СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ Российский патент 2007 года по МПК G01N33/49 

Описание патента на изобретение RU2307353C1

Изобретение относится к медицине, в частности к методам медицинской диагностики.

Известно, что красные клетки крови (эритроциты) человека за свой срок жизни (120 дней) совершают примерно 3·105 проходов сквозь капиллярную сеть, подвергаясь там значительным сдвиговым деформациям. Воздействие неблагоприятных факторов приводит к ослаблению механической устойчивости эритроцитов. Они теряют эластичность и преждевременно разрушаются, отравляя организм токсичными продуктами своего распада (гемолиза). Подобные явления наблюдаются при ряде заболеваний, а также после пропускания крови через оксигенаторы, диализаторы, аппараты искусственного кровообращения [1]. Оценка способности эритроцитов противостоять механическим воздействиям производится посредством приложения к клеткам в разбавленной суспензии тестовой сдвиговой нагрузки в центрифугах, вискозиметрах, микрофильтрационных устройствах, реоскопах [2] и последующего измерения степени гемолиза каким-либо из известных методов.

Недостатками этого способа являются невысокая чувствительность и точность, а также значительная трудоемкость, ввиду чего он применяется исключительно в исследовательских целях. Развитие гемолиза уже свидетельствует о необратимых повреждениях эритроцитарной мембраны, тогда как врачи заинтересованы в выявлении ранних стадий ослабления механической стойкости, т.н. субгемолитической травмы эритроцитов [1]. Несмотря на многократные попытки разработчиков медицинской аппаратуры, для лечебных учреждений такая диагностика до сих пор остается недоступной.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является ротационная вискозиметрия [1].

В способе-прототипе [1, стр.70] суспензию исследуемых эритроцитов вводят в узкую щель (зазор) между плоской пластиной и конусом. Поверхности, контактирующие с суспензией, отполированы. Угол раствора конуса близок к 120° (немного меньше). Когда с помощью электропривода конус приводится во вращение, в зазоре возникает сдвиговое течение. В результате эритроциты подвергаются механической нагрузке, пропорциональной скорости вращения, и через некоторое время начинается гемолиз. Степень гемолиза измеряют оптическим (спектрометрическим) методом по концентрации гемоглобина, вышедшего из эритроцитов в буферный раствор. Если фиксировать продолжительность воздействия, то механически менее стойкие эритроциты будут разрушаться быстрее. Методом сравнения можно судить о механической устойчивости клеток у разных пациентов.

Недостатками такого способа являются низкая чувствительность, малая точность, невозможность оценить степень структурных нарушений эритроцитарной мембраны на догемолизной стадии.

Задачей заявляемого изобретения является повышение чувствительности и точности определения индивидуальной устойчивости эритроцитов к механическим воздействиям.

Решение поставленной задачи достигается следующим образом. Суспензию исследуемых эритроцитов заливают в контур рециркуляции, снабженный перистальтическим насосом. В контур встроена плоская прозрачная кювета с узким зазором, имитирующая кровеносный капилляр. Входя в сужение, эритроциты подвергаются сдвиговой нагрузке и деформируются одинаковым образом. Показатель деформируемости эритроцитов ε весьма чувствителен к нарушениям в структуре их мембраны и может быть измерен оптическим (дифракционным) методом [3]. Поскольку эритроциты при каждом обороте по контуру подвергаются воздействию значительных сдвиговых напряжений, их деформируемость рано или поздно начинает снижаться. У практически здоровых людей это снижение начинается примерно в одно и то же время τ и, очевидно, позже, нежели у пациентов с нарушениями в системе кровообращения. Значение τ определяют предварительно, и тогда можно судить об относительной устойчивости клеток у любого пациента: чем меньше разность между значениями показателя деформируемости эритроцитов ε в начале и в конце базового периода τ, тем выше механическая стойкость клеток. Напротив, большая разность свидетельствует о низкой устойчивости эритроцитов.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Заполняют контур рециркуляции физиологическим раствором, вводят туда пробу периферической или венозной крови пациента и определяют значения показателя деформируемости эритроцитов ε после ввода пробы (ε0) и спустя базисное время τ(ετ). Стойкость красных клеток в условиях действия сдвиговых нагрузок рассчитывают как коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов по предложенной автором формуле:

,

где ε0 - значение показателя деформируемости, определяемое после внесения клеточной суспензии в контур рециркуляции,

ετ - значение показателя деформируемости, определяемое спустя время τ.

Коэффициент η имеет простой физический смысл - это характерное время жизни эритроцитов в контуре рециркуляции до начала гемолиза.

Способ поясняется следующим примером. Оперативный контроль состояния эритроцитов у больных, перенесших острый инфаркт миокарда (ОИМ). Предварительно определенное значение τ оказалось равным 5 минутам. Фактически уловить момент, когда величина ετ начнет уменьшаться по сравнению с начальным значением ε0 можно не точнее инструментальной погрешности измерений δ=0,01; поэтому для практически здорового человека η принято равным 500 мин (норма). В различных патологических состояниях η тем меньше, чем значительнее структурные нарушения в эритроцитарной мембране. Экспериментально-клинические исследования проводились в клинике г.Тарту, Эстония под руководством доцента Р.В.Тээсалу. Исследовались т.н. слепым методом динамические характеристики эритроцитов из пробы венозной крови у трех пациентов (мужчин), перенесших ОИМ. Первый раз измерения были выполнены на следующие сутки после инфаркта, последующие - через день. На чертеже (а) показан временной ход начальной деформируемости ε0, а (б) - коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов η для этих больных, а также для практически здорового волонтера (кривые 1, контроль). Кривые 2 получены для пациента с неосложненным трансмуральным инфарктом передней стенки предсердия, кривые 3 - для пациента с многоочаговым инфарктом задней стенки, кривые 4 - для пациента с обширным инфарктом миокарда. Оказалось, что чем обширнее поражение сердечной мышцы, тем сильнее, наряду с уменьшением ε0 (чертеж, а), падает коэффициент сдвиговой устойчивости η (чертеж, б). В то же время у волонтера параметры оставались в пределах нормы (η=500). При последующем сопоставлении полученных данных с клиническими показателями для данной группы больных было констатировано соответствие оценкам тяжести заболеваний, сделанным лечащими врачами.

Таким образом, заявляемый способ впервые решает задачу определения степени субгемолитического травмирования эритроцитов при различных нарушениях в системе микроциркуляции крови и/или использовании аппаратов экстракорпорального кровообращения, что дает основания считать его перспективным для применения в клиниках.

Литература

1. Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. М., Медицина, 1982. Стр.224-229, стр.70-72 - прототип.

2. Сторожок С.А., Санников А.Г., Захаров Ю.М. Молекулярная структура мембран эритроцитов и их механические свойства. Тюмень, изд. Тюм. Гос. Университета, 1997. С.75-104.

3. Захаров С.Д., Иванов А.В. и др. Структурные перестройки в водной фазе клеточных суспензий и белковых растворов при светокислородном эффекте. Квантовая электроника, т.33, 149-162 (2003).

Похожие патенты RU2307353C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ РИСКА РАЗВИТИЯ ГЕМОЛИТИЧЕСКИХ ОСЛОЖНЕНИЙ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ КОРОНАРНОГО ШУНТИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 2013
  • Чумакова Светлана Петровна
  • Уразова Ольга Ивановна
  • Шипулин Владимир Митрофанович
  • Новицкий Вячеслав Викторович
  • Петрова Ирина Викторовна
  • Колобовникова Юлия Владимировна
RU2542434C1
СПОСОБ ПРОФИЛАКТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН 2013
  • Бузлама Анна Витальевна
  • Чернов Юрий Николаевич
  • Николаевский Владимир Анатольевич
  • Сливкин Алексей Иванович
RU2549449C2
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИМПЛАНТАЦИОННОГО СИНДРОМА ПРИ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИИ 1999
  • Еропкина Е.М.
  • Божкова С.А.
  • Мамаева Е.Г.
  • Машков В.М.
  • Афиногенов Г.Е.
RU2154274C1
Способ определения степени повреждения эритроцитов 1983
  • Грицюк Александр Иосифович
  • Пархоменко Александр Николаевич
  • Ангелуца Павел Алексеевич
  • Сиренко Юрий Николаевич
  • Нетяженко Василий Захарович
SU1220636A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ 2007
  • Борисов Юрий Анатольевич
  • Лебедева Эльвира Борисовна
  • Спиридонов Василий Николаевич
  • Суглобова Елена Дмитриевна
RU2364866C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КРОВИ 2014
  • Парфенов Александр Сергеевич
RU2570381C1
Способ определения степени риска развития цереброваскулярной патологии при миелопролиферативных заболеваниях 2020
  • Кузнецова Полина Игоревна
  • Раскуражев Антон Алексеевич
  • Меликян Анаит Левоновна
  • Танашян Маринэ Мовсесовна
  • Шабалина Алла Анатольевна
RU2727005C1
СПОСОБ СЕРТИФИКАЦИИ ГЕМОРЕОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ПРИ ХИРУРГИЧЕСКОМ ЛЕЧЕНИИ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА 1997
  • Карпун Н.А.
  • Литвинов А.М.
RU2155348C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ 2002
  • Колодяжная Т.А.
  • Терещенко В.П.
RU2234088C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ 2006
  • Захаров Станислав Дмитриевич
RU2301617C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 307 353 C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ

Изобретение относится к медицине, в частности к методам медицинской диагностики. Сущность способа: суспензию эритроцитов многократно пропускают через замкнутый контур с узким зазором и регистрируют показатель деформируемости эритроцитов. Регистрацию производят сразу после ввода суспензии в контур и спустя время τ, а затем определяют коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов η по формуле: где ε0 - значение показателя деформируемости, определяемое сразу после внесения суспензии в контур, ετ - значение показателя деформируемости, определяемое спустя время τ, τ - время, в течение которого показатель деформируемости эритроцитов здорового человека в контуре остается неизменным. Применение способа позволяет повысить точность определения индивидуальной устойчивости эритроцитов к механическим воздействиям, дает возможность определения степени субгемолитического травмирования эритроцитов при различных нарушениях в системе микроциркуляции крови и/или использовании аппаратов экстракорпорального кровообращения. Способ применим в отделениях реанимации, сердечно-сосудистой хирургии, терапии, травматологии, медицины катастроф. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 307 353 C1

Способ определения динамических характеристик эритроцитов крови, заключающийся в многократном пропускании суспензии эритроцитов через замкнутый контур с узким зазором и регистрации изменения их параметров, отличающийся тем, что регистрируют показатель деформируемости эритроцитов, причем регистрацию производят сразу после ввода суспензии в контур ε0 и спустя время τ-ετ, а затем определяют коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов η по формуле

где ε0 - значение показателя деформируемости, определяемое сразу после внесения суспензии в контур;

ετ - значение показателя деформируемости, определяемое спустя время τ;

τ - время, в течение которого показатель деформируемости эритроцитов здорового человека в контуре остается неизменным.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2307353C1

ЛЕВТОВ В.А
и др
Реология крови
- М.: Медицина, 1982, с.70-72, 224-229
RU 2001103725 А 27.12.2002
СПОСОБ ОЦЕНКИ ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ 2000
  • Закутский А.В.
  • Радушкевич В.Л.
  • Пастухова Л.Ю.
  • Белошевский В.А.
RU2173461C1
JP 5312803 26.11.1993
ШИЛЯЕВ Р.Р
и др
Метод определения деформируемости эритроцитов
Лабораторное дело, 1991, №6, с.32-33
ADEWUYI J.O
et al
Deformability of stored normal and sickle haemoglobin erythrocytes
Afr
J.

RU 2 307 353 C1

Авторы

Захаров Станислав Дмитриевич

Даты

2007-09-27Публикация

2006-04-21Подача