КЛЕЙ МЕДИЦИНСКИЙ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ
BIOLOGICAL ADHESIVE AND METHOD FOR PREPARING IT

Изобретение относится к области медицины, в частности к области хирургических приспособлений, и может быть использовано для склеивания мягких тканей, входящих в состав организма.
Полимерные клеевые композиции находят широкое применение в различных областях медицины. Их использование при хирургических вмешательствах, лечении ожогов, обширных раневых поверхностей, дерматологических заболеваний, изоляции очагов инфекции, стерилизации операционного поля и т.д. во многих случаях является наиболее эффективным средством быстрого выздоровления, хорошо зарекомендовавшим себя в клинической практике.
К клеям, применяемым в медицине, предъявляют весьма жесткие требования. Они должны: склеивать ткани во влажной среде при температуре тела; быстро образовывать прочную эластичную клеевую пленку, надежно удерживающую склеиваемые поверхности на всех сроках формирования рубца; рассасываться в процессе регенерации тканей; процесс склеивания должен происходить без выделения токсических продуктов и значительного повышения температуры; местная реакция тканей на клей должна быть минимальной; клеи не должны обладать канцерогенным и сенсибилизирующим действием; должны легко поддаваться стерилизации или быть стерильными; клеевая пленка не должна препятствовать прорастанию тканей сквозь нее. Кроме того, компоненты клеевой композиции не должны снижать биохимическую активность вводимых в нее лекарственных препаратов, поддерживая их концентрацию в зоне действия достаточно продолжительное время, необходимое для каждой конкретной ситуации.
Особое значение в создании медицинских клеев приобрели композиции на основе эфиров α - цианакриловой кислоты. Первое сообщение о клеящих свойствах цианакрилатов появилось в 1958 г., а в 1959 г. стало известно о возможности использования их в некоторых областях медицины.
Известно большое число медицинских клеев на основе цианакрилатов, выпускаемых различными фирмами США, Японии, Германии, Польши и др. стран.
К их недостаткам относят: очень высокую скорость отверждения клеевой пленки на живой ткани, повышенные твердость и хрупкость пленки, недостаточную порозность, воспалительную реакцию тканей на нее.
В организме цианакрилаты постепенно разлагаются, что обеспечивает рассасывание клеевой пленки. По всей вероятности, биодеструкция полимера начинается с гидролиза сложноэфирной группы. Затем происходит отщепление цианогруппы и разложение основной цепи макромолекулы. Обнаружено, что продукты деструкции накапливаются в гипофизе, мозговой ткани, щитовидной железе и печени. Скорость разложения зависит от величины и характера алкильного заместителя цианакрилата. Некоторые цианакрилаты и продукты их метаболизма сохраняются в организме до 10 месяцев.
Для снижения воспалительной реакции и увеличения биосовместимости тканей организма с компонентами клеевой композиции в состав клея вводят противовоспалительные и антимикробные добавки.
Цианакрилаты содержат у винильной связи две электроноакцепторные группировки: -С=О и -С≡≡N, что определяет чрезвычайно высокую активность их в реакциях анионной полимеризации сополимеризации с винильными мономерами, содержащими электронодонорые заместители у винильной связи. Под действием следов влаги, спиртов, щелочей, аминокислот цианакрилаты полимеризуются по анионному механизму (см. схему) с образованием линейных полимеров высокой молекулярной массы. Акрилатная и метакрилатная группировки легко полимеризуются по радикальному механизму.
Для стабилизации подобных композиций в систему необходимо вводить как минимум два стабилизатора: ингибитор анионных процессов и ингибитор радикальной полимеризации.
Полимеризация винильных мономеров сопровождается выделением достаточно большого количества тепла. Удельный тепловой эффект полимеризации метил-α-цианакрилата составляет 0,09 ккал/г. Скорость образования клеевой пленки, т.е. скорость полимеризации мономера на укрываемой (склеиваемой) поверхности, не должна превышать величины, при которой выделяющееся тепло полимеризации не успевает диссипировать в окружающее пространство без существенного повышения температуры тканей организма. «Перегрев» ведет к воспалению ткани и развитию некротических явлений.
α-Цианакрилаты большей молекулярной массы имеют меньший удельный тепловой эффект, чем метил-α-цианакрилат (тепловой эффект полимеризации бутил-α-цианакрилата -0,06 ккал/г) и их использование в хирургических клеях предпочтительнее.
Известна (SU, авторское свидетельство 1455709) клеевая композиция, применяемая для склеивания мягких тканей живого организма. Известная композиция содержит этил-α-цианакрилат, бутилакрилат и 3-метакрилкарбоксисульфолен-2 (сульфоленметакрилат, второе название метакрилоксисульфолан). Для получения известной композиции к этил-α-цианакрилату добавляют бутилакрилат и 3-метакрилкарбоксисульфолен-2 в необходимом соотношении и перемешивают при комнатной температуре до полного растворения сульфоленметакрилата.
Недостатками известного медицинского клея можно признать недостаточную стабильность при хранении, неприятный запах.
6
Известен (RU, патент 2156140) клей медицинский, применяемый в различных областях медицины. Известный клей медицинский содержит этиловый эфир 2-цианакриловой кислоты, бутиловый или гексиловый эфир акриловой кислоты и 1,1-диоксотетрагидро-1λ-тиофен-3-иловый эфир 2-метакриловой кислоты.
6
Для получения указанного клея к этиловому эфиру 2-цианакриловой кислоты, взятому в известном количестве, добавляют при комнатной температуре бутиловый или гексиловый эфир акриловой кислоты и 1,1-диоксотетрагидро-1λ-тиофен-3-иловый эфир 2-метакриловой кислоты, взятые в необходимых количествах, и перемешивают до полного растворения.
Недостатками известного медицинского клея можно признать недостаточную стабильность при хранении, неприятный запах.
Известен (SU, авторское свидетельство 1005455) медицинский клей, содержащий этил - 1-цианакрилат, 3-метакрилоксисульфолан и бутилакрилат. В указанной композиции этил - 1 -цианакрилат представляет собой клеящую основу, 3-метакрилоксисульфолан является противовоспалительным антимикробным компонентом, а бутилакрилат - пластификатором. Для получения указанного клея к этил- 1-цианакрилату, взятому в необходимом количестве, добавляют 3-метакрилоксисульфолан и бутилакрилат, взятые в соответствующих количествах, размешивают при комнатной температуре до полного растворения компонентов. Композиция получила название «Сульфакрилат».
Клей "Сульфакрилат" предназначается для склеивания мягких тканей живого организма:
- в хирургии желудочно-кишечного тракта для герметизации швов и анастомозов, для эндоскопической остановки желудочно-кишечных кровотечений методом клеевой пломбировки;
- в сердечно-сосудистой хирургии для герметизации швов сердца и сосудистых анастомозов;
- в хирургии печени и желчных путей для закрытия раневых поверхностей печени, герметизации швов желчных протоков, закрытия ложа желчного пузыря;
- при операциях на почках, мочеточниках, щитовидной железе;
- в хирургии органов дыхания для дополнительного укрепления культи бронха после прошивания ручным или механическим швом, закрытия ран паренхимы легкого (в чистом виде или в сочетании с лоскутом плевры), для закрытия недостаточности культи бронха и бронхиальных свищей;
- в офтальмологии;
- для склеивания мышц, подкожно-жировой клетчатки, закрытия кожных ран;
- при пластике крестообразных связок коленных суставов с целью закрепления лавсановой ленты в костном канале;
- в качестве присадочного материала при соединении с помощью ультразвука отслоенной интимы со стенкой кровеносного сосуда, ран печени, кожных ран.
Недостатками известного медицинского клея можно признать недостаточную стабильность при хранении, неприятный запах («букет» образуется при смешении цианакрилата и бутилакрилата), высокую скорость отверждения клеевой пленки на живой ткани.
Известный медицинский клей использован в качестве ближайшего аналога.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного состава, состоит в получении клея медицинского с улучшенными характеристиками.
Технический результат, получаемый при реализации медицинского клея разработанного состава, состоит в увеличении стабильности при хранении клеевой композиции, а также улучшении механических характеристик получаемой пленки клея при ее медицинском применении, более равномерная скорость отверждения клеевой пленки на живой ткани, улучшенные пользовательские характеристики (отсутствие резкого запаха).
Клей медицинский разработанного состава содержит метакрилоксисульфолан, N-бутил-2-цианакрилат и, по меньшей мере, один стабилизатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Метакрилоксисульфолан
4,5-10,5
Стабилизатор
0,2-1,1
N-бутил-2 цианакрилат
остальное
В предпочтительном варианте реализации клей медицинский содержит два стабилизатора, а именно - органическую кислоту (муравьиная, уксусная, пропионовая, лимонная) и диоксид серы, причем содержание органической кислоты составляет от 0,1 до 0,4 мас.%, а диоксида серы - от 0,1 до 0,6 мас.%.
В наиболее предпочтительном варианте реализации клей медицинский содержит, мас.%:
Метакрилоксисульфолан
8,0-9,0
Диоксид серы
0,45-0,55
Органическая кислота
0,1-0,5
N-бутил-2-цианакрилат
остальное
Для получения клея медицинского разработанного состава к охлажденному N-бутил-2-цианакрилату, взятому в необходимом количестве, добавляют соответствующее количество органической кислоты. В емкость, внутренняя поверхность которой предварительно обработана диоксидом серы, засыпают соответствующее количество метакрилоксисульфолана и приливают при перемешивании смесь охлажденного N-бутил-2-цианакрилата и органической кислоты. Перемешивание продолжают до полного растворения метакрилоксисульфолана.
Метакрилоксисульфолан в составе композиции выполняет функцию противовоспалительного антимикробного компонента.
N-бутил-2-цианакрилат в составе композиции выполняет функцию клеящей основы.
В дальнейшем изобретение будет раскрыто с использованием примеров его реализации.
Пример 1
3
К охлажденному N-бутил-2-цианакрилату, взятому в количестве 89,95 г, добавили 0,1 г ледяной уксусной кислоты и перемешали. В стеклянную емкость объемом 0,5дм, внутреннюю поверхность которой предварительно обработали диоксидом серы массой 0,45 г, засыпали 8,5 г метакрилоксисульфолана и прилили при перемешивании ранее полученную смесь охлажденного N-бутил-2-цианакрилата и пищевой органической кислоты. Перемешивание продолжают до полного растворения метакрилоксисульфолана. Пленка полученного медицинского клея характеризуется следующими параметрами (относительно медицинского клея "Сульфакрилат», используемого в качестве ближайшего аналога):
1. Сохранение свойств (срок хранения) - увеличение, по меньшей мере, в 1,5 раза.
2. Прочность на изгиб - увеличение на 17-21%.
3. Относительное удлинение - увеличение на 13-17%.
4. Механическая прочность - увеличение на 15-17%.
5. Рассасывание в теле пациента - 30-40 дней.
6. Прорастание ткани через пленку клея - увеличение на 9-11%.
7. Запах отсутствует.
8. Более равномерная скорость отверждения.
Пример 2. Клей готовили согласно примеру 1, но количество N-бутил-2-цианакрилата составило 91,45 г. Полученные характеристики пленки соответствовали примеру 1.
Пример 3. Клей готовили согласно примеру 1, но количество метакрилоксисульфолана составило 9,0 г. Полученные характеристики пленки соответствовали примеру 1.
Пример 4. Клей готовили согласно примеру 1, но использовали лимонную кислоту в количестве 0,5 г. Полученные характеристики пленки соответствовали примеру 1.
Пример 5. Клей готовили согласно примеру 1, но N-бутил-2-цианакрилат использовали в количестве 91,45 г, ледяную уксусную кислоту в количестве 0,5 г, диоксид серы в количестве 0,55 г, метакрилоксисульфолан в количестве 9,0 г. Полученные характеристики пленки соответствовали примеру 1.
Пример 6. Клей готовили согласно примеру 1, но N-бутил-2-цианакрилат использовали в количестве 89,0 г. Отмечено заметное ухудшение прочности на изгиб, механической прочности, а также относительного удлинения. Отмечена неоднородность скорости отверждения.
Пример 7. Клей готовили согласно примеру 1, но N-бутил-2-цианакрилат использовали в количестве 92,0 г. Отмечено заметное ухудшение прорастания ткани через пленку и значительное увеличение рассасывания пленки в теле пациента.
Пример 8. Клей готовили согласно примеру 1, но количество метакрилоксисульфолана составило 7,5 г. Отмечено воспаление тканей, на которые наносили пленку клея.
Пример 9. Клей готовили согласно примеру 1, но количество метакрилоксисульфолана составило 9,5 г. Отмечено ухудшение механических характеристик пленки.
Пример 10. Клей готовили согласно примеру 1, но количество пищевой органической кислоты составило 0,08 г. Отмечено ухудшение стабильности клея.
Пример 11. Клей готовили согласно примеру 1, но количество пищевой органической кислоты составило 0,55 г. Отмечено ухудшение времени отверждения клея.
Пример 12. Клей готовили согласно примеру 1, но количество диоксида серы составило 0,4 г. Отмечено ухудшение стабильности клея.
Пример 13. Клей готовили согласно примеру 1, но количество диоксида серы составило 0,6 г. Отмечено воспаление тканей, на которые наносили пленку.
Полученный медицинский клей использовали аналогично клею «Сульфакрилат».
Полученный клей может быть использован в сердечной хирургии, детской кардиохирургии, сосудистой хирургии, нейрохирургии, лор-хирургии, детской хирургии, общей хирургии, торакальной хирургии, гинекологических операциях, эндоскопии желудочно-кишечного тракта, интервенционной радиологии и сосудистой нейрорадиологии, урологической хирургии.
Применение медицинского клея разработанного состава позволяет увеличить стабильность характеристик при хранении клеевой композиции, а также улучшить механические характеристики получаемой пленки клея при ее медицинском применении, более равномерная скорость отверждения клеевой пленки на живой ткани, улучшенные пользовательские характеристики (отсутствие резкого запаха).