Композиция для лечения ран и изделия на ее основе
Изобретение относится к области медицины, в частности к хирургии, а именно к средствам, используемым при лечении кровоточащих травматических повреждений, плоских гранулирующих вялотекущих ран в стадии регенерации, ожогов II и IIIа степеней, трофических язв, пролежней при заживлении донорских участков. Композиция для лечения ран и изделия на ее основе изготовлены на основе природных биополимеров и представляют собой полиэлектролитный белково-полисахаридный комплекс, ковалентно сшитый полифункциональными эпокси-соединениями, содержащий в качестве анионогенного белка коллаген типа I, выделенный из шкур крупного рогатого скота, шкур северных оленей, и/или желатин, а катионогенный полисахарид выбран из ряда водорастворимых порошкообразных гетерополимеров солей хитозония. Изделие на основе композиции может быть выполнено в виде коллоидного раствора, гидрогеля, пленки, губки, порошка, косметической маски, косметического компресса. Композиция увеличивает пролонгированное действие, повышает уровень физико-механических характеристик готовых изделий. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 прим., 2 табл.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано для местного лечения ран различной этиологии.
Заявленная композиция и изделия на ее основе предназначены для использования в стационарах, в полевых условиях и индивидуального применения в быту при лечении кровоточащих травматических повреждений, плоских гранулирующих вялотекущих ран в стадии регенерации, ожогов II и IIIа степеней, трофических язв, пролежней, при заживлении донорских участков, а также в качестве косметических средств в виде масок для лица, компрессов после косметических процедур и т.п.
В настоящее время в медицине одним из актуальных направлений при лечении раневых поверхностей является использование перевязочных средств на основе коллаген-хитозановых композиционных материалов.
Известно раневое покрытие на основе коллаген-хитозаного комплекса для восстановления дефектов кожи, выполненное в виде губки, геля, коллоидного раствора, пленки (RU 2254145 С1).
Недостатком указанного покрытия является его узкая функциональность и недостаточная эффективность.
Наиболее близким техническим решением к заявленному, по мнению заявителя, является композиция для местного лечения плоских ран, включающая сшитую глутаровым альдегидом смесь растворов ацетата коллагена и ацетата хитозана в соотношении 1:3, содержащую поверхностно-активное вещество Твин-80 (RU 2370270, С1).
Недостатками данного изобретения является его узкая функциональность, кратковременность действия и недостаточный уровень физико-механических характеристик готовых изделий.
Предлагаемая разработка направлена на устранение перечисленных недостатков.
Заявленная композиция для лечения ран изготовлена на основе природных биополимеров и представляет собой полиэлектролитный белково-полисахаридный комплекс, ковалентно сшитый полифункциональными альдегидами или эпоксисодинениями, при этом полиэлектролитный белково-полисахаридный комплекс содержит в качестве анионогенного белка коллаген типа I, выделенный из шкур крупного рогатого скота, шкур северных оленей, или желатин, а катионогенный полисахарид выбран из ряда индивидуальных водорастворимых порошкообразных солей хитозония общей формулы:
[(C8H13O5N)1-m(C6H11O4N+kX-)m]n, где
(C8H13O5N) - брутто - формула элементарного звена макромолекулы хитина;
(C6H11O4N+kX-) - брутто - формула элементарного звена макромолекулы хитозана;
X - хлорид-, формиат-, ацетат-, -оксалат-; сукцинат- или цитрат-анионы,
k - степень ионизации макромолекул хитозана от 0,5 до 1;
m - степень деацетилирования макромолекул хитина от 0,7 до 1,0;
n - количество элементарных звеньев в макромолекуле соли хитозония от 10 до 1000.
Полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс структурно стабилизирован путем ковалентной химической сшивки с использованием в качестве сшивающих агентов полифункциональных эпоксидов, например диглицидиловые эфиры ди- и триэтиленгликоля, полипрополенгликоля, олигоэтиленоксида. Соотношение коллагена типа I или желатина к соли хитозония составляет 65÷55 к 35÷45. Изделия из заявленной композиции в рамках данного изобретения могут изготавливаться в виде губок, пленой, гелей и коллоидных растворов.
Технический результат, достигаемый применением заявленной композиции, заключается в расширении спектра ее биологического действия, в том числе в повышении эффективности кровоостанавливающих, в виде гепатопротекторных, противовоспалительных, противоотечных свойств, а также стимуляции ранозаживляющего процесса, увеличении времени пролонгированного действия, повышении уровня физико-механических характеристик готовых изделий за счет оптимизации соотношения коллаген и/или желатин - соль хитозония и химической сшивки коллаген-хитозанового комплекса, имеющего частично открыто ячеистую структуру трехмерной взаимопроникающей полимерной сетки.
Использование в заявленной композиции солей хитозония и полифункциональных эпоксидов для сшивки коллаген-хитозанового комплекса имеет существенное преимущество перед раневыми композициями по прототипу, изготовленными путем смешения уксуснокислых растворов коллагена и хитозана с последующей сшивкой композиционной смеси глутаровым альдегидом.
Благодаря структуре изделий, изготавливаемых на основе заявленной композиции, которая представляет собой сообщающиеся частично открытые ячейки, причем открытые ячейки составляют до 70%, активные и вспомогательные ингредиенты пролонгированно высвобождаются из материала.
В исходный гель могут быть дополнительно введены различные вещества, многие из которых высвобождаются непосредственно из готовой формы изделия.
Таким образом, изделия за счет своей трехмерной пористой структуры являются носителями различных биологически активных веществ, оказывающих лечебное и/или терапевтическое воздействие на людей и животных.
Обнаружено, что изделия, полученные с использованием солей хитозония, обладают высокой эффективностью, как при остановке капиллярных и паренхиматозных кровотечений, так и при стимулировании репаративных процессов, протекающих в ранах. Максимум комплексного (синергетического) действия достигается при соотношении коллаген и/или желатин - соль хитозония 40-60. Каждый из видов действия может быть усилен за счет иммобилизации соответствующих физиологически активных препаратов.
Образование трехмерной сетчатой структуры в таких композициях проходит по реакции аминных и карбоксильных групп коллаген-хитозанового комплекса с эпоксигруппами сшивающего реагента с образованием химически и термически стабильных амино- и карбоксиэтильных связей.
В то же время реакция глутарового альдегида с аминными группами коллаген-хитозанового комплекса по прототипу приводит к образованию лабильных реакционно-активных карбоиминных групп (оснований Шиффа), способных к окислению и дальнейшим химическим превращениям, что приводит к невоспроизводимости структуры трехмерной сшивки композиций и, соответственно, к невоспроизводимости и уменьшению времени пролонгированного действия изделий.
Заявленная композиция в результате химической ковалентной сшивки имеет структуру трехмерной взаимопроникающей полимерной сетки, содержащей частично открытые, соединенные между собой тетраэдрические ячейки, образованные отрезками цепей макромолекул между узлами сшивки. Степень сшивки макромолекул, определяемая как отношение средней молекулярной массы повторяющихся мономерных звеньев к молекулярной массе отрезка цепи, заключенного между узлами сшивки, составляет величину 0,025÷0,035. При данных значениях степени сшивки объем открытых ячеек составляет величину до 70%, что обеспечивает увеличение времени высвобождения активных и вспомогательных ингредиентов из заявленной композиции (в среде PBS) в сравнении с прототипом (расчетное значение степени сшивки 0,010÷0,015) более чем в 2 раза.
Коллаген-хитозановые комплексы в готовом состоянии представляют собой пластичные материалы, физико-механические свойства которых сильно зависят от массового соотношения биополимеров. Пластичность таких материалов обусловлена высокой прочностью и эластичностью волокнообразующих макромолекул коллагена. Установлено, что уменьшение содержания коллагена в губках и пленках, изготовленных из композиционных растворов полиэлектролитных коллаген-хитозановых комплексов, ниже 40% приводит к значительному увеличению способности таких материалов к разрушению при малых деформациях. Так ударная вязкость, как характеристика хрупкого разрушения, при снижении содержания коллагена с 40% в заявленной композиции до 25% по прототипу уменьшается, примерно, в 10 раз - с 5 кДж/см2 до 0,6 кДж/см2.
Таким образом, губки и пленки, изготовленные по предлагаемой разработке, сохраняют удовлетворительный уровень пластичности и прочности, в то время как губки и пленки, полученные по прототипу, отличаются низкой прочностью и высокой хрупкостью, что ухудшает их потребительские качества.
В полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс могут быть дополнительно иммобилизованы активные и вспомогательные ингредиенты.
Так, с целью повышения гемостатической активности в полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс может быть иммобилизован в качестве активного ингредиента ингибитор фибринолиза, например эпсилон-аминокапроновая кислота, пара-аминометилбензойная кислота, 4-аминометилциклогексанкарбоновая кислота или рекомбинантный фактор свертывания крови VIIa.
В целях повышения ранозаживляющей активности в полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс может быть иммобилизован в качестве активного ингредиента рекомбинантный фактор роста, например эпидермальный (EGF), фибробластов (FGF-2), кератиноцитов (KFG).
Для придания композиции дополнительно антимикробных и обезболивающих свойств в полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс могут быть иммобилизованы в качестве вспомогательных ингредиентов антисептики, например хлоргексидин, фуразидин, диоксидин и анестетики, например лидокаин, анилокаин, артикаин.
Композиция дополнительно может содержать пластификатор, например полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, сорбит, глицерин, диметилсульфоксид.
Композиция дополнительно может содержать также, по крайней мере, одну добавку, выбранную из групп: поверхностно-активных веществ, душистых веществ, биологически активных веществ, растительных экстрактов и/или их смеси.
Заявленная композиция для лечения ран является основой для изготовления различных типов перевязочных и косметических средств: повязок, пленок, губок, порошков, гелей, коллоидных растворов, косметических масок, компрессов и т.п.
Указанные изделия могут содержать дополнительно атравматический слой, выбранный из полимерной пленки, ткани, нетканого материала, сетчатого полотна, на который может быть нанесены лекарственные средства.
При использовании композиции для косметических процедур в нее могут быть добавлены гидратирующие агенты, например, такие как пирролидинкарбоксилат натрия и др. Для увлажнения может быть добавлена вода, которая может абсорбироваться изделиями в большом количестве.
Данную композицию в виде раствора можно нанести на перевязочный материал, например салфетку, и накладывать на раны и использовать в виде компрессов при косметических процедурах.
Таким образом, изделия являются носителями различных физиологически активных веществ, оказывающих лечебное и/или терапевтическое воздействие на людей и животных.
Добавки можно наносить также на поверхность изделия любым известным способом, как то распыление, окунание, при помощи кисти, валика и т.п.
Ниже приведены примеры получения изделий медицинского назначения в различных видах исполнения. Примеры предназначены для иллюстрации изобретения, но они никоим образом не ограничивают его объем.
Пример 1. Получение заявленного изделия медицинского назначения в исполнении «Коллахит-Гемо».
1. В реактор-смеситель, снабженный мешалкой и рубашкой для охлаждения (обогрева), загружают 4480 мл воды очищенной по ФС 42-2619-97 и 1620 г 1,8% раствора коллагена в лимонной кислоте (экстракт коллагенсодержащий из шкур северного оленя «Кололень») по ТУ 9398-001-18657672-2007. Смесь с помощью мешалки диспергируют до образования однородного раствора. В полученный раствор при перемешивании медленно порциями по 3-5 г присыпают порошок цитрата хитозония (степень ионизации 0,67, степень деацетилирования 0,95, молекулярная масса 150 кДа) по ТУ 9289-009-26252986-2010 в количестве 46 г (влажность 5%). Смесь перемешивают до полного растворения порошка, поддерживая температуру (25±3)°С, после чего при остановленной мешалке оставляют на вызревание при указанной температуре в течение 12 часов. За время вызревания формируется водорастворимый полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс в виде гидрогеля ионного типа состава 40:60. По окончании вызревания в реакционную массу при температуре (25±3)°С и перемешивании заливают раствор 2,2 г диглицидилового эфира диэтиленгликоля (ТУ 2225-027-00203306-97) в 100 мл воды очищенной. Реакционную массу водорастворимого полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса, стабилизированного химической ковалентной сшивкой, выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа.
2. В реакционную массу, полученную выше, при температуре (25±3)°С и перемешивании дозируют суспензию 0,75 г антифибринолитика - 4-аминометилбензойной кислоты (ЛСР-007155/08-090908) в 100 мл воды очищенной.
В кислой среде реакционной массы (рН 4,5-5,5) 4-аминометилбензойная кислота ионизируется и встраивается в структуру полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса за счет образования ионных связей с ионогенными группами коллагена и хитозана.
Далее в реакционную массу дозируют 0,2 г 20% раствора хлоргексидин биглюконата (ТУ 9392-001-18885462-99) в 100 мл воды очищенной, раствор 3,6 г анилокаин гидрохлорида (ТУ 9323-484-05121441-2008) в 100 мл воды очищенной и 7,5 г 10% раствора кальций хлорида (РУ №ЛС-000366) в 100 мл воды очищенной. Полученный композиционный раствор выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа.
На заключительной стадии техпроцесса в зависимости от способа сушки композиционного раствора получают изделия в виде губки, пленки или порошка. Так, если композиционный раствор подвергают сублимационной сушке, получают гемостатическую губку, при сушке «лаковым» методом получают гемостатические пленки, а при распылительной сушке или путем размола губок/пленок получают гемостатические порошки.
Пример 2. Получение заявленного изделия медицинского назначения в исполнении «Коллахит-Гемо2».
В реакционную массу, полученную по п.1 примера 1, при температуре (25±3)°С и перемешивании дозируют раствор 1,5 мг (из расчета 20 мкг/г готовой композиции) рекомбинантного коагуляционного фактора VIIа свертывания крови человека (поставщик ЗАО «Лабораторная Диагностика») в 275 мл воды очищенной. В биополимерной среде реакционной массы полипептидные молекулы рекомбинантного фактора встраивается в структуру полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса за счет вандерваальсового взаимодействия и образования водородных связей между макромолекулами.
Далее в реакционную массу дозируют 0,2 г 20% раствора хлоргексидин биглюконата (ТУ 9392-001-18885462-99) в 100 мл воды очищенной и раствор 3,6 г анилокаин гидрохлорида (ТУ 9323-484-05121441-2008) в 100 мл воды очищенной. Полученный композиционный раствор выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа, после чего подвергают сублимационной сушке для получения гемостатической губки, сушке «лаковым» методом для получения гемостатической пленки, путем распылительной сушки или путем размола губок/пленок для получения гемостатического порошка.
Пример 3. Получение заявленного изделия медицинского назначения в исполнении «Коллахит-Форте».
В реакционную массу, полученную по п.1 примера 1, при температуре (25±3)°С и перемешивании дозируют 17,5 мг (из расчета 2 мкг/см2 готовой композиции) рекомбинантного эпидермального фактора роста человека (ТУ 9381-001-00479741-2006) в 100 мл воды очищенной. В биополимерной среде реакционной массы полипептидные молекулы рекомбинантного фактора встраиваются в структуру полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса за счет вандерваальсового взаимодействия и образования водородных связей между макромолекулами.
Далее в реакционную массу дозируют 0,2 г 20% раствора хлоргексидин биглюконата (ТУ 9392-001-18885462-99) в 100 мл воды питьевой и раствор 3,6 г анилокаин гидрохлорида (ТУ 9323-484-05121441-2008) в 100 мл воды питьевой. Полученный композиционный раствор выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа, после чего подвергают сублимационной сушке для получения ранозаживляющей губки, сушке «лаковым» методом для получения ранозаживляющей пленки, путем распылительной сушки или путем размола губок/пленок для получения ранозаживляющего порошка.
При заливе композиционного раствора в емкость определенной формы на подложку или без нее с последующей сушкой получают косметические маски.
Изделие из заявленной композиции в виде коллоидного раствора, гидрогеля, пленки, губки, порошка, косметической маски, косметического компресса может иметь, по меньшей мере, один дополнительный слой, выбранный из полимерной пленки, ткани, нетканого материала, сетчатого полотна. В свою очередь, данный слой может дополнительно содержать лекарственные средства.
Изделия из данной композиции можно использовать для трансдермального ввода лекарственных препаратов, например, таких как антимикробные препараты, противовирусные агенты, местные анестетики, противовоспалительные средства, гормоны, антитела, растительные экстракты и т.п.
Ниже приведены результаты медицинских испытаний изделий из заявленной композиции.
Гемостатическую активность изделий в исполнении «Губка гемостатическая, антимикробная «Коллахит-Гемо», стерильная» на основе коллаген-хитозанового комплекса с включением антифибринолитика 4-аминометилбензойной кислоты, антисептика хлоргексидин биглюконата и анестетика анилокаин гидрохлорида оценивали в эксперименте in vivo на белых беспородных крысах массой 200±30 г. В качестве контроля использовали изделие типа «Коллахит-ФА», представляющее собой губчатую композицию, содержащую бычий коллаген и хитозан в соотношении 1:3, сшитые глутаровым альдегидом в конечной концентрации 0,2%, содержащую твин-80 в конечной концентрации 0,02%, с включенными антисептиком диоксидином в количестве 1-3% к массе композиции и анестетиком ксикаином в количестве 4-6% к массе композиции (прототип).
Создавали модель продолжающегося интенсивного паренхиматозного кровотечения по следующей методике: в условиях операционной под комбинированной анестезией выполняли лапаротомию. В рану выводили участок печени, на котором производили разрез длиной 1,4 см и глубиной 1-2 мм, чем вызывали интенсивное паренхиматозное кровотечение. Затем на рану накладывали исследуемые губки размером (3x5) см, толщиной (0,5±0,1) см. Эффективность гемостаза оценивали по времени остановки кровотечения.
В эксперименте на 9 животных при использовании губки «Коллахит-Гемо» время остановки кровотечения составило 50±5 с. В 100% случаев достигнут первичный гемостаз, случаев повторных кровотечений не выявлено. В то же время на 5 животных при использовании губки типа «Коллахит-ФА» время остановки кровотечения составило 100±15 с, на 1 животном первичный гемостаз не был достигнут, на 3 животных наблюдалось повторное кровотечение.
Ранозаживляющую активность изделий в исполнении «Губка ранозаживляющая антимикробная «Коллахит-Форте», стерильная» на основе коллаген-хитозанового комплекса с включением эпидермального фактора роста, антисептика хлоргексидин биглюконата и анестетика анилокаин гидрохлорида оценивали в эксперименте in vivo на белых беспородных крысах массой 200±30 г. В качестве контроля использовали изделие типа «Коллахит-ФА», представляющее собой губчатую композицию, содержащую бычий коллаген и хитозан в соотношении 1:3, сшитые глутаровым альдегидом в конечной концентрации 0,2%, содержащую твин-80 в конечной концентрации 0,02%, с включенными антисептиком диоксидином в количестве 1-3% к массе композиции и анестетиком ксикаином в количестве 4-6% к массе композиции (прототип).
Крысам в межлопаточной области формировали полнослойные кожные раны размером (2×2)см2. После остановки кровотечения с использованием губки «Коллахит-Гемо» рану закрывали исследуемыми губками размером (3×5) см, толщиной (0,5±0,1) см. Эффективность лечения оценивали по срокам заживления и продолжительности отдельных фаз раневого процесса. Перевязки осуществляли через 1-2 суток.
Данные клинических наблюдений за течением раневого процесса приведены в таблице.
| Сроки заживления, сутки | Состояние ран животных | |
| Опытная группа | Контрольная группа | |
| 2 | Выраженная розовая окраска, снижение отечности краев ран | Выраженная розовая окраска, снижение отечности краев ран |
| 3 | Очищение ран, появление ярких грануляций, выраженные процессы краевой эпителизации | Очищение ран, появление ярких грануляций, активная краевая эпителизация |
| 5 | Активная краевая эпителизация | Активная краевая эпителизация |
| 7 | Сокращение площади ран в 2 раза | Выраженные процессы краевой эпителизации |
| 10 | Полное заживление | Сокращение площади ран в 2 раза |
| 12 | - | Полное заживление |
Пример 4. Получение заявленных изделий медицинского назначения в исполнении «Коллахит-Гемо».
1. В реактор-смеситель, снабженный мешалкой и рубашкой для охлаждения (обогрева), загружают 4480 мл воды очищенной по ФС 42-2619-97 и 1620 г 1,8% раствора коллагена в лимонной кислоте (экстракт коллагенсодержащий из шкур северного оленя «Кололень») по ТУ 9398-001-18657672-2007. Смесь с помощью мешалки диспергируют до образования однородного раствора. В полученный раствор при перемешивании медленно порциями по 3-5 г присыпают порошок гетерополимера цитрата хитозония (степень ионизации 0,67, степень деацетилирования 0,95, молекулярная масса 150 кДа) по ТУ 9289-009-26252986-2010 в количестве 46 г (влажность 5%). Смесь перемешивают до полного растворения порошка, поддерживая температуру (25±3)°С, после чего при остановленной мешалке оставляют на вызревание при указанной температуре в течение 12 часов. За время вызревания формируется водорастворимый полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс в виде гидрогеля ионного типа состава 40:60. По окончании вызревания в реакционную массу при температуре (25±3)°С и перемешивании заливают раствор 2,2 г диглицидилового эфира диэтиленгликоля (ТУ 2225-027-00203306-97) в 100 мл воды очищенной. Реакционную массу водорастворимого полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса, стабилизированного химической ковалентной сшивкой, выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа.
В аналогичных условиях получают реакционные массы с использованием порошков гетерополимеров цитрата хитозония со степенью ионизации 0,5 и 1,0 (степень деацетилирования 0,95, молекулярная масса 150 кДа).
2. В каждую из реакционных масс, полученных выше, при температуре (25±3)°С и перемешивании дозируют суспензию 0,75 г антифибринолитика - 4-аминометилбензойной кислоты (ЛСР-007155/08-090908) в 100 мл воды очищенной.
В кислой среде реакционных масс (рН 4,5-5,5) 4-аминометилбензойная кислота ионизируется и встраивается в структуру полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса за счет образования ионных связей с ионогенными группами коллагена и хитозана.
Далее в каждую из реакционных масс дозируют 0,2 г 20% раствора хлоргексидин биглюконата (ТУ 9392-001-18885462-99) в 100 мл воды очищенной, раствор 3,6 г анилокаин гидрохлорида (ТУ 9323-484-05121441-2008) в 100 мл воды очищенной и 7,5 г 10% раствора кальций хлорида (РУ №ЛС-000366) в 100 мл воды очищенной. Полученные композиционные растворы выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа.
На заключительной стадии техпроцесса в зависимости от способа сушки композиционных растворов получают изделия в виде губки, пленки или порошка. Так, если композиционные растворы подвергают сублимационной сушке, получают гемостатическую губку, при сушке «лаковым» методом получают гемостатические пленки, а при распылительной сушке или путем размола губок/пленок получают гемостатические порошки.
Пример 5. Получение заявленных изделий медицинского назначения в исполнении «Коллахит-Гемо2».
В каждую из реакционных масс, полученных по п.1 примера 1, при температуре (25±3)°С и перемешивании дозируют раствор 1,5 мг (из расчета 20 мкг/г готовой композиции) рекомбинантного коагуляционного фактора VIIa свертывания крови человека (поставщик ЗАО «Лабораторная Диагностика») в 275 мл воды очищенной. В биополимерной среде реакционных масс полипептидные молекулы рекомбинантного фактора встраиваются в структуру полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса за счет вандерваальсового взаимодействия и образования водородных связей между макромолекулами.
Далее в каждую из реакционных масс дозируют 0,2 г 20% раствора хлоргексидин биглюконата (ТУ 9392-001-18885462-99) в 100 мл воды очищенной и раствор 3,6 г анилокаин гидрохлорида (ТУ 9323-484-05121441-2008) в 100 мл воды очищенной. Полученные композиционные растворы выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа, после чего подвергают сублимационной сушке для получения гемостатической губки, сушке «лаковым» методом для получения гемостатической пленки, путем распылительной сушки или путем размола губок/пленок для получения гемостатического порошка.
Пример 6. Получение заявленных изделий медицинского назначения в исполнении «Коллахит-Форте».
В каждую из реакционных масс, полученных по п.1 примера 1, при температуре (25±3)°С и перемешивании дозируют 17,5 мг (из расчета 2 мкг/см2 готовой композиции) рекомбинантного эпидермального фактора роста человека (ТУ 9381-001-00479741-2006) в 100 мл воды очищенной. В биополимерной среде реакционных масс полипептидные молекулы рекомбинантного фактора встраиваются в структуру полиэлектролитного коллаген-хитозанового комплекса за счет вандерваальсового взаимодействия и образования водородных связей между макромолекулами.
Далее в каждую из реакционных масс дозируют 0,2 г 20% раствора хлоргексидин биглюконата (ТУ 9392-001-18885462-99) в 100 мл воды питьевой и раствор 3,6 г анилокаин гидрохлорида (ТУ 9323-484-05121441-2008) в 100 мл воды питьевой. Полученные композиционные растворы выдерживают при температуре (25±3)°С и перемешивании в течение 1 часа, после чего подвергают сублимационной сушке для получения ранозаживляющей губки, сушке «лаковым» методом для получения ранозаживляющей пленки, путем распылительной сушки или путем размола губок/пленок для получения ранозаживляющего порошка.
При заливе композиционных растворов в емкость определенной формы на подложку или без нее с последующей сушкой получают косметические маски.
Изделия из заявленной композиции в виде коллоидного раствора, гидрогеля, пленки, губки, порошка, косметической маски, косметического компресса могут иметь, по меньшей мере, один дополнительный слой, выбранный из полимерной пленки, ткани, нетканого материала, сетчатого полотна. В свою очередь, данный слой может дополнительно содержать лекарственные средства.
Изделия из данной композиции можно использовать для трансдермального ввода лекарственных препаратов, например, таких как антимикробные препараты, противовирусные агенты, местные анестетики, противовоспалительные средства, гормоны, антитела, растительные экстракты и т.п.
Изделия из данной композиции могут быть использованы также в современных медицинских технологиях для культивирования и трансплантации клеток.
Ниже приведены результаты медицинских испытаний изделий из заявленной композиции.
Гемостатическую активность изделий в исполнении «Губка гемостатическая, антимикробная «Коллахит-Гемо», стерильная» на основе коллаген-хитозанового комплекса 3 серий с использованием порошков гетерополимеров цитрата хитозония со степенью ионизации 0,5 (серия №10-1), 0,67 (серия №10-2) и 1,0 (серия №10-3) степенью деацетилирования 0,95 и молекулярной массой 150 кДа с включением антифибринолитика 4-аминометилбензойной кислоты, антисептика хлоргексидин биглюконата и анестетика анилокаин гидрохлорида оценивали в эксперименте in vivo на белых беспородных крысах массой 200±30 г. В качестве контроля использовали изделие типа «Коллахит-ФА», представляющее собой губчатую композицию, содержащую бычий коллаген и хитозан в соотношении 1:3, сшитые глутаровым альдегидом в конечной концентрации 0,2%, содержащую твин-80 в конечной концентрации 0,02%, с включенными антисептиком диоксидином в количестве 1-3% к массе композиции и анестетиком ксикаином в количестве 4-6% к массе композиции (прототип).
Создавали модель продолжающегося интенсивного паренхиматозного кровотечения по следующей методике: в условиях операционной под комбинированной анестезией выполняли лапаротомию. В рану выводили участок печени, на котором производили разрез длиной 1,4 см и глубиной 1-2 мм, чем вызывали интенсивное паренхиматозное кровотечение. Затем на рану накладывали исследуемые губки размером (3x5) см, толщиной (0,5±0,1) см. Эффективность гемостаза оценивали по методике RU 2127428.
В эксперименте на 18 животных при использовании всех 3 серий изделий «Коллахит-Гемо» время остановки кровотечения составило 60±10 с. В 100% случаев достигнут первичный гемостаз, случаев повторных кровотечений не выявлено. В то же время на 5 животных при использовании губки типа «Коллахит-ФА» время остановки кровотечения составило 100±15 с, на 1 животном первичный гемостаз не был достигнут, на 3 животных наблюдалось повторное кровотечение.
Ранозаживляющую активность изделий в исполнении «Губка ранозаживляющая антимикробная «Коллахит-Форте», стерильная» на основе коллаген-хитозанового комплекса 3 серий с использованием порошков гетерополимеров цитрата хитозония со степенью ионизации 0,5 (серия №15-1), 0,67 (серия №15-2) и 1,0 (серия №15-3) степенью деацетилирования 0,95 и молекулярной массой 150 кДа с включением эпидермального фактора роста, антисептика хлоргексидин биглюконата и анестетика анилокаин гидрохлорида оценивали в эксперименте in vivo на белых беспородных крысах массой 200±30 г. В качестве контроля использовали изделие типа «Коллахит-ФА», представляющее собой губчатую композицию, содержащую бычий коллаген и хитозан в соотношении 1:3, сшитые глутаровым альдегидом в конечной концентрации 0,2%, содержащую твин-80 в конечной концентрации 0,02%, с включенными антисептиком диоксидином в количестве 1-3% к массе композиции и анестетиком ксикаином в количестве 4-6% к массе композиции (прототип).
Крысам в межлопаточной области формировали полнослойные кожные раны размером (2×2) см2. После остановки кровотечения с использованием губки «Коллахит-Гемо» рану закрывали исследуемыми губками размером (3×5) см, толщиной (0,5±0,1) см. Эффективность лечения оценивали по срокам заживления и продолжительности отдельных фаз раневого процесса. Перевязки осуществляли через 1-2 суток.
Данные клинических наблюдений за течением раневого процесса приведены в таблице.
| Сроки заживления, сутки | Состояние ран животных | |||
| Опытная группа | Контрольная группа | |||
| Серия №15-1 | Серия №15-2 | Серия №15-3 | ||
| 2 | Выраженная розовая окраска, снижение отечности краев ран | Выраженная розовая окраска, снижение отечности краев ран | ||
| 3 | Очищение ран, появление ярких грануляций, выраженные процессы краевой эпителизации | Очищение ран, появление ярких грануляций, активная краевая эпителизация | ||
| 5 | Активная краевая эпителизация | Активная краевая эпителизация | ||
| 7 | Сокращение площади ран в 1.9 раза | Сокращение площади ран в 2 раза | Сокращение площади ран в 1.8 раза | Выраженные процессы краевой эпителизации |
| 10 | Полное заживление | Сокращение площади ран в 2 раза | ||
| 12 | Полное заживление |
Из приведенных данных видно, что процесс заживления ран в опытной группе животных проходил более активно после 5 суток, когда выраженные процессы краевой эпителизации приводят к более быстрому сокращению ран и полному заживлению.
Сравнительное клиническое исследование изделий «Коллахит-Форте» (серия №15-2) и «Коллахит-ФА» проведено в отделении гнойной хирургии ГКБ №23 им. «Медсантруд» у 8 пациентов, после получения их согласия, для закрытия 3 венозных язв, 2 нейротрофических язв и 1 длительно незаживающей раны с использованием губок «Коллахит-Форте» (опыт) и 2 нейротрофических язв с использованием губок «Коллахит-ФА» (контроль).
Наложение губок осуществляли после туалета раневой поверхности, заключающегося в удалении налета некротических тканей и обработке раны 0,05% раствором хлоргексидина.
Упаковки изделий (5×9×0,5) см вскрывали стерильными ножницами, вырезали из губок участок, по площади и контуру соответствующий раневой поверхности с выступом за края раны на 1-2 см, и накладывали их на раны. Фиксацию губок осуществляли с помощью марлевых или эластичных фиксирующих бинтов, а также с помощью фиксирующих пластырей. При наложении губок на раны они удовлетворительно повторяли контур раневой поверхности и плотно к ним прилегали. Перевязки осуществляли через 2 суток.
При наложении повязок в опыте на гранулирующие раны отмечено, что губчатые покрытия имеют удовлетворительные гидрофильные свойства. Они быстро впитывают раневое отделяемое в количестве до 20 г/г и достаточно хорошо его удерживают (в контроле через сутки покрытия превращались в гель, который удаляли смывом струей стерильного физиологического раствора). После наложения повязок пациенты фиксировали стабильный обезболивающий эффект продолжительностью до 1,5 суток; по результатам микробиологического исследования отмечено значительное снижение микробного обсеменения ран. При перевязках раневые покрытия удалялись достаточно легко, без травматизации подлежащих тканей раны и вторичных кровотечений, без выраженных болезненных ощущений у пациентов.
Для оценки эффективности лечения использовали метод визуального клинического контроля.
В процессе применения раневых покрытий «Коллахит-Форте» на вторые - третьи сутки в венозных и нейротрофических язвах отмечено появление вновь образованных зернистых грануляций, а у больной с длительно незаживающей раной к десятому дню после начала применения изделия тканевой дефект полностью выполнился грануляционной тканью с развитием краевой эпителизации. На 6-7 сутки, когда в контроле преобладало воспаление дна раны и практически отсутствовала грануляционная ткань, у пациентов с венозными и нейротрофическими язвами, закрытыми повязками «Коллахит-Форте», отмечалось выраженное развитие грануляционной ткани. Сроки полного заживления венозных и нейротрофических язв в опыте составили 14 суток, в контроле 18 суток.
Каких-либо аллергических или местно раздражающих эффектов при контакте повязок «Коллахит-Форте» с поврежденной и неповрежденной кожей не отмечено.
Таким образом, изделия, изготовленные на основе заявленной композиции, обладают следующими функциональными свойствами: проявляют хорошо выраженное гемостатическое действие, ускоряют процессы регенерации и эпителизации, хорошо абсорбируют экссудат, сохраняя целостность после абсорбции, обеспечивают пролонгированный выход в рану иммобилизованных препаратов, снимают болевые ощущения, обладают антимикробной активностью, обладают способностью к биодеградации, поддерживают поступление кислорода в область раны, являются барьером для проникновения микробов, не токсичны, сокращают время лечения, просты в использовании. При использовании в качестве масок в косметологии изделия имеют отличную гидратирующую способность, легко и полно удаляются.
Заявка не ограничивает объем данного изобретения, а описывает и поясняет функциональность и примеры его осуществления.
Из приведенных данных видно, что процесс заживления ран в опытной группе животных проходил более активно после 5 суток, когда выраженные процессы краевой эпителизации приводят к более быстрому сокращению ран и полному заживлению.
Сравнительное клиническое исследование изделий «Коллахит-Форте» и «Коллахит-ФА» проведено в отделении гнойной хирургии ГКБ №23 им. «Медсантруд» у 8 пациентов, после получения их согласия, для закрытия 3 венозных язв, 2 нейротрофических язв и 1 длительно незаживающей раны с использованием губок «Коллахит-Форте» (опыт) и 2 нейротрофических язв с использованием губок «Коллахит-ФА» (контроль).
Наложение губок осуществляли после туалета раневой поверхности, заключающегося в удалении налета некротических тканей и обработке раны 0,05% раствором хлоргексидина.
Упаковки изделий (5×9×0,5) см вскрывали стерильными ножницами, вырезали из губок участок, по площади и контуру соответствующий раневой поверхности с выступом за края раны на 1-2 см, и накладывали их на раны. Фиксацию губок осуществляли с помощью марлевых или эластичных фиксирующих бинтов, а также с помощью фиксирующих пластырей. При наложении губок на раны они удовлетворительно повторяли контур раневой поверхности и плотно к ним прилегали. Перевязки осуществляли через 2 суток.
При наложении повязок в опыте на гранулирующие раны отмечено, что губчатые покрытия имеют удовлетворительные гидрофильные свойства. Они быстро впитывают раневое отделяемое в количестве до 20 г/г и достаточно хорошо его удерживают (в контроле через сутки покрытия превращались в гель, который удаляли смывом струей стерильного физиологического раствора). После наложения повязок пациенты фиксировали стабильный обезболивающий эффект продолжительностью до 1,5 суток; по результатам микробиологического исследования отмечено значительное снижение микробного обсеменения ран. При перевязках раневые покрытия удалялись достаточно легко, без травматизации подлежащих тканей раны и вторичных кровотечений, без выраженных болезненных ощущений у пациентов.
Для оценки эффективности лечения использовали метод визуального клинического контроля.
В процессе применения раневых покрытий «Коллахит-Форте» на вторые - третьи сутки в венозных и нейротрофических язвах отмечено появление вновь образованных зернистых грануляций, а у больной с длительно незаживающей раной к десятому дню после начала применения изделия тканевой дефект полностью выполнился грануляционной тканью с развитием краевой эпителизации. На 6-7 сутки, когда в контроле преобладало воспаление дна раны и практически отсутствовала грануляционная ткань, у пациентов с венозными и нейротрофическими язвами, закрытыми повязками «Коллахит-Форте», отмечалось выраженное развитие грануляционной ткани. Сроки полного заживления венозных и нейротрофических язв в опыте составили 14 суток, в контроле 18 суток.
Каких-либо аллергических или местно раздражающих эффектов при контакте повязок «Коллахит-Форте» с поврежденной и неповрежденной кожей не отмечено.
Таким образом, изделия, изготовленные на основе заявленной композиции, обладают следующими функциональными свойствами: проявляют хорошо выраженное гемостатическое действие, ускоряют процессы регенерации и эпителизации, хорошо абсорбируют экссудат, сохраняя целостность после абсорбции, обеспечивают пролонгированный выход в рану иммобилизованных препаратов, снимают болевые ощущения, обладают антимикробной активностью, обладают способностью к биодеградации, поддерживают поступление кислорода в область раны, являются барьером для проникновения микробов, не токсичны, сокращают время лечения, просты в использовании. При использовании в качестве масок в косметологии изделия имеют отличную гидратирующую способность, легко и полно удаляются.
Заявка не ограничивает объем данного изобретения, а описывает и поясняет функциональность и примеры его осуществления.
1. Композиция для лечения ран на основе природных биополимеров, отличающаяся тем, что биополимеры в виде полиэлектролитного белково-полисахаридного комплекса ковалентно сшиты полифункциональными соединениями, при этом полиэлектролитный белково-полисахаридный комплекс содержит в качестве анионогенного белка коллаген типа I, выделенный из шкур крупного рогатого скота, шкур северных оленей, и/или желатин, а катионогенный полисахарид выбран из ряда водорастворимых порошкообразных гетерополимеров солей хитозония общей формулы
{[C8H13NO5]1-m[(C6H11NO4)l-k(C6H12N+O4X-)k]m}n,
где (C8H13NO5) - брутто - формула элементарного звена хитина;
(C6H11NO4) - брутто - формула элементарного звена хитозана;
(C6H12N+O4X-) - брутто - формула элементарного звена соли хитозония;
X- - хлорид-, формиат-, ацетат-, -оксалат-; сукцинат- или цитрат анионы;
k - степень ионизации хитозана от 0,5 до 1;
m - степень деацетилирования хитина от 0,7 до 1,0;
n - количество элементарных звеньев в гетерополимере соли хитозония от 10 до 1000.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что полиэлектролитный белково-полисахаридный комплекс содержит коллаген типа I и/или желатин и гетерополимер соли хитозония в соотношении 35÷65 к 65÷35, преимущественно 40 к 60.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что сшивающий агент выбран из ряда диглицидиловых эфиров ди- и триэтиленгликоля, полипропиленгликоля, олигоэтиленноксида.
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она имеет частично открытую ячеистую структуру трехмерной взаимопроникающей полимерной сетки, причем объем открытых ячеек составляет до 70%.
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс дополнительно иммобилизован ингибитор фибринолиза, например эпсилон-аминокапроновая кислота, пара-аминометилбензойная кислота или 4-аминометилцикло-гексанкарбоновая кислота.
6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс дополнительно иммобилизован рекомбинантный фактор VIIa свертывающей системы крови человека.
7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс дополнительно иммобилизованы стимуляторы ранозаживления - рекомбинантный фактор роста, например, эпидермальный (EGF), фибробластов (FGF-2), или кератиноцитов (KFG), фактор роста, выделяемый тромбоцитами (PDGF), или трансформирующий фактор роста (TGF).
8. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в полиэлектролитный коллаген-хитозановый комплекс дополнительно иммобилизованы фибробласты человека, мезенхимные стволовые клетки и/или эпителиальные клетки человека.
9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антимикробные и обезболивающие вещества, например антисептики хлоргексидин, фуразидин, диоксидин и анестетики, например лидокаин, анилокаин, артикаин.
10. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пластификатор в виде полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, сорбита, глицерина, диметилсульфоксида.
11. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит, по крайней мере, одну добавку, выбранную из групп: поверхностно-активное вещество, душистое вещество, биологически активное вещество, растительный экстракт и их смеси.
12. Изделие на основе природных биополимеров, отличающееся тем, что выполнено из композиции по п.1 в виде коллоидного раствора, гидрогеля, пленки, губки, порошка, косметической маски, косметического компресса.
13. Изделие по п.12, отличающееся тем, что имеет, по меньшей мере, один дополнительный слой, выбранный из полимерной пленки, ткани, нетканого материала, сетчатого полотна.
14. Изделие по п.13, отличающееся тем, что дополнительный слой содержит лекарственные средства.
