Технология сублимирования широко применяется в пищевой промышленности. Лиофилизация помогает сохранить урожай и сделать продуктовые запасы на долгий срок. Сухие продукты, полученные с помощью этой технологии, используются в кондитерском искусстве. Они также входят в рацион выживальщиков, космонавтов и полярников, что позволяет 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. О важности этого метода обработки для сферы здравоохранения рассказал генеральный директор компании B-Tasty, специализирующийся на производстве сублимационных установок, Алексей Бутримов.
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.
Одним из этапов технологии является процесс заморозки с последующим быстрым испарением воды в вакууме. Для фармацевтической продукции используются два разных метода заморозки: заморозка в контакте с охлажденной поверхностью и динамическая заморозка/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», - отмечает Бутримов.
Применение сублимации в фармакологии
Технология сублимирования получила широкое применение в фармакологии из-за способности наилучшим образом сохранять свойства медикаментов. Метод лиофилизации применяется для препаратов гормональной терапии, антибиотиков, витаминов, ферментных препаратов, а также для 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. 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.
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 в сфере реконструктивной медицины, обеспечивая восстановление утраченной или деформированной части организма человека. В этой сфере медицины сублимации подвергаются трансплантаты и аллотрансплантаты (это трансплантаты, которые были взяты из трупа). Они не просто анатомически восстанавливают ткани и органы, но и возвращают им прежние функциональные свойства.
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.
Как уже было отмечено, 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 кровеносными сосудами, создавая дополнительное питание оболочкам глаза.
Сублимация крови
Год назад генеральный директор компании B-Tasty Алексей Бутримов сообщил о разработке с партнёрами технологии получения сухой плазмы крови для применения солдатами в полевых условиях.
Технология получения сухой плазмы крови является значительным прорывом в области медицины и спасения жизней. Она предлагает мобильное и удобное решение для профессионалов, которые оперируют в полевых условиях, где доступ к традиционным методам переливания крови может быть ограничен.
«Суть технологии состоит в том, что при помощи сублимации получают лиофилизированную плазму, которую можно носить с собой в специальном пакете в индивидуальной аптечке бойца», — отметил Бутримов.
При ранении солдат может извлечь пакет, развести сухую плазму спецраствором 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.
Важно отметить, что технология сухой плазмы не ограничивается только военным применением. Разработчики уверены, что она будет очень полезной также и в учреждениях здравоохранения. Например, в экстренных ситуациях, когда доступ к свежей крови или передвижение раненных 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.