Спосіб нанесення антибіотикового покриття на вироби зі сполученими між собою мікропорожнинами (варіанти), виріб (варіанти)

Винахід стосується способу нанесення антибіотикового покриття на вироби зі сполученими між собою мікропорожнинами, самих виробів з таким покриттям та їх застосування. Такі вироби зі сполученими між собою мікропорожнинами, що містять антибіотик, можуть знаходити своє застосування як імплантанти у медицині та ветеринарії для лікування кісткових дефектів і принагідно для лікування ушкоджень м'яких тканин. При цьому метою є безперервне вивільнення антибіотика із покриття, що знаходиться на внутрішній поверхні сполучених між собою мікропорожнин, протягом багатьох днів, щоб можна було ефективно зменшити або перемогти мікробну інфекцію у ділянці оброблюваного дефекту кістки або м'яких тканин. Кісткові дефекти мають місце у медицині та ветеринарії відносно часто і спричиняються зокрема кістковими фістулами, уламковими переломами та пухлинами. При відкритих уламкових переломах додатково спостерігаються різноманітні інфекцій кісткових тканин. Лікування кісткових дефектів може бути здійснене шляхом заповнення відповідними імплантантами. За останні роки особливе зацікавлення викликали пористі імплантанти, які на підставі їх хімічного складу та пористості виявляли остеокондуктивну дію і сприяли вростанню оточуючої кісткової тканини. Лікування кісткових дефектів завжди пов'язане з проблемами, якщо мають місце додаткові мікробні інфекції кісткових тканин. Ці інфекції кісткових тканин можна лікувати за допомогою систематичних або локальних аплікацій відповідного антибіотика. Систематичне застосування антибіотика є проблематичним внаслідок досить значної токсичності антибіотика. Однак локальна аплікація безпосередньо в інфіковані тканини або покрай них надає перевагу, яка полягає у досягненні високих локальних концентрацій антибіотика при уникненні шкідливої концентрації у всьому організмі. Завдяки цим високим локальним концентраціям антибіотика в місцях бактеріальної інфекції можливим є майже повне знищення мікроорганізмів, внаслідок чого бактеріальні інфекції лікуються дуже ефективно. Особливо вигідно, коли у місці бактеріальної інфекції ефективна концентрація антибіотика підтримується протягом часу від кількох днів до кількох тижнів, щоб антибіотик міг якомога глибше проникнути в інфіковані тканини і таким чином знищувати навіть важкодоступні зародки. Бактеріально інфіковані ушкодження м'яких тканин також часто мають місце у медицині та ветеринарії. Тому для лікування цих інфекцій локальне застосування антибіотиків також має значення. Досі малорозчинні у воді солі аміноглікозидних антибіотиків користувались малою увагою при виготовленні "депо"-препаратів та імплантантів з антибіотичною дією. Відомий цілий ряд малорозчинних солей. Так, стосовно гентаміцину була публікація про малорозчинні солі на основі вищих жирних кислот та арилалкільних карбонових кислот [G. М. Luedermann, М. J. Weinsten "Gentamicyn and method of producton" 16.07.1962, US 3,091,572]. Прикладом можуть служити гентаміцинові солі лауринової кислоти, стеаринової кислоти, пальмітинової кислоти, олеїнової кислоти, фенілмасляної кислоти, нафталін-1карбонової кислоти. Синтез додецилсульфату гентаміцину у водному або водно-метаноловому розчині описали Журадо Солер та ін. у джерелі "Нові похідні гентаміцину, спосіб їх виготовлення та сполука з антибіотичною дією, що їх містить" [Jurado Soler, J. A. Oritz Hernandez, C. Ciuro Bertran: Neue Gentamicyndervate, Verfahren zur Herstellung derselben und diese erhaltende antbiotisch wirksame Zusammensetzung. 30.09.1974, DE2446640]. Ці солі, однак, показали себе як несприятливі, оскільки являють собою воскоподібні, гідрофобні субстанції, що заважають галеновому застосуванню. Журадо Солер та ін. констатували, що гентаміцин-пентакіс-додецилсульфат є розчинним у таких розчинниках, як метанол, етанол, та диметилсульфоксид. Вони сприяють застосуванню гентаміцин-пентакіс-додецилсульфату для виготовлення препаратів для ін'єкцій. Інші можливості застосування розчинів гентаміцин-пентакісдодецилсульфату не розглядалися. Солі жирних кислот та аліфатичні сульфати гентаміцину та етамщину були синтезовані із вільної основи або із її солей у воді при 50-80°С [Н. Voege, P. Stadler, H. J. Zeiler, S Samaan, K. G. Metzger: Schwerazsliche Salze von Aminoglykosiden sowie diese enthaltende Formulierungen mit vеrzzgerter Wirkstoff-Freigabe - Важкорозчинні солі аміноглікозидів та сполуки з уповільненим вивільненням ефективної речовини, що їх містять. 28.12.1982, DE3248328]. Такі антибіотикові солі жирних кислот можуть бути застосовані як препарати для ін'єкцій. Подальший крок становлять важкорозчинні аміноглікозидфлавоноїд-фосфати [Н. Wahlig, Е. Dingeldein, R. Kirchlechner, D. Orth, W. Rogalski: Flavonoid phosphate salts of aminoglycjside antibiotics. 13.10.1986, US 4,617,293]. Тут описані солі фосфорнокислого моноетеру похідних гідроксифлавану, гідроксифлавену, гідроксифлаванону, гідроксилфлавону та гідроксифлавіліуму. При цьому особливою перевагою користуються похідні флаванону та флавону. Ці важкорозчинні солі можуть бути застосовані як "депо"-препарати. Так, наприклад, ці солі вводять у колагенові волокна [Н. Wahlig, Е. Dingeldein, D. Braun: Medicinally useful, shaped mass of collagen resorable in the body. 22.09.1081, US4291013]. Утворення простих накопичень антибіотика/антибіотиків в системах пор пористих тіл шляхом просякнення пористих тіл водними розчинами антибіотика є загальновідомим [R. Reiner, W. КіЯІіng, Н. Döring, К. Köster, H. Heide: Implantierbares Pharmaka-Depot. - Фармакологічне накопичення, що підлягає імплантації -20.02.1978, DE2807132]. При цьому досягають уповільненого вивільнення ефективної речовини легкорозчинних у воді антибіотиків шляхом процесів адсорбції або дифузії, яке залежить від застосованого матеріалу, об'єму пор та пористості. Крім цього, можна розчиняти малорозчинні у воді антибіотикові солі у відповідних органічних розчинниках і просочувати цими розчинами формовані вироби. Завдяки цьому у формованих виробах виникають накопичення, що виявляють уповільнене вивільнення ефективної речовини. Прикладом може служити метод розчинення малорозчинної у воді гентаміцинової солі та її використання для покриття [М. Cimbolek, В. Nies: Solvent for a sparingly soluble getamicin salt. 04.05.1994, US 5,697,646]. Цю гентаміцинову сіль було синтезовано на основі 3-п-метоксибезиліден-6-гідрокси-4'-метоксифлаванон-6-фосфату. Автор Куртц описав дуже цікавий спосіб, при якому малорозчинні у воді солі антибіотика, отримані із гентаміцину або поліміцину і пеніциліну або цефалоспорину, були розчинені у органічному розчиннику, і потім цими розчинами просочували підложку, яку детальніше не розглядали [L. D. Kurtz: Wasserunzsliche biocide Antibiotiksalze. 13.11.1073, DE2301633]. Залишки пеніциліну та цефалоспорину утворюють аніонні компоненти солей, а залишки аміноглюкозиду - катіонні компоненти. Загалом можна констатувати, що досі не був відомим спосіб, за яким на поверхню сполучених між собою мікропорожнин наносять антибіотикові покриття, що складаються із малорозчинних у воді солей гентаміцину, які містять аніонні залишки із групи алкілсульфатів або алкілсульфонатів. Покривні властивості малорозчинних у воді антибіотикових солей на основі органічних сульфатів та сульфанатів досі не розглядалися. Перед даним винаходом стоїть завдання створити покращений виріб з антибіотиковим покриттям, а також простий і недорогий спосіб виготовлення антибіотикового покриття виробів зі сполученими між собою мікропорожнинами. Такі вироби зі сполученими між собою мікропорожнинами, що містять антибіотик, можуть бути застосовані як імплантанти для лікування дефектів кісток та м'яких тканин у медицині та ветеринарії. За допомогою цього способу можна простим чином, не застосовуючи полімерні зв'язувальні засоби, наносити антибіотикові покриття, які забезпечують вивільнення антибіотика протягом багатьох днів. Антибіотикове покриття може добре триматися на внутрішній поверхні виробів зі сполученими між собою мікропорожнинами і не повинне закривати сполучені між собою мікропорожнини. Задачу вирішують за допомогою ознак незалежних пунктів. Кращі варіанти представлені у залежних пунктах. В основі винаходу лежить несподіваний висновок про те, що антибіотикові покриття з уповільненим вивільненням активної речовини у мікропорожнинах виробів зі сполученими між собою мікропорожнинами утворюються зокрема завдяки тому, що у мікропорожнинии шляхом відповідних заходів, таких як занурення, наприскування або капання, вводять розчин гентаміцин-пентакіс-додецилсульфату або гентаміцин-пентакісдодецилсульфонату у відповідному органічному розчиннику (наприклад із групи спиртів), і після видалення органічного розчинника на поверхні мікропор залишається шар гентаміцин-пентакіс-додецилсульфату або гентаміцин-пентакіс-додецилсульфонату. Мікропорожнини можуть бути у вигляді пор. Речовини можуть мати органічну або неорганічну природу або являти собою так звані композити із органічного та неорганічного матеріалу. Вони, наприклад, можуть складатися із колагену, желатину, поліетеру, титану, титанових сплавів, високоякісної сталі, карбонату кальцію, сульфату кальцію, трифосфату кальцію або гідроксилапатиту. Під металевими виробами зі сполученими між собою мікропорожнинами слід розуміти зокрема такі, які на своїй поверхні мають мікропорожнини, сполучені між собою, причому до них слід віднести і металеві вироби, поверхня яких за допомогою піскоструминної обробки була зроблена шерхуватою настільки, що виникають відкриті, сполучені між собою порожнини. Звичайно, застосовувані розчини мають бути якомога більш гомогенними. Як розчинники перш за все підходять нижчі спирти та N,N-диметилформамід (DMF) або диметилсульфоксид (DMSO). Найкращими розчинниками є метанол та етанол. Гентаміцин-пентакіс-додецилсульфат, гентаміцин-тетракіс-додецилсульфат, гентаміцин-тетракісдодецилсульфонат, а також гентаміцин-пентакіс-додецилсульфонат являють собою некристалічні, воскоподібні субстанції, які при випарюванні або звітренні органічних розчинників мають певні характеристики і відкладаються на поверхні у вигляді шару. Вони несподівано добре тримаються на скляних, керамічних та синтетичних поверхнях. Кліндаміцин-додецилсульфат, кліндаміцин-додецилсульфонат, лінкозамін-додецилсульфат, лінкозаміндодецилсульфонат несподівано добре розчиняються у метанолі, етанолі, диметилсульфоксиді та N,Nдиметилформаміді. Отже, ці речовини можуть без застережень додаватися до гентаміцинових розчинів. Можливим також є застосування в розчинах тетрациклін-додецилсульфату або тетрацикліндодецилсульфонату. Можна також замість тетрациклін-додецилсульфату застосовувати додецилсульфати або додецилсульфонати хлортетрацикліну, окситетрацикліну, деметилхлортетрацикліну, метацикліну, доксицикліну, ролітетрацикліну і моноцикліну. Можна також додавати копрофлоксациндодецилбезилсульфонат. Відповідним чином на поверхнях мікропор виникають покриття, які містять компоненти гентаміцину і принаймні один із інших названих антибіотиків. В рамках винаходу знаходиться також виготовлення антибіотикових покриттів лише з розчинними у метанолі, етанолі, диметилсульфоксиді та N,N-диметилформаміді додецилсульфатами, додецилсульфонатами та додецилбензилсульфонатами зазначених антибіотиків без компонентів, що містять гентаміцин. Несподівано виявилось, що у шарах із гентаміцин-пентакіс-додецилсульфату або гентаміцин-тетракісдодецилсульфату і гентаміцин-пентакіс-додецилсульфонату або гентаміцин-тетракіс-додецилсульфонату інші антибіотики механічно фіксуються шляхом включень або покриттів. Це стає можливим завдяки тому, що в сполучені між собою мікропорожнини виробів спочатку вводять водний розчин, який містить принаймні один легкорозчинний у воді компонент із групи аміноглікозидних антибіотиків, тетрациклінових антибіотиків, лінкозамідних антибіотиків та 4-хінолонових антибіотиків, потім після випарювання або звітрення води вводять розчин, який складається із гентаміцин-пентакіс-додецилсульфату і/або гентаміцин-тетракіц-додецилсульфату і/або гентаміцин-пентакіс-додецилсульфонату і/або гентаміцин-тетракіс-додецилсульфонату та метанолу або етанолу або диметилсульфоксиду або N,N-диметилформаміду у якості розчинника, шляхом -занурення або наприскування або капання. В результаті виникає подвійний шар. При застосуванні в імплантантах другий антибіотик вивільнюється у першу чергу, якщо гентаміциновий шар розчиниться принаймні частково. У якості легкорозчинних у воді антибіотикових компонентів тут краще застосовувати сульфат гентаміцину, гідрохлорид кліндаміцину, гідрофосфат кліндаміцину, гідрохлорид лінкозаміну, сульфат канаміцину, сульфат амікацину, сульфат тобраміцину, гідрохлорид тетрацикліну, гідрохлорид хлортетрацикліну, гідрохлорид окситетрацикліну, гідрохлорид деметилхлортетрацикліну, гідрохлорид метацикліну, гідрохлорид доксицикліну, гідрохлорид ролітетрацикліну, гідрохлорид міноцикліну і/або ципрофлоксацингідрохлорид і/або моксифлоксацингідрохлорид. Винахід стосується також способу антибіотикового покриття виробів зі сполученими мікропорожнинами, при якому в мікропорожнини вводять розчин, що містить одну або кілька субстанцій із групи ципрофлоксациндодецилбензилсульфонату і/або моксифлоксациндодецилсульфату і/або моксифлоксациндодецилбензилсульфонату і/або моксифлоксациндодецилсульфонату і/або додецилсульфату і/або додецилсульфонату кліндаміцину, тетрацикліну, лінкозаміну, хлортетрацикліну, окситетрацикліну, деметилхлортетрацикліну, метацикліну, доксицикліну, ролітетрацикліну і міноцикліну, і потім після випарювання або звітрення розчинника на поверхні мікропор виникає шар цих субстанцій. Згідно з винаходом покриття краще за все наносити на волокнисту масу, войлок, тканину із поліетерів, колаген або желатин. Відповідний додецилсульфат або сульфонат застосовують переважно у концентрації 0,1-20,0ваг.% відносно розчинника. Також згідно з винаходом покриття краще за все наносити на пористі формовані вироби із поліетеру, карбонату кальцію, сульфату кальцію, трифосфату кальцію, гідроксилапатиту і здатного до резорбції скла. В рамках винаходу вироби зі сполученими між собою мікропорожнинами, які мають антибіотикове покриття, застосовують як імплантанти. Наступні приклади детальніше пояснюють винахід, не обмежуючи його. Приклади Винахід пояснюють наступні приклади 1 та 2. Для прикладів 1 та 2 у якості виробів із сполученими між собою мікропорожнинами використовували здатне до резорбції фосфатне скло прямокутної форми з розмірами 20х20х10мм. Його загальна пористість становила 65об.%. Здійснення прикладів 1 та 2. Для здійснення прикладів застосовували гентаміцин-пентакіс-додецилсульфат, виготовлення якого відповідало прописам Журадо Солера та ін. [Jurado Soler, J. A. Oritz Hernandez, С. Ciuro Bertran: Neue Gentamicyndervate, Verfahren zur Herstellung derselben und diese erhaltende antbiotisch wirksame Zusammensetzung. - Нові похідні гентаміцину, спосіб їх виготовлення та сполука з антибіотичною дією, яка їх містить. - 30.09.1974, DE2446640]. Розчиняли 135мг або 270мг гентаміцин-пентакіс-додецилсульфату в 1г метанолу. В пори фосфатного скла прямокутної форми накапували заздалегідь приготований розчин метанолу. Пробні вироби поглинали розчин і після цього просушувалися при кімнатній температурі до стабільності маси. Табл.1 Склад застосованих розчинів та порівняння пробних тіл без покриття і з покриттям за прикладами 1 та 2. Прикл. Склад розчину № 1 135мг GPDS 1000мг метанолу 2 270мг GPDS 1000мг метанолу Маса пробного виробу перед покриттям (мг) 3949 Маса пробного виробу після покриття (мг) 4087 Маса покриття (мг) 130 3992 4257 265 GPDS = гентаміцин-пентакіс-додецилсульфат Вивільнення антибіотика із зразків виробів за прикладами 1 та 2: Виготовлені в прикладах 1 та 2 фасонні вироби вводили у 20мл фізіологічного розчину солі і тримали там протягом 28 днів при температурі 37°С. Взяття проб здійснювали після 1-го, 2-го, 3-го, 6-го, 13-го, 15-го, 21-го та 28-го дня витримування. Після кожного взяття проби рідину, де відбувалося вивільнення, замінювали свіжою. Оцінку антибіотика здійснювали за допомогою тесту з дифузією агару при використанні Bacillus subtilis ATCC 6633 як зародку. Результати наведені у табл.2. Табл.2 Результати мікробіологічного аналізу вивільнення гентаміцину в пробних виробах з покриттям за прикладами 1 та 2 в залежності від тривалості витримки зразків виробів у фізіологічному розчині солі при 37°С. Прикл.№ 1 2 Вівільнення гентамиціну (у вигляді сульфату гентамиціну АК=628) (мг) Тривалість вивільнення (дні) 1 2 3 6 9 13 15 21 1,2 1,9 2,7 3,8 4,9 5,8 6,9 8,1 1,5 3,1 4,3 5,4 6,7 7,9 8,8 10,1 28 9,2 11,4