Парентеральное питание / Системы для парентерального питания

Стабильность смесей для парентерального питания

М. Pertkiewicz, A. Cosslett

Цели обучения

  • Знать общие механизмы физико-химической стабильности смесей для полного ПП.
  • Усвоить правила предотвращения потенциально опасных клинических последствий нестабильности смеси.

Смеси «все в одном» – это парентеральные питательные растворы, содержащие воду, глюкозу, 15–20 аминокислот, липиды, 10–12 электролитов, 9 микроэлементов и 11–12 витаминов в одном контейнере. При лечении некоторых заболеваний к смеси добавляются те или иные лекарства (например, инсулин, циметидин и ранитидин) для поддержания их действующих концентраций в сыворотке и вместе с тем для понижения общего объема вводимых жидкостей и уменьшения стоимости оборудования. Все эти ингредиенты и добавки и очередность их введения влияют на общую стабильность смеси.

Стабильность означает, что смесь через определенный период времени сохраняет определенные физико-химические свойства, как и в начале применения. Ее особенности:

  • устойчивый размер липидных частиц;
  • отсутствие осаждения нерастворимых комплексов, образующихся из компонентов смеси;
  • доступность всех компонентов;
  • отсутствие химических реакций между компонентами.

Смесь может быть приготовлена ex tempore, при этом должна быть стабильна в процессе приготовления, хранения и введения. Клинически важны и химически очень чувствительны в смысле нестабильности компонентов такие составляющие питательных растворов, как жировая эмульсия, реакция кальция с фосфатом, а также реакции витаминов и микроэлементов. На реакции могут влиять материал, в котором смеси хранятся, условия окружающей среды (О2, свет, температура) и добавление лекарств.

Стабильность жировой эмульсии

Стабильность жировой эмульсии поддерживается механическими и электростатическими силами отталкивания, противодействующими объединению маленьких жировых капелек. Наиболее важным фактором, воздействующим на физическую стабильность жировых частичек, является Z-потенциал. Каждая масляная капелька в жировой эмульсии покрыта слоем фосфолипидов, за счет которых обеспечивается отрицательный поверхностный заряд (Z-потенциал), а это снижает склеивание частиц в большие капли.

Поступающие в продажу жировые эмульсии имеют средний размер частиц около 0,25–0,5 мкм в диаметре, подобно естественным хиломикронам. Частицы жировых эмульсий, диаметр которых превышает 6 мкм, создают риск эмболии легочных артериол и возникновения жировой эмболии. Физическая стабильность может быть измерена различными методами, исследующими размер частиц и их распределение, поверхностный потенциал и состояние агрегации. Это возможно только в лабораторных условиях, а не в повседневной клинической практике.

Каждая добавка к системе «все в одном» изначально диффундирует во внешний слой капельки, изменяя поверхностный заряд. Уровень рН окружающей среды, электролиты, микроэлементы и другие добавки могут снижать силы отталкивания между частицами, приводя к их агрегации с образованием больших по размеру капелек. Визуально наблюдается образование в смеси подобия сливок.

Значение рН жировой эмульсии снижается со временем в зависимости от даты приготовления. Дальнейшее снижение рН, например, после добавления таких кислых соединений, как декстроза, приводит к снижению стабильности липидной эмульсии; если рН падает ниже 5,0, то стабильность липидной эмульсии нарушается. Из-за разных составов эмульгаторов стабильность отдельной жировой эмульсии может быть изменчивой.

Растворы аминокислот оказывают защитный эффект за счет усиления механического барьера, буферной емкости и комплексообразования электролитов и таким образом снижают тенденцию жировых частиц к объединению. По этой причине аминокислоты в первую очередь должны добавляться к системе «все в одном». Эти эффекты в различной степени зависят от состава и рН раствора аминокислот, так как кислые аминокислоты могут дестабилизировать систему «все в одном» путем уменьшения поверхностного потенциала.

Добавление катионов сдвинет силы отталкивания в сторону отрицательно или положительно заряженных частиц. Чем выше валентность катиона, тем сильнее дестабилизирующая сила. В смеси «все в одном» концентрация моновалентных катионов (Na+, К+) должна быть меньше 130 ммоль/л, а бивалентных катионов (Mg++, Са++) – меньше 8 ммоль/л соответственно.

Фазы нестабильности жировой эмульсии

  • Первый видимый признак изменения – это образование сливок (разделение эмульсии), т. е. плотный белый слой поверхности смеси «все в одном» и менее плотный слой ниже. Оно может происходить без значительного изменения среднего размера частиц, и смесь можно ввести однократно после легкого встряхивания.
  • Следующая ступень – коалесценция, т. е. образование частиц большого размера, которые в конечном счете превращаются в «свободное масло». Как механические, так и электростатические барьеры разрушаются, освобождая «свободное масло». Этот процесс необратим.
  • Разрушение, при котором «свободное масло» освобождается из липосом.

Примечание: при всех признаках коалесценции или разрушения смесь не должна вводиться пациенту.

Перекисное окисление липидов

Полиненасыщенные незаменимые жирные кислоты в присутствии кислорода могут подвергаться перекисному окислению и распадаться на радикалы, что приводит к окислительному стрессу и токсичности. Большинство пакетов для системы «все в одном» проницаемы для кислорода. Наличие микроэлементов, воздействие температуры и дневного света значительно повышают степень перекисного окисления, а токоферол снижает этот процесс. Если использовать менее проницаемые для воздуха многослойные пакеты, защищая их от света и храня в холодильнике, добавлять микроэлементы непосредственно перед инфузией, накрывать пакеты и применять оранжевые или желтые системы для введения, можно снизить степень перекисного окисления липидов.

Стабильность кальция и фосфата

Преципитация и распад – это примеры химической нестабильности. Соединения кальций–фосфат выпадают в осадок и, скрытые жиром, могут вызвать закупорку катетера, интерстициальную пневмонию, респираторный дистресс-синдром взрослых и в конце концов смерть.

Кальций-фосфатный осадок возникает сразу и хорошо виден, а двухосновный кальций-фосфатный осадок появляется со временем, по-видимому, образуется после добавления жира и может быть невидимым. Риск возникновения кальций-фосфатного осадка ограничивает адекватное добавление этих электролитов в небольших объемах. Совместимость кальция и фосфата в растворах для парентерального питания зависит от сложных взаимодействий нескольких факторов:

  • рН;
  • концентрация кальция и фосфата;
  • разновидность солей кальция и фосфата;
  • концентрация магния;
  • состав раствора аминокислот и концентрация (образование кальциевого комплекса);
  • концентрация глюкозы;
  • наличие жировой эмульсии;
  • очередность смешивания;
  • время, прошедшее после смешивания;
  • температура;
  • скорость инфузии;
  • совместное введение с лекарствами и добавление лекарств.

Высокие концентрации кальция и фосфата, хлорида кальция, минеральных солей фосфата, низкая концентрация аминокислот и глюкозы и повышенная концентрация жиров (как в питательных смесях для периферических вен), возросшие значения рН смеси и окружающей температуры повышают осмолярность состава, а замедление скорости инфузии увеличивает риск преципитации. Более того, выпадение Са и Р в осадок может быть вызвано добавлением бикарбонатов или декстрана железа, а также кальция и фосфата через эти же системы без их промывания или повышением окружающей температуры.

Контроль всех этих факторов неосуществим в повседневной клинической практике, поскольку всегда наблюдается комбинация различных показателей, воздействующих на совместимость кальция и фосфата.

Стабильность неорганического фосфата и кальция нарушается, если молярная концентрация кальция превышает концентрацию фосфора свыше 72 (Са++ ммоль/л ґ Р ммоль/л < 72 ). Однако некритическое повышение растворимости может оказаться ложноположительным для некоторых систем «все в одном».

В тех случаях, когда необходимо назначение более высоких концентраций Са и Р, следует использовать органические соли (например, глюкозо-1-фосфата или глицерофосфата). При сомнениях в стабильности во время инфузии надо использовать фильтр с порами 0,2 мкм при системе «два в одном» и с порами 1,2 мкм при системе «все в одном».

Стабильность витаминов

Некоторые витамины химически нестабильны, так как они распадаются под воздействием ультрафиолетового света (вит. А, В2) или окисляются на воздухе и разрушаются с образованием щавелевой кислоты (вит. С), которая, взаимодействуя с кальцием, образует нерастворимый оксалат кальция или адсорбируется в пластиковый матрикс контейнера или инфузионной системы (вит. А). По этой причине витамины надо добавлять в систему «все в одном» непосредственно перед инфузией. Жировая эмульсия предохраняет витамины от разрушительного воздействия ультрафиолетового света.

Стабильность микроэлементов

Сведения о стабильности микроэлементов в системах «все в одном» немногочисленны. Наиболее известные осадки микроэлементов – образование фосфата железа, цистеината меди или селенита, превращающегося в нерастворимый элементарный селен.

Лекарства

Проблемы:

  • биодоступность лекарств может изменяться в эмульсионной среде;
  • лекарственно-химическая стабильность (в необычной среде);
  • стабильность компонентов парентерального питания изменяется лекарствами (например, гепарином);
  • комплексообразование лекарств и абсорбция их компонентами парентерального питания и материалами контейнера.

Пациенты, которым назначено парентеральное питание, часто нуждаются во внутривенных инфузиях медикаментов, отдельное введение которых может быть затруднено. Одни медикаменты добавляются к системе «все в одном», например циметидин, инсулин и ранитидин. Другие препараты вводят в эту же линию через Y-образный переходник или тройник. Это может привести к несовместимостям различного рода, например к дезинтеграции эмульсии гепарином в присутствии кальция. Лекарства с неизвестной совместимостью никогда не должны вводиться через эту же линию или добавляться к смеси полного ПП.

Фильтрация

Для защиты пациента от микробного загрязнения рекомендуется:

  • фильтр с размером пор 0,2 мкм для смеси «два в одном»;
  • фильтр с размером пор 1,2 мкм для смеси «все в одном».

Стерильность

Смеси «все в одном» не могут быть стерилизованы в автоклаве или бактериальными фильтрами. При строгом соблюдении правил приготовления таких смесей риск микробного загрязнения крайне низок. Было показано, что смеси «все в одном» аптечного приготовления загрязнены в основном бактериальными видами из окружающей среды (Candida), а смеси, приготовленные в условиях стационара, – кожными бактериями. Хранение готовой смеси «все в одном» при температуре 4 °С, низком рН (около 5,5) и при наличии микроэлементов предотвращает микробный рост.

Резюме

Стабильность системы «все в одном» включает несколько сложных процессов химических и физических взаимодействий, общий эффект от добавления различных ингредиентов пока еще не определен. Поэтому небезопасно смешивать все компоненты в количествах, назначаемых врачами, в связи с этим рекомендуется готовить смеси «все в одном» в соответствии с проверенными указаниями видов и количеств макро- и микронутриентов в строго контролируемых условиях. Необходима визуальная проверка смеси на агрегацию, разделение и дезинтеграция эмульсии перед и в процессе введения.

Список литературы

  1. Alwood M. C, Kearney M. С. J. Compatibility and stability of additives in parenteral nutrition // Nutrition 1998. 14: 697.
  2. Brown R., Quercia К. A., Sigman R. Total Nutrient Admixture: A Review // JPEN, 1986. 10:650.
  3. Driscoll В. А. Clinical issues regarding the use of total nutrient admixtures DICP Ann. Pharmacother 1990; 24: 296.
  4. Driscoll В. А. Total nutrients admixtures: theory and practice // NCP 1995. 10: 114.
  5. Minton A. R., Barnett M. I., Coslett A. G. Detection of particulate material nutrition admixtures // Nutrition 1998. 14: 251.
  6. National Advisory Group on Standarts and practice guidelines for parenteral nutrition.: Safe practicec for parenteral nutrition formulations // JPEN, 1998. 22: 49.

 

Сайт медицины критических состояний
www.critical.ru
Полное оглавление