RU2666012C1 - Bio-polymer based bandage for prophylaxis and treatment of infections for burns, trophic ulcers and soft tissue necrosis - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medicine. Solution of antimicrobial and wound healing is described in the form of antibacterial bandage, which contains chitosan, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, olivinilcaprolactam, collagen, alginate, stabilized colloid solutions of silver and copper nanoparticles synthesized electrochemically, with the following ratio of components, mass %: chitosan 0.1–0.3, polyethylene oxide 15.0–30.0, polyvinyl pyrrolidone 7.0–12.0, polyvinyl caprolactam 25.0–40.0, collagen 2.0–6.0, alginate 11.0–17.0, stabilized colloid solution of silver nanoparticles 6.0–10.0, stabilized copper colloid solution of copper nanoparticles 6.0–10.0.

EFFECT: solution has an effect on the process of antigenogenesis.

1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области фармации и ветеринарии, а именно к средствам противомикробного и ранозаживляющего действия в форме антибактериальной повязки.The invention relates to the field of pharmacy and veterinary medicine, and in particular to antimicrobial and wound healing agents in the form of an antibacterial dressing.

В настоящее время в медицине актуальным направлением при лечении раневых поверхностей является использование перевязочных средств на биополимерной основе.Currently, in medicine, the actual direction in the treatment of wound surfaces is the use of dressings on a biopolymer basis.

Известно раневое покрытие на основе коллаген-хитозанного комплекса для восстановления дефектов кожи, выполненное в виде губки, геля, коллоидного раствора, пленки [RU 2254145 С1].Known wound dressing based on a collagen-chitosan complex for repairing skin defects, made in the form of a sponge, gel, colloidal solution, film [RU 2254145 C1].

Недостатком указанного покрытия является его узкая функциональность и недостаточная эффективность.The disadvantage of this coating is its narrow functionality and lack of effectiveness.

Известна также композиция для местного лечения плоских ран, включающая сшитую глутаровым альдегидом смесь растворов ацетата коллагена и ацетата хитозана в соотношении 1:3, содержащую поверхностно-активное вещество Твин-80 [RU 2370270, С1].A composition for topical treatment of flat wounds is also known, including a 1: 3 ratio of collagen acetate and chitosan acetate crosslinked with glutaraldehyde containing a surface-active substance Tween-80 [RU 2370270, C1].

Недостатками данного изобретения является его узкая функциональность, кратковременность действия и недостаточный уровень физико-механических характеристик готовых изделий.The disadvantages of this invention is its narrow functionality, short duration and insufficient level of physico-mechanical characteristics of the finished product.

Известны также раневые покрытия в виде коллагеновых губок или повязок, на которые нанесены активные вещества. Известны, в частности, пористые губки для лечения ран из коллагена [авторское свидетельство СССР №561564]; смеси желатина, хитозана и формальдегида [патент КНР №1097980]; желатина и формальдегида с добавлением антибиотиков [патент РФ №2033149]; целлюлозы и хитозана [заявка Японии №0376029]; коллагена и хитозана [патент РСТ №8504413].Also known are wound dressings in the form of collagen sponges or dressings on which the active substances are applied. In particular, porous sponges for treating wounds from collagen are known [USSR copyright certificate No. 561564]; mixtures of gelatin, chitosan and formaldehyde [PRC patent No. 1097980]; gelatin and formaldehyde with the addition of antibiotics [RF patent No. 2033149]; cellulose and chitosan [Japanese application No. 0376029]; collagen and chitosan [PCT patent No. 8504413].

Основным недостатком данных губок является относительно невысокая ранозаживляющая активность, обусловленная залипанием губки на ране. Чисто коллагеновые губки обладают плохим подводом кислорода к зоне репарации.The main disadvantage of these sponges is the relatively low wound healing activity due to sticking of the sponge on the wound. Pure collagen sponges have poor oxygen supply to the repair zone.

Наиболее близким к заявляемому по достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является биоразлагаемая пленка, которая содержит пектин, хитозан, воду, однонормальную соляную кислоту, пластификатор - глицерин и структурообразователь - трехпроцентный раствор метилцеллюлозы [патент РФ №2458077].Closest to the claimed result achieved, selected as a prototype, is a biodegradable film that contains pectin, chitosan, water, mono-normal hydrochloric acid, a plasticizer - glycerin and a structurant - a three percent solution of methylcellulose [RF patent No. 2458077].

Однако данное раневое покрытие имеет свои недостатки. Как известно, добавление структурообразователя (3% раствор метилцеллюлозы) ограничивает возможность формирования пленок различной толщины, периметра и, таким образом, создает определенные препятствия для плотного прилегания пленки к поверхности раны, тем самым, понижая ее адгезию к раневой поверхности. Кроме того, метиллцеллюлоза может вызывать слабовыраженные аллергические реакции, что может привести к метаболическим нарушениям, замедляющим регенерацию поврежденных тканей.However, this wound cover has its drawbacks. As is known, the addition of a structurant (3% methylcellulose solution) limits the possibility of forming films of various thicknesses and perimeters and, thus, creates certain obstacles for the film to adhere tightly to the wound surface, thereby reducing its adhesion to the wound surface. In addition, methyl cellulose can cause mild allergic reactions, which can lead to metabolic disorders that slow down the regeneration of damaged tissues.

Задачей заявляемого изобретения является стимулирующее действие на процесс антиогенеза, обеспечение высокого уровня лечения клеток эпидермиса в стадии эпителизации за счет введения в состав гидрогеля стабилизированноых природными полисахаридами, производными хитина коллоидных наночастиц серебра и меди.The objective of the invention is to stimulate the process of antigenesis, providing a high level of treatment of epidermal cells in the epithelialization stage by introducing stabilized natural polysaccharides, chitin derivatives of silver and copper colloidal nanoparticles into the hydrogel.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что биополимепное средство, выполненное в виде повязки и содержащее хитозан, полиэтиленоксид, поливинилпирролидон, поливинилкапролактам, коллаген, альгинат, стабилизированные золи наночастиц серебра и меди при следующем соотношении компонентов, масс. %:The essence of the claimed invention lies in the fact that a biopolymer agent made in the form of a dressing and containing chitosan, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylcaprolactam, collagen, alginate, stabilized sols of silver and copper nanoparticles in the following ratio of components, mass. %:

ХитозанChitosan 0,1-0,30.1-0.3 ПолиэтиленоксидPolyethylene oxide 15,0-30,015.0-30.0 ПоливинилпирролидонPolyvinylpyrrolidone 7,0-12,07.0-12.0 ПоливинилкапролактамPolyvinylcaprolactam 25,0-40,025.0-40.0 КоллагенCollagen 2,0-6,02.0-6.0 АльгинатAlginate 11,0-17,011.0-17.0 Стабилизированный зольStabilized sol наночастиц серебраsilver nanoparticles 6,0-10,06.0-10.0 Стабилизированный зольStabilized sol наночастиц медиcopper nanoparticles 6,0-10,06.0-10.0

Отличительными особенностями заявляемого изобретения являются следующее:Distinctive features of the claimed invention are the following:

1. Коллоидные золи наночастиц серебра и меди синтезированы электрохимически в присутствии хитозана по методике, описанной в RU 2410471 Способ получения наночастиц металлов в водной среде». Электрохимический синтез наночастиц металлов позволяет получить не только высокостабильные растворы, но и активные источники ионов вышеуказанных металлов, обеспечивающие перевязочному средству дополнительные противомикробные и регенерирующие свойства. Следует отметить, что использование в составе перевязочные средств серебро- и медьсодержащих компонентов уже известно науке, но во всех известных случаях используются соли металлов, что неминуемо приводит к возникновению токсических эффектов, тогда как введение металлов в идее коллоидных золей это исключает. Коллективом авторов ООО «Биомед» впервые предложено введение золей серебра и меди в состав перевязочных средств на биополимерной основе.1. Colloidal sols of silver and copper nanoparticles are synthesized electrochemically in the presence of chitosan according to the method described in RU 2410471 A method for producing metal nanoparticles in an aqueous medium. " The electrochemical synthesis of metal nanoparticles makes it possible to obtain not only highly stable solutions, but also active sources of ions of the above metals, which provide the dressing with additional antimicrobial and regenerative properties. It should be noted that the use of silver and copper-containing components in dressings is already known to science, but in all known cases metal salts are used, which inevitably leads to toxic effects, while the introduction of metals in the idea of colloidal sols eliminates this. The team of authors of Biomed LLC for the first time proposed the introduction of silver and copper sols into biopolymer-based dressings.

2. Затем смесь полученных растворов совместно с растворами полимеров пропускается через цилиндрическое устройство, содержащее в себе сверхзвуковое сопло. Далее воздушно-капельная смесь подается в камеру смешения, где происходит разрушение агломератов под действием высокой температуры и ударных волн, рождаемых струей несущего газа. На внутренней поверхности камеры смешения имеются неровности, на вершинах которых возникает возмущение плотности тока, распространяемое в виде возрастающих сферических волн. Эти волны, достигая частицы диспергируемого материала, оказывают на него дополнительное ударное воздействие, приводящее к их измельчению. Такая обработка способствует разрушению индивидуальной оболочки каждой частицы и обеспечивает ее формирование вокруг группы разноименных частиц. Это значительно увеличивает синергетическое действие металлических частиц, приводит к сокращению минимальной терапевтической дозы и, как следствие, устранению возможных побочных эффектов и аллергических реакций. Такая технология позволит беспрепятственно ввести в состав перевязочного средства лекарственные субстанции (антибиотики, анальгетики, анестетики), что обеспечит комплексный уход за раневой поверхностью.2. Then, the mixture of the obtained solutions together with polymer solutions is passed through a cylindrical device containing a supersonic nozzle. Next, the airborne droplet mixture is fed into the mixing chamber, where the agglomerates are destroyed by high temperature and shock waves generated by a carrier gas stream. There are irregularities on the inner surface of the mixing chamber, at the tops of which there is a perturbation of the current density propagated in the form of increasing spherical waves. These waves, reaching particles of a dispersible material, have an additional impact on it, leading to their grinding. This treatment contributes to the destruction of the individual shell of each particle and ensures its formation around a group of unlike particles. This significantly increases the synergistic effect of metal particles, leads to a reduction in the minimum therapeutic dose and, as a result, elimination of possible side effects and allergic reactions. This technology will allow unhindered administration of medicinal substances (antibiotics, analgesics, anesthetics) into the dressing, which will provide comprehensive care for the wound surface.

Изготовленная по такой методике биополимерная основа направляется на формовку, нанесение тканого слоя в случае необходимости и последующую упаковку.The biopolymer base made by this technique is sent to molding, applying a woven layer, if necessary, and subsequent packaging.

По вышеуказанной методике изготовлены и испытаны несколько образцов перевязочных средств на биополимерной основе следующего состава.By the above methodology, several samples of dressings based on a biopolymer base of the following composition were made and tested.

Антибактериальная активность изучалась на штаммах условно-патогенных микроорганизмов, выделенных при различных гнойно-воспалительных процессах (клинические штаммы) и музейных культурах бактерий.Antibacterial activity was studied on strains of opportunistic microorganisms isolated during various purulent-inflammatory processes (clinical strains) and museum cultures of bacteria.

Использовались штаммы стафилококков: коагулазоположительные - Staphylococcus aureus, Staphylococcus hyicus; коагулазоотрицательные - Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus epidermidis; бактерии семейства Enterobacteriaceae - роды Escherichia, Haffhia, Morganella, Klebsiella, Enterobacter, микроорганизмы видов Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis, грибы рода Candida spp.Staphylococcus strains were used: coagulase-positive - Staphylococcus aureus, Staphylococcus hyicus; coagulase-negative - Staphylococcus haemolyticus, Staphylococcus epidermidis; bacteria of the Enterobacteriaceae family - the genera Escherichia, Haffhia, Morganella, Klebsiella, Enterobacter, microorganisms of the species Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis, fungi of the genus Candida spp.

Представленные данные в Таблице 2 по выбранным для исследования образцам в достаточной мере подтверждают и обосновывают целесообразность композиционного состава биополимерной повязки с противомикробными свойствами по заявляемому изобретению.The data presented in Table 2 for the samples selected for research sufficiently confirm and justify the feasibility of the composition of the biopolymer dressings with antimicrobial properties according to the claimed invention.

Claims (2)

Перевязочное средство на биополимерной основе для профилактики и лечения инфекций при ожогах, выполненное в виде повязки, содержащее хитозан, полиэтиленоксид, поливинилпирролидон, поливинилкапролактам, коллаген, альгинат, стабилизированные золи наночастиц серебра и меди, синтезированные электрохимически, при следующем соотношении компонентов, масс. %:A biopolymer-based dressing for the prevention and treatment of burn infections, made in the form of a dressing containing chitosan, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylcaprolactam, collagen, alginate, stabilized sols of silver and copper nanoparticles, synthesized electrochemically, in the following ratio of components, masses. %: ХитозанChitosan 0,1-0,30.1-0.3 ПолиэтиленоксидPolyethylene oxide 15,0-30,015.0-30.0 ПоливинилпирролидонPolyvinylpyrrolidone 7,0-12,07.0-12.0 ПоливинилкапролактамPolyvinylcaprolactam 25,0-40,025.0-40.0 КоллагенCollagen 2,0-6,02.0-6.0 АльгинатAlginate 11,0-17,011.0-17.0 Стабилизированный зольStabilized sol наночастиц серебраsilver nanoparticles 6,0-10,06.0-10.0 Стабилизированный зольStabilized sol наночастиц медиcopper nanoparticles 6,0-10,06.0-10.0