МАТЕРИАЛ, ОБЛАДАЮЩИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО НА ЕГО ОСНОВЕ
MATERIAL WITH BIOLOGICAL ACTIVITY, METHOD OF ITS OBTAINMENT, AND THERAPEUTIC MEDIUM BASED ON IT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к медицине, конкретно к материалу (системе), обладающему биологической активностью, способу его получения и терапевтическому средству на основе указанного материала (системы) в форме раневых покрытий, которые предназначены для лечения гнойно-некротических ран, трофических язв и других подобных заболеваний.
Уровень техники
В настоящее время известны материалы и способы их получения на основе текстильного носителя из диальдегидцеллюлозы (ДАЦ) или поликапроамида, содержащие иммобилизованные на них лекарственные средства белковой природы, которые достаточно успешно применяются при лечении гнойно-некротических ран, трофических язв и других подобных заболеваний.
Так известен способ получения материала (DE 19747832 А1) в форме раневого покрытия для использования при лечении гнойно-некротических ран и т.п. повреждений. Способ заключается в том, что хлопчатобумажную ткань в форме медицинской марли предварительно окисляют раствором перйодата натрия до ДАЦ с содержанием альдегидных групп 0,04-0,06 мг-экв. на 1 г носителя. Затем материал обрабатывают смесью растворов трипсина и инсулина при модуле ванны 2,5 (модуль ванны - соотношение веса раствора и веса обрабатываемого материала). При этом происходит взаимодействие альдегидных групп материала-носителя со свободными аминогруппами трипсина и инсулина с образованием азометиновой связи и, как результат, происходит иммобилизация названных белков на материале. В названной ссылке сообщается, что при использовании в качестве носителя поликапроамидного трикотажного полотна альдегидные группы вводят путем обработки поликапроамидного трикотажного полотна глутаровым альдегидом. Конечный продукт содержит в качестве активного ингредиента трипсин, трипсин и инсулин. В качестве преимущества данного технического решения названо существенное (на 20%) сокращение сроков очищения от детрита гнойно-некротических ран по сравнению с ближайшими аналогами, в качестве которых названы патенты RU 2062113 и RU 2131268.
Известен также способ получения материала (US 6500799 B2) в форме раневого покрытия, который предусматривает предварительную активацию материала носителя в результате его окисления, в результате чего материал содержит 0,026-0,06 мг - экв. альдегидных групп на 1 г носителя. После чего осуществляют иммобилизацию на нем, по меньшей мере, одного фермента в эффективном количестве для функционирования материала в течение, по меньшей мере, 3 дней. В этой же ссылке раскрывается материал с указанными выше свойствами, полученный раскрытым способом. Материал содержит в качестве активного ингредиента трипсин, трипсин и инсулин, трипсин и лизоцим. Здесь же сообщается, что сроки очищения ран составляют 2, 4 дня по сравнению с 7, 5 днями, в течение которых достигается сходный эффект при использовании обычных способов и средств.
В патенте RU 2142818 раскрывается способ получения перевязочных материалов, включающий обработку активированного текстильного материала носителя раствором белкового препарата с последующим выдерживанием обработанного материала носителя на воздухе и сушкой. В способе в качестве активированного текстильного материала используют диальдегидцеллюлозу или поликапроамид с содержанием альдегидных групп 0,04-0,06 мг - экв. на 1 г носителя, а обработку проводят плюсованием активированного текстильного материала в растворе белков. Материал содержит в качестве иммобилизованных белков трипсин или трипсин и инсулин или трипсин и лизоцим. В ссылке сообщается, что применение материала, полученного по раскрываемому способу, позволяет очистить рану в течение 2,2-2,6 суток.
Однако несмотря на наличие в распоряжении практикующих врачей достаточно успешных средств для лечения гнойно-некротических ран, трофических язв и других подобных заболеваний, существует настоятельная потребность в новых более эффективных материалах и средствах.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предлагает новый терапевтический материал для закрытия ран, обладающий биологической активностью, способный ускорить очищение и заживление ран.
Таким образом, первым аспектом настоящего изобретения является терапевтический материал на основе текстильного носителя, в качестве которого использованы хлопчатобумажная ткань из диальдегидцеллюлозы (ДАЦ) или поликапроамидное трикотажное полотно. Этот терапевтический материал предназначен для лечения гнойно-некротических ран различного происхождения.
Такими ранами, в частности, могут быть трофические раны у больных, страдающих сахарным диабетом.
Отличительной особенностью заявленного материала является то, что в отличие от известных в уровне техники он содержит в качестве активных ингредиентов три иммобилизованных белка, один из которых является гормоном.
Такими белками являются протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин, террилитин и др.), бактериолитические ферменты (лизоцим, лизоамидаза) и гормоны (инсулин из поджелудочной железы человека, быка, свиньи, рекомбинантный инсулин).
Ни в одном из известных заявителю источников информации не предлагалось и не предполагалось совместное использование названных активных компонентов в терапевтическом материале. Совместное использование, как неожиданно было установлено авторами настоящего изобретения, указанных белков позволяет существенно ускорить очищение и заживление гнойно-некротических ран.
Трипсин, лизоцим и инсулин присутствуют в указанном в весовом соотношении 1:1,33:1,67 соответственно на 1 г носителя.
Терапевтический материал согласно этому аспекту изобретения характеризуется тем, что содержание альдегидных групп в активированном материале носителя составляет не менее 0,02, например 0,08-0,10 мг-экв. на 1 г носителя, что значительно превышает количество активных групп, необходимых для полного связывания белков и обеспечивает их иммобилизацию в том соотношении, в котором они находятся в исходном растворе.
Терапевтический материал на основе поликапроамидного трикотажного полотна или диальдегидцеллюлозы в соответствии с настоящим изобретением представляет собой аппликации, которые используют при лечении обширных, неглубоких ран.
Терапевтический материал на основе диальдегидцеллюлозы в соответствии с данным аспектом изобретения может быть подвергнут механической деструкции на доступном оборудовании до состояния корпии (ваты). Корпия выгоднее и удобнее аппликации при лечении узких и глубоких патологических очагов (пулевые, минно-осколочные и колотые раны, зубодесневые карманы, язвенные ниши).
Далее терапевтический материал на основе диальдегидцеллюлозы может быть измельчен до состояния порошка с размерами частиц 0,1-0,6 мм. Указанный порошок с размерами частиц 0,5-0,6 мм может быть введен в слуховой проход с помощью инсуфлятора для лечения наружных отитов.
Тот же порошок с размерами частиц 0,3-0,4 мм может быть введен в состав гелей, мазей, суппозиториев и т.п. на гидрофильной основе.
Тот же порошок с размерами частиц 0,1-0,2 мм может быть введен в объем аэрозольного баллона, содержащий компоненты, образующие при их нанесении по поверхность раны пену. При изготовлении аэрозольных баллонов и других лекарственных форм может быть использована технология фирмы «Алтайвитамины» (Россия).
Соответственно следующим аспектом изобретения является терапевтическое средство, выполненное на основе терапевтического материала по первому аспекту настоящего изобретения.
В одном из вариантов выполнения изобретения в соответствии с данным аспектом изобретения терапевтическое средство в соответствии с настоящим изобретением содержит помимо лечебного слоя, представляющего собой терапевтический материал на основе текстильного носителя - хлопчатобумажной ткани из диальдегидцеллюлозы или поликапроамидного трикотажного полотна в соответствии с первым аспектом изобретения, дополнительно другие слои, один из которых является дренажным слоем, впитывающим раневой экссудат. Как правило, это гидрофильный материал. Возможно использование дополнительного наружного слоя, защищающего рану от грязи, пыли, патогенных микроорганизмов и высыхания.
Все слои соединяются в повязку швейным способом.
В соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение касается способа получения терапевтического материала в соответствии с первым аспектом изобретения.
Способ включает следующие стадии:
- активация текстильного носителя до содержания альдегидных групп 0,08-0,10 мг - экв. на грамм носителя;
- иммобилизация на активированном носителе трех биологически активных компонентов белковой природы, взятых в эффективном количестве для быстрого очищения и заживления гнойно-некротических ран.
В способе согласно изобретению в качестве текстильного носителя используют хлопчатобумажную ткань из целлюлозы или вязаное полотно из поликапроамида. Активацию проводят известными методами, например, с помощью обработки хлопчатобумажной ткани из целлюлозы перйодатом натрия до диальдегидцеллюлозы или с помощью обработки поликапрамидного полотна глутаровым альдегидом.
В способе согласно изобретению используют для иммобилизации трипсин, лизоцим и инсулин. Количества иммобилизованых молекул находятся в весовом соотношении 1:1.33:1,67 соответственно.
Подробное описание изобретения
Далее изобретение поясняется примерами его осуществления и сравнительными примерами, иллюстрирующими преимущества.
Пример 1
Получение терапевтического материала на основе диальдегидцеллюлозы
В первом реакторе, содержащем 3,3 л дистиллированной воды, растворяют 12 г йодной кислоты. Во втором реакторе с тем же количеством дистиллированной воды растворяют 3,8 г гидроксида натрия. После полного растворения указанных веществ раствор щелочи медленно приливают к раствору кислоты при энергичном перемешивании.
В полученный раствор при комнатной температуре помещают 1 кг марли медицинской и выдерживают в темноте в течение 14 часов.
Полученный активированный носитель, содержащий диальдегидцеллюлозу (ДАН), отжимают, промывают 4 раза по 10 л водой и высушивают на воздухе. Получают ДАЦ с содержанием альдегидных групп 0,08 мг-экв. на 1 г носителя.
Готовят раствор, содержащий 0,55 г лизоцима и 6,6 л воды. Опускают в него на 2 часа ранее полученный ДАЦ, затем ДАЦ отжимают и помещают на 2 часа в 6,6 л воды, содержащей 0,44 г инсулина. Вновь отжимают ДАЦ и помещают на 2 часа в 6,6 л воды, содержащей 0,33 г трипсина. ДАЦ вновь отжимают и высушивают на воздухе до остаточной влажности не более 10%. Остаточная влажность измеряется весовым методом. Материал сушат при 105° до постоянного веса, потери веса выражают в процентах. Материал разрезают на заготовки требуемого размера, например 40×40 см, и складывают в четырехслойную аппликацию размером 10×10 см.
Пример 2
Полотно носителя, полученное по примеру 1, складывают в форме аппликаций 10×10. Полученные аппликации соединяют с дренирующим (впитывающим) слоем и покрывают защитным слоем, слои соединяют в повязку швейным способом.
Пример 3
Полотно носителя, полученное по примеру 1, механически разрушают до состояния корпии (ваты) и упаковывают в пакеты.
Пример 4
Полотно носителя, полученное по примеру 1, размалывают до порошка с размерами частиц 0,5-0,6 мм. Порошок упаковывают во флаконы с резиновой пробкой и алюминиевым колпачком.
Пример 5
Полотно носителя, полученное по примеру 1, размалывают до порошка с размером частиц 0,1-0,2 мм и вводят в состав пенообразующей смеси, которой заправляют аэрозольные баллоны.
Пример 6
Полотно носителя, полученное по примеру 1, размалывают до порошка с размером частиц 0,3-0,4 мм, вводят в состав геля на гидрофильной основе и заправляют в тубы или формируют с использованием порошка суппозитории.
Пример 7
Получение терапевтического материала на основе поликапроамида
Текстильное полотно на основе поликапроамида помещают в 40 л 3 М соляной кислоты и выдерживают в течение 4 часов при температуре 60°С. Полотно отжимают и промывают водой до отсутствия ионов хлора в промывных водах.
Гидролизованное таким образом полотно выдерживают в течение 4 часов при 50°С в 37,4 л 10% глутарового альдегида. Получают активированный текстильный носитель, который отмывают водой до полного отсутствия запаха глутарового альдегида. Носитель высушивают на воздухе до остаточной влажности 10%. Полученный носитель содержит 0,08 мг-экв. альдегидных групп на 1 г носителя. Далее этот носитель последовательно обрабатывают растворами лизоцима, инсулина и трипсина согласно процедуре, описанной в примере 1.
Пример 8
Полотно носителя, полученное по примеру 7, разрезают на аппликации требуемого размера, например, 7,5×10, 10×10, 10×15, 15×20, 20×30 см, упаковывают в полиэтиленовые пакеты.
Пример 9
Упакованную продукцию в форме аппликаций, корпии или порошка подвергают гамма-облучению в дозе 25 кГр.
Сравнительный пример
В таблице 1 приведены данные, демонстрирующие эффективность терапевтических материалов, раскрытых в патентах и заявках RU 2062113, RU 2131268, RU 2142818, DE 19747832 A1 и US 6500799 В2, а также продемонстрированных заявленным терапевтическим материалом.
Таблица 1Срок очищения гнойно-некротических ран при лечении различными материалами
Терапевтический материал
Сроки очищения ран (сутки)
По патентам RU 2062115, 2131268
2,9-3,1
По DE 19747832 А1 и RU 2142818
2,2-2,6
По US 6500799 B2
2,4
Согласно предлагаемому изобретению
1,8
В отдельном исследовании было проведено изучение протеолитической активности ряда образцов терапевтических материалов. Исследовали (1) терапевтический материал на основе ДАЦ, на котором были иммобилизованы: лизоцим, инсулин и трипсин, (2) терапевтический материал на основе ДАЦ, на котором были иммобилизованы инсулин и трипсин и (3) терапевтический материал на основе ДАЦ, на котором был иммобилизован трипсин. Оказалось, что протеолитическая активность терапевтического материала (1) на 20% выше, чем у материал (2) и на 30% выше, чем у материала (3). Протеолитическую активность определяли по известной методике: Стандартный метод определения протеолитической активности для комплексных препаратов протеиназ. /Каверзнева Е.Д. // Прикладная биохимия и микробиология. 1971. Т.7. № 2. С.225-229.
Важной характеристикой терапевтических материалов, предназначенных для закрытия ран, является их атравматичность. Снятие покрытия с поверхности раны не должно сопровождаться травмированном, вторичным кровотечением и должно быть безболезненным для пациента. Атравматичность может быть оценена через усилие отрыва покрытия от поверхности раны, которое может быть измерено с помощью динамометра, как описано в статье: Метод сравнительной оценки атравматичности перевязочных материалов. /Бычихин Н.П. и др. // Хирургия. 1986. № 66. С.112-114.
Оказалось, что усилие отрыва материала, изготовленного по предлагаемому изобретению, в 4 раза ниже, чем у медицинской марли, и в 2 раза, чем у материала, полученного по DE 19747832 А1, RU 2142818 (см. табл.2).
Таблица 2Сравнительная атравматичность различных материалов при их смене на 2 сутки
Вид материала
Усилие отрыва, г
Медицинская марля
398
ДАЦ-трипсин-инсулин
203
ДАЦ-лизоцим-трипсин
202
ДАЦ-лизоцим-инсулин-трипсин
99
Названное преимущество может быть результатом более высокой влажности заявленного терапевтического материала. После сушки на воздухе остаточная влажность медицинской марли составляет около 4%, материала согласно DE 19747832 A1 - около 6%, а терапевтического материала по предлагаемому изобретению - около 8%.
Для увеличения количества сшивок между молекулами окисленной целлюлозы носителя и иммобилизованными на нем молекулами белков материалы и изделия в форме аппликаций, корпии или порошка могут быть подвергнуты гамма-облучению в дозе 25 кГр. Такая обработка с одной стороны позволяет образовать дополнительные сшивки с носителем, а с другой стороны, является стерилизующей для материала.
Терапевтические материалы, содержащие три белка, иммобилизованных на поликапроамидном носителе или на основе ДАЦ предпочтительно использовать в виде аппликаций при лечении обширных, неглубоких ран.
При необходимости могут быть выполнены повязки, содержащие наряду с лечебным дренажный, впитывающий и сохраняющий влагу защитный слои. Механическая прочность терапевтического материала на основе ДАЦ и терапевтических средств на ее основе значительно ниже, чем у не модифицированной марли. По этой причине терапевтические материалы на основе ДАЦ при необходимости могут быть измельчены до состояния корпии (ваты) или порошка.
Преимущества заявленного изобретения
Терапевтические материалы согласно заявленному изобретению существенно уменьшают сроки заживления гнойно-некротических ран, а следовательно, ускоряют их заживление. Терапевтические материалы по изобретению отличает существенно меньшая травматичность, т.е. при снятии материала с раневой поверхности требуется меньшее усилие, что позволяет избежать дополнительного травмирования, исключить кровотечение, обычное для других подобных материалов, и тем самым облегчить состояния пациента.
Известно, что лизоцим, инсулин и другие белки не могут сосуществовать в одном растворе с трипсином, так как они являются субстратом для этого протеолитика. Однако при соиммобилизации на одном носителе они проявляют неожиданно высокий совместный лечебный эффект. И, наконец, при соиммобилизации указанных трех белков они проявляют не известную ранее высокую антиоксидантную активность, которая, возможно, и определяет описанное выше преимущество - ускорение сроков очищения и заживления ран.