Медные соли ионообменных материалов для использования при лечении и предотвращении инфекций
Изобретение относится к медицине, в частности к изделию для лечения раны, содержащему противоинфекционное средство, способу получения противоинфекционного средства по уходу за раной, способу доставки противоинфекционного средства, способу лечения инфекций, а также способу оценки противоинфекционной эффективности изделия для лечения раны. Способ получения противоинфекционного средства по уходу за раной включает получение раствора пентагидрата сульфата меди (II) и ионообменных материалов на основе целлюлозы. Далее обеспечивают контакт растворимого в воде ионообменного материала на основе целлюлозы, с полученным раствором одной медной соли для образования растворимого в воде ионообменного материала, содержащего ионы меди, связанные с этим материалом, в котором общее содержание меди составляет от 0,0001 до 0,0005 мас.%. Осуществление изобретения позволяет получить противоинфекционное изделие, которое обеспечивает антибактериальное действие за счет постепенного высвобождения ионов меди при контакте с текучими средами. 6 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 табл., 4 пр., 3 ил.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Приоритет настоящей заявки основан на предварительной заявке №61/258789 на патент США, поданной 6 ноября 2009 года. Содержание предварительной заявки полностью включено в данный документ.
Предпосылки создания изобретения
1. Область техники
Настоящее изобретение главным образом относится к медным солям ионообменных материалов, содержащих ионы меди, пригодные для использования в качестве дезинфицирующего средства. В изобретении могут применяться медные соли производных целлюлозы. Медные соли ионообменных материалов могут быть получены с использованием эфирных и сложноэфирных производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), этилцеллюлоза (ЭЦ), метилцеллюлоза (МЦ), гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМЦ), ацетат целлюлозы и триацетатцеллюлоза. Настоящее изобретение также относится к раневым повязкам с внедренными в них медными солями ионообменных материалов. Медные соли ионообменных материалов могут воспроизводить равновесное состояние ионов меди в области раны на уровне, достаточном для достижения терапевтического эффекта с целью предотвращения инфекции. Раневые повязки, содержащие медные соли ионообменных материалов могут использоваться при осуществлении методов по снижению частоты появления инфекции на ранах, например, таких как рваные раны, царапины и ожоги. Раневые повязки могут также использоваться в рамках способов по предупреждению инфекций на долговременных ранах, например, инфекций, которые появляются в местах дренажа раны, в местах ввода катетера и стомы. В дополнительных аспектах изобретения медные соли ионообменных материалов могут использоваться для осуществления способов по уничтожению микроорганизмов и могут использоваться, необязательно, в сочетании с дополнительными дезинфицирующими средствами.
2. Предшествующий уровень техники
Среди инфекций послеоперационной раны (ИПР) за год насчитывается около 500000 нозокомиальных инфекций, при этом дополнительные расходы на единицу инфекции составляют более 3000 долларов США, а в общей сложности урон в системе здравоохранения составляет более 1,5 млрд долларов США в год. Уровень послеоперационного заражения при хирургических вмешательствах составляет в среднем от 2 до 4%, при этом для отдельных видов хирургических операций это значение оказывается гораздо большим. К оперативным вмешательствам, для которых характерен высокий процент заражения или уровень заболеваемости, относятся аорто-коронарное шунтирование (АКШ), операции на сердце, хирургия толстой кишки, артропластика тазобедренного сустава, артропластика коленного сустава, гистероэктомия, тромбэндартериэктомия и обходное венозное шунтирование.
Кроме того, приблизительно 30-ти процентам пациентов, подвергающихся гемодиализу, ставятся постоянные центральные катетеры, и данные пациенты испытывают высокий риск заражения в области ввода катетера и получения инфекции кровотока. Другие постоянные катетеры также связаны с высоким риском получения инфекции.
Разработано множество подходов в попытке решить проблемы инфекции ран, например, ран, полученных в результате хирургического вмешательства, рваных ран, царапин и ожогов, а также долговременных или хронических ран, образованных, например, в месте дренажа раны, ввода катетера и области вывода стомы. Дезинфицирующие средства, в том числе противомикробные средства, антибиотики, антигрибковые и антивирусные препараты, входят в состав множества средств ухода за раной, таких как раневые повязки, бинты, крема и мази.
Известно несколько металлов, обладающих антибактериальными свойствами, в том числе серебро, медь, свинец, кадмий, палладий и цинк. Среди них медь обладает преимуществом естественного иона, присутствующего в человеческом теле. Медь обнаружена в плазме крови человека в концентрациях около 0,85 мкг/мл, и известно, что ее присутствие в организме переносится в течение длительных периодов времени, о чем свидетельствует использование медицинских инструментов, таких как ВМС с медным покрытием.
В заявке на патент Великобритании № GB 2092006 описывается бактерицидная раневая или ожоговая повязка, включающая гигроскопическую прокладку и негигроскопический водопроницаемый слой, покрытый металлической медью и соединением меди. Слой, содержащий медь, накладывается на рану или область ожога и защищает против бактерий, при этом бактериям не удается приобрести резистентность.
В патенте США №4637820 описывается модифицированный волокнистый материал, содержащий целлюлозное волокно, которое замещено по своим ангидроглюкозным звеньям анионными компонентами и покрыто катионами меди таким образом, что волокна связывают от 0,1 до 3 масс.% меди в расчете на массу волокон. Также описаны способы получения карбоксиалкилцеллюлозного волокна, модифицированного медью, они включают в себя обработку волокон водным раствором соли меди (II) и промывку волокон для удаления соли с последующим высушиванием. Степень замещения атомами меди в волокнах предпочтительно составляет от 0,1 до 0,3. Материалы, получаемые с использованием волокон, могут включать в себя хирургические повязки, гигроскопическую вату и различные гигиенические приспособления.
В патенте США №5977428 описываются гигроскопические повязки для поглощения выделяемой из раны жидкости, где повязки содержат множество поглощающих гидрогелевых частиц, плотно герметизированных внутри пористого контейнера. Пористый контейнер не прилипает к ране и гидрогелевые частицы остаются герметизированными в контейнере после поглощения жидкости, выделяемой из раны. Частицы могут представлять собой высушенные частицы гидрогеля полиакрилнитрила и могут содержать или высвобождать ранозаживляющие средства или питательные элементы, которые способствуют процессу заживления, например, такие, как медь- и цинксодержащие соединения или комплексы.
В опубликованной заявке РСТ №WO 2008/101417 описываются гидрогелевая повязка для покрытия или лечения раны и способы приготовления таких повязок. Повязка включает матричную структуру, которая содержит поперечно сшитую смесь, и эластичный слой, покрытый элементарным металлом или ионным металлом, который заключен в матричную структуру. Поперечносшитая смесь содержит гидрофильный полимер, фотокатализатор и воду. Соединением металла предпочтительно является диоксид титана TiO2 в сочетании с ионами серебра, хотя вместо серебра можно также использовать цинк и медь.
В опубликованной заявке США №2008/0311165 описываются способы лечения и заживления открытых поражений кожи, простого герпеса, кожных отверстий, язв, ссадин, царапин, ожогов и кожных поражений посредством наложения полиамидного, полиэфирного, акрилового или полиалкенового материала с внедренными в него водонерастворимыми оксидами меди. Материал высвобождает ионы меди (I), ионы меди (II) или комбинацию этих ионов при контакте с текучей средой.
Современные антибактериальные повязки, доступные на рынке, содержат серебро в качестве дезинфицирующего средства. Данные повязки являются дорогостоящими (примерно в 5-10 раз дороже обычно используемых повязок) и поэтому используются только в случае тяжелых ожогов, хронических незаживающих ран и у пациентов, находящихся в группе высокого риска. К примерам таких повязок относятся повязка Argentum Medical's Silverlon®, повязка Johnson & Johnson's Acticote®, повязка Medline's Argalase®, повязка Smith & Nephew's Actisorb® и повязка Conoplast's Contreed®. Несмотря на то, что на рынке существует множество продуктов на основе серебра, высокие цены на данные повязки не позволяют использовать их во многих ситуациях, где они были бы полезны при предотвращении инфекций. Кроме того, несмотря на эффективность серебра и других металлов, таких как свинец, палладий, кадмий и цинк в качестве антимикробных средств, данные металлы могут накапливаться в организме и вывести их оттуда нелегко, что может оказаться пагубным для процесса заживления.
В данной области техники существует потребность в экономичных антибактериальных препаратах. Также существует необходимость в изделиях, которые обеспечивают антибактериальное действие за счет постепенного высвобождения ионов меди регулируемым образом при контакте с текучими средами, такими как: вода, пот и жидкость, выделяемая раной. Такие изделия могут содержать соли меди ионообменных смол, при этом изделия могут быть в форме, например, раневых повязок, марли, бинтов и/или средств местного применения в виде кремов, гелей, гидрогелей и мазей. Изделия, которые высвобождают ионы меди, могут воспроизводить равновесное состояние ионов меди в области раны на уровне, достаточном для достижения терапевтического эффекта для предотвращения инфекции. Кроме того, антибактериальные препараты в соответствии с настоящим изобретением представляют экономичную альтернативу антибактериальным повязкам на основе серебра, доступным в настоящее время, таким образом увеличивая количество приложений, в которых могут использоваться антибактериальные повязки настоящего изобретения.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение удовлетворяет потребности данной области техники, как и прочих областей, за счет создания систем доставки антибактериальной меди, которые обеспечивают стойкое регулируемое высвобождение ионов меди при контакте с текучими средами. Ионы меди высвобождаются на уровнях, подходящих для использования в биологических системах, предпочтительно за счет установления равновесного состояния ионов меди в текучей среде на уровне, достаточном для достижения терапевтического эффекта для предотвращения инфекции и не превышающем уровень токсичности.
Система доставки меди может фактически быть представлена в форме медных солей ионообменных смол, таких как производные целлюлозы, включая эфирные и сложноэфирные производные целлюлозы. В настоящее время к предпочтительным производным целлюлозы относятся карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), этилцеллюлоза (ЭЦ), метилцеллюлоза (МЦ), гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ), гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМЦ), ацетат целлюлозы, триацетатцеллюлоза и их соли. В соответствии с одним из аспектов в качестве ионообменных смол можно использовать КМЦ, натрий КМЦ и кальций КМЦ. В соответствии с другими аспектами соли меди ионообменных смол могут использоваться для приготовления гидроколлоида, способного поглощать жидкости.
Изобретение также используется в изделиях, таких как: раневые повязки, марли, бинты и/или средства местного применения в виде кремов, гелей, гидрогелей и мазей, при этом изделия включают соли меди в форме, способной воспроизводить равновесное состояние ионов меди. Данное изобретение применяют также в способах предотвращения инфекций ран, в том числе долговременных, незаживающих и хронических ран. Например, изделия, содержащие соли меди, можно использовать в способах по снижению частоты появления инфекции на ранах, таких как хирургические, рваные раны, царапины и ожоги, а также долговременных ранах, таких как язвы, и ранах, возникающих в месте дренажа раны, катетера и области стомы. Настоящее изобретение, кроме того, применяется в способах изготовления изделий, таких как раневые повязки, марли, бинты и/или средства местного применения в виде кремов, гелей, гидрогелей и мазей, которые содержат соли меди.
В соответствии с одним из аспектов изобретения изобретение относится к солям меди ионообменных смол. Ионообменные смолы могут представлять собой производные целлюлозы, выбранные из группы, состоящей из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), этилцеллюлозы (ЭЦ), метилцеллюлозы (МЦ), гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ), гидроксиэтилметилцеллюлозы (ГЭМЦ), ацетата целлюлозы и триацетатцеллюлозы. Соли меди могут быть образованы из ионов меди (I) и/или ионов меди (II). При контакте с жидкостью, такой как вода, пот, жидкость, выделяемая раной, соли меди могут благоприятно воспроизводить равновесное состояние ионов меди на уровне, достаточном для достижения терапевтического эффекта для предотвращения инфекции.
В соответствии с одним из аспектов изобретения, обеспечиваются изделия, в которые внедрены соли меди ионообменных смол. Ионообменные смолы могут быть образованы из производных целлюлозы, выбранных из группы, состоящей из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), этилцеллюлозы (ЭЦ), метилцеллюлозы (МЦ), гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ), гидроксиэтилметилцеллюлозы (ГЭМЦ), ацетата целлюлозы и триацетатцеллюлозы. Изделия могут быть заготовлены в виде раневых повязок, марли, бинтов, кремов, гелей, гидрогелей и мазей.
Дополнительный аспект изобретения относится к способам приготовления антибактериальных предметов ухода за раной. Способ включает обеспечение ионообменного материала, обеспечение раствора одной или нескольких медных солей, пропитку указанного ионообменного материала в указанном растворе одной или нескольких медных солей и удаление растворителя с образованием медной соли указанного ионообменного материала. Соль меди производных целлюлозы может быть внедрена благоприятным образом в изделия, такие как раневые повязки, марли, бинты, крема, гели, гидрогели и мази.
Еще один аспект изобретения относится к способу обеспечения дезинфицирующего средства в области раны, включающему формирование изделия, в состав которого входят медные соли ионообменных материалов, нанесение изделия на область раны, ввод жидкости из области раны в соприкосновение с изделием, при котором достигается равновесное состояние между ионами меди в жидкости из области раны и ионами меди, связанными с солями меди ионообменных материалов в изделии.
Дополнительный аспект изобретения относится к способу лечения инфекции, включающему наложение предмета ухода с входящими в его состав солями меди ионообменных материалов на инфицированную рану. Инфицированная рана может быть долговременной, незаживающей и/или хронической. Способы лечения инфекции могут также применяться для снижения частоты появления инфекции раны наложением изделий, содержащих медные соли ионообменных материалов на раны и сравнением процента заражения указанных ран с таковым для ран, не обработанных с помощью изделий, содержащих медные соли ионообменных материалов. Раны могут быть выбраны из группы, состоящей из послеоперационных ран, рваных ран, царапин, ожогов, кожных язв, дренажей раны, областей установки катетера и областей стомы.
Другие новые признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники при исследовании нижеследующих способов или при изучении на практике данного изобретения. Краткое описание чертежей
Аспекты настоящего изобретения становятся полностью понятными при рассмотрении подробного описания, представленного далее в данном документе, и сопроводительных чертежей, которые даны только с целью иллюстрации и в качестве примеров.
Фиг.1 представляет собой график, на котором отображено влияние содержания ионов Cu++ в твердых частицах Na+КМЦ, на содержание растворенных ионов Cu++.
Фиг.2 представляет собой график, на котором отображено влияние содержания ионов Cu++ в твердых частицах Ca+КМЦ на содержание растворенных ионов Cu++.
Фиг.3 представляет собой график, на котором отображено влияние содержания ионов Ag+ в твердых частицах Na+КМЦ на содержание растворенных ионов Ag+.
Осуществление изобретения
Системы доставки меди, используемые в настоящем изобретении, можно использовать для установления ионообменного равновесия, при котором ионы меди высвобождаются в биологическую жидкость в нетоксичных количествах, достаточных для обеспечения противомикробного эффекта. Согласно некоторым аспектам системы доставки меди могут состоять из солей положительно заряженных катионов меди (I) и/или меди (II) и отрицательно заряженных анионов любого вещества, которое способно высвобождать катионы меди регулируемым устойчивым образом при контакте с текучей средой.
Согласно некоторым аспектам анионы образованы из ионообменных смол. Согласно дополнительным аспектам ионообменная смола может представлять собой производное целлюлозы. К анионным веществам, помимо прочего, могут относиться эфирные или сложноэфирные производные целлюлозы, в том числе карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), этилцеллюлоза (ЭЦ), метилцеллюлоза (МЦ), гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ), гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМЦ), ацетат целлюлозы и триацетатцеллюлоза. Согласно предпочтительному к настоящему времени варианту осуществления ионообменной смолой является КМЦ, предпочтительно натрий-КМЦ и/или кальций-КМЦ. Независимо от вида используемого аниона изобретенные системы доставки меди высвобождают катионы меди в количестве, обеспечивающем противомикробное действие.
Системы доставки меди могут быть приготовлены добавлением концентрированного раствора растворимой соли меди (например, сульфата меди, хлорида меди) к водному раствору ионообменной смолы, например, КМЦ, которая может быть представлена в виде натрий-КМЦ и/или кальций-КМЦ. Согласно некоторым аспектам изобретения степень замещения в КМЦ составляет менее 0,95, предпочтительно менее 0,70. Медные соли КМЦ могут быть далее отфильтрованы и очищены для удаления несвязанной меди, а затем высушены с образованием конечного продукта.
Согласно некоторым аспектам в том случае, когда ионообменной смолой является КМЦ, степень замещения атомами меди в смоле составляет от 0,001 до 0,5, более предпочтительно от 0,01 до 0,3. Общее содержание меди, обеспеченной в системах доставки меди, предпочтительно составляет от 0,0001 до 0,0005 масс.%, более предпочтительно от 0,0002 до 0,0004 масс.% и наиболее предпочтительно около 0,0003 масс.%. Подходящее количество меди, содержащейся в медных солях различных ионообменных смол, может быть рассчитано специалистом в данной области техники исходя из значений содержания меди, представленных выше для медных солей КМЦ. Хотя ионы меди будут замещать другими ионами, такими как натрий и/или кальций, степень замещения данных ионов ионами меди будет, как правило, составлять около 50% или менее, предпочтительно 35% или менее, более предпочтительно 20% или менее и наиболее предпочтительно 10% или менее в расчете на степень замещения КМЦ или другого производного целлюлозы.
Независимо от отдельного типа используемой ионообменной смолы и степени ее замещения, количество меди, содержащейся в системе доставки меди, выбирают так, чтобы его было достаточно для обмена с катионами натрия, кальциями или иными катионами, присутствующими в текучей среде, при условии что концентрация катионов меди является эффективной и в то же время не вызывает раздражения. Предпочтительно, количество меди достаточно для обмена с катионами натрия, кальция или иными катионами, присутствующими в сыворотке крови животного, т.е. достаточно для обеспечения противомикробного действия, при этом концентрация ионов меди не достигает уровня, вызывающем общую токсичность в организме животного. Посредством обеспечения регулируемого ионного обмена достигается такие терапевтические уровни ионов меди в сыворотке крови животного, при которых системы доставки меди благоприятно способствуют лечению и/или предотвращению заражения, вызванного инфекционными агентами, такими как бактерии, вирусы или грибки.
Медные соли ионообменных смол, например, производных целлюлозы, могут быть внедрены в различные медицинские изделия с целью обеспечения изделий дезинфицирующими свойствами.
К препаратам для ухода за раной, в которые благоприятным образом могут быть внедрены медные соли ионообменных смол настоящего изобретения, относятся любые раневые повязки, бинты, марли, мази, порошки, кремы, гели и/или гидрогели, которые можно использовать в сочетании с курсом лечения хирургических ран, рваных ран, царапин, ожогов, хронических или незаживляющих ран (т.е. язв), в местах дренирования ран, областях ввода катетера и выводы стомы.
Изделия по уходу за раной или предупреждения заражения раны могут быть составлены из любых материалов, пригодных для использования при лечении раны и/или предотвращения инфекции и совместимых с медными солями ионообменных смол. Изделия настоящего изобретения могут быть составлены по существу из любого материала, способного поддерживать ассоциации с медными солями ионообменных смол и позволяющего высвобождать ионы меди. Согласно некоторым аспектам изделия по уходу за раной и для предотвращения заражения раны можно использовать в сочетании со способами по снижению и/или устранению использования антибиотиков в операционном поле или на ране, сокращая тем самым расходы, при условии обеспечения полного спектра противомикробной эффективности, что одновременно снижает возможность появления резистентности к антибиотику.
Внедрение медных солей ионообменных смол, например, производных целлюлозы, в изделия настоящего изобретения можно осуществлять в соответствии с двумя подходами: (1) путем обеспечения слоя, содержащего медные соли ионообменных смол, на изделии; или (2) внедрения медных солей ионообменных смол в изделия. Согласно некоторым аспектам изобретения медные соли ионообменных смол могут обеспечивать замедленное высвобождение ионов меди за счет установления равновесия между ионами меди, находящимися в медных солях ионообменных смол, и ионами меди в жидкости, окружающей рану. Установление такого равновесия может благоприятно обеспечивать продолжительную противоинфекционную эффективность. Согласно некоторым аспектам изобретения медные соли ионообменных смол могут обеспечивать быстрое первоначально высвобождение ионов меди до тех пор, пока не установится равновесие, для того чтобы обеспечить быстрое уничтожение любых бактерий, вирусов и/или грибков, находящихся внутри или вокруг раны.
Согласно одному аспекту изделия по уходу за раной представляют собой гидроколлоидные адгезивные системы, в которых в состав гидроколлоида включена медная соль какой-либо ионообменной смолы, например, КМЦ-медная соль, в количестве от 0,5 до 5% по массе гидроколлоида, предпочтительно от 0,75 до 4 масс.%, более предпочтительно от 1 до 3 масс.%. Гидроколлоидную адгезивную систему получают приготовлением гидроколлоида, содержащего соль меди, которую затем смешивают и выдавливают. Смешанную гидроколлоидный адгезив, содержащий соль меди, далее заготавливают в виде готовой гидроколлоидной повязки на рану по методам изготовления, известным специалистам в данной области техники. Могут быть получены такие раневые повязки с различными размерами и формами, подходящими для использования на различных ранах, которые могут быть на поверхностях различных органов тела.
В соответствии с дополнительными аспектами настоящего изобретения соли меди могут быть включены в состав медицинских адгезивов, например, контактных клеев, или могут быть обеспечены в составах медицинских инцизионных пленок.
При использовании в сочетании с данными аспектами изобретения соли меди способны высвобождать ионы меды в область хирургической раны регулируемым образом, поскольку процедура проводится с целью снижения частоты заражений, обычно связанных с хирургическим вмешательством.
Считается, что в навыки специалиста в данной области техники входит умение приготовить альтернативные изделия по уходу за раной, такие как порошки, крема и бинты, которые обеспечивают противоинфекционные количества ионов меди с помощью указаний, представленных выше.
Медные соли ионообменных смол предпочтительно включают в или на изделия в количествах, позволяющих снизить количество микробов внутри или вокруг раны. Согласно другому аспекту медные соли ионообменных смол обеспечены в количествах, позволяющих устранить все микроорганизмы внутри или вокруг раны. В частности, медные соли ионообменных смол обеспечиваются в количествах, при которых проявляется бактерицидное или бактериостатическое действие ионов меди без токсического влияния на пациента.
Концентрация медный солей ионообменных смол, необходимая для достижения желаемого эффекта будет варьироваться в зависимости от разных факторов, в том числе ситуации, при которой используется изделие (т.е. вида раны и количества влаги, связанной с окружающими рану условиями), способа внедрения медных солей ионообменных смол в изделие (т.е. в виде покрытия или погружения внутрь изделия) и вида микроорганизма, что связано с окружающими рану условиями.
Концентрация ионов меди, высвобождаемых в среду раны за счет равновесия, устанавливаемого между медными солями ионообменных смол в изделиях и жидкости, присутствующей в среде раны, будет варьироваться в зависимости от количества медных солей ионообменных смол, обеспеченных внутри или вокруг изделия, и количества катионов, присутствующих в жидкости, связанной с раной. В том числе, когда уровень жидкости и/или катионов в среде раны недостаточен, он может быть пополнен путем увлажнения изделия стерильной жидкостью (в том случае, когда изделие находится в виде хирургической повязки, марли или бинта) или путем использования медных солей ионообменных смол в сочетании с изделием, которое содержит источник влаги и/или катионы (например, гель, гидрогель или крем, содержащий медный соли производных целлюлозы).
Предпочтительно, медные соли ионообменных смол, например, производных целлюлозы, включены внутрь или на изделия настоящего изобретения в количествах, которые достаточных для высвобождения ионов меди в концентрациях, способных уничтожить или ограничить рост одного или нескольких микроорганизмов: коагулазонегативные Staphylococci, Enterococci, грибки, Candida albicans, Staphylococcus aureus, вид Enterobacter, Enterococcus faecalis, Staphylococcus epidermidis. Streptococcus viridans, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Burkholderia cepacia. Varicella, Clostridium difficile, Clostridium sordellii, Гепатит А, Гепатит В, Гепатит С, БИЧ/СПИД, метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA), инфекционный паротит, норовирус, парвовирус, вирус полиомелита, краснуха, SARS, S.pneumoniae (в том числе формы, устойчивые к лекарствам), Staphylococcus aureus (VISA), обладающий промежуточной чувствительностью к ванкомицину, ванкомицин-резистентный Staphylococcus aureus (VRSA) и ванкомицин-резистентные Enterococci (VRE). Считается, что в навыки специалиста в данной области техник входит умение определять такие количества.
Настоящее изобретение можно также использовать в соответствии со способами предотвращения инфекций, снижения частоты их появления и/или лечения существующих инфекций на ранах. Такие методы включают заготовку изделия и внедрение медных солей ионообменных смол в изделие в количестве, достаточном для обеспечения такой концентрации ионов меди, при которой уничтожается или подавляется рост любых микроорганизмов, находящихся в зоне, окружающей изделие. Концентрация медных солей, которые понадобятся для установления подходящего концентрации ионов меди в области раны, будет варьироваться в зависимости от размера раны, от того, инфицирована ли уже рана или нет, и микроорганизмов, находящихся поблизости от раны.
Эти и другие аспекты изобретения дополнительно описаны в неограничительных Примерах, изложенных ниже.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 - Получение медных солей КМЦ
Подход: смешанные медно-натриевые и медно-кальциевые соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) готовят осаждением посредством пипетирования концентрированных растворов медных солей в водные растворы натрий-карбоксиметилцеллюлозы и кальций-карбоксиметилцеллюлозы. Соли меди готовят либо из сульфата меди (фармакопея США) или химически-чистого хлорида меди. Соли выделяют фильтрованием, а затем очищают вытеснительной промывкой с помощью водного метанола и высушивают под вакуумом.
Необходимые реагенты: натрий-карбоксиметилцеллюлоза (фармакопея США). Кальций-карбоксиметилцеллюлоза. Степень замещения в КМЦ должна составлять ≤0,95, предпочтительно около 0,70; КМЦ со средней вязкостью; дистиллированная вода; безводный метанол; хлорид натрия; CuSO4·5H2O (для соли меди), чистота по стандарту фармакопеи США, и химически чистый хлорид меди.
Необходимые приборы: верхнеприводная мешалка; 500 мл стаканы; 1-литровая трехгорлая круглодонная колба; вакуумная печь с установленной температурой 75°С; небольшой кристаллизатор; источник вакуума (насос или отсасывающее устройство; 1-литровая колба для фильтрования с 2-3” Бюхнеровской воронкой и крупнодисперсной фильтровальной бумагой для наложения на фильтр или воронка с фриттой из спеченного стекла; аналитические весы с точностью до 0,1 г; пластиковые чашки для взвешивания; бутыли из коричневого стекла; мерные цилиндры на 100 мл, 250 мл и 500 мл; магнитная мешалка и магнитные якори; одногорлые круглодонные колбы на 250 мл; роторный испаритель; бюретка, шпатели, зажимы при необходимости.
Методика синтеза смешанной медно-натриевой соли КМЦ
1. Готовят 400 мл насыщенного раствора пентагидрата сульфата кальция. В качестве альтернативы можно использовать насыщенный раствор хлорида меди (II).
2. Помещают примерно 3 мл раствора КМЦ (взвешенной с точностью до 0,1 г) в небольшой стакан и добавляют по каплям через бюретку раствор пентагидрата сульфата меди (II). Наблюдают образование осадка. В случае наблюдения образования осадка, дают ему отстояться и добавляют еще одну каплю раствора пентагидрата сульфата меди для обеспечения полного выпадения осадка. Записывают количество добавленного раствора меди и переходят к стадии 3.
3. Помещают 200 г раствора натрий- или кальций-карбоксиметилцеллюлозы в 1 литровую круглодонную колбу. Взбалтывают слегка смесь посредством верхнеприводной мешалки. Добавляют постепенно через бюретку раствор пентагидрата сульфата меди в количестве, рассчитанном на стадии 2, для содействия выпадению продукта. После добавления перемешивают в течение 15 минут с целью обеспечения полного выпадения осадка.
4. Тщательно отфильтровывают водный раствор от осадка. Взвешивают и сохраняют вещество для анализа. Помещают осадок в 500 мл стакан.
5. Готовят раствор из 360 мл метанола и 240 мл деионизированной воды.
6. Суспендируют осадок в 100 мл водного метанола в стакане и перемешивают в течение 10 минут. Декантируют надосадочную жидкость по мере возможности в тарированную (предварительно взвешенную) колбу и повторно суспендируют в 100 мл метанола. Перемешивают снова в течение 10 минут. Упаривают водно-метанольные растворы по отдельности и определяют массу остатка. При заметном количестве остатка отбирают его на анализ.
7. Отделяют осадок на воронке повторно и промывают небольшим количеством водного метанола. Снова упаривают в тарированной круглодонной колбе и после взвешивания сохраняют остаток для анализа.
8. Ресуспендируют осадок в 100 мл водного метанола. Опять перемешивают в течение 10 минут и отфильтровывают, сохраняя фильтрат. Растворяют 0,1 г карбоната натрия в 1 мл дистиллированной воды и добавляют три капли к фильтрату. Если фильтрат прозрачный, переходят к стадии 9. В противном случае повторяют стадию 8 до тех пор, пока не получат прозрачный фильтрат. Прозрачный раствор указывает на то, что вся оставшаяся медь находится в виде соли КМЦ.
9. Когда фильтрат очищен от несвязанных ионов меди, тщательно переносят осадок в пластиковую чашку для взвешивания. Помещают чашку в вакуумную печь и высушивают при 105°С. Взвешивают сухой порошок и хранят Cu/Na КМЦ в закрытой бутыли из коричневого стекла до использования.
10. Рассчитайте материальный баланс процесса, проведя расчеты для натрия и соли меди, участвующей в процессе. Из данных анализа рассчитайте степень замещения медью в продукте.
Пример 2 (Сравнительный) - Получение серебряных солей КМЦ
Подход: смешанные серебряно-натриевые соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) готовят осаждением посредством пипетирования концентрированных растворов растворимых солей серебра в водные растворы натрий-карбоксиметилцеллюлозы. Соль серебра готовят либо из нитрата серебра (фармакопея США). Соли выделяют фильтрованием, а затем очищают вытеснительной промывкой с помощью водного метанола и высушивают под вакуумом.
Необходимые реагенты: натрий-карбоксиметилцеллюлоза (фармакопея США). Степень замещения в КМЦ должна составлять ≤0,95, предпочтительно около 0,70; КМЦ со средней вязкостью; нитрат серебра (чистота по стандарту фармакопеи США); дистиллированная вода; безводный метанол; хлорид натрия.
Необходимые приборы: верхнеприводная мешалка; 500 мл стаканы; 1-литровая трехгорлая круглодонная колба; вакуумная печь с установленной температурой 75°С; небольшой кристаллизатор; источник вакуума (насос или отсасывающее устройство; 1-литровая колба для фильтрования с 2-3” Бюхнеровской воронкой и крупнодисперсной фильтровальной бумагой для наложения на фильтр или воронка с фриттой из спеченного стекла; аналитические весы с точностью до 0,1 г; пластиковые чашки для взвешивания; бутыли из коричневого стекла; мерные цилиндры на 100 мл, 250 мл и 500 мл; магнитная мешалка и магнитные якори; одногорлые круглодонные колбы на 250 мл; роторный испаритель; бюретка, шпатели, зажимы при необходимости.
Методика синтеза смешанной серебряно-натриевой соли КМЦ
1. Готовят 50% (по массе) раствор 400 мг нитрата серебра в деионизированной воды. Хранить в бутыли из коричневого стекла, если реагент не будет использован за один раз.
2. Помещают примерно 3 мл раствора КМЦ (взвешенной с точностью до 0,1 г) в небольшой стакан и добавляют по каплям через бюретку раствор нитрата серебра. Наблюдают образование осадка. В случае наблюдения образования осадка дают ему отстояться и добавляют еще одну каплю раствора нитрата серебра для обеспечения полного выпадения осадка. Записывают количество добавленного раствора серебра и переходят к стадии 3.
3. Помещают 200 г раствора натрий-карбоксиметилцеллюлозы в 1 литровую круглодонную колбу. Взбалтывают слегка смесь посредством верхнеприводной мешалки. Добавляют постепенно через бюретку раствор нитрата серебра в количестве, рассчитанном на стадии 2, для содействия выпадению продукта. После добавления перемешивают в течение 15 минут с целью обеспечения полного выпадения осадка.
4. Тщательно отфильтровывают водный раствор от осадка. Взвешивают и сохраняют вещество для анализа. Помещают осадок в 500 мл стакан.
5. Готовят раствор из 360 мл метанола и 240 мл деионизированной воды.
6. Суспендируют осадок в 100 мл водного метанола в стакане и перемешивают в течение 10 минут. Декантируют надосадочную жидкость по мере возможности в тарированную (предварительно взвешенную) колбу и повторно суспендируют в 100 мл метанола. Перемешивают снова в течение 10 минут. Упаривают водно-метанольные растворы по отдельности и определяют массу остатка. При заметном количестве остатка отбирают его на анализ.
7. Отделяют осадок на воронке повторно и промывают небольшим количеством водного метанола. Снова упаривают в тарированной круглодонной колбе и после взвешивания сохраняют остаток для анализа.
8. Ресуспендируют осадок в 100 мл водного метанола. Опять перемешивают в течение 10 минут и отфильтровывают, сохраняя фильтрат. Растворяют 0,1 г хлорида натрия в 1 мл дистиллированной воды и добавляют три капли к фильтрату. Если фильтрат прозрачный, переходят к стадии 9. В противном случае повторяют стадию 8 до тех пор, пока не получат прозрачный фильтрат. Прозрачный раствор указывает на то, что все оставшееся серебро находится в виде соли КМЦ.
9. Когда фильтрат очищен от несвязанных ионов серебра, тщательно переносят осадок в пластиковую чашку для взвешивания. Помещают чашку в вакуумную печь и высушивают при 105°F в течение одного часа. Взвешивают сухой порошок и хранят Ag/Na КМЦ в закрытой бутыли из коричневого стекла до использования.
10. Рассчитайте материальный баланс процесса, проведя расчеты для Na-КМЦ и соли меди, использованных в процессе. Из данных анализа рассчитайте степень замещения солями Na и Ag в продукте реакции.
Пример 3 - Оценка равновесных количеств катионов меди и серебра
Характеризация продукта - минерализация проб
Переносят точно взвешенный образец, содержащий 20-30 мг серебра или 10-15 мг меди в боросиликатную колбу для мокрого озоления. Добавляют 5 мл серной кислоты (ч.д.а. стандарта Американского химического общества) к образцу и встряхивают его круговыми движениями для смачивания образца. Затем добавляют 1,0 мл азотной кислоты (ч.д.а по стандарту АХО) при встряхивании круговыми движениями с целью перемешивания. Нагревают колбу под вытяжным шкафом для начала озоления. Затем нагревают колбу для появления паров серной кислоты. Если раствор прозрачный, то продолжают нагревание для снижения количества серной кислоты до 2 мл. При наблюдении черного осадка в конце первой процедуры нагрева, дают колбе возможность остыть, а затем аккуратно добавляют 1,0 мл азотной кислоты и повторяют нагревание для удаления паров. Повторяют при необходимости описанные действия для завершения окисления углеродного остатка. Оставляют колбу охладиться до комнатной температуры, а затем добавляют 25 мл деионизированной воды в колбу при встряхивании с целью смешения воды с кислотой. При необходимости нагревают смесь для растворения солей. Затем переносят в сосуд для титрования и подготавливают все необходимое для титрования.
Если для определения металлов используют технологию ион-селективных электродов, размер образца может быть снижен примерно в десять раз так, что будет содержать около 2-3 мг серебра или 1-2 мг меди. Точно взвешенный образец можно перенести в тестовую пробирку (30 мм × 120 мм) из боросиликатного стекла для проведения озоления. Количество добавляемой серной кислоты следует сократить до 1,0 мл, а количество азотной кислоты - до 0,5 мл. Нагревают до появления сильных паров серной кислоты. Если остается черный осадок, то добавляют еще 0,5 мл азотной кислоты и нагревают смесь до получения светлой вытяжки. Конечный объем зольного остатка должен составлять менее 0,5 мл. Вытяжку тщательно разбавляют деионизированной водой и переносят в сосуд для анализа с целью проведения конечных измерений.
Характеризация продукта - определение методом титрования
Серебро: добавляют каплю метилового оранжевого к раствору пробы и добавляют 1 Н NaOH, получая переходный цвет метилового оранжевого. Разбавляют деионизированной водой до объема 60-75 мл. Помещают на стойку для титрования и титруют 0,050 М раствором KCl. Титратор будет снабжен 10 мл или 20 мл бюреткой и в нем будет использоваться электрод, чувствительный к серебру, в сочетании со стандартным двухпереходным электродом сравнения. Электрод сравнения содержит 1 М нитрат калия, как указано поставщиком. Титратор используют в соответствии со стандартным протоколом поставщика, результаты и кривую титрования распечатывают для записи. Используют точно отмеренный объем стандартного раствора нитрат серебра в качестве стандарта для контроля качества.
Медь: методика по существу такая же, за исключением того, что электрод, чувствительный к серебру, заменяют на медь-селективный электрод, а в качестве титрующего раствора используют раствор 0,050 Н ЭДТА. Доводят рН раствора до 7-8 добавлением гидроксида аммония (х.ч. по стандарту АХО). Разбавляют деионизированной водой до объема 60-75 мл. Если есть подозрение на наличие кальция, магния или цинка, то рН следует доводить до 3,8-4,2 добавлением 2 М раствора ацетата натрия, а не гидроксида аммония. Раствор ЭДТА стандартизуют стандартный раствором меди или, в качестве альтернативы, стандартным раствором цинка. Эти стандарт можно приобрести или приготовить из чистых металлов.
Альтернативный способ анализа с ион-селективным электродом
Калибровка серебряного электрода: Определяют отклик электрода в пределах диапазона 0,1-20 мг серебра на литр в буферном растворе, содержащем 0,1 М ацетат натрия/0,1 уксусная кислоту. Используют стандартный раствор нитрата серебра, приготовленный из нитрата серебра (х.ч. по стандарту АХО) и деионизированной воды. Рассчитывают наклон кривой зависимости log [Ag] от измеренного потенциала в мВ. Наклон должен находиться в диапазоне от 56 до 61 мВ при 10-кратном изменении концентрации серебра. Это значение используют при расчете содержания серебра в кислотной вытяжке.
Анализ пробы серебра: добавляют две капли раствора метилового красного индикатора к образцу и затем 50 мл деионизированной воды. После чего добавляют 2 М раствор ацетата натрия к раствору пробы до тех пор, пока цвет раствора не изменится от красного к оранжевому. Разбавляют образец деионизированной водой до объема 200 мл. Погружают электродный комплект в раствор и медленно перемешивают. Записывают показания потенциала в мВ в момент его стабилизации. Соотносят с кривой калибровки электрода для оценки концентрации серебра в растворе. Добавляют отмеренный объем раствора нитрата серебра к раствору образца для изменения потенциала от 12 до 24 мВ. Приемлемой оценкой является объем, необходимый для увеличения концентрации серебра в растворе на 60-150% от исходной концентрации. Записывают значение добавленного объема и показания в мВ. Добавляют другую порцию нитрата серебра такого же объема к раствору и записывают значение этого объема и показание в мВ. Для проведения расчетов обратитесь к руководству поставщика по использованию электрода.
Калибровка медного электрода: определяют отклик электрода в пределах диапазона 0,1-20 мг меди на литр в буферном растворе, содержащем 0,1 М ацетат натрия/0,1 уксусная кислоту. Используют стандартный раствор хлорида меди, приготовленный из пентагидрата хлорида меди (х.ч. по стандарту АХО) и деионизированной воды. Рассчитывают наклон кривой зависимости log [Cu] от измеренного потенциала в мВ. Наклон должен находиться в диапазоне от 28 до 31 мВ при 10-кратном изменении концентрации меди. Это значение используют при расчете содержания меди в кислотной вытяжке.
Анализ пробы меди: добавляют две капли раствора метилового красного индикатора к образцу и затем 50 мл деионизированной воды. После чего добавляют 2 М раствор ацетата натрия к раствору пробы до тех пор, пока цвет раствора не изменится от красного к оранжевому. Разбавляют образец деионизированной водой до объема 200 мл. Погружают электродный комплект в раствор и медленно перемешивают. Записывают показания потенциала в мВ в момент его стабилизации. Соотносят с кривой калибровки электрода для оценки концентрации меди в растворе. Добавляют отмеренный объем раствора хлорида меди к раствору образца для изменения потенциала от 10 до 18 мВ. Приемлемой оценкой является объем, необходимый для увеличения концентрации меди в растворе в 2,3-4,0 раза по сравнению с исходной концентрацией. Записывают значение добавленного объема и показания в мВ. Добавляют другую порцию хлорида меди такого же объема к раствору и записывают значение этого объема и показание в мВ. Для проведения расчетов обратитесь к руководству поставщика по использованию электрода.
Исследования ионного обмена/растворимости
Медь и серебро-селективные электроды можно использовать для мониторинга за общим содержанием растворенных частиц в водных металл-комплексообразующих растворах, таких как лактат Рингера. Электроды откликаются только на свободные ионы, но соотношение концентраций иона к общему содержанию растворенных ионов остается постоянным до тех пор, пока концентрация комплексообразователя остается по существу постоянной. В случае выпадения иона металла в осадок, как это случается с ионом серебра в растворе Рингера, электрод не дает правдивой информации о содержании серебра, присутствующего в виде хлорида серебра. Однако при подготовке пробы можно использовать комплексообразующие вещества, например, аммиак, во избежание кислотного разложения, получая таким образом образец, пригодный для анализа с ион-селективным электродом. Необходимо следовать стандартной методике добавления при использовании данного подхода во время подготовки пробы.
Предполагается использовать технологию прямого считывания с ион-селективного электрода для наблюдения за уровнем растворимости соединений серебра и меди, приготовленных по данному алгоритму. Это позволит получить информацию о концентрации свободных ионов металлов и в случае, когда раствор достигает насыщения. Ожидается, что при высокой концентрации хлорид-ионов в растворе Рингера возможно выпадения хлорида серебра при перемешивании серебряной соли КМЦ с твердым веществом. Если покажется, что это может оказать существенное влияние на серебряную соль КМЦ, то целесообразно определять содержание серебра в твердом веществе, выделяемом из равновесного раствора.
Общую растворимость серебра и меди в соответствующих растворах определяют методом ИСЭ после предварительной подготовки пробы. Стадия предварительной подготовки пробы включает фильтрование с целью удаления взвешенных веществ и кислотный гидролиз, описанный при анализе продуктов. В качестве альтернативы методу кислотного гидролиза можно испытать способ анализа, включающего обработку отфильтрованного раствора гидроксидом аммония (химически чистым по стандарту АХО) с последующим определением по ИСЭ технологии стандартных добавок. Если результаты эквиваленты, то используют способ приготовления пробы с добавлением гидроксида аммония. В способе титрования на медь и серебро требуется большие количества образца по сравнению с тем, что обычно имеется. При больших количествах образца, необходимых для титрования, может потребоваться гораздо больше времени на приготовление в сравнении со временем, затрачиваемым в методах анализа с ион-селективным электродом.
Аналитические методы
Анализ приготовленных образцов проводят путем проведения гидролиза серной кислотой с последующим титрованием ЭДТА, отслеживаемым посредством Си++ ион-селективного электрода. Пробы, приготавливаемые из Ca++ КМЦ, следует титровать при рН менее 5 для устранения помех, связанных с ионами кальция. В целом ИСЭ методология подает отличные надежды.
В каждый день проведения экспериментального исследования ион-селективный электрод калибруют по методу стандартных добавок для обеспечения точности измерений. Кроме того, проводят испытание методов добавок по отношению к различным ионным растворам (солевой фон, гидролизующие кислотные растворы, раствор Рингера с лактатом и т.д.) для обеспечения точной работы электрода. Все дозирующие пипетки, используемые в аналитических программах, также калибруют.
В процессе равновесных исследований с использованием лактата Рингера в качестве ионного раствора, отмечают, что лактат Рингера вызывает существенный сдвиг на определенном интервале показаний электрода. Это вероятно обусловлено образованием лактатного комплекса со свободными Cu++ ионами. Это говорит о том, что в будущих разработках следует использовать ионные растворы, содержащие только неорганические соли; это упростит интерпретацию экспериментальных данных.
Время до проведения исследований равновесия
Образцы материалов Cu++ КМЦ встряхивают в 150 мл раствора Рингера с лактатом. Экспрессию иона Cu++ из соли измеряют с использованием Cu++ ион-селективного электрода. Целью данных испытаний является примерное понимание того, насколько быстро ионы Cu++ могут подвергаться ионному обмену из соли Cu++-КМЦ. Данные данных испытаний указывают на то, что данные соли приходят в равновесие очень быстро в растворе Рингера с лактатом, обычно за пять минут в случае материалов на основе Na+-КМЦ и за семь минут в случае материалов на основе Ca++-КМЦ.
Настоятельно рекомендуется использовать эти данные, поскольку они указывают на то, что материалы на основе Cu-КМЦ могут быстро и свободно выделять связанные с ними ионы Cu++ в конкурирующую ионообменную среду, такую как жидкость раны. Кроме того, при воспроизведении экспериментов отмечено, что конечные равновесные состояния, достигаемые для двух синтезированных материалов, очень хорошо согласовывались.
Исследования равновесия Cu++-КМЦ
Проводят исследования ионообменного равновесия с использованием как Ca++-КМЦ, так и Na+-КМЦ.
Методика включает добавление небольшого количества КМЦ реагента (менее 1,5 г Ca++-КМЦ или менее 0,5 г Na+-КМЦ) к лактату Рингера (100-300 мл). Лактат Рингера используют в качестве источников катионов для Cu++ ионного обмена. Эту смесь перемешивают в стакане с использованием магнитного якоря. К перемешанной смеси добавляют стандартные добавки CuCl2 и наблюдает за содержанием растворенной меди с использованием Cu++ ион-селективного электрода.
Данные, показывающие зависимость содержания растворенной Cu++ от содержания Cu++ в твердых частицах Na+-КМЦ, представлены в Таблица 1-5 и отображены в виде графика на Фиг.1. Данные, показывающие зависимость содержания растворенной Cu++ от содержания Cu++ в тведых частицах Ca++-КМЦ, представлены в Таблица 6-9 и отображены в виде графика на Фиг.2. В то время как по существу прямолинейные графики указывают на то, что данные материалы проявляют поведение, типичное для ионообменного вещества; различные наклоны линий указывают на то, что может иметься конкурирующий фактор, который не остается постоянным во время испытания. В будущем предлагается не использовать раствор Рингера с лактатом в качестве ионообменной среду, поскольку показано, что лактатный компонент может образовывать комплексы с ионом Cu++, в результате чего показания от этого иона не считываются ионоизбирательным электродом. Также рекомендуется использовать более высокое соотношение твердых частиц/жидкости для более лучшего отображения предполагаемых условий применения продукта.
Наконец, в будущих лабораторных испытания будет исследована зависимость размера частиц КМЦ реагентов от согласованности получаемых экспериментальных данных.
| ТАБЛИЦА 1 | ||
| Добавляют 20,0 мл раствора Na+-КМЦ, к 130 мл раствора Рингера с лактатом (151,3 мг твердых веществ) 29.09.2004 | ||
| Cu, мг/л 0 |
Медь, мг/л | Твердые частицы-Cu, мг/г |
| 0,214533 | 0,217568 | -0,00301 |
| 0,429067 | 0,345369 | 0,083144 |
| 0,858013 | 0,565393 | 0,290682 |
| 1,2872 | 0,850404 | 0,433903 |
| 2,145333 | 1,319104 | 0,820757 |
| 4,295386 | 2,597897 | 1,686247 |
| 6,445439 | 3,998812 | 2,430424 |
| 10,75799 | 6,908952 | 3,823548 |
| 17,18326 | 11,31044 | 5,833927 |
| 25,65561 | 17,4096 | 8,191401 |
| 34,12796 | 23,14976 | 10,9055 |
| 42,60031 | 29,39243 | 13,12041 |
| 64,09226 | 45,94456 | 18,02752 |
| 85,58421 | 63,00443 | 22,43025 |
| 128,7054 | 95,49717 | 32,98831 |
| ТАБЛИЦА 2 | ||
| Добавляют 20,0 мл раствора Na+-КМЦ к 130 мл раствора Рингера с лактатом (151,3 мг твердых веществ) 17.09.2004 | ||
| Cu, мг/л | Cu, мг/л | Твердые частицы-Cu, мг/г |
| 0,214533 | 0,142784 | 0,071133 |
| 0,429067 | 0,257708 | 0,169887 |
| 0,858133 | 0,519333 | 0,335889 |
| 1,2872 | 0,782077 | 0,500783 |
| 2,145333 | 1,325387 | 0,812901 |
| 4,295386 | 3,277649 | 1,008992 |
| 6,445439 | 4,858784 | 1,573022 |
| 10,75799 | 8,041979 | 2,692674 |
| 17,18326 | 12,99991 | 4,147406 |
| 25,65561 | 20,20325 | 5,405512 |
| 34,12796 | 27,03557 | 7,031451 |
| 42,60031 | 33,96998 | 8,556176 |
| 64,09226 | 53,63087 | 10,3715 |
| 85,58421 | 72,90673 | 12,56855 |
| ТАБЛИЦА 3 | ||
| 140 мл раствора Рингера с лактатом; 10,0 мл выдержанной суспензии Na+-КМЦ (75,6 мг твердых частиц) | ||
| Cu, мг/л 0 |
Cu, мг/л | Твердые частицы-Cu, мг/г |
| 0,214533 | 0,084903 | 0,02572 |
| 0,429067 | 0,154381 | 0,054501 |
| 0,858133 | 0,278515 | 0,115004 |
| 1,2872 | 0,457197 | 0,164683 |
| 2,145333 | 0,799266 | 0,267077 |
| 4,290667 | 1,64828 | 0,524283 |
| 6,436 | 2,601365 | 0,76084 |
| 10,72667 | 4,372258 | 1,260796 |
| 17,16267 | 7,009866 | 2,014445 |
| 25,744 | 10,38834 | 3,046758 |
| 34,32533 | 14,11884 | 4,009224 |
| 42,90667 | 18,44879 | 4,852754 |
| 64,36 | 28,88827 | 7,038042 |
| 85,81333 | 38,64922 | 9,357958 |
| 128,72 | 59,10773 | 13,81196 |
| ТАБЛИЦА 4 | ||
| Добавляют 50,0 мл раствора Na+-КМЦ к 100 мл раствора Рингера с лактатом (378,3 мг твердых частиц) | ||
| Cu, мг/л 0 |
Медь, мг/л | Твердые частицы-Cu, мг/г |
| 0,214533 | 0,202998 | 0,004577 |
| 0,429067 | 0,26174 | 0,0664 |
| 0,858133 | 0,402883 | 0,180655 |
| 1,2872 | 0,523483 | 0,303062 |
| 2,145333 | 0,71786 | 0,566458 |
| 4,295386 | 1,586918 | 1,074789 |
| 6,445439 | 2,405326 | 1,603219 |
| 10,75799 | 4,187934 | 2,607165 |
| 17,18326 | 7,180194 | 3,969471 |
| 25,65561 | 11,05211 | 5,79504 |
| 34,12796 | 15,39118 | 7,43523 |
| 42,60031 | 19,54163 | 9,15027 |
| 64,09226 | 30,78253 | 13,21815 |
| 85,58421 | 43,53319 | 16,68691 |
| 128,7054 | 76,38203 | 20,76324 |
| ТАБЛИЦА 5 | ||
| 146 мл раствора Рингера с лактатом; 4,00 мл выдержанной суспензии Na+-КМЦ (30,3 мг твердых частиц) | ||
| Cu, мг/л 0 |
Cu, мг/л | Твердые частицы-Cu, мг/г |
| 0,214533 | 0,103357 | 0,05522 |
| 0,429067 | 0,214831 | 0,106409 |
| 0,858133 | 0,403121 | 0,225999 |
| 1,2872 | 0,621378 | 0,330706 |
| 2,145333 | 1,069327 | 0,53444 |
| 4,295386 | 2,20521 | 1,038167 |
| 6,445439 | 3,319862 | 1,552439 |
| 10,75799 | 5,713137 | 2,505722 |
| 17,18326 | 9,527134 | 3,802712 |
| 25,65561 | 14,45603 | 5,562705 |
| 34,12796 | 19,64725 | 7,192406 |
| 42,60031 | 23,91773 | 9,279427 |
| 64,09226 | 36,86721 | 13,52238 |
| 85,58421 | 53,36134 | 16,00474 |
| 128,7054 | 81,60755 | 23,39297 |
| ТАБЛИЦА 6 | ||||
| Общее кол-во добавленной Cu, микромоль/л | Растворенная Cu, мг/л микромоль/л | Твердые частицы-Cu, микромоль/г | Растворенные/твердые частицы | мг Са++ 1027,4 КМЦ |
| 9,84 | 5,47 | 0,001276037 | 4286,710908 | 300 мл |
| 16,41 | 9,44 | 0,002035235 | 4638,285988 | |
| 32,95 | 19,87 | 0,00381935 | 5202,456167 | |
| 49,5 | 29,6 | 0,005810785 | 5093,976549 | |
| 82,5 | 51,5 | 0,009051976 | 5689,365591 | |
| 131,7 | 81,2 | 0,014745961 | 5506,592739 | |
| 196,8 | 120,8 | 0,022191941 | 5443,417544 | |
| 261,7 | 161,7 | 0,029199922 | 5537,686 | |
| 326,6 | 201,8 | 0,036441503 | 5537,642094 | |
| 492,4 | 311,5 | 0,052822659 | 5897,090474 | |
| 657,6 | 427,3 | 0,067247421 | 6354,147055 | |
| 982 | 644 | 0,098695737 | 6525,104536 |
| ТАБЛИЦА 7 | ||||
| Общее кол-во добавленной Cu, микромоль/л | Растворенная Cu, мг/л микромоль/л | Твердые частицы-Cu, микромоль/г | Растворенные/твердые частицы | мг Са++ 1033,5 КМЦ |
| 6,56 | 2,17 | 0,000637155 | 3405,763098 | 150 мл |
| 13,12 | 4,36 | 0,001271408 | 3429,269406 | |
| 19,69 | 6,16 | 0,001963716 | 3136,910569 | |
| 32,82 | 10,07 | 0,003301887 | 3049,771429 | |
| 65,88 | 20,22 | 0,006626996 | 3051,156373 | |
| 98,93 | 30,05 | 0,009997097 | 3005,872532 | |
| 164,8 | 48,8 | 0,016835994 | 2898,551724 | |
| 263 | 79,1 | 0,026690856 | 2963,561718 | |
| 392,7 | 117,6 | 0,039927431 | 2945,343511 | |
| 522,1 | 155,4 | 0,053222061 | 2919,841833 | |
| 651,1 | 192,3 | 0,06658926 | 2887,853095 |
| ТАБЛИЦА 8 | ||||
| Общее кол-во добавленной Cu, микромоль/л | Растворенная Cu, мг/л микромоль/л | Твердые частицы-Cu, микромоль/г | Растворенные/твердые частицы | мг Са++ 218,9 КМЦ |
| 13,13 | 6,63 | 0,004483783 | 1478,662252 | 151 мл |
| 19,69 | 9,53 | 0,007008497 | 1359,777989 | |
| 26,25 | 11,51 | 0,010167839 | 1132,000593 | |
| 32,82 | 14,55 | 0,012602878 | 1154,4982 | |
| 65,88 | 30,04 | 0,024722887 | 1215,068443 | |
| 98,93 | 44,83 | 0,037318867 | 1201,26905 | |
| 164,8 | 76,07 | 0,061207081 | 1242,83006 | |
| 263 | 122,4 | 0,096987666 | 1262,016147 |
| ТАБЛИЦА 9 | ||||
| Общее кол-во добавленной Cu, микромоль/л | Растворенная Cu, мг/л микромоль/л | Твердые частицы-Cu, микромоль/г | Растворенные/твердые частицы | мг Са++ 56 КМЦ |
| 13,13 | 10,47 | 0,007125 | 1469,473684 | 150 мл |
| 19,69 | 16,13 | 0,009535714 | 1691,535581 | |
| 32,82 | 27,8 | 0,013446429 | 2067,463479 | |
| 65,88 | 57,58 | 0,022232143 | 2589,943775 | |
| 98,93 | 89,41 | 0,0255 | 3506,27451 | |
| 164,8 | 152,8 | 0,032142857 | 4753,777778 | |
| 263 | 238,2 | 0,066428571 | 3585,806452 | |
| 392,7 | 362 | 0,082232143 | 4402,171553 |
| 522,1 | 484,8 | 0,099910714 | 4852,33244 |
Исследования равновесий Ag+Na+КМЦ
Для оценки равновесного поведения cepeбpa(Ag+) в присутствии Na+ КМЦ основном используют такую же процедуру, что использовалась при исследовании равновесного поведения Cu++ с Na+ КМЦ, которая описана выше.
Результаты этих испытаний приведены в виде Таблиц 10-12 и отображены в виде графика на Фиг.3.
| ТАБЛИЦА 10 | ||||
| Серебряно-сульфидный ИСЭ | ||||
| 103.4 мг Na+ КМЦ | 100 мл | |||
| Добавленное Ag, мг/л | мВ Смесь | log Ag+ Смесь | Ag+ мг/л Смесь | Ag твердые частицы, мг/г |
| 5,39 | 347,3 | 0,51311475 | 3,25922809 | 49,16579798 |
| 10,78 | 368,1 | 0,85409836 | 7,14658166 | 97,72176538 |
| 16,16 | 379,3 | 1,03770492 | 10,9069901 | 146,3038931 |
| 21,53 | 386,6 | 1,15737705 | 14,3673625 | 195,0802306 |
| 26,9 | 391,6 | 1,23934426 | 17,3517892 | 244,3186513 |
| 32,26 | 395,6 | 1,30491803 | 20,1798546 | 293,6117916 |
| 42,98 | 403,1 | 1,42786885 | 26,783594 | 391,2780641 |
| 53,67 | 409,1 | 1,52622951 | 33,5915086 | 488,454846 |
| 69,66 | 416,5 | 1,64754098 | 44,4161574 | 633,1881967 |
| 85,61 | 419,7 | 1,7 | 50,1187234 | 782,5060938 |
| 106,8 | 427 | 1,81967213 | 66,0194848 | 972,7966167 |
| 159,41 | 433,8 | 1,93114754 | 85,33899,83 | 1464,816506 |
| ТАБЛИЦА 11 | ||||
| Серебряно-сульфидный ИСЭ | ||||
| 1005,2 мг Na+ КМЦ | 100 мл | |||
| Добавленное Ag, мг/л | мВ Смесь | log Ag+Смесь | Ag+ мг/л Смесь | Ag твердые частицы, мг/г |
| 5,39 | 106,2 | -3,4393443 | 0,00036363 | 5,133298702 |
| 10,78 | 306,4 | -0,157377 | 0,69602197 | 10,20037886 |
| 21,53 | 355,8 | 0,65245902 | 4,49219931 | 20,0769334 |
| 42,98 | 372,4 | 0,92459016 | 8,40601506 | 40,13276047 |
| 85,61 | 393,5 | 1,2704918 | 18,6419699 | 79,75790763 |
| 127,9 | 407,5 | 1,5 | 31,6227766 | 118,7978308 |
| 211,51 | 418 | 1,67213115 | 47,0036028 | 196,9615616 |
| 314,18 | 427,3 | 1,82459016 | 66,7713511 | 292,8598713 |
| 414,88 | 435 | 1,95081967 | 89,2934642 | 386,6196701 |
| 513,67 | 442,1 | 2,06721311 | 116,738233 | 478,0915969 |
| 610,58 | 446,1 | 2,13278689 | 135,764707 | 568,5747899 |
| 705,69 | 452,6 | 2,23934426 | 173,517892 | 655,5602008 |
| 799,04 | 453,1 | 2,24754098 | 176,823908 | 744,150104 |
| 980,64 | 459,8 | 2,35737705 | 227,70735 | 912,2564429 |
| ТАБЛИЦА 12 | ||||
| Серебряно-сульфидный ИСЭ | ||||
| 192,7 мг Na+ КМЦ | 150 мл | |||
| Добавленное Ag, мг/л | мВ Смесь | log Ag+ Смесь | Ag+ мг/л Смесь | Ag твердые частицы, мг/г |
| 0,719 | 291,8 | -0,3967213 | 0,40112404 | 3,418948595 |
| 1,44 | 310,1 | -0,0967213 | 0,80034768 | 6,849755311 |
| 2,16 | 320,5 | 0,07377049 | 1,18514228 | 10,28660435 |
| 3,59 | 331,8 | 0,25901639 | 1,81558419 | 17,21672221 |
| 7.19 | 351,4 | 0,58032787 | 3,80476527 | 34,35020866 |
| 10,78 | 362,5 | 0,76229508 | 5,78488969 | 51,43885079 |
| 17,95 | 376,4 | 0,99016393 | 9,77606171 | 85,54016992 |
| 28,69 | 388,8 | 1,19344262 | 15,6114277 | 136,7321528 |
| 42,98 | 399,4 | 1,36721311 | 23,2923397 | 204,9099587 |
| 71,44 | 412,7 | 1,5852459 | 38,4809603 | 340,7776645 |
| 106,8 | 424,1 | 1,77213115 | 59,17403 | 508,1675947 |
| 141,93 | 431,6 | 1,89508197 | 78,5383851 | 675,3982472 |
| 211,51 | 442,4 | 2,07213115 | 118,067712 | 1005,707541 |
| 347,97 | 457,1 | 2,31311475 | 205,64339 | 1645,684959 |
| 414,88 | 461,7 | 2,38852459 | 244,638379 | 1962,554453 |
Выводы
Из данных по равновесным исследования следует, что как Na+ КМЦ, так и Са++ КМЦ могут выступать в качестве ионообменных смол в отношении ионов Cu+. Также было показано, что Na+ КМЦ может выступать в качестве ионообменной смолы в отношении ионов Ag+.
Непостоянство констант диссоциации (показанных в виде наклона линий на Фиг.1-3) необходимо исследовать в последующих испытания и возможным фактором, обуславливающих это непостоянство является размер частиц солей КМЦ.
Пример 4 - Испытание гидроколлоидной раневой повязки, содержащий медные соли КМЦ
Медные и серебряные соли КМЦ, полученные в Примерах 1 и 2, можно включить в состав гидроколлоидной раневой повязки. В качестве контрольного образца была приготовлена гидроколлоидная раневая повязка, приготовленная с использованием КМЦ, не замещенной атомами меди или серебра.
Эффективность раневых повязок, содержащих медные соли КМЦ, в предотвращении инфекции будет сравнена с противоинфекционной эффективностью раневых повязок, содержащих серебряные соли и стандартных раневых повязок, не содержащих дезинфицирующее средство.
Приготовленные гидроколлоидные раневые повязки будут оценены на способность высвобождать ионы меди и серебра в симулированной раневой жидкости с целью подтверждения эффективности адгезивной матрицы в отношении доставки ионов и определяют концентрацию целевых ионов в коммерческих продуктах.
Будут осуществлены испытания на зону ингибирования для определения эффективности варьирования концентраций меди на рост нескольких штаммов микроорганизмов.
Будут проведены испытания медной соли КМЦ и составленных из нее гидроколлоидов на животных, в том числе испытание на раздражение кожи, чувствительность кожи, острую пероральную токсичность, острую внутрикожную реакцию и фибропластичную цитотоксичность. Ожидается, что данные испытания покажут хорошую переносимость медных солей КМЦ и гидроколлоидов, составленных из них.
Будет проведено исследование на заживление кожной раны у свиньи для сравнения эффективности гидроколлоидных раневых повязок. Испытания могут показать сильную противоинфекционную активность раневой повязки, содержащий медные соли КМЦ, которая, как ожидается, будет схожа или немного превысит эффективность противоинфекционных раневых повязок, содержащих серебряные соли, и гораздо превысит противоинфекционную эффективность контрольных раневых повязок.
Конечно, надо принимать во внимание, что вышеизложенное описание дано только в качестве примера и в пределах объема настоящего изобретения могут быть произведены модификации в отдельных деталях.
В заявке цитированы различные патенты и публикации. Ссылки на них включены в данный документ с целью более полного описания существующего уровня техники, к которому относится данное изобретение.
Изобретение может быть подвергнуто модификации, видоизменению и включению эквивалентов по форме и функции, что очевидно специалистам в области техники, к которой относится данное изобретение.
В то время как настоящее изобретение описано в отношении рассмотренных предпочтительных вариантов осуществления, оно не ограничивается ими. Напротив, предполагается, что изобретение покрывает различные модификации и эквивалентные перестановки в пределах сути и объема подробного описания, представленного выше.
1. Способ получения противоинфекционного средства по уходу за раной, характеризующийся тем, что включает следующие стадии:
получение раствора пентагидрата сульфата меди (II) или насыщенного раствора хлорида меди (II);
получение раствора ионообменных материалов, выбранных из группы карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), гидроксиэтилметилцеллюлозы (ГЭМЦ);
обеспечение контакта указанного растворимого в воде ионообменного материала на основе производного целлюлозы с указанным раствором одной медной соли в течение времени, достаточном для образования растворимого в воде ионообменного материала на основе производных целлюлозы, содержащего ионы меди, связанные с этим материалом, в котором общее содержание меди составляет от 0,0001 до 0,0005 мас.%.
2. Противоинфекционное средство, характеризующееся тем, что оно получено способом, содержащим следующие стадии:
получение раствора пентагидрата сульфата меди (II) или насыщенного раствора хлорида меди (II);
получение раствора ионообменных материалов, выбранных из группы карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), гидроксиэтилметилцеллюлозы (ГЭМЦ);
обеспечение контакта указанного растворимого в воде ионообменного материала на основе производного целлюлозы с указанным раствором одной медной соли в течение времени, достаточном для образования растворимого в воде ионообменного материала на основе производных целлюлозы, содержащего ионы меди, связанные с этим материалом, в котором общее содержание меди составляет от 0,0001 до 0,0005 мас.%.
3. Изделие для лечения раны, содержащее противоинфекционное средство, характеризующееся тем, что получено способом, содержащим следующие стадии:
получение раствора пентагидрата сульфата меди (II) или насыщенного раствора хлорида меди (II);
получение раствора ионообменных материалов, выбранных из группы карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), гидроксипропилцеллюлозы (ГПЦ), гидроксиэтилметилцеллюлозы (ГЭМЦ);
обеспечение контакта указанного растворимого в воде ионообменного материала на основе производного целлюлозы с указанным раствором одной медной соли в течение времени, достаточном для образования растворимого в воде ионообменного материала на основе производных целлюлозы, содержащего ионы меди, связанные с этим материалом, в котором общее содержание меди составляет от 0,0001 до 0,0005 мас.%.
4. Изделие для лечения раны по п.3, в котором при контакте изделия для лечения раны с источником жидкости и ионов, ионы меди, связанные с растворимыми в воде ионообменными материалами, обмениваются на ионы из источника жидкости и ионов.
5. Изделие для лечения раны по п.4, в котором в источнике жидкости устанавливается равновесие между ионами меди.
6. Изделие для лечения раны по п.5, в котором равновесие между ионами меди устанавливается на уровне, достаточном для уничтожения микробов.
7. Изделие для лечения раны по п.3, в котором изделие представлено в форме, выбранной из группы, состоящей из раневых повязок, марли, бинтов, кремов, гелей, гидрогелей и мазей.
8. Способ доставки противоинфекционного средства в область раны, включающий следующие этапы:
получают противоинфекционное изделие по уходу за раной с использованием способа по п.3;
наносят противоинфекционное изделие по уходу за раной на место ранения; и
обеспечивают контакт жидкости из области раны с противоинфекционным изделием по уходу за раной, при котором ионы меди, связанные с производным целлюлозы, обмениваются на ионы, содержащиеся в жидкости из области раны;
при этом устанавливается равновесие между ионами меди, содержащимися в жидкости из области раны, и ионами меди, связанными с ионообменным материалом на основе целлюлозы.
9. Способ лечения инфекции, включающий нанесение изделия для лечения раны по п.3 на зараженную рану.
10. Способ по п.9, в котором зараженная рана выбрана из группы, состоящей из хирургических ран, рваных ран, царапин, ожогов, кожных язв, дренажей раны, ран в области установки катетера и области стомы.
11. Способ оценки противоинфекционной эффективности изделия для лечения раны по п.3, включающий:
нанесение на рану изделия для лечения раны, содержащего противоинфекционное средство, приготовленное с растворимой в воде солью меди и ионообменными материалами в соответствии с п.1, в котором ионы меди способны высвобождаться из указанного изделия для лечения раны, а
обеспечиваемое раневой повязкой общее содержание меди составляет от 0,0001 до 0,0005 мас.%,
нанесение на рану контрольной раневой повязки, содержащей ионообменный материал на основе целлюлозы, не имеющий связанных с ним ионов меди, и
сравнение противоинфекционной эффективности изделия для лечения раны, содержащего упомянутое противоинфекционное средство, с противоинфекционной эффективностью контрольной, не обеспечивающей замещение ионов меди раневой повязки.
