АДГЕЗИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ADHESIVE COMPOSITION FOR MEDICAL PURPOSE

Изобретение относится к медицинской технике, к адгезионным композициям для коло-, илео- и уростомных мешков, клейких лент для закрепления мочеприемных устройств, т.п.
Адгезионная и когезионная прочность материалов, изготовленных из таких композиций, зависят от многих факторов, в числе которых стойкость материалов к стомальным выделениям.
Наиболее актуально это для пациентов с илеостомами. Ферменты протеазы и липазы расщепляют белки и жиры, а соляная кислота вызывает их денатурацию и набухание. Чем ближе вывод стомы к желудку, тем агрессивнее кишечные жидкости.
При постоянном контакте адгезивного материала с кишечными жидкостями происходит его набухание и деструкция на отдельные фрагменты. При этом скорость разрушения материала гораздо выше, чем его разрушение при контакте с водой или с мочой. Для сравнения, пациенты с уростомой пользуются одной пластиной приемника до 5, иногда до 7 суток, а пациенты с илеостомой эту же пластину используют не более 2-4 суток.
Иногда разрушению подвергается слой покрытия, непосредственно прилегающий к коже. Из-за присутствия ферментов выделения из стомы вызывают раздражение, мацерацию, изъязвление или ожог кожи. При отсутствии видимых внешних дефектов покрытия происходит химический ожог кожи. Замена покрытия в таких условиях очень болезненна для пациента. При хранении элемент из адгезивного материала наиболее подвержен изменению эксплуатационных свойств и, как правило, он определяет гарантированный срок использования изделия в целом. Все эти проблемы более типичны для илеостомии, но такие случаи не исключены и при колостомах.
Известны многочисленные адгезионные композиции на основе эластомеров (полиизобутилена, сополимеров стирола, бутилкаучука и др.) / US 3339549, 1967; US 4551490, 1985; US 5402943, 1996; EP 1541180, 2005 и др./. Однако эластомеры содержат свободные химические связи и склонны к старению в результате воздействия света, γ-излучения, а также при длительных сроках хранения. Устойчивостью к длительному хранению и γ-стерилизации наилучшим образом отвечают адгезивные материалы на основе акриловых полимеров.
Наиболее близкой по составу и по достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является композиция по патенту RU 2005494, 1994. Полимерную основу композиции составляет сополимер бутилметакрилата с метакриловой кислотой (сополимер БМК-5) в количестве 15,6-22,7 мас.%, в смеси с пластификатором (касторовым маслом) в количестве 15,7-21,5 мас.%. Композиция также содержит гидроколлоиды в количестве 16,6-61 мас.% и агент липкости в количестве 4,0-7,8 мас.%. Для регулирования адгезионных и прочностных характеристик в композиции могут использоваться и наполнители в количестве 0,1-25 мас.%.
Данная композиция обладает оптимальным комплексом физико-механических характеристик, устойчива к γ-стерилизации и способна к длительному хранению.
Однако указанная композиция не обладает достаточной стойкостью к кишечным выделениям, что особенно важно при использовании адгезивных элементов для производства илестомных мешков.
Другим недостатком является хладотекучесть. В процессе хранения происходит самопроизвольное вытекание материала за контуры изделия, из-за этого создаются дополнительные проблемы у пользователя (пачкается нательное белье и одежда, слипаются изделия в упаковке и др.).
Использование в полимерной композиции твердых наполнителей не позволяет решить проблему хладотекучести полностью, так как необходимая когезионная прочность требует большое наполнение, что приводит к увеличению жесткости, а следовательно и к резкому уменьшению адгезии.
Задачей настоящего изобретения является создание адгезионной композиции, не разрушающейся под воздействием кишечных жидкостей, устойчивой к хладотекучести, а также способной к длительному хранению и γ-стерилизации.
Получить материал с комплексом перечисленных свойств предлагается путем создания комбинированной полимерной матрицы из сополимера бутилметакрилата с метакриловой кислотой (сополимер БМК-5) и фторсодержащего полимера (фторопласта).
Адгезионная композиция содержит:
- полимерную основу в виде сополимера БМК-5 и фторопласта, такого как политетрафторэтилен (фторопласт-4) или сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом (фторопласт-4М);
- пластификатор, например касторовое масло и/или фталаты;
- гидроколлоиды (альгинат натрия (AlNa)), натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ) и др.).
Для регулирования адгезионных и когезионных характеристик в композиции могут использоваться агенты липкости (канифоль или эфир Гарпиуса) и минеральные наполнители (каолин, аэросил и др.).
В процессе смешения компонентов адгезионной композиции частицы фторопласта не сплавляются между собой и не взаимодействуют с окружающими материалами. Под воздействием напряжений сдвига они вытягиваются в тончайшие нити, распределяясь по всему объему материала и ориентируясь в направлении течения. Происходит структурирование материала с образованием сетчатого каркаса из волокон фторопласта.
Полученная структура устойчива к действию кишечных жидкостей и не позволяет разрушаться покрытию в течение всего срока использования.
Полученная с помощью фторопластов полимерная структура предотвращает хладотекучесть. Этому способствует направленность нитей фторопласта, которые при формовании адгезивных элементов коло-, илео- и уростомных мешков ориентируются в радиальном направлении (по направлению течения материала), придавая материалу наибольшую прочность.
Для приготовления образцов адгезивных материалов (примеры 1-5) использовали лабораторный смеситель с Z-образными лопастями, лабораторные вальцы и гидравлический пресс.
Пример 1. Сополимер БМК-5 в количестве 30 г (30 мас.%), касторовое масло в количестве 32 г (32 мас.%), NaКМЦ и AlNa в количестве 32 и 5 г (32 мас.% и 5 мас.%) соответственно загружают в смеситель и перемешивают при комнатной температуре в течение 5-10 мин. Полученную смесь постепенно загружают на вальцы с температурой валков 120/130°С и вальцуют течение 25-30 мин. Затем добавляют 5 г (5 мас.%) фторопласта-4, после чего все компоненты вальцуют еще 5-10 мин. Полученный материал укладывают между листами силиконизированной бумаги и прессуют пластины на гидравлическом прессе при температуре 100°С. Для изготовления образцов с одной из сторон пластины снимают бумагу и закрывают липким бинтом из нетканого материала.
Пример 2 (с агентом липкости и наполнителем). Сополимер БМК-5 в количестве
25 г (25 мас.%), касторовое масло в количестве 28 г (28 мас.%), NaКМЦ и AlNa в количестве 21 г и 5 г (21 мас.% и 5 мас.%) соответственно, эфир Гарпиуса в количестве 6 г (6 мас.%), каолин в количестве 13 г (13 мас.%) и аэросил в количестве
1 г (1 мас.%) загружают в смеситель и перемешивают до однородной смеси при комнатной температуре в течение 5-10 мин. Полученную смесь постепенно загружают на вальцы с температурой валков 120/130°С и вальцуют течение 25-30 мин. Затем добавляют 1 г (1 мас.%) фторопласта-4М, после чего все компоненты вальцуют еще 5-10 мин. Полученный материал укладывают между листами силиконизированной бумаги, и прессуют пластины на гидравлическом прессе при температуре 100°С. Изготовление образцов осуществляют аналогично примеру 1.
Композиции по примерам 3-6 и образцы для испытаний из них изготавливают аналогично примерам 1-2.
В качестве образцов-аналогов использовались: покрытие Stomahesive, используемое в калоприемниках фирмы «Convatec», и покрытие по патенту RU 2005494, используемое в калоприемниках «Абуцел» производства ООО «Пальма».
Композиции всех примеров, отличающиеся составом, сочетанием и соотношением компонентов, приведены в таблице 1.
Методики оценки свойств
1. Для сравнения характеристик материалов по их устойчивости к действию кишечных жидкостей был использован препарат "искусственный кишечный сок".
Пластины с испытуемыми материалами в виде колец толщиной 1,0-1,2 мм с внешним диаметром 75 мм и внутренним - 20 мм наклеивали на лавсановую пленку толщиной 100 Мкм.
Образцы помещали в сосуд с препаратом "искусственный кишечный сок". Сосуд устанавливали на вибростол, совершающий вращательные колебания. Всю установку помещали в термошкаф, в котором поддерживалась температура 40±1°С.
Непосредственному контакту с раствором подвергался торец материала по отверстию диаметра 20 мм, так как внешний торец кольца защищен материалом пластины. Образцы периодически вынимались для осмотра. Замерялась глубина проникновения раствора по адгезивному материалу (происходило изменение цвета адгезива). По величине глубины проникновения за фиксированные интервалы времени оценивалась скорость миграции. Устойчивость композиции оценивалась по появлению частиц материала в растворе: (+) - начало фрагментации, (++) - помутнение раствора или появление больших фрагментов, когда значительная часть материала переходила в раствор, и (+++) - увеличение внутреннего диаметра отверстия, когда адгезив полностью оголял поверхность лавсановой пленки. Результаты приведены в табл.2.
Степень разрушения и скорость миграции образцов 3-6 (табл.1) находится в пределах показателей для образцов 1 и 2.
2. Для оценки хладотекучести комплектовались калоприемники с образцами в стандартной упаковке (по пять штук в коробочке) и закладывались на хранение. Для сравнения с адгезивом Stomahesive и адгезивом по патенту RU 2005494 брались калоприемники фирм «Convatec» и ООО «Пальма» с известными датами изготовления. Указанные изделия и образцы по изобретению с одинаковыми сроками хранения подвергались визуальному осмотру.
3. Адгезионную способность материала оценивали на добровольцах следующим образом: полоску материала размером 1×10 см и толщиной 1,0-1,2 мм наклеивали на кожу предплечья руки человека, выдерживали 1 час, а затем отслаивали на разрывной машине под углом 180° при скорости движения подвижного зажима 300 мм/мин.
±1
4. Водопоглощение материала оценивали весовым методом, определяя количество воды, поглощенное образцом (круг диаметром 20 мм и толщиной 1,0-1,2 мм, закрытый с одной стороны водонепроницаемым материалом) при контакте с водой за 20 часов при 25°C. Водопоглощение выражали в процентах к начальному весу образца.
В результате экспериментов установлено (табл.2), что адгезионная композиция с фторопластом не разрушается даже при длительном воздействии препарата "искусственный кишечный сок ", в то время как адгезив Stomahesive и адгезив по патенту RU 2005494 начинают фрагментироваться через 6-12 часов, а через 12-24 часа часть адгезива полностью переходила в раствор, оголяя поверхность лавсановой пленки.
Из табл.2 также видно, что скорость миграции препарата для композиции с фторопластом в 1,5-2 раза меньше, чем для аналогов.
Образцы, отобранные для оценки хладотекучести, периодически изымались и подвергались визуальному осмотру. В результате двухлетних наблюдений установлено, что размеры и форма образцов, полученных по предлагаемому техническому решению, остались неизменны. В то время как в сравниваемых изделиях Stomahesive и по патенту RU 2005494 материал вытекал на 1-2 мм за пределы внутреннего отверстия уже через 2-3 месяца хранения.
Из таблицы 3 видно, что образцы с фторопластом устойчивы к γ-облучению при стерилизации и их свойства изменяются не более чем на 10% при длительном хранении.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что адгезионные композиции с фторопластом устойчивы к действию кишечных жидкостей, не подвержены хладотекучести, не изменяют своих свойств под воздействием γ-облучения и при хранении в течение двух лет.
Настоящее техническое решение может быть использовано для производства коло-, илео- и уростомических мешков, клейких лент для закрепления мочеприемников, дренажных устройств и катетеров, а также покрытий на раны, ожоги, трофические язвы, пролежни и т.п.
Таблица 2. Глубина проникновения кишечного сока, мм (степень разрушения образца).
Время, час
Stomahesive Фирмы Convatec
По патенту RU 2005494
Образец с фторопластом (5 мас.%)
Образец с фторопластом (1 мас.%)
6
3,5(++)
3(+)
2
1,5
12
8(+++)
6,5(++)
4
3,5
24
10(+++)
8(+++)
6
5
Таблица 3. Физико-химические характеристики адгезивов.
Примеры в соответствии с табл.1
Адгезионная способность, н/м
Водопоглощение, %
Не позднее 1 мес. после изготовления
После γ-стерилизации
Через 2 года
Не позднее 1 мес. после изготовления
После γ-стерилизации
Через 2 года
1
100
100
90
600
580
540
2
140
130
120
520
500
460
3
150
135
120
480
450
430
4
120
110
105
650
630
600
5
110
110
100
570
540
520
6
120
105
100
540
520
500
По патенту RU 2005494
80-125
70-110
60-100
350-650
320-600
300-550