Best Practices for Teaching Chemistry Disciplines to Graduates Majoring in Pharmacy During the COVID-19 Restrictions: A Systematic Review

The purpose of the study was to identify the - interventions that can be adopted for teaching chemistry disciplines to the graduates majoring in Pharmacy (Mpharm) in Ukraine. The study employed a systematic review methodology and a qualitative approach to synthesising the sources. The triangular assessment method was used to rate the short-listed instructional interventions for feasibility, transferability, and duplicability in the settings of teaching chemistry disciplines to pharmacy graduates in Ukraine. The review found seven eligible publications for the analysis. It was identified that the shortlisted instructional models were technology-mediated and positively affected students’ skills and occupational knowledge. Three out of seven instructional models used chatbots and AI to automate the process of management of students learning activity which suggested that automation of the process of educational content delivery was becoming an emerging trend in instructional design. Having performed the triangular assessment method (TAM) analysis, three instructional models were given preference in terms of their use in medical education settings in Ukraine. These models were as follows: a) PhET simulations-based model, b) the model based on automated delivery of the course using the Smart Sender platform and c) the model based on automation of the Moodle-driven e-course using Dialogflow chatbot

Влияние антиоксиданта на основе янтарной кислоты на превращение метгемоглобина в оксигемоглобин in vitro

The purpose of the study — to determine the feasibility of using the succinate-based antioxidant for the in vitro reduction of excessive methemoglobin to oxyhemoglobin in blood.Materials and Methods. Blood sampling was performed in five healthy donors in microvettes containing EDTA during prophylactic examinations. NaNO2 solution was added to blood samples in vitro in order to yield methemoglobin (MetHb). The complex drug containing the following active ingredients: succinic acid, inosine, riboflavin, nicotinamide, was used as an antioxidant. The absorption spectrum of red cell suspensions with different drug content Dι (λι )exper was measured with 1 nm increments. The non-linear regression method was used to calculate concentrations of hemoglobin derivatives in suspensions.Results. In our experiments, when methemoglobin reacted with drug the optical density of peaks typical for oxyhemoglobin increased and the spectral peak of methemoglobin decreased. The greater the concentration of drug, the more was the incubation time, the more efficient was the process of reduction of MetHb to HbO2.Conclusion. We proved experimentally that while the baseline concentration of MetHb was an average of 91—93%, addition of drug decreased its concentration to 25—7%. Without drug, due to autoreduction, the concentration of MetHb decreases only to 84%. The revealed effect provide a potential for practical applications in critical illness, during the storage of donor blood, in blood transfusions, and under the action of physico-chemical factors on blood. Цель исследования — показать возможность использования антиоксиданта на основе янтарной кислоты для восстановления метгемоглобина до оксигемоглобина в крови in vitro.Материалы и методы. Забор крови в микроветты, содержащие ЭДТА, производили у пяти здоровых доноров при профилактических осмотрах. В кровь in vitro добавляли раствор NaNO2 для получения метгемоглобина (MetHb). В качестве антиоксиданта использовали комплексный препарат, состоящий из следующих активных компонентов: янтарная кислота, инозин, рибофлавин и никотинамид. Измеряли спектр поглощения суспензий эритроцитов с различным содержанием препарата Dι (λι )exper с шагом 1 нм. Методом нелинейной регрессии рассчитывали концентрации производных гемоглобина в суспензиях.Результаты. В экспериментах, когда метгемоглобин взаимодействовал с препаратом, оптическая плотность пиков, характерных для оксигемоглобина, увеличивалась, а спектральный пик метгемоглобина снижался. Чем больше были концентрация препарата и время инкубации, тем эффективнее был процесс восстановления метгемоглобина до оксигемоглобина.Заключение. Экспериментально доказали, что при начальной концентрации метгемоглобина в крови 91—93% добавление препарата снижает его концентрацию до 25—27%. В то же время, благодаря автовосстановлению, концентрация метгемоглобина уменьшается только до 84%. Показанный эффект может иметь практическое применение при критических состояниях, при хранении донорской крови, при проведении гемотрансфузии, при воздействии физико-химических факторов на кровь.

Нелинейные локальные деформации мембран эритроцитов: нормальные эритроциты (Часть 1)

Investigation of mechanical properties of erythrocyte membranes is a pressing issue in practical reanimatology and rehabilitation, because erythrocyte's ability to deform determines the possibility of their passage through capillary network and blood rheology in general.The purpose of the work: to study the process of nonlinear deformation of membranes of normal erythrocytes by the method of atomic force spectroscopy.Materials and Methods. The local stiffness of erythrocyte membranes was studied: that of diskocytes — on the torus and on the depression, that of planocytes — on the cell surface. Аtomic force spectroscopy was used for cell membrane study.Results. The nonlinear deformation process was described by functions h(z), h/z (h), and μ(h). This set of functions describes in full the process of probe incorporation (submergence) into membranes. It has been shown that stepwise dependencies of the stiffness coefficient of membrane segments differ significantly and depend on its condition.Conclusion. The suggested approach may be used in fundamental and clinical studies of blood cells' properties in the norm and different diseases. The method of recording nonlinear deformations may be especially efficient in the reanimatology and rehabilitation practice. Изучение механических свойств мембран эритроцитов — острая проблема в практической реаниматологии и реабилитологии, так как способность эритроцитов деформироваться определяет возможность их прохождения через капиллярную сеть и реологию крови в целом.Цель работы: исследование процесса нелинейной деформации мембран нормальных эритроцитов.Материалы и методы. Методом атомно-силовой спектроскопии исследовали локальную жесткость мембран эритроцитов: дискоцитов — на торе и на впадине, планоцитов — на поверхности клетки.Результаты. Процесс нелинейной деформации описывали функциями h(z), h/z (h) и μ(h). Этот набор функций полно описывает процесс идентации (погружения) зонда в мембраны. Показали, что пошаговые зависимости коэффициента жесткости участков мембран существенно различаются и зависят от ее состояния.Заключение. Предложенный подход может быть использован при проведении фундаментальных и клинических исследований свойств клеток крови в норме и при различных заболеваниях. Особенно эффективным метод регистрации нелинейных деформаций может быть в практике реаниматологии и реабилитологии.

Влияние температуры эритроцитарной взвеси на морфологию и наноструктуру мембран клеток

The problem of unintentional hypothermia in the postoperative period is still an urgent one.The purpose of the work: to assess the effect of the in vitro temperature on the morphology and nanostructure of erythrocyte membranes.Material and methods. 4 containers with erythrocyte suspensions with different blood groups were used; the suspension was packed in sealed containers (400 mL) with CPD blood preservative. The erythrocyte suspension was kept at 4°С. Samples (15 ml) were placed in a thermostat at 20°C and 37°C; then they were placed on the BioRS-24 Mini-Rotator Bioscan (EU) rotator (6—8 rpm). The analysis of the acid-base balance was carried out using the I-510 ionometric converter (Russian Federation). The morphology and nanostructure of erythrocyte membranes were analyzed using an atomic force microscope (AFM) «NTEGRA Prima» (NT-MDT, Russian Federation), in a contact mode, on monolayers prepared using a method of sedimentation in liquid and air.Results. Discocytes were present in monolayers of blood after 1-hour and 12-hour rotation (12±3%) on Day 19 of ES storage at temperature 20°С. The number of echinocytes was 14±2% after a 1-hour rotation and 40±7% after a 12%hour rotation. The number of spheroechinocytes was 74±2% after a 1-hour rotation and 42± 8% after a 12-hour rotation. At a temperature of 37°С, after a 1-hour rotation, four forms of erythrocytes were present in a monolayer: discocytes, echinocytes, spheroechinocytes, and ovalocytes. The distribution of cell forms changed after a 12-hour rotation, and the cells recovered their shapes to discocytes (97±2%).Conclusion. The obtained findings confirm the effect of cooling during erythrocyte preservation. The shape of erythrocytes was changed. The morphological structure of frozen erythrocytes recovers slowly, within 12 hours. It means that the transfusion of red blood cells whose temperature is below 37°C may not be effective for at least 12 hours and the transfusion medium should be warmed to reduce the risk of transfusion of blood products. Проблема непреднамеренной гипотермии в периоперационном периоде остается актуальной.Цель работы: оценить влияние температуры in vitro на морфологию и наноструктуру мембран эритроцитов.Материал и методы. Использовали 4 контейнера эритроцитарной взвеси (ЭВ) с разными группами крови, запакованную в герметичные контейнеры (400 мл) с гемоконсервантом CPD. ЭВ хранили при 4°С. Пробы (15мл) помещали в термостат на 20°C и 37°C и устанавливали на ротатор (6—8 об/мин) BioR-24 Mini-Rotator Bioscan (EU). Анализ кислотно-основного состояния проводили с помощью ионометрического преобразователя «И-510» (РФ). Анализ морфологии и наноструктуры мембран эритроцитов клеток проводили с помощью атомного силового микроскопа (АСМ) «NTEGRA Prima», (NT-MDT, РФ) в контактном режиме на монослоях приготовленных с помощью метода оседания в жидкости и на воздухе.Результаты. На 19-е сутки хранения ЭВ при исследовании крови, сохранявшейся при температуре 20°С, через 1 час и 12 часов ротации в монослоях крови присутствовали дискоциты (12±3%). Количество эхиноцитов после 1 часа ротации составляло 14±2%, после 12 часов ротации — 40±7%. Количество сфероэхиноцитов после 1 часа ротации составляло 74±2%, после 12 часов ротации — 42±8%. При 37°С после 1 часа ротации в монослое присутствовало четыре вида форм эритроцитов, такие как дискоциты, эхиноциты, сфероэхиноциты, овалоциты. После 12 часов ротации распределение форм клеток изменилось, клетки восстановили свою форму до дискоцитов (97±2%).Заключение. Полученные результаты доказывают влияние охлаждения при консервировании эритроцитов. Изменяется форма эритроцитов. Восстановление морфологической структуры замороженных эритроцитов происходит медленно — в течение 12 часов. Это означает, что трансфузия эритроцитов, температура которых ниже 37°С, не может быть эффективной в течение, по крайней мере, 12 часов и требуется согревание трансфузионной среды, чтобы уменьшить риск трансфузии препаратов крови

Обратимая легочная гипертензия у пациентки после трансплантации почки с длительно функционирующей артериовенозной фистулой

Case report of reversible high pulmonary hypertension (PH) in patient with successful kidney transplantation (KT) is presented. The distinction of the case was the functioning arteriovenous fistula (AVF) with excessive blood flow during 15 years in the absence of indications for hemodialysis. Consequently, PH was complicated by serious congestive heart failure (CHF) with high cardiac output. Surgical closure of AVF resulted in complete regression of clinical, instrumental and laboratory signs and symptoms of PH and CHF within 2 weeks. The pathogenic role of excessive AVF blood flow in PH and CHF formation is a point of discussion. Surgical closure of AVF with excessive blood flow is recommended in cases of presence of symptomatic PH and CHF in patients after successful KT.Представлено описание клинического случая обратимой высокой легочной гипертензии (ЛГ) у пациентки с успешной трансплантацией почки (ТП), особенностью которого было функционирование артериовенозной фистулы (АВФ) с избыточным кровотоком в течение 15 лет при отсутствии показаний к проведению гемодиализа. ЛГ сопровождалась развитием тяжелой застойной сердечной недостаточности (ЗСН) с высоким сердечным выбросом. Лигирование АВФ привело к полному регрессу клинико-инструментальных и лабораторных признаков ЛГ и ЗСН в течение 2 недель. Обсуждается патогенетическая роль избыточного кровотока по АВФ в формировании ЛГ и ЗСН. Рекомендуется лигирование АВФ с избыточным кровотоком в случае формирования симптомной ЛГ у пациентов после успешной ТП

Сравнительный анализ применения тоцилизумаба при тяжелых COVID-19-ассоциированных пневмониях у пациентов разных возрастных групп

According to accumulated clinical data, one of the causes of severe damage to lung epithelial cells associated with SARS-CoV-2 (2019-nCoV) is an acute, timely underestimated "cytokine storm" (cytokine cascade, hypercytokinaemia) with characteristic signs of an expressed hyper-inflammatory syndrome with subsequent polyorganic failure. The study presents the results of the analysis of the effectiveness of tocilizumab therapy (TCZ) in patients (n = 181) of different age groups with developed pneumonia caused by SARS-CoV-2. The aim of the study was to evaluate the effectiveness of TCZ therapy in patients of different age groups with developed pneumonia in the frame of COVID-19. Methods. Patients (n = 181) with community-acquired pneumonia caused by coronavirus SARS-CoV-2 are included in a one-center, non-randomized, prospective study to evaluate the effectiveness of TCZ therapy conducted at the State Public Health Institution "City Clinical Hospital No.52" of the Moscow City Health Department. Patients were divided into 3 age subgroups – up to 50 years, 50–70 years and over 70 years. Patients with community-acquired SARS-CoV-2-induced pneumonia receiving non-invasive oxygen support and patients who had artificial lung ventilation (ALV) were given a single dose of 400 mg of TCZ in addition to basic therapy. Results. There are no significant differences between age groups in the severity of pneumonia according to the data of the computed tomography (CT), however, a more severe condition and a higher mortality rate (p < 0.001) were reliably observed in patients over 70 age compared to the other age groups. After TCZ treatment in patients of each age group, the severity of the condition assessed on the National Early Warning Score (NEWS2) has been significantly reduced compared to the baseline. Conclusion. According to the data of the pilot study the efficacy and safety of TCZ in patients of all presented age groups with COVID-associated pulmonary tissue lesion and signs of "cytokine storm" was demonstrated. At the same time, patients up to 50 years after the therapy of TCZ managed to achieve greater clinical efficiency compared to patients in other groups. According to the severity of the state and laboratory criteria, the lowest clinical efficacy of TCZ therapy was observed in patients over 70 years of age; as a consequence, the highest mortality rate was observed in the same group. At the same time, the TCZ therapy has not had a positive impact on the change of laboratory values and the severity of the disease in case of unfavorable outcome. Согласно накопленным клиническим данным, одной из причин тяжелых повреждений клеток эпителия легких, ассоциированных с SARS-CoV-2 (2019-nCoV), является острый, вовремя недооцененный синдром «цитокинового шторма» (цитокиновый каскад, гиперцитокинемия) с характерными признаками выраженного гипервоспалительного синдрома с последующей полиорганной недоста - точностью. В работе представлены результаты анализа эффективности терапии тоцилизумабом (ТЦЗ) у пациентов (n = 181) разных возрастных групп с развившейся пневмонией в рамках COVID-19. Целью исследования явилась оценка эффективности терапии ТЦЗ у пациентов разных возрастных групп с развившейся пневмонией, вызванной SARS-CoV-2. Материалы и методы. В одноцентровом нерандомизированном проспективном исследовании оценки эффективности терапии ТЦЗ, проведенном на базе Государственного бюд жетного учреждения здравоохранения «Городская клиническая больница № 52» Департамента здравоохранения города Мос - квы, приняли участие пациенты (n = 181) с внебольничной пневмонией, вызванной коронавирусом SARS-CoV-2. Больные были распределены в 3 возрастные подгруппы: до 50 лет, 50–70 лет, старше 70 лет. Пациентам с внебольничной пневмонией, вызванной SARS-CoV-2, получающим неинвазивную кислородную поддержку, и больным, у которых проводилась искусственная вентиляция легких (ИВЛ), в до полнение к основной терапии назначен ТЦЗ однократно в дозе 400 мг. Результаты. Достоверных различий между возрастными группами по тяжести пневмонии по данным компьютерной томографии (КТ) не выявлено, однако отмечено достоверно более тяжелое состояние и более высокий уровень смертности (p < 0,001) у больных старше 70 лет по сравнению с остальными возрастными группами. После терапии ТЦЗ у больных каждой из возрастных групп тяжесть состояния, оцененная по шкале National Early Warning Score (NEWS2), достоверно снизилась по сравнению с исходными показателями. Заключение. По данным пилотного исследования продемонстрирована эффективность и безопасность применения ТЦЗ у пациентов всех представленных возрастных групп с COVID-ассоциированным повреждением легочной ткани и признаками «цитокинового шторма». При этом у пациентов до 50 лет после терапии ТЦЗ удалось добиться бόльшей клинической эффективности по сравнению с больными остальных групп. По степени тяжести состояния и лабораторным критериям самая низкая клиническая эффективность терапии ТЦЗ отмечена у пациентов старше 70 лет; как следствие, в этой же группе отмечен самый высокий уровень смертности. При этом в случае неблагоприятного исхода терапия ТЦЗ не оказывала положительного влияния на изменение лабораторных показателей и степень тяжести заболевания.

Hemoglobin: Modification, Crystallization, Polymerization (Review)

The purpose of this review is to present the most significant modifications and transformations of a hemoglobin molecule potentially related to developing a strategy of resuscitation and treatment of lifethreatening forms of anemia. Hemoglobin is one of the wellstudied proteins. The paper reviews the history of hemoglobin studies from 1839 untill present. Methodically, the hemoglobin studies included electrophoresis, spectrophotometric method, Xray diffraction method, atomicforce microscopy. The basic forms of hemoglobin include oxyhemoglobin, deoxyhemoglobin and methemoglobin. Data on protein crystallization and polymerization are discussed. Many forms of hemoglobin have the ability to form crystals or polymers in vitro, some pathological forms can be modified in vivo. The studies of structural features of various hemoglobin forms represent a contemporary task for fundamental researches