Антибактериальный препарат и способ его получения
Владельцы патента RU 2419439:
Кудринский Алексей Александрович (RU)
Крутяков Юрий Андреевич (RU)
Изобретение относится к области медицины. Антибактериальный препарат, представляющий собой суспензию коллоидного серебра в воде, содержащий катионное поверхностно-активное вещество или смесь таких веществ. Антибактериальный препарат получают следующим образом: к водному раствору соли серебра при интенсивном перемешивании добавляют раствор, по крайней мере, одного катионного поверхностно-активного вещества и раствор восстановителя. Изобретение обеспечивает широкий спектр антибактериального действия. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к антибактериальным препаратам широкого спектра действия.
Катионные поверхностно-активные вещества (ПАВ) на основе четвертичных аммониевых оснований находят применение в медицине в качестве антисептических и дезинфицирующих средств (например, патенты РФ №2161961, №2164135, №2234313). Недостатком этих препаратов является необходимость использования достаточно концентрированных растворов для достижения дезинфицирующего эффекта, например до 0,1 масс.% для мирамистина (патент РФ №2164135).
Также известно, что высокую антибактериальную активность проявляют препараты коллоидного серебра (Ю.А.Крутяков, А.А.Кудринский, А.Ю.Оленин, Г.В.Лисичкин. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы. // Успехи химии. 2008. Т.77. №3. С.242-269). Недостатком этих препаратов также является необходимость использования достаточно концентрированных коллоидных растворов серебра для достижения дезинфицирующего эффекта, например от 0,1 масс.% до 0,4 масс.% для препарата «арговит» (патент РФ №2342120) в пересчете на содержание серебра в разведенном препарате.
Целью изобретения является разработка более эффективного антибактериального препарата широкого спектра действия.
Антибактериальный препарат согласно изобретению представляет собой суспензию коллоидного серебра в фармацевтическом разбавителе, дополнительно содержащий катионное поверхностно-активное вещество или смесь таких веществ.
В качестве катионного поверхностно-активного вещества могут быть использованы: хлорид бензилдиметил-[3-(миристоиламино)пропил]-аммония (Мирамистин®), соли цетилтриметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, например хлорид алкилдиметилбензиламмония, хлорид дидецилдиметиламмония, октенидиндигидрохлорид, хлорид диметилбензиламмония, гидрохлорид полигексаметиленгуанидина и другие катионные поверхностно-активные вещества.
Содержание серебра в антибактериальном препарате согласно изобретению может составлять от 10-5 масс.% до 0,1 масс.%.
Содержание катионного поверхностно-активного вещества или суммарное содержание нескольких катионных поверхностно-активных веществ в антибактериальном препарате согласно изобретению составляет от 10-5 масс.% до 0,1 масс.%.
Антибактериальный препарат на основе коллоидного серебра согласно изобретению получают следующим образом: к водному раствору соли серебра при интенсивном перемешивании добавляют раствор, по крайней мере, одного катионного поверхностно-активного вещества и раствор восстановителя.
В качестве соли серебра может быть использован нитрат серебра или ацетат серебра. В качестве катионного поверхностно-активного вещества могут быть использованы: хлорид бензилдиметил-[3-(миристоиламино)пропил]-аммония (Мирамистин®), соли цетилтриметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, например хлорид алкилдиметилбензиламмония, хлорид дидецилдиметиламмония, октенидиндигидрохлорид, хлорид диметилбензиламмония, гидрохлорид полигексаметиленгуанидина и другие катионные поверхностно-активные вещества. В качестве восстановителей могут быть использованы: боргидрид натрия, лимонная кислота, соли лимонной кислоты (цитраты), аскорбиновая кислота, глюкоза.
В альтернативном варианте выполнения изобретения в процессе получения антибактериального препарата перемешивание осуществляют в течение 1 часа после добавления растворов катионного поверхностно-активного вещества и/или восстановителя.
В альтернативном варианте выполнения изобретения в процессе получения антибактериального препарата температуру раствора поддерживают на определенном уровне.
В альтернативном варианте выполнения изобретения в процессе получения антибактериального препарата реакционную смесь обрабатывают ультразвуком.
Изобретение иллюстрируется примерами альтернативных вариантов его выполнения со ссылками на прилагаемые иллюстративные материалы:
Фиг.1. Структурная формула хлорида бензилдиметил-[3-(миристоил-амино)пропил]-аммония.
Фиг.2. Спектры поглощения в видимой области: (1) - препарата, полученного по примеру 1, (2) - препарата, полученного по примеру 1, через 2 месяца после синтеза.
Фиг.3. Данные динамического светорассеяния препарата, полученного по примеру 1.
Фиг.4. Данные динамического светорассеяния препарата, полученного по примеру 1, через 2 месяца после синтеза.
Фиг.5. Электронная микрофотография частиц серебра в препарате, полученном по примеру 1.
Фиг.6. Дифракция электронов на частицах серебра в препарате, полученном по примеру 1.
Фиг.7. Рентгеновская дифрактограмма скоагулированного препарата, полученного по примеру 1.
Фиг.8. Электронная микрофотография частиц серебра в препарате, полученном по примеру 1, через 2 месяца после синтеза.
Пример 1
Антибактериальный препарат получают следующим образом.
10 мл водного раствора нитрата серебра (0,02 г, 1,18·10-4 моль) по каплям при перемешивании добавляют к 100 мл 0,01%-го раствора хлорида бензилдиметил-[3-(миристоиламино)пропил]-аммония (фиг.1). Полученную смесь перемешивают в течение 15 мин, после чего по каплям при перемешивании вводят 90 мл водного раствора, содержащего 0,01 г (2,6·10-4 моль) боргидрида натрия NaBH4 и 0,01 г (2,25·10-5 моль) хлорида бензил-диметил-[3-(миристоил-амино)пропил]-аммония. Содержание серебра в конечной дисперсии при этом составляет 10-4 г/мл. Суммарное количество хлорида бензил-диметил-[3-(миристоиламино)пропил]-аммония также составляет 10-4 г/мл. После добавления всего количества боргидрида натрия систему перемешивают в течение 1 часа.
На фиг.2 представлены спектры поглощения полученного препарата. В спектрах присутствуют узкие пики плазменного поглощения наночастиц серебра в диапазоне 400-413 нм, что свидетельствует о том, что препарат представляет собой коллоидный раствор серебра.
Для более точной оценки распределения частиц серебра в препарате по размерам использовался метод динамического светорассеяния (фиг.3). Средний диаметр частиц серебра в препарате составляет 9-10 нм. Частицы серебра в состаренном золе характеризуются значительно большим средним диаметром (около 51 нм) и широким распределением по размерам (фиг.4).
Данные динамического светорассеяния находятся в хорошем соответствии с результатами исследований методом просвечивающей электронной микроскопии. Типичные электронные микрофотографии, а также данные микродифракции представлены на фиг.5, 6. Данные электронной микродифракции (фиг.6) отчетливо выявляют кристалличность частиц серебра в препарате и находятся в соответствии с результатами рентгенофазового анализа (фиг.7). Микроскопическое изучение состаренного образца показало, что наряду с первичными НЧ в нем содержится большое количество крупных агрегатов (фиг.8).
При оценке антибактериальной активности препарата использовался стандартный микрометод серийных разведений в жидкой среде Гаузе и метод с использованием твердой агаризованной среды, содержащей препарат, в чашке Петри. Изучению подвергались нитрат серебра, полученный препарат и сам «Мирамистин®». Разведение исходных растворов (с концентрацией 10-4 г/мл по серебру) варьировалось от 2 до 128 раз. В первую очередь изучалось поведение штаммов грамотрицательной Escherichia coli ATCC 25922 и грамположительной Staphylococcus aureus FDA 209P. Минимальные подавляющие концентрации (МПК) изучаемых антибактериальных агентов представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| МПК исследуемых образцов для штаммов Escherichia coli ATCC 25922 (Е. coli) и Staphylococcus aureus FDA 209P (St. 209). | ||||
| МПК (мкг/мл) | ||||
| Жидкая среда | Агаровая среда | |||
| Е. coli | St. 209 | Е. coli | St. 209 | |
| Мирамистин® | >20 | 20 | >10 | 5 |
| AgNO3 | <10 | 5 | <5 | >5 |
| Препарат | <1 | 5 | 2,5 | 2,5 |
Как видно из таблицы МПК контрольных образцов, содержащих только «Мирамистин» или ионы серебра, значительно выше МПК для полученного препарата.
Было изучено действие полученного препарата на обладающий повышенной устойчивостью к метициллину штамм Staphylococcus aureus INA 00761, штамм Leuconostoc mesenteroides VKPM B-4177, устойчивый к ванкомицину, а также на плесневый гриб Aspergillus niger INA 00760 и дрожжи Saccharomyces cerevisiae RIA259. «Мирамистин®» проявил в четыре раза меньшую активность, чем полученный препарат (таблица 2).
| Таблица 2 | ||||
| МПК изучаемых образцов для штаммов Staphylococcus aureus INA 00761 (St. A), Leuconostoc mesenteroides VKPM B-4177 (Leu.), Saccharomyces cerevisiae RIA 259 (Sacc.) и Aspergillus niger INA 00760 (Asp.). | ||||
| МПК (мкг/мл) | ||||
| St. A | Leu. | Sacc. | Asp. | |
| Мирамистин® | 10 | 10 | >20 | >20 |
| Препарат | 2,5 | 5 | 5 | 5 |
«Мирамистин®», действуя как типичное катионное поверхностно-активное вещество, взаимодействует с клеточной мембраной, уменьшая ее стабильность и увеличивая проницаемость. Совместное действие катионного поверхностно-активного вещества и коллоидного серебра приводит к взаимному увеличению антибактериальной активности. Можно предположить, что «Мирамистин®» (свободный или находящийся на поверхности частиц серебра), взаимодействуя с клеточной стенкой, ослабляет защитный липополисахаридный или пептидогликановый барьер бактерии и способствует более легкому и быстрому проникновению частиц серебра внутрь клетки. Этим можно объяснить положительное синергическое действие частиц серебра и «Мирамистина®», проявляющееся в том, что полученный препарат в отношении Escherichia coli АТСС 25922 имеет МПК, в 20 раз меньшую, чем сам «Мирамистин®».
Следует отметить, что состаренный (2 месяца) полученный золь серебра проявляет чрезвычайно высокую антибактериальную активность. Проводилась предварительная оценка МПК таких золей в отношении штаммов Escherichia coli АТСС 25922 и Staphylococcus aureus INA 00761. Значения МПК составили 0,3 и 0,1 мкг/мл для Е. coli и S. aureus соответственно, что в 10 раз меньше МПК свежеприготовленных золей и в 100 раз меньше МПК «Мирамистина®».
Пример 2
Антибактериальный препарат получают следующим образом.
Раствор, содержащий 1,0 г нитрата серебра в 50 мл воды, по каплям при интенсивном перемешивании добавляют к раствору 0,22 г бромида цетилтриметиламмония (ЦТМАБ) в 50 мл воды. Через 15 мин к образовавшемуся стабилизированному ЦТМАБ гидрозолю бромида серебра по каплям при интенсивном перемешивании добавляют 100 мл водного раствора, содержащего 0,30 г боргидрида натрия. Для интенсификации перемешивания и предотвращения процессов агрегации частиц серебра в эксперименте дополнительно обрабатывают реакционную среду ультразвуком.
Определение распределения частиц серебра в препарате по размерам проводят аналогично примеру 1. Средний диаметр частиц серебра в препарате составляет 2-15 нм.
Оценку антибактериальной активности проводят аналогично примеру 1. Антибактериальная активность полученного препарата превышает антибактериальную активность коллоидного раствора серебра, полученного в отсутствии катионных поверхностно-активных веществ при использовании в качестве восстановителя натриевой соли лимонной кислоты (цитрата натрия).
Примеры 3, 4, 5, 6
Антибактериальный препарат получают аналогично примеру 1, при этом в качестве восстановителя вместо боргидрида натрия используют соответственно лимонную кислоту, цитрат натрия, аскорбиновую кислоту, глюкозу.
В процессе получения препарата температуру реакционной смеси поддерживают равной 40±5°С.
Определение распределения частиц серебра в препарате по размерам проводят аналогично примеру 1. Средний диаметр частиц серебра в полученных препаратах составляет от 2 до 50 нм.
Оценку антибактериальной активности проводят аналогично примеру 1. Во всех случаях антибактериальная активность полученного препарата превышает антибактериальную активность коллоидного раствора серебра, полученного в отсутствии катионных поверхностно-активных веществ при использовании в качестве восстановителя цитрата натрия.
Примеры 7, 8, 9, 10, 11
Антибактериальный препарат получают аналогично примеру 1, при этом в качестве катионного поверхностно-активного вещества вместо хлорида бензил-диметил-[3-(миристоил-амино)пропил]-аммония используют соответственно хлорид алкилдиметилбензиламмония, хлорид дидецилдиметиламмония, октенидиндигидрохлорид, хлорид диметилбензиламмония, гидрохлорид полигексаметиленгуанидина.
Определение распределения частиц серебра в препарате по размерам проводят аналогично примеру 1. Средний диаметр частиц серебра в полученных препаратах составляет от 2 до 50 нм.
Оценку антибактериальной активности проводят аналогично примеру 1. Антибактериальная активность полученных препаратов превышает антибактериальную активность коллоидного раствора серебра, полученного в отсутствии катионных поверхностно-активных веществ при использовании в качестве восстановителя натриевой соли лимонной кислоты (цитрата натрия).
1. Антибактериальный препарат на основе коллоидного серебра, суспендированного в воде, отличающийся тем, что дополнительно содержит, по крайней мере, одно катионное поверхностно-активное вещество.
2. Антибактериальный препарат по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно катионное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей хлорид бензилдиметил-[3-(миристоиламино)пропил]-аммония, соли цетилтриметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, хлорид дидецилдиметиламмония, октенидиндигидрохлорид, хлорид диметилбензиламмония, гидрохлорид полигексаметиленгуанидина.
3. Антибактериальный препарат по п.1, отличающийся тем, что содержание серебра в антибактериальном препарате составляет от 10-5 мас.% до 0,1 мас.%.
4. Антибактериальный препарат по п.1, отличающийся тем, что содержание катионного поверхностно-активного вещества или суммарное содержание нескольких катионных поверхностно-активных веществ в антибактериальном препарате составляет от 10-5 мас.% до 0,1 мас.%.
5. Способ получения антибактериального препарата на основе коллоидного серебра по п.1, в котором выполняют следующие стадии: к водному раствору соли серебра при интенсивном перемешивании добавляют раствор, по крайней мере, одного катионного поверхностно-активного вещества и раствор восстановителя.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что соль серебра выбрана из группы, включающей нитрат серебра и ацетат серебра.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно катионное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей хлорид бензилдиметил-[3-(миристоиламино)пропил]-аммония, соли цетилтриметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, хлорид дидецилдиметиламмония, октенидиндигидрохлорид, хлорид диметилбензиламмония, гидрохлорид полигексаметиленгуанидина.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что восстановитель выбран из группы, включающей боргидрид натрия, лимонную кислоту, соли лимонной кислоты, аскорбиновую кислоту, глюкозу.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что в процессе получения антибактериального препарата температуру раствора поддерживают на определенном уровне.
10. Способ по п.5, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют в течение 1 ч после добавления растворов, по крайней мере, одного катионного поверхностно-активного вещества и восстановителя.
11. Способ по п.5, отличающийся тем, что в процессе получения антибактериального препарата реакционную смесь обрабатывают ультразвуком.
