Портативные системы для очистки крови и диализа

Неожиданная, как оказалось, для всех стран коронавирусная пандемия заставила и так с трудом выполняющие свои функции системы здравоохранения большинства стран предпринимать экстренные меры. Мы столкнулись не только с массовым притоком пациентов, лечение которых требует экстраординарных усилий и ресурсов, но и с дефицитом медицинских материалов и устройств. Как самых простых, таких как медицинские маски и защитная одежда, так и более сложных, таких как аппараты искусственной вентиляции легких и системы, применяемые при лечении пациентов с заболеваниями легких и крови.

В частности, очень востребованными оказались системы очистки крови и диализные аппараты, необходимые для пациентов, к которых почки отказывают при резком ухудшении состояния, вызванном COVID-19. В этом обзоре мы хотим познакомить вас с некоторыми такими, как правило, портативными, устройствами, которые сейчас стали просто необходимыми, причем в относительно больших количествах.

Системы очистки крови

Экстракорпоральная очистка крови - это процедура, при которой кровь пациента пропускается через устройство (например, мембрану, сорбент), в котором удаляются отходы или токсины и, возможно, также удаляется вода. Когда жидкость удаляется, добавляется замещающая жидкость. В частности, такие системы используются для лечения пациентов с почечной недостаточностью. Но не только.

В исследованиях было замечено, что подобная терапия может удалить медиаторы воспаления из плазмы септических пациентов. Кроме того, гемофильтрация позволяет добиться и других улучшений, например, в гемодинамике и газовом обмене, а также позволяет добиться удаления цитокинов из кровообращения людей в состоянии септического шока или цитокинового шторма*. Модификации существующих технологий и новые подходы создали широкий спектр возможных методов лечения, с некоторыми из которых мы вас познакомим.

CytoSorb

Компания CytoSorbents разработала технологию CytoSorb, которая предназначена для борьбы со смертельными воспалениями у больных сепсисом. CytoSorb - экстракорпоральный цитокиновый адсорбент, снижающий уровень цитокинов* и цитокинового шторма**, а также многих бактериальных токсинов и других медиаторов, способствующих бесконтрольному системному воспалению. Таким образом, CytoSorb помогает стабилизировать состояние пациентов, снижая травмы органов и восстанавливая адекватное кровяное давление во время септического шока. Снижая тяжесть заболевания, CytoSorb помогает уменьшить ослабляющее воздействие сепсиса и помогает пациентам быстрее покинуть отделение интенсивной терапии.

CytoSorb совместим с существующими аппаратами диализа, используемыми сегодня в стационарных отделениях интенсивной терапии, и может использоваться при заместительной почечной терапии. Система уже разрешена к использованию в Европейском Союзе.

Недавно эта система получила экстренное разрешение американского регулятора отрасли (FDA) на использование в отделениях интенсивной терапии США и Европы для взрослых, страдающих от нарастающей респираторной недостаточности, связанной с острыми травмами легких или тяжелой формой болезни COVID-19.

Terumo

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) недавно выдало разрешение на экстренное использование системы компании Terumo BCT для очистки крови для лечения острой респираторной недостаточности у пациентов COVID-19. Это разрешение было дано для использования системы Spectra Optia Apheresis вместе с адсорбционным картриджем Depuro D2000 компании Marker Therapeutics.

Эту комбинацию разрешено использовать для лечения пациентов с COVID-19 в возрасте 18 лет или старше в отделениях интенсивной терапии с подтвержденной или неминуемой дыхательной недостаточностью.

Устройства Terumo BCT фильтруют кровь и возвращают ее пациенту, уменьшая таким образом количество цитокинов и других медиаторов воспаления. Цитокины - это белки, концентрация которых в крови обычно повышается во время инфекции, а также ассоциируются с цитокиновым штормом, которая возникает у некоторых пациентов COVID-19, вызывая тяжелое воспаление, быстро прогрессирующий шок, дыхательную недостаточность, отказ органов и смерть.

Hemolung

Аналогичное экстренное разрешение на использования от американского Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) получила система Hemolung компании ALung Technologies. Она предназначена для лечения пациентов, страдающих острой респираторной недостаточностью, путем медленного удаления излишков углекислого газа непосредственно из кровотока.

Это устройство, похожее на аппарат для диализа, уже использовалось для лечения пациентов с COVID-19 на основе предыдущего разрешения FDA, выданного согласно регламенту о чрезвычайном положении, а также в клинических испытаниях с целью изучения его использования для пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. Эта система может помочь людям избежать или сократить время применения инвазивной механической вентиляции легких.

Устройство также уже использовалось в Европе, где в 2013 году оно получила знак CE, разрешающий его применение в клинических условиях. В Великобритании аппарат Hemolung и терапия по удалению углекислого газа были протестированы на пациентах с острым респираторным дистресс-синдромом.

MediSieve

Британская компания MediSieve разработала способ фильтрации нежелательных клеток крови с помощью магнитов. Система MediSieve работает подобно диализу за счет удаления крови пациента и введения в нее магнитных наночастиц, предназначенных для связывания с молекулами, относящимися к конкретным заболеваниям. Затем система использует магниты, чтобы извлечь и удержать эти клетки перед "закачкой" фильтрованной крови обратно в пациента. Размер частиц, магнитные свойства и количество связующих веществ, покрывающих наночастицы, разработаны таким образом, чтобы обеспечить максимальный захват и удаление фильтром.

Теоретически, любая бактериальная инфекция, рак крови или вирус, которые могут быть захвачены крошечной магнитной частицей, могут быть удалены из организма без необходимости длительного лечения мощными препаратами.

Причем врачи могут пропускать кровь человека через такой аппарат несколько раз, пока уровень заболевания не станет достаточно низким, чтобы быть уничтоженным лекарствами или даже собственной иммунной системой пациента. Весь процесс, скорее всего, займет всего два-четыре часа, хотя при необходимости его можно повторить.

Лечение цитокинового шторма является одной из областей, где может использоваться технологии магнитной фильтрации крови, которая может применяться для удаления IL-6, основного воспалительного цитокина, вызывающего дисрегуляцию иммунных реакций у пациентов с COVID-19. Правда, пока система еще не прошла испытания на людях.

Carpediem

Это устройство компании Medtronic предназначено для непрерывной фильтрации крови очень маленьких детей и младенцев, получающих интенсивную терапию при тяжелых почечных травмах. Система Carpediem обеспечивает непрерывную почечную заместительную терапию в течение длительного периода времени по сравнению с традиционными сеансами диализа, которые проводятся три раза в неделю. Она предназначена для педиатрических пациентов и новорожденных весом от 2,5 до 10 килограммов. Предыдущие системы, представленные на рынке, были рассчитаны на людей весом не менее 20 килограммов, и не были достаточно точными для маленьких пациентов.

Это первый подобный коммерчески доступный прибор, предназначенный для тяжелобольных детей такого маленького размера, сертифицированный FDA.

Данные независимых европейских и американских исследователей показали 97 % выживаемости до прекращения почечной заместительной терапии с системой Carpediem, по сравнению с 48 % у детей, получающих лечение с помощью устройств, разработанных и продаваемых для взрослых.

Oxiris

Компания Baxter также разработала портативное устройство для очищения крови, которое предназначено для снижения опасного уровня воспалительных цитокинов у пациентов, проходящих интенсивную терапию и непрерывную почечную заместительную терапию. Недавно компания также получила экстренное разрешение на использования своего комплекта от FDA. Система Oxiris не только удаляет цитокины, а также одновременно почечные токсины, без дополнительных фильтров или адсорберов, прежде чем вернуть очищенную кровь пациенту. Она была одобрена для использования с системами PrisMax и Prismaflex компаний Baxter, последняя из которых была запущена в эксплуатацию в прошлом году.

Аппараты для гемодиализа

При нарушениях функции работы почек сегодня применяют диализ, когда используется специальный аппарат, очищающий кровь от отходов, солей и избытка жидкости. Но эта процедура, выполняемая обычно в больнице, как правило трижды в неделю, очень утомительна для пациентов и работает только тогда, когда человек подключен к этому аппарату в клинике или диализном центре. Сегодня сразу несколько коллективов ученых работают над этой проблемой, чтобы облегчить жизнь таким пациентам.

System One

NxStage Medical создала диализную систему System One, которая может использоваться непосредственно на дому у пациентов без привлечения для этого медицинских специалистов.  Это единственное в мире устройство, которое имеет официальное разрешение от FDA на проведение ночного гемодиализа, что позволяет проходить лечение как обычно днем или ночью во время сна. При этом в устройстве может использоваться как диализат в стандартных емкостях, так и система PureFlow SL, которая приготовляет диализат из водопроводной воды. System One - устройство легкое, что позволяет переносить ее в любое удобное пользователю место или даже брать с собой при путешествиях.

AWAK PD

Компания AWAK Technologies разработала носимую систему перитонеального диализа AWAK Peritoneal Dialysis (AWAK PD). При перитонеальном диализе проводится очистка крови, причем в качестве мембранного фильтра используется брюшина самого пациента.  Система AWAK позволяет проводить диализ "на ходу", преодолевая проблему долгих часов терапевтической процедуры и необходимости подключения к аппарату диализа.

При таком диализе раствор для перитонеального диализа вводят через постоянную трубку в брюшную полость, и там же происходит процесс очистки. Жидкость остается в брюшной полости в течение определенного периода времени, прежде чем она будет слита и утилизирована. Если этот метод сравнивать с гемодиализом, то его преимуществом является возможность использования маленькими детьми.

Это первое в мире подобное устройство в значительной мере изменило режим проведения перитонеального диализа.

Tablo

Диализный аппарат Tablo компании Outset Medica может использоваться как потребительское устройство, поэтому почти любой человек может научиться самостоятельно проводить диализ. Благодаря автоматизации различных процессов, количество отдельных операций, которые пользователь должен осуществить, уменьшено более, чем наполовину, по сравнению с существующими профессиональными системами. Большой сенсорный дисплей имеет интуитивно понятный интерфейс, который с помощью анимации и пошаговых инструкций позволяет пользователю пройти через весь процесс диализа.

При этом нет необходимости использовать дистиллированную воду, поскольку Tablo подключается к водопроводному крану и самостоятельно фильтрует воду до нужной чистоты. Система также производит собственный диализный раствор, еще более упрощая обслуживание и применение устройства.

За счет использования автоматизации устройство может работать как аппарат на самообслуживании, т.е. пациенты могут включать и контролировать свое лечение самостоятельно, не завися от медицинского персонала.

* Цитокины - это активные белки в крови, которые контролируют иммунный ответ клетки.

** Гиперцитокинемия (цитокиновый шторм) — это потенциально летальная реакция иммунной системы, суть которой состоит в неконтролируемой и не несущей защитной функции активации цитокинами иммунных клеток в очаге воспаления и высвобождении последними новой порции цитокинов, вследствие наличия прямой связи между этими процессами. Порочный круг вызывает разрушение тканей очага воспаления, одновременно реакция распространяется на соседние ткани и по мере развития приобретает системный характер, охватывая весь организм в целом.

В обзоре использованы материалы Science Direct, Slash Gear, Biospaсe, Medgadget.com