Спосіб отримання гідрофільного гелю aqualift

Спосіб отримання гідрофільного гелю, який передбачає проведення співполімеризації акриламіду з метилен-біс-акриламідом в присутності окислювально-відновлювальної системи в дисперсійному середовищі з наступним відмиванням гелю, витримуванням його для набрякання до урівноваженого стану, гомогенізуванням, фасуванням в придатну тар у і стерилізуванням, який відрізня 3 37080 Однак з початком широкого застосування в пластичній хірургії отриманих на основі синтезу поліакриламіду імплантатів, почали з'являтися повідомлення про виникаючі ускладнення. Імплантати з поліакриламідних гідрогелів створені на основі поліакриламіду, одержують із акриламіду (АА). Акриламід - неграничне з'єднання з подвійними зв'язками, легко полімеризується. Недостатня полімеризація АА, або слабка зшивка ПАА, приводять до наявності в гелі залишків реакційно-здатних функціональних груп. Вра хування аспектів впливу залишкового мономера й побічних продуктів у ПАА особливо важливо при розробці матеріалів, що призначаються для імплантації в організм. Зазначене перше покоління імплантатів - гідрогелів для ін'єкційного введення (поперік-поперікзшитий поліакриламід з розгалуженою структурою) - це желеподібні речовини з тиксотропними властивостями. Ці перші продукти були не розчинні у воді. Вводяться тільки товстими голками. При додаванні невеликого тиску такі гелі легко фрагментуються на дрібні частки, а після зняття напруги фрагменти знову об'єднуються (фрагментація, інфекційні ускладнення, свищі й т.д.). Вся гама різних по вазі й характеру наслідків ін'єкційної маммопластики ПААГ-ами розглядається як прояв самостійного захворювання, названого "поліакриламідним маммарним синдромом" [описано в джерелі Адамян A.A., Светухин A.M., Скуба Н.Д, Поліакриламідний маммарний синдром: клініка, діагностика й лікування //Аннали пластичної, реконструктивної й естетичної хірургії. 2001. №4. с20-32]. Внаслідок аналізу досвіду застосування першого покоління поліакриламідних гелів, можна зробити висновок, що ускладнення, пов'язані з його застосуванням можуть бути по хідними його фізико-хімічних властивостей: - Тиксотропність, нерозчинність у воді - фрагментація, асептичні запальні, тканинні реакції в результаті труднощів видалення непрореагувавших залишків компонентів синтезу з нерозчинних у воді фрагментів гелю, надлишкова травматизація тканин товстими голками. - Слаболужна pH 7-8,5 - тканинні реакції, підвищений ризик інфікування, ущільнення в місці введення. - Бідистильована вода як основна що наповнює тканини - тканинна реакція навколишніх тканин на гіпотонічне водне середовище, що проявляється в щільності тканини в місці введення, комковатости, хворобливості та інше. Такі властивості полімерів, як розчинність, здатність до грузлого плину, стабільність, дуже чутливі до утворення ковалентних хімічних зв'язків між макромолекулами (так зване зшивання). У результаті можна зробити висновок, що висока поперічна зшивка 3-х мірної сітки поліакриламідного гелю веде до такої негативної властивості, як тиксотропність. Спосіб отримання гідрогеля "Інтерфалл" [за RU2067873] передбачає перемішування, водних розчинів акріламіда метілен-біс-акріламіда і ініціаторів полімеризації: персульфату амонію і тетра 4 метилетилендиаміну, розбавлення водою, або фізіологічним розчином, або розбавленим водним розчином іншої солі (наприклад ацетату натрію), фільтрування суміші і витримування фільтрату до здобуття гідрогеля - поперечно зшитого поліакриламіду. Відомі способи отримання хірургічних матеріалів на основі колагену тваринного походження, зокрема бичачого колагену [див. книгу «Коллаген и его применение в медицине». М., Медицина, 1976г., стор.53-59], який також відноситься до поліамідів. Застосований у матеріалі коллаген - це основний білок сполучної тканини, що виконує різноманітні біологічні функції. Коллаген, фібрилярний білок побудований з трьох спіралей (лінійних поліамідів), кожна з яких лівообертаюча, навитих один на одного в правообертаюча спіраль, що має просторову будову за рахунок водневих зв'язків. На основі колагену були створені нетоксичні матеріали, що володіють високою біосумісністю із тканинами людського організму. Однак бичачий колаген - це чужорідний білок і 3-5% населення мають антитіла до бичачого колагену. В 1-9,8% пацієнтів відзначаються алергійні реакції на саму процедуру (на першу або повторні ін'єкції). Спостерігаються симптоми як місцевого, так і загального характеру. У всіх випадках прояву реакції вповільненої гіперчутливості спостерігається збільшення титру антитіл до бичачого коллагену [DeLustro F, 1987]. Відомий спосіб одержання наповнювача у вигляді гідрофільного поліакриламідного гелю, [див. патент UA 64849, Int. СІ. C08F220/00, А61К31/78, дата публікації: 15.03.2004, номер бюлетеня 3] що включає проведення співполімеризації акриламіду з метилен-біс-акриламідом протягом 2 годин в дисперсійному середовищі в присутності окислювально-відновлювальної системи, в якому співполімеризацію здійснюють в присутності пластифікатора в якості якого застосовують поліоксіетилен, метилцелюлозу, желатин, полівінілпіролідон, полівініловий спирт, полімеризацію проводять при температурі 35-40°С в дисперсійному середовищі, яким є ізотонічний розчин, потім відмивають утворений гель ізотонічним розчином, витримують його для набухання до урівноваженого стану, гомогенізують та стерилізують в наслідок чого отримують гель з pH 6,9-8,2. Використані у відомому гідрофільному поліакриламідному гелі метилцелюлоза та желатин широко застосовуються в практиці як живильне середовище для мікрофлори, яка може бути і патогенною. Тому застосування таких інгредієнтів сприяє розвитку та розростанню мікрофлори. В умовах організму з температурою 37°С та pH 6,9-8,2, яке має отриманий за способом гель при попаданні в це середовище патогенної мікрофлори висока вірогідність післяопераційних ускладнень внаслідок того, що зазначені умови є оптимальними для розвитку запального процесу. Екструзія через тонкі голки гелю, отриманого за відомим способом [ЕР-№742022] ускладнена. При екструзії гелю через тонкі голки часто екструдат формується окремими фрагментами. В відо 5 37080 мому гелі також присутні ділянки з різною густиною, формуються окремі фрагменти речовини. Гель, отриманий за цим способом, має недостатній ступінь зшивання, що обумовлено умовами та режимом проведення процесу з полімеризації, його одностадійністю та застосованими речовинами. Це приводить до швидкого проростання сполучної тканини в імплантований гель і до його швидкої усадки і резорбції [A.B. Shekhter et all "Injectable hydrophilic polyacrylamide gel Formacryl and tissue response to its implantation", в журн, "Аннали пластичної, реконструктивної і естетичної хір ургії", 1997 №2, стор.19]. Крім того, такий наповнювач містить незв'язані молекули - тетраметилетилендіамина, вільні NH2 радикали і мономери акриламіду, що може викликати асептичну запальну реакцію на ранній стадії введення геля в організм. Завданням розробки є створення способу отримання гідрофільного гелю, в якому шляхом зміни застосованих речовин, умов та режимів полімеризації забезпечується зміна шляху протікання процесу полімеризації, що дозволяє отримати гідрофільний гель, на основі синтетичного лінійного поліаміду, що має просторову будову за рахунок водневих зв'язків і дозволяє отримання синтетичного поліаміду із заданою кількістю амідних зв'язків у ланцюзі і дозволяє одержати гістосумісний матеріал для імплантації з оптимальними властивостями біосумісності й безпеки. Для вирішення завдання спосіб одержання гідрофільного гелю, передбачає проведення співполімеризації акриламіду з метилен-бісакриламідом в присутності окислювальновідновлювальної системи в дисперсійному середовищі з наступним відмиванням гелю, витримуванням його для набрякання до урівноваженого стану, гомогенізуванням, фасуванням в придатну тару і стерилізуванням. Новим у способі є те, що, проведення першої стадії співполімеризації акриламіду з метилен-бісакриламідом здійснюють протягом 45-60 хвилин при температурі 22-24°С в дисперсійному середовищі, яким є ізотонічний розчин, потім відмивають утворений гель ізотонічним розчином протягом 1824 годин, на другій стадії співполімеризації яку проводять при температурі 22-24°С порушують попередні неміцні хімічні зв'язки механічним шляхом, з використанням пристрою типа міксер протягом 5-10 хвилин, фасують, а закріплення отриманої структури гідрофільного гелю здійснюють під час стерилізації, яку здійснюють автоклавуванням. Внаслідок зміни в способі отримання гідрофільного гелю застосованих речовин та режимів і умов полімеризації забезпечується зміна шляху протікання процесу сополімеризації акриламіду (АА) з метилен-біс-акриламідом (МБА), що використовується для одержання поперек-зшитого поліакриламіду. При цьому внаслідок сукупності технологічних процесів метилен-біс-акриламід (С2Н3СО-NН-СН2-CO-NH-C2H3), виступає не в ролі агента, що зшиває ланцюги поліакриламіду між собою, а в ролі носія амідних зв'язків (-CO-NH-), що вбудовується в лінійний полімер і тим самим робить його гетероланцюговим - лінійним поліамідом, що 6 дозволяє отримати наповнювач у формі гідрофільного гелю, на основі синтетичного лінійного поліаміду, що має просторову будову за рахунок водневих зв'язків. Новий спосіб дозволяє отримати імплантат на основі синтетичного поліаміду із заданою кількістю амідних зв'язків у ланцюзі, що має просторову будову за рахунок водневих зв'язків, а також дозволяє одержати безпечний, водорозчинний гістосумісний матеріал з властивостями катіону. В отриманому за способом гелі відсутні залишки реакційно-здатних функціональних груп, які здатні викликати асептичну запальну реакцію на ранній стадії введення геля в організм. Одночасно забезпечується формування однорідного гістосумісного імплантата, в якому відсутні ділянки з різною густиною, не формуються фрагменти речовини, при імплантації відбувається мінімальна травматизація, висока безпека за рахунок низької можливості заселення і розмноження в ньому патогенної мікрофлори, тривалий час забезпечується висока формостійкість. За рахунок властивостей катіону, отриманий таким шляхом імплантат може блокувати вільні радикали активних форм кисню, та сприяти життєздатності навколишніх тканин. Одержання гідрофільного гелю, на основі синтетичного лінійного поліаміду, що має просторову будову за рахунок водневих зв'язків, дозволить одержати матеріал з оптимальними властивостями біосумісності та уникнути небажаних наслідків, пов'язаних із введенням чужорідного білка. Розроблений спосіб отримання Гідрофільного гелю ілюструються прикладами. На Фіг.1 представлений інфрачервоний спектр отриманого зразка гідрофільного гелю, а на Фіг.2 порівняльний графік інфрачервоних спектрів отриманого зразка гідрофільного гелю з спектрам протеїну, гуанідіна, урсодіоксихольовой кислоти, стрептоміцину сульфату. Для одержання гідрофільного гелю згідно з розробкою використовують наступні реагенти та пристрої: акриламід: C3H5NO, молекулярна маса 71,08, білий кристалічний порошок без запаху, температура плавлення 84,5°С, вміст основної сполуки ³99,5%, виробництво фірми Sigma (США), придатний для біомедичного використання; N1N1метилен-біс-акриламід: C7H10N2O2, молекулярна маса 154,16, білий кристалічний порошок без запаху, температура плавлення 195°С, вміст основного компонента ³99,0%, виробництво фірми Sigma (США), придатний для біомедичного використання; Натрію хлориду виробництва фірми "Salinen Austria AG" (Австрія), зареєстровано в Україні як лікарський засіб [Реєстраційне посвідчення №Р.05.00/01814]; Вода для ін'єкцій, вироблена на заводі ЗАТ "Ін фузія" згідно стандартів підприємства на обладнанні зворотного осмосу фірми "Rochem" (Німеччина). Приклади. Спосіб одержання гідрофільного гелю в загальному випадку здійснюють наступним шляхом. Беруть його компоненти у співвідношенні, зазначеному в Таблиці 1. 7 37080 8 Таблиця 1 Інгредієнти 1. 2. 3. 4. 5, 6. 7. 8. 1 Полімеризація Відмивка 2 Полімеризація Закріплення структури під час стерилізації N,N'Фізіоло-темпераАкрилтемператемператемпераТермін Термін Термін тиск Термін метилен-біс- гічний амід тура тура тура тура акриламід розчин мас.% мас.% мас.% °С хв. °С Год. °С хв. °С бар хв. 4,0 2,3 93,7 23 52 22 20 21 10 130 2,0 40 2,0 1,4 96,6 25 55 24 24 19 9 131 1,9 20 6,0 4,1 89,9 22 58 22 20 21 10 132 1,8 12 3,5 3,1 93,4 24 45 23 24 18 5 120 1,5 60 6,0 3,0 91,0 25 55 24 18 20 6 125 1,6 58 2,0 1,8 96,2 22 00 22 19 22 7 132 1,7 50 5,0 2,7 92,3 23 45 22 20 18 5 120 1,5 10 4,0 3,3 92,7 24 60 24 22 18 7 125 2,0 15 В асептичному приміщенні готують розчин акриламіду та Ν,Ν'-метилен-біс-акриламіду, фільтрують, змішують з приблизно половиною зазначеної кількості підданої електролізу в електроактиваторі води із значенням pH 2,3 - 3,5. Першу стадію співполімеризації здійснюють в стакані зі скла ємністю 1 літр протягом зазначеного в таблиці терміну та температури. Синтезований продукт відмивають почергово водою для ін'єкцій та фізіологічним розчином, протягом терміну зазначеного в таблиці 1, внаслідок чого видаляють рештки ініціаторів полімеризації і мономерів. За наявності зазначених дій відбувається вбудовування амідних зв'язків (C2H3-CO-NH-CH2 -CO-NHС2Н3) в основний ланцюг макромолекули. Після закінчення синтезу здійснюють відмивання полімеру від залишків реакційної суміші водою для ін'єкцій, фізіологічним розчином натрію хлориду протягом терміну зазначеного в таблиці 1. Майже весь МБА (C2H3-CO-NH-CH2-CO-NHC2H3) вбудовується в основний ланцюг полімеру, але його незначна частина може утворювати поперечні зв'язки. Їх необхідно зруйнувати механічним шляхом і тим самим дати можливість макромолекулі створити множинні водневі Η-зв'язки, що виникають між карбонільними й аміногрупами які створять нову просторову надмолекулярну структур у, подібну до високого рівня організації білкової молекули. На другій стадії співполімеризації за допомогою міксера, механічно руйнують попередню поперечну зшивку. Утворення нової структури гелю можна спостерігати візуально, починаючи з 5-ої 7-ої хвилини. Внаслідок цього етапу перетворень, формується вже нова, повторно-зв'язана сітка, заснована на зовсім інших хімічних зв'язках (в порівнянні з поперек-зшитим поліакриламідом). Внаслідок зміни пробігання синтезу, проведення зазначених дій, отриманий новий синтетичний лінійний поліамідний полімер, просторова структура якого втримується множинними Ηзв'язками. Цим пояснюється його однорідна пластичність, відсутність тиксотропності. Після контролю продукту на мікробіологічну чистоту, необхідних проміжних аналізів, його розфасовують у контейнери полівінілхлориду ємністю 25-50-100мл. (приклади 1-4), або шприці 2-4мл. (приклади 5-8). Закріплення отриманої структури гідрофільного гелю здійснюють під час стерилізації, яку здійснюють автоклавуванням в автоклаві при температурі 120-131°С, під тиском 1,5-2,0бар протягом 1230 хвилин. У результаті стерилізації відбувається остаточне формування 3-х мірної сітки поліамідного гелю, заснованої на водневих Н-зв'язках. Таблиця 2 Приклади РН 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 2,6 3,5 2,9 3,2 6,5 3,3 3,2 3,3 Зона придушення розростання золотавого стафілокока 2,5мм 3,5мм 2,9мм 3,2мм 3,4мм 3,3мм 3,2мм 3,3мм Проходження через голку G 30 Легко проходить Легко проходить Легко проходить Легко проходить Легко проходить Легко проходить Легко проходить Легко проходить Наявність полоси Наявність фрагмен- 1620см -1 (Деформатів (розрив екструційні коливання МН2 дата) радикалів) Відсутні Відсутні Відсутні Відсутні Відсутні Відсутні Відсутні Відсутні відсутня відсутня відсутня відсутня відсутня відсутня відсутня відсутня 9 37080 Розчинність випробовуваних зразків гелю у воді вивчали шляхом послідовного збільшення порцій по 10мл до 10мл досліджуваного зразка. В результаті досліджень було встановлено, що препарат поволі розчиняється у воді. І без інтенсивного перемішування межа розділі гелю і води може спостерігатися протягом 3-5діб. При цьому відбувається збільшення об'єму фази гелю. При інтенсивному механічному перемішуванні мішалкою (10000об/хвил.) гель рівномірно розподіляється за всім обсягом суміші і розчин робився однорідним протягом 4 годин. Наявність амідних груп в представленому гелі з високим ступенем вірогідності, встановлено методом інфрачервоної спектрометрії. При дослідженнях застосовано спектрометр з Фурье перетворювачем "AVATAR 360 FTIR". Для проведення цих досліджень випробовуваний зразок гідрофільного гелю готували по наступній методиці: 100 міліграм препарату рівномірно розподіляли на скляній пластині, пластинку висушували при температурі 60°С протягом 4 годин. Потім отриману плівку знімали з скляної пластинки, поміщали в утримувач зразка інфрачервоного спектрометра і знімали спектр. Результати проведених досліджень інфрачервоного спектру отриманих зразків гелю (Фіг.1) свідчать про наявність амідних груп в представленому гелі. В спектрі також відсутня полоса 1620см -1, яка відповідає за деформаційні коливання NH2 радикалів, що свідчить про відсутність MHz радикалів. На Фіг.2 представлено порівняльний графік Інфрачервоних спектрів отриманого зразка гідрофільного гелю 1 з (отриманими по бібліотечному пошуку (бібліотека GFSD) спектрам протеїну 2, гуанідіна 3, урсодіоксихольовой кислоти 4, стрептоміцину сульфату 5. Зазначений порівняльний графік свідчить про схожість за спектральним аналізом одержаного гідрофільного гелю із спектром протеїну і іншими природними поліамідами. При досліджені зразків гідрофільного гелю шляхом проходження через голку G 30 встановлено відсутність розривів екструдата що підтверджує відсутність часток з різною щільністю та відсутність окремих фрагментів гелю. 10 Як свідчать результати досліджень зона придушення розростання золотавого стафілокока (Staphylococcus aureus) навколо вирізаних із зразків гелю дисків, визначена для прикладів за способом, як [описано в методичному посібнику "Ме тод определения антибиотической чувствительности микроорганизмов методом дисковой диффузии". М., Минздрав, 1984], становила залежно від щільності зразка (вмісту в ньому поліаміду) 2,6-3,5мм. Отриманий гідрофільний гель в якості імплантату досить легко вводити інсуліновим шприцом через голку G-30 при цьому, як показала клінічна практика (звіт про клінічне застосування в Медичному центрі «Медикап», м. Луганськ), у випадку введення в шкіру обличчя не залишається ніяких слідів, що дозволяє працювати з його допомогою безпечно з великим косметичним ефектом на будь-яких ділянках тіла. При цьому місце ін'єкції закривається практично моментально й не потребує ніяких пов'язок та наліпок. Мінімальна травматизація тканин і відсутність інфільтрації анестетікамі дозволяють оптимально розрахувати кількість препарату, що вводиться. Внаслідок інертності гідрофільного гелю, він не вступає в реакції з раніше введеними імплантами, допускає можливість багатократного введення в одну анатомічну область при недостатній або поетапній корекції. При введенні великих об'ємів в одну анатомічну область (150-200мл) змін у вигляді фрагментації і утворення грубої фіброзної капсули не відмічалося. Використання гідрофільного гелю дозволяє одержати можливість об'єктивного і точного прогнозу косметичного результату оперативного втручання. В результаті окремих досліджень проведених в «Науково-експертному фармакопейному центрі» м. Харків [звіт від 22.05.07 №11/524-2-121л] були підтверджені властивості отриманого гелю. Зокрема: водорозчинність, схожість препарату за спектральним аналізом із спектром протеїну і іншими природними поліамідами, схожість зміни в'язкості, характерну при тестуванні «ньютонівських рідин» і розчинів білка. Отримані дані дуже характерні для лінійних молекул природних поліамідів. 11 Комп’ютерна в ерстка C.Литв иненко 37080 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601