Дезінфекційна композиція тиксотропного гідрогелю

Цей винахід стосується дезінфікуючих сумішей для підкладок, включаючи тканини, а також способів дезінфекції. Ці суміші, створені за новітньою технологією, містять електролітичний хлороокиснюючий агент, речовину що посилює в'язкість, електроліт і воду. Неглибокі місцеві інфекції є, як правило, результатом елементарних хвороботворних джерел, таких як, наприклад, хронічне нетримання сечі, або безпосередньо пов'язані з інфекційним і ендемічним джерелом. Тривалий контакт шкіри з джерелом вологи часто є причиною зневоднення та інших порушень цілісності шкіряного покриву, що дає можливість сапрофітним бактеріям і грибкам звичайним чином вражати ділянку контакту і породжувати інфекцію. Найбільш поширеним організмом у вологому середовищі шкіряних інфекцій є Candida albicans, дріжджоподібний грибок. Цей тип інфекції звичайно характеризується наявністю ерітеми, набряку та інтенсивним свербінням. Виникнення інших інфекцій місцевого характеру і бактеріального походження може бути прямим результатом безпосереднього контакту шкіряного покриву з носієм інфекції. Одною з найбільш серйозних заразних бактеріальних інфекцій, отриманих від нозокоміального джерела, є метициліностійкий Staphilococcus aureus, який часто є причиною виникнення целюліту, імпетиго, наривів і ран. Іноді етимологічним джерелом інфекції є поєднання бактерій і грибків. Це стосується інфекцій змішаного типу, де різнорідні мікроорганізми співіснують як на користь, так і на шкоду «хазяїну». При більш серйозних захворюваннях дермісу, за яких ушкоджується шкіра, особливо при хронічних ранах і виразках, різноманітні види мікроорганізмів, як патогенних, так і непатогенних, інфікують пошкоджену ділянку. Непатогенні мікроби є основою звичайної мікрофлори непошкодженої шкіри, але вони можуть стати патогенними, коли їх кількість зросте настільки, що пригнітить природний захисний механізм «хазяїна» на ураженій ділянки, і в результаті інфікує рану. Kukan et al. на основі проведеного кількісного аналізу довели, що відкриті рани можуть витримувати біонавантаження, яке дорівнює приблизно 105 мікроорганізмів на грам тканини, без будь-яких ознак інфекції. «Comparison of Silver Sulfadizine and Physiologic Saline in the Treatment of Chronic Pressure Ulcers». Amer. Germ. Soc. 29:232-235, 1981. Однак біонавантаження, що перевищує показник в 105 мікроорганізмів на грам, часто приводить до інфікування ран. Рани, які важко піддаються інфікуванню мікроорганізмами, але клінічно не інфікуються, часто характеризуються тривалим запальним процесом, термін їх лікування і загоєння затягується. Мікроорганізми, які інфікують рану, вважалися важливим чинником, що впливає на тривалість загоєння рани при застосуванні лейкоцитарного фагоцитозу та при зменшенні рівня поживних речовин і кисню, необхідних для нормального гранулювання тканини. Ree et al., "Cutaneous Tissue Repair: Practical Implication Of Current Knowledge, Part II" Journ. Of the Amer. Academy of Dermatology 13(6): 919-941, 1985. Раніше рану очищали і дезінфікували різними антисептичними речовинами, від оцтової кислоти до розчинів на основі галогенів, таких як складний йод. Антисептики місцевого застосування мають явну здатність пригнічувати і руйнувати мікроорганізми, які є причиною інфекції; однак, якщо застосовувати їх безпосередньо на рану, вони викликають хімічні травми і некроз таких захисних кліток «хазяїна», якими є, наприклад, макрофаги. [Branemark et al., "Tissue Injury Caused by Wound Disinfectants" Bone Joint Surg. Am. 49:48-62, 1967; Lineweaver et al., "Topical Antimicrobial Activity" Arch.Surq. 120:267-270, 1985]. Крім того, антисептичні речовини місцевого застосування, які, як відомо, є могутніми цитотоксинами, дуже сильно порушують процес загоєння ран і у значній мірі ослаблюють захисний механізм «хазяїна». Viljanto, "Disinfection of Surgical Wounds without Inhibition of Normal Wound Healing" Arch.Surq., 115:253-256, 1980. Часто місцеві антимікробні агенти і антисептики використовуються для дезінфекції непошкодженої шкіри перед хірургічним втручанням. Антимікробні речовини, що використовуються для цих цілей, розглядаються як «Хірургічні препарати для застосування на шкірі» і використовуються у всіх стандартних протоколах для дезінфекції шкіри в широкому діапазоні - від венепункції до великих хірургічних операцій. Крім того, антимікробні речовини і антисептики звичайно використовуються медичним персоналом для миття рук з метою зниження ризику перехресного інфікування. Патент США №3,666,679, Crotty, стосується гелевих сумішей, що містять аніонову гетерополісахаридну біополімерну гелеву речовину, алкіл бензол сульфонат і різні допоміжні речовини. Гелеві суміші можуть містити хлоровиділяючі добавки, такі як хлорований тринатрій фосфат, хлоровані ізоціанурати, гіпохлорит натрію та ін. Однак для того, щоб отримати потрібний результат, такі суміші вимагають високої концентрації розбавлених розчинів хлоровиділяючих добавок. Патент США №4,035,483, Bunyan, стосується антисептичних матеріалів, що містять продукт реакції протеїну, такий як фібрин, колаген або желатин, та гіпохлорит. У переважному варіант даного винаходу продукт реакції імпрегнований всередину або нанесений у вигляді шару на поверхню пластини-носія. У іншому варіанті винаходу внаслідок реакції гіпохлориту з великим надлишком протеїну формується плівка. Такі суміші не мають властивостей, що переважають властивості тиксотропних гелів. Патент США №5,015,228, Columbus et al., стосується способу стерилізації пристрою з голкою, що включає покриваючу пластину та гелеве середовище. Переважним гелевим середовищем є гідрогель, що містить багатоконтурну решітку агару та сополімеру акриламіду, зшитого з мономером NN'-метиленбісакриламіду. Переважні стерилізуючі речовини включають гіпохлорит натрію. Щоб отримати стерилізуючий ефект бажаної ефективності, гіпохлорит натрію необхідно сильно розвести. Дезінфікуючі речовини попереднього рівня техніки в основному не ефективні при місцевому застосуванні. Звичайні розчини гіпохлориту (що також називаються відбілюючими розчинами на основі соди), як правило, отримують шляхом барботування хлору в концентрованому розчині каустичної соди. Для того, щоб не допустити розпаду, такі відбілюючі розчини повинні містити велику кількість гідроокису натрію. Завдяки цьому звичайні гіпохлоритні розчини набувають високого буферного показника pH, так само, як і корозійних властивостей при застосуванні на шкірі або слизовій оболонці та цитотоксичної дії на тканини. Звичайні форми дезінфікуючих сумішей місцевого застосування за своєю сутністю є проблематичними. Такі суміші, як правило, представлені у вигляді рідини або гелю, і в обох випадках мають істотні недоліки. Застосування рідин на оброблювані рани важко контролювати; стікання, витік і слабка захисна оболонка це проблеми, що найчастіше при цьому зустрічаються. Густі гелі важко розливаються, і не так легко, як рідини, розподіляються по поверхні рани. Мета даного винаходу полягає в тому, щоб усунути недоліки попередніх варіантів втілення винаходів шляхом створення дезінфікуючої суміші, що містить електролітичний хлороокиснюючий агент, речовину, що посилює в'язкість, електроліт і воду. Такі суміші містять безпечні та ефективні антимікробні речовини для широкого спектра місцевого застосування і представлені у вигляді тиксотропного нецитотоксичного гідрогелю. Предметом даного винаходу є створення способу для місцевої дезінфекції підкладки, який полягає в нанесенні на згадану підкладку достатньої кількості дезінфікуючої суміші, що складається з електролітичного хлороокиснюючого агента, речовини, що посилює в'язкість, електроліту і води. Іншою метою даного винаходу є створення способу обробки місцевої інфекції, що полягає в тому, що на інфіковану або заражену рану пацієнта, який цього потребує, і/або на інфіковану або заражену область, прилеглу безпосередньо до рани, наносять достатню кількість дезінфікуючого засобу, що складається з електролітичного хлороокиснюючого агента, речовини, що посилює в'язкість, електроліту і води. Під сильно інфікованою раною фахівці у даній галузі зазвичай розуміють рану, сильно інфіковану мікроорганізмами, але не інфіковану клінічно. Такі рани часто характеризуються затяжним запальним процесом, вони довго лікуються і довго загоюються. Під сильно інфікованими ранами фахівці у даній галузі звичайно розуміють рани з біонавантаженням, що перевищує 105 мікроорганізмів на 1 грам тканини. Ще однією метою даного винаходу є створення способу дезінфекції непошкодженої шкіри перед виконанням хірургічної операції або інвазійних процедур, який полягає в тому, що на рану пацієнта наносять достатню кількість засобу, що складається з електролітичного хлороокиснюючого агента, речовини, що посилює в'язкість, електроліту і води. Цих цілей можна досягти за допомогою тиксотропних гідрогелів, представлених у цьому винаході. Реологичні властивості тиксотропії, коли при порушенні системи через струшування або перемішування знижується уявна в'язкість, яка потім знову відновлюється після відстою, особливо корисні для призначення та застосування цього винаходу. Можливість нанесення речовини на шкіру за допомогою простих пристроїв, наприклад, розпилювачів насосного типу або трубчастих дозаторів, дозволяє усунути недоліки, характерні для текучих рідин і в'язких гелів, коли текучі рідини не затримуються на оброблюваній поверхні, а густі гелі нанести важко. Чергування реологічних фаз «гель-золь-гель» забезпечує широкий спектр застосування цього продукту. Переважною формою даної суміші є тиксотропний гідрогель. Цей гель набуває своїх властивостей завдяки речовині, що посилює в'язкість. Електролітичний хлороокиснюючий агент містить іон гідрохлориту і хлорнуватисту кислоту та готується способом часткового електролізу міцного розчину хлориду натрію таким чином, щоб уникнути наявності будь-яких ознак каустичної соди в кінцевому продукті. Даний винахід має широкий діапазон застосування, включаючи ефективну дію на бактеріальні та грибкові інфекції, обробку сильно інфікованих або заражених ран, а також підготовку непошкодженої шкіри перед хірургічними або інвазійними процедурами. При цьому виключається вияв цитотоксичних властивостей, які мають антимікробні і антисептичні препарати подібного типу. Даний винахід стосується нецитотоксичного антимікробного гідрогелю з тиксотропними властивостями для місцевого застосування, приготованого з різними рівнями концентрації з речовини, що посилює в'язкість, яка може надавати йому різної консистенції - від високов'язкої рідини до густого, злегка каламутного гелю. Переважним варіантом антимікробної речовини є унікальний електролітичний хлороокиснювач, який виготовляється способом часткового електролізу міцного розчину хлориду натрію, таким чином, щоб уникнути наявності будь-яких ознак каустичної соди в кінцевому продукті. Антиінфекційні властивості в основному проявляються в широкодіапазонній антимікробній дії хлороокиснюючого електролітичного агента, виготовленого Amuchina S.p.A., Генуя, Італія, і яка зареєстрована під торговою маркою Amuchina®. Електролітичний хлороокиснювач за максимальної його концентрації має вміст активного хлору, що дорівнює 11,000 проміле і утворює приблизно 30-40 проміле хлорнуватистої кислоти (HOCL), відомої також як вільно доступний залишок хлору. Хлорнуватиста кислота - це найефективніший з усіх залишкових продуктів хлору. Ефективність хлорнуватистої кислоти зумовлена тією відносною легкістю, з якою вона може проникати в стінки бактеріальної клітини. Завдяки своїй малій молекулярній вазі та електричній нейтральності (відсутність електричного заряду), проникнення хлорнуватистої кислоти в клітини можна порівняти з проникненням в них води. White, Handbook of Chlorination, Van Nostrand Reinhold Company, New York, N.Y., p.216 (1972). При виготовленні електролітичного хлороокиснювача показник pH знижується з одночасним формуванням хлорнуватистої кислоти, яка майже в 100 (сто) раз більш активна, ніж іон гіпохлориту в звичайних відбілюючих розчинах. (Id. At p. 223, Figure 4-15). Тому завдяки низькому pH і посиленому утворенню хлорнуватистої кислоти Amuchina® ефективна при активних рівнях хлору, які значно нижчі за рівні в стандартних розчинах гіпохлориту натрію (відбілювачі) при отриманні того ж результату. Точні механізми бактерицидної дії хлорнуватистої кислоти невідомі, але ще в 1946p. Green and Stump зробили висновок, що хлор хлорнуватистої кислоти безповоротно реагує з ферментною системою бактерій, вбиваючи ці бактерії. Green and Stump. "The Mode of Action of Chlorine", Jour. AWWA 38:1301, 1946. Ця антимікробна речовина пов'язана з речовиною, що посилює в'язкість. Речовина, що посилює в'язкість - це будь-яка речовина, яка при застосуванні в різних концентраціях у водному середовищі призводить до утворення стабільних гідрогелів з тиксотропними властивостями. Наприклад, речовиною, що посилює в'язкість, може бути глина, природна або штучна. У одному з варіантів даного винаходу в'язкість гідрогелю може бути досягнута за рахунок використання повністю штучного мінералу, який за своєю структурою і складом подібний до натурального глинистого мінералу гекториту. На відміну від природної глини, синтетичний мінерал зазвичай вільний від домішок. Один з таких синтетичних мінералів є в списку рефератів American Chemical Society's Chemical Abstracts Service (CAS) під назвою Sodium Lithium Magnesium Silicate (реєстр. №53320-86-8) а також в словнику Cosmetic, Toiletries and Fragrance Association(CTFA) під назвою Sodium Magnesium Silicate. Цей синтетичний мінерал є в продажу під торговою маркою Лапоніт ® (Laponite®), зареєстрована торгова марка фірми Southern Clay Products, Inc., м. Гонсалес, Техас. Крім Лапоніту®, який є переважним при виборі речовини, що прискорює в'язкість, який застосовується при реалізації даного винаходу, існують ще деякі напівсинтетичні, а також глинисті матеріали, що зустрічаються в природному стані, включаючи їх суміші. Для цілей даного винаходу можуть бути також використані нижчеперелічені глинисті мінерали, класифіковані відповідно до їх структури: I. Аморфні. Група алофанів II. Кристалічні: А) двошарового типу (пластинчасті структури, що складаються з двошарових елементів: одного шару кварцу і одного шару октаедрів окису алюмінію) 1. Рівновеликі кристали Група каолінітів каолініт, накарит 2. Видовжені кристали галонзити Б) Трьохшарові типи (пластинчаті структури, що складаються з двошарових елементів: два шари чотиригранного кварцу і один центральний діоктаедральний (шістнадцятигранний) або триоктаедральний (двадцятичотирьохгранний) шар. Монтморилоніт, сауконіт, вермикуліт, нонтроніт, сапоніт, гекторит, бентоніт. В). Типи ланцюжкової структури (равликоподібні ланцюжки цинкової обманки кварцевих тетраедронів, пов'язаних між собою октаедральними групами кисню і гідрокисили, що містять атоми AI і Mg). Атапульгіт, сепіоліт і палигорскіт. Властивості набухання цих природних глинистих мінералів дозволяють колоїдальним часткам формуватися при гідратації. Ці колоїдальні частки виявляють відштовхуючі електричні поверхневі заряди, які здатні підтримувати однорідний суспендований стан в розчині. При додаванні йонної суміші (наприклад, хлориду натрію, хлористого кальцію і т.д.) в колоїдальну суспензію кількість відштовхуючих електричних поверхневих зарядів значно знижується, сприяючи утворенню гелю з реологічними властивостями, типовими для глинистого мінералу, що використовується. Отриманий таким чином гель має властивості текучості і виявляє таку реологічну поведінку, яку прийнято називати тиксотропною, коли напівтвердий гель може бути отриманий при струшуванні або перемішуванні, при цьому виходить золь (водяниста рідина), яка потім знову після відстоювання повертається в стан напівтвердого гелю. У іншому варіанті органічні модифікатори, а також речовини, що посилюють в'язкість глинистого мінералу, можуть бути поєднані таким чином, щоб найкраще реалізувати оптимальні властивості обох. При використанні комбінації із зразковим співвідношенням 4 частин глинистого мінералу і 1 частини органічного модифікатора, глина і органічний модифікатор можуть бути поєднані для отримання агента, що посилює в'язкість. Органічні модифікатори в основному мають целюлозну природу і звичайно використовуються в даній області для отримання нетиксотропних гелей. Необмежуючими прикладами таких органічних модифікаторів є гідроксипропілметилцелюлоза, гуаргідроксипропіл тримоніумхлорид, карбомер, ксантанова смола, полівінілпіролідон. Хлорид натрію є переважним електролітом в даному варіанті втілення. Для того, щоб почати процес скріплення при утворенні тиксотропних гелів, можна використати й інші сполуки, включаючи лужні метали, лужні солі лужноземельних металів, які переходять в електроліти, такі як солі калію, магнію і кальцію. Альтернативні варіанти електролітів використовуються для отримання гелів, властивості яких аналогічні властивостям гелів, в яких використовують хлорид натрію. У дезінфікуючому складі, що містить електролітичний хлороокиснюючий агент, речовину, що посилює в'язкість, електроліт і воду, електроліт присутній в кількості від приблизно 0,01 до 10% суміші за вагою. Згідно з одним з варіантів даного винаходу в дезінфікуючих сумішах за даним винаходом, вміст активного хлору в складі електролітичного хлороокиснюючого агента складає приблизно від 100 до 11,000 проміле. Під вмістом активного хлору мається на увазі наявність вільних іонів хлору в розчині, виражена в проміле. Згідно з іншим варіантом винаходу, в дезінфікуючих сумішах за даним винаходом, електролітичний хлороокиснюючий агент містить приблизно від 200 до 1100 проміле активного хлору. Згідно з переважним варіантом винаходу, в дезінфікуючих сумішах за даним винаходом, концентрований розчин електролітичного хлороокиснюючого реактиву, розведений від 11,000 проміле для того, щоб отримати вміст вільного хлору, що дорівнює приблизно 550-825 проміле. Згідно з іншим переважним варіантом, в дезінфікуючих сумішах за даним винаходом, концентрований розчин електролітичного хлороокиснюючого агента розведений від 11,000 проміле, для того, щоб отримати вміст вільного хлору, рівний приблизно 550-825 проміле. Ця концентрація виявилася ефективною проти широкого спектра бактерій, грибків і вірусів. Процес розведення електролітичного хлороокиснювача максимальної концентрації (11,000 проміле активного хлору) є стандартним для фахівців в цій галузі. Наприклад, 98 частин деіонізованої води поєднується з 2 частинами електролітичного хлороокиснювача для того, щоб отримати дезінфікуючу суміш, що містить 220 проміле активного хлору; 95 частин деіонізованої води поєднується з 5 частинами електролітичного хлороокиснювача для того, щоб отримати дезінфікуючу суміш, що містить 550 проміле активного хлору; і 90 частин деіонізованої води поєднується з 10 частинами електролітичного хлороокиснювача для того, щоб отримати дезінфікуючу суміш, що містить 1100 проміле активного хлору. Розведений електролітичний хлорокиснювач потім поєднується з гекторитовою речовиною, що посилює в'язкість, водою і хлоридом натрію для отримання золя, який загусає в гель при відстоюванні, але який потім знов швидко зріджується, якщо його струсити або розмішати. Для глинистих суспензій з негативно зарядженими міцелами (електрично заряджені колоїдальні частки), гідроокиси і галоїди літію та натрію утворюють типові тиксотропні системи. Лапоніт® з його структурою глинистого типу виділяється в численні крихітні бляшки і, поєднуючись з іонними сполуками, утворює тиксотропну структуру. При розсіюванні Лапоніту® в деіонізованій воді навколо цих бляшок утворюється електричний подвійний шар, що приводить до того, що бляшки починають відштовхуватися одна від одної і система залишається в статичному золевому стані. Подальше додавання електролітів, таких як хлорид натрію або антимікробний електролітичний хлороокиснювач, приводять до того, що подвійний електричний шар навколо бляшок слабшає, тоді ж починають переважати електростатичні та ван-дер-ваальсові сили і система починає виробляти іонні сполуки, що сприяє переходу зі стану золю в стан гелю. Згідно з варіантом даного винаходу використовується електролітичний хлороокиснювач, який складається з іона гіпохлориту (OCL) і хлорнуватистої кислоти (HOCL) при концентрації від приблизно 0, 022 % до приблизно 0,11 % ваги, що і надає активному хлору антимікробних властивостей широкого спектру. Тиксотропна речовина, що посилює в'язкість, відповідає емпіричній формулі Na0,7+[(Si8Mg5,5Li0,3)[О20(ОН4)]0,7, використовується в концентрації від 0,1% до 10% ваги і служить як гелева матриця після завершення поєднання іонів. У переважному варіанті винаходу додається високочистий хлорид натрію класу U.S.P., що відповідає емпіричній формулі NaCI в концентрації від 0,1% до 10% ваги. Хлорид натрію ініціалізує скріплення іонів між міцеловими бляшками гекториту тиксотропної речовини, що посилює в'язкість. Дезінфікуючі суміші за даним винаходом можуть бути використані для місцевої дезінфекції підкладки, яка полягає в нанесенні на згадану підкладку ефективної кількості дезінфікуючої суміші, що містить електролітичний хлороокиснюючий агент, речовину, що посилює в'язкість, електроліт і воду. Дезінфікуючі суміші за даним винаходом можуть бути також використані у способі обробки місцевої інфекції, який полягає в застосуванні для пацієнта, який цього потребує, ефективної кількості вищезгаданої дезінфікуючої суміші, нанесеної на інфіковану ділянку та/або безпосередньо на прилеглу до інфікованої ділянку. Дезінфікуючі суміші за даним винаходом можуть бути, крім того, використані при обробці сильно заражених або інфікованих ран, що полягає в нанесенні на інфіковану або заражену ділянку та/або безпосередньо на прилеглу до інфікованої або зараженої ділянку достатньої кількості згаданої дезінфікуючої суміші. Крім того, дезінфікуючі суміші за даним винаходом можуть бути використані для дезінфекції непошкодженої шкіри перед хірургічним втручанням або інвазійними процедурами, що полягає в нанесенні ефективної кількості суміші, що містить електролітичний хлороокиснюючий агент, речовину, що посилює в'язкість, електроліт і воду. Приклад: Спосіб приготування тиксотропного гідрогелю. (1) Від приблизно 0,1% до приблизно 10% за вагою Лапоніту®, в залежності від бажаної кінцевої в'язкості, повільно диспергується в посудині відповідного розміру, утримуючому деіонізовану воду U.S.P. при безперервному і сильному перемішуванні з високою швидкістю в поперечному напрямі. Перемішування продовжується доти, поки Лапоніт® повністю не буде гідратований і розчин не стане прозорим. (2) У суміш, приготовану згідно з описом в п.(1), повільно і при безперервному і сильному змішуванні на високій швидкості в поперечному напрямі, додається від приблизно 2% до приблизно 10% за вагою електролітичного хлороокиснювача максимальної концентрації (11,000 проміле активного хлору), в залежності від необхідної концентрації активного хлору в кінцевому продукті. В'язкість цієї суміші значно підвищується. Безперервне сильне змішування з високою швидкістю в поперечному напрямі продовжується доти, поки розчин не стане прозорим. (3) Від приблизно 0,1% до приблизно 10% за вагою хлориду натрію класу U.S.Р., в залежності від концентрації Лапоніту® в суміші, приготованій згідно з описом в п.(1), додається до суміші, приготованої згідно з описом в п.(2), при безперервному і сильному змішуванні з високою швидкістю в поперечному напрямі. В'язкість цієї суміші підвищується надзвичайно. Отримана суміш має відмінні тиксотропні властивості. Після відстоювання вона являє собою напівтвердий гель, але при струшуванні або перемішуванні вона стає текучою рідиною. Після відстоювання вона знов повертається в стан напівтвердого гелю.