из цельной крови бактериальных эндотоксинов на основе поверхностно-модифицированного макропористого сверхсшитого полистирола.

Номер контракта: 14.577.21.0165

Руководитель: Даванков Вадим Александрович

Должность руководителя: заведующий лабораторией

Докладчик: Бессонов Иван Викторович, заведующий лабораторией

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
гемосорбент, макропористый полимер, сверхсшитый полистирол, липополисахарид-связывающий лиганд, селективный гемосорбент, наночастицы полиамина, удаление бактериального эндотоксина, удаление цитокинов, сепсис, гемоперфузия, экстракорпоральная терапия.

Цель проекта:
1. Создание гранул макропористого сверхсшитого полистирола с удельной поверхностью не менее 800 м2/г и порами размером не менее 50 нм для применения в качестве гемосорбента. 2. Создание новых высокоэффективных гемосорбентов на основе макропористого сверхсшитого полистирола с привитыми на поверхность пор наноразмерными биоспецифическими лигандами с емкостью по удалению ЛПС из цельной крови не менее 4000 ЕЭ/мл для терапии сепсиса.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Промежуточные и заключительный отчеты о ПНИ, содержащие:
а) анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме;
б) выбор и обоснование направления исследований;
в) результаты экспериментальных исследований;
г) результаты анализа данных экспериментальных исследований;
д) обобщение и выводы по результатам ПНИ.
2. Отчет о патентных исследованиях, оформленный в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
3. Лабораторные технологические регламенты
- получения макропористых гранул сверхсшитого полистирола;
- получения сорбентов на основе макропористого сверхсшитого полистирола с привитыми на поверхность пор наноразмерными биоспецифическими лигандами.
4. Экспериментальные образцы
- макропористых гранул сверхсшитого полистирола;
- сорбентов на основе макропористого сверхсшитого полистирола с привитыми на поверхность пор наноразмерными биоспецифическими лигандами.
5. Рекомендации по применению макропористых сорбентов на основе сверхсшитого полистирола с привитыми на поверхность пор наноразмерными биоспецифическими лигандами в промышленности.
6. Технико-экономическое обоснование разработки продукции.
7. Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального сектора экономики.
8. Проект технического задания на проведение ОТР по теме: «Создание нового класса гемосорбентов на основе поверхностно-модифицированного макропористого сверхсшитого полистирола».

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Разрабатываемая технология получения высокоэффективных сорбентов, селективно удаляющих бактериальные эндотоксины и патологические малые белки (цитокины), на основе поверхностно-модифицированного макропористого сверхсшитого полистирола предназначена для изготовления колонок для экстракорпоральной терапии тяжелого сепсиса и септического шока.

1.1 Экспериментальные образцы макропористых гранул сверхсшитого полистирола должны обладать следующими свойствами:
- удельная поверхность не менее 800 м2/г;
- наличие пор размером не менее 50 нм;
- размер гранул не менее 200 мкм и не более 1000 мкм.

1.2 Экспериментальные образцы сорбентов на основе макропористого сверхсшитого полистирола с привитыми на поверхность пор наноразмерными биоспецифическими лигандами должны обладать следующими свойствами:
- емкость по удалению ЛПС из цельной крови не менее 4000 ЕЭ/мл;
- емкость по удалению ЛПС из физиологического раствора не менее 4500 ЕЭ/мл;
- соответствие по параметрам «восстановительные примеси», «изменение значения pH», «ультрафиолетовое поглощение» после радиационной стерилизации ГОСТ 52770-2007;
- потеря эффективности удаления ЛПС из цельной крови после радиационной стерилизации не более 10%.

Планируемые результаты по ряду показателей соответсвуют, а по ряду -- превышают существующий мировой уровень.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
В России продолжает нарастать отставание отечественной медицинской промышленности от современного мирового уровня, особенно в части технологического уровня производственных мощностей и выпуска конкурентоспособной продукции в области новых нанокомпозиционных материалов, включая разработку биосовместимых материалов для медицинской техники. Актуальность направления подтверждается его соответствием приоритетным направлениям, установленными «Комплексной программой развития биотехнологий в Российской федерации на период до 2020 года» от 24 апреля 2012 года и ФЦП «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу».
Устройства для экстракорпоральных методов лечения тяжелых инфекционных осложнений, в частности сепсиса, в настоящее время представлены на отечественном рынке двумя продуктами – селективными к бактериальным липополисахаридам колонками Toraymyxin™ (Toray Industries, Inc Япония) и LPS Adsorber (Alteco Medical AB, Швеция). Клинические данные свидетельствуют о высокой эффективности данных устройств. Сорбционные методы позволяют в течение суток вывести пациента из септического шока, нормализовать его состояние и продолжить лечение стандартной лекарственной терапией, что существенно повышает общую выживаемость. Однако колонки с ЛПС-селективными сорбентами чрезвычайно дороги. В России в медицинской практике экстракорпоральной терапии используются колонки с неселективными углеродными сорбентами «Гемос» (НПП «Биотех-М», Москва), которые не отличаются высокой гемосовместимостью. В этом отношении громадными преимуществами обладают колонки «Гемос-ДС» («Десепта»®) содержащие в качестве неселективного сорбента гранулы сверхсшитого полистирола. Последние отличаются великолепной гемосовместимостью и высокой сорбционной активностью по отношению к низкомолекулярным токсинам и малым белковым молекулам (цитокинам), но оставляют желать лучшего в отношении сорбции крупных макромолекул и липополисахаридов. Разработка и производство отечественных сорбционных устройств на основе высокоэффективных селективных наноструктурированных сорбентов позволит заместить импортные продукты на медицинском рынке, сделать более доступной и эффективной высокотехнологичную медицинскую помощь и снизить летальность при таких грозных осложнениях инфекционных заболеваний, как сепсис и септический шок. Исполнители проекта располагают научно-техническим заделом и опытом создания неселективных полимерных сорбентов для экстракорпоральных методов лечения различных заболеваний, что позволит не только разработать, но и в кратчайшие сроки приступить к производству доступных по цене селективных сорбционных устройств для лечения тяжелых инфекций.
Оценка частоты случаев тяжелых инфекций и развития септических осложнений показывает, что потенциальная потребность в разрабатываемом медицинском продукте возникает в среднем у 2-3 пациентов в месяц в каждом отделении реанимации и интенсивной терапии. Учитывая, что примерное число таких отделений в стране составляет 2000, потребность может достигать 40-60 тыс. процедур экстракорпоральной терапии сепсиса в год. В настоящее время, несмотря на высокую эффективность лечения, проводится всего 1 тыс. процедур экстракорпоральной терапии сепсиса в год. Основная причина – высокая стоимость импортных сорбционных колонок (4-6 тыс. евро/штука). Выпуск отечественного продукта позволит полностью вытеснить импортные аналоги и дать возможность широкого внедрения метода в клиническую практику.

Текущие результаты проекта:
1. Получены сорбенты на основе акриловых сополимеров, способные к селективному извлечению ЛПС из водных и белковых растворов.

2. Экспериментальное изучение получения сверхсшитого полистирола с целью получения частиц с требуемой пористостью и морфологией.

3. Предварительная оценка гемосовместимости гранул сверхсшитого полистирола.