Активированный углеволокнистый энтеросорбент

 

Использование: в медицине в качестве энтеросорбентов. Сущность изобретения: активированный углеволокнистый энтеросорбент содержит 85 - 90 мас.% углерода с чистотой 99,0 - 99,4 мас.% и наполнитель - остальное, при этом частицы имеют цилиндрическую форму, диаметр 6 - 8 мкм, длину 10 - 1000 мкм. Энтеросорбент может быть выполнен также в виде порошка и в качестве наполнителя содержать воду в количестве 10 - 15 мас.%, а углеродные частицы при этом имеют длину 10 - 300 мкм. 2 з. п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для энтеросорбции.

Проблема разработки углеродных сорбентов медицинского назначения, в том числе энтеросорбентов, остается актуальной, в первую очередь, в связи с ростом частоты экологически зависимых заболеваний, которые вызваны отравлениями промышленными химическими ядами, нитратами, радионуклидами, лекарственными препаратами, алкоголем и т.д. Кроме того, в последнее время все большую роль начинают играть эндогенные интоксикации, связанные с развитием различных патологических состояний, обусловленных общим ухудшением качества жизни населения.

Для детерминации большого количества существующих медицинских сорбентов используют следующие основные характеристики: форма и размер частиц, качественное и количественное содержание примесей, введенных наполнителей и связующего.

Для устранения печеночных и почечных дисфункций известен углеродный сорбент, состоящий из пористых сферических частиц диаметром 5-100 мкм, удельным объемом пор частиц с радиусом 88 0,2-1 см³/г и удельным объемом пор частиц с радиусом пор 100-75000 0,1-1 см³/г.

В качестве антиалкогольного препарата предложен сорбент, состоящий из сферических частиц диаметром не более 0,1 мкм, выпускаемый в виде капсул, таблеток или водного раствора.

Для лечения желудочно-кишечных расстройств известен лекарственный препарат, содержащий в качестве активного компонента медицинский уголь 25% и наполнители: 30% порошка сладкой сыворотки, 30% белой глины, 13% лактозы, 2% пектина.

Известно также таблетированное адсорбирующее средство, содержащее активированный уголь и наполнители: натрий-карбоксиметилцеллюлозу 1,5-2,0% белую глину 16,0-2,5% В отечественной медицинской практике широко распространен активированный углеродный сорбент в виде таблеток "Карболен", который, кроме активированного угля, содержит в качестве наполнителей и связующего крахмал, желатин, сахарный сироп.

Описанные сорбенты, состоящие из частиц сферической формы, представляют собой высокодисперсные материалы. Применение их в клинике показало, что они могут вызвать констипационные осложнения (запор). Кроме того, высокое содержание наполнителей требует высоких доз сорбентов для достижения терапевтического эффекта, что, как правило, осложняется нарушениями моторики, тошнотой и рвотой.

Прототипом изобретения является медицинский активированный углеволокнистый сорбент в виде ткани, состоящей из моноволокон со средним диаметром 5-8 мкм и объемом пор 0,7-1,2 см³/г, выпускаемый Броварским (Украина) заводом порошковой металлургии под названием АУВМ "Днепр"-МН (ТУ-06668-86).

Сорбент АУВМ "Днепр"-МН характеризуется высокой сорбционной емкостью в отношении веществ маркеров: креатинин, витамин В₁₂, соответственно, 185,2 и 142,9 мг/г.

Однако, в составе материала содержится значительное количество примесей 8,2±0,05 мас. включая такие химические элементы, как Si, SiO₂, Na, K, Zn, Cl, Mn, S, Ca и Fe (с содержанием Fe 0,3-0,4%), в виде отдельных неравномерно распределенных в структуре включений игло- и шаровидной формы, способных отделяться от углеродных волокон во внешнюю среду.

Для энтеросорбции используют измельченный материал АУВМ, морфологические исследования которого показал, что в результате измельчения образуются частицы-волокна в условном диаметре до 2 мкм, а также пылевые осколочные частицы неправильной геометрической формы фрагменты деструктурированных микроволокон. Значительное содержание разнообразных примесей и гетерогенность структуры измельченного материала отражаются на терапевтическом эффекте сорбента, снижении его эффективности, ухудшая экономические показатели его производства.

Поставленная задача заключается в создании активированного углеволокнистого сорбента с минимальным содержанием примесей, причем сорбционные свойства препарата при введении в него наполнителей для создания порошкообразной или гранулированной форм не должны существенно отличаться от свойств прототипа. Новый сорбент должен характеризоваться более высокими сорбционно-кинетическими показателями и стабильными электрохимическими свойствами (значения рН). Он должен обладать высокими антитоксическими свойствами.

В соответствии с поставленной задачей предложен активированный углеволокнистый энтеросорбент, содержащий 85-90% углеродной субстанции и наполнитель остальное. Причем углеволокнистые частицы, состоящие на 99,0-99,4% из углерода от сухого веса субстанции, имеют диаметр 6-8 мкм и длину 10-1000 мкм и выполнены цилиндрической формы.

Энтеросорбент изготавливают в двух лекарственных формах: в виде порошка, где в качестве наполнителя вводят воду 10-15% а углеродные частицы имеют длину 10-3000 мкм; в виде гранулята, где в качестве наполнителя вводят воду 2-13% и крахмальный гель 2-8% а углеродные частицы имеют длину 10-1000 мкм.

Экспериментальные фармакологические исследования нового энтеросорбента показывают, что составы с заявляемым процентным соотношением углеродной субстанции и наполнителя обеспечивают достижение высокого антитоксического эффекта. Уменьшение содержания углеродной субстанции при увеличении содержания наполнителя приводят к снижению терапевтического эффекта. Уменьшение содержания наполнителя (вода и/или крахмальный гель) и соответственно увеличение содержания углерода нежелательно из-за усложнения технологических условий получения лекарственной формы.

Структурно-геометрические характеристики нового энтеросорбента: диаметр 6-8 мкм, длина моноволокна 10-1000 мкм, правильная цилиндрическая форма волокон и связанная с ними упорядоченная конфигурация частиц, обеспечивают высокие сорбционно-кинетические свойства. Так, порошковые образцы нового сорбента практически насыщаются сорбатом (бензолом) в течение 3-5 ч в отличие от сорбента-прототипа, где равновесие наступает в течение 24-48 ч, т.е. в 8 раз быстрее.

Результаты исследования особенностей электрохимического поведения образцов сорбентов показывают, что новый энтеросорбент обладает меньшей способностью к изменению рН среды: в пределах рН 6,0-6,9 в отличие от прототипа рН 6,0-8,9. Эти результаты также объясняются высоким уровнем чистоты нового препарата и наличием на его поверхности небольшого количества кислородсодержащих групп. Новый энтеросорбент можно классифицировать как активный, частично окисленный. Предложенный состав энтеросорбента с учетом показателей содержания углерода и структурно-геометрических характеристик частиц является неочевидным решением.

Важным преимуществом изобретения является высокий удельный массовый выход продукта из единицы площади ткани АУТМ по сравнению с АУВМ "Днепр"-МН. Так 1 м² ткани АУТМ имеет массу 220±4 г, а 1 м² ткани АУВМ "Днепр"-МН 120±5 г.

Изготовление энтеросорбента из исходного сырья, обладающего близкими к прототипу структурно-сорбционными свойствами, но позволяющего получить практически массовый выход продукта, с учетом того, что стоимость энтеросорбента на 80-90% определяется стоимостью сырья, обладает несомненными экономическими преимуществами.

Фармакологические исследования нового энтеросорбента в сравнении с широко распространенным в медицинской практике углеродным энтеросорбентом "Карболен" показывают, что этот препарат обладает антитоксическим эффектом, превышающим действие известного препарата. Причем нормализующее дезинтоксикационное действие достигается при различных патологических процессах, например, отравление четыреххлористым углеродом, сулемой, этанолом.

П р и м е р 1. Активированный углеволокнистый сорбент в виде порошка получают путем экструзионного измельчения активированной углеродной ткани АУТМ Светлогорского производственного объединения "Химволокно" (ТУ-6-16-3091-89) на экструдере 4П 2-90 х 20. Составы энтеросорбента в форме порошка, получаемые согласно описанному способу, представлены в табл. 1, а характеристики в сравнении с прототипом АУВМ "Днепр"-МН (ТУ-06668-86) представлены в табл. 2.

П р и м е р 2. Активированный углеволокнистый сорбент в виде гранулята получают путем измельчения на экструдере 4П2-90х20, оснащенном формующей головкой с гранулирующим устройством, активированной углеродной ткани АУТМ Светлогорского производственного объединения "Химволокно" (ТУ-6-16-3091-89). Составы энтеросорбента в форме гранулята представлены в табл.1, а характеристики получаемого сорбента в сравнении с АУВМ "Днепр"-МН (ТУ-066668-86) в табл.2.

Для доказательства эффективности терапевтического использования изобретения проводят исследования антитоксического действия двух форм нового сорбента: порошок, гранулят в сравнении с таблетированным углеродным сорбентом "Карболен".

Опыты проводят на белых крысах массой 170-220 г и белых мышах массой 18-23 г. Животных содержат на обычном рационе питания в виварии.

В качестве патологических состояний изучают: отравление четыреххлористым углеродом ССl₄, интоксикация сулемой HgCl₂, механическая желтуха, отравление этанолом.

П р и м е р 3. Отравление ССl₄ у крыс вызывают при введении вещества в желудок в форме 50%-ного масляного раствора 0,6 мл/100 г массы. При определении антитоксической функции печени крыс (гексеналовый сон, доза 80 мл/кг внутрибpюшинно) вводят однократную условно-терапевтическую дозу нового сорбента 7,5 мг/кг в двух формах (порошок, гранулят) до и после отравления ССl₄. Карболен вводят по этой же схеме.

Результаты представлены в табл.3.

П р и м е р 4. Отравление HgCl₂ вызывают при введении веществ в желудок крысам в дозе 17,9 мг/кг. Новый сорбент и карболен вводят по схеме в соответствии с примером 3. Антитоксическую функцию печени определяют по схеме аналогично примеру 3 в сравнении с карболеном, вводимым по той же схеме. Результаты представлены в табл. 4.

П р и м е р 5. На модели механической желтухи, которая возникает после перевязки общего желчного протока крыс, через 24 ч после операции вводят новый сорбент в однократной условно-терапевтической дозе 7,5 мг/кг 3 раза в день ежедневно в течение 7 дней. Карболен вводят по той же схеме. Результаты представлены в табл. 5.

П р и м е р 6. Алкогольное отравление вызывают у крыс при введении этанола в дозе 1/2 ЛД₅₀ 3,5 г/кг. Новый сорбент и карболен вводят в дозе 40 мг/кг (5-кратная условно-терапевтическая доза) в течение 7 дней совместно с этанолом 1 раз в день или однократно за 30 мин до введения алкоголя. Антиалкогольный эффект оценивают по ряду показателей умственной и физической работоспособности у крыс. Результаты представлены в табл. 6.

Результаты фармакологических исследований показывают, что препараты нового энтеросорбента АУМТМ в виде порошка или гранулята в сравнении с углеродным энтеросорбентом "Карболеном" эффективнее повышают антитоксическую функцию печени (см.табл. 3,4) при отравлении сулемой и четыреххлористым углеродом, способствуют стабилизации метаболических процессов в печени при механической желтухе (см.табл.5), улучшают физическую работоспособность и ослабляют выраженность токсического эффекта этанола у животных (см.табл.6).

Следовательно, изобретение может быть использовано в качестве энтеросорбента благодаря нормализующему влиянию на ряд показателей состояния организма при патологических интоксикационных процессах.

Формула изобретения

1. АКТИВИРОВАННЫЙ УГЛЕВОЛОКНИСТЫЙ ЭНТЕРОСОРБЕНТ, содержащий активированные углеродные волокна, отличающийся тем, что энтеросорбент содержит 85 90 мас. углерода с чистотой 99,0 99,4 мас. а наполнитель - остальное, при этом частицы имеют цилиндрическую форму, диаметр 6 8 мкм, длину 10 1000 мкм.

2. Энтеросорбент по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в форме порошка и содержит в качестве наполнителя воду в количестве 10 15 мас. а углеродные частицы имеют длину 10 300 мкм.

3. Энтеросорбент по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в форме гранулята, а в качестве наполнителя содержит воду в количестве 2 13 мас. и крахмальный гель 2 8 мас. а углеродные частицы имеют длину 10 1000 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5