В массовом сознании термин «сублимация» больше связан с психологией. Так психотерапевты называют способ переключения энергии (как правило, негативной) на достижение социально одобряемых целей или просто на снятие внутреннего напряжения.
Технология сублимирования, при которой из продукта удаляется вся влага, широко применяется в производстве. Например, в пищевой промышленности. Лиофилизация помогает сохранить урожай и сделать продуктовые запасы на долгий срок. Сухие продукты, полученные с помощью этой технологии, широко используются в кондитерском деле. Они также входят в рацион туристов, космонавтов и полярников, позволяя им получить необходимые пищевые добавки в экстремальных условиях. Однако немногие знают, что сублимация нашла применение и в медицинской сфере. Специалисты используют ее для высушивания лекарств, крови и создания материалов для трансплантационной хирургии.
Коротко о технологии
«Процесс сублимации (лиофилизации) представляет собой процедуру полного удаления влаги. Преимущество этого метода заключается в том, что он обеспечивает испарение воды из замороженных продуктов без их перехода в жидкое состояние, — объясняет Бутримов. — Одним из этапов технологии сублимации является процесс заморозки с последующим быстрым испарением воды в вакууме. Для фармацевтической продукции используются два разных метода: заморозка в контакте с охлажденной поверхностью и динамическая заморозка (или заморозка вращением в охлаждающей ванне). Испарение воды в ходе сублимационной сушки из замороженного сырья происходит без оттаивания благодаря воздействию низкого давления. Таким образом, вакуум позволяет удалить воду и прочие жидкости из обрабатываемого сырья, не теряя свойств и исходной структуры».
Профит для фармакологии
Технология сублимирования получила широкое применение в фармакологии из-за способности наилучшим образом сохранять свойства медикаментов. Метод лиофилизации, по словам эксперта, применяется для производства препаратов гормональной терапии, антибиотиков, витаминов, ферментных препаратов, а также для изготовления препаратов крови, сыворотки и вакцин. Порошки, полученные этим способом, очень гигроскопичны и быстро растворяются. «Важно отметить, что лиофилизированные лекарственные средства сохраняют свою биологическую активность на протяжении длительного времени с минимальными потерями количества живых микробных клеток, — подчеркивает эксперт. — Низкотемпературные условия процесса сублимационной сушки не только сохраняют первоначальные свойства продукта (биологически активные вещества, запах, вкус, цвет), но и улучшают их за счет концентрации наиболее ценных компонентов».
Лиофилизация применяется и при изготовлении медицинских пробиотических препаратов. Процесс высушивания в этом случае обеспечивает стабилизацию бактериальной культуры, которая важна для обеспечения жизнеспособности клеток в препарате. От последнего будет зависеть срок годности лекарственного средства.
Как рассказал Бутримов, ученые из Томского научно-исследовательского института вакцин и сывороток изучали влияние условий сублимационного высушивания препаратов лактобактерина и бифидумбактерина. Результаты исследования показали, что количество живых микробных клеток в препаратах после процесса лиофилизации практически не изменилось. Этому поспособствовала высокая скорость замораживания продукта, благодаря которой потери микробных клеток были минимальны.
Таким образом, лиофильное высушивание является надежным способом сохранения биоматериалов. В лиофилизированных культурах значительная часть бактерий сохраняется в жизнеспособном состоянии в течение многих лет, не теряя при этом биологических свойств.
Реконструктивная медицина
Лиофилизация успешно нашла свое применение и в сфере реконструктивной медицины, обеспечивая восстановление утраченной или деформированной части организма человека. В этой сфере медицины сублимации подвергаются трансплантаты и аллотрансплантаты (это ткани и органы, взятые от неродственного донора). Технология сублимации позволяет не просто анатомически восстанавливать ткани и органы, но и возвращать им прежние функциональные свойства.
По словам эксперта, ученые, изучавшие сублимированные ткани, пришли к выводу, что в процессе лиофилизации материалы приобретают устойчивость к факторам внешней среды и способность сохранять комплекс структурных и биохимических качеств. Помимо этого, лиофилизированные трансплантаты обладают достаточной прочностью и эластичностью. Так, они могут создавать необходимое натяжение концов поврежденного сухожилия, что способствует более полноценной регенерации.
«Сублимированные трансплантаты могут возвращать поврежденным тканям и органам прежние функциональные свойства. Например, лиофилизированные губчатые аллотрансплантаты, помещенные в пространство глаза на пять лет, не рассасываются, не рубцуются, сохраняют в тканях реципиента свою первоначальную структуру, выполняя дренажную функцию, прорастают», — говорит Бутримов.
Всегда свежая кровь
«Год назад нами с партнёрами была разработана новая технология получения сухой плазмы крови для применения в военно-полевых условиях, — рассказал специалист. — Эта технология, как мы надеемся, сможет стать прорывом в медицине. Она предлагает мобильное и удобное решение для профессионалов, которые оперируют в полевых условиях, где доступ к традиционным методам переливания крови отсутствует или ограничен».
Суть технологии состоит в том, что при помощи сублимации получают лиофилизированную плазму, которую боец может носить с собой в специальном пакете в индивидуальной аптечке. При ранении достаточно извлечь пакет, развести сухую плазму специальным раствором, и через пять минут восстановленная плазма будет готова к переливанию.
По словам Бутримова, работа над инновацией началась два года назад, сейчас она готова к испытаниям. И если они будут успешно пройдены, технологию можно будет внедрить в жизнь. Применение сухой плазмы будет востребовано не только в боевых действиях, но и в мирной жизни — она будет очень полезна в учреждениях здравоохранения. Например, в экстренных ситуациях, когда доступ к свежей крови или возможность транспортировки раненых ограничены, сухая плазма может стать спасительной альтернативой для больных и пострадавших.
Несомненно, внедрение такой инновации требует проведения дополнительных испытаний и регулирования правил ее использования. Однако если технология получения сухой плазмы докажет свою эффективность, она станет настоящим прорывом в области медицины и спасения жизней, обеспечивая быструю и легкодоступную помощь там, где это критически необходимо.