Пластырь, включающий перманганат калия для лечения кожного расстройства
Группа изобретений относится к медицине, в частности к медицинскому пластырю для лечения кожного заболевания. Пластырь для нанесения на кожу субъекта включает частицы перманганата калия, диспергированные в отвержденном силиконе медицинского назначения, где указанные частицы перманганата калия имеют средний диаметр в пределах 1 нм - 60 мкм и указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 5-60A после отверждения. Также раскрыт способ лечения кожного расстройства, характеризующегося повышенной влажностью поверхности кожи, включающий стадию нанесения пластыря на поверхность кожи, подлежащую лечению, и в результате контакта с указанной влагой на поверхности кожи перманганат калия высвобождается из пластыря. Группа изобретений обеспечивает возможность целенаправленного замедленного и контролируемого высвобождения KMnO4. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 17 ил, 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к лечебному пластырю, идеальному для местного нанесения, который позволяет обеспечить целенаправленное замедленное и контролируемое высвобождение калия KMnO4; и к способу лечения кожного расстройства, включающему нанесение указанного пластыря.
Предпосылки создания изобретения
Огромное давление оказывается на системы здравоохранения с требованием уменьшить применение системных антибиотиков, а также долгосрочное применение местных противомикробных препаратов в связи с увеличением развития резистентности к противомикробным препаратам.
Раствор перманганата калия (KMnO4) давно был признан эффективным бактерицидом и широко используется для лечения различных дерматологических состояний, таких как грибковые инфекции ног и ступней и хронические раны, характеризующиеся колонизацией резистентных к противомикробным препаратам бактерий (т.е. ципрофлоксацин-резистентных Pseudomonas aeruginosa, MRSA). Бактерицидные свойства относят за счет его сильных окислительных свойств. Он также может проявлять вяжущие свойства, поэтому он применяется при лечении таких состояний, как мокнущие или вызывающие волдыри состояния, такие как острая инфекционная экзема и язвы на ногах. Перманганат калия, таким образом, является очень эффективным средством для тех пациентов, которые имеют сильно экссудирующие инфицированные раны (особенно Pseudomonas), а также связанные с инфекцией кожные заболевания, такие как варикозная экзема. По соображениям безопасности запрет на его использование имеет последствия с точки зрения клинической перспективы: для этих пациентов не существует альтернативного лечения, а без этого происходит увеличение использования перевязочных материалов, лечения антибиотиками, времени выхаживания и физических страданий пациентов.
При лечении перманганатом калия обычно сначала таблетки перманганата калия разводят в определенном объеме воды. Затем осуществляют введение раствора, погружая область, подлежащую обработке, в контейнер с KMnO4 на период до 30 минут. Эта практика, хотя и является эффективной, имеет много недостатков.
Существующая эффективность системы промывки обусловлена высокоокислительной природой KMnO4 (пурпурный, Mn7+), который восстанавливается до коричневого диоксида марганца (Mn4+). Бактерии не могут стать резистентными к этому типу антимикробного окисления. Как побочный эффект этой реакции и неспецифической доставки лекарственного средства, здоровая кожа и заживающий эпидермис неизбежно повреждаются. Коричневый Mn4+ также осаждается из раствора и вызывает окрашивание окружающих тканей, полов, постельного белья и полотенец. Для этого процесса также требуется довольно много времени и пространства для доставки, а общее время нанесения препарата и очистки занимает в общей сложности до одного часа.
Кроме того, отсутствие целенаправленной доставки может привести к опасным побочным эффектам, таким как раздражение глаз и слизистых оболочек. Кроме того, из-за неспецифического окисления белков/углеводов посредством KMnO4 крайне важно, чтобы локализованная концентрация KMnO4 не превышала уровень, который является токсичным для клеток, или не превышала принятую концентрацию KMnO4 (63 мМ), что в противном случае может привести к потенциально опасным химическим ожогам.
Этот довольно примитивный метод приготовления и обработки отражен в недавно опубликованном первом этапе предостережения использования таблеток перманганата калия в сообществе, в связи с тем, что “за последние 3,5 года было 43 случая, когда пациенты, глотали их, и большое количество (> 1000) случаев, когда неправильное растворение или использование приводило к госпитализации”. Кроме того, был разослан бюллетень по безопасности, запрещающий всем участковым медицинским сестрам заполнять контейнеры с перманганатом калия из-за зарегистрированных вызываемых повреждений; что ведет к ограничению использования пропитывающих растворов перманганата калия.
В настоящей заявке раскрывается силиконовый лечебный пластырь, который обеспечивает целенаправленное продолжительное и контролируемое высвобождение калия KMnO4. Изготовленный из специальной жидкой силиконовой матрицы, этот пластырь содержит KMnO4 в виде диспергированных микрочастиц, который подвергается растворению, приводящему к его высвобождению контролируемым и замедленным образом непосредственно в участок обработки, где он проявляет сильное микробиоцидное действие. Авторы изобретения определили, что при нанесении на 30 минут высвобождаемая доза является биоэквивалентной дозе, которая используется в существующем лечении. Контролируя размер кристаллов, стало возможным разработать пластырь, имеющий стандартизированное контролируемое высвобождение KMnO4 в расчете на площадь поверхности силикона, которое не превышает локализованную концентрацию больше чем 63 мМ при растворении.
Кроме того, было обнаружено, что предлагаемый пластырь высвобождает перманганат только при контакте пластыря с водной средой (например, экссудатом раны). Это выгодно в определенных контекстах лечения, поскольку обеспечивает целенаправленную доставку на конкретные участки лечения. Например, при хронических ранах уровень экссудата и поверхностной влаги может сильно варьироваться из-за уровня инфекции и уровня заживления. Это различается не только между ранами, но также варьируется в пределах одной раны. Рана с высокой бионагрузкой экссудирует с гораздо большей скоростью, чем рана с более низким уровнем инфекции. Поэтому, чем больше инфицирована рана, тем выше уровень влажности раны - естественным следствием является то, что по мере заживления рана постепенно выделяет меньше экссудата, особенно на периферии. Таким образом, высвобождение перманганата естественным образом адаптируется для доставки необходимого количества перманганата в те области, которые наиболее нуждаются в лечении, при этом области раны, которые являются заживающими/нормальными, являются более сухими/сухими и, следовательно, не подвергаются воздействию перманганата или его повышенных количеств, поэтому обеспечивается защита процесса заживления от неблагоприятной токсичности, ассоциированной с существующим режимом лечения. Из этого можно сделать такой вывод, что освобождение из матрицы происходит, в определенной степени, самоограничивающим образом.
Кроме того, выбор специфического полидиметилсилоксана и процесс отверждения силиконового пластыря осуществляют таким образом, чтобы создать естественную адгезивность, благодаря чему пластырь остается на месте на ране, но не будет отрывать части раны при удалении. Эти свойства считаются полезными для сохранения пластыря в месте его нанесения.
Описание изобретения
В соответствии с первым аспектом изобретения, обеспечивается пластырь для нанесения на кожу субъекта, включающий медицинский силикон, где указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 5-60A и диспергированные в нем частицы перманганата калия.
Примечательно то, что при нанесении пластыря на кожу перманганат контролируемо высвобождается из пластыря зависимым от влаги образом.
Медицинский силикон является термином, хорошо известным специалистам в данной области техники, и обычно используется для классификации силикона с биосовместимыми свойствами, которые позволяют безопасно его использовать в контакте с живой тканью. Биосовместимый материал - это материал, который безопасен в использовании, поскольку он не вызывает токсичности или химической реактивности с организмом, такой как неблагоприятный иммунный ответ в организме пациента. Медицинский силикон обычно производится в тщательно контролируемых условиях для предотвращения загрязнения другими материалами, которые могут нарушить биосовместимость конечного продукта.
Как известно специалистам в данной области техники, силиконы представляют собой группу синтетических полимеров, используемых во многих медицинских устройствах благодаря их эластичности, термостойкости и низкой токсичности и химической реактивности. Силиконы различаются по своим физическим и химическим свойствам, а также по их пригодности для медицинского применения, в зависимости от их состава и структуры. В связи с этим было обнаружено, что некоторые медицинские силиконы, в частности те, которые имеют определенную твердость по Шору, имеют предпочтительные характеристики эластичности, формуемости и текстуры, подходящие для использования в качестве пластыря для нанесения на поверхность кожи. Твердость по Шору является показателем твердости материалов, в частности, является мерой измерения сопротивления пластмасс к вдавливанию и обеспечивает эмпирическое значение твердости, которое необязательно хорошо коррелирует с другими свойствами или фундаментальными характеристиками. Как известно специалистам в данной области техники, твердость по Шору обычно измеряют с использованием дюрометра и, следовательно, также называют “твердостью по дюрометру”. Существует несколько шкал дурометра, используемых для материалов с разными свойствами. Две наиболее типичные шкалы, использующие несколько отличающиеся системы измерения, представляют собой шкалы A типа и D типа в соответствии с ASTM D2240. Шкала A предназначена для более мягких пластиков, тогда как шкала D предназначена для более твердых пластиков.
Как должно быть понятно специалистам в данной области, силикон может быть в виде жидкого каучука или, после отверждения, твердого каучука разной степени твердости. В контексте настоящего изобретения указанный силикон поэтому представляет собой каучук после отверждения, где указанная твердость по Шору является показателем твердости силикона после процесса отверждения.
Поэтому, например, пластырь, раскрытый в настоящей заявке, имеет твердость по Шору в пределах 5-60A, включая каждый 0,1A интервал между указанными значениями. Более предпочтительно указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 5-40A. Еще более предпочтительно указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 10-40A. И еще более предпочтительно указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 15-40A. Наиболее идеально, когда указанный силикон имеет твердость по Шору, выбранную из группы, включающей: 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, 18A, 19A, 20A, 21A, 22A, 23A, 24A, 25A, 26A, 27A, 28A, 29A, 30A, 31A, 32A, 33A, 34A, 35A, 36A, 37A, 38A, 39A, 40A и каждый 0,1A интервал между указанными значениями.
Примеры медицинского силикона включают, но не ограничиваются этим, силиконы медицинского качества для ограниченного воздействия, длительного воздействия и постоянного контакта, с твердостью по Шору 5-90 А, эти силиконы могут быть получены от Primasil Silicones Limited, NuSil Technology LLC, Dow Corning, Polymer systems technology limited, SIMTEC Silicone Parts LLC, Advanced polymers Ltd, AB specialty silicones.
Ссылка в настоящей заявке на перманганат калия относится к хорошо известному неорганическому соединению с химической формулой KMnO4. Обычно это кристаллическая соль, состоящая из ионов K+ и MnO4-. Кроме того, ранее известный как углекислый калий или кристаллы Конди, он является сильным окислителем, и его кристаллы легко растворяются в воде, давая интенсивно розовые или фиолетовые растворы. Соответственно, указанные частицы перманганата калия находятся в кристаллической форме b диспергированы по всему силиконовому пластырю.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные перманганатные частицы имеют средний диаметр 1 нм - 60 мкм, включая каждый 0,1 мкм интервал между указанными значениями. Более предпочтительно, указанные перманганатные частицы имеют средний диаметр 1-50 мкм, включая каждый 0,1 мкм интервал между указанными значениями. Более предпочтительно указанные перманганатные частицы имеют средний диаметр 5-35 мкм. Еще более предпочтительно, указанные перманганатные частицы имеют средний диаметр 10-35 мкм. Наиболее предпочтительно указанные перманганатные частицы имеют средний диаметр, выбранный из группы, включающей: 10 мкм, 11 мкм, 12 мкм, 13 мкм, 14 мкм, 15 мкм, 16 мкм, 17 мкм, 18 мкм, 19 мкм, 20 мкм, 21 мкм, 22 мкм, 23 мкм, 24 мкм, 25 мкм, 26 мкм, 27 мкм, 28 мкм, 29 мкм, 30 мкм, 31 мкм, 32 мкм, 33 мкм, 34 мкм, 35 мкм, и каждый 0,1 мкм интервал между указанными значениями.
Размер частиц имеет важное значение; собрание крупных частиц даст такую же концентрацию KMnO4 на см2, что и собрание мелких частиц. Однако с крупными частицами локализованная концентрация раствора очень высока и, таким образом, вредна/токсична для жизнеспособных клеток.
В дополнение к его физическим свойствам, было также неожиданно обнаружено, что твердость по Шору силикона в сочетании с размером частиц перманганата, диспергированных в нем, коррелирует со скоростью высвобождения и профилем диспергирования перманганата из пластыря, при этом специфическая твердость по Шору, раскрытая в настоящей заявке, приводит к контролируемому и линейному высвобождению перманганата из этого пластыря на поверхность кожи, на которую он нанесен.
Как указано в настоящей заявке, и в соответствии с некоторыми клиническими рекомендациями, локализованная концентрация KMnO4 не превышает уровень, который является токсичным для клеток или выше концентрации KMnO4 (63 мМ).
Для получения такой дисперсии к силикону добавляли различные нагрузочные (% масс.) концентрации кристаллов перманганата с определенным размером частиц и гомогенно смешивали с получением гомогенного силиконового предварительно отвержденного жидкого силиконового каучука, который отверждают обычным способом, с получением отвержденного силиконового каучука. Термин “% по массе” имеет общепринятое в данной области значение и понимается как доля растворенного вещества (то есть перманганата) в общем количестве раствора (силикон и перманганат), представленная в процентах, например, 1 г перманганата в 1 г раствора силикона означает 50% масс. Как должно быть понятно специалистам в данной области техники, для обеспечения равномерного и однородного высвобождения перманганата требуется гомогенное диспергирование частиц в силиконе.
Следовательно, в еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные частицы перманганата присутствуют в количестве от 5 до 75% в расчете на массу силиконового пластыря, включая каждый 1% интервал между указанными значениями. Более предпочтительно, указанные частицы перманганата присутствуют в количестве 10-60% масс., и еще более предпочтительно от 10 до 50% масс. Наиболее идеально, указанные частицы присутствуют в количестве, выбранном из группы, включающей: 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50% и каждый 0,1% интервал между указанными значениями.
В контексте изобретения пластырь с медленным высвобождением обычно имеет массовый % частиц 10-25, включая все интервалы в 1 единицу между указанными значениями, и в идеале 10%.
В контексте изобретения пластырь со средним высвобождением обычно имеет массовый % частиц 30-40, включая все интервалы в 1 единицу в промежутке между ними, и в идеале 35%.
В контексте изобретения пластырь с быстрым высвобождением обычно имеет массовый % частиц 45-50, включая все интервалы в 1 единицу между указанными значениями, и в идеале 48%.
Авторы изобретения обнаружили, что уровень воздействия перманганата на кожу и скорость высвобождения из силиконового пластыря можно тщательно контролировать, изменяя размер частиц перманганата калия и концентрацию нагрузки. Это свойство является выгодным, поскольку пластырь можно соответствующим образом приспособить для обеспечения необходимой скорости высвобождения и концентрации перманганата калия, которые, как будет понятно специалистам в данной области, могут варьироваться в зависимости от специфической терапевтической необходимости.
Соответственно, в дополнительном предпочтительном варианте осуществления указанный силикон имеет твердость по Шору около 20А, диспергированный в нем указанный перманганат калия имеет размер частиц около 12 мкм и содержится при концентрации около 20% масс. Как показано на Фиг. 4, таким путем может достигаться более медленное и пролонгированное контролируемое высвобождение перманганата, обеспечивая, таким образом, эластичный пластырь и пластырь с медленным высвобождением/длительным периодом действия.
Альтернативно, указанный силикон имеет твердость по Шору около 30А, указанный диспергированный в нем перманганат калия имеет размер частиц около 20 мкм и содержится при концентрации около 50% масс. Как показано на Фиг. 6, таким путем может достигаться более медленное контролируемое высвобождение перманганата, обеспечивая, таким образом, менее гибкий пластырь и пластырь с медленным высвобождением/длительным периодом действия.
В другом альтернативном варианте указанный силикон имеет твердость по Шору около 40А, диспергированный в нем перманганат калия имеет размер частиц около 33 мкм и содержится при концентрации около 50% масс. Как показано на Фиг. 7, таким путем может достигаться более медленное контролируемое высвобождение перманганата, обеспечивая, таким образом, по существу жесткий пластырь и пластырь с медленным высвобождением/длительным периодом действия.
Таким образом, независимо от того, желателен ли гибкий (20А), умеренно (30А) или менее (40А) гибкий пластырь, можно адаптировать композицию перманганата калия в пластыре для получения медленного действующего пластыря.
Используемый в настоящей заявке термин “около” включает плюс или минус 10% от приведенного целочисленного значения, более предпочтительно плюс или минус 5% от приведенного целочисленного значения, еще более предпочтительно плюс или минус 1% от приведенного целочисленного значения.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления указанный силикон имеет твердость по Шору около 25А, при этом диспергированный в нем перманганат калия имеет размер частиц около 33 мкм и присутствует при концентрации около 50% масс. Как показано на Фиг. 3, таким путем может достигаться быстрое контролируемое высвобождение перманганата, обеспечивая, таким образом, эластичный пластырь и пластырь с быстрым высвобождением/коротким периодом лечения.
Альтернативно, указанный силикон имеет твердость по Шору около 38А, указанный диспергированный в нем перманганат калия имеет размер частиц около 12 мкм и присутствует при концентрации около 50% масс. Как показано на Фиг. 8, таким путем может достигаться быстрое контролируемое высвобождение перманганата, обеспечивая, таким образом, менее гибкий пластырь и пластырь с быстрым высвобождением/коротким периодом лечения.
Таким образом, независимо от того, желателен ли более гибкий (25А) или менее (38А) гибкий пластырь, можно адаптировать композицию перманганата калия в пластыре для обеспечения быстродействующего пластыря.
Кроме того, было обнаружено, что пластырь, раскрытый в настоящей заявке, высвобождает перманганат калия только тогда, когда на поверхности, на которую налагают пластырь, имеется достаточный уровень влаги, например, при контакте с мокнущей раной. Эта особенность влияния окружающей среды на высвобождение перманганата из пластыря является выгодной, поскольку означает, что доставка перманганата калия из пластыря является саморегулируемой, поскольку перманганат калия вводится только в рану, которая не зажила, и далее уровни коррелируют со степенью влажности. Таким образом, высвобождение перманганата калия естественным образом адаптируется для доставки необходимого количества перманганата калия в те области, которые наиболее нуждаются в лечении, в то время как области раны, которые заживают/являются нормальными, являются более сухими/сухими и поэтому не подвергаются воздействию перманганата калия или его повышенных количеств, и, таким образом, осуществляется защита процесса заживления от неблагоприятной токсичности, потенциально ассоциированной с лечением. Кроме того, эта особенность также гарантирует, что элюция активного соединения обычно происходит только после нанесения на рану, что приводит к более удобному обращению с пластырем (например, для медицинских работников или производственного персонала), поскольку риск высвобождения в другом месте, отличном от желаемого места лечения, сводится к минимуму. Кроме того, изготовленный пластырь имеет более высокую стабильность, облегчающую хранение и транспортировку.
В соответствии с вторым аспектом изобретения, раскрывается способ лечения кожного заболевания, характеризующегося повышенной влажностью поверхности кожи, при этом указанный способ включает стадию нанесения пластыря, описанного в настоящей заявке, на поверхность кожи, подлежащую лечению, и в результате контакта с указанной влагой на поверхности кожи перманганат калия высвобождается из пластыря.
В предпочтительном способе по изобретению указанный пластырь выбирают с учетом предпочтительного времени лечения, и поэтому может быть выбран пластырь с медленным высвобождением/продолжительным периодом действия из силикона с определенной гибкостью, или может быть выбран пластырь с быстрым высвобождением/коротким периодом действия из силикона с определенной гибкостью.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанное кожное заболевание включает, но не ограничивается этим, раны; хронические раны; острые раны; порезы; глубокие порезы; ссадины; авульсии; колотые раны; термические или химические ожоги; укусы и уколы; язвы; экзему; вирусные, грибковые или бактериальные кожные инфекции; прыщи; болезнь Боуэнса; плоскоклеточную карциному; контактный дерматит; дистрофический буллозный эпидермолиз; грибковые инфекции ногтей; простой герпес; псориаз; гангренозную пиодермию; и опоясывающий лишай.
Лечение, в контексте настоящей заявки, относится к использованию для человека или в ветеринарии.
Во всех разделах описания и формуле изобретения слова “включают” и “содержат” и варианты слов, например “включающий” и “включает”, означают “включая, но не ограничиваясь”, и не исключают другие группы, добавки, компоненты, целые числа или стадии. Во всех разделах описания и формуле изобретения единственное число охватывает множественное число, если контекст не требует иного. В частности, когда используется неопределенный артикль, описание следует понимать как предполагающее множественное, а также единственное число, если только контекст не требует иного.
Все ссылки, включая любые патенты или патентные заявки, процитированные в настоящем описании, включены в настоящую заявку посредством ссылки. Никакая ссылка не признается как представляющая собой известный уровень техники. Кроме того, никакой предшествующий уровень техники не признается как являющийся частью обычных общих знаний в данной области.
Предпочтительные признаки каждого аспекта изобретения могут быть такими, как описано в связи с любым из других аспектов.
Другие признаки настоящего изобретения станут очевидными из следующих примеров. В общем, изобретение распространяется на любой новый или любую новую комбинацию признаков, раскрытых в настоящем описании (включая прилагаемую формулу изобретения и чертежи). Таким образом, следует понимать, что признаки, целые числа, характеристики, соединения или химические группы, описанные в связи с конкретным аспектом, вариантом осуществления или примером изобретения, применимы к любому другому аспекту, варианту осуществления или примеру, описанному в настоящей заявке, кроме тех случаев, когда они несовместимы с ним.
Кроме того, если не указано иное, любой признак, раскрытый в настоящей заявке, может быть заменен альтернативным признаком, служащим той же или аналогичной цели.
Изобретение будет далее описано только в качестве примера со ссылкой на приведенные ниже примеры и на следующие чертежи, где:
3003-10
Фиг. 1. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 11,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003-10 (твердость по Шору 10A) с нагрузкой 10% и 20% (N=3, ±SD). (Примечание: 3003-10 11,9 мкм 50% не отверждался);
Фиг. 2. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 21 мкм, из силиконовых пластырей 3003-10 (твердость по Шору 10A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
Фиг. 3. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 32,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003 10 (твердость по Шору 10A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
3003-20
Фиг. 4. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 11,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003-20 (твердость по Шору 20A) с нагрузкой 10% и 20% (N=3, ±SD). (Примечание: 3003 20 50% не отверждался);
Фиг. 5. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 15,6 мкм, из силиконовых пластырей 3003-20 (твердость по Шору 20A) с нагрузкой 10% (N=3, ±SD). (примечание: 3003 20 мкм 20% 50% не отверждались);
Фиг. 6. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 21 мкм, из силиконовых пластырей 3003-20 (твердость по Шору 20A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
Фиг. 7. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 32,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003-20 (твердость по Шору 20A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
3003-30
Фиг. 8. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 11,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003-30 (твердость по Шору 30A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
Фиг. 9. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 15,6 мкм, из силиконовых пластырей 3003-30 (твердость по Шору 30A) с нагрузкой 10% (N=3, ±SD). (Примечание: 3003 20 мкм 20% 50% не отверждались);
Фиг. 10. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 21 мкм, из силиконовых пластырей 3003-30 (твердость по Шору 30A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
Фиг. 11. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 32,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003-30 (твердость по Шору 30A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
3003-40
Фиг. 12. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 11,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003-40 (твердость по Шору 40A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
Фиг. 13. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 15,6 мкм, из силиконовых пластырей 3003-40 (твердость по Шору 40A) с нагрузкой 10% (N=3, ±SD). (Примечание: 3003 40 мкм 20% 50% не отверждались);
Фиг. 14. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 21 мкм, из силиконовых пластырей 3003-40 (твердость по Шору 40A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
Фиг. 15. Кумулятивное высвобождение измельченных в струйной мельнице частиц KMnO4, имеющих диаметр 32,9 мкм, из силиконовых пластырей 3003-40 (твердость по Шору 40A) с нагрузкой 10%, 20% и 50% (N=3, ±SD);
Нанесение пластыря
Фиг. 16a-c. Нанесение пропитанного перманганатом пластыря на тридцать минут на сухую кожу без высвобождения. [A] Кожа до нанесения. [B] Нанесенный пластырь. [C] Кожа без пятен после нанесения пластыря на 30 минут; и
Фиг. 17a-c. Нанесение пропитанного перманганатом пластыря на тридцать минут на мокрую кожу с высвобождением. [A] Кожа до нанесения. [B] Нанесенный пластырь. [C] Пятна на коже после нанесения пластыря на 30 минут.
Таблица 1. Испытанная твердость по Шору различных пластырей при нагрузке с разными размерами частиц и концентрациями перманганата.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Перманганат калия закупали у Fischer Scientific. Медицинский силикон (обозначаемый как 3003) часть A и часть B закупали у Primasil silicones limited в соответствии с определенной твердостью по Шору. При получении силиконовых пластырей, как должно быть понятно, общая твердость в конечном счете отвержденного силикона зависит от нагрузки перманганатом (и зависит от концентрации нагрузки и размера частиц. Соответственно, твердость по Шору после отверждения в нагруженном состоянии была измерена и показана в Таблице 1.
Частицы KMnO4
Частицы перманганата калия были получены двумя отдельными способами: i) измельчение на шаровой мельнице и просеивание через сито вручную; и ii) измельчение на струйной мельнице и механическое просеивание. Измельчение на шаровой мельнице и просеивание через сито вручную является быстрым и недорогим способом для получения частиц с широким диапазоном размеров. И наоборот, для измельчения частиц на струйной мельнице требуется использование специального оборудования, что приводит к чрезвычайно точному и определенному размеру частиц; эти частицы также измеряли для определения d50 размера частиц перед использованием.
Измельчение на шаровой мельнице
Кристаллы перманганата калия (10 г) помещали в стальную шаровую мельницу, содержащую 100 стальных шаров (1 см), и контейнер на две трети заполняли циклогексаном (~200 мл). Это герметично закрывали и вращали при 200 об/мин в течение 24 часов. После этого частицы пропускали через набор сит в избытке циклогексана и при непрерывном качании в течение 5 часов, избыток циклогексана удаляли по мере необходимости. Набор сит оставляли сушиться в вытяжном шкафу (48 часов), после чего каждое сито опорожняли в контейнер и отдельно аккуратно измельчали пестиком и ступкой, чтобы разбить любую спекшуюся массу. Каждый образец частиц помещали обратно в их соответствующие сита, сита укладывали в стопку, а затем вручную раскачивали и перемешивали, постоянно постукивая стопку в течение двух часов. Затем каждую секцию удаляли и помещали в отдельный химический стакан, и к каждому образцу добавляли избыток циклогексана для получения суспензии. Каждую суспензию выливали обратно в соответствующее сито, начиная с наименьшего размера частиц, затем укладывая сверху каждое последующее сито, каждый раз промывая избытком циклогексана. Затем стопку оставляли сушиться в вытяжном шкафу в течение 48 часов. Процесс сушки, просеивания, измельчения при помощи пестика и ступки, просеивания суспензии и сушки повторяли три раза. После этого частицы удаляли из каждого сита, при этом лепешку аккуратно размалывали с использованием пестика и ступки, а затем сухого сита в стопках (2 часа). Частицы удаляли из каждого сита и хранили в сухих герметичных контейнерах, закрытых от света и поддерживаемых при комнатной температуре (21°C).
Измельчение на струйной мельнице
Кристаллы перманганата калия измельчали на струйной мельнице от Hosakawa micron до четырех различных размеров частиц: d50 11,9 мкм, общая масса 294 г, проба № 51461/опыт 3, общая масса D50, 15,6 мкм общая масса 75 г, проба № 51461/опыт 1, D50 21 мкм общая масса 282 г, проба № 51461/опыт 6 и D50 32,9 мкм общая масса 279 г, проба № 51461/опыт 9
Получение пластыря
Фармацевтическая степень чистоты
1,5 грамма жидкого силиконового каучука части А и части В отвешивали в стерильные чашки Петри, смешивали вручную при помощи шпателя, после чего взвешенные частицы добавляли к силикону (50%=3 г, 20%=0,75 г, 10%=0,33 г частиц). Все это вручную смешивали при помощи шпателя в течение 30 минут для обеспечения однородности, после чего силикон распределяли вручную по крышке чашки Петри и оставляли при осторожном качании в течение 3 часов, чтобы обеспечить отстаивание и выравнивание. Каждый пластырь имел диаметр 8 см и толщину 0,5 мм. Затем их отверждали в течение 24 часов при 75°С. Пластыри извлекали из печи и оставляли для охлаждения, а затем вручную извлекали из чашки Петри. Каждый пластырь получали три раза; если отверждение не происходило, пластыри получали 10 раз и оставляли при 75°С на 1 неделю. Во всех случаях, если пластырь не отверждался через 24 часа, он как было обнаружено, не отверждался и в течение 1 недели или при повышенной температуре (до 120°C).
Данные высвобождения
Пластыри извлекали из чашек Петри и переворачивали, чтобы убедиться, что поверхность пластыря имеет одинаковые физические свойства, то есть полностью плоская, гладкая и блестящяя.
Подающую секцию (крышка) диффузионной ячейки Франца (FDC) помещали на каждый пластырь, а фланцы были предварительно смазаны силиконовым гелем для обеспечения полного уплотнения. Пластырь и крышку диффузионной ячейки Франца надежно закрепляли в нужном положении. 1 мл dH2O вводили через пипетку в подающую крышку FDC и полностью собирали через 10, 20, 30 и 60 мин. После сбора образец трижды вручную смешивали 1-мл пипеткой перед извлечением для анализа.
Анализ
Анализ осуществляли с использованием оптической спектроскопии при 256 мкм, используя 1-мл пластиковые кюветы, когда концентрация была слишком высокой, образец разбавляли в dH2O.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Высвобождение из Силикона 3003-10
Профили высвобождения из Силикона 3003-10 на Фиг. 1, 2 и 3 показыввают, в основном, следующие тенденции: i) чем меньше размер частиц, тем больше высвобождение; ii) чем больше концентрация нагрузки, тем больше высвобождение; и iii) в большинстве случаев линейный профиль высвобождения в течение 1 часа.
При сравнении общего высвобождения 10% и 20% нагрузки для всех трех размеров частиц, в каждом случае и в каждой точке времени чем больше нагрузка, тем больше высвобождение, и чем меньше частицы, тем больше высвобождение. Единственный раз, когда это было не так, было при сравнении 50% нагрузки частицами размером 21 и 32,9, что было связано с нелинейным высвобождением 3003-10 32,9 мкм 50%, в результате чего большая концентрация KMnO4 высвобождалась между временем выборки 20 и 30 мин.
Равным образом, нелинейное высвобождение больших концентраций (по сравнению с линейным высвобождением) наблюдалось в точке времени 30 минут для 3003-10 21 мкм 10% и 20% (Фиг. 3). Размер частиц 15,6 мкм затруднял отверждение любого пластыря. Неотверждение в случае размера частиц 11,9 мкм 50%, вероятно, связано с небольшим размером частиц и концентрацией нагрузки по сравнению с количеством возможных областей сшивки на основной цепи силикона.
Высвобождение из Силикона 3003-20
Профили высвобождения для Силикона 3003-20 показаны на Фиг. 4, 5, 6 и 7, которые демонстрируют: i) линейное высвобождение в течение 1 часа; ii) чем больше нагрузка, тем больше высвобождение; и iii) чем меньше частицы, тем больше высвобождение.
И опять, 50% нагрузка с размером частиц 11,9 мкм препятствовала отверждению, однако наибольшее высвобождение 20% нагрузки было при размере частиц 11,9 мкм. Погрешность, наблюдаемая как стандартное отклонение, была переменной по неизвестной причине, однако отклонение sd 10% и 20%/в большинстве профилей высвобождения было чрезвычайно низким. Двумя исключениями были 3003-20 11,9 мкм с 10% нагрузкой, где наблюдалась 
вариабельность (Фиг. 4), и 3003-20 15,6 мкм с 10% нагрузкой, где наблюдалась большая вариабельность. 3003-20 15,6 мкм 20% и 50% не отверждались, и большая вариабельность высвобождения 10% нагрузки может быть связана с очень незначительными изменениями уровня отверждения.
Высвобождение из Силикона 3003-30
Фиг. 8-11 показыввают профили высвобождения для 3003-30. Как и для других типов силикона, чем больше нагрузка, тем больше высвобождение, все профили высвобождения были линейными, и чем меньше частицы, тем больше высвобождение.
Особого внимания заслуживает способность к отверждению 11,9 мкм при 50%, поскольку профиль высвобождения через 30 мин больше (75 мМ), чем профиль предполагаемой концентрации (66 мМ). 3003-30 15,6 мкм 20% и 50% не отверждались, а профиль высвобождения при 10% имеет большое sd. Разница между 3003-30 10% и 20% при 21 мкм и 32,9 мкм, соответственно, не является существенной.
Высвобождение из Силикона 3003-40
Профили кумулятивного высвобождения 3003-40 показаны на Фиг. 12-15 и имеют такую же тенденцию, как у 3003-30: чем меньше частицы, тем больше высвобождение, повышенная нагрузка приводит к повышенному высвобождению, и каждый профиль является линейным. Стандартное отклонение низкое для всех профилей, включая 3003-40 15,6мкм 10%, однако 20% и 50% не отверждались.
Силиконовый пластырь показывает преимущественное высвобождение в областях, подлежащих лечению
Преимущество состоит в том, что, как было обнаружено, пластыри, раскрытые в настоящей заявке, включающие микрочастицы перманганата калия в отвержденной силиконовой матрице, требуют присутствия жидкой поверхности раздела для высвобождения перманганата.
Это продемонстрировано на Фиг. 16 и 17. Когда испытываемый пластырь прилагали к нормальной коже, через 30 минут не было никаких признаков высвобождения перманганата (явным признаком высвобождения перманганата является коричневое окрашивание кожи (Фиг. 12a-c). Однако, когда кожу предварительно смачивали (1 мл) и наносили пластырь, наблюдали, что произошло окрашивание перманганатом и, следовательно, его высвобождение (Фиг. 13a-c)
Эта конструкция и применение идеально подходят для лечения сильно экссудирующих хронических ран, таким образом, практикующий врач накладывает пластырь на рану не более чем на 30 минут. Однако пластырь не предназначен для нанесения на нормальную кожу, пластырь рассчитан таким образом, что нормальная влажность кожи не позволяет высвобождать перманганат, таким образом, избегается высвобождение и риск химического ожога. Следовательно, он имеет естественный механизм безопасности, который способствует обращению с ним и его использованию.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Во всех профилях высвобождения медицинских 3003 силиконовых пластырей, имеющих увеличивающуюся твердость по Шору, чем меньше частицы KMnO4, тем больше высвобождаемая концентрация. По мере увеличения твердости по Шору увеличивалась способность к отверждению пластырей при меньших размерах частиц, при 15,6 мкм отверждение совсем предотвращалось, кроме двух из самых низких концентраций и самой высокой твердости по Шору (3003-30 и -40 при 10%).
Помимо двух профилей высвобождения (3003-10 21 мкм 20% и 3003-10 32,9 мкм 50%; Фиг. 2 и 3) все остальные профили были линейными в течение 1 часа.
При сравнении твердости по Шору и высвобождения (не считая 15,6 мкм), чем выше твердость по Шору, тем ниже высвобождение, также чем выше твердость по Шору, тем ниже стандартное отклонение между пластырями.
Полученные авторами изобретения результаты показывают, что перманганат калия, химическое вещество с полезными ранозаживляющими свойствами, но с плохими методами введения, может доставляться из силиконовой матрицы в жидкость контролируемым и предсказуемым образом в зависимости от нагрузки пластыря, размера частицы и твердости по Шору используемого силикона.
| Таблица 1 | |||
| Силикон Твердость по Шору | Размер частиц мкм | Процент нагрузки (%) | Средняя твердость по Шору после нагрузки (A) |
| 10A | 11,9 | 10 | 6,33 |
| 20 | 5,67 | ||
| 21 | 10 | 7,00 | |
| 20 | 7,33 | ||
| 50 | 7,33 | ||
| 32,9 | 10 | 9,00 | |
| 20 | 11,00 | ||
| 50 | 25,33 | ||
| 20A | 11,9 | 10 | 16,67 |
| 20 | 23,00 | ||
| 15,6 | 10 | 10,33 | |
| 21 | 10 | 15,00 | |
| 20 | 21,67 | ||
| 50 | 30,33 | ||
| 32,9 | 10 | 15,00 | |
| 20 | 23,67 | ||
| 50 | 40,00 | ||
| 30A | 11,9 | 10 | 21,33 |
| 20 | 30,00 | ||
| 50 | 38,33 | ||
| 15,6 | 10 | 23,67 | |
| 21 | 10 | 30,00 | |
| 20 | 32,00 | ||
| 50 | 41,33 | ||
| 32,9 | 10 | 30,00 | |
| 20 | 31,00 | ||
| 50 | 40,33 | ||
| 40A | 11,9 | 10 | 31,00 |
| 20 | 38,67 | ||
| 50 | 46,00 | ||
| 15,6 | 10 | 29,00 | |
| 21 | 10 | 29,33 | |
| 20 | 34,67 | ||
| 50 | 52,33 | ||
| 32,9 | 10 | 31,00 | |
| 20 | 40,33 | ||
| 50 | 60,33 |
1. Пластырь для нанесения на кожу субъекта, включающий частицы перманганата калия, диспергированного в отвержденном силиконе медицинского назначения, где указанные частицы перманганата калия имеют средний диаметр в пределах 1 нм - 60 мкм и указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 5-60A после отверждения.
2. Пластырь по п. 1, где указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 5-40A.
3. Пластырь по п. 2, где указанный силикон имеет твердость по Шору в пределах 15-40A.
4. Пластырь по п. 3, где указанный силикон имеет твердость по Шору, выбранную из группы, включающей: 15A, 16A, 17A, 18A, 19A, 20A, 21A, 22A, 23A, 24A, 25A, 26A, 27A, 28A, 29A, 30A, 31A, 32A, 33A, 34A, 35A, 36A, 37A, 38A, 39A, 40A и каждый 0,1A между указанными значениями.
5. Пластырь по любому из предшествующих пунктов, где указанные частицы перманганата калия находятся в форме кристаллов перманганата, диспергированных по всему силиконовому пластырю.
6. Пластырь по любому из предшествующих пунктов, где указанные частицы имеют средний диаметр в пределах 1 мкм - 50 мкм.
7. Пластырь по п. 6, где указанные частицы имеют средний диаметр, выбранный из группы, включающей: 10 мкм, 11 мкм, 12 мкм, 13 мкм, 14 мкм, 15 мкм, 16 мкм, 17 мкм, 18 мкм, 19 мкм, 20 мкм, 21 мкм, 22 мкм, 23 мкм, 24 мкм, 25 мкм, 26 мкм, 27 мкм, 28 мкм, 29 мкм, 30 мкм, 31 мкм, 32 мкм, 33 мкм, 34 мкм, 35 мкм и каждый 0,1 мкм между указанными значениями.
8. Пластырь по любому из предшествующих пунктов, где указанный перманганат калия присутствует в количестве 5-75% в расчете на массу силиконового пластыря, включая каждый 1% между указанными значениями.
9. Пластырь по п. 8, где указанный перманганат присутствует в количестве 10-50% в расчете на массу силиконового пластыря, включая каждый 1% между указанными значениями.
10. Пластырь по п. 9, где указанный перманганат присутствует в количестве, выбранном из группы, включающей: 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50% и каждый 0,1% между указанными значениями.
11. Пластырь по любому из предшествующих пунктов, где указанный силикон имеет твердость по Шору около 20A, указанный перманганат калия, диспергированный в нем, имеет размер частиц около 12 мкм и присутствует при концентрации около 20% в расчете на массу указанного пластыря.
12. Пластырь по любому из пп. 1-10, где указанный силикон имеет твердость по Шору около 30A, указанный перманганат калия, диспергированный в нем, имеет размер частиц около 20 мкм и и присутствует при концентрации около 50% в расчете на массу указанного пластыря.
13. Пластырь по любому из пп. 1-10, где указанный силикон имеет твердость по Шору около 40A, указанный перманганат калия, диспергированный в нем, имеет размер частиц около 33 мкм и присутствует при концентрации около 50% в расчете на массу указанного пластыря.
14. Пластырь по любому из пп. 1-10, где указанный силикон имеет твердость по Шору около 25A, указанный перманганат калия, диспергированный в нем, имеет размер частиц около 33 мкм и присутствует при концентрации около 50% в расчете на массу указанного пластыря.
15. Пластырь по любому из пп. 1-10, где указанный силикон имеет твердость по Шору около 38A, указанный перманганат калия, диспергированный в нем, имеет размер частиц около 12 мкм и присутствует при концентрации около 50% в расчете на массу указанного пластыря.
16. Способ лечения кожного расстройства, характеризующегося повышенной влажностью поверхности кожи, включающий стадию нанесения пластыря по любому из пп. 1-16 на поверхность кожи, подлежащую лечению, и в результате контакта с указанной влагой на поверхности кожи перманганат калия высвобождается из пластыря.
17. Способ по п. 16, где указанное кожное расстройство выбрано из группы, включающей: раны; хронические раны; острые раны; порезы; глубокие порезы; ссадины; авульсии; колотые раны; термические или химические ожоги; укусы и уколы; язвы; экзему; вирусные, грибковые или бактериальные кожные инфекции; прыщи; болезнь Боуэнса; плоскоклеточную карциному; контактный дерматит; дистрофический буллозный эпидермолиз; грибковые инфекции ногтей; простой герпес; псориаз; гангренозную пиодермию; и опоясывающий лишай.
