Спосіб отримання аплікаційних вуглецевих ліпідвмісних композитів

Реферат: Спосіб одержання аплікаційних вуглецевих ліпідвмісних композитів належить до медицини, а саме до одержання перев'язувальних засобів медичного призначення (пов'язки, серветки, турунди, пластири, тампони), що можуть використовуватись для закриття та лікування опіків, ран різної етіології, пролежнів, трофічних виразок тощо Згідно з винаходом, волокнисті вуглецеві сорбенти просочують при кімнатній температурі спиртовим розчином, який містить ефірну олію у кількості 50 % від ваги вуглецевої матриці, а потім висушують, отримана таким способом аплікаційна пов'язка містить дві складові: ефірну олію з виразною бактерицидною дією та активовані волокнисті вуглецеві сорбенти АУТ-М та АУВМ-МН у формі матеріалу або волокон, що мають потужний сорбційний потенціал. Технічний результат полягає у забезпеченні отримання атравматичного аплікаційного ліпідвмісного UA 109752 C2 (12) UA 109752 C2 вуглецевого композита з підвищеною антимікробною активністю і високим сорбційним потенціалом для лікування опіків та ран різної етіології, що практично виключає негативні побічні ефекти та є відносно дешевим. UA 109752 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід, що заявляється, належить до галузі медицини, саме до створення засобів медичного призначення - перев'язувальних засобів (пов'язки, серветки, турунди, пластири, тампони), що використовуються для закриття та лікування опіків, ран різної етіології, пролежнів, трофічних виразок тощо, для прикриття місць взяття шкірного клаптя в пластичній та косметичній хірургії. Рівень техніки. Ефективність перев'язувальних засобів, призначених для закриття та лікування травматичних пошкоджень, опіків, ран, визначається головним чином їх здатністю запобігати розвитку інфекції та поглинати рановий ексудат. Крім того, лікувальна ефективність їх може зростати, якщо забезпечуються інші види лікувальної дії, а саме: знеболювання, запобігання розвитку запалення, прискорення загоєння, зниження ступеня травматизації при їх зміні. Досягти легкого і безболісного зняття пов'язки без пошкоджень грануляційної тканини і молодого епітелію можливо лише при відсутності прилипання перев'язувального матеріалу до поверхні рани. Подібний ефект мають добре відомі атравматичні пов'язки «Гразолінд нейтраль» і «Атрауман». «Гразолінд нейтраль» (Grassolind® neutral виробництва фірми "Пауль Хартманн", Німеччина), що складаються з крупноосередкової бавовняної тканини, просоченої індиферентною для шкіри мазевою масою, яка не містить фармпрепаратів і містить білий вазелін, безводний ланолін і напіврідкий парафін [1]. Пов'язка «Атрауман» (Atrauman© виробництва фірми "Пауль Хартманн", Німеччина) складається з крупноосередкового гідрофобного матеріалу, просоченого нейтральною маззю, без домішок вазеліну і парафіну, містить тригліцериди жирних кислот та нейтральні жири [2]. Одним з недоліків, зазначених вище пов'язок, є те, що вони не мають антибактеріальних властивостей і не можуть бути використані при підвищеній загрозі інфікування або для лікування інфікованих ран. Для усунення цього недоліку розроблена срібловмісна версія пов'язки -«Атрауман Ag» (Atrauman® Ag виробництва фірми "Пауль Хартманн", Німеччина) - з антибактеріальними властивостями, яка являє собою поліамідну сітчасту тканину, просочену гідрофільною маззю і вкриту елементарним сріблом [3]. Включення останнього до складу пов'язки призводить до надання антибактеріальної дії засобу, але значно (майже у 5разів) підвищує її вартість. Вибраний як показник рівня техніки і водночас як прототип, перев'язувальний матеріал «Бранолінд Н» (Branolind® N виробництва фірми "Пауль Хартманн", Німеччина) є найбільш близькою до запропонованого композита за технічною суттю і результатом [4]. До його складу входить крупносітчаста повітро- та секретпроникна бавовняна тканина, просочена безводною мазевою масою, 100 г якої містить 21г безводного ланоліну, білого вазеліну, 6 г цетіолу V, 1 г перуанського бальзаму та 4 г м'якого парафіну. При цьому одна стандартна пов'язка розміром 2 2 7,510 см містить 2 г мазевої маси і 100 мг перуанського бальзаму; розміром 1020 см - 5,3 г мазевої маси і 265 мг перуанського бальзаму. Саме перуанський бальзам, до складу якого входять ефіри бензойної і коричної кислот та смоляні спирти з домішкою ваніліну, надає цій мазевій пов'язці антисептичний і ранозагоювальний ефект. Рідке плетіння основи цієї пов'язки та насичення мазевою масою не перешкоджає дренуванню ексудату і забезпечує відсутність прилипання. Вартість такої пов'язки приблизно в 6 разів нижча ніж срібловмісної «Атрауман Ag». Основним недоліком перев'язувального матеріалу «Бранолінд Н» та іншим вищезгаданим пов'язкам є відсутність поглинальної складової, тобто після накладання її на рану виникає необхідність у фіксації додаткової стерильної абсорбуючої пов'язки, яка забезпечить всмоктування ранового ексудату. Певні перспективи є у перев'язувальних засобів на основі волокнистих вуглецевих матеріалів, які мають досить високу сорбуючу ємність [5], але недостатню антибактеріальну активність [6]. Остання була значно підвищена шляхом нанесення на її поверхню спеціальних бактерицидних агентів, наприклад наночастинок срібла [7], або антисептиків полігексаметиленбігуанідину [8] та полігексаметиленгуанідинхлориду [9]. Недоліком таких сорбційних композитів є вірогідність травматизації грануляційної тканини і молодого епітелію рани при їх зміні. Цей недолік може бути усунутий шляхом використання агентів ліпофільної природи, які мають високий бактерицидний потенціал. До таких агентів належать ефірні олії, потужна антимікробна дія яких відома щодо широкого спектра мікроорганізмів [10]. Обробка поверхні сорбційних перев'язувальних засобів ефірними оліями може забезпечити атравматичність процедури зміни пов'язки і одночасно надати їй антибактеріальні властивості. Однак, неконтрольоване насичення ефірною олією сорбційного матеріалу може призвести до значного зменшення і навіть втрати його поглинальної активності. Власне опис винаходу, що заявляється 1 UA 109752 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу способу, що заявляється, поставлено задачу отримання атравматичного аплікаційного вуглецевого ліпідвмісного композита з широким спектром антимікробної дії, потужним сорбційним потенціалом і пролонгованою терапевтичною дією для лікування опіків та ран різної етіології. Поставлена задача вирішується шляхом запропонованого атравматичного аплікаційного вуглецевого ліпідвмісного композита, що поєднує дві активні складові - вуглецеву сорбційну матрицю, яка обумовлює високу поглинальну здатність, та ліпідний агент - ефірну олію, що забезпечує антибактерільний ефект композита. Конструкція заявленого ліпідвмісного композита базується на використанні як основи активованих волокнистих вуглецевих сорбентів марки АУВМ-МН або АУТ-М у вигляді матеріалу або волокон довжиною 2-4 мм, які мають велику сорбційну поверхню та унікальні сорбційно-кінетичні характеристики, необхідні для іммобілізації додаткових функціональних агентів, швидкого поглинання з ранового вмісту великої кількості різноманітних біологічно активних компонентів [11], блокування локальних джерел інтоксикації і запобігання повторному інфікуванню уражених поверхонь. Як бактерицидний агент використовується спиртовий розчин ефірної олії (надалі - олії), який містить її у кількості 50 % від ваги вуглецевої матриці, що зберігає високу сорбційну ємність останньої і одночасно забезпечує високий антибактеріальний ефект. Спосіб отримання аплікаційного ліпідвмісного композита на сорбційній основі здійснюється у технологічному процесі, що включає наступні операції: 1) підготовка сорбційного матеріалу або волокон шляхом дворазового промивання дистильованою водою для видалення механічних забруднень; 2) просочування при кімнатній температурі підготовленого згідно з пунктом 1 сорбційного матеріалу або волокон спиртовим розчином олії концентрацією від 45 % до 50 % від ваги вуглецевої матриці; 3) висушування отриманого композита при кімнатній температурі протягом 24 годин при постійному перемішуванні; 4) експозиція отриманого композита при температурі 60±1 °С протягом 24 годин. Вміст адсорбованої на вуглецевій сорбційній основі олії розраховується за різницею у наважках зразків вуглецевої тканини або подрібнених вуглецевих волокон до та після просочування олією та висушування. Застосування способу, що заявляється, забезпечує: збереження високого сорбційного потенціалу волокнистої вуглецевої матриці ліпідвмісного аплікаційного композита після нанесення розрахованої оптимальної кількості ефірної олії і висушування. -забезпечення потужної антимікробної дії ліпідвмісного аплікаційного композита. Приклади практичного виконання перев'язувального засобу, що заявляється. Приклад № 1. Зразок промитого водою активованого волокнистого вуглецевого сорбенту 3 АУТ у формі матеріалу площею 4 см (маса: 0,05±0,002 г) розміщували у 2,0 см спиртового робочого розчину, в який додавали 3,0 мкл ефірної олії (олія чайного дерева) та витримували в ньому 24 години при постійному перемішуванні при кімнатній температурі. Після цього зразок поміщали у термостат і витримували при температурі 61±1 С протягом доби. Вміст адсорбованої олії в отриманому матеріалі склав 2,6±0,05 мг. 3 Приклад Μ 2. Процес проводили як у прикладі № 1, але у 2,0 см спиртового робочого розчину додавали 10,0 мкл ефірної олії. Вміст адсорбованої олії у отриманому матеріалі склав 8,7±0,05 мг. 3 Приклад № 3. Процес проводили як у прикладі № 1, але у 2,0 см спиртового робочого розчину додавали 47,0 мкл олії. Вміст адсорбованої олії у отриманому матеріалі склав 40,0±0,05 мг. 3 Приклад № 4. Процес проводили як у прикладі № 1, але у 2,0 см спиртового робочого розчину додавали 93,0 мкл олії. Вміст адсорбованої олії у отриманому матеріалі склав 79,3±0,05 мг. 3 Приклад № 5. Процес проводили як у прикладі № 1, але зразок площею 6,25 см розміщували у 3,0 см спиртового робочого розчину і додавали 79,5 мкл олії. Вміст адсорбованої олії у отриманому матеріалі склав 68,0±0,15 мг. Приклад № 6. Процес проводили як у прикладі № 5, але замість зразка матеріалу АУТ 2 3 брали зразок з матеріалу АУВМ-МН площею 6,25 см розміщували у 3,0 см спиртового робочого розчину і додавали 28,5 мкл олії. Вміст адсорбованої ефірної олії у отриманому матеріалі склав 24,0±0,15 мг. Приклад № 7. Процес проводили як у прикладі № 6, але замість зразка матеріалу АУВМ-МН брали зразок подрібнених волокон матеріалу АУВМ-МН відповідно до ваги зразка площею 6,25 2 UA 109752 C2 2 5 10 см , розміщували у 3,0 см спиртового робочого розчину і додавали 28,5 мкл олії. Вміст адсорбованої олії у отриманому матеріалі склав 24,0±0,15 мг. Результати аналізу адсорбції некон'югованого білірубіну свідчать про те, що спосіб, що заявляється, забезпечує збереження високого сорбційного потенціалу волокнистої вуглецевої матриці ліпідвмісного аплікаційного композита. У таблиці представлені результати тестування адсорбційної ємності активованих волокнистих вуглецевих сорбентів АУТ у формі матеріалу до та після нанесення олії у кількості від 0,65 до 19,75 мг на см . Поглинальну активність вуглецевої сорбційної основи та ліпідвмісного композита оцінювали за адсорбцією ліпофільного маркера - некон'югованого білірубіну. Величину адсорбції визначали за зниженням вмісту маркерної речовини у розчині після контакту з сорбентом та розраховували на 1 г маси сорбенту. Таблиця Результати тестування адсорбційної ємності активованих волокнистих вуглецевих сорбентів АУТ у формі матеріалу до та після нанесення ефірної олії чайного дерева у кількості від 0,65 до 19,75 2 мг на см № прикладу 1 2 3 4 5 6 7 15 20 25 30 35 40 Кількість грейпфрутової Залишкова концентрація олії некон'югованого у складі ліпід-вуглецевого білірубіну, мг/100 мл композита, мг 0 16,06 2,6 16,00 8,7 14,75 40,0 13,77 79,3 19,12 68,0 7,00 24,5 11,88 24,2 4,66 Адсорбція некон'югованогс білірубіну, мг/г 5,25 5,20 6,15 7,39 3,42 7,39 13,51 22,44 Результати бактеріального аналізу (Фіг. 1-6) переконливо довели, що спосіб, що заявляється, забезпечує потужну антимікробну дію ліпідвмісного аплікаційного композита, який містить оптимальну кількість олії. Визначено різке зниження кількості бактеріальних клітин після 1 години контакту. Встановлено, що для кожного виду бактерій характерна індивідуальна динаміка сорбції. Так, для колоній S.aureus зниження кількості клітин після 60 хв. контакту складає 96±2 %, для колоній Е.соіі - 100 % і для колоній P.aeruginosa – 100 %. В процесі досліджень зафіксована зміна кольору середовища після контакту з ліпідвмісною вуглецевою пов'язкою. Це свідчить про активну сорбцію білкових компонентів середовища та розчинних факторів. Таким чином, спосіб, що заявляється, забезпечує отримання атравматичного аплікаційного ліпідвмісного вуглецевого композита з підвищеною антимікробною активністю і високим сорбційним потенціалом для лікування опіків та ран різної етіології. Перелік фігур. Фіг. 1. Мікрофотографії колоній S.aureus на поверхні поживного середовища у контролі. Примітка: 1. клітини S.aureus Фіг. 2. Мікрофотографії колоній S.aureus на поверхні поживного середовища через 1 годину контакту з вуглецевим ліпідвмісним композитом. Примітки: 1. Зміна кольору середовища після контакту з вуглецевою пов'язкою з темнозеленого на сірий 2. Зниження кількості клітин S.aureus після 60 хв контакту складає 96±2 %. Фіг. 3. Мікрофотографії колоній Е.соіі на поверхні поживного середовища у контролі. Примітка: 1. клітини Е.соіі Фіг. 4. Мікрофотографії колоній Е.соіі на поверхні поживного середовища через 1 годину контакту з вуглецевим ліпідвмісним композитом. Примітки: 1. Зміна кольору середовища після контакту з вуглецевою пов'язкою з світлозеленого на сірий . 2. Зниження кількості клітин Е.соіі після 60 хв контакту складає 100 %. Фіг. 5. Мікрофотографії колоній P.aeruginosa на поверхні поживного середовища у контролі. Примітка: 1. клітини P.aeruginosa Фіг. 6. Мікрофотографії колоній P.aeruginosa на поверхні поживного середовища через 1 годину контакту з вуглецевим ліпідвмісним композитом. 3 UA 109752 C2 5 10 15 20 25 30 35 Примітки: 1. Зміна кольору середовища після контакту з вуглецевою пов'язкою зі світлозеленого на світло-сірий. 2. Зниження кількості клітин P.aeruginosa після 60 хв контакту складає 100 %. Джерела інформації: 1. Brychta Ρ, Adler J, Rihova Η, Suchanek I, Kaloudova Y, Koupil J. Cultured epidermal allografts: Quantitative evaluation of their healing effect in deep dermal burns // Cell Tissue Bank.- 2002. - Vol.3, № 1. - P. 15-23. 2. Stephen-Haynes J. The use of Atrauman non-adherent wound dressing in tissue viability // Br J Community Nurs. - 2009. - Vol. 14, № 3. - S. 29-30, S. 32-34. 3. Rueda Lopez J, Martinez Cuervo F, Verdu Soriano J, Segovia Gomez T. Dressings impregnated in antibacterial agent: multicenter study on acute and chronic wounds, with Atrauman Ag // Rev Enferm. - 2010. - Vol. 33, № 11. - P. 6-15. 4. Rennekampff HO, Rabbels J, Reinhard V, Becker ST, Schaller HE. Comparing the Vancouver Scar Scale with the cutometer in the assessment of donor site wounds treated with various dressings in a randomized trial // J Burn Care Res. - 2006. - vol. 27, № 3. - P. 345-51. 5. Свідоцтво про державну реєстрацію № 9698/2010 від 05.08.2011 p. «Засоби перев'язувальні на основі волокнистих вуглецевих матеріалів». 6. Wang Z.Q., Liu S.X. Preparation and characterization of activated carbon-silver composite with 20 antibacterial behavior via vacuum impregnation method // Huan Jing Ke Xue. -2011.-Vol. 32, № l.R 145-150. 7. Krebs FC, Miller SR, Ferguson ML, Labib M, Rando RF, Wigdahl B. Polybiguanides, particularly polyethylene hexamethylene biguanide, have activity against human immunodeficiency virus type 1 // Biomed Pharmacother. - 2005. -Vol. 59, №8. -P. 438-45. 8. Сарнацкая В.В., Юшко Л.А., Сахно Л.А., Николаев В.Г. Влияние полигексаметиленгуанидина на активность углеродных аппликационных сорбентов // Сучасні проблем токсикологи, харчової та хімічної безпеки. -2013. -Т.3,№62.-С. 44-51. 9. Reichling J, Schnitzler Ρ, Suschke U, Sailer R. Essential oils of aromatic plants with antibacterial, antifungal, antiviral, and cytotoxicproperties~an overview // Forsch Komplementmed.2009. - Vol. 16, № 2. - P. 79-90. 10. Eretskaya E.V., Sakhno L.A., Nikolaev V.G. Application sorption: experience in clinical use and prospects of development // Biomater Artif Cells Immobilization Biotechnol. - 1991. -Vol. 19, № 1. - P. 129-145. 11. Sakhno L.A., Nikolaev V.G, Lozinskaya LA., Yudin V.M., Vovyanko S.I. Basic studies of local adsorption in burn treatment // Biomater Artif Cells Immobilization Biotechnol. - 1991.-Vol. 19, № 1. P. 111-128. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 Спосіб одержання аплікаційних вуглецевих ліпідвмісних композитів, який відрізняється тим, що активовані волокнисті вуглецеві сорбенти з потужним сорбційним потенціалом АУТ-М та АУВММН у формі матеріалу або волокон при кімнатній температурі просочують спиртовим розчином з ефірною олією з виразною бактерицидною дією у кількості 50 % від ваги вуглецевої матриці, з подальшим їх висушуванням. 4 UA 109752 C2 5 UA 109752 C2 6 UA 109752 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7