sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20220503sibmed-881Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOMEDICINEВлияние серебросодержащего сорбента на эритроциты при гемосорбции: исследование in vitroThe effect of silver-containing sorbent on red blood cells during hemosorption: an in vitro studyhttps://orcid.org/0000-0001-9622-5391РачковскаяЛ. Н.RachkovskayaL. N.

Любовь Никифоровна Рачковская, к.х.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Lubov N. Rachkovskaya, candidate of chemical sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

noolit@niikel.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8319-0038СмагинА. А.SmaginA. A.

Александр Анатольевич Смагин, д.м.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Аlexander A. Smagin, doctor of medical sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

asa57@ngs.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9889-3729НимаевВ. В.NimaevV. V.

Вадим Валерьевич Нимаев, д.м.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Vadim V. Nimaev, doctor of medical sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

nimaev@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8470-5400ДемураА. Ю.DemuraA. Yu.

Александр Юрьевич Демура

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Аlexander Yu. Demura

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

dx_@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3756-4873РачковскийЭ. Э.RachkovskyE. E.

Эдмунд Эдмундович Рачковский, к.х.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Edmund E. Rachkovsky, candidate of chemical sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

reed@academ.orghttps://orcid.org/0000-0002-1027-0747ЯстребоваЕ. С.YastrebovaE. S.

Екатерина Сергеевна Ястребова

630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, 3

Ekaterina S. Yastrebova

630090, Novosibirsk, Institutskaya str., 3 

kat30cer@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3478-5515МальцевВ. П.MaltsevV. P.

Валерий Павлович Мальцев, д.ф-м.н.

630090, г. Новосибирск, ул. Институтская, 3

Valery P. Maltsev, doctor of physical and mathematical sciences, professor

630090, Novosibirsk, Institutskaya str., 3 

vpm@kinetics.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0471-652XКоролевМ. А.KorolevM. A.

Максим Александрович Королев, д.м.н.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Maksim A. Korolev, doctor of medical sciences

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

kormax@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9293-4083ЛетягинА. Ю.LetyaginA. Yu.

Андрей Юрьевич Летягин, д.м.н., проф.

630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Andrey Yu. Letyagin, doctor of medical sciences, professor

630060, Novosibirsk, Timakov str., 2

letyagin-andrey@yandex.ruНИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАНРоссияRecearch Institute of Clinical and Experimental Lymphology – Branch of the Institute of Cytology and Genetics of SB RASRussian FederationИнститут химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАНРоссияVoevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion of SB RASRussian Federation2022271020224251924Copyright © Рачковская Л.Н., Смагин А.А., Нимаев В.В., Демура А.Ю., Рачковский Э.Э., Ястребова Е.С., Мальцев В.П., Королев М.А., Летягин А.Ю., 20222022Рачковская Л.Н., Смагин А.А., Нимаев В.В., Демура А.Ю., Рачковский Э.Э., Ястребова Е.С., Мальцев В.П., Королев М.А., Летягин А.Ю.Rachkovskaya L.N., Smagin A.A., Nimaev V.V., Demura A.Y., Rachkovsky E.E., Yastrebova E.S., Maltsev V.P., Korolev M.A., Letyagin A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/881

Цель исследования – изучить влияние оригинального пористого серебросодержащего сорбента на морфофункциональные параметры эритроцитов при гемоперфузии in vitro. Материал и методы. Через стеклянные колонки, заполненные сорбентом на основе пористого оксида алюминия, полидиметилсилоксана и нанокластерного серебра и сорбентом без серебра, перфузировали донорскую кровь. Методом сканирующей проточной цитометрии определяли влияние серебросодержащего сорбента на изменение морфофункциональных параметров эритроцитов после перфузии через сорбенты. Результаты и их обсуждение. Ввиду равномерности распределения серебра (0,1 %) по гранулам сорбента параметры пористой структуры – величина удельной поверхности и объем пор – практически не изменяются по сравнению с сорбентом без серебра. Морфологические показатели эритроцитов в исходной донорской крови и после гемоперфузии находятся в пределах нормы. Функциональные параметры также находятся в норме, хотя введение в состав сорбента серебра несколько увеличивает количество активных белков полосы 3 (B3) на мембранах эритроцитов, как по сравнению с исходной донорской кровью, так и по сравнению с сорбентом без серебра. Также возрастает предельная растяжимость мембраны эритроцитов по сравнению с исходной кровью (в 2,2 раза) и сорбентом без серебра (в 1,4 раза). Заключение. Сорбент, модифицированный серебром, и сорбент без серебра не оказывают повреждающего токсического воздействия на морфофункциональные параметры эритроцитов в условиях перфузии. Механизмы действия, влияющие на показатели предельной растяжимости мембраны эритроцитов после перфузии крови через серебросодержащий сорбент, требуют дальнейших исследований. 

The aim of the study was to investigate the influence of the original porous silver–containing sorbent on the morphofunctional parameters of red blood cells during in vitro hemoperfusion. Material and methods. Donor blood was perfused through glass columns filled with a sorbent based on porous aluminum oxide, polydimethylsiloxane and silver nanoclusters and a sorbent without silver. The effect of a silver-containing sorbent on the change in morphofunctional parameters of red blood cells after perfusion through sorbents was determined by scanning flow cytometry. Results and their discussion. Due to the uniformity of the distribution of silver (0.1 %) over the sorbent granules, the parameters of the porous structure – the specific surface area and pore volume – practically do not change compared to the sorbent without silver. Morphological parameters of original donor blood and after hemoperfusion are within the norm. The functional parameters are also normal, although the introduction of silver in to the sorbent slightly increases the number of active band 3 (B3) proteins on erythrocyte membranes, both in comparison with the donor red cell mass as a control and in comparison with the sorbent without silver. There is also an increase in the ultimate extensibility of the erythrocyte membrane compared to the original blood (2.2 times) and the sorbent without silver (1.4 times). Conclusions. A sorbent modified with silver and a sorbent without silver does not have a damaging toxic effect on the morphofunctional parameters of blood under perfusion conditions. The mechanisms affecting the indicators of the ultimate extensibility of the erythrocyte membrane after blood perfusion through a silver-containing sorbent require further research.

сорбентсереброоксид алюминияполидиметилсилоксанэритроцитыбезопасностьпроточная цитометрияsorbentsilveraluminum oxidepolydimethylsiloxaneerythrocytessafetyИсследование проведено в рамках выполнения Государственного задания по теме FWNR-2022-0009The study was conducted as part of the implementation of the State task on the topic FWNR-2022-0009.ReferencesБурмистров В.А., Богданчикова Н.Е., Гюсан А.О., Ураскулова Б.Б., Альманса-Рейес О., Альварадо-Вера М., Пласенсия-Лопес И., Пестряков А.Н., Рачковская Л.Н., Летягин А.Ю. Перспективы использования препаратов наноструктурированного серебра для борьбы с инфекционными заболеваниями, включая COVID-19. Сиб. науч. мед. ж. 2021;41(5):4–15. doi: 10.18699/SSMJ20210501Перспективы использования препаратов наноструктурированного серебра для борьбы с инфекционными заболеваниями, включая COVID-19. Сиб. науч. мед. ж. 2021;41(5):4–15. doi: 10.18699/SSMJ20210501 Burmistrov V.A., Bogdanchikova N.E., Gusan A.O., Uraskulova B.B., Almanza-Reyes O., Alvarado-Vera M., Placencia-Lopez I., Pestryakov A.N., Rachkovskaya L.N., Letyagin A.Yu. Prospects for the use of nanostructured silver preparations for the control of infectious diseases, including COVID-19. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2021; 41(5):4−15. [In Russian]. doi: 10.18699/SSMJ20210501Nakamura K., Nakamura K. Antimicrobial coating compositions containing zeolite and silicates. Jpn. Kokai Tokkyo Koho. JP09, 100, 205 (Cl.A01N59/16), 1997.Nakamura K., Nakamura K. Antimicrobial coating compositions containing zeolite and silicates. Jpn. Kokai Tokkyo Koho. JP09, 100, 205 (Cl.A01N59/16), 1997.Благитко Е.М., Бурмистров В.А., Колесников А.П., Михайлов Ю.И., Родионов П.П. Серебро в медицине. Новосибирск: Наука-центр, 2004. 250 с.Blagitko E.M., Burmistrov V.A., Kolesnikov A.P., Mikhailov Yu.I., Rodionov P.P. Silver in medicine. Novosibirsk: Nauka-tsentr, 2004. 250 c. [In Russian].Попова Т.В., Карабинцева Н.О., Рачковская Л.Н., Толстикова Т.Г., Котлярова А.А., Летягин А.Ю. Возможности создания полифункционального серебросодержащего препарата сPopova T.V., Karabintseva N.O., Rachkovskaya L.N., Tolstikova T.G., Kotlyarova A.A., Letyagin A.Yu. The possibility of creating multifunctional silver-containing drugs with detoxifying effect. Farmatsiya i farmakologiya = Pharmacy and Pharmacology.2017;5(3):242–253. [In Russian]. doi:10/19163/2307-9266-2017-5-3-243-253детоксикационным эффектом. Фармация и фармакол. 2017;5(3):242–253. doi: 10/19163/2307-9266-2017-5-3-243-253Khoroshilov S.E., Nikulin A.V. Detoxication in critical conditions: an insight into the scientific problem in the XXI century (review). Obshchaya reanimatologiya = General Reanimatology. 2017;13(5):85–108. [In Russian]. doi: 10.15360/1813-9779-217-5-85-108Khodas M.Ya., Belkin A.L., Mosolova L.А., Povzhitkova M.S., Leonova S.F., Penkrak K.A., Grischenko M.N., Pyatnitskaya G.K. Hemoperfusion effect on oxygen carrying function of preserved donor blood and erythrocytic mass. Z. Exp. Chir. Transplant. Kunstliche Organe. 1989;22(2):92–96.Khodas M.Ya., Belkin A.L., Mosolova L.А., Povzhitkova M.S., Leonova S.F., Penkrak K.A., Grischenko M.N., Pyatnitskaya G.K. Hemoperfusion effect on oxygen carrying function of preserved donor blood and erythrocytic mass. Z. Exp. Chir. Transplant. Kunstliche Organe. 1989;22(2):92–96.Хорошилов С.Е., Никулин А.В. Детоксикация при критических состояниях: понимание научной проблемы в XXI веке (обзор). Общ. реаниматол. 2017;13(5):85–108. doi: 10.15360/1813-9779-217-5-85-108Greg S. Adsorption, specific surface area, porosity. Moscow: Mir, 1984. 310 p. [In Russian].Khodas M.Ya., Belkin A.L., Mosolova L.А., Povzhitkova M.S., Leonova S.F., Penkrak K.A., Grischenko M.N., Pyatnitskaya G.K. Hemoperfusion effect on oxygen carrying function of preserved donor blood and erythrocytic mass. Z. Exp. Chir. Transplant. Kunstliche Organe. 1989;22(2):92–96.Nimaev V.V., Pivkina A.V., Shurlygina A.V., Rachkovskaya L.N., Smagin A.A., Yastrebova E.S., Rachkovsky E.E., Korolev M.A., Maltsev V.P., Letyagin A.Yu. New carbon-mineral sorbent based on aluminum oxide, polydimethylsiloxane and single-wall carbon nanotubes: assessment of the effect on erythrocytes in vitro. Bull. Exp. Biol. Med. 2022;172(10):478–482. doi: 10.47056/0365-9615-2021-172-10-495-500Грег С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984. 310 с. Greg S. Adsorption, specific surface area, porosity. Moscow: Mir, 1984. 310 p. [In Russian].Chernyshev A.V., Tarasov P.A., Semianov K.A., Nekrasov V.M., Hoekstra A.G., Maltsev V.P. Erythrocyte lysis in isotonic solution of ammonium chloride: Theoretical modeling and experimental verification. J. Theor. Biol. 2008;251(1):93–107. doi: 10.1016/j.jtbi.2007.10.016Нимаев В.В., Пивкина А.В., Шурлыгина А.В., Рачковская Л.Н., Смагин А.А., Ястребова Е.С., Рачковский Э.Э., Королев М.А., Мальцев В.П., Летягин А.Ю. Новый углеродминеральный сорбент на основе оксида алюминия, полидиметилсилоксана и одностенных углеродных нанотрубок: оценка влияния на эритроциты крови in vitro. Бюл. эксперим. биол. и мед. 2021;172(10):495–500. doi: 10.47056/0365-9615-2021-172-10-495-500Lin C.M., Wu D.T., Tsao H.K., Sheng Y.J. Membrane properties of swollen vesicles: growth, rupture, and fusion. Soft Matter. 2012;8(22):6139–6150. doi: 10.1039/C2SM25518AChernyshev A.V., Tarasov P.A., Semianov K.A., Nekrasov V.M., Hoekstra A.G., Maltsev V.P. Erythrocyte lysis in isotonic solution of ammonium chloride: Theoretical modeling and experimental verification. J. Theor. Biol. 2008;251(1):93–107. doi: 10.1016/j.jtbi.2007.10.016Yastrebova E.S., Nekrasov V.M., Gilev K.V., Gisich A.V., Abubakirova O.A., Strokotov D.I., Chernyshev A.V., Karpenko A.A., Maltsev V.P. Erythrocyte lysis and angle-resolved light scattering measured by scanning flow cytometry result to 48 indices quantifying a gas exchange function of the human organism. Cytometry A. 2022. doi: 10.1002/cyto.a.24554Lin C.M., Wu D.T., Tsao H.K., Sheng Y.J. Membrane properties of swollen vesicles: growth, rupture, and fusion. Soft Matter. 2012;8(22):6139–6150. doi: 10.1039/C2SM25518APekelharing J.M., Hauss O., de Jonge R., Lokhoff J., Sodikromo J., Spaans M., Brouwer R., de Lathouder S., Hinzmann R. Haematology reference intervals for established and novel parameters in healthy adults. Sysmex Journal International. 2010;20(1):1–9.Yastrebova E.S., Nekrasov V.M., Gilev K.V., Gisich A.V., Abubakirova O.A., Strokotov D.I., Chernyshev A.V., Karpenko A.A., Maltsev V.P. Erythrocyte lysis and angle-resolved light scattering measured by scanning flow cytometry result to 48 indices quantifying a gas exchange function of the human organism. Cytometry A. 2022. doi: 10.1002/cyto.a.24554Harris N., Kunicka J., Kratz A. The ADVIA 2120 Hematology System: Flow cytometry-based analysis of blood and body fluids in the routine hematology laboratory. Lab. Hematol. 2005;11(1):47–61. doi: 10.1532/LH96.04075Pekelharing J.M., Hauss O., de Jonge R., Lokhoff J., Sodikromo J., Spaans M., Brouwer R., de Lathouder S., Hinzmann R. Haematology reference intervals for established and novel parameters in healthy adults. Sysmex Journal International. 2010;20(1):1–9.Chernyshova E.S., Zaikina Y.S., Tsvetovskaya G.A., Strokotov D.I., Yurkin M.A., Serebrennikova E.S., Volkov L., Maltsev V.P., Chernyshev A.V. Influence of magnesium sulfate on HCO3/Cl transmembrane exchange rate in human erythrocytes. J. Theor. Biol. 2016;393:194–202. doi: 10.1016/j.jtbi.2015.12.023Harris N., Kunicka J., Kratz A. The ADVIA 2120 Hematology System: Flow cytometry-based analysis of blood and body fluids in the routine hematology laboratory. Lab. Hematol. 2005;11(1):47–61. doi: 10.1532/LH96.04075Harris N., Kunicka J., Kratz A. The ADVIA 2120 Hematology System: Flow cytometry-based analysis of blood and body fluids in the routine hematology laboratory. Lab. Hematol. 2005;11(1):47–61. doi: 10.1532/LH96.04075Chernyshova E.S., Zaikina Y.S., Tsvetovskaya G.A., Strokotov D.I., Yurkin M.A., Serebrennikova E.S., Volkov L., Maltsev V.P., Chernyshev A.V. Influence of magnesium sulfate on HCO3/Cl transmembrane exchange rate in human erythrocytes. J. Theor. Biol. 2016;393:194–202. doi: 10.1016/j.jtbi.2015.12.023Chernyshova E.S., Zaikina Y.S., Tsvetovskaya G.A., Strokotov D.I., Yurkin M.A., Serebrennikova E.S., Volkov L., Maltsev V.P., Chernyshev A.V. Influence of magnesium sulfate on HCO3/Cl transmembrane exchange rate in human erythrocytes. J. Theor. Biol. 2016;393:194–202. doi: 10.1016/j.jtbi.2015.12.023

The authors declare that there are no conflicts of interest present.