БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЕ ВЕЩЕСТВО (БИОЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ) И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCE (BIOCIDAL COMPOSITION) AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

Изобретение относится к области медицины, фармацевтики, фармакологии, биохимии и микробиологии и может быть использовано путем прямого воздействия на живые объекты, а также в сочетании с известными биохимическими веществами для создания синергетического эффекта, например, при совместном использовании с антибиотиками. Антибиотики (антибиотические препараты) используются для борьбы с бактериальными инфекциями. Антибактериальная терапия сопровождается ростом осложнений, вызванных токсическим действием антибиотиков на внутренние органы и подавлением иммунитета. Также после длительной антибактериальной терапии возможно возникновение грибковых поражений и появление дисбактериоза. Вместе с тем появляются устойчивые штаммы возбудителей к используемым антибиотикам.
В настоящее время микроорганизмы обуславливают развитие более половины различных заболеваний человека. Широкое распространение инфекционных заболеваний среди населения и бесконтрольное массовое использование при их лечении антибактериальных препаратов привело к появлению и все более широкой циркуляции устойчивых ко многим антибиотикам микроорганизмов. Для борьбы с ними фармацевтической промышленностью разрабатываются антибиотики широкого спектра действия, которые наносят существенный вред не только собственной полезной микрофлоре организма, но и оказывают негативное влияние на многие органы и системы человека. Поэтому в настоящее время предпринимаются попытки поиска, создания и применения препаратов природного происхождения, проявляющих бактерицидный эффект в отношении этиологически значимых микроорганизмов без ущерба для нормальной микрофлоры человека. Однако полный отказ от применения антибиотиков в некоторых случаях бывает рискованным. Наиболее желательным является достижение терапевтического эффекта сниженной дозировки антибиотика, например, путем применения биологически активного вещества совместно с антибиотиком. Для оценки новизны и изобретательского уровня рассмотрим ряд известных биологически активных веществ, оказывающих селективное воздействие на биологические объекты.
3
8
3
Известно, вещество глицерол (глицерин) 1,2,3-пропантриол CHO. Смешивается в различных пропорциях с водой и этанолом. Оказывает дермопротекторное действие, активирует обменные процессы, см. Муравьева Д.А., Самылина И.А., Яковлев Г.П., Фармокагнозия. - М.: Медицина, 2002. Но глицерол не обеспечивает синергетический эффект при добавлении к антибиотикам.
Известно вещество янтарная кислота - бутандиовая кислота, этан-1,2-дикарбоновая кислота - двухосновная предельная карбоновая кислота. Иное наименование сукцинат - вещество, получаемое в процессе переработки природного янтаря. Янтарная кислота (сукцинат) является универсальным промежуточным метаболитом, образующимся при взаимодействии углеводов, белков и жиров в растительных и животных клетках, что, как известно, обеспечивает широкий диапазон лечебного действия янтарной кислоты и ее солей. В основе лечебно-профилактического действия янтарной кислоты и ее соединений лежит медиресцированное влияние на процессы тканевого метаболизма - клеточных двухатомный транспорт, синтез белков, см. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия: учебник для вузов / В.П. Комов, В.Н.Шведова. // Биохимия. - М., 2004. 640 с. Янтарная кислота оказывает антивирусное, антигипоксическое и антипротекторное действие. Однако янтарная кислота не обеспечивает синергетический эффект при добавлении к антибиотикам.
6
3
3
Известно вещество пирогаллол (Pyrogallolum, Acidum pyrogallicum,Trioxybenzol), триоксидинол формулы CH(ОН) представляет собой кристаллическую ячеистую структуру с точкой плавления 131°С…133.5°С. Пирогаллол является сильным восстановителем, применяется как антисептическое и кератопластическое средство, в форме мази (5-10)% или (1-2)% - раствора для воздействия на патогены, как например кефиаза, дерматоза. На здоровую кожу воздействия не оказывает, однако при концентрации более (5-10)% в случае применения мази и (1-2)% в случае спиртового раствора оказывает кинематическое воздействие, вызывая рецидивы дерматоза. Муравьева Д.А., Самылина И.А., Яковлев Г.П. Фармакогнозия. - М.: Медицина, 2002. Пирагаллол проникает через оболочки микробных клеток и нарушает процессы всасывания и выделения, разрушают оболочки микроорганизмов. Нарушает (блокирует) ферментативную активность дегидраз, принимающих участие в окислительно-восстановительных процессах, обеспечивающих дыхание микробной клетки. Вызывает обезвоживание микробной клетки, отнимая воду из ее протоплазмы. Приводит к денатурации белка микробных клеток, а с повышением концентрации осаждает его. Эффективность воздействия зависит от концентрации и времени действия, см. Лекарственные растения Государственной фармакопеи. / Под ред. И.А.Смолиной, В.А. Северцева, ч. 1, 2 - М.:АНМИ, 1999, 2003. Заявителю не известны свойства пирогаллола, обеспечивающие синергетический эффект при добавлении к антибиотикам.
Известно вещество рибитол, обладающее лечебными свойствами. Является противовирусным средством. Но рибитол не обеспечивает синергетический эффект при добавлении к антибиотикам.
Все приведенные аналоги, каждый по отдельности, не приводят к синергетизму при использовании совместно с антибиотиками, однако при объединении их в единой композиции свойства синергетизма проявляются. При этом необходимо дополнительно ввести в композиционный материал некоторые органические и неорганические вещества.
2
2
2
3
2
2
5
2
2
2
3
Наиболее близким аналогом по технической сути и достигаемому результату является биологически активное вещество для бальзамирования и способ его получения, см. патент РФ 2315478. Указанное вещество содержит органические вещества: глицерол, янтарная кислота, пирогаллол, маннозу (Д-маннониранозу, L-маннониранозу), рибитол, фруктозу, миоинозитол, глюкопиранозу; неорганические вещества и элементы NaO, MgO, AlO, SiO, РО, KO, CaO, Sc, TiO, V, Cr, MnO, FeO, Co, Ni, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Cu, Zn, Ge, As, Se, Rb, Sr, Y, Nb, Tm, Yb, Lu, W, Re, Rb, Bi, U, Ga, Pb, Li, Be. Рентгеноструктурный анализ состава минеральной части полученного заявленным способом продукта показал, что в составе биологически активного вещества для бальзамирования из Способа по патенту РФ №2315478401N1/00 содержится 53 элемента таблицы Д.И. Менделеева. По наибольшему количеству сходных признаков данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения. Антимикробные показатели выбранного прототипа свидетельствуют об устойчивом и ярко выраженном ингибирующем (биоцидном) эффекте, выражающемся в полном, или, по крайней мере, частичном поражении вредоносных микробов, например, миксомицеты Alternaria alternate. Для сравнения, при выборе такого биоцида как сульфированный дифталоцианин люцетил, наблюдалось более интенсивное прорастание спор и развитие мицелия. Это обстоятельство заставило обратить внимание Заявителя на дальнейшую доработку композиционного вещества с целью извлечения из синтезированного вещества субстанции, как более активированного состояния по отношению к вредоносным бактериям и создания синергетического эффекта при совместном использовании с антибиотиками.
Недостатком известного вещества (бальзама) из патента РФ №2315478 является невозможность совместного воздействия на биологические патогенные источники при сохранении полезных бактерий, участвующих в процессах вторичного метаболизма, а также невозможность обеспечения синергетического эффекта при добавлении к антибиотикам.
В основу настоящего изобретение положено решение задачи создания Биоцидной композиции, которая обладает свойствами, обеспечивающими селективное уничтожение вредных микроорганизмов (биопатогенов) при сохранении продуктов вторичного метаболизма, а также обладает синергетическим эффектом при добавлении к антибиотикам.
Обеспечиваемый изобретением технический результат заключается в возможности использования в лечебной практике для целей повышения эффективности лечения пониженных дозировок антибиотиков широкого назначения, используя их в Комплексе «Заявленная композиция + Антибиотик».
Сущность заявляемого изобретения как технического решения при синтезе Биоцидного вещества выражается в следующей совокупности признаков, достаточной для достижения, указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.
Согласно изобретению, биоцидная композиция обладает заданными свойствами, определяемыми поставленной задачей и обеспечиваемая изобретением технического результата при наличии в ней всех указанных в прототипе органических и неорганических веществ, а также химических элементов в следующем соотношении, для органических соединений:
Глицерол
- 3,38±0,17%,
Янтарная кислота
- 1,21±0,06%,
Пирогаллол
- 54,59±2,00%.
Манноза (D-маннопираноза
3,86±0,19%,
L - маннопираноза
1,69±0,08%),
Рибитол
- 2,9±0,15%,
Фруктоза
- 2,42±0,12%,
Миоинозитол
- 9,66±0,48%,
Глюкопираноза
- 11,10±0,56%.
2
Неорганические вещества и химические элементы, входящие в состав Биокомпозиции приведены в таблицах №1 и №2, причем, соединение TiO содержится в минеральной форме "анатаз".
Элементы таблицы Д.И. Менделеева, входящие в состав заявляемой композиции содержатся в таблице №2.
2
Перечисленные органические, а также неорганические химические вещества и химические элементы, содержащиеся в таблицах №1 и №2, являются достаточными для проявления максимальной биологической активности заявленной композиции. Однако, синергетические свойства проявляются слабо. Для обеспечения более высокого (приемлемого) уровня синергетических свойств по отношению к антибиотикам требуется ввести в состав композиции химическое соединение TiO в форме минерала рутила.
2
Добавление в композицию вещества - наноразмерного диоксида титана в форме рутила количестве 30±1,5 мг на 1 кг продукта, при характерном размере частиц TiO равном 80 нм, при обеспечении соотношения фаз минералов диоксида титана Анатаз/Рутил равном 6 и более обеспечивает новые свойства заявленного объекта, а также новое структурное соотношение массовых долей компонентов в заявленной композиции.
Добавка в виде минерала рутила образует новое композиционное вещество, а его новые отличительные свойства проявляются только в том случае, если строго соблюдается соотношение процентного состава органических веществ, неорганических веществ и химических элементов, представленных выше. По мнению заявителя, присутствие в композиции наноразмерного диоксида титана обеспечивает образование некоторого фонового уровня концентрации семихинонового радикала в композиции, который, являясь частью окислительно-восстановительной системы, обеспечивает ее биологическую активность. Необходимо отметить, что в настоящее время в источниках отсутствуют какие- либо сведения, касающиеся теоретического осмысления и построения нефеноменологической модели процесса поддержания биологической активности природных биоцидных композиций и управления ею на основе семихионовых радикалов.
Перечисленная выше совокупность существенных признаков, обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. Роль других существенных признаков, а также дополнительных добавок в композиции сводится к доминантному воздействию заявленного вещества по отношению к группе выявленных биопатогенов, а также воздействию в сочетании с антибиотиками на живой организм и составляет know-how.
Практическая ценность заявленного вещества заключается в потенциальной возможности создания более эффективных лекарственных и антисептических средств, направленных на достижение той же поставленной задачи. Авторам неизвестны вещества, обладающие одновременно свойствами мягкого и селективного воздействия на биопатогены (без антибиотиков) и обеспечение синергетического эффекта при добавлении к антибиотикам.
Заявители не выявили источники, содержащие информацию о технических решениях (веществах), совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленного вещества, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию «новизна».
Отдельные отличительные признаки заявленного изобретения, такие как совокупность органических, химических веществ и элементов, известны из уровня техники, однако заявителю неизвестны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии данных отличительных признаков изобретения на достигаемый изобретением выше указанный технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию (критерию) «изобретательский уровень».
Полученное вещество обладает свойствами селективного воздействия на биологические источники (биопатогены), сохраняя полезные для живого организма микроорганизмы, участвующие в процессах вторичного метаболизма, а также обладает свойствами синергетического эффекта при добавлении к антибиотикам. Практическая ценность заявленного объекта заключается в том, что, например, по отношению к организму человека микроорганизмами обусловлено множество заболеваний. Они являются этиологическими факторами в случае инфекционных заболеваний, широкое распространение которых среди населения и бесконтрольное массовое использование при лечении этих заболеваний антибактериальными препаратами уже привело к появлению и все более широкой циркуляции устойчивых ко многим антибиотикам микроорганизмов, и противостоять указанным факторам, по мнению заявителя, можно с помощью заявляемого биологически активного вещества.
Заявленной композиции присуще синергетическое действие при применении антибиотиков к различным группам микроорганизмов. Вопрос об оптимизации выбора способа совмещения (одновременно или последовательно друг за другом) природной композиции и антибиотика носит рекомендательный характер для вида микроорганизма и вызванного им заболевания и характере его течения и принадлежит медицине будущего.
Важность свойства синергетического воздействия при использовании комплекса «Заявляемый биоцид плюс антибиотик», по-видимому, неоспоримо, поскольку, несмотря на высокую бактерицидную активность заявленного объекта в отношении микроорганизмов, являющихся этиологическим фактором в развитии ряда процессов, полный отказ от антибиотиков является рискованным. Вот почему наиболее желательным является достижение терапевтического эффекта при использовании минимальной дозировки назначаемого антибиотика совместно с биоцидной композицией.
18
Заявленное биологически активное вещество впервые получено Заявителем в условиях научной лаборатории и опытного производства ЗАО «ОПТЭК», г. Санкт-Петербург, обладающей соответствующим промышленным и аналитическим оборудованием, что позволяет обеспечить высокий уровень метрологического контроля на всех стадиях синтеза и производства биоцидной композиции. Анализ заявленной биоцидной композиции проводили методом хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС). ГХ-МС, который выполняли на приборе мод. Agilent с масс-селективным детектором MSD5975. Параметры хроматографической колонки анализатора мод. НР-5МS=30 м X 0,25 мм. Толщина пленки неподвижной фазы 0,25 мм. Используемый газ-носитель - гелий. Скорость потока газа 1,3 мл/мин. Хроматографирование велось в режиме постоянного потока воздуха через колонку. Температура испарителя задавалась, как +320°С. Анализ пробы проводили при линейном программировании температуры от +70 до +320°С со скоростью 4°С/мин. Получение и обработка данных анализа осуществляли с помощью специализированного программного обеспечения Agilent ChemStation. Обработка и интерпретация масс-спектрометрической информации проводилась с использованием программы AMDIS (http://www.admis.net/index.html) и стандартных библиотек NIST2005 и Wiley. Количественная интерпретация хроматограмм проводилась методом внутренней стандартизации по углероду C с помощью программы UniChrom(http://www.unichrom.com/unichrom.shtml). Хроматографические параметры представлялись в шкале арифметических индексов удерживания. Вещества в пробе определяли в виде силильных производных, полученных с помощью N,O-BSTFA. Время силилирования составило 15 минут. Это обеспечило синтез биоцидной композиции, содержащей в составе вещества оптимальное соотношение органических и неорганических компонентов, максимально реализующих заявляемый технический эффект, а также наличие минимального количества загрязняющих веществ, определяющих чистоту препарата.
Свойства высокой бактерицидной активности заявленного вещества подтверждается протоколами испытаний, проведенных Заявителем в лаборатории Федерального бюджетного учреждения науки «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. П.Пастера», а также НИИ-Лаборатории в рамках биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета и могут быть представлены Экспертизе как дополнительный материал. Аналогично - по выявлению свойств синергетического действия заявленного вещества при использовании совместно с антибиотиками.
Суть установленных экспериментами свойств заявляемой биоцидной композиции сводилась к тому, что в качестве объектов исследования использовались культуры бактерий, изолированные при этиологической диагностике заболеваний верхних дыхательных путей и урогенитального тракта: Esherichia coli, Kleosiela pneumonia, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgarus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus saprophytic us, Euterococcus facalis, Moraxella catarrhallis, Corynebacterium diphtheria, которые подтвердили высокую бактерицидную активность заявленной биоцидной композиции.
В качестве представителя нормальной микрофлоры организма использовались культуры L.casei. Результаты проведенных экспериментов показали высокую степень воспроизводимости и достоверности испытаний. Анализ исследований привел к выводу, что в отношении всех представленных микроорганизмов, кроме L.casei, наблюдался выраженный бактерицидный эффект заявленного вещества, зависящий, однако, от времени воздействия и используемой концентрации препарата. Так, 60 минут воздействия препарата было достаточно для наступления двукратного и более бактерицидного эффекта в отношении всех микроорганизмов, кроме L.casei - представителя нормальной (непатогенной) микрофлоры человека. Остальные же изученные микроорганизмы относятся к группе патогенных и условно патогенных и являются причиной и источником определенных заболеваний у человека.
Культивирование микроорганизмов проводили по общепринятой методике, используя питательные среды: агар Гивенталя - Ведьминой (АГВ), приготовленный в Санкт-Петербургском научно-исследовательском центре фармакотерапии и кровяной агар на основе АГВ с добавлением эритроцидной массы. Для проведения опытов использовали суточные и двухсуточные культуры, выросшие на чашках с питательной средой.
9
6
6
С помощью бактериологической петли переносили часть культуры с чашки в пробирку, содержащую 5 мл физиологического раствора (ФР). В этой пробирке готовили суспензию микроорганизмов, по мутности соответствующей бактериологическому стандарту мутности - 10 колониеобразующих единиц (КОЕ)/мл, из рабочего раствора методом последовательных десятикратных разведений получали суспензию микроорганизмов, содержащую 10 КОЕ/мл, и пробу, содержащую микроорганизмы в дозе 10 КОЕ в 1 мл раствора заявленного объекта. Чувствительность культур к противомикробным средствам определяли диско-диффузионным методом, см. Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: МУК 4.12.1890 - 04. - М. - 2004. - 65 с. При этом использовали набор дисков с антибиотиками, изготовленный в Санкт-Петербургском НИЦ фармакотерапии. Далее, по таблице интерпретации результатов по пограничным значениям зон подавления роста определяли чувствительность микроорганизмов к антибиотическим препаратам. Статистическую обработку результатов исследования проводили с помощью известных вероятностных критериев.
Оценивая совместное действие препарата заявляемого объекта и антибиотиков на микробные культуры с разным клеточным строением, заявитель исследовал по отдельности грамположительные и грамотрицательные бактерии.
Из группы грамположительных были отобраны S.auxeus, S.epidermidis, S.saprophytic us, E.faccalis, C.diphtheriae. Из грамотрицательных культур -- E.coli, P.acruginosa, P.vulgaris, M.catarrhalis, K.pneumoniae. Данные по оценке совместного действия препарата на основе заявленного объекта и антибиотиков на микроорганизмы представлены в виде гистограммы на фиг. 1
Установленным фактом является то, что все исследуемые штаммы стафилококков различных видов, устойчивые к четырем антибиотикам (азитромицину, амоксициллину, пенициллину и бацитрину) в присутствии препарата заявленного вещества перешли в разряд чувствительных. Энтерококк, устойчивый к азитромицину, амоксициллину, ампициллину, ванкомицину, проявлял чувствительность по отношению к этим антибиотикам при совместном использовании антибиотика и препарата. Энтеробактерии различных видов (эшерихии, киебенелли, протеи, псевдолюнады) с применением препарата заявляемого вещества стали чувствительными к амикацину, каналицину, тобрамицину, карбенициллину.
Практическая ценность заявляемой Биоцидной композиции заключается также и в том, что все антибиотики, к которым применяли индекс чувствительности штаммов разных родов, широко используются в клинической деятельности при элиминации именно этих групп возбудителей. Поэтому открывшаяся возможность управлять чувствительностью к антибиотикам может иметь положительный лечебный эффект, например, при подборе оптимального лекарственного средства.
Проведя достаточно большое количество испытаний и используя современные методы Теории планирования экспериментов и после выполнения достаточного количества испытаний, заявитель установил, что проявление совокупности заявленных свойств заявленного заявителем вещества определяется степенью чистоты конечного продукта, выбором оптимальных значений физических параметров, режимами изготовления Биоцидной композиции, а также зависит от последовательности и совокупности операций при изготовлении заявленного вещества.
Предлагаемые на рассмотрение материалы заявки на Способ получения биоцидной композиции относятся к области биотехнологий, в частности, к способу получения биоцидной композиции из растительного сырья, преимущественно из вызревших опавших осенних листьев растений, произрастающих в средней полосе как северного, так и южного полушарий, например, 52…62 градуса широты для северного полушария. Для оценки новизны и изобретательского уровня Способа рассмотрим ряд известных из уровня техники аналогичного назначения решений.
Известен способ получения экстракта из высушенных листьев гинкго билоба, патент РФ №2297235, включающий двойную экстракцию, фильтрацию, промывание и концентрацию экстракта под пониженным давлением. Но этот способ требует большого количества дорогостоящих реагентов.
Известен способ из патента РФ №2390364, в котором производят воздействие на предварительно подготовленное сырье ультразвуком в экстракционном аппарате, получение экстракта, отделение органических растворителей и остатка растительного сырья. Но процесс экстракции длителен (до 10 суток), суммарный конечный продукт требует дополнительной обработки.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ по патенту РФ 231547801N1/00, где получение биологически активного вещества производят из сухих листьев в фазе опадения растений средней полосы северного и южного полушарий, для чего их измельчают до мелкодисперсного состояния, заливают водой и перемешивают. Затем из полученной пульпы экстрагируют высокомолекулярный продукт вторичного метаболизма высших растений в течение 48…72 часов при давлении 250…350 мм рт. ст. до образования вязкой стекловидной массы. При этом на экстрагируемый продукт периодически воздействуют электромагнитным излучением в ультрафиолетовом частотном диапазоне и/или акустическими волнами. Недостатком известного решения является весьма длительное время изготовления объекта, определяемое, главным образом, процессом экстрагирования, требующим 48…72 часа при давлении 250 мм рт. ст. до образования вязкой стекловидной массы, отсутствие критерия окончания процесса перед тем, как его необходимо извлекать из реактора и далее производить расфасовку по мерным объемам, что приводит к некоторой нестабильности свойств конечного продукта.
По наибольшему количеству сходных признаков техническое решение выбрано в качестве прототипа заявленного изобретения.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи получения биологически активного вещества (Биоцидной композиции), обладающего совокупностью свойств селективного воздействия на биопатогены при сохранении полезных бактерий, участвующих в процессах вторичного метаболизма и свойства синергетического эффекта при совместном использовании с антибиотиком, из дешевого растительного сырья, обеспечение возможности получения значительных количеств качественного, обладающего достаточной чистотой конечного продукта непосредственно на месте применения с использованием известного переносного оборудования и без значительных материальных трудозатрат.
Время приготовления биологически активного вещества из Способа по патенту РФ №2315478 определяется, главным образом, процессом экстрагирования, требующего 48-72 часа при давлении 250…350 мм рт. ст.до образования вязкой стекловидной массы.
Технической задачей предлагаемого для рассмотрения технического решения-способа является интенсификация процесса экстракции биологически активных соединений из растительного сырья при одновременном сохранении активных компонентов в составе сырья, т.е. повышение эффективности экстрагирования и сокращения времени экстрагирования до 8…10 часов; снижение объема растворителя и, как следствие, снижение энергозатрат на процесс перегонки раствора, увеличение производительности процесса выделения Биоцидной композиции, получение очищенного конечного продукта, определение момента и условий введения добавки наноразмерного диоксида титана в форме рутила в процессе производства. При этом происходит частичное окисление компонентов синтезируемого продукта с образованием динамической окислительно-восстановительной системы (ДОВС), содержащей семихиноновые интермедиаты, которые и обеспечивают биологическую активность композиционного материала в зависимости от контролируемого рН (водородного показателя) среды. По мнению заявителя, предложенный синтез ДОВС в составе конечного продукта моделирует процесс вторичного метаболизма, наблюдаемый на клеточном уровне в биологических структурах, и позволяет реализовать синергетические функции при совместной терапии с антибиотиками.
Обеспеченный изобретением технический результат заключается в возможности использования при изготовлении биологически активного вещества (Биоцидной композиции) метаболитов высших растений определенных видов и в определенной фазе своего развития, а также дальнейшего использования Биоцидной композиции в медицинских, например, лечебных целях, например, в совокупности с антибиотиками.
Сущность заявляемого изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.
2
Согласно изобретению способ получения биологически активного вещества (Биоцидной композиции) характеризуется тем, что осуществляют экстрагирование растительного сырья, в качестве которого используют сухие листья в фазе опадения высших растений средней полосы. Сначала листья высушивают и измельчают до мелкодисперсионного состояния, после чего заливают порошок дистиллированной водой, на полученную смесь воздействуют в течении 30 минут диспергатором, затем из полученной пульпы экстрагируют высокомолекулярный продукт вторичного метаболизма растений при давлении 750…780 мм рт. ст. и при температуре 22±2 град. Цельсия при периодическом (импульсном) воздействии ультразвуком при частоте заполнения 40-69 кГц и мощности до 100 Вт и электромагнитным излучением в ультрафиолетовом диапазоне длин волн 254…340 нм с последующим выпариванием при пониженном давлении, а в промежутке после получения экстракта, содержащего биологически активные вещества, и отделения органических растворителей и остатка сырья до водной экстракции, и ротационного выпаривания добавляют в массу синтезируемого вещества (при активном перемешивании раствора) добавку, а, именно, порошок наноразмерного диоксида титана в форме рутила в количестве 30,0±1,5 мг на 1 кг продукта, при характерном размере частиц TiO 80 нм, затем проводят выпаривание, а окончание процесса получения Биоцидной композиции осуществляют при достижении остаточной вязкости раствора 15 Стоке; причем выпаривание осуществляют в 2 стадии. На первой - процесс выпаривания осуществляют при температуре 39° Цельсия и при давлении 7-10 мм рт. ст. до вязкости 0,03 Стоке, на второй - процесс выпаривания осуществляют при температуре 37 град. Цельсия при давлении 1…3 мм рт. ст. до остаточной вязкости 15 Стоке, при этом при приготовлении раствора применяют либо заготовленную дистиллированную воду, либо искусственно приготовленную талую воду.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию «новизна».
Отдельные отличительные признаки заявленного изобретения, такие как измельчение растительного сырья, экстрагирование веществ, известны из уровня техники, однако заявителю неизвестны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии данных отличительных признаков изобретения на достигаемый изобретением вышеуказанный технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «изобретательский уровень».
2
Способ осуществляют следующим образом. В качестве растительного сырья используют сухие листья в фазе опадения высших растений средней полосы северного полушария, т.е. опавшие листья таких растений, как дуб, береза, канадский клен и т.п. Собранную массу листьев высушивают, измельчают до мелкодисперсного состояния (характерные размеры частиц около 5 мкм), что обеспечивает развитую поверхностную зону для взаимодействия с растворителем-водой. Порошок заливают водой и активно перемешивают. В процессе сушки исходного сырья из него удаляют воду, процесс сушки завершают до достижении постоянного веса, поддерживают температуру 22±2 градуса Цельсия, при измельчении сырье подвергают очистке от крупных составляющих (черешков, веточек и т.п.), водную экстракцию проводят при одновременном воздействии на экстрагируемую пульпу излучением в ультразвуковом диапазоне с частотой 40…60 кГц и мощностью 100 Вт, и электромагнитным излучением в ультрафиолетовом диапазоне с длиной волны 254…340 нм, затем фильтруют, центрифугируют, выпаривают при температуре 37-39 градусов Цельсия и давлении 1…10 мм рт. ст.до получения продукта с показателем остаточной вязкости 15 Стоке, а в промежутке после получения экстракта, содержащего биологически активные вещества, и отделения растворителей и остатка сырья до водной экстракции, и ротационного выпаривания добавляют в массу синтезируемого вещества (при активном перемешивании раствора) порошок наноразмерного диоксида титана в форме рутила в количестве 30,0±1,5 мг на 1 кг продукта, при характерном размере частиц TiO=80 нм, в котором должно быть обеспечено соотношение фаз минералов диоксида титана Анатаз/Рутил = 6, после чего получают конечный продукт - биоцидную композицию.
Процесс выпаривания осуществляют в две стадии:
- на первой стадии процесс выпаривания осуществляют при температуре 39±1°С и при давлении 7…10 мм рт. ст. до окончания активной фазы выделения из раствора растворенных газов, при этом происходит увеличение динамической вязкости жидкости со значением 0,01 Стокса до уровня 0,02…0,03 Стокса. На первой стадии осуществляют активное удаление газов из раствора, сопровождаемое кипением жидкости при низком давлении. Активность газовыделения регулируют давлением над слоем жидкости. Первая стадия считается законченной, когда кипение раствора при температуре 39±1°С прекращается независимо от остаточного давления газа над слоем жидкости;
- на второй стадии процесса выпаривания температуру раствора понижают до 37±1°С с одновременным уменьшением давления воздуха над раствором до 1…3 мм рт. ст. Процесс выпаривания во второй стадии продолжают до остаточной динамической вязкости раствора 15±2 Стокса. Динамическую вязкость в соответствии с ГОСТ 1929-87 контролируют прибором, например, вискозиметром Брукфильда. При достижении указанного уровня динамической вязкости (коагуляции) в растворе образуется пространственная сетка коагуляционной структуры, которая обеспечивает необходимые физико-химические условия для длительного хранения полученного продукта.
Готовый продукт разливают из приемной емкости ротационного выпаривания в широкогорлые сосуды из темного стекла, по возможности оставляя минимальное количество воздуха над слоем жидкости в сосудах.
Исходное растительное сырье, подвергаемое экстракции, имеет размеры частиц, не более 10 мкм и остаточную относительную влажность не более 25%. Оптимальное соотношение исходное измельченное сырье растворитель составляет 1:7 по объему.
Для круглогодичного производства биоцидного продукта отмытые от механических примесей листья подсушивают на специальной вентилируемой площадке и упаковывают в полиэтиленовые мешки из пленки. Затем упакованные листья помещают в холодильник при температуре +5±0,5°С, где они могут храниться, не теряя полезных свойств не менее 24 месяцев.
2
Таким образом, проведение процесса сушки при температуре 22±2 град Цельсия., дополнительная очистка, экстракция при определенной температуре с электромагнитным воздействием определенного диапазона, а также операция выпаривания при температуре 37…39°С и давлении 1…10 мм рт. ст. и введения в состав продукта порошка наноразмерного диоксида титана в форме рутила в количестве 30,0±1,5 мг на 1 кг продукта с характерным размером частиц TiO 80 нм, в котором должно быть обеспечено соотношение фаз минералов диоксида титана Анатаз/Рутил = 6, являются новыми и неизвестными из предшествующих данных и отвечают критерию «новизна», а совокупность параметров, при которых осуществляется способ, являются отличительными и способствуют достижению поставленной технической задачи, что соответствует условию «изобретательский уровень».
В предлагаемом для рассмотрения способе использовались следующие материалы.
Вода, дистиллированная ГОСТ 6709-72.
По физико-химическим показателям дистиллированная вода должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице.
Наименование показателя Норма
3
1. Массовая концентрация остатка после выпаривания, мг/дм, не Более, чем 5 более Наименование показателя Норма
4
3
2. Массовая концентрация аммиака и аммонийных солей (NH),0,02 мг/дм, не более
3
3
3. Массовая концентрация нитратов (КО), мг/дм, не более 0,2
4
3
4. Массовая концентрация сульфатов (SO), мг/дм, не более 0,5
3
5. Массовая концентрация хлоридов (Сl), мг/дм, не более 0,02
3
6. Массовая концентрация алюминия (Аl), мг/дм, не более 0,05
3
7. Массовая концентрация железа (Fe), мг/дм, не более  0,05
3
8. Массовая концентрация кальция (Ca), мг/дм, не более 0,8
3
9. Массовая концентрация меди (Cu), мг/дм, не более 0,02
10. Массовая концентрация свинца (Pb), %, не более 0,05
3
11. Массовая концентрация цинка (Zn), мг/дм, не более 0,2
12. Массовая концентрация веществ, восстанавливающих 0,08
4
3
KMnO(O), мг/дм, не более
13. рН воды 5,4-6,6
-4
14. Удельная электрическая проводимость при 20°C, см/м, не более 5⋅10
Воздух очищенный ТУ 6-16-2956-92 произведен в соответствии с требованиями Государственного стандартного образца состава ГСО 3730-87, или сухой азот особой чистоты (1-й сорт) по ГОСТ 9293-74
Таким образом, предлагаемый для рассмотрения способ является доступным и ввиду компактности известного оборудования, с помощью которого может быть осуществлен, пригодным для использования в полевых условиях и чрезвычайных ситуациях, прост в обслуживании, повышает эффективность за счет снижения времени экстрагирования, сокращая ее до времени экстракции 8-10 часов, что позволяет обеспечить оперативное изготовление и возможности сохранения полезных свойств сырья и конечного продукта, позволяя осуществить промышленный выпуск необходимой биоцидной композиции в обычных, а также более сложных условиях промышленного производства.
Предлагаемый для рассмотрения способ был разработан и испытан на опытном производстве компании ЗАО «ОПТЭК», г. Санкт-Петербург. При этом был обеспечен высокий уровень точности и надежности контроля при использовании аналитической аппаратуры.
Получаемая биоцидная Композиция обладает требуемыми бактерицидными свойствами. Заявитель просит рассмотреть предоставленные материалы на предмет выдачи патента РФ на изобретение.
Фиг. 1 По вертикали - число чувствительных штаммов. Столбец первый (черный цвет) - антибиотики, столбец второй (серый цвет) - совместное действие - антибиотик + препарат.