Полимерный материал, включающий один или более различных легирующих элементов, применения и способ получения
Изобретение относится к полимерному материалу, включающему легирующий элемент, способу получения полимерного материала, содержащего легирующий элемент, и текстильному материалу, включающему полимерный материал, и может быть использовано в медицинских и немедицинских вариантах применения. Способ получения полимерного материала включает получение растворенного полимерного материала, получение легирующего элемента, испарение легирующего элемента, введение легирующего элемента в растворенный полимерный материал и экструдирование полимерного материала в электрическом поле. Полимерный материал выбран из группы, включающей сложные полиэфиры, полиамиды. Легирующий элемент включает сплав оксида железа, частично поглощает излучаемое телом человека или позвоночного животного электромагнитное излучение и по меньшей мере частично испускает электромагнитное излучение в инфракрасной области, в особенности в инфракрасной области С. Изобретение способствует улучшению функционального состояния микроциркуляции крови, направлено на поддерживание или восстанавливание физиологических функций органов. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к полимерному материалу, включающему один или более различных легирующих элементов, причем эти различные легирующие элементы или по меньшей мере один из них, по меньшей мере частично, поглощают излучаемое телом человека или животного электромагнитное излучение, и по меньшей мере частично испускают электромагнитное излучение в инфракрасной области, в особенности в инфракрасной области С, а также к текстильному материалу, включающему соответствующий изобретению полимерный материал. Кроме того, изобретение относится к медицинским и немедицинским вариантам применения соответствующего изобретению полимерного материала, и к способу получения соответствующего изобретению полимерного материала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Соответствующие обмену веществ процессы переноса, которые происходят в ткани в результате обмена веществ между кровью и тканевыми клетками, являются условием того, что могут поддерживаться или восстанавливаться физиологические функции органов. Физиологические функции органов опять же составляют предпосылку надлежащей телесной и умственной работоспособности организма человека или животного. При этом важную роль играет микроциркуляция крови, то есть, состояние перфузии в капиллярах, артериолах и венулах, так как там происходят транспортные процессы обмена веществ с тканевыми клетками, то есть, питание ткани, и первые стадии иммунной реакции, (Klopp и др., «Änderung des Funktionszustandes der Mikrozirkulation durch eine adjuvante BioKorrektur-Behandlung bei Patienten mit Diabetes Mellitus Typ II» («Изменение функционального состояния микроциркуляции адъювантным биокоррекционным лечением у пациентов с сахарным диабетом типа II»), Archiv Euromedica, 2014, том 4, № 1, страница 36).
К изменившимся потребностям органов в отношении обмена веществ регулирование кровоснабжения оптимально приспосабливается тогда, когда оно обеспечивает достаточно высокие скорости протока и адекватное в отношении обмена веществ распределение смеси плазмы и кровяных клеток в микроваскулярных сетчатых структурах. При этом центральное место занимает передаваемое эндотелием зависящее от касательного напряжения регулирование тонуса артериол большого и малого диаметра, и связанных с этим вазомоторных активностей. Основными критериями функционального состояния тем самым являются скорости течения, величина расхода потока и состояние распределения смеси плазмы и кровяных клеток в микрососудах, которые определяются явлениями расслоения плазмы и кровяных клеток. Тем самым складываются не только механизмы температурной регуляции, но и прежде всего питание тканей и иммунная защита сообразно потребностям. Проявлением функционального состояния является данное в каждом случае использование кислорода в крови. Тем самым справедливо: если влиять на микроциркуляцию физиологически благоприятно, то это служит для оптимального функционирования на клеточном и тканевом уровне и эффективной аутогенной иммунной защиты.
Помехи или дефицитарные функциональные состояния микроциркуляции нарушают функцию органа и в конечном итоге приводят к органическим повреждениям и повышенной подверженности инфекциям, к ухудшению заживления ран, образованию язв, и т.д. Если уже имеются существующие повреждения, например, такие как при диабетической микроангиопатии или при так называемых периферических нарушениях местного кровоснабжения, то органические повреждения проявляются главным образом сначала на так называемых предрасположенных к повреждению тканей местах. Это касается прежде всего приповерхностных областей тела с малыми радиусами кривизны, например, на пальцах ног, щиколотках, и т.д. Кроме того, следует также помнить о том, что примешиваются по меньшей мере ограничения микроперфузии, когда в системе кости-связки-сустава преждевременно возникают обусловленные нагрузками и перегрузками нарушения, например, такие как усталостные изломы.
Из этого следует, что каждая мера, которая приводит к улучшению функционального состояния микроциркуляции крови, является эффективной в профилактическом и, соответственно, адъювантном отношении.
Пример улучшения функционального состояния микроциркуляции состоит в адъювантной механотерапии под названием «биокоррекция». В серии исследований с плацебо-контролем выяснилось, что механотерапия под названием «биокоррекция» с определенной нагрузкой на беговой дорожке для пациентов с сахарным диабетом (Diabetes mellitus) типа II стимулирует адекватную в отношении обмена веществ микроциркуляцию крови (Klopp и др., там же.), и тем самым является эффективной в плане адъювантного лечения.
Именно на том основании, что некоторые пациенты вследствие своего заболевания и тем самым телесной конституции имеют лишь очень ограниченную способность двигаться, существует потребность в нахождении альтернативной возможности стимулировать микроциркуляцию крови в адекватном обмену веществ режиме.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вышеуказанная задача решается посредством заявленных предметов изобретения. Предпочтительные варианты исполнения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, а также в нижеследующем описании.
Соответственно этому, первый предмет настоящего изобретения относится к полимерному материалу, включающему один или более легирующих элементов, отличающемуся тем, что эти различные легирующие элементы или по меньшей мере один из них, по меньшей мере частично, поглощают излучаемое позвоночным животным, предпочтительно человеком, электромагнитное излучение, и по меньшей мере частично испускают электромагнитное излучение в инфракрасной области.
Второй предмет настоящего изобретения относится к текстильному материалу, включающему соответствующий изобретению полимерный материал.
Третий предмет настоящего изобретения относится к соответствующему изобретению полимерному материалу для применения в качестве адъюванта или профилактического средства в терапевтических процедурах.
Четвертый предмет настоящего изобретения относится к соответствующему изобретению полимерному материалу для применения при профилактическом или адъювантном лечении адекватной обмену веществ микроциркуляции крови у позвоночного животного, предпочтительно человека; при лечении некротических сосудов; для заживления ран, предпочтительно для лечения ран при пролежнях, диабетическом синдроме стопы, варикозной болезни вен, ожогах, и для лечения ран при многих других хронических и подлежащих вторичному заживлению ран; при сахарном диабете, в частности, сахарном диабете I типа и/или сахарном диабете II типа; при онкологических заболеваниях; при связанных с белковыми нарушениями заболеваниях, например, болезни Альцгеймера, или сопровождающихся деменцией заболеваниях; при тромбоцитарных заболеваниях; при эритроцитарных заболеваниях; при иммунологических нарушениях, например, таких как иммунологическая гиперреактивность; при инфекционных заболеваниях, например, раневых инфекциях; при неврологических заболеваниях, в особенности, когда они обусловливаются заболеванием оболочки нервных клеток и/или синапсов.
Пятый предмет настоящего изобретения относится к применению соответствующего изобретению полимерного материала для немедицинских целей, в частности, для повышения работоспособности в спортивных действиях позвоночного животного, предпочтительно человека
Шестой предмет настоящего изобретения относится к способу получения соответствующего изобретению полимерного материала, отличающемуся тем, что способ включает следующие стадии или состоит из них:
а. получения подходящего растворенного полимера,
b. получения подходящего легирующего элемента.
С. испарения полученного в стадии b) легирующего элемента с помощью подходящего способа, и введения испаренного легирующего элемента в уже полученный в стадии а) растворенный полимер, и
d. экструдирования соответствующего изобретению полимерного материала в электрическом поле.
Вышеописанные предметы изобретения могут иметь, насколько это целесообразно с точки зрения специалиста, любую возможную комбинацию предпочтительных соответствующих изобретению вариантов исполнения, которые раскрыты далее и, в частности, также в зависимых пунктах формулы изобретения.
ОПИСАНИЕ ФИГУР
Фиг. 1 показывает схему, включающую данные измерения характеристики среднего расхода QRBC потока красных кровяных клеток в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры для контроля и Verum (испытания).
Фиг. 2 показывает схему, включающую данные измерения характеристики числа nNP узловых точек перфузии кровяных клеток в сети микрососудов для контроля и испытания.
Фиг. 3 показывает схему, включающую данные измерения характеристики ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры для контроля и испытания.
Фиг. 4 показывает столбчатую диаграмму, включающую итоговую разницу в характеристиках ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул ΔPO2 в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры между исходными значениями на 0-ой день и данными измерений на 30-ый день для контроля и испытания.
Фиг. 5A и 5B показывают примеры микроскопического анализа в живом состоянии старого диабетика (подвыборка D), Verum-группы, перед проведением исследования (Фиг. 5А) и после применения соответствующей изобретению стельки на 30-ый день исследования (5В).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение основывается на неожиданно обнаруженном факте, что соответствующий изобретению полимерный материал при контакте с телом позвоночного животного, предпочтительно человека, стимулирует микроциркуляцию крови адекватно обмену веществ, и тем самым улучшает функционирование клеток и тканей, а также иммунную защиту.
Согласно современному уровню знаний предполагается, что соответствующий изобретению полимерный материал, включающий один или многие легирующие элементы, так возбуждается излучением, испускаемым позвоночным животным, предпочтительно человеком, что возникает движение материала легирующего элемента в соответствующем изобретению полимерном материале. Выделяющая при этом кинетическая энергия вызывает так называемую несущую волну соответствующего изобретению полимерного материала.
Одновременно испускаемое позвоночным животным, предпочтительно человеком, излучение так возбуждает соответствующий изобретению полимерный материал, что соответствующим изобретению полимерным материалом, по меньшей мере частично, испускается электромагнитное излучение в инфракрасной области, предпочтительно в инфракрасной области С, более предпочтительно в диапазоне длин волн от 3 мкм до 15 мкм, более предпочтительно в диапазоне от 4 до 12 мкм.
В настоящее время предполагается, что кинетическая энергия, обусловленная несущей волной, так модулирует испускаемое в это время электромагнитное излучение в инфракрасной области, что инфракрасное излучение может глубже проникать в ткань позвоночного животного, предпочтительно человека, и тем самым благоприятно влиять на микроциркуляцию в периферической ткани. При этом частотная и амплитудная модуляция коррелируют таким образом, что несущая волна в диапазоне от более 60 децибел (дБ), предпочтительно от 80 до 13β дБ, более предпочтительно от 86 до 120 дБ, так обусловливает частоту испускаемого соответствующим изобретению полимерным материалом инфракрасного излучения (далее называемого также инфракрасной волной), в особенности С-инфракрасного излучения, что возрастает амплитуда инфракрасной волны. Другими словами, инфракрасная волна ускоряется несущей волной, чтобы соответственно глубже проникать в ткань позвоночного животного, предпочтительно человека.
Ввиду того, что соответствующий изобретению полимерный материал поглощает достаточное количество испускаемого телом позвоночного животного, предпочтительно человека, электромагнитного излучения, и испускаемая соответствующим изобретению полимером инфракрасная волна соответственно глубоко может проникать в ткань позвоночного животного, предпочтительно человека, он должен находиться на надлежащем расстоянии от тела. Соответствующий изобретению полимер размещается предпочтительно на расстоянии от 0 до 5 см от кожи позвоночного животного, предпочтительно человека, более предпочтительно до 3 см, еще более предпочтительно до 2 см, еще более предпочтительно до 1 см. Если в соответствующем изобретению текстильном материале, например, таком как стелька, между телом и соответствующим изобретению полимерным материалом размещается покровный материал, может быть необходимым так пробивать его, например, перфорировать, чтобы испускаемое телом позвоночного животного, предпочтительно человека, излучение могло поглощаться соответствующим изобретению полимерным материалом, и излучаемая соответствующим изобретению материалом инфракрасная волна могла надлежащим образом проникать в тело.
В этом отношении настоящее изобретение значительно отличается от традиционного облучения позвоночного животного, предпочтительно человека, инфракрасными тепловыми лампами, так как это испускаемое инфракрасное излучение может проникать в ткань не столь глубоко.
Благоприятное действие соответствующего изобретению полимерного материала, в частности, соответствующего изобретению текстильного материала, на микроциркуляцию крови в позвоночном животном, предпочтительно человеке, было подтверждено с помощью исследования с плацебо-контролем на соответствующих изобретению стельках, сравнительно с контрольными стельками (сравни далее более подробное описание в примере С исполнения).
В этом исследовании удалось подтвердить, что, с одной стороны, мог быть значительно улучшен расход QRBC потока красных кровяных клеток в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры для соответствующей изобретению стельки (испытания) сравнительно с контрольной стелькой. Это значит, что достигался достаточный перепад давления между артериолами и венулами как предпосылка для потребного расхода потока смеси плазмы и кровяных клеток в микроциркуляции. Благодаря улучшению среднего расхода QRBC потока красных кровяных клеток в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры улучшается диапазон согласования величины QRBC с изменяющимися потребностями в отношении обмена веществ в снабжаемой ткани.
Кроме того, также значительно увеличилось число nNP узловых точек перфузии кровяных клеток в сети микрососудов для соответствующей изобретению стельки (испытания) сравнительно с контрольной стелькой. Это значит, что соответственно достигается обусловленное потребностью распределение смеси плазмы и кровяных клеток в капиллярных сетях. При этом сокращаются пути диффузии при одновременно высоких резервах микроциркуляции для согласования nNP с изменяющимися состояниями активности снабжаемого органа.
Кроме того, в исследовании удалось показать, что значительно улучшилась характеристика ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры для соответствующей изобретению стельки (испытания) сравнительно с контрольной стелькой. Высокая характеристика ΔPO2 истощения кислорода приводит при данном улучшенном расходе QRBC потока к улучшенному притоку веществ для внутриклеточных реакций, таких как кислород, питательные вещества, аминокислоты, белки, фармацевтические препараты, плазматические и клеточные факторы иммунной защиты, и массообмену глюкозы, и т.д., и выводу продуктов метаболизма, таких как СО, СО2.
Вследствие улучшенной согласно изобретению микроциркуляции достигается, с одной стороны, улучшенное снабжение клеток и, соответственно, области ткани, например, кислородом, питательными веществами, аминокислотами, белками и фармацевтическими препаратами, что улучшает функционирование клеток и тем самым органа. Благодаря улучшенному функционированию клеток и органа тело в результате этого также становится более работоспособным, что оказывает положительное влияние как при преодолении болезни и ран, но также при физически требовательных режимах деятельности, в особенности в соответствующих видах спорта.
С другой стороны, улучшением транспорта плазматических и клеточных факторов иммунной защиты может достигаться повышенная иммунная защита. Это является особенно благоприятным при лечении ран, чтобы снизить опасность инфицирования.
Кроме того, опасность инфицирования снижается испускаемым соответствующим изобретению полимерным материалом модулированным инфракрасным излучением, предпочтительно С-инфракрасным излучением, в частности, в диапазоне от 3 до 15 мкм, так как это также оказывает сокращающее количество микроорганизмов действие. Это действие в значительной мере обусловливается тем, что вода согласно ее абсорбционному спектру оказывается непроницаемой для испускаемого модулированного инфракрасного излучения, иначе говоря, оно является близким к абсорбционному спектру воды.
Как уже было описано выше, теперь предполагается, что улучшенная микроциркуляция в результате применения соответствующего изобретению полимерного материала скорее всего обусловливается тем, что соответствующий изобретению полимерный материал так возбуждается испускаемым телом электромагнитным излучением, что вследствие движения материала легирующих элементов в полимерном материале выделяется кинетическая энергия, которая вызывает так называемую несущую волну, и одновременно эта несущая волна влияет на испускаемое соответствующим изобретению полимерным материалом инфракрасное излучение и таким образом модулирует его, что оно может глубже проникать в ткань и в периферические кровяные сосуды, в особенности артериолы, капилляры и венулы, что приводит к оптимизации связывания кислорода гемопротеинами. Гемопротеины, такие как гемоглобин, миоглобин и цитохром, относятся к важнейшим физиологическим железосодержащим соединениям, причем гемопротеины в «ненасыщенном кислородом» состоянии включают комплекс железа(II), так называемые несущие железопорфирин простетические группы, (DGE/÷GE/SGE/SVE, 2000; Elmadfa и Leitzmann, 1990; Yip, 2001).
Под действием испускаемого инфракрасного излучения, предпочтительно С-инфракрасного излучения, комплекс железа(II) в молекулярной конфигурации изменяется так, в особенности «ратягивается», что он находится в сферической форме, которая оказывается более химически активной в отношении окисления с образованием содержащего кислород комплекса железа(III). При этом кислородные мостики между Fe2О3 разрываются или настолько сокращаются, что происходит соответствующее конформационное изменение комплекса железа(II).
Гемопротеин, в особенности гемоглобин, который содержит так называемые «растянутые» комплексы железа(II), может связывать больше кислорода на величину от 4% до 18%, и тем самым доставлять в клетки и в области ткани больше кислорода. Это преимущество в особенности обусловливается характеристикой ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры, а также характеристикой rHb относительного насыщения гемоглобина (сравни пример С исполнения).
Дополнительно предполагается, что белковый комплекс ферритин, который действует в организме в качестве депо железа и, соответственно, как форма транспорта железа(III), стимулируется в этом отношении испускаемым согласно изобретению С-инфракрасным излучением так, чтобы высвобождать больше железа(II). Повышенная концентрация железа(II) приводит к тому, что в гемопротеинах может связываться большее количество железа(II), и обеспечивается возможность интенсификации переноса кислорода в клетки и ткани, и, соответственно, выведения СО2 из тканей.
Первый предмет изобретения соответственно этому относится к полимерному материалу, включающему один или более различных легирующих элементов, отличающемуся тем, что один или более различных легирующих элементов, по меньшей мере частично, поглощают испускаемое позвоночным животным, предпочтительно человеком, электромагнитное излучение, и, по меньшей мере частично, испускают электромагнитное излучение в инфракрасной области.
Электромагнитное излучение в инфракрасной области включает спектральный диапазон между 10-3 м и 7,8×10-7 м (1 мм и 780 нм), что соответствует диапазону частот от 3×1011 Гц до около 4×1014 Гц (от 300 ГГц до 400 ТГц). Сама инфракрасная область дополнительно подразделяется на области ближнего инфракрасного диапазона (NIR), а именно, А-инфракрасного излучения(от 780 нм до 1400 нм), и В-инфракрасного излучения (от 1400 нм до 3000 нм), и среднего (MIR) и дальнего (FIR) инфракрасного диапазона, а именно, С-инфракрасного излучения (MIR: от 3000 нм до 50 мкм, FIR: от 50 мкм до 1 мм). Соответствующий изобретению полимерный материал согласно всем вариантам осуществления изобретения предпочтительно испускает электромагнитное излучение в С-инфракрасной области, предпочтительно в диапазоне от 3 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно в диапазоне от 3 мкм до 20 мкм, альтернативно от 4 мкм до 15 мкм, альтернативно от 5 мкм до 12 мкм.
Согласно изобретению, каждый используемый для текстильного материала полимер может применяться как носитель для соответствующего изобретению полимерного материала первого предмета изобретения. Полимерный материал первого предмета изобретения предпочтительно отличается тем, что полимер выбирается из списка, состоящего из группы сложных полиэфиров, например, полиэтилентерефталата (PET), группы полиамидов, например, поли(пара-фенилентерефталамида) (PPTA) и поли(мета-фениленизофталамида) (PMPI), более предпочтительно из полиэтилентерефталата (PET).
В дополнительном обобщенном или альтернативном предпочтительном варианте исполнения соответствующий изобретению полимерный материал отличается тем, что различные легирующие элементы, или по меньшей мере один из них, включают сплав железа, предпочтительно сплав оксида железа (феррит), более предпочтительно сплав щелочноземельного металла и оксида железа (щелочноземельный металл-феррит), в особенности сплав бария или стронция с ферритом, в особенности предпочтительно сплав SrFe12O19 (SrO(γ-Fe2O3)6).
В отношении настоящего изобретения во всех предметах изобретения патентная защита предпочтительно не распространяется на следующие сплавы: MnFe-фосфорные соединения, предпочтительно MnFe(As,PwGexSiz)s, в частности, в которых x=0,3-0,7, и/или w является меньшим или равным 1-x, и z=1-x-w, и/или FeMn-фосфорные соединения с As,Si-фосфорным замещением, и, по обстоятельствам, в сочетании с La(FeMnP)AlCo; сплав с составом FeMnP0,7Ge0,3; сплав с составом FeMnP0,5Ge0,5; сплав с составом Fe0,86Mn1,14P0,5Si0,35Ge0,15; и/или сплав с MnZn.
Согласно изобретению, легирующие элементы вводятся в полимерный носитель соответствующего изобретению полимерного материала в достаточном количестве, чтобы испускаемая инфракрасная волна оказывала позитивное влияние на микроциркуляцию. Легирующие элементы предпочтительно находятся в весовом отношении к полимеру соответствующего изобретению полимерного материала от 1:9 до 9:1, более предпочтительно от 2:8 до 8:1, более предпочтительно от 3:7 до 7:3, еще более предпочтительно от 4:6 до 6:4, альтернативно 1:1. При этом исходят из того, что 1 л раствора полимера соответствует 1 кг. Соответствующий изобретению полимерный материал предпочтительно включает в весовом отношении меньше легирующего элемента, чем полимера, <1:1, предпочтительно 4:6 весовых частей.
В дополнительном альтернативном или обобщенном предпочтительном варианте исполнения соответствующий изобретению полимерный материал отличается тем, что легирующий элемент или различные легирующие элементы вводятся внутрь полимерного материала, и полимерный материал изолирует легирующие элементы от поверхности полимерного материала. Другими словами, легирующий элемент или легирующие элементы согласно изобретению не размещаются на поверхности полимерного материала. Это изолирование от поверхности соответствующего изобретению полимерного материала может быть согласно изобретению достигнуто применением способа прядения в электрическом поле (E-Spinning). Под вытягивающим воздействием электрического поля и его напряженности находящиеся поначалу на поверхности легирующие элементы как в результате окисления, так и механически вследствие адгезии, удаляются с поверхности соответствующего изобретению полимерного материала, или же соответственно их количество значительно сокращается.
В дополнительном альтернативном или обобщенном предпочтительном варианте исполнения соответствующий изобретению полимерный материал отличается тем, что легирующий элемент или легирующие элементы неоднородно вводятся в полимерный носитель. В это время автор настоящего изобретения исходил из того, что неоднородное распределение легирующего элемента обеспечивает дополнительное улучшение несущей волны и, соответственно, излучаемой соответствующим изобретению полимерным материалом инфракрасной волны.
В дополнительном альтернативном или обобщенном предпочтительном варианте исполнения соответствующий изобретению полимерный материал отличается тем, что различные легирующие элементы или по меньшей мере один из них имеют размер в диапазоне от 1 до 10 нм, и размещаются на таком расстоянии друг от друга, что электронные облака двух легирующих элементов перекрываются, по меньшей мере на отдельных участках. Другими словами, соответствующий изобретению полимерный материал имеет легирующий элемент или по меньшей мере один из различных легирующих элементов, по меньшей мере местами, с таким распределением в полимерном носителе, что вследствие этой конфигурации, в частности, перекрывания на отдельных участках электронных облаков различных легирующих элементов, выделяется кинетическая энергия, которая вызывает несущую волну полимерного материала. Это обусловливается смещением электронной плотности и физическим эффектом, так называемым «поверхностным эффектом», который должен расширяться в области постоянного тока и перескока электронов. Каждая смена направления перемещения создает импульс, так называемый «звук». При параллельном подключении напряжения складываются, в отличие от последовательного подключения или последовательных перемещений электронов.
Соответствующие изобретению альтернативные или обобщенные предпочтительные варианты исполнения первого предмета изобретения могут быть осуществлены в любой технически целесообразной комбинации. При этом признаки примеров исполнения могут быть использованы по отдельности или в комбинации с признаками из подробного описания, насколько это технически целесообразно.
Согласно второму предмету изобретения, заявлен текстильный материал, включающий соответствующий изобретению полимерный материал. Предпочтительные варианты исполнения в отношении признаков соответствующего изобретению полимерного материала согласно первому предмету изобретения также применимы к данному текстильному материалу второго предмета изобретения.
Согласно предпочтительному варианту исполнения, соответствующий изобретению текстильный материал выбирается из группы, состоящей из одежды, предпочтительно верхней одежды, нижнего белья, чулок, в том числе лечебных чулок, футболок с короткими рукавами, футболок с длинными рукавами, брюк, в частности, спортивных брюк, обуви, в частности, материала верха обуви, внутренней подкладки и стельки; наматрасника; пододеяльника; наволочки; чехла сиденья; и перевязочного материала для лечения ран. Соответствующий изобретению текстильный материал может включать соответствующий изобретению полимерный материал во всех возможных вариантах его исполнения, причем полимерный материал, например, по меньшей мере частично, перерабатывается с образованием полимерного волокна, в частности, тканого, вязаного, перепутанного или узелкового, или встроен в виде пленки, или поверхность текстильного материала, по меньшей мере частично, покрыта соответствующим изобретению полимерным материалом, в частности каширована им.
Согласно третьему предмету изобретения, заявлен соответствующий изобретению полимерный материал для применения в качестве адъюванта или профилактического средства в терапевтических процедурах. Этот предмет изобретения также включает варианты исполнения в отношении признаков соответствующего изобретению полимерного материала согласно первому предмету изобретения. Таким образом, согласно настоящему изобретению описывается первое применение соответствующих легирующих элементов в полимерных материалах, в частности, сплавов железа, предпочтительно сплава оксида железа (феррита), более предпочтительно сплава щелочноземельного металла и оксида железа (щелочноземельного металла-феррита), в особенности сплава бария или стронция с ферритом, в особенности предпочтительно сплав SrFe12O19 (SrO(γ-Fe2O3)6), содержащихся в полимерных материалах.
Согласно четвертому предмету изобретения, излагается применение соответствующего изобретению полимерного материала в терапевтических процедурах, в частности, для профилактического или адъювантного лечения адекватной обмену веществ микроциркуляции крови в позвоночном животном, предпочтительно у человека; при лечении некротических сосудов; для заживления ран, предпочтительно для лечения ран при пролежнях, диабетическом синдроме стопы, варикозной болезни вен, ожогах, и для лечения ран при многих других хронических и подлежащих вторичному заживлению ран; при сахарном диабете, в частности, сахарном диабете I типа и/или сахарном диабете II типа; при онкологических заболеваниях; при связанных с белковыми нарушениями заболеваниях, например, болезни Альцгеймера, или сопровождающихся деменцией заболеваниях; при тромбоцитарных заболеваниях; при эритроцитарных заболеваниях; при иммунологических нарушениях, например, таких как иммунологическая гиперреактивность; при инфекционных заболеваниях, например, раневых инфекциях; при неврологических заболеваниях, в особенности, когда они обусловливаются заболеванием оболочки нервных клеток и/или синапсов.
Согласно пятому предмету изобретения, заявлен соответствующий изобретению полимерный материал для применения для немедицинских целей, в частности, для повышения работоспособности в спортивных действиях позвоночного животного, предпочтительно человека. Благодаря улучшенной микроциркуляции крови и тем самым улучшенному снабжению клеток и, соответственно, области ткани, например, кислородом, питательными веществами, аминокислотами и белками, улучшается функционирование клеток и, соответственно, органа, и тем самым повышается телесная и умственная работоспособность, в частности, в спортивных видах деятельности.
Согласно шестому предмету изобретения, представлен способ получения соответствующего изобретению полимерного материала, причем все предпочтительные варианты осуществления первого предмета изобретения также применимы к соответствующему изобретению способу. Соответствующий изобретению способ отличается тем, что он включает следующие стадии или состоит из них:
а. получения подходящего растворенного полимера,
b. получения подходящего легирующего элемента.
С. испарения полученного в стадии b) легирующего элемента с помощью подходящего способа, и введения испаренного легирующего элемента в уже полученный в стадии а) растворенный полимер, и
d. экструдирования соответствующего изобретению полимерного материала в электрическом поле.
Применяемый согласно изобретению полимер соответственно всем вариантам осуществления первого предмета изобретения переводится в раствор в подходящем растворителе так, что в растворенный полимер может быть введен испаренный легирующий элемент.
Применяемый согласно изобретению легирующий элемент согласно всем вариантам осуществления первого предмета изобретения предпочтительно вводится в растворенный полимер таким образом, что полимер изолирует легирующие элементы в экструдированном соответствующем изобретению полимерном материале от поверхности полимерного материала. Легирующие элементы предпочтительно распределяются в экструдированном соответствующем изобретению полимерном материале неоднородно, причем отдельные легирующие элементы имеют размеры в молекулярном масштабе, предпочтительно в диапазоне от 1 до 10 нм.
Согласно альтернативному или обобщенному предпочтительному варианту исполнения, соответствующий изобретению способ отличается тем, что в стадии с) легирующий элемент испаряется посредством подходящих технологий испарения, предпочтительно технологии плазменного испарения (сокращенно PVD), в частности, термическим (вакуумным) способом испарения, распыления, или испаряется подобными способами, и осаждается в раствор полимера. В альтернативном варианте, легирующий элемент переводится в газовую фазу магнетронным распылением, например, применением микроволнового излучения, и так образуется покрывающая полимер плазма, для чего легирующие элементы и полимер мгновенно нагреваются в замкнутом пространстве. Однако в этом способе очень сильно варьируют размеры частиц. Чем меньше количество полимера, в который вводятся легирующие элементы, тем меньше проявляются влияния явлений тяжести и инерции на изготовление соответствующего изобретению полимерного материала.
Согласно альтернативному или обобщенному предпочтительному варианту исполнения, соответствующий изобретению способ отличается тем, что в стадии d) полимерный материал экструдируется с использованием пригодного экструзионного оборудования, в частности, с применением электрического поля, как, например, технология электропрядения, в частности, выдувного прядения.
Согласно альтернативному или обобщенному предпочтительному варианту исполнения, соответствующий изобретению способ отличается тем, что одна или многие из технологических стадий проводятся в стерильных условиях и/или в вакууме.
В дополнительном альтернативном или обобщенном предпочтительном варианте исполнения полимерный материал в соответствующем изобретению способе получения полимерного материала экструдируется с образованием подходящих волокна или пленки, которые могут быть использованы при получении соответствующего изобретению текстильного материала второго предмета изобретения. Альтернативно или обобщенно, соответствующий изобретению полимерный материал может быть экструдирован так, что он покрывает по меньшей мере часть текстильного материала, предпочтительно такую часть, которая приводится в (прямой) контакт с телом позвоночного животного, предпочтительно человека. Покрытие текстильного несущего материала предпочтительно применяется в случае текстильных материалов из области лечения ран (раневых повязок, пластырей, операционных простынь, и т.д.).
Далее настоящее изобретение описывается посредством примерных вариантов осуществления, которые должны пониматься только как примеры, и не должны ограничивать объем правовой охраны данной правовой нормы этими вариантами осуществления. Отдельные признаки нижеследующих примеров осуществления предпочтительно могут быть использованы по отдельности или в (частичной) комбинации.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
А: получение соответствующего изобретению полимерного материала
Соответствующие изобретению легирующие элементы, например, сплав SrFe12O19 (SrO(γ-Fe2O3)6), подвергаются пиролитическому испарению металла, предпочтительно посредством технологии плазменного вакуумного испарения. Образованный газ вводится впрыскиванием в надлежащее количество растворенного полимера, предпочтительно сложного полиэфира, в частности, полиэтилентерефталата, или полиамида. С приложением электрического поля, например, выпрядается соответствующее изобретению волокно полимерного материала. Для этого предпочтительно используется способ электропрядения, причем через каплю растворенного полимера протягивается проволока, на которую нанесен испаренный легирующий элемент. Диаметр и длина проволоки определяются расстоянием от магнитов до растворенного полимера и напряженностью электрического поля.
Весовое соотношение легирующего элемента и полимера в полученном соответствующем изобретению полимерном материале, который был выпряден в виде волокна, составляло 4:6.
В: получение соответствующего изобретению текстильного материала, а также контроля
В.1: контрольная стелька для плацебо-контроля
Для описываемого позже двойного слепого исследования с плацебо-контролем была использована приобретенная на рынке стандартная стелька фирмы ECCO, которая не содержала соответствующий изобретению полимерный материал в качестве поглотительного слоя, и ее верхний материал был перфорирован, чтобы быть похожей по структуре на соответствующую изобретению стельку.
В.2: получение соответствующей изобретению стельки
Для описываемого позже двойного слепого исследования с плацебо-контролем использована соответствующая изобретению стелька, которая по структуре сравнима с вышеуказанной контрольной стелькой, причем поглотительный слой содержит соответствующий изобретению полимерный материал (сравни Пример А), и покрыт перфорированным верхним материалом (сравни контрольную стельку согласно В1).
С: исследования с плацебо-контролем для влияния на микроциркуляцию
С.1: конфигурация исследований
Была исследована общая выборка Nges=72 испытуемых участников, подразделенная на 4 достаточно однородных подвыборки по n=18 (в каждом случае с 9 мужскими и 9 женскими испытуемыми участниками).
Таблица 1: представление подвыборок, испытуемых участников и клинического состояния и возраста пациентов в исследовании с плацебо-контролем:
| Подвыборки | Испытуемые участники - и состояние пациентов | Возраст |
| A | Здоровые нетренированные испытуемые участники | ≈25 лет |
| B | Здоровые тренированные испытуемые участники | ≈25 лет |
| C | Старые пациенты на реабилитации (физическое кондиционирование) | ≈54 года |
| D | Старый диабетик (сахарный диабет II типа, установленный) | ≈55 лет |
Соответствующие условиям надлежащей клинической практики (GCP) критерии включения и исключения
Исследования проводились в слепом режиме. Каждый испытуемый участник в каждой подвыборке участвовал в двух сериях экспериментов: применения плацебо-стельки (контроль) и применения соответствующей изобретению стельки (испытания). Между обеими сериями экспериментов был промежуток времени от 2 до 3 недель. Последовательность участия каждого испытуемого участника в контрольной серии экспериментов и испытательной серии экспериментов устанавливалась генератором случайных чисел.
Исследования проводились при определенной физической деятельности испытуемых участников на беговой дорожке с определенной скоростью, которая соответствовала слегка ускоренной прогулке. Нагрузка посредством беговой дорожки проводилась на протяжении периода времени 30 дней ежедневно в интервале времени 60 минут при наклоне беговой дорожки в 5%, средней скорости беговой дорожки от 0,8 до 1,0 м/сек, поначалу с небольшой скоростью беговой дорожки, и с повышением в течение 60-минутного действия ступенями каждые 10 минут на величину от 0,1 до 0,2 м/сек.
В качестве метода исследования служил неинвазивный метод измерения с высоким разрешением согласно новейшему состоянию науки и техники, которой сочетал спектроскопию с источником широкополосного света и измерение микропотоков LaserDOPPLER (System LEA, Германия).
Измерения проводились в репрезентативной целевой ткани синхронно на двух глубинах ткани: 2 мм и 8 мм. В качестве репрезентативной целевой ткани для измерений были выбраны подкожная ткань и скелетная мускулатура в левой икре. Измерения проводились в данный день обработки непосредственно перед началом нагрузки (исходное значение), во время нагрузки и непосредственно после окончания 60-минутной нагрузки на беговой дорожке. Регистрация данных измерений проводилась при постоянных краевых условиях, в удобных сиденьях, при постоянных краевых условиях макроциркуляции и регулировании температуры. За два часа до исследований не допускались никакие алкоголь, кофе, чай или напиток кола. По меньшей мере 6 часов сна ежедневно, никаких биотропных метеорологических условий в интервале наблюдения.
В особенности были определены следующие признаки функционального состояния микроциркуляции:
- расход QRBC потока красных кровяных клеток в микрососудах
- средние скорости течения VRsc красных кровяных клеток в микрососудистых сетях
- относительное насыщение rHb гемоглобина в микрососудах
- число nNP узловых точек перфузии кровяных клеток в определенной сети
- характеристика ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в микроциркуляции в целевой ткани
Моменты времени измерений:
На 0-ой день были измерены исходные значения, в дни от 1-ого до 30-ого проводились ежедневные измерения до и после нагрузки на беговой дорожке.
Для статистической оценки полученных данных измерений служил непараметрический метод испытания с высокой разрешающей способностью, критерий суммы рангов Уилкоксона на уровне значимости альфа=5%.
С.2: результаты исследования
Исключительное значение для медицинской оценки успехов терапевтического действия испытуемой специальной стельки на функциональное состояние микроциркуляции имеют характеристики среднего расхода QRBC потока красных кровяных клеток в микрососудах, числа nNP узловых точек перфузии кровяных клеток в сети микрососудов, и характеристики ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в активной мышечной ткани.
С.2.1: характеристика среднего расхода QRBC потока красных кровяных клеток в микрососудах
Фигура 1 показывает данные измерений для характеристики среднего расхода QRBC потока красных кровяных клеток в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры в левой икре испытуемых участников/пациентов (средние значения и стандартные отклонения) при подвыборках А, В, С и D для контроля и испытания (средние значения и стандартные отклонения). Ордината: изменения характеристики в процентах (по сравнению с исходными значениями). Абсцисса: день измерения в 30-дневном периоде времени исследования.
В зависимости от возраста и телесной конституции испытуемых участников и, соответственно, пациентов возникали различные изменения характеристики. Изменения характеристики в плацебо-группах (контрольных) достигали максимально -5% на 0-ой день сравнительно с их данными исходными значениями в момент времени t=0. После применения соответствующей изобретению стельки (Verum-группы) происходили изменения характеристики с явно большей величиной, которые отчасти достигали более чем вдвое повышенных значений.
С.2.2: характеристика числа nNP узловых точек перфузии кровяных клеток в сети микрососудов
Фигура 2 показывает данные измерений для характеристики числа nNP узловых точек перфузии кровяных клеток в сети микрососудов в левой икре испытуемых участников/пациентов (средние значения и стандартные отклонения) при подвыборках А, В, С и D для контроля и испытания (средние значения и стандартные отклонения). Ордината: изменения характеристики в процентах (по сравнению с исходными значениями). Абсцисса: день измерения в 30-дневном периоде времени исследования.
Изменения характеристики nNP позволяют выявить поведение, согласующееся с изменениями характеристики QRBC. Другими словами: в зависимости от возраста и телесной конституции испытуемых участников и, соответственно, пациентов возникали различные изменения характеристики, причем также в этой характеристике после применения соответствующей изобретению стельки (Verum-группы) происходили изменения характеристики с явно большей величиной, которые отчасти достигали более чем вдвое повышенных значений.
С.2.3: характеристика ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул
Фигура 3 показывает данные измерений для характеристики ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры в левой икре испытуемых участников/пациентов (средние значения и стандартные отклонения) при подвыборках А, В, С и D для контроля и испытания (средние значения и стандартные отклонения). Ордината: изменения характеристики в процентах (по сравнению с исходными значениями). Абсцисса: день измерения в 30-дневном периоде времени исследования.
В Фигуре 4 различные величины изменений характеристики ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры в левой икре испытуемых участников/пациентов (средние значения и стандартные отклонения) от 0-ого дня до данных измерений на 30-ый день при подвыборках А, В, С и D для контроля и испытания (средние значения и стандартные отклонения) представлены в виде столбчатой диаграммы.
Изменения ΔPO2 позволяют выявить поведение, согласующееся с изменениями характеристики QRBC.и/или ΔPO2. Другими словами: в зависимости от возраста и телесной конституции испытуемых участников и, соответственно, пациентов возникали различные изменения характеристики, причем также в этой характеристике после применения соответствующей изобретению стельки (Verum-группы) происходили изменения характеристики с явно большей величиной, которые, в частности, достигали от 2- до 5-кратно повышенных значений.
Как для молодых, так и для старых испытуемых участников и пациентов проявился терапевтический эффект соответствующей изобретению стельки. Увеличенные различия между контролем (плацебо) и испытания (соответствующей изобретению стельки) были выявлены для старых диабетиков и старых пациентов на реабилитации.
Таблица 2: процентные изменения характеристики ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул в микроваскулярных сетях скелетной мускулатуры в левой икре на 30-ый день в сравнении с данными исходными значениями на 0-ой день (средние значения и стандартные отклонения)
| Подвыборки | Контроль (плацебо) | Соответствующая изобретению стелька (испытание) |
| A: здоровые нетренированные испытуемые участники (возраст около 25 лет) | 2,0 (2,16) | 7,2 (2,41) |
| B: здоровые тренированные испытуемые (возраст около 25 лет) | 5,4 (1,13) | 11,6 (3,11) |
| C: старые пациенты на реабилитации (возраст около 54 лет) | 3,7 (1,46) | 10,7 (2,41) |
| D: старый диабетик (возраст около 55 лет) | 2,2 (0,77) | 10,0 (2,54) |
Из результатов исследования согласно Фигурам 1-4 к тому же можно заключить, что между поведением характеристик QRBC и nNP, а также характеристики ΔPO2 истощения кислорода со стороны венул, существует функциональная взаимосвязь.
С.2.4: пример микроскопического анализа в живом состоянии старого диабетика (D), испытание (соответствующая изобретению стелька)
Фигуры 5А и 5В показывают пример микроскопического анализа в живом состоянии старого диабетика (подвыборка D), Verum-группы, перед проведением исследования (Фиг. 5А) и после применения соответствующего изобретению стельки на 30-ый день исследования (5В). Показана область подкожной ткани левой икры (капилляры, артериолы, венулы).
В Фигурах 5А и 5В посредством псевдоцветового преобразования первичного изображения микрососуды с перфузией кровяных клеток маркированы ЖЕЛТЫМ, что соответствует светло-серому в черно-белом представлении.
Состояние распределения смеси плазмы и кровяных клеток в такой же области ткани показано для двух различных моментов времени наблюдения:
раньше (исходное условие на 0-ой день)
позже (состояние распределения на 30-ый день после применения соответствующей изобретению стельки)
Из изображений в Фигурах 5А и 5В различимо явное увеличение микрососудов с перфузией кровяных клеток, и тем самым расширение микроциркуляционного резерва.
С.2.5: средние скорости VRsc течения красных кровяных клеток в сетях микрососудов и относительное насыщение rHb гемоглобина в микрососудах
Данные измерений для характеристики средних скоростей VRsc течения красных кровяных клеток в сетях микрососудов скелетной мускулатуры в левой икре испытуемых участников/пациентов при подвыборках А, В, С и D для контроля и испытания неожиданно показывают, что красные кровяные клетки протекают на величину в 1,4 раза быстрее, чем плазма.
Данные измерений для характеристики относительного насыщения rHb гемоглобина в микрососудах в левой икре испытуемых участников/пациентов при подвыборках А, В, С и D для контроля и испытания неожиданно показывают краткосрочное удвоение относительного насыщения rHb гемоглобина.
Другими словами, красные кровяные клетки в Verum-группе являются более быстрыми и более красными, чем красные кровяные клетки в контрольной группе.
1. Способ получения полимерного материала, содержащего легирующий элемент, включающий стадии:
а. получения растворенного полимера, выбираемого из группы сложных полиэфиров, полиамидов,
b. получения легирующего элемента, где легирующий элемент включает сплав оксида железа,
с. испарения полученного на стадии b) легирующего элемента и введения испаренного легирующего элемента в уже полученный со стадии а) растворенный полимер, и
d. экструдирования полимерного материала со стадии с) в электрическом поле.
2. Способ получения полимерного материала по п. 1, отличающийся тем, что на стадии с) легирующий элемент испаряется c помощью технологии плазменного испарения (PVD), и осаждается в раствор полимера, и/или на стадии d) полимерный материал экструдируется с помощью технологии электропрядения, и/или что по меньшей мере одна стадия проводится в условиях стерильности и/или в вакууме.
3. Способ получения полимерного материала по п. 1 или 2, отличающийся тем, что легирующие элементы с размерами от 1 до 10 нм вводятся в полимерный материал и полимерный материал изолирует легирующие элементы от поверхности полимерного материала.
4. Способ получения полимерного материала по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что полимерный материал экструдируется в виде волокна или пленки.
5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что полимер выбирается из группы, включающей полиэтилентерефталат (PET), поли(пара-фенилентерефталамид) (PPTA) и поли(мета-фениленизофталамид) (PMPI).
6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что легирующий элемент включает сплав щелочноземельного металла и оксида железа, предпочтительно сплав SrFe12O19.
7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что легирующий элемент частично поглощает излучаемое телом позвоночного животного, предпочтительно человека, электромагнитное излучение и по меньшей мере частично испускает электромагнитное излучение в инфракрасной области.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что испускаемое инфракрасное излучение имеет длину волны в диапазоне от 3 до 15 мкм.
9. Полимерный материал, полученный способ по любому из пп. 1-8, используемый в медицинских и немедицинских вариантах применения.
10. Полимерный материал по п. 9 для применения в качестве адъюванта или профилактического средства в терапевтических процедурах.
11. Полимерный материал по п. 9 или 10 для применения при профилактическом или адъювантном лечении адекватной обмену веществ микроциркуляции крови у позвоночного животного, предпочтительно человека; при лечении некротических сосудов; для заживления ран; при сахарном диабете; при онкологических заболеваниях; при связанных с белковыми нарушениями заболеваниях; при тромбоцитарных заболеваниях; при эритроцитарных заболеваниях; при иммунологических нарушениях; при инфекционных заболеваниях; при неврологических заболеваниях, в особенности, когда они обусловливаются заболеванием оболочки нервных клеток и/или синапсов.
12. Полимерный материал по п. 9 для немедицинского применения, в частности для повышения работоспособности в спортивных действиях позвоночного животного, предпочтительно человека.
13. Текстильный материал, включающий полимерный материал по одному из пп. 9-12.
14. Текстильный материал по п. 13, отличающийся тем, что текстильный материал выбирается из группы, состоящей из одежды, предпочтительно верхней одежды, нижнего белья, чулок, в том числе лечебных чулок, футболок с короткими рукавами, футболок с длинными рукавами, брюк, в особенности спортивных брюк, обуви, в особенности материала верха обуви, внутренней подкладки и стельки; наматрасника; пододеяльника; наволочки; чехла сиденья; и перевязочного материала для лечения ран.
