Применение низкоразмерных двумерных (2d) складчатых структур оксигидроксида алюминия (alooh) для преодоления устойчивости бактерий к антибиотикам

Группа изобретений относится к медицине, а именно к потенцированию действия антибиотиков, и может быть использована для лечения ран кожного покрова и мягких тканей, инфицированных множественно-устойчивыми бактериями. Для этого применяют низкоразмерные двумерные (2D) складчатые структуры оксигидроксида алюминия формулы AlOOH и/или их агломераты, имеющие величину удельной поверхности не менее 250 м2/г и дзета-потенциал, измеренный в воде при 25°С, не менее +30 мВ в качестве средства преодоления устойчивости бактерий к антибиотикам. Группа изобретений относится также к способу преодоления устойчивости к антибиотику в отношении как грамположительной, так и грамотрицательной бактерии, способу лечения у субъекта инфицированной раны с использованием указанных структур к комбинации с антибиотиком и продукту, содержащему указанные структуры и антибиотик в виде комбинированного препарата. Группа изобретений обеспечивает возможность использования низкотоксичных антибиотиков и позволяет уменьшить дозу антибиотика при лечении ран, инфицированных множественно-устойчивыми бактериями, за счет повышения чувствительности резистентных штаммов бактерий к антибиотикам. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 8 пр.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к медицине, а именно к потенцированию действия антибиотиков и может быть использовано для лечения ран кожного покрова и мягких тканей, инфицированных множественно-устойчивыми бактериями.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен патент РФ [RU 2161486, C2, опубл. 10.01.2001], в котором предлагается новое средство на основе синергического активного действия ингредиентов: антибиотика в сочетании с веществом, обладающим впервые обнаруженными свойствами сорбента (смесь порошков, содержащая антибиотик в сочетании с окисью магния) с разносторонним антитоксическим действием, что будет способствовать более полному уменьшению всех видов токсемии и последующему увеличению выживаемости животных, а также предлагается способ лечения радиационно-термических поражений, включающий введение антибиотиков, при этом в первые часы после воздействия антибиотик вводят совместно с сорбентом окисью магния; окись магния вводят через рот или внутрижелудочно, и используют антибиотик из группы хинолонов, или аминогликозидов, или тетрациклинов, который вводят в течение первых 14 суток.

Окись магния является оксидом щёлочноземельного металла, то есть в растворе увеличивает щелочность среды. Изменение рН в щелочную сторону способствует увеличению активности только антибиотиков из определенных классов: аминогликозиды, тетрациклины, хинолоны. Например, аминогликозид (гентамицин) демонстрируют повышенную селективную антимикробную активность в щелочной среде [L.D. Sabath, I. Toftegaard, Rapid microassays for clindamycin and gentamicin when present together and the effect of pH and of each on the antibacterial activity of the other, Antimicrobial agents and chemotherapy, 1974, 6, 54–59]. Было показано, что щелочная рН снижает сопротивление бактериальной мембраны [A. Hinz, S. Lee, K. Jacoby, C. Maniol, Membrane Proteases and Aminoglycoside Antibiotic Resistance, J. Bacteriol. 2011, 193, 4790–4797], что может облегчить проникновение аминогликозидов в бактерии. Кроме того, вышеперечисленные антибиотики имеют в своем составе аминогруппы, обеспечивающие заряд молекул, а в щелочном рН их заряд снижается, и они более активно взаимодействуют с липидами мембраны бактерий.

Известен способ преодоления устойчивости к гентамицину у метициллинорезистентных штаммов стафилококка, раскрытый в [RU 2553601, C2, опубл. 20.06.2015], включающий сочетанное введение антимикробных средств: гентамицин комбинируют с препаратом диоксидин в субингибирующих концентрациях 1,25 мкг/мл и 2,5 мкг/мл соответственно. Изобретение относится к области медицины, а именно к клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии, и касается разработки и создания новых комбинаций, обеспечивающих потенцирование бактерицидного действия и эффективное подавление гнойной инфекции, вызываемой метициллинорезистентными стафилококками, на основе использования двух классов соединений, обладающих принципиально различным механизмом антимикробного действия.

В данном случае имеет место сочетанное действие двух антимикробных препаратов с определенным спектром действия, что ограничивает количество микроорганизмов, рост которых подавляется комбинацией. Применение данной комбинации не исключает возможность образования резистентных бактериальных штаммов. Кроме того, антимикробный препарат диоксидин, относящийся к хиноксалинам обладает высокой токсичностью [Р. Аляутдинов. Современные лекарства. АСТ. 2016. 324 с.].

Известен метод обработки акинетобактерий альгинатными олигомерами и антибиотиками, раскрытый в патенте РФ [RU2582938C2, опубл. 10.06.2016], Предложенная группа изобретений относится к области санитарии и гигиены. Предложены способ повышения эффективности антибиотика против акинетобактерий, способ in vitro борьбы с акинетобактериальной контаминацией участка и применение альгинатного олигомера для повышения эффективности антибиотика против акинетобактерий, где антибиотик выбран из макролидов, -лактамов, тетрациклинов и хинолонов, и где альгинатный олигомер имеет степень полимеризации от 2 до 100 и по меньшей мере 70% остатков гулуроновой кислоты или гулуроната или по меньшей мере 70% остатков маннуроновой кислоты или маннуроната. Предложен продукт, содержащий альгинатный олигомер и антибиотик, в виде комбинированного препарата для раздельного, одновременного или последовательного применения для повышения эффективности указанного антибиотика против акинетобактерий. Достигается повышение эффективности антибиотика против акинетобактерий, которые имеют множественную лекарственную устойчивость. Некоторые физические повреждения, например, некоторые ожоги и атаки клеток чужеродными объектами, приводят к образованию раны. Более конкретно рану можно рассматривать как разрыв или оголение ткани. Раны также могут быть вызваны спонтанно образующимся поражением, таким как кожная язва (например, венозная, диабетическая или пролежневая язва) и анальная трещина или язва рта.

В данном случае рассматривается только один тип микроорганизмов - акинетобактерии, мы же говорим о широком спектре действия нашего материала. Следует учесть, что поверхностные раны чаще всего заражаются бактериями P. aeruginosa и S. aureus, включая антибиотикоустойчивые штаммы.

Известен способ потенцирования антибиотиков [US5834430 (A) ― 1998-11-10], в котором раскрыто, что антибиотики усиливают свое действие, когда они совместно введены с пептидами, которые содержат основные блоки аминокислот (гомополимеров единиц), а также основных и гидрофобных аминокислот в соответствии с приведенными в описании структурными формулами, которые могут быть совместно введены с антибиотиком, чтобы усилить антибактериальное действие антибиотика. Потенцирование противомикробного действия антибиотика позволяет уменьшить дозу антибиотика, как в естественных условиях, так и в пробирке.

Авторы изобретения считают, что пептиды по изобретению взаимодействуют с мембраной патогенных бактерий, в частности, с внешней мембраной грамотрицательных бактерий, которая содержит LPS. Считается, что взаимодействие пептида и LPS бактериальной наружной мембраны увеличивает проницаемость мембраны для антибиотиков, в частности, гидрофобных/липофильных антибиотиков.

Одной из характеристик антимикробных пептидов является избирательность их действия. Их структура и состав сильно зависят от липидного состава и трансмембранного потенциала мембран организма-хозяина и клеток-мишеней, что значительно ограничивает их применение для широкого бактериального спектра.

Известна международная заявка [WO2013153532 (A1) ― 2013-10-17], в которой раскрыты соединения, которые могут образовывать координационный комплекс с фталоцианином, и которые могут быть использованы в потенцировании антибиотической активности, и / или в отношении ингибирования или замедления развития устойчивости к антибиотикам. Соединения могут быть введены субъекту в сочетании с антибиотиком, в заявке также предусмотрены композиции и лекарственные формы, содержащие соединения.

Получение подобных координационных соединений весьма трудоемко, так как их можно получить только сплавлением из-за низкой растворимости фталцианина. В процессе синтеза применяются токсичные органические вещества. Например, фталевый ангидрид токсичен, вызывает раздражение кожи, слизистых оболочек глаз и носа, способствует заболеванию бронхиальной астмой. Низкие чистота и воспроизводимость синтеза таких соединений значительно ограничивает их биомедицинское применение.

Известен метод потенцирования антибиотиков полифенолами, раскрытый в патенте ЕПВ [EP0761226 (B1) ― 2001-05-30]. Показано увеличение активности антибиотика против метициллин-резистентного золотистого стафилококка у пациента путем введения пациенту антибиотика в сочетании с катехином и/или теафлавином. Антибиотики, используемые в настоящем изобретении, не показали антибактериального действия против MRSA при использовании независимо.

Данное изобретение относится только к потенцированию антибиотиков в отношении культуры MRSA.

Известна композиция, раскрытая в [US2012237562 (A1) ― 2012-09-20] и её применение в качестве потенцирующего средства. Предлагается использовать фосфолипиды, инкапсулированные в полимеры, в качестве средства, обладающего потенцирующим действием в отношении антибиотиков.

Однако, для того чтобы выбрать тот или иной аминокислотный остаток необходимо точно знать в отношении каких микроорганизмов (бактериального штамма) необходимо потенцирование антибиотика.

Известна Международная заявка [WO2014008465 (A2) ― 2014-01-09], в которой раскрыто потенцирование антибиотиков протеин-липидным комплексом, раскрытие основано на неожиданном наблюдении, что нековалентный комплекс альфа-лактальбумина и жирной кислоты (ALAFAC) потенцирует активность антибиотиков. В одном из исполнений композиция включает «ALAFAC» без антибиотика в количестве, которое достаточно, чтобы действовать как адьювант по отношению к активности антибиотика, но недостаточно, чтобы оно само проявляло детектируемую бактерицидную активность. В другом аспекте заявка раскрывает метод уменьшения роста бактерий, включающая шаг контактирования бактерии с ALAFAC и антибиотиком. Бактерия может контактировать с ALAFAC вместе с антибиотиком или раздельно. Бактерии могут быть живущими в организме млекопитающего (например, человеческого тела), на теле млекопитающего, или могут быть за пределами тела. Раскрыт также набор для обработки бактериальных инфекций, включающий композицию ALAFAC с или без одного, или более антибиотика и инструкцию для использования.

В вышеописанном происходит только снижение бактериального роста, отсутствуют данные о полном подавлении инфекции.

Известны патенты РФ [RU2403050 C2, RU2412715 C2 и RU2424798 C1], в которых предлагается в качестве потенцирующего агента, усиливающего действие химиопрепарата, использовать наночастицы серебра или стабилизированный золь наночастиц серебра в количестве 4-8 мас. % и стабилизированный золь наночастиц железа в количестве 4-6 мас.%.

Наночастицы серебра обладают выраженной цито- и генотоксичностью.

Известно использование гидроксидов металлов в медицине, в том числе гидроксида алюминия. Гидроксид алюминия широко применяется в медицине, благодаря выраженному антацидному, иммуномодулирующему и адсорбирующему действию. В связи с тем, что гидроокись алюминия связывает фосфаты и задерживает их всасывание из желудочно-кишечного тракта, она находит применение при гиперфосфатемии, сопровождающей почечную недостаточность. Гидроксид алюминия применяется также в качестве вяжущего средства наружно при кожных заболеваниях. В странах СНГ имеется только два лекарственных препарата, содержащих гидроксид алюминия в качестве активного вещества – это Рокжель (Рокгель) и Алюминия гидроксид-Ривофарм. В странах Европы и США имеется гораздо более широкий спектр лекарственных препаратов с гидроксидом алюминия в качестве единственного активного вещества, таких, как например Alternagel, Amphojel, Aloh-Gel, Alu-Cap, Dialume, Amphojel, Alu-Tab, Aloh-Gel.

Известно использование нано- и микроструктурированных гидроксидов и оксигидроксидов металлов в биологии и медицине.

Например, известен патент РФ [RU2397781 С1, опубл., 27.08.2010], в котором раскрыт нетканый материал медицинского назначения, обладающий ранозаживляющей, антибактериальной и противовирусной активностью, и перевязочное средство на его основе, содержащий нетканую волокнистую основу на волокнах которой закреплены высокопористые частицы гидрата оксида алюминия, образованные нановолокнами.

Известен также продукт в виде агломератов оксигидроксидов металлов, выбранных из группы, состоящей из Al, Fe, Mg, Ti или их смеси [RU2560432C2., опубл. 20.08.2015]. Структуры обладают локально высоким уровнем напряженности электрического поля на упомянутых складках, гранях и ребрах граней, составляющим 106-107 В/м. Изобретение обеспечивает получение агломератов оксигидратов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов или в качестве средства, обладающего ранозаживляющей и антибактериальной активностью, а также для угнетения пролиферативной активности опухолевых клеток. Продукт также раскрыт в Международной заявке [WO2014189412 (A1) ― 2014-11-27].

Как можно видеть из вышеприведенного уровня техники оксигидроксиды металлов разной геометрической формы и размеров используются в медицине как средства, обладающие адсорбирующим действием, так и ранозаживляющим и антибактериальным средством, однако ранее в вышеприведенных аналогах не раскрыто такое свойство оксигидроксидов алюминия (AlOOH) как влияние на изменение чувствительности бактерий при контакте с ними и антибиотиками, обусловливая тем самым потенцирование действия антибиотиков различного принципа действия на резистентные штаммы микроорганизмов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее раскрытие основано на неожиданном наблюдении, что низкоразмерные двумерные (2D) складчатые структуры оксигидроксида алюминия (ALOOH) с определенными физико-химическими характеристиками повышают чувствительность резистентных штаммов бактерий к антибиотикам.

Таким образом, одной из задач настоящего изобретения является применение низкоразмерных двумерных (2D) складчатых структур оксигидроксида алюминия (ALOOH) для преодоления устойчивости (резистентности) бактерий к антибиотикам за счёт повышения чувствительности резистентных штаммов бактерий к антибиотикам.

Другой задачей настоящего изобретения является разработка способа преодоления устойчивости к, по меньшей мере, одному антибиотику в отношении как грамположительной, так и грамотрицательной бактерии.

Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка способа лечения у субъекта инфицированной раны, позволяющий преодолеть устойчивость к антибиотикам, за счёт обработки раны субъекта эффективным количеством антибиотика, в комбинации или раздельно с эффективным количеством упомянутого AlOOH.

И еще одной задачей настоящего изобретения является разработка продукта, содержащего упомянутый оксигидроксид алюминия формулы AlOOH и антибиотик (например, один или более чем один антибиотик), в виде комбинированного препарата для одновременного или последовательного применения в лечении инфицированной раны субъекта.

Технический результат - уменьшение дозы антибиотика, возможность применения для лечения ран кожного покрова и мягких тканей, инфицированных множественно-устойчивыми бактериями, низкотоксичных антибиотиков.

Поставленная задача достигается тем, что низкоразмерные, главным образом, двумерные (2D) складчатые структуры оксигидроксида алюминия формулы AlOOH (низкоразмерные (2D) наноструктуры со сложной (складчатой) морфологией) и/или их агломераты применяют в качестве средства преодоления устойчивости (резистентности) бактерий к антибиотикам, за счёт повышения чувствительности резистентных штаммов бактерий к антибиотикам.

При этом применяемые упомянутые структуры в качестве средства преодоления устойчивости (резистентности) как грамположительной, так и грамотрицательной бактерии к антибиотикам, имеют величину удельной поверхности не менее 250 м2/г, дзета-потенциал измеренный в воде при 25 °С не менее +30 мВ и проявляют свойства слабого основания, что обеспечивает повышение рН среды на 1-2 единицы и может приводить к изменению мембранного потенциала бактерий.

При меньших значениях величины удельной поверхности эффективность преодоления резистентности будет уменьшаться. При меньших значениях удельной поверхности снижается количество активных поверхностных центров, отвечающих за адсорбционные и ионообменные свойства структур AlOOH. При меньших значениях дзета-потенциала также будет снижаться эффективность преодоления устойчивости, что связано с уменьшением адсорбционной способности по отношению к анионным молекулам, например, бета-лактамазы.

Предпочтительно, что упомянутые структуры имеют удельную поверхность в диапазоне от 250 до 320 м2/г, дзета-потенциал, измеренный в воде при 25 °С в диапазоне от +30 до + 42 мВ.

Другая задача достигается тем, что предлагаемый способ преодоления устойчивости, к, по меньшей мере, одному антибиотику в отношении как грамположительной, так и грамотрицательной бактерии, включает приведение бактерии в контакт c вышеописанными низкоразмерными структурами вместе с антибиотиком.

Кроме того, бактерия представляет собой грамотрицательную и выбрана из родов Pseudomonas, и Escherichia, предпочтительно, где бактерия представляет собой одну из Pseudomonas aeruginosa, E.coli, которые устойчивы к одному или более антибиотикам, выбранным из пенициллина, метициллина, нитроцефина, грамицидина, гентамицина, цефтриаксона, цефтазидима, ампициллина; или представляет собой клинический штамм или клинический изолят.

Кроме того, бактерия представляет собой грамположительную и выбрана из рода S. aureus и представляет собой клинический штамм или клинический изолят MRSA, которые устойчивы к одному или более антибиотикам, выбранным из пенициллина, метициллина, нитроцефина, грамицидина, ванкомицина, сультасина и ампициллина.

При том, что антибиотик выбран из β-лактамов, аминогликозидов, катионных полипептидов, тетрациклинов, полипептидных антибиотиков и хинолонов, предпочтительно из β-лактамов (пенициллина, метициллина, ампициллина, нитроцефина цефтриаксона, цефтазидима), катионных полипептидов (грамицидина) и аминогликозидов (гентамицина), а также комбинированного препарата сультасина на основе ампициллина и сульбактама.

Еще одна задача достигается тем, что в способе лечения у субъекта инфицированной раны, позволяющий преодолеть устойчивость к антибиотикам, новым является то, что он включает или обработку раны субъекта эффективным количеством антибиотика или внутримышечное введение субъекту эффективного количества антибиотика, вместе как в комбинации, так и раздельно с эффективным количеством низкоразмерных, двумерных (2D) складчатых структур оксигидроксида алюминия формулы AlOOH и/или их агломератов, имеющих величину удельной поверхности не менее 250 м2/г, дзета-потенциал измеренный в воде при 25 0С не менее +30 В.

Предпочтительно, что для обработки раны субъекта используют терапевтически активное количество антибиотика в комбинации с не менее 2 мг упомянутых низкоразмерных складчатых структур AlOOH на 1 см2 раневой поверхности.

Кроме того, для обработки раны субъекта раздельно, сначала используют терапевтически активное количество антибиотика, а затем не менее 2 мг упомянутых низкоразмерных складчатых структур AlOOH на 1 см2 раневой поверхности.

Еще одна задача достигается тем, что предлагаемый в настоящем изобретении продукт содержит низкоразмерные двумерные (2D) складчатые структуры оксигидроксидов алюминия формулы AlOOH и/или их агломераты и антибиотик в виде комбинированного препарата для раздельного, одновременного или последовательного применения для преодоления устойчивости к антибиотику вышеперечисленных бактерий, где упомянутые структуры имеют величину удельной поверхности от 250 до 320 м2/г, дзета-потенциал в воде при 25 °С не менее +30 мВ и проявляют свойства слабого основания.

Потенцирование действия антибиотиков низкоразмерными двумерными (2D) складчатыми структурами оксигидроксида алюминия (ALOOH) и/или их агломератами (далее – низкоразмерные складчатые структуры AlOOH) происходит за счет изменения чувствительности бактерий к антибиотикам. Изменение чувствительности может быть обусловлено несколькими факторами, за счёт присущих упомянутым низкоразмерным складчатым структурам AlOOH таких характеристик как высокая удельная поверхность, более 250 м2/г; положительный заряд поверхности, около +30 мВ; кислотно-основные свойства поверхности низкоразмерных складчатых структур AlOOH, которые представляют собой слабое основание; доступная поверхность, так как они образованы нанолистами со складками и гранями неправильной формы и имеют развитую систему щелевидных пор и характеризуются мезопорами размером от 5 до 40 нм и микропорами размером менее 2 нм и их совокупностью, а именно: за счет изменения мембранного потенциала бактерий в присутствии низкоразмерных складчатых структур AlOOH, связанного с перераспределения ионов вблизи бактериальной мембраны, в том числе изменения кислотности; ингибирования ферментов разрушающих антибиотики за счет адсорбции на поверхности наноструктур; за счет блокирования рецепторов, отвечающих за выработку ферментов, расщепляющих антибиотики, вызванного изменением потенциала бактериальной мембраны в присутствие наноструктур.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 – графики и изображения показывают преодоление устойчивости метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA) к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении низкоразмерных складчатых структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH в концентрации 1 мг/мл в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл);

Фиг. 2 – графики показывают преодоление устойчивости метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA) к ампициллину при применении низкоразмерных складчатых структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с ампициллином (50 мкг/мл);

Фиг. 3 – графики и изображения показывают преодоление устойчивости синегнойной палочки (P. aeruginosa) к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении низкоразмерных складчатых структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл);

Фиг. 4 – графики показывают преодоление устойчивости синегнойной палочки (P. aeruginosa) к ампициллину при применении низкоразмерных складчатых структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с ампициллином (50 мкг/мл).

Фиг. 5 – графики и изображения показывают преодоление устойчивости кишечной палочки (E. coli) к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении низкоразмерных складчатых структур AlOOH:а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл)

Фиг. 6 – графики показывает преодоление устойчивости кишечной палочки (P. aeruginosa) к ампициллину при применении нзкоразмерных складчатых структур AlOOH а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с ампициллином (50 мкг/мл).

Фиг.7 – (сравнительный пример) показывает преодоление устойчивости метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA) к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении наноструктур AlOOH (ГТС) – полученных гидротермальным синтезом по примеру 7 с низкой удельной поверхностью: отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH (ГТС) в концентрации 1 мг/мл (зеленая кривая); б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл (фиолетовая кривая); в – слабая противомикробная активность при применении AlOOH (ГТС) с концентрацией 1 мг/мл в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл) – синяя кривая.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для подтверждения технического результата в экспериментах in vitro были использованы низкоразмерные двумерные (2D) складчатые структуры оксигидроксида алюминия (ALOOH) с высокой удельной поверхностью 312 м2/г и дзета потенциалом +36 мВ. Далее в примерах 1-6 используется их сокращенное название: «структуры AlOOH».

Для получения структур AlOOH с высокой удельной поверхностью 312 м2/г и дзета потенциалом +36 мВ использовали полученные электрическим взрывом проволоки наноразмерные частицы алюмонитридной композиции Al/AlN, содержащей 70 мас. % AlN. В дистиллированную воду объемом 500 мл, помещали 5 г наноразмерных частиц Al/AlN. Полученную суспензию обрабатывали в ультразвуковой ванне в течение 5 минут, нагревали до 60 °С и выдерживали 30 минут. Далее, продукты реакции отфильтровывали с помощью вакуумного насоса и сушили при 120 °С в течение 2 часов. Получали складчатые структуры AlOOH, образованные нанолистами один размер, которых составляет от 200 до 500 нм, и второй (толщина) от 2 до 10 нм. Структуры AlOOH имеют щелевидные поры, образованные микропорами размером менее 2 нм и мезопорами со средним размером 14,8 нм.

Пример 1. Преодоление устойчивости к бензилпенициллину метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA)

Бактериальный рост оценивали в 96-луночных микропланшетах (объем лунки 300 мкл) по изменению оптической плотности бактериальной суспензии при λ=620 нм. В качестве положительного контроля брали культуру без антибактериальных агентов. Оптическую плотность определяли при помощи планшетного спектрофотометра Thermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США). Культуры микроорганизмов в концентрации 105 КОЕ/мл помещали в жидкую питательную среду, содержащую структуры AlOOH в концентрации 1 мг/мл, при которой ингибирующий эффект (эффект подавления роста клеток) отсутствует. После инкубирования в микропланшетах при 37 °С в течение различных промежутков времени (0, 1, 2, 3 ч) в лунки добавляли антибиотик в определенной концентрации, при которой ингибирующий эффект также отсутствует. Параллельно проводили контрольные исследования с бактериальными культурами, находящимися в контакте со структурами AlOOH и антибиотиками по отдельности. Кинетику роста бактерий в лунках оценивали по изменению оптической плотности среды относительно контроля. Количество живых бактерий определяли путем посева культур на плотный питательный агар в чашки Петри после инкубирования при 37 °С в течение 24 часов.

На фиг. 1 приведены кинетические кривые роста бактериальных культур в жидкой питательной среде, оцененные по изменению оптической плотности суспензии в течение 24 ч инкубации и соответствующие им изображения чашек Петри с посевом суспензии после 24 ч экспозиции на плотную питательную среду, показывающие преодоление устойчивости метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA) к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл).

Пример 2. Преодоление устойчивости к ампициллину метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA)

Бактериальный рост оценивали в 96-луночных микропланшетах (объем лунки 300 мкл) по изменению оптической плотности бактериальной суспензии при λ=620 нм. В качестве положительного контроля брали культуру без антибактериальных агентов. Оптическую плотность определяли при помощи планшетного спектрофотометра Thermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США). Культуры микроорганизмов в концентрации 105 КОЕ/мл помещали в жидкую питательную среду, содержащую структуры AlOOH в концентрации 1 мг/мл, при которой ингибирующий эффект (эффект подавления роста клеток) отсутствует. После инкубирования в микропланшетах при 37 °С в течение различных промежутков времени (0, 1, 2, 3 ч) в лунки добавляли антибиотик в определенной концентрации, при которой ингибирующий эффект также отсутствует. Параллельно проводили контрольные исследования с бактериальными культурами, находящимися в контакте со структурами AlOOH и антибиотиками по отдельности. Кинетику роста бактерий в лунках оценивали по изменению оптической плотности среды относительно контроля. Количество живых бактерий определяли путем посева культур на плотный питательный агар в чашки Петри после инкубирования при 37 °С в течение 24 часов.

На Фиг. 2 приведены кинетические кривые роста бактериальных культур в жидкой питательной среде, оцененные по изменению оптической плотности суспензии в течение 24 ч инкубации, показывающие преодоление устойчивости метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA) к ампициллину при применении структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только со структурами AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с ампициллином (50 мкг/мл).

Пример 3. Преодоление устойчивости к бензилпенициллину синегнойной палочки (P. aeruginosa).

Бактериальный рост оценивали в 96-луночных микропланшетах (объем лунки 300 мкл) по изменению оптической плотности бактериальной суспензии при λ=620 нм. В качестве положительного контроля брали культуру без антибактериальных агентов. Оптическую плотность определяли при помощи планшетного спектрофотометра Thermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США). Культуры микроорганизмов в концентрации 105 КОЕ/мл помещали в жидкую питательную среду, содержащую структуры AlOOH в концентрации 1 мг/мл, при которой ингибирующий эффект (эффект подавления роста клеток) отсутствует. После инкубирования в микропланшетах при 37 °С в течение различных промежутков времени (0, 1, 2, 3 ч) в лунки добавляли антибиотик в определенной концентрации, при которой ингибирующий эффект также отсутствует. Параллельно проводили контрольные исследования с бактериальными культурами, находящимися в контакте со структурами AlOOH и антибиотиками по отдельности. Кинетику роста бактерий в лунках оценивали по изменению оптической плотности среды относительно контроля. Количество живых бактерий определяли путем посева культур на плотный питательный агар в чашки Петри после инкубирования при 37 °С в течение 24 часов.

На фиг. 3 приведены кинетические кривые роста бактериальных культур в жидкой питательной среде, оцененные по изменению оптической плотности суспензии в течение 24 ч инкубации и соответствующие им изображения чашек Петри с посевом суспензии после 24 ч экспозиции на плотную питательную среду, показывающие преодоление устойчивости синегнойной палочки (P. aeruginosa) к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении структур AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл).

Пример 4. Преодоление устойчивости к ампициллину синегнойной палочки (P. aeruginosa).

Бактериальный рост оценивали в 96-луночных микропланшетах (объем лунки 300 мкл) по изменению оптической плотности бактериальной суспензии при λ=620 нм. В качестве положительного контроля брали культуру без антибактериальных агентов. Оптическую плотность определяли при помощи планшетного спектрофотометра Thermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США). Культуры микроорганизмов в концентрации 105 КОЕ/мл помещали в жидкую питательную среду, содержащую структуры AlOOH в концентрации 1 мг/мл, при которой ингибирующий эффект (эффект подавления роста клеток) отсутствует. После инкубирования в микропланшетах при 37 °С в течение различных промежутков времени (0, 1, 2, 3 ч) в лунки добавляли антибиотик в определенной концентрации, при которой ингибирующий эффект также отсутствует. Параллельно проводили контрольные исследования с бактериальными культурами, находящимися в контакте со структурами AlOOH и антибиотиками по отдельности. Кинетику роста бактерий в лунках оценивали по изменению оптической плотности среды относительно контроля. Количество живых бактерий определяли путем посева культур на плотный питательный агар в чашки Петри после инкубирования при 37 С в течение 24 часов.

На фиг. 4 приведены кинетические кривые роста бактериальных культур в жидкой питательной среде, оцененные по изменению оптической плотности суспензии в течение 24 ч инкубации, показывающие преодоление устойчивости синегнойной палочки (P. aeruginosa) к ампициллину при применении структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с ампициллином (50 мкг/мл).

Пример 5. Преодоление устойчивости к бензилпенициллину кишечной палочки (E. coli).

Бактериальный рост оценивали в 96-луночных микропланшетах (объем лунки 300 мкл) по изменению оптической плотности бактериальной суспензии при λ=620 нм. В качестве положительного контроля брали культуру без антибактериальных агентов. Оптическую плотность определяли при помощи планшетного спектрофотометра Thermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США). Культуры микроорганизмов в концентрации 105 КОЕ/мл помещали в жидкую питательную среду, содержащую структуры AlOOH в концентрации 1 мг/мл, при которой ингибирующий эффект (эффект подавления роста клеток) отсутствует. После инкубирования в микропланшетах при 37 °С в течение различных промежутков времени (0, 1, 2, 3 ч) в лунки добавляли антибиотик в определенной концентрации, при которой ингибирующий эффект также отсутствует. Параллельно проводили контрольные исследования с бактериальными культурами, находящимися в контакте с наноструктурами и антибиотиками по отдельности. Кинетику роста бактерий в лунках оценивали по изменению оптической плотности среды относительно контроля. Количество живых бактерий определяли путем посева культур на плотный питательный агар в чашки Петри после инкубирования при 37 С в течение 24 часов.

На фиг. 5 приведены кинетические кривые роста бактериальных культур в жидкой питательной среде, оцененные по изменению оптической плотности суспензии в течение 24 ч инкубации и соответствующие им изображения чашек Петри с посевом суспензии после 24 ч экспозиции на плотную питательную среду, показывающие преодоление устойчивости кишечной палочки (E. coli) к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл; в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл).

Пример 6. Преодоление устойчивости к ампициллину кишечной палочки (E. coli)

Бактериальный рост оценивали в 96-луночных микропланшетах (объем лунки 300 мкл) по изменению оптической плотности бактериальной суспензии при λ=620 нм. В качестве положительного контроля брали культуру без антибактериальных агентов. Оптическую плотность определяли при помощи планшетного спектрофотометра Thermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США). Культуры микроорганизмов в концентрации 105 КОЕ/мл помещали в жидкую питательную среду, содержащую структуры AlOOH в концентрации 1 мг/мл, при которой ингибирующий эффект (эффект подавления роста клеток) отсутствует. После инкубирования в микропланшетах при 37 °С в течение различных промежутков времени (0, 1, 2, 3 ч) в лунки добавляли антибиотик в определенной концентрации, при которой ингибирующий эффект также отсутствует. Параллельно проводили контрольные исследования с бактериальными культурами, находящимися в контакте с наноструктурами и антибиотиками по отдельности. Кинетику роста бактерий в лунках оценивали по изменению оптической плотности среды относительно контроля. Количество живых бактерий определяли путем посева культур на плотный питательный агар в чашки Петри после инкубирования при 37 С в течение 24 часов.

На Фиг. 6 приведены кинетические кривые роста бактериальных культур в жидкой питательной среде, оцененные по изменению оптической плотности суспензии в течение 24 ч инкубации, показывающие преодоление устойчивости кишечной палочки (P. aeruginosa) к ампициллину при применении структур AlOOH: а – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только со структурами AlOOH в концентрации 1 мг/мл; б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл;в – выраженная противомикробная активность при применении AlOOH (1 мг/мл) в комбинации с ампициллином (50 мкг/мл).

Пример 7. Сравнительный пример.

Для подтверждения отсутствия технического результата в экспериментах in vitro были использованы двумерные (2D) структуры оксигидроксида алюминия (ALOOH) с низкой удельной поверхностью 120 м2/г и дзета-потенциалом в воде при 25 °С равным +34 мВ (далее – структуры AlOOH (ГТС)).

Структуры синтезировали в гидротермальных условиях (ГТС) при 200 °С, в течение 6 часов: в дистиллированную воду объемом 500 мл, помещали 5 г нанопорошка, композиции Al/AlN, содержащего 70 мас. % AlN. Суспензию обрабатывали в ультразвуковой ванне в течение 5 минут и переливали в автоклав гидротермального синтеза с тефлоновой вставкой. Автоклав плотно закрывали, нагревали до 200 °С и выдерживали в течение 6 часов. Далее, после остывания автоклава до комнатной температуры, продукты реакции отфильтровывали с помощью вакуумного насоса и сушили при 120 °С в течение 2 часов.

Бактериальный рост оценивали в 96-луночных микропланшетах (объем лунки 300 мкл) по изменению оптической плотности бактериальной суспензии при λ=620 нм. В качестве положительного контроля брали культуру без антибактериальных агентов. Оптическую плотность определяли при помощи планшетного спектрофотометра Thermo Scientific Multiskan FC (Thermo Fisher Scientific, США). Культуры микроорганизмов в концентрации 105 КОЕ/мл помещали в жидкую питательную среду, содержащую структуры AlOOH (ГТС) в концентрации 1 мг/мл, при которой ингибирующий эффект (эффект подавления роста клеток) отсутствует. После инкубирования в микропланшетах при 37 °С в течение различных промежутков времени (0, 1, 2, 3 ч) в лунки добавляли антибиотик в определенной концентрации, при которой ингибирующий эффект также отсутствует. Параллельно проводили контрольные исследования с бактериальными культурами, находящимися в контакте со структурами AlOOH (ГТС) и антибиотиками по отдельности. Кинетику роста бактерий в лунках оценивали по изменению оптической плотности среды относительно контроля. Количество живых бактерий определяли путем посева культур на плотный питательный агар в чашки Петри после инкубирования при 37 С в течение 24 часов.

Выводы: показано, что синтезированные в гидротермальных условиях при 200 °С, в течение 6 часов двумерные структуры оксигидроксида алюминия формулы AlOOH (ГТС) с величиной удельной поверхности 120 м2/г и дзета-потенциалом в воде при 25 °С равным +34 мВ оказывают менее выраженное действие на бактерии, вызывающее преодоление их устойчивости к антибиотикам.

На фиг. 7 приведены кинетические кривые роста бактериальных культур в жидкой питательной среде, оцененные по изменению оптической плотности суспензии в течение 24 ч инкубации, показывающие преодоление устойчивости MRSA к бензилпенициллину (пенициллину G) при применении наноструктур AlOOH с низкой удельной поверхностью, полученных окислением нанопорошка алюмонитридной композиции (Al/AlN) в гидротермальных условиях при 200 °С, в течение 6 часов (ГТС): отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только со структурами AlOOH (ГТС) в концентрации 1 мг/мл (зеленая кривая); б – отсутствие ингибирующего эффекта при инкубировании только с пенициллином G в концентрации 50 мкг/мл (фиолетовая кривая); в – слабая противомикробная активность при применении структур AlOOH (ГТС) с концентрацией 1 мг/мл в комбинации с пенициллином G (50 мкг/мл) – синяя кривая.

Пример 8. Исследование в экспериментах in vivo преодоления устойчивости бактерий с использованием низкоразмерных двумерных (2D) складчатых структур оксигидроксида алюминия (ALOOH) с высокой удельной поверхностью, использованных в экспериментах in vitro (далее – структуры AlOOH).

В качестве экспериментальных животных использованы самцы белых крыс породы “Vistar” весом от 209 до 380 г. При этом животные были разделены на 2 группы по 5 самцов в группе.

Первая группа: лечение одной раны проводилось со структурами AlOOH, другая рана не подвергалась лечению.

Вторая группа: лечение ран проводилось внутримышечным введением пенициллина, при этом одна из ран также обрабатывалась структурами AlOOH.

В асептических условиях после двукратной обработки зоны вмешательства 70% спиртом, на предварительно депилированной коже подлопаточной области животных, формировали круглое сквозное отверстие диаметром 1,0 см. В качестве обезболивания использовался раствор кетамина путем внутримышечного его введения из расчета 0,3 мг на 1 кг веса. После наступления наркотического сна, крысу укладывали на бок и формировали модельные раны: контрольная (левая) и опытная (правая).

Далее дно и края ран инфицировали 24-часовой взвесью клинического штамма MRSA - суспензия бактерий в физиологическом растворе хлорида натрия приготовленная по оптическому стандарту мутности МакФарланда с концентрацией бактерий 1×109 КОЕ/мл. Процедуру инфицирования ран проводили путем однократного их орошения 1,0 мл приготовленной суспензии бактерии с обязательным глухим хирургическим сшиванием краев, который создавал и обеспечивал благоприятные условия для успешного их инфицирования.

Далее на 3 сутки после инфицирования и сшивания краев ран проводили удаление шовных материалов и приступали к лечению.

При этом инфицированные MRSA контрольные раны не подвергали местному лечению, а опытные раны лечили с применением образцов структур AlOOH. У первой группы экспериментальных животных местное лечение ран проводили без применения антибиотиков. У третьей группы местное лечение дополняли системным ежедневным внутримышечным введением раствора пенициллина в течении 7 суток (10 мг/кг 1 раз в сутки). При этом к лечению ран приступали на 3 сутки от начала исследования и инфицирования ран.

Местное лечение опытных ран 1 группы экспериментальных животных проводили путем равномерного нанесения на ее поверхность микроложки (~2 мг) структур AlOOH по схеме: 1-4 сутки ежедневно, далее через день. При этом контрольные раны не подвергали местному лечению. Местное лечение опытных ран 2–й группы животных проводили также с равномерным нанесением на ее поверхность микроложки (~2 мг) наноструктур AlOOH по схеме: 1-4 сутки ежедневно и далее через день с внутримышечным введением раствора пенициллина из расчета 10 мг/кг веса 1 раз в сутки. При этом контрольные раны этих групп также не подвергали местному лечению и использовались для сравнения динамики заживления пенициллином. В процессе проведения исследования изучали общее состояния животных, проводили микробиологическое исследование поверхности ран, оценивали состояния и течения регенераторных процессов.

Особенности течения раневого процесса и динамику регенераторных изменений оценивали по таким показателям как: наличие и характер воспалительной реакции, состояние краев и дна раны, сроки очищение ран от гнойного экссудата и некротических тканей, начала появление и характер грануляций, сроки начала эпителизации и закрытие ран (ЗР в %). Показатель ЗР рассчитывали по формуле:

,

где A0 – исходный размер раны на 0 сутки, At – текущий размер раны.

Результаты проведенных исследований по данным анализа показателей общего состояние животных свидетельствуют, о том, что у большинства из них (70%) первые 2-3 суток при удовлетворительном общем состоянии отмечали некоторое снижение двигательной активности, что являлось ответной реакцией на нанесенные им травмы, а также результатом успешного инфицирования ран с занесением в организм инфекционного агента и развитием гнойно–воспалительного процесса. Дальнейшее наблюдение за динамикой этих показателей свидетельствуют о постепенном восстановлении исходной двигательной активности спустя 2-3 суток от начала эксперимента. Подтверждением такой положительной динамики явилась и тенденция увеличения веса животных на 10-15 % от исходных данных, начиная с 5 суток и до конца исследования. Данный факт был обусловлен купированием воспроизведенного гнойно-воспалительного процесса местным применением наноструктур, снижением степени интоксикации организма, очищением ран от гнойного экссудата и некротических масс, дополнительным характером обезболивающего их влияния на раневой процесс. Такая положительная динамика течения была лучше отмечена у экспериментальных животных 2 группы, когда местное лечение комбинировалась внутримышечным применением пенициллина.

Результаты анализа и оценки показателей течения раневого процесса согласовываются с данными, полученными при изучении общего состояния животных. С момента снятия швов и раскрытия ран у всех исследуемых животных в сроки до 3-х суток были отмечены наличие серо грязного налета на их дне, отек и гиперемия окружающих тканей, местной гипертермии, определяемого методом пальпации, различными очертаниями краев и конфигурации ран с размерами от 0,9 до 1,0 см. Индекс ЗР на 3 сутки от начала лечения структурами AlOOH составил 80 %, без лечения – 10 %. При комбинированном лечении структурами AlOOH и пенициллином индекс ЗР составил 47%, при этом индекс ЗР раны, подвергавшейся лечению только пенициллином, составил 24%. Данные приведены в таблице 1.

Динамика указанных показателей на 5 сутки наблюдения после роспуска швов свидетельствуют о развитии следующих местных изменений: во всех контрольных ранах обнаружены появления свободного гнойного экссудата, увеличение отека и гиперемии вокруг ран с сохранением серо-грязного налета на их дне, расширением границ ран от 1,1 до 1,2 см и с изменением их очертания ближе к округлой.

В то же время на опытных ранах в указанные сроки были отмечены следующие изменения: в группе, где местное лечение ран проводилось с применением наноструктур AlOOH (1 группа) такие симптомы как отек, гиперемия, припухлость, наличие местной гипертермии и свободного гнойного экссудата отсутствовали.

При этом края и дно ран были представлены чистыми ровными с круглыми очертаниями, размеры которых в среднем составили 1,0×0,7 см. Раневая поверхность была покрыта тонким серо-белым корковым пластом, которая легко удалялась при проведении антисептической обработки и нанесения новой порции образца.

В группе животных, где лечение опытных ран проводились с местным применением структур AlOOH в комбинации с системным внутримышечным введением пенициллина (2 группа) уже на 2-3 сутки такие показатели как гиперемия, отечность, припухлость и местная гипертермия окружающих рану тканей отмечены не были. Как и у первой группы животных, рана покрывалась тонкой серо-белесоватой коркой со следами соответствующего образца, после удаления которой было обнаружено чистое дно и ровные очертания краев, с отсутствием гнойного экссудата и налета. При этом на 5 сутки наблюдения средний размер ран составлял 0,7 см. Были отмечены признаки начальной регенерации эпителиального покрова, преимущественно по направлению из периферии к центру.

Динамика последующих изменений в течении раневого процесса контрольных и опытных ран у всех групп экспериментальных животных показали следующее: начиная с 6 суток от начала лечения у всех из них отмечалась тенденция к сокращению размеров ран уже за счет превалирования репаративно-регенераторных процессов (покрытие дна ран грануляционными тканями с формированием эпителиального покрова). Так из 5 животных первой группы к 8 суткам только у одного было отмечено полное закрытие опытной раны, а у остальных их размер оставался приблизительно 2 мм. В то же время размер контрольных ран, без лечения наноструктурами AlOOH составлял 6,5 мм/ Индекс ЗР при лечении наноструктурами AlOOH составил 32 %, без лечения – 44 %. Данные приведены в таблице 1.

Динамика течение регенераторного процесса ран животных второй группы проходила следующим образом: на 8 сутки наблюдения у 3-х испытуемых животных опытные раны эпителизировались полностью, в то время аналогичный результат был отмечен только в одной контрольной ране. Индексе ЗР при лечении структурами AlOOH и пенициллином составил 99.1 %, при лечении только пенициллином индекс ЗР составил 62%. При этом у животных данной группы к указанному сроку все раны покрывались корками серо–белесоватого цвета, на контрольных - коричневой. После удалении корок, у всех ран было отмечено чистое дно, ровные круглые очертания краев, а в подгруппе эпителизированных ран, где были применены структуры AlOOH отмечалось формирование нежного рубца.

Динамика микробиологических исследований по изучению качественного и количественного состава бактерий на поверхности ран, подвергавшихся лечению наноструктурами AlOOH, показали, что к 8 суткам у 2-й группы степень бактериальной обсемененности составила 1,6×102. В тоже время у животных 1-й группы на контрольных и опытных ранах в указанные сроки загрязненность бактериями сохранялась и в количественном выражении она составила от 1×102 до 7×103 на опытных и 9×102 до 1.1×104 на контрольных ранах. Такая существенная разница в количественном выражении бактерий метициллин резистентного золотистого стафилококка на поверхностях ран между экспериментальными группами животных при одинаковом подходе их местного лечения заключается в том, что для животных 2 группы она комбинировалась с внутримышечным введением пенициллина.

Таким образом, при лечении ран лабораторных животных (крысы), инфицированных метициллин-резистентным золотистым стафилококком (MRSA), микро-мезопористыми наноструктурами AlOOH в комбинации с пенициллином (внутримышечное введением раствора пенициллина дозой 10 мг/кг 1 раз в сутки), ранозаживление происходит быстрее, чем при лечении наноструктурами и пенициллином по отдельности. На 8 сутки лечения индексе заживления раны (ЗР) при лечении наноструктурами AlOOH и пенициллином составил 99 %, при лечении только пенициллином индекс ЗР составил 62%, при лечении только наноструктурами ЗР составил 80%. Быстрое заживление обусловлено подавлением жизнеспособности патогенной микрофлоры за счет изменения чувствительности MRSA к пенициллину в присутствие наноструктур AlOOH. Данные потенцирующего действия приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Сутки лечения после роспуска швов Показатель закрытия раны, %
1 группа 2 группа
левая рана (без лечения) правая рана (лечение структурами AlOOH) левая рана (лечение внутримышечными инъекциями пенициллина) правая рана (комбинированное лечение пенициллином и структурами AlOOH)
3 10 32 24 47
5 25 64 45 78
8 44 80 62 99

1. Применение низкоразмерных двумерных (2D) складчатых структур оксигидроксида алюминия формулы AlOOH и/или их агломератов, имеющих величину удельной поверхности не менее 250 м2/г и дзета-потенциал, измеренный в воде при 25°С, не менее +30 мВ в качестве средства преодоления устойчивости бактерий к антибиотикам за счёт повышения чувствительности резистентных штаммов бактерий к антибиотикам.

2. Применение по п.1, отличающееся тем, что упомянутые низкоразмерные складчатые структуры AlOOH и/или их агломераты предпочтительно имеют удельную поверхность в диапазоне от 250 до 320 м2/г и дзета-потенциал, измеренный в воде при 25°С, в диапазоне от +30 до + 42 мВ.

3. Применение по п.1, отличающееся тем, что упомянутые низкоразмерные складчатые структуры AlOOH и/или их агломераты образованны нанолистами со складками и гранями неправильной формы и имеют микропоры размером менее 2 нм и мезопоры размером от 5 до 40 нм.

4. Применение по п. 3, отличающееся тем, что один размер нанолистов составляет от 200 до 500 нм, а второй (толщина) от 2 до 10 нм.

5. Способ преодоления устойчивости к по меньшей мере одному антибиотику в отношении как грамположительной, так и грамотрицательной бактерии, включающий приведение указанной бактерии в контакт с низкоразмерными двумерными (2D) складчатыми структурами оксигидроксидов алюминия формулы AlOOH и/или их агломератами вместе с антибиотиком, при этом упомянутые структуры имеют величину удельной поверхности не менее 250 м2/г, дзета-потенциал, измеренный в воде при 25°С, не менее +30 мВ и проявляют свойства слабого основания.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что бактерия представляет собой грамотрицательную и выбрана из родов Pseudomonas и Escherichia предпочтительно, где бактерия представляет собой одну из Pseudomonas aeruginosa, E.coli, которые устойчивы к одному или более антибиотикам, выбранным из пенициллина, метициллина, нитроцефина, грамицидина, гентамицина, цефтриаксона, цефтазидима, ампициллина, или представляет собой клинический штамм или клинический изолят.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что бактерия представляет собой грамположительную, выбрана из рода S. aureus и представляет собой клинический штамм или клинический изолят MRSA, которые устойчивы к одному или более антибиотикам, выбранным из группы, включающей пенициллин, метициллин, нитроцефин, грамицидин, ванкомицин, сультасин и ампициллин.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что антибиотик выбран из группы, включающей β-лактамы, аминогликозиды, катионные полипептиды, тетрациклины, полипептидные антибиотики и хинолоны, предпочтительно β-лактамы включают пенициллин, метициллин, ампициллин, нитроцефин, цефтриаксон, цефтазидим, катионные полипептиды (грамицидин) и аминогликозиды гентамицина, а также комбинированный препарат сультасин.

9. Способ лечения у субъекта инфицированной раны, позволяющий преодолеть устойчивость к антибиотикам, отличающийся тем, что включает или обработку раны субъекта эффективным количеством антибиотика, или внутримышечное введение субъекту эффективного количества антибиотика вместе как в комбинации, так и раздельно с эффективным количеством низкоразмерных двумерных (2D) складчатых структур оксигидроксида алюминия AlOOH и/или их агломератов, имеющих величину удельной поверхности не менее 250 м2/г, дзета-потенциал, измеренный в воде при 25°С, не менее +30 В.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что для обработки раны субъекта используют терапевтически активное количество антибиотика в комбинации с не менее 2 мг упомянутых низкоразмерных складчатых структур AlOOH на 1 см2 раневой поверхности.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что для обработки раны субъекта раздельно сначала используют терапевтически активное количество антибиотика, а затем не менее 2 мг упомянутых низкоразмерных складчатых структур AlOOH на 1 см2 раневой поверхности.

12. Продукт, содержащий низкоразмерные двумерные (2D) складчатые структуры оксигидроксидов алюминия формулы AlOOH и/или их агломераты и антибиотик в виде комбинированного препарата для раздельного, одновременного или последовательного применения для преодоления устойчивости к антибиотику у грамположительной и грамотрицательной бактерии, где упомянутые структуры имеют величину удельной поверхности от 250 до 320 м2/г, дзета-потенциал, измеренный в воде при 25°С, не менее +30 мВ и проявляют свойства слабого основания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, в частности к фармацевтической композиции для лечения бактериальных инфекций. Фармацевтическая композиция содержит эртапенем и соединение формулы I.

Изобретение относится к 2-замещенным 5-гидроксипирано[2,3-d][1,3]оксазин-4,7-дионам, которые могут быть использованы в медицинской промышленности, общей формулы I (I), где R = фенил, 4-метилфенил, 4-бромфенил, 4-нитрофенил, 4-метоксифенил, 3-метоксифенил, стирил, фуран-2-ил.

Изобретение относится к биотехнологии и медицине, а именно к способу лечения и/или предупреждения кожных инфекций, ассоциированных с IL-4R-связанными заболеваниями. Способ лечения или предупреждения тяжести кожной инфекции, выбранной из группы, состоящей из импетиго, целлюлита, инфекционного дерматита, герпетической экземы, фолликулита, инфицированного волдыря, микоза, отрубевидного лишая, инфекции, вызываемой Staphylococcus aureus, и инфекции, вызываемой Streptococcus, предусматривает введение нуждающемуся в этом субъекту фармацевтической композиции, содержащей терапевтически эффективное количество антагониста IL-4R, где у субъекта атопический дерматит.

Изобретение относится к ветеринарной медицине, в частности к комплексным пробиотическим препаратам для профилактики и лечения заболеваний бактериальной этиологии в птицеводстве.

Изобретение относится к медицине, в частности к способу увеличения антибактериальной активности бензилпенициллина натриевой соли без изменения токсичности. Заявленный способ заключается в воздействии импульсного магнитного поля высокой напряженности на порошкообразный антибиотик переменным импульсным электромагнитным полем высокой напряженности.

Группа изобретений относится к медицине. Предложено применение штамма Lactobacillus paracasei CNCM I-3689 для восстановления численности Bacteroidetes у субъекта с дисбактериозом, вызванным или являющимся следствием лечения антибиотиками, применение его для ускорения снижения Enterococcus faecalis в микрофлоре кишечника у субъекта с дисбактериозом, вызванным или являющимся следствием лечения антибиотиками указанного субъекта, и для предотвращения транслокации E.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к композиции для приготовления биологически активного средства обработки среды обитания человека.

Изобретение относится к пригодным в медицине фосфониевым солям на основе салициловой и ацетилсалициловой кислот и способу их получения. Предложены производные формулы где при R=Ac, n=4, 5, 6, 9, 10; и при R=Н, n=4, 5, 9.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к получению антибактериальных рекомбинантных белков, и может быть использовано в медицине в качестве антибактериальной композиции, проявляющей активность в отношении грамотрицательных бактерий Pseudomonas aeruginosa.

Изобретение относится пептиду и может быть использовано в медицине и ветеринарии. Предложен биологически активный пептид ChMAP-28, который имеет аминокислотную последовательность SEQ ID NO 1.

Изобретение относится к ветеринарной медицине, в частности к комплексным пробиотическим препаратам для профилактики и лечения заболеваний бактериальной этиологии в птицеводстве.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для лечения костного дефекта в эксперименте. Для этого на костный дефект накладывают резорбируемую синтетическую мембрану, выполненную в виде пленки.
Изобретение относится к медицине, а именно к гинекологии и физиотерапии, и может быть использовано для лечения хронического сальпингоофорита. Для этого осуществляют санацию очагов инфекции и используют ферментный препарат.

Изобретение относится к медицине, а именно к ветеринарии, и может быть использовано для лечения уролитиаза у плотоядных. Для этого внутримышечно вводят спазмолитический препарат - папаверин в дозе 0,1 мл на кг массы тела в течение 2-3 дней.

Изобретение относится к применению вещества, связывающего токсин, содержащего 12 членные кольцевые системы, в качестве кормовой добавки для животных. Вещество, связывающее токсин, содержит H+ форму бета-цеолита (HBZ), при этом HBZ имеет размер пор от примерно 1 до 15 Å.

Описана жидкая фармацевтическая композиция, используемая в качестве средства для очищения толстого кишечника, которая является физически и химически стабильной. Композиция содержит пикосульфат натрия, оксид магния, лимонную кислоту, яблочную кислоту и очищенную воду в массовом соотношении соответственно: (от 0,003 до 0,009) : (от 1 до 3) : (от 3,5 до 10,5) : (от 0,01 до 13) : 75, и подщелачивающий агент в количестве, необходимом для регулирования рН фармацевтической жидкой композиции в диапазоне от 4,1 до 5,4.

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для лечения аденориносинуситов у пациентов. Для этого проводят аспирационное промывание околоносовых пазух с помощью электрического отсасывателя.
Изобретение относится к медицине, в частности к стоматологии, и может быть использовано для профилактики атрофии альвеолярной кости и слизистой оболочки протезного ложа после удаления зуба.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для улучшения трофических процессов десны и увеличения сроков ремиссии у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом средней степени.
Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой способ получения системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки опухоли, включающий смешение в присутствии воды модифицированных полимером наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, с органическим соединением, химически связывающимся с наночастицами и обеспечивающим селективное проникновение наночастиц внутрь клеток опухоли, и водным раствором противоопухолевого препарата с последующим отделением полученных модифицированных наночастиц центрифугированием, отличающийся тем, что в качестве модифицированных полимером наночастиц используют наночастицы, полученные путем нагрева до 120°C в атмосфере инертного газа при перемешивании смеси дифенилового эфира, олеиновой кислоты, олеиламина и 1,2-гексадекандиола, введения в смесь пентакарбонила железа, выдерживания полученной смеси с последующим введением раствора, содержащего смесь тригидрата золотохлористоводородной кислоты и олеиламина в дифениловом эфире, предварительно выдержанного в атмосфере инертного газа, повторного нагрева смеси в атмосфере инертного газа от 120°C до 250°-260°C, выдерживания смеси при 250°-260°C в течение 25-30 мин и ее охлаждения до комнатной температуры, проводимыми в атмосфере инертного газа, выдерживания смеси при комнатной температуре в присутствии воздуха, добавления в смесь одноатомного спирта и отделения наночастиц магнетита центрифугированием, с последующей их обработкой раствором полимера, выбранного из группы, включающей триблок-сополимер, состоящий из центрального блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 56 и двух концевых блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 101 каждый, 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N-[карбокси(полиэтиленгликоль) - 2000] и триблок-сополимер, состоящий из центрального блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 30 и двух концевых блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 78 каждый, в органическом растворителе, затем ультразвуком, с последующим удалением растворителя, введением воды, повторной обработкой ультразвуком и отделением модифицированных наночастиц центрифугированием, в качестве противоопухолевого препарата используют доксорубицин, в качестве органического соединения, обеспечивающего селективное проникновение наночастиц внутрь клеток аденокарциномы предстательной железы человека, используют низкомолекулярный лиганд простатического специфического мембранного антигена, причем наночастицы вначале обрабатывают раствором доксорубицина, затем раствором низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена.
Изобретение относится к области хирургии, в частности к кардиохирургии. Представлен способ комбинированной защиты миокарда при операциях на сердце у новорожденных и детей грудного возраста путем этапного введения в коронарное русло кардиоплегических растворов. Непосредственно перед операцией из официальных препаратов изготавливают три кардиоплегических раствора, которые потом вводят в коронарное русло в 3 этапа; при этом на 1 этапе (индукция в кардиоплегию) в корень аорты шприцем вводят раствор до момента асистолии, содержащий: маннит 12 мг/мл, магния сульфат 8 мг/мл, натрия гидрокарбонат 5,6 мг/мл, лидокаин 0,48 мг/мл, калия хлорид 2,8 мг/мл в объеме 10 мл/кг с температурой +4°С; затем на 2 этапе (поддержание индукции кровяной кардиоплегией) вводят раствор, содержащий натрия гидрокарбонат 2,6 мг/мл, калия хлорид 3,52 мг/мл, смешанный с оксигенированной кровью в соотношении 1:4, длительность сеанса 2 минуты с температурой конечного раствора +4°С; на 3 этапе (поддержание кардиоплегии) вводят раствор с содержанием натрия гидрокарбоната 2,5 мг/мл, калия хлорида 2 мг/мл, при этом скорость подачи раствора составляет 5% от основной скорости потока, температура раствора +4°С, длительность сеанса кардиоплегии 1 мин. Соотношение кровь/кристаллоид - 4:1, а сеанс кардиоплегии выполняют каждые 20 мин. Для осуществления способа используют устройство, которое включает теплообменник, оксигенатор и сосуд с кристаллоидным кардиоплегическим раствором, связанные магистралями для подачи в теплообменник, роликовый насос, приборы для регистрации температуры и давления. Технический результат - обеспечение адекватной защиты миокарда при оперативных вмешательствах у новорожденных и детей грудного возраста, нивелирование метаболических и электролитных нарушений при выполнении кардиоплегии. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к потенцированию действия антибиотиков, и может быть использована для лечения ран кожного покрова и мягких тканей, инфицированных множественно-устойчивыми бактериями. Для этого применяют низкоразмерные двумерные складчатые структуры оксигидроксида алюминия формулы AlOOH иили их агломераты, имеющие величину удельной поверхности не менее 250 м2г и дзета-потенциал, измеренный в воде при 25°С, не менее +30 мВ в качестве средства преодоления устойчивости бактерий к антибиотикам. Группа изобретений относится также к способу преодоления устойчивости к антибиотику в отношении как грамположительной, так и грамотрицательной бактерии, способу лечения у субъекта инфицированной раны с использованием указанных структур к комбинации с антибиотиком и продукту, содержащему указанные структуры и антибиотик в виде комбинированного препарата. Группа изобретений обеспечивает возможность использования низкотоксичных антибиотиков и позволяет уменьшить дозу антибиотика при лечении ран, инфицированных множественно-устойчивыми бактериями, за счет повышения чувствительности резистентных штаммов бактерий к антибиотикам. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл., 8 пр.

Наверх