Биологически активная полимерная композиция
Владельцы патента RU 2318535:
Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина (RU)
Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно к биологически активным полимерным материалам с повышенной биосовместимостью и изделиям на их основе, в частности раневым покрытиям, дренажам, хирургическим шовным нитям, так называемым скаффолдам, используемым для временного замещения тканей организма и т.д. Изделия могут быть использованы в хирургии при лечении инфицированных, гнойных, ожоговых, послеоперационных ран. Биологически активная полимерная композиция содержит полиоксибутират, биосовместимый растворимый в хлороформе полимер при соотношении полиоксибутират:структурообразующий полимер (65-40):(35-60), а в качестве лекарственных веществ - протеолитический фермент и/или антимикробное вещество. Полученные биологические активные композиции разного состава на основе полиоксибутирата нетоксичны, биосовместимы, проявляют антимикробную и/или протеолитическую активность. 1 табл.
Изобретение относится к области медицины, а именно к биологически активным полимерным материалам с повышенной биосовместимостью и изделиям на их основе, в частности раневым покрытиям, дренажам, хирургическим шовным нитям, так называемым скаффолдам, используемым для временного замещения тканей организма и т.д. Изделия могут быть использованы в хирургии при лечении инфицированных, гнойных, ожоговых, послеоперационных ран.
Для придания полимерной композиции биосовместимости в изобретении использован полиоксиалканоат-полиоксибутират - перспективный полимер микробного происхождения. Полиоксибутират обладает высоким сродством к живым тканям и гемосовместимостью, способен к биодеструкции in vivo [Волова Т.Г., Севастьянов В.И., Шишацкая Е.И. / Полиоксиалканоаты (ПОА) - биоразрушаемые полимеры для медицины. - Новосибирск, Издательство СО РАН, 2003. - 330 с.]. Благодаря этому полиоксиалканоаты активно используются при разработке средств медицинского назначения.
Известен (US Patent 5665831) биосовместимый полиоксиалканоат, представляющий собой мультиблочный сополимер, получаемый с использованием различных комбинаций мономеров - оксикислот (оксимасляной, оксивалериановой), оксиэфиров, лактидов, капролактонов, эфиров этиленгликоля и пропиленгликоля с целью регулирования продолжительности биодеградации полиоксиалканоата и формирования пористой структуры. Кроме того, блок-сополимер содержит химически связанные фармацевтические или диагностические вещества. Названный блок-сополимер предназначен для изготовления имплантатов, которые удовлетворительно биодеградируют в организме человека и животных.
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является композиция, включающая биодеградируемый полиоксиалканоат (US Patent 6838493). Полиоксиалканоат может быть выбран из ряда поли-4-оксибутират, поли-4-оксибутират-со-3-оксибутират, поли-4-оксибутират-со-2-оксибутират, сополимеры оксимасляной кислоты с другими оксикислотами или являться их смесью. Варьирование состава полимерной композиции осуществляется для регулирования скорости деградации полимера. Полимерная композиция содержит порообразующие вещества, а также активные вещества, выбранные из группы: факторы роста, альгинаты, соли серебра, антисептики, анальгетики. Композиция используется как для получения различных медицинских средств, так и для нанесения на поверхность. Названная композиция принята за прототип.
Однако формирование пористой структуры указанной полимерной композиции осуществляется путем включения в полимер кристаллического вещества (хлорида натрия) и последующего его вымывания. Состав полимерных композиций прототипа не обеспечивает протеолитической или комбинированной (протеолитической и антимикробной) биологической активности.
Задачей данного изобретения является создание биологически активной полимерной композиции на основе полиоксибутирата, обеспечивающей возможность получения материала с контролируемым размером взаимопроникающих пор, обладающей протеолитической и/или антимикробной активностью.
Указанная задача решается путем создания биологически активной полимерной композиции на основе полиоксибутирата, содержащей биосовместимый полимер, растворимый в хлороформе, антимикробное вещество, а также дополнительно - протеолитический фермент.
В предлагаемом изобретении изменение структуры полимерной композиции на основе полиоксибутирата (ПОБ) (молекулярная масса 300-1500 кДа) достигается за счет введения в добавок второго полимера, растворимого в хлороформе, в количестве, установленном экспериментальным путем. Оптимальным соотношением полиоксибутират:структурообразующий полимер, которое позволяет регулировать размер пор, является (65-40):(35-60). Достигаемый при этом результат определяется как химической природой компонентов полимерной композиции и связанной с ней их термодинамической и кинетической совместимостью, так и их соотношением в композиции. В свою очередь, от формируемой структуры полимерной композиции зависит уровень биологической активности средств, выполненных из нее или путем нанесения покрытия. Выход за пределы указанного соотношения приводит к фазовому разделению полимерной композиции.
В качестве растворимых в хлороформе полимеров могут быть использованы биосовместимые полимеры: поликапролактон, полиэтиленгликоль, поливинилпирролидон и др.
Изобретение иллюстрируется примерами, представленными в таблице.
Медицинские средства, полученные из биологически активных полимерных композиций на основе полигидроксибутирата, представленных в таблице, являются нетоксичными, обладают повышенной биосовместимостью и атравматичностью. Наличие взаимопроникающих пор обеспечивает их паропроницаемость, что создает благоприятные условия для заживления ран.
Биологически активные полимерные композиции на основе полигидроксибутирата с иммобилизованным протеолитическим ферментом ускоряют очищение и заживление гнойных и ожоговых ран; их эффективность возрастает при одновременном введении в состав композиции протеолитического фермента и антимикробного вещества.
Использование биологически активных полимерных композиций на основе полиоксибутирата, содержащих антимикробное вещество, эффективно при лечении чистых и инфицированных ран, для предотвращения и подавления воспалительных процессов.
Состав биологически активной полимерной композиции на основе полигидроксибутирата | |||||||
№ примера | Второй полимер | Соотношение ПОБ:полимер | Лекарственное вещество, количество (% масс.) | Биологическая активность | Средний размер пор, мкм | Тип полученного медицинского средства | |
протеолитическая, ПЕ/г | антимикробная, зона подавления роста микроорганизмов вокруг образца, мм | ||||||
1 | ПКЛ | 50:50 | Фуразолидон 3% | - | 5 | 12 | Пленка, толщина 50 мкм |
2 | ПКЛ | 50:50 | Трипсин 2% | 2 | - | 15/5 | Пленка, толщина 40 мкм |
3 | ПКЛ | 55:45 | Фуразолидон 3% | - | 4 | 10 | Пластина, толщина 1 мм |
4 | ПКЛ | 65:35 | Террилитин 5% | 2 | - | 8/3 | Пленка, толщина 45 мкм |
5 | ПЭГ | 50:50 | Фуразолидон 1% | 3 | 15 | Покрытие хирургической шовной нити | |
6 | ПВП | 50:50 | Фуразолидон 3% Трипсин 2% | 1,8 | 5 | 15/7 | Пластина, толщина 1,5 мм |
7 | ПКЛ | 50:50 | Хлоргексидина биглюконат 0,5% Коллитин 1% | 1,5 | 4 | 10/5 | Пленка, толщина 45 мкм |
8 | ПКЛ | 40:60 | Пефлоксацин 0,4% Коллагеназа 1,5% | 3 | 10 | 8/5 | Пленка, толщина 60 мкм |
9 | ПЭГ | 60:40 | Фуразолидон 1% | 3 | 3 | Покрытие хирургической шовной нити |
Биологически активная полимерная композиция, включающая полиоксибутират в комплексе со структурообразующим компонентом и биологически активное вещество, отличающаяся тем, что в качестве структурообразующих компонентов используют биосовместимые растворимые в хлороформе полимеры при соотношении полиоксибутират:структурообразующий полимер (65-40):(35-60), а в качестве биологически активного вещества используют протеолитический фермент и/или антимикробное вещество.