Результат интеллектуальной деятельности: Способ моделирования процесса образования оксалатного мочевого камня

Изобретение относится к области медицины, к методам экспериментального моделирования патологических процессов, протекающих в мочевой системе, в частности к процессу образования оксалатного мочевого камня.

Мочекаменная болезнь, которая приводит к образованию камней в почках, занимает третье место по распространенности среди всех урологических заболеваний. Около 5% мирового населения сегодня страдают мочекаменной болезнью, и по прогнозам специалистов в будущем их количество будет только расти. В России насчитывается до 3 процентов людей, страдающих мочекаменной болезнью.

Проблема камнеобразования сегодня становится более ощутимой и реальной угрозой для современных жителей всех стран, в особенности мегаполисов. По статистике на протяжении всего двадцатого века различные болезни, приводящие к образованию камней в органах человека, лишь увеличивали свою скорость распространения по всей планете. Камни, увы, образуются в любом возрасте - даже у самых маленьких детей с рождения. В семи процентах всех случаев мочекаменной болезни заболевание наблюдается у детей в возрасте до 16 лет. Но, по статистике, большинство заболевших находится в самом трудоспособном возрасте - от 20 до 49 лет, а пик заболеваемости приходится на людей в возрасте 35-45 лет. Причем мужчины подвергаются этому недугу в три раза чаще, чем женщины.

В составе камней присутствуют: оксалаты (уэвеллит, уэдделлит), фосфаты (апатит, струвит, витлокит), а также мочевая кислота, которая в геологических условиях не образуется. Наибольший процент (87.5%) камней однородного состава представлен кристаллами уэвеллита и мочевой кислотой. При этом частота встречаемости полиминеральных камней в 4 раза больше, чем мономинеральных. Характерны для мочевых камней минеральные ассоциации, образование которых обусловлено составом минералообразующей среды, значением ее рН и другими факторами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является описанный в статье авторов А.А. Рабинович, О.А. Голованова и др. «Моделирование образования моногидрата оксалата кальция в живых организмах. Влияние условий эксперимента на фазовый состав осадка», Вестник Омского университета, 2006. №3. С.48-50. В данной работе предлагают изучать «….кристаллизация оксалата кальция, при этом осадок получали из хорошо растворимых солей - хлорида кальция CaCl₂ и оксалата аммония (NH₄)₂C₂O₄⋅Н₂О (реактивы марки х.ч.) путем сливания равных объемов исходных 7,06⋅10^-3 М растворов».

Технической задачей заявляемого решения является разработка способа экспериментального моделирования процесса образования оксалатного мочевого камня, выявление условий, способствующих камнеобразованию в мочевой системе.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ моделирования процесса образования оксалатного мочевого камня, основанный на выращивании камня в искусственно созданной модельной среде мочи человека, при этом для приготовления раствора используют: CaCl₂⋅2Н₂О - 7 ммоль/л, MgSO₄⋅7H2O - 4 ммоль/л, NH₄Cl - 8 ммоль/л, K₂SO₄ - 6 ммоль/л, (NH₄)₂C₂O₄⋅Н₂О - 2÷4 ммоль/л, (NH₄)₃PO₄ - 10 ммоль/л, K₂CO₃ - 7 ммоль/л, KCl - 24 ммоль/л, NaCl - 140 ммоль/л, и дистиллированную воду, синтез проводят при значениях рН 4,00±0,05 в течение 72 ч при температуре 25°С.

При проведении эксперимента использовались значения диапазона концентраций основных неорганических компонентов мочи здорового взрослого среднестатистического человека. Концентрация добавок в различных сериях экспериментов отвечала их средним значениям биологического диапазона данного показателя.

В качестве исходных реагентов использовались соли марки ч.д.а. и х.ч. и дистиллированная вода. Выбор исходных реагентов и их соотношение в растворе определялись таким образом, чтобы пересыщения раствора и концентрации добавок были максимально приближены к параметрам данной моделируемой системы, а также достигалась необходимая масса твердой фазы. Условия экспериментов по кристаллизации одноводного оксалата кальция были выбраны исходя из свойств естественной кристаллобразующей среды (мочи).

Для каждой серии экспериментов были приготовлены растворы, содержащие катионы и анионы, при совместном присутствии которых в данных условиях не образуются малорастворимые соединения. Затем растворы смешивались в эквивалентных объемах, в ячейке для синтеза и в ней создавалось соответствующее значение рН.

Для проведения эксперимента были выбраны рН, равные 4,00±0,05, 6,00±0,05 и 8,00±0,05. Такой выбор обусловлен тем, что рН в почках здорового человека равен 6,00 единицам, однако в некоторых случаях могут наблюдаться отклонения. ИК-спектры образцов, полученных из одного состава, но разной кислотности, иллюстрируют различие фазового состава. При проведении модельных экспериментов были получены аналоги оксалатных (уэвеллит) и фосфатных (брушит и ГА) минералов мочевых камней, а также выявлены различия в условиях их образования. Результаты фазообразования в зависимости от условий эксперимента приведены в таблице 1.

На фиг. 1 представлены результаты РФА раствора состава: CaCl₂⋅2H₂O - 7 ммоль/л, MgSO₄⋅7Н₂О - 4 ммоль/л, NH₄Cl - 8 ммоль/л, K₂SO₄ - 6 ммоль/л, (NH₄)₂C₂O₄⋅Н₂О - 2÷4 ммоль/л, (NH₄)₃PO₄ - 10 ммоль/л, K₂CO₃ -7 ммоль/л, KCl - 24 ммоль/л, NaCl - 140 ммоль/л, синтез проведен при значениях рН 4,00±0,05 в течение 72 ч при температуре 25°C. На фиг. 2 представлены результат исследования ИК-спектров образцов, полученных из раствора состава: CaCl₂⋅2Н₂О - 7 ммоль/л, MgSO₄⋅7H₂O - 4 ммоль/л, NH₄Cl - 8 ммоль/л, K₂SO₄ - 6 ммоль/л, (NH₄)₂C₂O₄⋅Н₂О - 2÷4 ммоль/л, (NH₄)₃PO₄ - 10 ммоль/л, K₂CO₃ - 7 ммоль/л, KCl -24 ммоль/л, NaCl - 140 ммоль/л, синтез проведен при значениях рН 4,00±0,05 в течение 72 ч при температуре 25°C. Видно, что основным компонентом является оксалатный мочевой камень – уэвеллит.

Таким образом, показано, что заявляемый способ позволяет выявить параметры, которые вызывают образование оксалатного мочевого камня, и создать модельную систему, с помощью которой можно изучать эффективность воздействия лекарственных препаратов для профилактики возникновения и роста оксалатных мочевых камней.