Способ получения минеральной кремниевой воды

Изобретение относится к способу получения минеральной кремниевой воды (МКВ), предназначенной для применения в медицинских целях. Способ получения включает гидролиз тетраэтоксисилана в смеси ТЭОС : этанол : вода, подкисленная HCl. Нанозоль получают при температуре 55-65°С в течение 1,5 часов с выпариванием этанола до сокращения объема на 1/3, затем проводят разбавление полученного нанозоля физиологическим раствором NaCl в 2 этапа равными порциями физиологического раствора, нагретого предварительно до 40-50 в соотношении объемов исходный нанозоль : физиологический раствор 1:7 с интервалом 15 минут. После каждого разбавления температуру раствора выдерживают в пределах 55-65°С. 1 пр.

 

Область техники

Изобретение относится к нанотехнологиям, а именно к получению минеральной кремниевой воды (МКВ), содержащей кремний в виде наночастиц аморфного кремнезема (SiO₂) и хлорида натрия, предназначенной для применения в медицинских целях, в частности, для повышения энергетического статуса организма, в качестве иммуномодулятора, для улучшения обменных процессов в организме, инактиватора токсичных белков различного происхождения, лечения доброкачественных опухолей, в качестве онкопротектора, и лечения диабета 2.

Уровень техники

Известно, что никакой живой организм не может существовать без кремния. Лечебные свойства кремния давно известны в народной медицине и в настоящее время он прочно входит в лечебную практику официальной медицины. Новый лекарственный препарат эффективной терапии (Чуйко О.О., Погорелый В.К., Пентюк О.О. // Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния // /1/, является, например таблетированным порошком наночастиц пирогенного кремнезема. Он получил название «силикс» и успешно используется при лечении желудочно-кишечных заболеваний как сорбент и антидот, а также в качестве корректора многих патологических состояний. Аморфный кремнезем является нетоксичным химически инертным материалом, его лечебное действие связано исключительно со свойством поверхности. Наночастицы аморфного кремнезема в растворе способны, как и в случае силикса, связывать микроорганизмы (эффект агглютинизации) и инактивировать токсичные белки.

Однако получение наночастиц кремнезема в виде порошка обычно пирогенным способом ведет к агрегации отдельных частиц, имеющих размер около 4-5 нм до агрегатов со средним размером около 40 нм. Такой размер агрегата является препятствием для проникновения в клетки и внутриклеточного действия наночастиц, что резко уменьшает возможность их лечебного применения.

Известно («Способ получения наночастиц кремнезема», патент №2426692, авторы: Калинин Д.В., Сердобинцева В.В.) /2/, что отдельные несросшиеся частицы SiO₂, находящиеся в растворе, способны беспрепятственно проникать через плазматическую мембрану клеток без их повреждения и своей поверхностью участвовать во внутриклеточных биохимических процессах в качестве своеобразного поверхностного катализатора биохимических реакций.

Известен также способ получения наночастиц кремнезема в водном растворе (заявка на изобретение №2012120733 от 18.05.2012, решение о выдаче патента 06.05.2013) /3/, который в большей мере применим для решения биотехнологических задач и в меньшей мере для медицинских лечебных целей из-за использования в технологическом процессе ионообменных смол.

Задачей изобретения является разработка способа получения стабильного раствора наночастиц кремнезема размером 4-5 нм в физиологическом растворе NaCl для непосредственного применения в лечебных целях в виде минеральной кремниевой воды (МКВ), лечебный эффект которой основан, главным образом, на восстановлении энергетических функций митохондрий и, как следствие, активации иммунной системы.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе получения нанозоля кремнезема путем гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) в смеси ТЭОС : этанол : вода (моль.) подкисленная HCl до рН 1,5-2=1:5:6 с последующей выдержкой смеси при температуре 40-50°С в течение двух часов не используют ионообменные смолы, а выполняют разбавление нанозоля физиологическим раствором NaCl.

- Согласно заявляемому изобретению, для более полного протекания реакции гидролиза ТЭОС созревание нанозоля проводят при температуре 55-65°С в течение 1,5 часов.

- Согласно заявляемому изобретению, в процессе созревания нанозоля для удаления этанола проводят выпаривание смеси с сокращением объема на 1/3.

- Согласно заявляемому изобретению, для получения МКВ проводят разбавление нанозоля, нагретого до 55-65°С физиологическим раствором NaCl, нагретым до 40-50°С, в два этапа равными объемами.

- Согласно заявляемому изобретению, соотношение объемов исходного нанозоля: физиологический раствор NaCl составляет 1:14.

- Согласно заявляемому изобретению, после каждого разбавления нанозоля физиологическим раствором выдерживают 15 минут при 55-65°С.

- Технический результат заключается в следующем:

- Получают прозрачную бесцветную минеральную кремниевую воду (МКВ) с весовой концентрацией SiO₂ в виде наночастиц 0,9-1% и NaCl 0,8-0,9% и рН 6-6,5.

- Получают МКВ, в которой кремнезем устойчив к коагуляции благодаря буферному действию NaCl.

- Получают МКВ, срок годности которой составляет 2,5-3 месяца.

- Получают МКВ, обладающую высокой биологической активностью и лечебными свойствами, обусловленными, главным образом, каталитическим действием наночастиц в митохондриях клеток, усилением биоэнергетической эффективности митохондрий, а также инактивацией токсичных белков.

Обоснование введенных признаков

Впервые получают МКВ, содержащую кремний в виде наночастиц кремнезема SiO₂ размером 4-5 нм, используя кислые нанозоли кремнезема, получаемые путем гидролиза ТЭОС в растворе этанола и водного раствора HCl с последующим созреванием наночастиц при температуре 55-65°С и выпариванием этанола с сокращением объема смеси на 1/3. Обработка разбавленного нанозоля анионообменной смолой для устранения кислотности исключается, а приемлемый уровень рН, равный 6-6,5, достигается путем разбавления нанозоля нагретым до 40-50°С физиологическим раствором NaCl в два этапа с выдержкой после каждого разбавления в течение 15 минут при температуре 55-65°C с получением МКВ, устойчивой к коагуляции кремнезема.

Несмотря на то что весовая концентрация кремнезема в полученной минеральной воде невелика 0,9-1%, ее биологическая активность (определенная А.А. Миловым по методу «Способ контроля биологически активных препаратов» патент №2398227) /4/ исключительно высока, и при использовании МКВ в медицинских целях необходимо дополнительное разбавление в пределах 5-15 капель МВК на 50 мл воды в зависимости от наблюдаемой патологии, состояния и возраста человека. Количество наночастиц в лечебной порции МКВ остается высоким порядка 10¹² частиц. Свободно проникая через клеточную мембрану, наночастицы SiO₂ затем попадают в митохондрий клеток, где они, соответствуя по размеру и функции рибосомам митохондрий, принимают участие в окислительном распаде органических кислот, как дополнительная поверхность, выступая в качестве катализатора биоэнергетических процессов.

Пример осуществления способа

Нанозоль кремнезема готовят из смеси реагентов: ТЭОС : вода, подкисленная HCl до рН 1,5-2 : этанол, взятых в мольных отношениях 1:5:6 соответственно. Для получения наночастиц кремнезема размером 4-5 нм тщательно перемешанную смесь реагентов выдерживают в открытом сосуде при температуре 55-65°С в течение 1,5 часов. Объем смеси при этом уменьшается за счет выпаривания этанола на 1/3. Затем нанозоль разбавляют физиологическим раствором (0,9% раствор NaCl в дистиллированной воде), нагретой до 40-50°С) в отношении 1:7, перемешивают и выдерживают при температуре 55-65°С в течение 15 минут. После этого выполняют второе разбавление также физиологическим раствором, температура которого 40-50°С, до конечного соотношения объемов нанозоль : МКВ как 1:15 и вновь выдерживают при температуре 55-65°С в течение 15 минут. Затем, полученную МКВ охлаждают до комнатной температуры и разливают по прозрачным бесцветным стеклянным емкостям для хранения и использования. МКВ, полученная таким способом, устойчива в отношении слипания отдельных наночастиц и коагуляции кремнезема в течение 2,5-3 месяцев.

Способ получения минеральной кремниевой воды с использованием нанозоля кремнезема, получаемого путем гидролиза тетраэтоксисилана в смеси ТЭОС : этанол : вода, подкисленная НСl как 1:5:6, отличающийся тем, что нанозоль получают при температуре 55-65°С в течение 1,5 часов с выпариванием этанола до сокращения объема на 1/3, затем проводят разбавление полученного нанозоля физиологическим раствором NaCl в 2 этапа равными порциями физиологического раствора, нагретого предварительно до 40-50°, в соотношении объемов исходный нанозоль : физиологический раствор 1:7 с интервалом 15 минут, причем после каждого разбавления температуру раствора выдерживают в пределах 55-65°С.