Адсорбційний препарат на основі активованого вугілля і пелоїду та спосіб його одержання

1. Адсорбційний препарат у вигляді суміші вуглецевого ентеросорбенту на основі активного вугілля з модифікуючими іонами калію, магнію і цинку на його поверхні і природного сорбенту, який відрізняється тим, що як природний сорбент він містить мінерально-органічну сполуку пелоїд, а поверхня вугілля додатково модифікована іонами Сu2+, причому суміш цих сорбентів має таке співвідношення компонентів, мас.%: модифікований іонами К+, Mg2+, Zn2+ і Cu2+ вуглецевий компонент 50-70, пелоїд - решта. 2. Препарат за п. 1, який відрізняється тим, що активне вугілля має такий вміст модифікуючих C2 2 (19) 1 3 84246 4 гілля і глибоководних відкладень (пелоїдів) і може плексо-утворюючу здатність по відношенню до їх бути використаний в медицині як сорбент для солей. ефективного очищення організму від органічних Відомий також спосіб одержання сорбенту, забруднювачів, іонів важких металів, а також для селективного до цезію, що включає модифікуванприскорення заживления раневої поверхні. ня природної глини фероціанідами перехідних Останнім часом широкий розвиток одержала металів [6]. За цим способом природну глину (панова концепція ентеро-сорбції - розробка й впролигорскіт, бентоніт) послідовно обробляють ортовадження нових комбінованих сорбентів селективфосфорною кислотою, фероціанідом калію і після ної дії, здатних, крім загальної детоксикації, забезцього сіллю перехідного металу, наприклад міді. печувати селективне видалення з організму Сорбент, одержаний цим способом, має високу радіонуклідів, важких металів, а також нормалізуселективність до цезію і ефективний при викорисвати основні біохімічні показники. Доведено доцітанні його як добавки в корм тваринам. Недоліком льність використання композитів у порівнянні з його являється недостатня здатність поглинати індивідуальними складовими для більш ефективважкі метали. ного видалення з організму органічних токсинів, Відомий композиційний вуглецевомінеральний шкідливих і отр уйних металів. сорбент "Карбоверм", що містить модифікований Відомо застосування подрібненого до дисперфероціанідом міді природний вермикуліт та актисного стану природного мінералу клиноптилоліту воване вугілля при співвідношенні інгредієнтів, для виведення радіоактивного цезію з організму мас.%: природний вермикуліт 20-80; активне вулабораторних і сільськогосподарських тварин [1]. гілля - решта [7]. Недоліком такого сорбенту являВиведення радіонукліда з організму тварин здійсються незначні знезаражуючі властивості. нюється шляхом введення в корм клиноптилолітоВідомий адсорбуючий препарат "Ентеросорб", вого борошна фракцією 0,03-0,07мм, яке дають здатний коригувати біохімічний статус організму по тваринам з розрахунку 2-4% до основного раціону електролітному, білковому і ліпідному складу, а протягом 1,5-2 місяців до забою. Недоліком застотакож спосіб його одержання [8]. Цей ентеросорсування клиноптилоліту являється невелика швибент розроблений на основі модифікованого іонадкість виведення радіонуклідів з організму тварин і ми натрію, калію, магнію або кальцію сферичного неможливість використання як медичного препагранульованого активного вугілля. Недоліком такої рату. технології є можливість модифікування вугілля Відома технологія одержання синтетичного вулише лужними і лужно-земельними металами, що глецевого матеріалу сферичної грануляції для обмежує селективність одержуваного препарату сорбції речовин із розчинів і біологічних рідин [2]. по відношенню до зв'язування важких металів, а Такий матеріал має високу сорбційну ємність і недоліком ентеросорбенту є слабо виражена анселективність по відношенню до іонів важких метиоксидантна активність, внаслідок чого терапевталів і радіонуклідів, завдяки механічній міцності і тична дія препарату недостатньо висока. біосумісності цей матеріал може бути використаБлизьким за технічною суттю і досягненому ний як медичний препарат - ентеросорбент. Недорезультату до адсорбційного препарату і способу ліком його являється набагато більша в порівнянні його одержання, що заявляються, є адсорбційний з природними мінералами вартість. препарат "Карбоксикам" та спосіб його одержання Відомий адсорбуючий засіб на основі активо[9]. "Карбоксикам" включає вуглецевий ентеросорваного вугілля, що містить також натрій - карбокбент на основі активного вугілля з поверхнею, мосиметилцелюлозу (Na-КМЦ) і як наповнювач - білу дифікованою іонами K+, Mg2+, Cu2+ та аніонами глину [3]. Такий засіб може бути застосований при SeO32- і природний сорбент еламін, і являє собою терапії шлунково-кишкових захворювань, при мемеханічну суміш ци х сорбентів при співвідношенні теоризмі, харчових інтоксикаціях, отр уєннях алкакомпонентів, мас.%: модифіковане вугілля - 50-70, лоїдами і солями важких металів. Недоліками таеламін - решта. кого сорбенту являються низька здатність Спосіб одержання цього препарату включає виведення радіонуклідів з організму та незначні обробку активного вугілля шляхом його ступінчазнезаражуючі властивості. того послідовного контактування з розчинами хлоВідомі матеріали з сорбційними властивостяридів калію, магнію, міді та селеніту натрію з одеми щодо важких металів, які вилучаються з біолоржанням спочатку вугілля в калієвій, а потім в гічних рідин [4, 5]. Дія таких матеріалів ґрунтується калій - магнієвій та калій - мідній формах і окремо на іонному обміні між модифікуючими сорбенти вугілля в SeO 32- - формі. Модифіковане K+, Mg2+, лужними і лужно-земельними металами і токсичCu2+, SeO32- - вугілля відділяють від розчинів, суними важкими металами, що потрапили в організм шать, диспергують і послідовно змішують у диспелюдини із зовнішнього середовища. ргаторі, після чого додають до цієї суміші природМікроелементи разом з ферментами, гормоний сорбент еламін (морські водорості), нами, вітамінами й іншими біологічно активними перемішують суміш ци х сорбентів з одержанням речовинами (БАР) беруть участь в процесах росту, адсорбційного препарату "Карбоксикам". "Карбокобміну білків, жирів, вуглеводів і т.д. Біологічні сикам" показав себе як ефективний детоксикант функції хімічних елементів у живому організмі зв'япри інтенсивній терапії отруєнь радіонуклідами й зані головним чином із процесами комплексоутвоіонами важких металів. Крім звичайної детоксикарювання між біологічними лігандами і іонами відційної функції він проявляє коригуючу дію стосовповідних металів. Недоліком матеріалів, описаних но біохімічнного статусу організму по електроліту згаданих джерелах інформації [4, 5] є недостатній, білковій і ліпідній сполуці, а також сприятливо ній іонний обмін важких металів через низьку комдіє на процеси, що відбуваються в антиоксидант 5 84246 6 ній системі організму. Недоліком цього ентеросормає таке співвідношення компонентів, мас. %: мобенту є недостатня селективність щодо важких дифікований іонами K+, Mg2+, Zn2+ і Cu2+ - вуглецеметалів та низька сорбційна ємність стосовно орвий компонент - 50-70; пелоїд - решта. ганічних забруднень організму. Як вуглецевий компонент може бути викорисНайбільш близьким за технічною суттю і досятане активне вугілля із вмістом модифікуючих гнутому результату до винаходів, що заявляються, елементів, мас.%: калій - 1,3-5,0, магній - 0,2-1,0, є адсорбуючий препарат "Ультрасорб", який являє цинк - 0,2-1,5, мідь - 0,07-2,1. собою механічну суміш модифікованого фероціаВищенаведена кількість елементів, необхідна нідом міді палигорскіту і вуглецевого компоненту для досягнення терапевтичного ефекту, визначена модифікованого іонами K+, Mg2+, Zn2+ -вугілля, а експериментальними дослідженнями потреби ортакож технологія одержання цього препарату [10]. ганізму в ци х металах на добу. У якості мінерального компоненту запропонований Вказаний технічний результат досягається таприродний мінерал палигорскіт, модифікований кож заявленим способом одержання препарату фероціанідом міді. Цей сорбент має високу вибір"Карбодон" (приклад 6, табл.2). Суть його полягає ковість до цезію, позитивно впливає на перетравв тому, що у відомому способі одержання адсорлювання усіх поживних речовин, його використобуючого препарату, який включає обробку активвують у якості домішок до корму тварин. Як ного вугілля шляхом його модифікування ступінчавуглецевий компонент використане волокнисте тим послідовним контактуванням з розчинами або кісточкове вугілля, яке модифікують способом хлоридів калію, магнію, цинку з одержанням споступінчатого послідовного контактування з розчичатку вугілля в калієвій формі, а потім в калій нами хлоридів калію, магнію та цинку з одержанмагнієвій та калій - цинковій формах, відділення ням спочатку вугілля в калієвій, а потім в калійвугілля від розчинів, його сушіння, диспергування магнієвій та калій-цинковій формах. Модифіковане кожного модифікованого вугілля, змішування його K+, Mg2+, Zn2+ - вугілля відділяють від розчинів, форм з одержанням K+, Mg2+, Zn2+ - форми і подасушать, диспергують і послідовно змішують у дисльшого перемішування в диспергаторі з природпергаторі, після чого додають до диспергованого ним сорбентом, відповідно заявленому винаходу, модифікованого палигорскіту, перемішують суміш додатково здійснюють контактування активного цих сорбентів з одержанням адсорбційного препавугілля з концентрованим розчином CuCl2 (1-5н.) і рату "Ультрасорб". "Ультрасорб" являється ефекодержують його бактерицидну Cu2+ - форму, яку тивним адсорбційним препаратом завдяки вдалозмішують з K+, Mg2+, Zn2+ - формою, а як природму співвідношенню модифікованого фероціанідом ний сорбент використовують глибоководні донні міді палигорскіта і вуглецевого компонента, модивідкладення - пелоїди, які змішують з модифіковафікованого іонами K+, Mg2+, Zn2+ . "Ультрасорб" ним вугіллям при співвідношенні компонентів, являється детоксикантом, вибірково поглинаючим мас.%: радіонукліди і важкі метали, а також коригуючим K+, Mg2+, Zn2+ і Cu2+- вугілля - 50-70; біохімічний статус організму. Недоліком такого пелоїд - 50-30, і одержують адсорбційний преентеросорбента є невисока сорбційна ємність щопарат "Карбодон". до органічних забруднювачів та відсутність знезаДля одержання адсорбенту в K+, Mg 2+, Zn 2+ ражуючих властивостей. формі дисперговані сорбенти в K+, Mg2+ - формі і в Задачею, на вирішення якої спрямовані винаK+, Zn2+ - формі змішують, переважно, у масовому ходи, є створення більш ефективного ентеросорспіввідношенні 2 : 1 відповідно, а для одержання бенту медичного призначення з широкими функцімодифікованого іонами K+, Mg2+, Zn 2+ і Cu2+ вуглеональними можливостями. цевого компоненту, сорбент в K+, Mg2+, Zn + - форАдсорбуючий препарат "Карбодон", що заявмі і в Cu2+ - формі змішують, переважно, у масоляється, а також спосіб його одержання, створені вому співвідношенні 9:1 відповідно. для вирішення поставленої задачі, дозволяють Заявлений препарат "Карбодон" можна одердосягнути те хнічного результату, що полягає в жати лише за допомогою запропонованої технолорозширенні функціональних можливостей ентерогії, тобто винаходи зв'язані між собою єдиним висорбента, а саме: підвищенні селективності поглинахідницьким замислом. нання важких металів, коригуванні біохімічного Рішень, що характеризуються сукупністю статусу організму, стимулюванні його антиоксидаознак заявлених винаходів, в доступних джерелах нтного захисту, е фективній детоксикації організму інформації не виявлено і порівняльний аналіз заза рахунок збільшення сорбційної ємності і селекпропонованого препарату і способу його одержантивності по відношенню до органічних забруднюня із прототипами дозволяє зробити висновок про вачів, а також у високих знезаражуючих властивоте, що вони відрізняються від відомих ентеросорстях. бентів і технологій їх одержання наявністю нових Суть запропонованого препарату полягає в суттєвих ознак, тобто про їх відповідність критерію тому, що відомий адсорбуючий препарат у вигляді "новизна". При вивченні інших те хнічних рішень у механічної суміші компонентів, яка включає вугледаній галузі медико-хімічної промисловості не вицевий ентеросорбент на основі активного вугілля з явлено впливу сукупності відрізняючих ознак замодифікуючими іонами калію, магнію, цинку на явлених винаходів на розширення функціональних його поверхні і природний сорбент, відповідно до можливостей препарату - здатність композиційнотехнічного рішення, що заявляється, як природний го препарату досить ефективно знижувати підвисорбент якій містить мінерально - органічну сполущені концентрації важких металів (свинцю, заліза, ку пелоїд, а поверхня вугілля додатково модифінікелю, кадмію) при екологічно залежних захворюкована іонами міді, причому суміш цих сорбентів ваннях - металозах, до необхідного фізіологічного 7 84246 8 рівня, очищувати організм від органічних забрудактивного вугілля шля хом його ступінчатого послінень, знезаражувати й прискорювати загоєння довного контактування з розчинами хлоридів караневої поверхні. Це свідчить про творчий хараклію, магнію і цинку з одержанням спочатку вугілля тер рішень, тобто про їх відповідність критерію в калієвій формі, а потім в калій-магнієвій та калій"винахідницький рівень". цинковій формі. Вугілля, модифіковане іонами У запропонованому композиційному препараті міді, одержують обробкою концентрованими роз"Карбодон" вуглецевий компонент являє собою чинами CuCl 2 (1-5н). Такі вуглецеві сорбенти мосольову форму окисленого вугілля, і має відмінні жуть містити як водорозчинну мідь - молекулярно особливості стосовно прототипу наявністю на свосорбовану в міжпоровому або внутріпоровому їй поверхні, крім іонів K+ і Mg2+, Zn2+, ще і слабопопросторі, так і кислоторозчинну - у вигляді гідров'язану та водорозчинну мідь, що забезпечує бакксиду солі або катіонообмінно - зв'язаної міді (II). терицидні властивості сорбенту. Мідь, поряд зі Така різноманітність зв'язування іонів міді (II) відсріблом, ртуттю, антибіотиками, має відомі антимікриває можливості одержання препаратів з регукробні властивості, і це дозволяє підвищити ефекльованою кількістю й швидкістю виділення бактетивність ентеросорбента стосовно органічних токрицидних форм міді (ll) у навколишнє середовище. синів, прискорювати загоєння раневої поверхні, а При цьому ймовірно одержання високоактивних отже поліпшувати лікувальний ефект у порівнянні форм бактерициду з меншою витратою міді (II), які з прототипом. мають нижчу токсичність в порівнянні з відомими Пелоїди були обрані як другий компонент замідьвмісними препаратами. пропонованого ентеросорбенту. Глибоководні відЗапропонований ентеросорбент "Карбодон" кладення - пелоїдні системи являються унікальниявляє собою механічну суміш компонентів у співми мінерально-органічними сполуками, які містять відношенні, підібраному дослідним шляхом. Масоприродні дисперсні мінерали й теригенні утворенвий вміст модифікуючих іонів металів у зазначених ня. Вони створюють мінеральну матрицю з «вбумежах забезпечує кращі фізико-хімічні характерисдованими» в неї органічними компонентами, утвотики та структурно-сорбційні властивості препарареними внаслідок багаторічної деструкції фіто- і ту (приклади 1-5, табл.1). бактеріопланктонів, а також гуміновими речовинаПроведеними дослідженнями отримані дані ми, насиченими морською водою складного електпро селективну сорбцію різних іонів металів (Cd2+, 2+ ролітного складу з мікроелементами. Co , Pb2+, Zn2+, Cu2+, Ni2+) на фоні стандартного Лікувальний ефект глибоководних пелоїдних багатокомпонентного розчину Рингера модифікосистем обумовлений рядом факторів. Перш за все ваним вугіллям і сумішшю його і природного сорслід відзначити тепловий оздоровлюючий вплив бенту пелоїду, тобто композиційним сорбентом. цих систем, подібний до дії лікувальної грязі і деОтриманий ряд сорбції Pb2+>Cu2+>Co2+>Ni2+>Cd2+ яких аплікаційних матеріалів (парафіну, озокериє типовим для більшості окисленого вугілля і практу). Крім того, при використанні пелоїдів присутні тично збігається з даними, отриманими для "Ультфізико-хімічний, хімічний і біологічний фактори. расорба" (прототипа). Такий синтезований сорбФізико-хімічний (колоїдно-хімічний) фактор реційний матеріал здатний досить ефективно алізується за рахунок високих адсорбційних харакзнижувати підвищені концентрації зазначених метеристик таких систем, їхньої здатності до ефектиталів в організмі (так звані металози) до необхідвного осмотичного масопереносу й каталітичної ного (фізіологічного) рівня (приклади 7-11, табл.3). активності їх мінеральної частини. Це дозволяє Антибактеріальні властивості композиційного здійснювати спрямований масообмін через шкірні сорбенту і його складових перевірені по ступеню покриви, видаляти або, навпаки, доставляти ті чи уповільнення активності ряду фітопатоген-них баінші речовини в системи крово- і лімфообігу, сисктерій: Pseudomonas lachrymans (2 види: 13 і 5а) і тему живлення різних тканин організму й суглобів і Ervinia (3 види: 8982, 8163 і 549). Сорбенти такого тим самим впливати на них і на весь організм в типу можуть бути використані також для сільського цілому. У мінеральній сполуці поверхневих грягосподарства при захисті рослин (томати, картозьових систем відсутні природні дисперсні мінерапля) від фітобактерій (приклади 12-16, табл.4). ли, що забезпечують ці механізми. Ефективність сорбційного вбирання органічХімічний фактор обумовлений наявністю в них забруднень в основному обумовлена співвідглибоководних пелосистемах специфічного набору ношенням між розміром пор адсорбенту й розміречовин і мікроелементів, що забезпечують цільором молекул сорбата, показником останнього ву зміну метаболічних і інших функціонально важможе служити молекулярна маса. Тому для цілесливих процесів ендокриної регуляції, відмінних від прямованого підбору ефективного сорбенту необтаких у лікувальних грязях поверхневого заляганхідно мати кількісні характеристики його сорбційня. ної активності залежно від молекулярної маси Біологічний фактор обумовлений наявністю в органічних забруднень. Сорбцію органічних барвописуваних системах унікальної біологічно активників з різною молекулярною масою від 100 до ної органічної складової, якій притаманні свої осо700а.е.м. проводили в статичних умовах на склабливості лікувального впливу на організм. дових препарату і на композиційному ентеросорВуглецеві ж сорбенти здавна й успішно застобенті. Зроблено висновок про те, що отримані совуються в ентеросорбції при отруєннях солями композити у вигляді суміші активного вугілля з певажких металів, алкалоїдами, при харчових інтоклоїдом можуть бути перспективними для прискосикаціях (поглинають отрути, перешкоджаючи їх рення детоксикації організму від шкідливих органівсмоктуванню), при метеоризмі і т.д. Модифіковачних забруднювачів (приклади 1-5). не іонами металів вугілля одержують обробкою 9 84246 10 Технологія одержання ентеросорбента поля1,5-2 годин. Якщо рН розчину вище зазначеного, гає в наступному. Як вихідний матеріал викорисдодають краплями 3%-ний розчин HCl, доводячи товують окислене вугілля, що представляє собою рН розчину до заданої величини. Через 2 години катіонообмінник (тверду кислоту). Він може викорозчин ZnCl2 зливають, сорбент промивають 1%ристовуватися в сольовій формі. Катіони металів, ним розчином KCl, потім сорбент сушать до повітякими модифікують, вводяться в такій кількості, ряно-сухо го стану. яка частково або повністю компенсує (нейтралізує) Після диспергування до дрібно-дисперсного карбоксильні групи. Для досягнення вираженого стану модифіковане вугілля в K+-, Mg2+- формі і терапевтичного ефекту бажане введення максивугілля в K+-, Zn2+- формі змішують у співвідномально можливої кількості фізіологічно важливих шенні 2:1 відповідно і одержують сорбент, що міскатіонів. Дана технологія передбачає використантить мас.%: ня окисленого вугілля, що модифікується катіонаK+ 1,3-5,0; ми K+, іонно зв'язаними із протоногенними функціMg2+ 0,2-1,0; ональними групами на вуглецевій поверхні в Zn2+ 0,2-1,5. кількості 1,3-5мас%. Потім іони калію часткове б) Одержання мідьвмісного вугілля. заміщаються на іони Mg2+, Zn2+. Контакт окислено1кг активного вугілля обробляють концентрого вугілля й концентрованого розчину хлориду міді ваним (1-5н.) розчином міді (CuCl2), одержуючи (1-5н) дозволяє одержати сорбент в Cu- формі, різні форми зв'язування міді з переважним вмістом який містить усі вже описані форми зв'язування зв'язаної водорозчинної форми. Обробку провоміді. Більша кількість слабозв'язаної водорозчиндять шляхом дозованого вливання. При обробці ної форми міді додає вугіллю значних бактерицивугілля концентрованими розчинами хлориду міді дних властивостей. величина рН розчину майже не впливає на сорбКомпоненти препарату диспергують й змішуцію міді. Розчин хлориду міді додають у три приють в співвідношенні: вуглецева складова - 50йоми через 20хв., перемішують протягом 1,5-2 70% і пелоїд - решта. годин. Через 2 години розчин CuCl2 зливають, моБільш детально технологія адсорбуючого предифіковане міддю вугілля відмивають від надлишпарату «Карбодон» розкривається конкретними кової сполуки міді дистильованою водою, потім прикладами: вугілля сушать до повітряно-сухого стану. ПередПриклади 1-5. В таблиці 1 наведені структурбачається, що більша частина водорозчинної міді но-сорбційні характеристики матеріалів, які можуть перейде в порах у стан, близький до служити складовими компонентами при створенні 3Cu(OH)2·CuCl2·xH2O - сполуки, що є еталоном адсорбційних композиційних препаратів. для оцінки бактерицидної активності. Приклад 6. Технологія одержання металовмісВ результаті обробки одержуємо сорбент, що ного композиційного адсорбційного препарату "Камістить Cu2+ , мас.%: від 0,07-до2,1. рбодон" (табл.2). Після диспергування до дрібно-дисперсного а) Одержання вугілля в K+-, Mg2+-, Zn2+- формі. стану модифіковане вугілля змішують. Вугілля в 1кг окисленого вуглецевого сорбенту в H+ Cu2+- формі змішують в диспергаторі з вугіллям - у формі обробляють 1%-ним розчином KCl (10г на K+-, Mg2+, Zn2+- формі у співвідношенні 1:9 відпові1л дистильованої води). Для цього вугілля у продно. Після змішування одержуємо вуглецевий сопорції вугілля:розчин - 1:3 перемішують на протязі рбент, що містить, мас.%: 1,5 годин при величині рН розчину - 8,0-8,5. У разі K+ 1,3-5,0; зниження рН у розчин додають краплями 10% Mg2+ 0,2-1,0; ний розчин KOH. Таким чином одержують калієву Zn2+ 0,2-1,5; форму вугілля. Cu2+ 0,07-2,1. Відсмоктують відпрацьований розчин хлорисв) Одержання адсорбційного препарату "Картого калію і додають до вугілля у три прийоми з бодон". інтервалами тривалістю 20хв. 1%-ний розчин хлоОтримане модифіковане активне вугілля може ристого магнію (10г MgCl2·6H2O на 1л розчину бути використане самостійно у якості ентеросорKCl). Величину рН розчину витримують у межах бента й пройшло апробацію на тваринах. Для 7,0-7,5. Розчин хлористого магнію додають у три одержання препарату "Карбодон" модифіковане прийоми через 20хв., перемішують протягом 1,5-2 вугілля змішували з подрібненим пелоїдом в співгодин. Потім розчин зливають декантацією, сорвідношенні: вуглецева складова - 50-70% і пелоїд бент заливають 1%-ним розчином KCl, витримаврешта. ши величину рН в межах 9,0-9,5, перемішують 2 Після відділення фракції