RU2619836C1 - Antimicrobial composition based on siloxane rubber - Google Patents
Antimicrobial composition based on siloxane rubber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619836C1 RU2619836C1 RU2016130670A RU2016130670A RU2619836C1 RU 2619836 C1 RU2619836 C1 RU 2619836C1 RU 2016130670 A RU2016130670 A RU 2016130670A RU 2016130670 A RU2016130670 A RU 2016130670A RU 2619836 C1 RU2619836 C1 RU 2619836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- antimicrobial
- composition
- rifampicin
- additive
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 33
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- -1 polydimethylmethylvinylsiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 229960001225 rifampicin Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N rifampicin Chemical compound O([C@](C1=O)(C)O/C=C/[C@@H]([C@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)[C@H](O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)\C=C\C=C(C)/C(=O)NC=2C(O)=C3C([O-])=C4C)C)OC)C4=C1C3=C(O)C=2\C=N\N1CC[NH+](C)CC1 JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N 0.000 claims abstract 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 abstract 1
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- JQXXHWHPUNPDRT-YOPQJBRCSA-N chembl1332716 Chemical compound O([C@](C1=O)(C)O\C=C/[C@@H]([C@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)[C@H](O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)/C=C\C=C(C)/C(=O)NC=2C(O)=C3C(O)=C4C)C)OC)C4=C1C3=C(O)C=2\C=N\N1CCN(C)CC1 JQXXHWHPUNPDRT-YOPQJBRCSA-N 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 6
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 6
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000032840 Catheter-Related Infections Diseases 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical group [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 238000002768 Kirby-Bauer method Methods 0.000 description 1
- 239000004264 Petrolatum Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000003214 anti-biofilm Effects 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 229920002118 antimicrobial polymer Polymers 0.000 description 1
- 229940045985 antineoplastic platinum compound Drugs 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 239000003060 catalysis inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- OLLFKUHHDPMQFR-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](O)(O)C1=CC=CC=C1 OLLFKUHHDPMQFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229940066842 petrolatum Drugs 0.000 description 1
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 150000003058 platinum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000019871 vegetable fat Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/74—Synthetic polymeric materials
- A61K31/765—Polymers containing oxygen
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/28—Compounds containing heavy metals
- A61K31/282—Platinum compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/495—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with two or more nitrogen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. piperazine or tetrazines
- A61K31/496—Non-condensed piperazines containing further heterocyclic rings, e.g. rifampin, thiothixene or sparfloxacin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/695—Silicon compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K2121/00—Preparations for use in therapy
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к композициям на основе силоксанового каучука, имеющим широкий спектр применения и предназначенным преимущественно для изготовления изделий медицинского назначения, контактирующих с кровью и биосубстратами. Кроме того, антимикробная композиция может использоваться для изготовления изделий (элементов, деталей), предназначенных для установки в устройствах для хранения и/или перекачки жидких сред, в которых необходимо не допустить размножения нежелательной микрофлоры в течение длительного времени.The invention relates to compositions based on siloxane rubber, having a wide range of applications and intended primarily for the manufacture of medical devices in contact with blood and biosubstrates. In addition, the antimicrobial composition can be used for the manufacture of products (elements, parts) intended for installation in devices for storing and / or pumping liquid media in which it is necessary to prevent the propagation of unwanted microflora for a long time.
Известна композиция на основе силиконового каучука, включающая в качестве вулканизующего агента органические пероксиды [Шетц М. Силиконовый каучук. - Ленинград: Химия. 1975].A known composition based on silicone rubber, including organic peroxides as a vulcanizing agent [Schetz M. Silicone rubber. - Leningrad: Chemistry. 1975].
Указанная композиция широко используется для получения разнообразных изделий медицинского назначения со сроком имплантации до 1 месяца ввиду недостаточно высокой биосовместимости с тканями организма.The specified composition is widely used to obtain a variety of medical devices with an implantation period of up to 1 month due to insufficient biocompatibility with body tissues.
Более высокие медико-технические показатели имеют композиции на основе силоксановых каучуков вулканизованных с использованием в качестве сшивающих агентов кремнегидридов с активаторами сшивания (соединения Pt). Процесс вулканизации идет без выделения токсичных продуктов в отличие от пероксидов, а получаемые вулканизаты обладают высоким уровнем медико-технических показателей.Compositions based on siloxane vulcanized rubbers using silica hydrides with crosslinking activators (Pt compounds) as higher crosslinking agents have higher medical and technical parameters. The vulcanization process proceeds without the release of toxic products, unlike peroxides, and the resulting vulcanizates have a high level of medical and technical indicators.
Использование таких композиций позволяет выпускать изделия, предназначенные для длительной имплантации - сроком более шести месяцев.The use of such compositions allows you to produce products intended for long-term implantation - for a period of more than six months.
Существенным недостатком композиций содержащих катализаторы на основе соединений платины является их высокая активность в процессе сшивания уже при комнатной температуре. Это резко снижает срок хранения таких смесей, ухудшает их реологические свойства, что создает трудности в процессе переработки резиновых смесей.A significant drawback of compositions containing catalysts based on platinum compounds is their high activity in the crosslinking process even at room temperature. This dramatically reduces the shelf life of such mixtures, worsens their rheological properties, which creates difficulties in the processing of rubber compounds.
Стойкость к преждевременной вулканизации таких композиций достигается, как правило, введением в состав смесей специальных соединений (ингибиторов), замедляющих сшивание при температуре переработки резиновой смеси, но оказывающих минимальное влияние на скорость процесса при температуре вулканизации.Resistance to premature vulcanization of such compositions is achieved, as a rule, by introducing special compounds (inhibitors) into the composition of the mixtures, which slow down crosslinking at the processing temperature of the rubber mixture, but have a minimal effect on the speed of the process at the vulcanization temperature.
Так известны композиции, содержащие в качестве ингибиторов ацетиленовый спирт [Bergstrom F.A., Lee С.L., Maxson М.Т. Method of preparing a platinum catalyst inhibitor: пат. 3933880 США. - 1976], азотсодержащие соединения [Preparation of stable mixtures of organosilicon compositions in the presence of a nitrogen-containing ligand: пат. 3188299 США. - 1965], фосфорорганические соединения [Preparation of stable copolymerizable organosilicon compositions containing a platinum catalyst and a phosphorus ligand: пат. 3188300 США. - 1965.], амины [Garden W.D. Catalyst compositions and their use in the preparation of release coatings: пат. 4281093 США. - 1981].So known compositions containing acetylene alcohol as inhibitors [Bergstrom F.A., Lee C.L., Maxson M.T. Method of preparing a platinum catalyst inhibitor: US Pat. 3933880 United States. - 1976], nitrogen-containing compounds [Preparation of stable mixtures of organosilicon compositions in the presence of a nitrogen-containing ligand: US Pat. 3,188,299 United States. - 1965], organophosphorus compounds [Preparation of stable copolymerizable organosilicon compositions containing a platinum catalyst and a phosphorus ligand: US Pat. 3,188,300 US. - 1965.], amines [Garden W.D. Catalyst compositions and their use in the preparation of release coatings: US Pat. 4,281,093 - 1981].
Хотя при этом удается значительно замедлить процесс сшивания композиций при комнатной температуре, развитие инфекции является частым осложнением, связанным с использованием различных медицинских устройств, изготовленных из этих композиций - катетеров, эндотрахеальных трубок, разнообразных имплантов.Although it is possible to significantly slow down the process of cross-linking the compositions at room temperature, the development of infection is a frequent complication associated with the use of various medical devices made from these compositions — catheters, endotracheal tubes, and various implants.
Учитывая, что в основе катетерассоциированных инфекций лежит образование биопленки на поверхности инородного тела - катетера, придание ему антимикробных свойств может стать надежным способом защиты от инфицирования. Наличие противомикробных препаратов на поверхности катетера на длительное время создает зону противомикробного действия в окружающих тканях и выполняет роль системы локального продолжительно выделяющего противомикробное средство источника. В этом случае микроорганизмы, попадающие на катетер, даже если и не погибают, то теряют способность к размножению и образованию пленки.Given that catheter-associated infections are based on the formation of a biofilm on the surface of a foreign body - a catheter, giving it antimicrobial properties can be a reliable way to protect against infection. The presence of antimicrobial agents on the surface of the catheter for a long time creates a zone of antimicrobial action in the surrounding tissues and acts as a system of a local source that continuously releases antimicrobial agents. In this case, microorganisms entering the catheter, even if they do not die, then lose the ability to reproduce and form a film.
Известна композиция на основе силоксанового каучука, содержащая в качестве антимикробного агента смесь оксидов в количестве 0,2-1,0 масс.ч. следующего состава: 40-79% SiO2, 20-50% Al2O3, 1-10% серебра или его оксида [Suh K.I. Mixture of silicon oxide, aluminum oxide and silver or silver oxide added to silicone or latex: пат. 5476881 США. - 1995].A known composition based on siloxane rubber containing, as an antimicrobial agent, a mixture of oxides in an amount of 0.2-1.0 mass parts. the following composition: 40-79% SiO 2 , 20-50% Al 2 O 3 , 1-10% silver or its oxide [Suh KI Mixture of silicon oxide, aluminum oxide and silver or silver oxide added to silicone or latex: US Pat. 5476881 United States. - 1995].
Известна также композиция на основе силоксанового каучука, включающая в качестве антибактериального агента цеолит, содержащий от 0,1 до 15% иона серебра [Inoue Y., Susumu S., Kurihara Y. Antibacterial, antifungal silicone rubber composition: пат. 5466726 США. - 1995].Also known is a composition based on siloxane rubber, comprising as an antibacterial agent a zeolite containing from 0.1 to 15% silver ion [Inoue Y., Susumu S., Kurihara Y. Antibacterial, antifungal silicone rubber composition: US Pat. 5466726 United States. - 1995].
Существенным недостатком этих технических решений является то, что получаемые композиции не обеспечивают требуемой степени антимикробной эффективности, поскольку указанным композициям свойственна незначительная диффузия ионов серебра из резины.A significant drawback of these technical solutions is that the resulting compositions do not provide the required degree of antimicrobial efficacy, since these compositions are characterized by a slight diffusion of silver ions from rubber.
Для увеличения скорости высвобождения ионов серебра из резины предложено вводить в композицию на основе силоксанового каучука диспергированные в органической жидкости (алифатический или ароматический углеводород, минеральное масло, вазелин, глицерин, жирный спирт, пропиленгликоль, полипропиленгликоль, животного и/или растительного масла или жир или силиконовое масло) частицы наносеребра (размер от 1 до 50 нм) [Hanke В., Bast Т. Anti-microbial silicone rubber composition and method for making same: пат. 6822034 США. - 2004].To increase the rate of release of silver ions from rubber, it is proposed to introduce dispersed in an organic liquid (aliphatic or aromatic hydrocarbon, mineral oil, petrolatum, glycerin, fatty alcohol, propylene glycol, polypropylene glycol, animal and / or vegetable oil, or fat or silicone into a composition based on siloxane rubber oil) nanosilver particles (size from 1 to 50 nm) [Hanke B., Bast T. Anti-microbial silicone rubber composition and method for making same: US Pat. 6822034 United States. - 2004].
Введение в силиконовые композиции монокарбоновых кислот позволяет увеличить продолжительность антимикробного действия от нескольких дней до нескольких недель [Mustacich R.V., Lucas D.S., Stone R.L. Antimicrobial polymer compositions: пат. 4343788 США. - 1982].The introduction of monocarboxylic acids into silicone compositions can increase the duration of antimicrobial activity from several days to several weeks [Mustacich R.V., Lucas D.S., Stone R.L. Antimicrobial polymer compositions: US Pat. 4,343,788 to the United States. - 1982].
Однако, как и предыдущие технические решения, указанная композиция не обладает ярко выраженным пролонгированным антибактериальным эффектом как по всей поверхности получаемых изделий, так и в его объеме.However, like the previous technical solutions, this composition does not have a pronounced prolonged antibacterial effect both on the entire surface of the resulting products and in its volume.
Из других металлорганических антимикробных агентов, вводимых в силоксановые резины, известен оксид меди, модифицированный цетилтриметиламмонийбромидом [Sankar G.G. et al. Polydimethyl siloxane based nanocomposites with antibiofilm properties for biomedical applications //Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. - 2016].Of the other organometallic antimicrobial agents introduced into siloxane rubbers, copper oxide modified with cetyltrimethylammonium bromide is known [Sankar G.G. et al. Polydimethyl siloxane based nanocomposites with antibiofilm properties for biomedical applications // Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. - 2016].
К недостаткам всех приведенных композиций следует отнести недостаточную продолжительность антимикробного эффекта, что ограничивает их использование в медицинских изделиях с длительным периодом имплантации.The disadvantages of all of these compositions include the insufficient duration of the antimicrobial effect, which limits their use in medical devices with a long implantation period.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является резиновая смесь на основе полидиметилметилвинилсилоксанового каучука, включающая аэросил, антиструктурирующую добавку, кремнегидрид, платиновый катализатор и в качестве антимикробного агента дисперсию оксида серебра [Nelson J.N. Antimicrobial elastomer composition and method for making: пат. 7393547 США. - 2008].Closest to the proposed technical solution is a rubber mixture based on polydimethylmethylvinylsiloxane rubber, including aerosil, anti-structuring additive, silica, platinum catalyst and silver oxide dispersion as an antimicrobial agent [Nelson J.N. Antimicrobial elastomer composition and method for making: US Pat. 7393547 United States. - 2008].
Существенным недостатком таких композиций является низкая скорость диффузии серебряных ионов из резины вследствие их адсорбции на поверхности наполнителя, что не обеспечивает нужной степени защиты изделий от инфекции [Zhu A., Wang Y.F. Silicone rubber exhibiting effective antimicrobial activity: заяв. пат. 12/072, 486 США. - 2008].A significant drawback of such compositions is the low diffusion rate of silver ions from rubber due to their adsorption on the surface of the filler, which does not provide the necessary degree of protection of products from infection [Zhu A., Wang Y.F. Silicone rubber exhibiting effective antimicrobial activity: application. US Pat. 12/072, 486 United States. - 2008].
Задачей, решаемой изобретением, является устранение указанных выше недостатков аналогов, в том числе наиболее близкого аналога, а именно улучшение антимикробного эффекта и технологических свойств.The problem solved by the invention is to eliminate the above disadvantages of analogues, including the closest analogue, namely improving the antimicrobial effect and technological properties.
Техническим результатом, который достигается заявленным изобретением, является создание биологически активной композиции на основе силиконового каучука широкого спектра применения, обладающей био- и гемосовместимостью, оптимальными технологическими и физико-механическими свойствами и продолжительным антимикробным эффектом.The technical result, which is achieved by the claimed invention, is the creation of a biologically active composition based on silicone rubber with a wide range of applications, with bio- and hemocompatibility, optimal technological and physico-mechanical properties and a long-term antimicrobial effect.
На сегодняшней день известен ряд способов для придания антимикробных свойств медицинским изделиям, изготовленным из силоксанового каучука с помощью рифампицина.To date, a number of methods are known for imparting antimicrobial properties to medical devices made from siloxane rubber using rifampicin.
Так известен способ введения рифампицина в жидкий не вулканизованый силиконовый компаунд с последующим его нанесением (распылением) на готовое изделие с дальнейшей вулканизацией [Berg Е.P., Stella R. Coating with antimicrobial agents: пат. 8419793 США. - 2013].So known is the method of introducing rifampicin into a liquid non-vulcanized silicone compound with its subsequent application (spraying) on the finished product with further vulcanization [Berg E.P., Stella R. Coating with antimicrobial agents: US Pat. 8419793 United States. - 2013].
Главным недостатком данного способа является, невозможность его применения для медицинских изделий, где ключевым фактором является точность геометрических форм и размеров, а также образование равномерной по толщине пленки на поверхности изделия.The main disadvantage of this method is the impossibility of its use for medical devices, where the key factor is the accuracy of geometric shapes and sizes, as well as the formation of a uniform film thickness on the surface of the product.
Известен также способ введения рифампицина в готовые изделия на основе силоксанового каучука путем их обработки раствором рифампицина в неполярных растворителях [Darouiche R.О., Raad I. Antimicrobial impregnated catheters and other medical implants: пат.5902283 США. - 1999]. После удаления растворителей рифампицин остается в готовом изделии.There is also a method of introducing rifampicin into finished products based on siloxane rubber by treating them with a solution of rifampicin in non-polar solvents [Darouiche R. O., Raad I. Antimicrobial impregnated catheters and other medical implants: US Pat. No. 5,952,283. - 1999]. After solvent removal, rifampicin remains in the finished product.
Существенным недостатком данного технического решения, является то, что он не обеспечивает нужной степени эффективности, поскольку не позволяет контролировать равномерную концентрацию антимикробного агента по всей толщине готового изделия.A significant drawback of this technical solution is that it does not provide the desired degree of effectiveness, since it does not allow you to control the uniform concentration of antimicrobial agent throughout the thickness of the finished product.
Кроме того, перечисленные методы не могут быть использованы для получения изделий сложной геометрической формы и обеспечить продолжительный антимикробный эффект.In addition, the above methods cannot be used to obtain products of complex geometric shape and provide a long antimicrobial effect.
В связи с вышеизложенным заявленное изобретение направлено на разработку и создание композиций на основе силоксанового каучука, предназначенных для изготовления имплантируемых изделий медицинского назначения (срок имплантации больше шести месяцев) и обладающих длительным (пролонгированным) антибактериальным эффектом.In connection with the foregoing, the claimed invention is directed to the development and creation of compositions based on siloxane rubber, intended for the manufacture of implantable medical devices (implantation period of more than six months) and having a long (prolonged) antibacterial effect.
Указанный выше технический результат достигается вследствие того, что в композиции на основе силоксанового каучука, включающей аэросил, антиструктурирующую добавку, кремнегидрид, платиновый катализатор и антимикробную добавку, в качестве последней содержит рифампицин при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:The above technical result is achieved due to the fact that in the composition based on siloxane rubber, including aerosil, anti-structuring additive, silica hydride, platinum catalyst and antimicrobial additive, the latter contains rifampicin in the following ratio of components, parts by weight:
Рифампицин является универсальным препаратом, эффективным в отношении широкого круга бактерий, с высокой антибактериальной активностью в очень низких дозах. При этом приведенная совокупность ингредиентов в указанных выше количествах позволяет наряду с антибактериальной активностью обеспечить хорошие технологические свойства композиции, а именно оптимальные физико-механические свойства, необходимые для изготовления изделий из заявленной композиции.Rifampicin is a versatile drug, effective against a wide range of bacteria, with high antibacterial activity in very low doses. Moreover, the given combination of ingredients in the above amounts allows, along with antibacterial activity, to provide good technological properties of the composition, namely the optimal physical and mechanical properties necessary for the manufacture of products from the claimed composition.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
На вальцах готовят резиновую смесь, состав которой приведен в табл. 1On the rollers, a rubber mixture is prepared, the composition of which is given in table. one
В качестве каучука использовали полидиметилметилвинилсилоксановый каучук СКТВ.The rubber used was SKTB polydimethylmethylvinylsiloxane rubber.
В качестве наполнителя использовали аэросил марок 300 и 150.Aerosil grades 300 and 150 were used as filler.
В качестве кремнегидрида использовали полидиметилгидридсилоксан с содержанием активного водорода 1,19 мол. %, или полиэтилгидридсилоксан с содержанием активного водорода 1,09 мол. %.As the silica used polydimethylhydride siloxane with an active hydrogen content of 1.19 mol. %, or polyethylsiloxane with an active hydrogen content of 1.09 mol. %
В качестве антиструктурирующей добавки использовали α,ω-дигидроксиолигодиметилсилоксан - продукт НД-8 и дифенилсиландиол.Α, ω-dihydroxyoligodimethylsiloxane, a product of ND-8 and diphenylsilanediol, were used as an anti-structuring additive.
Для активации процесса сшивания в резиновую смесь вводили H2PtCl6⋅6HCl в виде 0,02 М р-р в тетрогидрофуране.To activate the crosslinking process, H 2 PtCl 6 ⋅ 6HCl was introduced into the rubber mixture in the form of 0.02 M p-in tetrohydrofuran.
Степень диспергирования рифампицина оценивали визуально по блеску среза смеси и степени неровности его поверхности, а также количественно - после вулканизации по данным физико-механических испытаний.The degree of dispersion of rifampicin was evaluated visually by the sheen of the slice of the mixture and the degree of roughness of its surface, as well as quantitatively after vulcanization according to physical and mechanical tests.
Образцы для определения физико-механических свойств готовили путем вулканизации композиции в прессе при температуре 150°С в течение 10 минут. Оценку свойств вулканизатов проводили на разрывной машине «Monsanto» в соответствии с ГОСТом.Samples for determining the physicomechanical properties were prepared by vulcanizing the composition in a press at a temperature of 150 ° C for 10 minutes. Evaluation of the properties of vulcanizates was carried out on a tensile testing machine "Monsanto" in accordance with GOST.
Изучение реологических свойств композиции проводили на безроторном реометре MDR-2000 путем определения крутящего момента, соответствующего вязкости смеси.The study of the rheological properties of the composition was carried out on a rotorless rheometer MDR-2000 by determining the torque corresponding to the viscosity of the mixture.
Для исследования антибактериальной активности образцов использовали модифицированный метод Kirby-Bauer. В качестве тестовых штаммов были выбраны St. aureus (золотистый стафилококк), St. Epidermidis (эпидермальный стафилококк).To study the antibacterial activity of the samples, the modified Kirby-Bauer method was used. As test strains, St. aureus (Staphylococcus aureus), St. Epidermidis (epidermal staphylococcus).
Оценку антибактериальной активности проводили в чашках Петри на плотной питательной среде Agar Mueller-Hinton (рН 7.4±0.2). Посевная доза бактерий составляла 106 КОЕ/мл (колониеобразующие единицы). На поверхность засеянных чашек помещали по 3-4 образца из каждой испытуемой группы изделия. Все образцы инкубировали при 37°С в течение 24 часов, после чего измеряли диаметры зон задержки роста бактерий вокруг образцов изделия.Evaluation of antibacterial activity was carried out in Petri dishes on a dense nutrient medium Agar Mueller-Hinton (pH 7.4 ± 0.2). The inoculum dose of bacteria was 106 CFU / ml (colony forming units). 3-4 samples from each test product group were placed on the surface of the seeded plates. All samples were incubated at 37 ° C for 24 hours, after which the diameters of the zones of growth inhibition of bacteria around the product samples were measured.
Для выявления продолжительности сохранения антибактериальной активности изделия образцы, вокруг которых имелись зоны задержки роста (даже минимальные), ежедневно переносились в свежезасеянные чашки до полного отсутствия зон подавления роста микроорганизмов.To determine the duration of the antibacterial activity of the product, samples around which there were growth inhibition zones (even minimal ones) were transferred daily to freshly seeded plates until there were no zones of inhibition of microorganism growth.
Как видно из представленных в табл. 2 данных, равномерное распределение рифампицина в объеме резины позволяет получить надежное пролонгированное антибактериальное действие и при этом сохранить высокие медико-технические свойства получаемых резин.As can be seen from the table. 2 data, the uniform distribution of rifampicin in the volume of rubber allows you to get a reliable prolonged antibacterial effect and at the same time maintain high medical and technical properties of the resulting rubber.
Заявленное количество рифампицина определяли по следующим параметрам: технологическим свойствам резиновых смесей, физико-механическим показателям резин и антибактериальному эффекту.The declared amount of rifampicin was determined by the following parameters: technological properties of rubber compounds, physical and mechanical properties of rubbers, and antibacterial effect.
Оказалось, что при содержании рифампицина менее 1 масс.ч. снижается продолжительность антимикробного действия и ухудшаются технологические свойства резиновых смесей.It turned out that with a rifampicin content of less than 1 part by weight the duration of antimicrobial action is reduced and the technological properties of rubber compounds are deteriorated.
При содержании рифампицина более 2 масс.ч. цвет композиции приобретает коричневый оттенок, что не удовлетворяет эстетическим требованиям, предъявляемым к изделиям медицинского назначения. При этом основные эксплуатационные показатели получаемых вулканизатов практически не меняются.With a rifampicin content of more than 2 parts by weight the color of the composition acquires a brown hue, which does not satisfy the aesthetic requirements for medical devices. At the same time, the main operational indicators of the obtained vulcanizates practically do not change.
Высокая биосовместимость и функциональность разработанных составов была подтверждена в экспериментах на животных.High biocompatibility and functionality of the developed compounds was confirmed in animal experiments.
Образцы резин в виде трубок были имплантированы белым крысам подкожно и в просвет пищеварительного тракта.Tube rubber samples were implanted into white rats subcutaneously and into the lumen of the digestive tract.
Изучалась динамика веса тела поведение животных в послеоперационный период в течение 2,5 месяцев.The dynamics of body weight was studied, the behavior of animals in the postoperative period for 2.5 months.
Все животные после имплантации образцов и далее в течение всего эксперимента были здоровы. Различий в массе животных и массах внутренних органов контрольной и экспериментальной группы не отмечено. Макроскопические исследования внутренних органов и гистологические исследования срезов тканей внутренних органов на всех сроках не выявили негативных изменений.All animals after implantation of samples and further throughout the experiment were healthy. There were no differences in the mass of animals and the masses of the internal organs of the control and experimental groups. Macroscopic examinations of internal organs and histological studies of sections of tissues of internal organs at all periods did not reveal negative changes.
Таким образом, предлагаемая композиция обладает ярко выраженным антибактериальным эффектом при сохранении высоких физико-механических показателей. Это продлевает срок службы изготавливаемых из нее изделий, в том числе медицинского назначения, и обеспечивает длительный антибактериальный эффект.Thus, the proposed composition has a pronounced antibacterial effect while maintaining high physical and mechanical properties. This extends the service life of products made from it, including medical supplies, and provides a long antibacterial effect.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130670A RU2619836C1 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Antimicrobial composition based on siloxane rubber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130670A RU2619836C1 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Antimicrobial composition based on siloxane rubber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2619836C1 true RU2619836C1 (en) | 2017-05-18 |
Family
ID=58716196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016130670A RU2619836C1 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Antimicrobial composition based on siloxane rubber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2619836C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007011707A2 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Micell Technologies, Inc. | Polymer coatings containing drug powder of controlled morphology |
| EA009598B1 (en) * | 2003-05-16 | 2008-02-28 | Синвеншн Аг | Medical implants comprising biocompatible coatings |
| US7393574B2 (en) * | 2004-04-07 | 2008-07-01 | Hitachi Maxwell, Ltd. | Information recording medium |
| RU2592367C2 (en) * | 2011-03-11 | 2016-07-20 | Хемотек Аг | Endoprosthesis, coated with active compound |
-
2016
- 2016-07-26 RU RU2016130670A patent/RU2619836C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA009598B1 (en) * | 2003-05-16 | 2008-02-28 | Синвеншн Аг | Medical implants comprising biocompatible coatings |
| US7393574B2 (en) * | 2004-04-07 | 2008-07-01 | Hitachi Maxwell, Ltd. | Information recording medium |
| WO2007011707A2 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Micell Technologies, Inc. | Polymer coatings containing drug powder of controlled morphology |
| RU2592367C2 (en) * | 2011-03-11 | 2016-07-20 | Хемотек Аг | Endoprosthesis, coated with active compound |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7381751B2 (en) | Antimicrobial composition for medical articles | |
| US5877243A (en) | Encrustation and bacterial resistant coatings for medical applications | |
| US4675347A (en) | Antimicrobial latex composition | |
| Bayston et al. | Prevention of hydrocephalus shunt catheter colonisation in vitro by impregnation with antimicrobials. | |
| AU2007245897B2 (en) | Antiseptic-containing silicone elastomers | |
| CA2591246C (en) | Antimicrobial elastomer composition and method for making | |
| Jansen et al. | In-vitro efficacy of a central venous catheter (‘Hydrocath’) loaded with teicoplanin to prevent bacterial colonization | |
| AU2005304093A1 (en) | Antimicroboial active ingredient-containing silicone elastomers | |
| Park et al. | Assessment of PEO/PTMO multiblock copolymer/segmented polyurethane blends as coating materials for urinary catheters: in vitro bacterial adhesion and encrustation behavior | |
| CN106538583B (en) | Long-acting disinfection bactericidal composition, its coating method and the regeneration method for coating | |
| CA2181819A1 (en) | Central venous catheters loaded with antibiotics of the ramoplanin group preventing development of catheter related infections | |
| BRPI0616881A2 (en) | antimicrobial plastic composition, process for preparing same and mold comprising said composition | |
| RU2619836C1 (en) | Antimicrobial composition based on siloxane rubber | |
| Jansen | Vascular catheter-related infection: aetiology and prevention | |
| US11666686B2 (en) | Amtimicrobial silicones | |
| RU2620161C1 (en) | Method for manufacture of bypass system catheter with antimicrobial properties for hydrocephalia treatment | |
| KR102385389B1 (en) | Medical devices containing antibacterial and antiviral compositions | |
| CA2388863A1 (en) | Biomimetic silicone elastomers | |
| Zhukova et al. | Polyurethane films with antimicrobial properties, intended for the development of coatings preventing catheter-associated bloodstream infections | |
| WO2017194099A1 (en) | Antimicrobial crosslinked silicone polymer | |
| Extremina | Influence of Antimicrobial Agents on the Adhesion of Staphylococcus Epidermidis to Biomaterials | |
| WO2002090436A2 (en) | Bioactive biomimetic elastomers | |
| UA31299U (en) | Agent for giving of antimicrobial properties for medical ware surfaces | |
| JP2005185307A (en) | Lubricant for condom and condom to which the composition is applied |