БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЙ ПРЕПАРАТ
BIOLOGICALLY ACTIVE PREPARATION

Изобретение относится к области медицины и биологии, в частности к биологическим препаратам, и может найти применение для лечения ран, ожогов, опухолей и коррекции обменных процессов.
Известно раневое покрытие на основе тканых и нетканых материалов природного или синтетического происхождения, содержащее частицы металла, обладающего биологической активностью в патогенной флоре. В качестве частиц металла оно содержит наночастицы серебра от 80 до 99,7%, алюминия от 0,1 до 20%, меди от 0,1 до 20%, которые нанесены в вакуумной камере с помощью магнетронного напыления. Наночастицы металлов содержатся на обеих сторонах покрытия и их размеры не превосходят 0,1 мкм (патент РФ №2314834, кл. A61L 15/18, 15/44; A61P 17/02, A61F 13/00. Опубл. 20.01.2008 г.).
Однако известное раневое покрытие предполагает использование дорогостоящих и трудоемких методов изготовления, продолжительное воздействие на раневую поверхность, что может вызвать побочные эффекты в виде местного раздражающего и аллергического действия.
2
2
Известен также спазмолитический пластырь, представляющий собой ленту, клеящая сторона которой содержит равномерно распределенный порошок частиц металлов: меди и частиц сплава олова и цинка в соотношении 1:1. Количество металлического порошка в пластыре составляет 0,01 г/дм, частицы металлов меди и сплава олова и цинка (в соотношении 1:1) имеют размер 30-40 мкм при их массовом соотношении (60-90):(40:10). При этом количество наносимого микроэлемента составляет 0,01-0,5 г/дм (патент СССР №1489574, кл. A61K 33/30, 33/34, 9/00. Опубл. 23.06.89 г.).
Недостатком данного пластыря является его низкая биологическая активность из-за больших размеров частиц порошков и их малой удельной поверхности, которая определяет скорость взаимодействия. Кроме того, при таком размере частиц металлического порошка не образуются устойчивые суспензии, что сужает показания к его применению.
Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является биологически активный препарат, содержащий матрицу и частицы порошков металлов: меди, железа и цинка. В качестве частиц металлов он содержит частицы ультрадисперсных порошков в метастабильном состоянии (патент РФ №2123329, кл. A61K 9/14, 33/00. Опубл. 20.12.98 г.).
Но этот препарат также предполагает продолжительное воздействие на раневую поверхность ввиду его низкой антибактериальной активности.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности лечения широкого спектра воспалительных заболеваний, в частности сокращение сроков достижения лечебного эффекта и/или увеличение периодов ремиссии и повышение резистентности пациентов к инфекциям.
Поставленная задача решается тем, что биологически активный препарат, содержащий частицы порошков меди, железа и цинка, представляет собой взвесь частиц порошков этих металлов, полученных из их сплава при воздействии на него плазменным потоком с температурой 5000-6000 К, в 0,9%-ном растворе NaCl при массовом соотношении Cu:Fe:Zn=60:15:25, дисперсностью частиц 180-220 нм и концентрации взвеси, равной 10 мг/мл.
То, что биологически активный препарат, содержащий частицы порошков меди, железа и цинка, представляет собой взвесь частиц порошков этих металлов в 0,9%-ном растворе NaCl, расширяет показания к лечению гнойно-воспалительных процессов и повышает биологическую активность препарата.
А получение частиц порошков меди, железа и цинка из их сплава при последовательном воздействии на него плазменным потоком с температурой 5000-6000К повышает качество порошка за счет снижения полифракционности порошка и увеличения в нем содержания чистого металла, что в конечном итоге способствует повышению эффективности лечения.
Установленное массовое соотношение Cu:Fe:Zn=60:15:25 также способствует повышению эффективности лечения за счет увеличения бактерицидного эффекта.
Дисперсность частиц порошков меди, железа и цинка, равная 180-220 нм, сокращает сроки достижения лечебного эффекта и/или увеличивает периоды ремиссии.
А концентрация взвеси, равная 10 мг/мл, обеспечивает максимальный антибактериальный эффект при минимальном времени воздействия на суспензию бактерий.
Технический результат заключается в повышении бактерицидного эффекта препарата, купировании гнойно-воспалительных процессов в короткие сроки и ранней активизации больных.
Осуществление изобретения.
Готовят взвесь нанопорошка сплава меди, железа и цинка в 0,9%-ном растворе NaCl в концентрации, равной 10 мг/мл. Сам нанопорошок сплава меди, железа и цинка получают из смеси крупнодисперсных порошков, мас.%:
Медь марки ПМС1 ГОСТ 4960-75
60
Железо марки Р-10 ГОСТ 13610-79
15
Цинк ГОСТ 12601-76
25
с помощью плазменной технологии, основанной на испарении сырья (крупнодисперсного порошка или прутка) в плазменном потоке с температурой 5000-6000 К и конденсации пара до ультрадисперсных частиц требуемого размера.
Исследования проводились на штаммах Pseudomonas aeruginosa, выделенных от больных с гнойными осложнениями, находящимися на лечении в травматолого-ортопедическом стационаре Саратовского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии (СарНИИТО) и обладающих резистентностью к пяти- и более профильным антибиотикам. В пробирки с разведениями нанопорошков в физиологическом растворе добавляли по 100 мкл суспензии (50000 КОЕ/мл) микроорганизмов, встряхивали и оставляли на определенное время. В качестве контроля использовали те же количества бактериальной взвеси, разведенные в аналогичных пропорциях с физиологическим раствором и также выдержанные в течение определенного времени. После этого с каждого из разведений производили высев на твердые питательные среды (мясопептонный агар) по 100 мкл на каждую чашку Петри. Все чашки помещали в термостат на 24 часа при 37°С. Подсчет колоний производили на следующий день. Тогда же исследовали биохимические свойства микроорганизмов в опытной и контрольной культурах. Для биохимических тестов использовали дифференциально-диагностические системы NEFERMtest 16 (La Chema).
В таблице 1 представлены результаты сравнительного изучения:
1) раздельной антибактериальной активности наночастиц Fe, Cu, Zn;
2) смеси наночастиц металлов;
3) заявляемого препарата
при 30-минутном воздействии взвеси в физиологическом растворе на суспензию бактериальных клеток клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa (% гибели клеток после высева на твердые питательные среды)
А в таблице 2 представлены результаты подсчета количества колоний Pseudomonas aeruginosa, выросших на твердых питательных средах, после воздействия различных концентраций наночастиц сплава меди, железа и цинка в течение 30-180 мин, а также результаты подсчета в контрольной группе, не подвергавшейся влиянию ультрадисперсных порошков.
При изучении 10 штаммов Pseudomonas aeruginosa, выделенных у больных с гнойными осложнениями и обладающими полиантибиотикорезистентностью, установлено, что активность наночастиц сплава меди, железа и цинка колеблется в широком диапазоне концентраций от 0,1 до 10 мг/мл (таблица 2). При этом концентрация 10 мг/мл даже при кратковременном воздействии (30 мин.) вызывает снижение количества колоний, выросших на мясопептонном агаре, на 91% по сравнению с контролем (p<0,001). Дальнейшее увеличение времени воздействия повышает эффективность воздействия незначительно: при воздействии в течение 60 мин - на 2%, достигая 93%; при воздействии в течение 120 мин - на 3%, достигая 94%; а при воздействии в течение 180 мин - на 6%, достигая 97% (p<0,001).
При изучении биохимической активности штаммов Pseudomonas aeruginosa установлено, что после воздействия взвеси нанопорошка сплава меди, железа и цинка в концентрации 10 мг/мл наблюдаются обратимые изменения ферментативной активности микроорганизмов. 80% изучаемых штаммов дают отрицательную реакцию на эскулин, 100% - на лизин, 60% штаммов перестают ферментировать маннит, 100% - сорбит (p<0,05). В контрольной группе биохимические свойства остались неизменными.
После 5-7 повторных пересевов на твердые питательные среды наблюдалось восстановление исходной биохимической активности опытных штаммов.
В результате проведенных экспериментов было выявлено ярко выраженное антибактериальное действие заявленного биологически активного препарата, что позволяет в дальнейшем рекомендовать его для использования при лечении гнойных заболеваний.