Энтеросорбент

Изобретение относится к природным сорбентам. Предложен энтеросорбент широкого спектра действия на основе опал-кристобалитой породы, предпочтительно, Зикеевского месторождения Калужской обл. Сорбент эффективен для использования при комбинированном радиационно-термическом поражении людей и животных, для снятия алкогольной и наркотической интоксикации, как антибактериальное средство. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области разработки и использования природных сорбентов, в частности заявленный сорбент может быть использован в медицине и ветеринарии для снятия бактериальной и тканевой токсемии после ядерного и термического поражения людей и животных, для лечения осложнений, возникающих при комбинированной лучевой терапии онкологических больных, при лечении ожоговой болезни и инфекционных заболеваниях с преимущественным поражением желудочно-кишечного тракта, т.е. при инфекциях, сопровождающихся массированной деструкцией тканей. Кроме того, заявленный сорбент может быть использован для снятия или уменьшения алкогольной или наркотической интоксикации.

В настоящее время для лечения инфекций, возникающих при массовых радиационно-термических поражения (РТП) людей, применяют антибиотики широкого спектра действия. Известно сочетание приема антибиотиков и устранения развивающейся тканевой токсемии с помощью энтеросорбентов (RU 2161486, 10.01.2001).

Однако использование нескольких антибиотиков после лучевых и РТП не устраняет явлений тканевой и метаболической токсемии, вызванной поражением и распадом клеток радиочувствительных тканей: лимфоидной и системы кроветворения. Организм в этих условиях остается без защиты от действия бактериальных токсинов и продуктов распада собственных клеток радиопоражаемых органов. Облучение вызывает также нарушение пролиферации клеток системы кроветворения и кишечного эпителия, поэтому устранение токсемии и восстановление процессов пролиферации клеток после РТП имеет первостепенное значение для увеличения выживаемости животных и снижения или полного предотвращения токсических реакций у пациентов в процессе лучевой терапии. Известные к настоящему времени сорбенты в недостаточной степени устраняют бактериальную и тканевую токсемии и связанные с ними метаболические расстройства.

Известно применение трепела Первомайского месторождения Алатырского района Чувашской Республики и Шадринского месторождения Курганской обл. для энтеросорбции при лечении острых отравлений. В желудок через зонд вводят в качестве сорбента трепел с размером частиц не более 0,8 мм. Количество 20-50 г на 150-200 мл воды. Процедуру проводят 1-2 раза с интервалом 2-5 ч (RU 2188645, 10.09.2002). Способ улучшает сорбцию токсинов и позволяет сократить срок выхода больного из коматозного состояния.

Однако данные о влиянии трепела указанных месторождений на бактериальную и тканевую токсемии отсутствуют.

Известен энтеросорбент, представляющий собой взвесь глауконита в водном растворе агара, используемый для лечения телят, больных диспепсией (RU 2188652, 10.09.2002).

Известен сорбент для лечения инфицированных ран, выполненный из порошка цеолита в серебряной форме (RU 2245151, 27.01.2005).

Известны энтеросорбенты на основе цеолитсодержащих туфов для лечения почечной недостаточности (RU 2097046, 27.11.1997), для лечения язвенной болезни (RU 2143909, 10.01.2000), как противоаллергическое средство (RU 2082403, 27.06.1997), для лечения алкогольной интоксикации (RU 2145216, 10.02.2000).

Наиболее близким к предложенному является энтеросорбент-шивыртуин, изготовленный из кремнеземсодержащего сырья, содержащий суммарно 60-80% клиноптилолита и монтмориллонита, а также примеси кварца и биотита. Энтеросорбент проявляет сорбционную активность в отношении микроорганизмов, селективность в отношении определенных радионуклидов, ослабляет диффузию токсинов, стимулирует миграцию лейкоцитов в рану (RU 2122868, 10.12.1998).

Однако влияние данного сорбента на метаболическую и тканевую токсемию неизвестно.

Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается, с одной стороны, в расширении ассортимента энтеросорбентов, а с другой стороны, в получении энтеросорбента с широким спектром действия как на метаболическую, так и на бактериальную и тканевую токсемию.

Поставленная задача решается предложенным энтеросорбентом на основе кремнеземсодержащего минерального сырья, содержащим осадочную опал-кристобалитовую породу, содержащую не более 15 мас.% глинистых минералов группы монтмориллонита и не более 10 мас.% минералов группы слюд.

Предпочтительно энтеросорбент содержит опал-кристобалитовую породу Зикеевского месторождения Калужской обл.

В частном случае энтеросорбент используют при комбинированном радиационно-термическом поражении.

В частном случае энтеросорбент используют при алкогольной интоксикации.

В частном случае энтеросорбент используют при наркотической интоксикации.

Технический результат данного изобретения заключается в снижении всех видов интоксикации в организме и в расширении ассортимента энтеросорбентов.

Опал-кристобалитовые породы являются главным компонентом тонкопористых пород осадочного происхождения (опок, трепелов) с остатками глобулярий. Опал представляет собой твердый гидрогель диоксида кремния, а кристобалит - продукт раскристаллизации опала. Такие породы обычно содержат также минералы группы глин, слюд, гидрослюд (суммарно до 30%), примеси кварца, кальцита и, возможно, полевых шпатов. Адсорбционные свойства опал-кристобалитовых пород известны, например, из RU 2189650, 20.09.2002, RU 2219138, 20.12.2003. Опал-кристобалитовую породу используют также в качестве нормализующей добавки в составе кормов для сельскохозяйственных животных и птицы (RU 2084178, 20.07.1997, RU 2077320, 20.04.1997, RU 2134042, 10.08.1999) и в качестве источника усвояемого кремния для живых организмов (RU 2199883, 10.03.2003).

Однако в опубликованных источниках отсутствуют сведения о влиянии опал-кристобалитов на метаболическую и тканевую токсемию, а также сведения, касающиеся возможности использования для энтеросорбции пород, содержащих глинистые и слюдистые минералы.

Заявителем установлено, что содержание глин группы монтмориллонита в энтеросорбенте не должно превышать 15 мас.%, так как минералы данной группы обладают высокой набухаемостью в жидкостях, и при их содержании выше 15% возникают трудности при энтеросорбции через зонд. Содержание минералов группы слюд должно быть ограничено 10 мас.%, так как при стандартной степени помола сырья (0,1-1 мм) края слюдяных пластинок оказываются достаточно острыми, что может вызвать различные проблемы в организме.

Заявителем установлено, что наибольшую эффективность проявил энтеросорбент на основе опал-кристобалитов Зикеевского месторождения Калужской обл.

Содержание минералов, составляющих породу, контролировали с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН с медным излучателем и никелевым фильтром. Количественное содержание глинистых и слюдистых минералов определяли методом «разложения мультиплета».

Ниже представлены результаты опытов с заявленным энтеросорбентом (см. условное обозначение - ГКМ), в котором содержание монтмориллонита составило 8-10% и слюды-биотита 6-8%.

Проведены исследования в опытах in vitro связывания бактерий Е. Coli; Вас. Subtilis, белков и пептидов - молекул средней массы (МСМ) в сыворотке крови, витамина В₁₂ с предлагаемым энтеросорбентом-ГКМ и препаратом сравнения «Смекта» (Франция). В опытах in vivo у животных с РТП исследовано содержание Е. Coli в тонкой и толстой кишке, являющейся наиболее обсемененном микробами органе, а также изучено содержание пептидов (МСМ) и токсических олигопептидов (ТОП) в сыворотке крови крыс через 48 часов после РТП. Предлагаемый энтеросорбент (ГКМ) и препарат сравнения «Смекта» в дозах 200 мг/кг в объеме 0,5 мл воды вводят крысам 2 раза в течение первых двух суток после воздействия (сразу и через 24 часа после РТП).

Пример № 1

В опытах in vitro сорбирующие свойства ГКМ и препарата Смекта оценивали по скорости оседания грамотрицательных (Escherichia coli) и грамположительных (Bacillus subtilis) бактерий в жидком буфере в присутствии или отсутствии указанных сорбентов.

Выбор вида бактерий обусловлен тем обстоятельством, что они являются классическими представителями грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, представляющих две группы прокариот и характеризующихся принципиальными различиями в построении клеточной стенки.

Предварительно ГКМ или Смекту по 500 мг помещали в стеклянные пробирки с пробками и стерилизовали в течение 30 мин при 150°С. После этого в каждую пробирку приливали по 5 мл стерильного буфера с микроорганизмами.

Микроорганизмы инкубировали в течение 18 ч при 37°С в питательном бульоне (1% пептона, 1% дрожжевого экстракта и 0,9% NaCl). Отфугованные на центрифуге Опн-8УХЛ 4,2 № 5117 в течение 10 мин при 5000 об/мин клетки в концентрации 10⁸ кл/мл ресуспендировали в изотоническом 0,01 моль/л фосфатном буфере рН 7,0, содержащем взвесь частиц глины либо Смекты. После этого суспензии перемешивали путем встряхивания на мешалке-миксере.

Интенсивность процесса сорбции исследовали при 37°С, высевая клетки, спустя различные промежутки времени после инкубации взвесей клеток и указанных материалов, на твердый питательный агар. Посев клеточных суспензий и оценку числа жизнеспособных микроорганизмов осуществляли с помощью капельного метода микроорганизмов.

Пример № 2

В опытах in vitro установлено, что концентрация клеток Е. Coli В/r, находящихся в суспензии без сорбентов в течение 1 часа во всем объеме практически не изменялась, равняясь в начале исследований 1,09·10⁸ кл/мл и в конце - 1,15·10⁸ кл/мл. Добавление к суспензии ГКМ привело к тому, что за 1 час концентрация грамотрицательных бактериальных клеток уменьшилась с 1,2·10⁸ до 3,6·10⁶ кл/мл. Исследуемый в качестве препарата сравнения сорбент Смекта понижал концентрацию клеток с 1,2·10⁸ до 2,2·10⁶ кл/мл.

Пример № 3

Опыты с Bacillus subtilis выявили аналогичную закономерность: в буфере концентрация клеток в течение одного часа не изменилась, добавление же Смекты уменьшило концентрацию бактерий в 39 раз, а ГКМ - в 10,4 раза. Исходная концентрация клеток в буфере составляла 2,7×10^8-2,9×10⁸ кл/мл, через час после добавления Смекты в надосадке осталось 6,4×10⁶ кл/мл, введение ГКМ уменьшило концентрацию клеток до 2,8×10⁷ кл/мл.

Пример № 4

Для определения связывания белков сыворотки крови крыс сорбентами инкубировали 1 мл сыворотки и 100 мг сорбента Смекты или ГКМ на водяной бане в течение 1 часа при 37°С. Затем с помощью реактива Бредфорда (Скоупс Р. // Методы очистки белков. - Мир. - 1985. С.342) определяли концентрацию белков в сыворотке. В контроле (без сорбентов) концентрация белков была равна 65 г/л. После инкубации со Смектой - 61 г/л, после инкубации с ГКМ - 62,5 г/л.

Пример № 5

Для определения связывания пептидов (МСМ) 1 мл сыворотки инкубировали в течение 1 часа со 100 мг сорбента: Смекты или ГКМ при 37°С на водяной бане. Затем по методу Н.И.Габриэлян (Лабораторное дело. - 1984. - № 3. - С.138-140) получали и определяли количество МСМ. В контрольной сыворотке (без сорбентов) количество МСМ составляло 0,37±0,01 ед. (М±σ), после инкубации со Смектой - 0,57±0,04 ед; после ГКМ - 0,335±0,005 ед.

Пример № 6

Изучение сорбции из раствора витамина В 12 показало, что через 1 час после инкубации 100 мг сорбентов с 1 мл препарата концентрация витамина в растворе с сорбентом «Смекта» равнялась 184±15 мкг/мл, после ГКМ - 192±8 мкг/мл. Исходная концентрация препарата в растворе 200 мкг/мл.

Антитоксические свойства препаратов оценивали в опытах на крысах с радиационно-термическим поражением (РТП), вызывающим сильное развитие токсемии в пораженном организме. Опыты по изучению токсемии при РТП проведены на крысах линии Вистар массой 200-220 г на модели радиационно-термического поражения, характеризующегося выраженным отягощением исходов по сравнению с последствием изолированного облучения или ожога. Животных облучали в дозе 7,5 Гр по 2-5 шт. в пластмассовом перфорированном контейнере. Гамма-облучение крыс проводили на установках «Луч» с источником ⁶⁰Со. Мощность дозы составляла 1,0-1,5 Гр/мин. Термический ожог 15% поверхности тела III-Б степени вызывали воздействием светового излучения кварцевых галогеновых ламп накаливания мощностью 550 кДж/м² на предварительно выстриженную поверхность кожи спины. Время экспозиции составляло 4,5 секунды.

Вещество в дозе 200 мг/кг в объеме 0,5 мл воды вводили крысам 2 раза в течение первых 2-х суток после воздействия. Для определения связывающей способности ГКМ и Смекты по отношению к микробам, находящимся в тонкой и толстой кишке крыс, 1 см разрезанного кишечника помещали в 5 мл стерильного физраствора, встряхивали 30 секунд, переливали в стерильную пробирку и делали разведения, производя посев на питательную среду в чашках Петри.

Пример № 7

Результаты исследований изменений содержания бактерий Е. Coli В/r в тонкой кишке крыс с РТП показали, что в биоконтроле в 1 см тонкой кишке крыс находилось 5±0·10³ бактерий, после РТП их содержание увеличилось до 23±8·10³ бактерий, введение Смекты и ГКМ уменьшило соответственно содержание бактерий до 11±1·10³ и 5±4·10³.

Пример № 8

Введение энтеросорбентов привело также к снижению содержания бактерий Е. Coli В/r и в толстой кишке крыс после КРТП. Через 48 часов после КРТП количество Е. Coli В/r увеличилось в среднем с 50·10³ в 1 см кишки до 90·10³, т.е. в 1,8 раза. Применение энтеросорбента Смекта (Франция) уменьшило содержание Е. Coli В/r в 1 см кишки пораженных крыс до 27·10³ - в 1,85 раза меньше по сравнению с нормой и в 3,3 раза меньше, чем после КРТП без лечения. Введение ГКМ вызвало еще большее снижение содержания бактерий Е. Coli В/r в 1 см толстой кишки крыс: в среднем до 0,7·10³ или в 71 раз меньше нормы и в 128 раз меньше по сравнению с КРТП без применения энтеросорбентов.

Пример № 9

Изучение развития гистиогенной токсемии у пораженных животных выявило ее увеличение через 48 часов после РТП. Количество молекул средней массы (МСМ) возросло с 1,35±0,15 г/л (М±σ) у крыс контрольной группы до 1,78±0,20 г/л после воздействий (Р<0,05).

Введение водной взвеси заявленного энтеросорбента пораженным животным в дозе 200 мг/кг привело к снижению концентрации МСМ до 1, 27±0,07 г/л, т.е. практически до уровня интактных крыс.

Пример № 10

После РТП количество токсических олигопептидов (ТОП) в сыворотке крови крыс увеличилось практически в 2 раза: с 0,261±0,049 г/л до 0,569±0,073 г/л. Введения заявленного энтеросорбента привело к нормализации уровня олигопептидов - 0,331±0,061 г/л - различия с показателями группы биоконтроля недостоверны (М±σ).

Пример № 11. Уменьшение алкогольной интоксикации

Белым беспородным мышам массой 20-26 г внутрибрюшинно вводили 40° этиловый спирт из расчета 0,1 мл на 10 г массы тела; мыши после этого спали в положении «на боку» 60±2 минуты (М±σ). Введение заявляемого энтеросорбента в дозе 200 мг/кг через рот спустя 2-5 минут после внутрибрюшинного введения спирта привело к уменьшению длительности сна до 44±5 минут, т.е. ГКМ достоверно снижала алкогольную интоксикацию, определяемую по уменьшению продолжительности сна мышей в положении «на боку».

Пример № 12. Уменьшение снотворного эффекта нембутала

Белым беспородным мышам массой 21-26 г внутрибрюшинно вводили раствор нембутала (этаминал-натрия) в дозе 30 мг/кг. Мыши после инъекции нембутала спали в положении «на боку» 35±3 минуты (М±σ). Другой группе мышей спустя 3-5 минут после внутрибрюшинного введения нембутала ввели через рот раствор заявляемого энтеросорбента в дозе 200 мг/кг. Продолжительность сна мышей этой группы составляла 27±2 минуты (М±σ), что свидетельствует о том, что ГКМ уменьшает снотворный эффект нембутала, прерывая процессы метаболизма препарата в организме.

Приведенные примеры показывают, что поставленная задача решена. Заявленный энтеросорбент эффективно связывает бактерии и уменьшает их содержание в кишечнике, снижает концентрацию МСМ и ТОП в сыворотке крови, уменьшает алкогольную и наркотическую интоксикацию.

1. Энтеросорбент на основе кремнеземсодержащего минерального сырья, отличающийся тем, что в качестве минерального сырья он содержит осадочную опал-кристобалитовую породу Зикеевского месторождения Калужской области, содержащую не более 15 мас.% глинистых минералов группы монтмориллонита и не более 10 мас.% минералов группы слюд.

2. Энтеросорбент по п.1, отличающийся тем, что он имеет степень помола 0,1-1,0 мм.