Сотрудниками лаборатории химии силикатных сорбентов ИХС РАН проведено исследование потенциальной возможности применения синтетических алюмосиликатов в качестве селективных и нетоксичных гемосорбентов. Результаты исследования были опубликованы в журнале ChemEngineering.

Исследование направлено на решение проблемы разработки селективных сорбентов для избирательной адсорбции токсичных веществ белкового происхождения, накапливающихся в организме при онкологических, иммунных, инфекционных и других заболеваниях, в частности – при сепсисе. Сепсис является одной из лидирующих причин смертности в медицинских учреждениях: 30–60 % случаев заболевания заканчиваются смертельным исходом.

На настоящий момент ни один из представленных на рынке гемосорбентов не отвечает полностью всем требованиям, предъявляемым к таким материалам, а именно – сорбент должен обладать высокой сорбционной емкостью по отношению к токсинам и метаболитам, гемосовместимостью, селективностью и выдерживать определенные методы стерилизации без потери основных свойств, обладать относительно низкой стоимостью.

В лаборатории химии силикатных сорбентов разработаны подходы к получению целой линейки пористых алюмосиликатов с различной морфологией – каркасных алюмосиликатов (цеолиты различных структур), слоистых силикатов различного химического состава, а также алюмосиликатов со сферической, нанотрубчатой и наногубчатой морфологиями. Исследования цитотоксичности и гемолитической активности синтетических образцов алюмосиликатов показывают отсутствие у них токсичности, характерной для природных минералов, что свидетельствует о перспективности исследования возможности их использования в качестве медицинских сорбентов. Исследования сорбционной способности алюмосиликатов различной морфологии по отношению к органическим красителям, ионам тяжелых металлов и ряду лекарственных препаратов показывают значительный потенциал синтетических алюмосиликатов для их использования в качестве гемосорбентов, в том числе селективных.

Было проведено исследование особенностей адсорбции маркерных белковых молекул — бычьего сывороточного альбумина (БСА), катионов натрия и калия, а также витамина В1 пористыми алюмосиликатами различного строения в среде, моделирующей плазму крови. Проведена оценка потенциальной возможности использования алюмосиликатов в качестве гемосорбентов для экстракорпоральной очистки крови. Образцы исследовали методами рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, низкотемпературной адсорбции азота. Был определен дзета-потенциал поверхности образцов и распределение активных центров на их поверхности методом адсорбции кислотно-основных индикаторов. С помощью гемолитического теста определена способность исследуемых образцов повреждать мембраны эукариотических клеток. Модели Ленгмюра, Фрейндлиха и Темкина были использованы для описания экспериментальных изотерм адсорбции БСА. Для обработки кинетических данных использовали модели адсорбции псевдо-первого и псевдо-второго порядка. На основании полученных результатов сделаны выводы о перспективности разработки новых селективных нетоксичных гемосорбентов на основе синтетических алюмосиликатов с заданным комплексом свойств, превосходящих по своим характеристикам активированные угли.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект No. 22-23-00227, руководитель Голубева О. Ю.).

Источник: ИХС РАН. Автор: Татьяна Масленникова.