Libmonster ID: VN-594

by Pavel IVANOV, Cand. Sc. (Medicine), leading researcher, N. Blokhin Russian Oncological Research Center, RAS;

Radiy MAKHLIN, Cand. Sc. (Technology), laboratory head, Research Institute of Precision Engineering;

Nikolai MOSHECHKOV, head of a design team at the same Institute;

and lAlexander KHINIKADZE director of the same Institute

Cancer, the Number Two killer after cardiovascular diseases, has been the target of vigorous struggle throughout the twentieth century. Within the last few decades medics have developed a battery of antitumor preparations for quite hopeless cases. Most of these medications belong to the group of cytotoxic agents, i.e. those destroying the actively dividing cells. Such drugs, when used in effective doses, suppress the further spread of malignancies and prevent secondary cancers, the metastases.

page 25


And yet... Such potent cytotoxic drugs injure sound tissues-first and foremost, the actively dividing bone marrow cells responsible for hematogenesis, or blood formation. The death of these cells has an adverse effect on the production of fresh blood cells and thus lowers the immunity of the organism; it upsets homeostasis (natural balance) and is conducive to anemia. The effect is similar to that of high- dosage radiation at nuclear facilities (acute radiation disease) or in the course of radiotherapy.

Therefore scientists in many countries have been searching after ways of protecting bone marrow cells during chemotherapy or else of their subsequent rehabilitation. The idea of a donor's marrow transplant (allogenic transplantation) was not at all new. In fact, all the way back in 1891 French doctors made the first attempt to use a bone marrow substrate for treatment but failed in their endeavor. True, the preparation was administered orally, that is through the mouth. And the attempt of German medics in 1937 to try intramuscular injections was not successful either. A decade later, in the mid-1940s, one tried allogenic transplantation performed intravenously. Success came only in 1968 when American doctors could cure the first cancer patient by this very method.

Now we know: this method has drawbacks. The point is that the organism does not take bone marrow from any donor. As a rule, the transplant is rejected, and the outcome is lethal. So it is essential to have a vast databank on the "curative substance", so to speak; but even this costly procedure does not give us a sure-fire guarantee.

Yet another way of coping with the problem of hematoxicity (blood poisoning) is the now widespread method of autotransplantation when a patient donates his own bone marrow. A definite amount of marrow (250 to 400 g) is taken and preserved for a time under deep-freeze conditions until a course of chemotherapy has been completed. Thereupon the bone marrow substrate is injected intravenously. The transplanted hematogenetic (blood-producing) cells will keep proliferating, and the blood system function will be restored to normal after a time. This method proved effective, especially for child patients, with as much as 70 percent of the cases saved given an early diagnosis.

But even this method is not devoid of shortcomings either. Since chemotherapy destroys both malignant and blood-producing cells (red blood cells and blood granulocytes), the natural immunity of the organism to various viruses falls precipitously. Strict precautions become necessary to protect the patient against viral infection: he is taken to a sterile intensive-care unit (ICU) and given high-cost antibiotics. Stringent aseptic rules are a must. This course of treatment takes two or three weeks, for the number of truncal cells within the bone marrow is small-just about 3 percent of the total mass. That is why the rehabilitation of the blood system and of immunity proceeds slowly.

Furthermore, since in most cases the patient's bone marrow is riddled with malignant cells (micrometastases), its transplantation makes no sense in the long run-a relapse of cancer is inevitable. So, the circle comes full swing, it would seem. But there is still a glimmer of hope: Why not cleanse the bone marrow transplant from cancer cells?

Such experiments have been carried out in many countries, with a variety of methods tried: in particular, filtration, differential centrifugation, chromatography and other techniques. One method has been found to be best: separation of cells by means of specific immunosorption-magnetoguided sorbents that make it possible to segregate cells in a magnetic field. Now, a closer look.

Magnetoguided sorbents are composed of ferromagnetic particles (metal pellets not more than 5 urn in diameter coated with polystyrene) bonded with monoclonal antibodies (monoclonals). The latter are capable of attracting either sound or malignant cells. Accordingly, we obtain positive and negative immunosorption. So the cells belonging to either group will be entrapped (for each attracts three or four antibodies). And should we place the thus treated bone marrow cells into a magnetic field, they will be segregated into "good" and "bad" ones. Upon elimination of magnetoguided sorbents

page 26


the "goodies" and the "baddies" are collected into separate receptacles. The healthy cells are stored this way until transplantation.

This procedure enables us to get rid of micrometastases and prevent the recurrence of malignancies. And the number of truncal cells within the autotransplant will increase considerably as a result. All that will whip up the blood regeneration process and, as a consequence, shorten the time of ICU treatment.

Corresponding bone-marrow cleansing separators have been designed in the United States, with Britain, France and Norway contributing certain essential materials. Yet their technique involves exorbitant costs: a patient has to shell out 100,000 to 250,000 dollars for the operation. What with the cleansing efficiency not above 70 percent, the cure guarantee is not high enough. Besides, the processed truncal cells are often deformed and eliminated as no good. There are other shortfalls as well.

That's where experts of the Central Research Institute of Precision Engineering (the town of Klimovsk) decided to step in: in 1993 they got down to the job of designing a better magnetic separator of bone marrow cells. They could rely on the hands-on experience of six years in designing medical technology. The RF Ministry of Public Health upheld the initiative. Other big research centers joined hands on the project: the N. Blokhin Russian Oncological Research Center, the MedBioSpektr R&D Center and the State Research Institute of Chemistry and Technology of Heteroorganic Compounds.

Research teams had to attack several basic problems-namely, design a proper bone- marrow cleansing technology and the hardware, i.e. the separator itself. Furthermore, the designers were not satisfied with the then available immunosorbents. And ultimately they built the desired magnetic separator of bone marrow cells.aMSK-1.

The main part of this apparatus is a container with a physiologic salt solution-that's where the bone marrow transplant and the immunomagnetic sorbent are placed. In case of positive selection, the sorbent binds to sound cells in the incubation mixture; and if the selection is negative, it binds to malignant cells. Next comes the step of magnetic separation, a process of cells segregation. Then the contaminated part of the incubation mixture is decanted, and the solution is supplemented with a clean mixture back to the initial volume; the same procedure is then repeated twice. In this wise we get a fantastic degree of purification, close to 90 percent.

The next step is to liberate the cells captured by the immunomagnetic sorbent. For this purpose an enzyme cleaving their bonds is added to the incubation mixture, and the container is moved into a magnetic field again. Thereupon the healthy cells are poured off into a special vessel for immediate use or conservation.

The custom-fitted MSK-1 apparatus measures 600 mm in length, 400 mm in width and 500 mm in height. Its weight is 25 kg. It is powered by the ordinary AC network of 220 V, and the power consumed is equal to 250 W. In these characteristics MSK-1 may not stand out from the group of its foreign counterparts. Yet there is something else to make it without peer.

The MSK-1 purification efficiency is about 90 percent against 70 percent with its foreign analogs. It does not deform truncal cells. The whole process takes just 100 min to cleanse 250 g of the marrow substrate. The processor-controlled reaction proceeds in the automatic mode. The magnetoguided capsules are bound to truncal cells at a constant preassigned temperature in keeping with sterility conditions. And our bone marrow cleanser is simpler in design and costs less than foreign-designed separators.

As MSK-1 was still in the gestation stage, research scientists tangled with a formidable job of designing immunosorbents. Let us remember that these are a

page 27


complex of ferromagnetic particles or capsules and monoclonals. We had to start from scratch since Russia had never produced particles of either type.

To begin with, our research teams had to sort out the available ferromaterials and select those that could be made into ~5 um pellets or capsules possessing the required level of magnetization. These corpuscles were to be coated with surfactants, and inert or specialized substances with prescribed characteristics. And last, magnetoguided capsules had to be capable of forming tight bonds with antibodies.

After many experiments we chose polystyrene-coated iron. This conglomerate satisfies the above requirements and besides, possesses high sorption properties: it can be sterilized and kept for a long time in buffer solutions. This point is of the utmost importance, for immunosorbents made from it may be badly needed at a later date.

And finally, monoclonal antibodies, the monoclonals. Recall that they are attracted by one particular type of cells and make subsequent cell separation possible. The production of monoclonals is a very tricky biochemical process that takes in several steps followed by purification performed by most up-to-date methods (e.g., affinity chromatography). Our researchers have negotiated all the obstacles, and today our country has developed an array of marrow-cleansing antibodies in more than 50 varieties.

MSK-1, the brainchild of Russian science and engineering, is a real breakthrough in the struggle against oncodiseases. MSK-1 offers unique possibilities for cancer therapy and costs 0.3 to 0.25 as much as foreign counterparts. The apparatus has gone through a series of human trials. What we need now is mass production and wide- scale use in clinical practice. Besides, MSK-1 and a kit of immunomagnetic sorbents will enable medics not only to enhance the efficiency of treatment of malignancies and blood diseases. It will also allow to build up cryobanks of bone marrow cells for workers facing radioactive or chemical hazards (those employed at nuclear power stations and related facilities, rescue and emergency teams, troubleshooters at nuclear objects and the like).

MSK-1 offers many other advantages in areas like virology, gene engineering and in search of HIV treatment methods.

The innovative apparatus has been patented in the Russian Federation.


© biblio.vn

Permanent link to this publication:

https://biblio.vn/m/articles/view/SEPARATORS-CLEANSE-BONE-MARROW

Similar publications: LVietnam LWorld Y G


Publisher:

Vietnam OnlineContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://biblio.vn/Libmonster

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Pavel IVANOV, Radiy MAKHLIN, Nikolai MOSHECHKOV, Aleksander KHINIKADSE, SEPARATORS CLEANSE BONE MARROW // Hanoi: Vietnam (BIBLIO.VN). Updated: 10.09.2018. URL: https://biblio.vn/m/articles/view/SEPARATORS-CLEANSE-BONE-MARROW (date of access: 06.03.2026).

Publication author(s) - Pavel IVANOV, Radiy MAKHLIN, Nikolai MOSHECHKOV, Aleksander KHINIKADSE:

Pavel IVANOV, Radiy MAKHLIN, Nikolai MOSHECHKOV, Aleksander KHINIKADSE → other publications, search: Libmonster VietnamLibmonster WorldGoogleYandex

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Vietnam Online
Hanoi, Vietnam
567 views rating
10.09.2018 (2734 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
Bài viết này xem xét Eo biển Hormuz, một động mạch hàng hải hẹp nối vịnh Ba Tư với vịnh Oman, có vai trò rất quan trọng đối với nguồn cung năng lượng toàn cầu. Dựa trên phân tích các đặc điểm địa lý, số liệu kinh tế và các sự kiện hiện tại từ tháng 2 đến tháng 3 năm 2026, bài viết tái hiện đầy đủ ý nghĩa của eo biển này và hậu quả của sự phong tỏa nó. Đặc biệt chú ý đến bối cảnh địa chính trị của cuộc xung đột đang diễn ra giữa Iran và liên minh do Mỹ-Israel dẫn đầu, cũng như tác động tiềm năng đến thị trường dầu mỏ, khí đốt và các sản phẩm liên quan trên toàn cầu.
Catalog: География 
14 hours ago · From Vietnam Online
Các nhà lãnh đạo nước ngoài bị cho là đã bị tiêu diệt bởi Hoa Kỳ
2 days ago · From Vietnam Online
Những lãnh đạo quốc gia nào bị Mỹ ám sát?
2 days ago · From Vietnam Online
Bài viết này xem xét hiện tượng sự tham gia của Hoa Kỳ vào các hoạt động nhằm loại bỏ các nhà lãnh đạo nước ngoài, điều đã nhận được sự chú ý mới liên quan đến các sự kiện đầy kịch tính năm 2025–2026 — việc bắt cóc Tổng thống Venezuela Nicolás Maduro và cái chết của Lãnh tụ tối cao Iran Ali Khamenei trong một cuộc tấn công phối hợp giữa Hoa Kỳ và Israel. Dựa trên phân tích các tài liệu lịch sử, đánh giá của các chuyên gia và các chuẩn mực pháp lý quốc tế, sự phát triển của các cách tiếp cận của Hoa Kỳ trong việc sử dụng các phương pháp ép buộc để thay đổi chế độ được tái hiện. Đặc biệt chú ý tới sự mâu thuẫn giữa lệnh cấm chính thức đối với ám sát chính trị và thực tiễn vẫn tiếp tục được áp dụng dưới các luận cứ pháp lý mới.
3 days ago · From Vietnam Online
Trong bài viết này xem xét hiện tượng sự tham gia của Hoa Kỳ vào các hoạt động nhằm loại bỏ các nhà lãnh đạo nước ngoài, hiện tượng này có âm hưởng mới liên quan tới các sự kiện 2025–2026 — vụ bắt cóc tổng thống Venezuela Nicolás Maduro và cái chết của Lãnh tụ tối cao Iran Ali Khamenei do vụ tấn công của Mỹ và Israel gây ra. Dựa trên phân tích các tài liệu lịch sử, các đánh giá của chuyên gia và các chuẩn mực pháp lý quốc tế, người ta tái hiện sự tiến hóa của các phương pháp của Hoa Kỳ trong việc sử dụng các biện pháp bạo lực để thay đổi chế độ. Đặc biệt chú ý tới mâu thuẫn giữa lệnh cấm chính thức đối với ám sát chính trị và thực tiễn vẫn được duy trì dưới các căn cứ pháp lý mới.
4 days ago · From Vietnam Online
Bài viết này xem xét câu hỏi chiến lược cực kỳ quan trọng về việc liệu Nga có khả năng phá hủy Hoa Kỳ bằng một cuộc tấn công hạt nhân mở đầu và đồng thời ngăn chặn thành công một phản công tàn khốc hay không. Dựa trên phân tích tình báo từ nguồn mở, tư thế lực lượng chiến lược, tuyên bố chính thức và bình luận của các chuyên gia, nghiên cứu này phân tích các khía cạnh kỹ thuật, vận hành và học thuyết của câu hỏi này. Đặc biệt chú ý đến cấu trúc lực lượng chiến lược của Nga, khả năng của bộ ba hạt nhân của Mỹ và hệ thống cảnh báo sớm, vai trò của các hệ thống trả đũa tự động như "Perimeter," và khung khái niệm ổn định chiến lược căn bản đã xác định quan hệ Mỹ-Nga suốt nhiều thập kỷ.
5 days ago · From Vietnam Online
Bài viết này cung cấp một cái nhìn toàn diện về tên lửa hành trình Tomahawk, một trong những vũ khí có độ chính xác cao và có tính đa dụng nhất được sử dụng rộng rãi trong kho vũ khí quân sự hiện đại. Dựa trên phân tích từ các nguồn quốc phòng chính thức, hồ sơ tác chiến lịch sử và các thông số kỹ thuật, bài viết tái hiện sự phát triển, thiết kế và vai trò chiến lược của hệ thống vũ khí này. Đặc biệt, nó chú trọng đến công nghệ dẫn đường của nó, lịch sử tác chiến, sự hiện đại hóa gần đây lên các biến thể Block V, và những tác động địa chính trị của khả năng chuyển giao nó cho Ukraine.
5 days ago · From Vietnam Online
Bài viết này xem xét bản chất phức tạp và lâu dài của các xung đột của Israel với các nước láng giềng và các tác nhân. Dựa trên phân tích các sự kiện lịch sử, các tuyên bố chính trị, các thỏa thuận quốc tế và các phân tích địa chính trị đương đại, bài viết phác thảo lại các lý do đa diện đằng sau trạng thái chiến tranh và căng thẳng dai dẳng. Đặc biệt chú ý tới các tranh chấp về ý thức hệ và biên giới nền tảng, tác động của cuộc chiến năm 1967, vai trò của vấn đề Palestine, sự trỗi dậy của các tác nhân phi nhà nước, và sự trỗi dậy gần đây của diễn ngôn 'Đại Israel'. Phân tích cũng đề cập tới mối quan hệ căng thẳng với các đối tác hòa bình truyền thống là Ai Cập và Jordan, cũng như những thách thức đối với khung thỏa thuận Abraham trong bối cảnh cuộc chiến 2023–2026.
Catalog: История 
8 days ago · From Vietnam Online
Trong bài viết này, hiện tượng mìn chống bộ binh được xem như một loại vũ khí gây ra mối đe dọa nhân đạo đặc biệt. Dựa trên phân tích các công ước quốc tế, dữ liệu thống kê và bằng chứng lịch sử, bài viết tái hiện một bức tranh toàn diện về tác động của loại vũ khí này lên dân cư, những nỗ lực của cộng đồng quốc tế nhằm cấm đoán nó và xu hướng hiện đại liên quan đến việc một số quốc gia rút khỏi Hiệp ước Ottawa. Đặc biệt chú ý đến định nghĩa mìn chống bộ binh, phân loại của chúng, lịch sử sử dụng và trạng thái hiện tại của vấn đề.
8 days ago · From Vietnam Online
Bài viết này xem xét câu hỏi phức tạp và đầy đau đớn về cách ký ức lịch sử về Holocaust ảnh hưởng đến các chính sách của Nhà nước Israel đối với người dân Palestine ở Dải Gaza. Dựa trên phân tích các cuộc thảo luận công khai, các tuyên bố chính trị, lập trường của các tổ chức nhân quyền và các cuộc tranh luận học thuật, bài viết tái dựng vấn đề đa diện về mối quan hệ giữa chấn thương tập thể của người Do Thái và các hành động do Israel thực hiện trong chiến dịch quân sự bắt đầu sau ngày 7 tháng 10 năm 2023. Đặc biệt chú ý đến hiện tượng sử dụng các phép so sánh lịch sử, tranh luận về tính thích hợp của thuật ngữ "diệt chủng," và tình huống tiến thoái lưỡng nan đạo đức mà một xã hội đã trải qua thảm họa phải đối mặt.
10 days ago · From Vietnam Online

New publications:

Popular with readers:

News from other countries:

BIBLIO.VN - Vietnam Digital Library

Create your author's collection of articles, books, author's works, biographies, photographic documents, files. Save forever your author's legacy in digital form. Click here to register as an author.
Library Partners

SEPARATORS CLEANSE BONE MARROW
 

Editorial Contacts
Chat for Authors: VN LIVE: We are in social networks:

About · News · For Advertisers

Vietnam Digital Library ® All rights reserved.
2023-2026, BIBLIO.VN is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Vietnam


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of affiliates, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. Once you register, you have more than 100 tools at your disposal to build your own author collection. It's free: it was, it is, and it always will be.

Download app for Android