Гелеобразная пенополиуретановая повязка для закрытия ран различной этиологии
Изобретение относится к области медицины, а именно к перевязочным материалам на основе полимерных композиций, и может быть использовано в хирургии и травматологии для закрытия ран различной этиологии. Образованная непосредственно на ране медицинская повязка гарантирует ее полное стерильное закрытие, обеспечивает эффект обезболивания, первичную дезинфекцию и абсорбцию экссудата из раны пациента и медперсонала и не требует дополнительной фиксации. Задача изобретения: расширение температурного предела использования повязок до 5°С, исключение дополнительных болевых ощущений у пациентов (уменьшение температуры протекания реакции), дальнейшее повышение абсорбционных свойств и снижение себестоимости повязки. Повязка состоит из полиольного компонента, включающего высокомолекулярный простой олигоэфирполиол на базе окиси пропилена и окиси этилена, воды, активатора уретанообразования, изоцианатного компонента, включающего смесь изомеров дифенилметандиизоцианата, активационной добавки, состоящей из удлинителя цепи полиуретана, пенооткрывателя, пеноотвердителя, в активационную добавку дополнительно введен вспениватель, в качестве активатора используют смесь аминов и оловоорганических соединений, изоцианатный компонент имеет содержание изоцианатных групп 26,0-32 мас.% при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас.ч.: высокомолекулярный олигоэфирполиол - 100, вода - 2,0-4,0, вспениватель - 2,0-4,0, активатор уретанообразования - 0,05-0,4, удлинитель цепи - 0,2-1,5, пенооткрыватель - 0,2-1,5, пеноотвердитель - 0,2-1,5, изоцианатный компонент - 30-60.
Предлагаемое изобретение относится к области медицины, в частности к перевязочным средствам на полимерной основе, и может найти применение в хирургии для закрытия ран различной этиологии.
В этой связи интересны для использования вспененные полимерные материалы, в первую очередь, пенополиуретаны. Объясняется это рядом свойств пенополиуретанов, которые выгодно отличают их от вспененных материалов иной природы.
Во-первых, гелеобразную пенополиуретановую повязку получают и наносят на рану непосредственно перед применением, что обеспечивает стерильное закрытие ран, как в клинических, так и экстремальных полевых условиях.
Во-вторых, повязка имеет открытую пористую структуру, что обеспечивает отличные абсорбционные свойства перевязочного материала, которые позволяют удалять раневое отделяемое.
В-третьих, такую повязку легко наложить на всю поверхность раны вне зависимости от конфигурации и размеров последней.
Известны медицинские повязки из пенополиуретана (пат. РФ 2245164, МПК 7 A61L 15/26, А61F 13/15. Медицинская повязка. // RU БИПМ № 3, 27.01.2005. - С.545; Пат. РФ 2069219, МПК С08L 75/08. Полиуретановая композиция для перевязочного материала //Изобретения (заявки и патенты). 1996.- Бюл. № 32, 20.11.1996. - С.168), получаемая из полиольного компонента, включающего олигоэфирполиол на базе окиси пропилена и окиси этилена, катализатора уретанообразования и изоцианатного компонента, включающего олигоуретанизоцианат на основе низкоцепного олигоэфирполиола и смеси изомеров дифенилметандиизоцианата, отличающегося тем, что полиольный компонент содержит активационную добавку, состоящую из удлинителя цепи полиуретана, пенооткрывателя и пеноотвердителя, в качестве полиольного компонента используют высокомолекулярный простой полиол, а изоцианатный компонент содержит названные олигоуретанизоцианаты и избыток смеси 4,4'- и 2,4'-изомеров дифенилметандиизоцианата и имеет содержание изоцианатных групп 26,0-29,5 мас.% при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас.ч.:
| Высокомолекулярный олигоэфирполиол | 100 |
| Вода | 2,0-4,0 |
| Катализатор уретанообразования | 0,4-2,0 |
| Пенооткрыватель | 0,2-1,5 |
| Пеноотвердитель | 0,2-1,5 |
| Изоцианатный компонент | 30-60. |
На практическое использование указанной повязки имеется разрешение Комитета по новой медицинской технике Минздрава РФ на серийное производство и применение в медицинской практике, протокол № 9 от 21.11.2002 и Регистрационное удостоверение № 29/01091102/5223-03 от 25.04.2003, и в настоящее время ряд лечебных учреждений достаточно широко применяют ее в хирургической практике.
Вместе с тем указанная повязка имеет ряд недостатков:
1. Температурный предел ее использования от 18 до 40°С, т.е для полевых условий и экстремальных ситуаций, при которых температура окружающей среды может быть менее 18°С, она требует дополнительного нагревания, что затруднительно или невозможно.
2. Абсорбционные возможности повязки ограничены объемом получаемой полимерной массы, которая при температуре ниже 18°С становится значительно меньше.
3. Себестоимость повязки достаточно высока, поскольку для ее изготовления применяют от 5 до 8 ингредиентов, кроме этого для ее получения используют активационную смесь для образования и фиксации полиуретана, стоимость которой составляет до 25% от стоимости всей композиции.
Особенно дорогими являются аминные катализаторы уретанообразования, в первую очередь триэтилендиамин, который относится к универсальным катализаторам и наиболее эффективен в предлагаемой авторами композиции. Таким образом, целесообразно для удешевления повязки либо исключение триэтилендиамина, либо его существенное уменьшение в активационной смеси.
Задачей предложенного изобретения является расширение температурного предела использования повязок до 5°С, исключение дополнительных болевых ощущений у пациентов, дальнейшее повышение абсорбционных свойств и снижение себестоимости повязки.
Поставленная задача решается тем, что в известную медицинскую повязку (пат.2245164) дополнительно вводятся вспениватели, которыми могут являться легкокипящие органические жидкости: изопентан (t кип. 35,5°С), Н-пентан (t кип. 30°С), метилциклопентен, циклогексен и др., а в качестве катализатора используют синергетическую систему третичный амин - оловоорганическое соединение при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас.ч.:
| Высокомолекулярный олигоэфирполиол | 100 |
| Вода | 2,0-4,0 |
| Катализатор уретанообразования | 0,1-1,0 |
| Пенооткрыватель | 0,2-1,5 |
| Пеноотвердитель | 0,2-1,5 |
| Вспениватель | 0,5-1,0 |
| Изоцианатный компонент | 30-60. |
Предлагаемое изобретение отвечает критерию «новизна», так как в процессе проведения патентно-информационных исследований не выявлено источников, порочащих новизну изобретения. Предлагаемое изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень», т.к. не выявлены источники, содержащие существенные отличия предлагаемого изобретения.
Предлагаемая композиция состоит из двух жидких компонентов: полиольного (А) и изоцианатного (Б).
Компоненты смешивают непосредственно перед использованием в стеклянном стакане или полиэтиленовом мешочке и выливают на раневую поверхность (в лабораторном эксперименте на ровную поверхность, покрытую полиэтиленовой пленкой, на которую нанесена нативная плазма, подкрашенная метиленовым синим, имитирующая раневое отделяемое) во время вспенивания образующегося пенополиуретана (ППУ). В течение 3-20 мин пенополиуретан застывает на ране (или на полиэтилене в виде «лепешки») и обеспечивает ее закрытие, значительно снижает болевые ощущения, способствует оттоку экссудата и быстрой эпителизации раневой поверхности.
Компонент А включает простой высокомолекулярный полиэфирполиол с молекулярной массой 3000-10000, полученный на основе окиси пропилена или окиси этилена, в частности, выпускаемые отечественной промышленностью продукты под названием ЛАПРОЛЫ марки 3003, 3603, 5003, 6003, а также импортируемые аналоги этих продуктов под названием «Карадол» и «Десмофен».
Для ускорения образования пенополиуретана в компонент А вносят активационную добавку, где кроме катализатора уретанообразования и воды дополнительно содержится: удлинитель цепи полиуретана, пенооткрыватель и пеноотвердитель, а также дополнительный вспениватель, которыми являются органические легкокипящие жидкости, например, Н-пентен, изопентен, метилциклопентен и др. В качестве катализатора уретанообразования используется смесь третичных аминов и оловоорганических соединений 1:1 (мас.ч.), например, триэтилендиамина и дибутилоловодиолеата. Проведенная предварительно экспериментальная работа показала, что определенным образом подобранные смеси третичных аминов и оловоорганических соединений обладают синергетическим эффектом. Результатом такого эффекта являются:
- использование смеси указанных реагентов значительно ускоряет реакцию уретанообразования, в том числе при низких температурах (до 5°С);
- возможность применения для катализа значительно меньших количеств каталитической добавки, в частности, на примере смеси триэтилендиамин - дибутилоловодиолеата весовое количество добавки уменьшается в 5-10 раз (в зависимости от температуры окружающей среды).
В качестве удлинителя цепи используют алканоламины, выпускаемые отечественной промышленностью.
В качестве пеноотвердителя используют полиметилендисилоксаны, например, Дабко 2525 производства фирмы АЙР ПРОДАКС или Тегостаб 8715 производства фирмы ГОЛЬДШМИДТ. Для регулируемого пенооткрывания используют высокомолекулярные полиолы, которые выпускаются в России.
Компонент Б состоит из предполимеров диизоцианатодифенилметана. В качестве последнего используют Супрасек 2456 (фирма ХАНТСМАН), включающий два предполимера:
- предполимер, полученный из смеси 4,4-, 2,4- и 2,2-изомеров дифенилметандиизоцианата и низкомолекулярного полиола из окиси пропилена с мол.м. 240-250-ед. (4 мас.с);
- предполимер, синтезированный термообработкой указанной смеси изомеров дифенилметандиизоцианата.
Последняя реакция приводит к образованию изоцианаткарбодиимидных производных, имеющих группу - N=С=N-. Точная этиология получения предполимеров и их содержание в Супрасеке 2456 являются секретом фирмы ХАНТСМАН. Наличие указанных предполимеров в Супрасеке 2456 способствует стабилизации этого продукта при хранении, а также уменьшает экзотермический эффект реакции образования ППУ, используемого в качестве перевязочного средства.
Вышеуказанные компоненты смешивают в соотношениях А и Б от 4,0:1 до 2,0:1.
Количество компонентов в составе композиции подобрано таким образом, чтобы обеспечить оптимальные параметры вспенивания композиции и необходимые физико-механические свойства и структуру получаемого ППУ.
Это положение проиллюстрировано примерами:
Пример 1.
Полиольный компонент А готовится путем тщательного смешивания 100 мас.ч. полиола и 5 мас.ч. активационной добавки, которая включает, мас.ч.:
| катализатор уретанообразования | 0,525 |
| (33% раствор триэтилендиамина) | |
| вода | 3,15 |
| удлинитель цепи | 0,273 |
| пеноотвердитель | 0,525 |
| пенооткрыватель | 0,525 |
В качестве изоцианатного компонента Б использовался Супрасек 2456 фирмы Хантсман, содержащий 29,5 мас.% NCO-групп.
При изготовлении ППУ композиции на 100 мас.ч. полиолъного компонента А добавляется 33 мас.ч. изоцианатного компонента (Б). Композицию готовят путем смешения полиольного компонента (А) с изоцианатным (Б) в полиэтиленовом мешочке емкостью 350-400 мл с последующим ручным перетиранием (перемешиванием) этих продуктов при комнатной температуре (20°С). Через 50-60 сек после смешения композицию наносят на модель раны. Через 3-5 минут после нанесения композиция превращается в пористую «губку», которая прочно удерживается на поверхности раны. В течение следующих 14-17 минут ППУ композиция характеризуется относительно высокой липкостью, уменьшающейся со временем и практически исчезающей через 18-25 мин с момента нанесения.
Образование пенополиуретановой «губки» (пенополиуретановой повязки) характеризуется следующими показателями:
старт - 25 сек,
подъем - 140 сек,
отлип - 21 мин,
температура - 50°С,
плотность ППУ массы - 60 кг/м3.
Пример 2.
Полиольный компонент А и изоцианатный компонент Б готовятся в полном соответствии с примером 1, смешиваются в том же соотношении, но компоненты охлаждаются до +5°С и перетираются без подогревания. Вспенивание протекает медленно, образующаяся «губка» плохо сформирована, имеет неравномерную пористость:
старт - 70-80 сек,
подъем - 180 сек,
отлип - 60-70 мин,
температура - 40°С,
плотность ППУ массы - 100 кг/м3.
Пример 3.
Полиольный компонент готовится аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют 0,10 мас.ч. смеси 33% раствора триэтилендиамина (ДАБКО BL 33) и дибутилоловодиолеата (ДАБКО Т 12М) в равных весовых долях. В качестве компонента Б используют Супрасек 2456 в количестве 28,5 мас.ч. Компоненты охлаждают до 5°С, смешивают путем перетирания и выливают на модель раны. Показатели вспенивания:
старт - 20 сек,
подъем- 110 сек,
отлип - 15 мин,
температура - 50°С,
плотность ППУ массы - 52 кг/м3.
Пример 4.
Полиольный компонент готовится аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют 0,10 мас.ч. смеси 33% раствора триэтилендиамина (ДАБКО BL 33) и дибуталоловодилаурината в равных весовых долях.
В качестве компонента Б используют Супрасек 2456 в количестве 28,5 мас.ч. Компоненты охлаждают до 5°С, смешивают путем перетирания и выливают на модель раны. Показатели вспенивания:
старт - 21 сек,
подъем - 109 сек,
отлип - 15 мин,
температура - 50°С,
плотность ППУ массы - 51 кг/м3.
Пример 5
Полиольный компонент готовится аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют 0,10 мас.ч. смеси 70% раствора бис-(N1N-диметиламино)-диэтилового эфира в растворе дипропиленгликоля (ДАБКО BL 11) и дибутиоловодиолеате (ДАБКО Т 12М) в равных весовых долях.
В качестве компонента Б используют Супрасек 2456 в количестве 28,5 мас.ч. Компоненты охлаждают до 5°С, смешивают путем перетирания и выливают на модель раны. Показатели вспенивания:
старт - 22 сек,
подъем - 112 сек,
отлип - 15 мин,
температура - 50°С,
плотность ППУ массы - 52 кг/м3.
Пример 6
Полиольный компонент готовится аналогично примеру 1, дополнительно к нему добавляют 3,0 мас.ч. Н-пентана. В качестве компонента Б используют 28,0 мас.ч. Супрасек 2456. Компоненты охлаждают до 5°С, их смешивают и наносят на модель раны аналогично предыдущим примерам. Показатели вспенивания:
старт - 25 сек,
подъем - 115 сек,
отлип - 15 мин,
температура - 48°С,
плотность ППУ массы - 48 кг/м3.
Пример 7.
Полиольный компонент готовится аналогично примеру 4. В качестве компонента Б берут 28,2 мас.ч. Супрасек 2456. Температура компонентов 20°С, их смешивают и наносят на модель раны аналогично предыдущим примерам. Показатели вспенивания:
старт - 22 сек,
подъем - 120 сек,
отлип - 12 мин,
температура - 42°С,
плотность ППУ массы - 44 кг/м3.
Таким образом, оптимальный состав композиции следующий: полиольный компонент, включающий высокомолекулярный простой олигоэфирполиол на базе окиси пропилена и окиси этилена, воды, активатора уретанообразования, изоцианатный компонент, включающий смесь изомеров дифенилметандиизоцианата, активационную добавку, состоящую из удлинителя цепи полиуретана, пенооткрывателя, пеноотвердителя, отличающуюся тем, что в активационную добавку дополнительно введен вспениватель, в качестве активатора используют «смесь третичных аминов и оловоорганических соединений при соотношении 1:1 (мас.ч.)», изоцианатный компонент с содержанием изоцианатных групп 26,0-32 мас.% при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас.ч.:
| высокомолекулярный олигоэфирполиол | 100 |
| вода | 2,0-4,0 |
| вспениватель | 2,0-4,0 |
| катализатор уретанообразования | |
| (смесь третичных аминов и | |
| оловоорганических соединений | |
| при соотношении 1:1 (мас.ч.)), | 0,05-0,4 |
| удлинитель цепи | 0,2-1,5 |
| пенооткрыватель | 0,2-1,5 |
| пеноотвердитель | 0,2-1,5 |
| изоцианатный компонент с содержанием | |
| изоцианатных групп 26,0-32 мас.% | 30-60. |
Гелеобразную повязку из эластичного пенополиуретана изготавливают следующим образом.
Компоненты А и Б непосредственно перед наложением смешивают в полиэтиленовом мешочке, перетирая их руками в этом мешочке. Образуется пенополиуретановая масса, которую на стадии гелеобразования выливают на раневую поверхность. Масса растекается, дополнительно вспенивается и застывает на ране в виде эластичной полиуретановой «лепешки-губки», закрывающей ее слоем толщиной до 10-20 мм.
Предлагаемое изобретение обеспечивает при использовании следующий положительный эффект.
Образованная непосредственно на ране повязка гарантирует ее полное стерильное закрытие, обеспечивает эффект обезболивания, что отмечено у всех больных, первичную дезинфекцию раны и абсорбцию экссудата, не требует дополнительных перевязочных средств. Кроме того, предлагаемая композиция дает вспененную полиуретановую массу большего объема и, соответственно, меньшей плотности, что увеличивает сорбционную емкость повязки, температура раны в момент нанесения не повышается более чем до 40°С, температурный предел использования компонентов снижается с 18-20 до 5°С, а также себестоимость повязки снижается за счет более чем пятикратного уменьшения количества и изменения природы используемого катализатора.
Клинический пример
Больной Костин А., 46 лет, история болезни № 324.
Поступил в отделение гнойной хирургии больницы № 33 г.Н.Новгорода на стационарное лечение 12.01.05 с диагнозом «ПТФС, варикозное расширение вен нижних конечностей, ХВН III ст. Трофические язвы передней поверхности правой голени». Болен в течение 8 лет. Трофические язвы на правой голени появились около 1,5 лет назад. Лечился амбулаторно в поликлинике по месту жительства без особого успеха. При поступлении: на передней поверхности правой голени имеются 3 трофические язвы с неровными краями, диаметром до 3-5 см. Дно язв покрыто вялыми грануляциями с фибрином и гнойным отделяемым. Отмечаются боли в области язв, усиливающиеся к вечеру. Голень отечна. Кожа синюшного цвета. Больной взят в перевязочную, произведен туалет язв стерильным физиологическим раствором, кожа вокруг осушена и нанесена гелеобразная пенополиуретановая повязка. После окончания полимеризации и образования «губки» из ППУ на трофических язвах больной отметил исчезновение болей. Через трое суток повязка самостоятельно отошла, поверхность язв очистилась от гнойно-некротических масс, грануляции стали ярче, не кровоточат. Произведен туалет язв физиологическим раствором, гелеобразная ППУ повязка нанесена повторно, болей нет. Через 7 дней повязка самостоятельно отошла, поверхность язв чистая, грануляции яркие, отмечается краевая эпителизация, В дальнейшем повязка на голени заменялась каждые 7-9 дней, болей на протяжении лечения с помощью гелеобразной повязки из эластичного ППУ не отмечалось. Язвы полностью зажили на 29-е сутки от начала лечения.
Гелеобразная повязка из эластичного пенополиуретана, состоящая из полиольного компонента, включающего высокомолекулярный простой олигоэфирполиол на базе окиси пропилена и окиси этилена, воды, активатора уретанообразования, изоцианатного компонента, включающего смесь изомеров дифенилметандиизоцианата, активационной добавки, состоящей из удлинителя цепи полиуретана, пенооткрывателя, пеноотвердителя, отличающаяся тем, что в активационную добавку дополнительно введен вспениватель, в качестве активатора используют смесь третичных аминов и оловоорганических соединений при соотношении 1:1 (мас.ч.), изоцианатный компонент с содержанием изоцианатных групп 26,0-32 мас.% при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас.ч.:
| высокомолекулярный олигоэфирполиол | 100 |
| вода | 2,0-4,0 |
| вспениватель | 2,0-4,0 |
| активатор уретанообразования | |
| (смесь третичных аминов и | |
| оловоорганических соединений | |
| при соотношении 1:1 (мас.ч.)) | 0,05-0,4 |
| удлинитель цепи | 0,2-1,5 |
| пенооткрыватель | 0,2-1,5 |
| пеноотвердитель | 0,2-1,5 |
| изоцианатный компонент | |
| с содержанием изоцианатных | |
| групп 26,0-32 мас.% | 30-60 |
