Композиция в качестве бактерицидного и антифунгального средства (варианты) и макропористый бактерицидный материал на ее основе

Изобретение относится к композициям и полимерным материалам биомедицинского назначения, содержащим наночастицы серебра (0,0005-0,02 мас.%), стабилизированные амфифильными сополимерами малеиновой кислоты (0,0008-0,05 мас.%), низкомолекулярные органические амины (0,0002-0,04 мас.%) и воду. Кроме того, указанная композиция может дополнительно содержать полимерный структурообразователь. Введение в композицию полимерного структурообразователя позволяет получать макропористые структурированные гидрогелевые материалы, обладающие пролонгированным бактерицидным и антифунгальным действием. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для обеззараживания воды из различных источников, а также для получения паро- и водопроницаемых покрытий на раны, бактерицидная и антифунгальная активность которых сохраняется в течение нескольких суток в биологических средах, а также в жесткой воде. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

 

Изобретение относится к биосовместимым композициям и композиционным полимерным материалам биомедицинского назначения, содержащим наноразмерное серебро, стабилизированное амфифильными сополимерами малеиновой кислоты и низкомолекулярные органические амины.

Изобретение может быть использовано для получения макропористых структурированных материалов, обладающих пролонгированным бактерицидным и антифунгальным действием.

Предлагаемые композиции и материалы наиболее эффективно могут быть использованы для обеззараживания воды из различных источников, содержащих одно- и двухвалентные катионы, а также для получения паро- и водопроницаемых покрытий на раны, бактерицидные свойства которых сохраняются в течение нескольких суток в биологических жидкостях, а также в жесткой воде.

В настоящей заявке используются следующие сокращения:

НЧ - наночастицы;

НЧС - наночастицы серебра;

AgСП - наноразмерное серебро, стабилизированное амфифильными сополимерами малеиновой кислоты;

ЭМ, СМ и ВМ - сополимеры малеиновой кислоты с соответственно этиленом, стиролом и винилпирролидоном;

ЭМ10, СМ10 и ВМ10 - амфифильные сополимеры малеиновой кислоты, модифицированные на 10% гидрофобными октадециламидными группами по одной из двух карбоксильных групп остатков малеиновой кислоты.

ПВС - поливиниловый спирт;

GlyOEt - этиловый эфир глицина;

IleOBzl - бензиловый эфир изолейцина;

Известно, что наноразмерные частицы серебра обладают бактерицидными и антифунгальными свойствами, причем максимальная эффективность достигается при диаметре частиц 1-10 нм. В небольших концентрациях НЧС безопасны для клеток человека, но губительны для большинства бактерий и вирусов. Считается, что микроорганизмы в процессе мутаций практически не способны вырабатывать устойчивость к препаратам серебра в отличие от устойчивости ко многим антибиотикам узкого действия [Wright G.D. /Adv. Drug Deliv. Rev. 2005, vol. 57, p.1451].

Установлены некоторые механизмы неизбирательного бактерицидного и антифунгального действия наноразмерного серебра: (а) в основном, наночастицы диаметром 1-10 нм адгезионно прикрепляются к клеточной мембране патогенных микроорганизмов и нарушают такие функции, как проницаемость и дыхание; (б) НЧ могут проникать в клетку путем соединения с серо- и фосфорсодержащими соединениями, такими как ДНК и некоторые белковые фрагменты, вызывая их повреждение; (в) НЧС медленно окисляются растворимым в воде кислородом, генерируя катионы серебра, которые оказывают дополнительный бактерицидный эффект. Повреждая бактериальную клетку, наночастицы вызывают торможение роста и дыхания патогенных микроорганизмов. Бактерицидный и антифунгальный эффект НЧС зависит от дозы и при оптимальных концентрациях приводит к гибели клеток [Wigginton N.S., de Titta A., Piccapietra F. et al. Binding of silver nanoparticles to bacterial proteins depends on surface modifications and inhibits enzymatic activity. / Environ. Sci. Technol. 2010, v.44, n.6, 2163-2168].

Известно, что для получения и стабилизации наночастиц серебра (НЧС) в водных растворах используют низкомолекулярные органические аминосодержащие соединения.

Известна композиция, которая включает первичные, вторичные или третичные амины, используемые при получении и стабилизации НЧС [патент Канады №2741917]. Гидразин или его производные (при 4-10 кратном мольным избытке амина на моль серебра) вводят в систему в два этапа и используют в качестве восстановителя катионного серебра. Процесс получения НЧС проводят в органическом растворителе, например в толуоле, что ограничивает использование таких композиций в водных растворах, содержащих соли, например в физиологическом растворе, для биомедицинских целей.

Известна композиция, которую используют для биомедицинских целей, содержащая первичный алифатический амин, растворимый в линейном углеводородном растворителе при 65-155°C, например, в метиловом спирте (MeOH), для стабилизации НЧС. Наночастицы серебра образуются при восстановлении муравьиной кислотой дисперсии окиси серебра, также диспергированной в MeOH, при нагревании [патент Канады №2741917]. Образующаяся композиция наноразмерного серебра требует тщательной очистки от неводного растворителя. Кроме того, в данном патенте нет указаний на стабильность выделенного препарата наноразмерного серебра в водных солевых растворах.

Известна композиция, в которой используют L-гистидин в качестве стабилизатора наноразмерного серебра (9-21 нм) в водной среде. Установлена связь НЧС с карбоксилатными группами L-гистидина. Однако в водной среде, содержащей соли, происходит агрегация наноразмерного серебра, что ухудшает его растворимость и ослабляет бактерицидные свойства [Liu, Zhiguo; Xing, Zhimin; Zu, Yuangang; Tan, Shengnan; Zhao, Lin; Zhou, Zhen; Sun,Tongze. / Materials Sci. and Engineering. C: Materials for Biol. Appl. (2012), 32(4), 811-816].

Известна композиция органико-неорганических наноструктур в виде суспензии, содержащая стабилизированные наночастицы (НЧ) благородных металлов, в виде поликомплекса, в двухфазной реакционной системе, состоящей из двух объемных контактирующих несмешивающихся жидкостей, при этом поликомплекс включает органические молекулы, содержащие аминогруппы в количестве 2 или более, и наночастицы благородных металлов [патент РФ N 2364472]. В указанном патенте описаны также композиции, содержащие в качестве органических молекул молекулы линейных полиаминов диаминов, полиамина спермина, полиаллиламина, которые стабилизируют НЧ благородных металлов, в том числе и серебра, на границе раздела двух несмешивающихся фаз. Изобретение позволяет получать наноструктурированные металло-полимерные комплексы на основе полиаминов, содержащие наночастицы благородных металлов размером до 10 нм. Однако использование таких комплексов в биомедицинских целях ограничивается необходимостью тщательной очистки от органических растворителей, не смешивающихся с водой.

Известна композиция, которую используют для получения макропористых полимерных гидрогелей биомедицинского назначения, наполненных частицами наноразмерного серебра (2-10 нм), стабилизиованных амфифильными сополимерами малеиновой кислоты [патент РФ N 2404781]. Композиция содержит, наряду с биосовместимыми полимерами-структурообразователями (2-13 мас.%), наполнители в виде наноразмерного серебра (0,007-0,3 мас.%), стабилизированного амфифильными сополимерами малеиновой кислоты (0,02-0,6 мас.%), а также лечебные вещества (0,01-0,6 мас.%) и воду. Из композиции получают способом криоструктурирования макропористые полимерные гидрогели и пленки, содержащие НЧС и лечебные вещества с регулируемыми прочностными и диффузионными характеристиками. Указанная композиция и материал на ее основе наиболее эффективно могут быть использованы для обеззараживания воды и водных растворов, а также для получения паро- и водопроницаемых покрытий на раны, обладающих ранозаживляющими свойствами и пролонгированным бактерицидным и антифунгальным действием. Данная композиция по совокупности признаков наиболее близка к заявляемой композиции и выбрана в качестве прототипа.

Недостатком композиции-прототипа является низкая коллоидная устойчивость стабилизированных частиц наноразмерного серебра в водных растворах, содержащих соли, что ограничивает возможности ее применения при контакте с биологическими жидкостями и тканями. Композицию-прототип можно эффективно использовать в качестве бактерицидного средства только в в средах, не содержащих солей, в частности в дистиллированной или мягкой воде, ее применение в жесткой воде неэффективно, т.е. область применения прототипа ограничена. Материал, получаемый из композиции-прототипа, также неэффективен в средах, содержащих соли.

Задачей настоящего изобретения является создание новой композиции в качестве бактерицидного и антифунгального средства, а также макропористого бактерицидного материала, обладающих более широкой сферой применения.

Решение поставленной задачи достигается

(i) композицией в качестве бактерицидного и антифунгального средства, включающей восстановленное стабилизированное наноразмерное серебро (0,0005-0,02 мас.%), полимерный стабилизатор на основе амфифильных сополимеров малеиновой кислоты с сомономерами, выбранными из группы, включающей этилен, изобутилен, стирол, винилпирролидон, акриламид, винилацетат, метилметакрилат и стеариламидные производные этих сополимеров (0,0008-0,05 мас.%), воду и дополнительно низкомолекулярные органические амины или их производные, выбранные из группы, включающей эфиры аминокислот, аминосахара, аминосодержащие олигосахариды и пептиды, гистамин, уротропин (0,0002-0,04 мас.%); (ii) композицией, включающей восстановленное стабилизированное наноразмерное серебро (0,0005-0,02 мас.%), полимерный стабилизатор на основе амфифильных сополимеров малеиновой кислоты с сомономерами, выбранными из группы, включающей этилен, изобутилен, стирол, винилпирролидон, акриламид, винилацетат, метилметакрилат и стеариламидные производные этих сополимеров (0,0008-0,05 мас.%), низкомолекулярные органические амины или их производные, выбранные из группы, включающей эфиры аминокислот, аминосахара, аминосодержащие олигосахариды и пептиды, гистамин, уротропин (0,0002-0,04 мас.%), воду и дополнительно полимерный структурообразователь, такой как поливиниловый спирт, желатин, крахмал, пектин, агароза, коллаген и их смеси (2,0-13,0 мас.%), а также (iii) макропористым материалом с бактерицидной и антифунгальной активностью, полученным на основе одной из композиций.

Технический результат состоит в повышении коагуляционной устойчивости композиций и материалов, содержащих стабилизированные наночастицы серебра, в водных солевых растворах, в частности в биологических средах, что приводит к усилению бактерицидного и антифунгального действия таких композиций и материалов в вышеуказанных условиях.

При получении заявляемой композиции и макропористого бактерицидного материала были использованы следующие вещества:

- наноразмерное серебро (2-10 нм), полученное путем восстановления катионного серебра боргидридом натрия в присутствии эквимольного количества амфифильных сополимеров малеиновой кислоты в качестве стабилизаторов [Samoilova N.A., Kurskaya Е.А., Krayukhina М.А, Askadsky А.А., Yamskov I.A. / J. Phys. Chem. В (2009) v.113, nil, p.3397-3403];

- сополимеры малеиновой кислоты и их 10% октадециламидные производные, полученные способом, описанным в работе [Conix, A.; Smets, G. / J. Polym. Sci. 1995, v.15, p.221] и [Krayukhina, M. A.; Kozibakova, S. A.; Samoilova, N. A.; Babak, V. G.; Karayeva, S. Z.; Yamskov, I. A. / Russ. J. Appl. Chem. 2007, v.80, p.1145];

- мономеры для синтеза и модификации сополимеров-стабилизаторов наноразмерного серебра: малеиновый ангидрид, этилен, стирол, N-винилпирролидон, акриламид, метилметакрилат, винилацетат от компании "Aldrich";

- полимеры-структурообразователи: поливиниловый спирт (ЛВС) с молекулярной массой 60000 и степенью дезацилирования 98% производства Стерлитомакского хим. комбината, крахмал картофельный, агароза "Sigma";

- нитрат серебра (хч) и боргидриднатрия (хч) фирмы "Реахим";

- амины и их производные от компании "Aldrich".

Подбор конкретных сополимеров-стабилизаторов (СП) из перечисленных выше (стр.1), макромолекулы которых различаются размерами и гидрофильно-гидрофобным балансом, позволяет регулировать адсорбционные и диффузионные свойства AgСП при их совместном использовании с пористыми материалами (макропористыми гелями, фильтрующими и перевязочными материалами).

Повышение бактерицидной и антифунгальной активности AgСП в водных солевых растворах достигается за счет введения в композицию низкомолекулярных органических аминов. Конкурируя с катионами натрия или кальция за связывание с ионизированными карбоксильными группами остатков малеиновой кислоты (которые обеспечивают коллоидную стабильность и растворимость AgСП в водной среде), амины сдвигают коагуляционный порог в область более высоких концентраций неорганических солей. В качестве компонента, увеличивающего коллоидную устойчивость AgСП в водных солевых растворах, для заявляемых композиций выбирают только нетоксичные и биосовместимые органические амины, например, эфиры L-аминокислот, аминосахара, аминосодержащие олигосахариды и пептиды, которые могут использоваться для биомедицинских целей.

Заявляемая композиция, оптимальный состав которой устанавливается путем варьирования типов гидрофобного сомономера малеиновой кислоты, амина, мольного соотношения амин : AgСП, а также неорганического катиона обеспечивает возможность ее эффективного использования для обеззараживания биологических жидкостей и тканей, содержащих неорганические соли, с применением традиционных перевязочных материалов, пропитанных водными растворами композиции, а также для адсорбции композиции на пористых фильтрах, используемых для обеззараживания и очистки недистиллированной, например, жесткой воды.

Для получения заявляемых макропористых материалов на основе композиции в состав композиции включают полимерный структурообразователь (2,0-13 мас.%). При концентрации структурообразователя ниже 2% получаются непрочные сильно набухающие образцы, практическое использование которых затруднительно. А при концентрациях структурообразователей выше 13% формируются очень плотные образцы с размерами пор, затрудняющими диффузию стабилизированного наноразмерного серебра с аминами из криогеля в водную среду.

Макропористые гидрогелевые материалы получают способом криоструктурирования. Материалы, полученные на основе заявляемой композиции, представляют собой макропористые гидрогели, наполненные AgСП совместно с низкомолекулярными аминами. Постепенная диффузия AgСП из пористых гидрогелей в водные солевые растворы позволяет использовать материалы такого типа в качестве бактерицидных и антифунгальных перевязочных средств пролонгированного действия. В материалах можно регулировать диффузию AgСП. Материалы обладают высоким уровнем коллоидной стабильности в водных растворах солей.

Ранее на примере патогенных грибов F. Oxisporum было установлено, что антифунгальная активность наноразмерного серебра со средним диаметром частиц (1-10 нм), стабилизированного сополимером малеиновой кислоты и этилена (AgЭМ), наблюдается уже при концентрации около 10 м.д. (т.е. около 10 мг/л) [Samoilova N.A., Kurskaya Е.А., Krayukhina М.А., Askadsky A.A., Yamskov I.A. / J. Phys. Chem. B. 2009, v.113, n 11, p.3395 - 3403]. С учетом молекулярной массы мономерного звена сополимера AgЭМ, равной 252, одна антифунгальная доза препарата составляет около 0,04 ммоль в литре (или 0,004 ммоль в 100 г раствора).

Принимая во внимание возможность пролонгированного действия композиции и материала в водных солевых растворах, при варьировании состава композиции, авторами было принято, что минимальное содержание AgСП должно соответствовать композиции такого состава, который через 7 суток пребывания в водном солевом растворе обеспечивает сохранение наноразмерного серебра в растворе в количестве не ниже одной антифунгальной дозы.

При определении максимального содержания AgСП в композиции исходили из того, что концентрация AgСП в солевом растворе не должна превышать приблизительно 4,6 антифунгальных доз (20 мг/л или 0,0185 ммоль в 100 г), что соотвектствует наибольшей нетоксичной лечебной дозе Ag° в растворе при наружном применении). ["Биобезопасность нанообъектов" данные лаборатории экологической генетики Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН, также Hussan S.М. et al. / Toxicological Sci. 2006, v.92,n2, pp.456-463].

Количество AgСП и амина, введенных в состав макропористого гелевого материала, зависит от уровня диффузии наноразмерного серебра в водный раствор, а также от его коллоидной устойчивости, при этом величина конечной концентрации AgСП в растворе соли должна находиться в диапазоне от 1 до 4,6 антифунгальных доз, т.е. от 0,004 до 0,0185 ммоль в 100 г раствора в течение 7 суток диффузии.

Коллоидная устойчивость AgСП в водных растворах солей зависит от количественного и качественного состава композиции и, в том числе, от мольного соотношения амин : AgСП. Экспериментально было установлено, что наиболее успешное защитное действие аминов на коллоидную стабильность в растворах хлористого натрия и кальция наблюдается при мольном соотношении амин : AgСП, равном 03-2,0 : 1. Вне указанного интервала мольных соотношений наблюдаются процессы коагуляции, значительно снижающие бактерицидную и антифунгальную активность AgСП.

Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами. Конкретные составы заявляемых композиций и полученного макропористого материала и их антифунгальное действие в средах, содержащих соли, приведены в следующих ниже примерах и таблицах 1 и 2.

При расчете молекулярной массы каждого из AgСП в растворах использовали молекулярную массу одного мольного звена каждого из сополимеров-стабилизаторов (СП) наноразмерного серебра, т.е. осново-моль, равный 144 для ЭМ, 169 для ЭМ10, 227 для ВМ, 252 для ВМ10, 220 для СМ и 245 для СМ10; количество СП в композиции определяли из мольного соотношения СП : Ag=1 : 1.

Во всех примерах исследовались антифунгальные свойства заявляемых композиций и материалов различного состава в водных средах, содержащих соли натрия или кальция. Плотность всех растворов считали равной единице. Наличие антифунгальной активности определялось наличием наночастиц серебра в водных растворах в количестве не менее одной антифунгальной дозы 0,004 ммоль в 100 г раствора. По интенсивности желтой окраски (λmax 415-420 нм), характеризующей поглощение наноразмерного серебра (диаметром до 100 нм) в водном растворе, определяли концентрацию AgСП (коэффициент молярного поглощения равен около 104). Эффективной считали композицию такого состава, при котором ее антифунгальная активность (определяемая наличием НЧС в количестве не менее 1 антифунгальной дозы) сохраняется в течение 7 суток пребывания в водном солевом растворе.

Пример 1. Для получения 100 г раствора, содержащего 1,5 ммоль (378 мг) AgЭМ, смешивают 50 г раствора, содержащего 1,5 ммоль AgNO3, и 50 г раствора, содержащего 1,5 ммоль сополимера-стабилизатора, затем при перемешивании прибавляют 23 мг (приблизительно 7,5 ммоль боргидрида натрия. Полученный раствор очищают от низкомолекулярных компонентов методом исчерпывающего диализа, подвергают лиофильной сушке и получают AgЭМ в виде порошка.

Композицию готовят следующим образом: навеску 1,3 мг (0,005 ммоль) AgЭМ, (содержащую 0,5 мг серебра и 0,8 мг сополимера ЭМ), растворяют в 25 граммах дистиллированной воды. Затем к полученному раствору при перемешивании прибавляют 25 граммов водного раствора, содержащего 0,2 мг (0,0015 ммоль) гистамина солянокислого (MM 111) и прибавляют 50 г воды. В готовую композицию (100 г) вводят 20 ммоль NaCl для исследования антифунгальных свойств композиции в среде, содержащей соль. В полученном растворе (100 г) содержится 10 ммоль NaCl. При этом мольное соотношение гистамин : AgЭМ составляет 0,3 : 1. Как видно из данных, приведенных в таблице, концентрация AgЭМ в комплексе с гистамином через 7 суток сохраняется на уровне одной антифунгальной дозы 0,004 ммоля в 100 г раствора.

Пример 2. Стабилизированные наночастицы AgBM получают аналогично другим AgСП, по методике, описанной в примере 1 для AgЭМ.

Водную композицию (100 г), содержащую 6,2 мг (0,0185 ммоль) AgBM (2 мг Ag+4,2 мг сополимера ВМ) и 3,3 мг (0,013 ммоль) глюкозамина солянокислого (ММ 252) готовят по методике, описанной в примере 1. В готовую композицию (100 г) вводят 48 ммоль NaCl для исследования антифунгальных свойств композиции в среде, содержащей соль. В полученном растворе (100 г) содержится 24 ммоль NaCl (что превышает концентрацию соли в физиологическом растворе 15,4 ммоль/100 г). Мольное соотношение глюкозамин : AgBM составляет 0,7 : 1. Показано, что через 7 суток концентрация AgBM в композиции с глюкозамином сохраняется на уровне одной антифунгальной дозы.

В примерах 1-10 AgСП получают по методике, описанной в примере 1. Композиции и солевые среды в примерах 3-6 готовят по методикам, аналогичным описанным в примерах 1 и 2. Пример 6 относится к композиции, в составе которой отсутствует амин, приведен для сравнения. Для приготовления композиций можно использовать AgСП в виде раствора, очищенного от низкомолекулярных компонентов методом исчерпывающего диализа, или в виде порошка после лиофильной сушки. Данные примеров 1-6 и 7-10 приведены в таблицах 1 и 2, соответственно.

Таблица 1
Антифунгальное действие заявляемых композиций в водных растворах, содержащих NaCl и CaCl2
Номер примера Содержание компонентов 100 г композиции мг (ммоль) Количество соли, введенной в 100 г водного раствора Количество AgСП (моль/число антифунгальных доз) в растворе через 15 мин, 1 сутки и 7 суток после введения соли
Ag СП Амин, мольное соотношение амин : AgСП 15 мин 1 сутки 7 суток
1. 0,5 (0,05; ЭМ 0,8 (0,05; Гистамин 0,2 NaCl 05 0,0048 0,0045
(0,0015), 0,3 : 1 10 ммоль 1,3 1,2 1,1
2. 2,0 (0,0185) BM 4,2 (0,0185) Глюкозамин солянокислый NaCl 0,0135 0,0113 0,0067
3,3 (0,013) 0,7 : 1 24 ммоль 3,4 2,8 1,7
3. 2,0 (0,0185) BM10 4,7 (0,0185) IleOBzl CaCl2 0,0112 0,0080 0,0057
14,5 (0,037) 2 : 1 2,6 ммоль 2,8 2,0 1,4
4. 0,4 (0,004) ЭМ 0,6 (0,004) Гистамин NaCl 0,0032 0,0024 0,0010
0,1 (0,0008), 0,2 : 1 8 ммоль 0,8 0,6 0,3
5. 2,0 (0,0185) CM 4,2 (0,0185) IleOBzl 16(0,041), 2,2 : 1 CaCl2 2,6 ммоль опалесценция взвесь коричневых частиц осадок соли кальция с AgCM
6. 2,0 (0,0185) BM 4,2 (0,0185) отсутствует NaCl 24 ммоль 0,003 0,001 коллоидный осадок металлического серебра

Данные, приведенные в таблице 1 показывают, что концентрация наноразмерного серебра в солевом растворе заметно снижается в связи с образованием коллоидного осадка (Пример 5), что резко снижает и бактерицидные свойства композиции.

Заявляемая композиция, упомянутая выше, из которой получают заявляемый макропористый материал содержит полимерный структурообразователь (2-13 мас.%). Способ получения макропористых материалов на основе композиции включает приготовление водного раствора или дисперсии структурообразователя, последующее введение в него водного раствора наноразмерного серебра, стабилизированного сополимерами малеиновой кислоты (AgСП) и низкомолекулярного органического амина, дальнейшее однократное или двухкратное криоструктурирование, которое включает замораживание, выдерживание в замороженном состоянии при температуре минус 10-30°C в течение 10-20 часов и ступенчатое оттаивание в течение 2-4 часов последовательно при 2-6°C и 20-24°C [патент РФ №2404781].

Пример 7. AgCM получают, как описано в примере 1.

Готовят раствор AgСП и амина, при мольном соотношении гистамин : AgCM=0,5 : 1. Навеску 16,4 мг (0,050 ммоль) (5,5 мг серебра+10,9 мг СМ) растворяют в 9 г дистиллированной воды, затем при перемешивании добавляют 9 г водного раствора, содержащего 2,8 мг (0,025 ммоль) гистамина солянокислого (MM 111).

В качестве структурообразователя используют 2,5% раствор агарозы. Сухую агарозу (2,5 г) подвергают набуханию в 80 г холодной дистиллированной воды и растворяют при перемешивании и нагревании до 90-100°C. Затем к полученному раствору прибавляют раствор, содержащий AgCM и гистамин, доводят вес до 100 г дистиллированной водой и замораживают в металлическом контейнере требуемой толщины (например, 2 см) при минус 20°C в течение 18 часов. Далее производят ступенчатое оттаивание образца путем последовательного его выдерживания в течение 2 часов сначала при 4, затем при 22-23°C. Процесс замораживания-оттаивания производят два раза.

Полученный после оттаивания образец имеет губчатую структуру. Для определения уровня диффузии НЧС из геля в водный солевой раствор влажный образец геля помещают в 100 г водного раствора, содержащего 20 ммоль NaCl. Через 7 суток диффузии НЧС концентрация наноразмерного серебра в растворе NaCl составляла 0,0055 ммоль/100 г, т.е. около 1,4 антифунгальной дозы наноразмерного серебра (таблица 2, пример 7).

Пример 8. Для приготовления раствора, содержащего эквимольные количества AgBM и амина в 9 г дистиллированной воды растворяют навеску 20.1 мг (0,060 ммоль) AgBM (включающую 6,5 мг серебра и 13,6 мг ВМ), затем при перемешивании прибавляют 9 г водного раствора, содержащего 14,8 мг (0,060 ммоль) этилового эфира лизина солянокислого (MM 247).

В качестве структурообразователя используют 6% раствор ПВС. Навеску ПВС (6 г) подвергают набуханию в 80 г холодной дистиллированной воды. Затем дисперсию ПВС растворяют при нагревании до 80-90°C и к полученному раствору добавляют при перемешивании раствор, содержащий эквимольные количества AgBM и амина, прибавляя дистиллированную воду, доводят массу раствора до 100 г, помещают раствор в металлические формы и однократно замораживают при температуре -16°C в течение 18 часов с последующим ступенчатым оттаиванием, как описано в примере 6.

Оттаявший образец макропористого геля помещают в 100 г водного раствора хлористого кальция с концентрацией 2 ммоль/100 г. Показано, что через 7 суток в растворе соли содержится 1,3 антифунгальной дозы AgBM.

Пример 9. Для приготовления водного раствора, содержащего амин и AgCM10 в мольном соотношении 1,5 : 1, смешивают 9 г водного раствора, содержащего 65,3 мг (0,185 ммоль AgCM10 (20 мг серебра+45,3 мг СМ10), и 9 г раствора, содержащего 38,9 мг (0,278 ммоль) этилового эфира глицина солянокислого GlyOEt HCl.

В качестве структурообразователя используют 13% дисперсию тонковолокнистого коллагена, полученную путем кислотно-щелочной обработки дисперсии грубоволокнистого коллагена. Эту дисперсию получают механическим измельчением дермы (золеной шкуры) крупного рогатого скота (pH около 11,5). Дисперсию промывают водой, 0,5 М раствором соляной кислоты доводят pH до 3, выдерживают в течение нескольких часов для получения тонковолокнистого коллагена, затем подщелачивают 0,5 М раствором NaOH до pH около 3,5 - 4,5.

К полученной дисперсии при перемешивании добавляют вышеупомянутый раствор наноразмерного серебра и амина, смесь в помещают в металлические формы, замораживают при температуре -25°C в течение 18 часов и оттаивают, последовательно выдерживая по 2 часа при температурах 4 и 22-23°C.

Образующийся после оттаивания влажный макропористый коллагеновый материал, полученный из 100 г композиции, помещают в 100 г раствора хлористого натрия с концентрацией 24 ммоль/100 г. Через 7 суток концентрация наноразмерного серебра в растворе составила 0,0080 ммоль/100 г раствора, т.е. 2 антифунгальные дозы (таблица 2, пример 9).

Таблица 2.
Антифунгальное действие заявляемого полимерного материала в водных растворах, содержащих NaCl и CaCl2
Номер примера Содержание компонентов в 100 г композиции мг (ммоль) Количество соли, введенной в 100 г водного раствора Количество AgСП (ммоль/число антифунгальных доз) при диффузии AgСП из материала в водный раствор соли (100 г) через
Ag СП Амин, мольное соотношение амин : AgСП Структуро-образователь 1 сутки 3 суток 7 суток
7. 0,5 (0,05) СМ 10,9 (0,050) Гистамин 2,8 (0,025) 0,5 : 1 Агароза 2,5 г NaCl 20 ммоль 0,0036 0,9 0,0048 1,2 0,0055 1,4
8. 6,5 (0,060) ВМ 13,6 (0,060) LysOEt 14,8 (0,060) 1 : 1 ПВС 6 г CaCl2 2,0 ммоль 0,004 1,0 0,0048 1,2 0,0052 1,3
9. 20 (0,185) СМ10 45,3 г (0,1850) GlyOEt 38,9 (0,278) 1,5 : 1 Коллагеновая дисперсия 13 г NaCl 24 ммоль 0,0048 1,2 0,0060 1,5 0,0080 2,0
10*. 0,5 (0,05) СМ 10,9 (0,050) отсутствует Агароза 2,5 г NaCl 20 ммоль 0,0004 0, 1 0,0008 0,2 0,0015 0,4
*Композиция примера 10, в которой отсутствует амин, приведена для сравнения.

Заявляемые композиции и материалы проявляют антифунгальное действие в растворах, содержащих соли, что позволяет использовать их в таких средах, как физиологический раствор и биологические жидкости, а также в жесткой воде.

Из приведенных примеров видно, что расширение сферы применения наноразмерного серебра, стабилизированного амфифильными сополимерами малеиновой кислоты, в качестве бактерицидного и антифунгального средства в водных солевых растворах обеспечивается введением низкомолекулярных органических аминов в мольных соотношениях амин : AgСП=0,3-2,0 : 1. Амины предложенного в изобретении ряда хорошо растворяются в водной среде в широком температурном диапазоне и не являются токсичными веществами.

Заявляемые композиции, бактерицидные и антифунгальные свойства которых сохраняются в течение нескольких суток в водных солевых средах наиболее эффективно могут быть использованы для обеззараживания воды из различных источников, содержащих одно- и двухвалентные катионы. Композицию, не содержащую структурообразователя, можно подвергать лиофильной сушке, в результате получать порошки, применимые для тех же целей, или непосредственно, или после растворения в воде и получения соответствующей композиции. Композиции в виде порошка удобны для хранения и транспортировки.

Заявляемый макропористый материал может использоваться в качестве перевязочного средства с пролонгированным бактерицидным и антифунгальным действием в растворах, содержащих соли (например, в плазме крови) в течение нескольких суток. Заявляемый материал сохраняет свои свойства при хранении во влажном состоянии.

1. Композиция в качестве бактерицидного и антифунгального средства, включающая восстановленное стабилизированное наноразмерное серебро, полимерный стабилизатор на основе амфифильных сополимеров малеиновой кислоты с сомономерами, выбранными из группы, включающей этилен, изобутилен, стирол, винилпирролидон, акриламид, винилацетат, метилметакрилат; стеариламидные производные этих сополимеров и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит низкомолекулярные органические амины или их производные, выбранные из группы, включающей эфиры аминокислот, аминосахара, аминосодержащие олигосахариды и пептиды, гистамин, уротропин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Наноразмерное серебро 0,0005-0,02
Сополимер-стабилизатор наноразмерного серебра 0,0008-0,05
Низкомолекулярные органические амины 0,0002-0,04
Вода Остальное до 100

2. Композиция в качестве бактерицидного и антифунгального средства, включающая восстановленное стабилизированное наноразмерное серебро, полимерный стабилизатор на основе амфифильных сополимеров малеиновой кислоты с сомономерами, выбранными из группы, включающей этилен, изобутилен, стирол, винилпирролидон, акриламид, винилацетат, метилметакрилат; стеариламидные производные этих сополимеров; полимерный структурообразователь, такой как поливиниловый спирт, желатин, крахмал, пектин, агароза, коллаген и их смеси; и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит низкомолекулярные органические амины или их производные, выбранные из группы, включающей эфиры аминокислот, аминосахара, аминосодержащие олигосахариды и пептиды, гистамин, уротропин; при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Наноразмерное серебро 0,0005-0,02
Сополимер-стабилизатор наноразмерного серебра 0,0008-0,05
Низкомолекулярные органические амины 0,0002-0,04
Полимерный структурообразователь 2,0-13,0
Вода Остальное до 100

3. Макропористый материал с бактерицидной и антифунгальной активностью, полученный на основе композиции по п.2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургическому и литейному производству, в частности к модификаторам для изготовления чугунов, работающих в условиях абразивного износа.
Заявляемое изобретение относится к области электрической техники, в частности к способам создания электропроводящих слоев, применяемых в широких областях техники, в том числе в электронике или электротехнике, и может быть использовано для создания проводящих соединений в микросхемах.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу азотирования деталей узлов трения скольжения с получением наноструктурированного приповерхностного слоя.

Изобретение относится к области нанотехнологий, а именно к способам создания эпитаксиальных медных структур на поверхности полупроводниковых подложек и может быть использовано при создании твердотельных электронных приборов.

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию и предназначено для замкнутого цикла производства и измерения новых изделий наноэлектроники. Нанотехнологический комплекс включает робот-раздатчик с возможностью осевого вращения, сопряженный с камерой загрузки образцов и модулем локального воздействия, а также измерительный модуль, включающий сканирующий зондовый микроскоп, аналитическую камеру, монохроматор и источник рентгена.

Изобретение может быть использовано в медицине, биологии, экологии и различных отраслях промышленности. Электрический сенсор на пары гидразина содержит диэлектрическую подложку, на которой расположены электроды и чувствительный слой, меняющий фотопроводимость в результате адсорбции паров гидразина, при этом чувствительный слой состоит из структуры графен-полупроводниковые квантовые точки, фотопроводимость которой уменьшается при адсорбции молекул гидразина на поверхность квантовых точек пропорционально концентрации паров гидразина в пробе.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и предназначено для определения дефектов и трещин на поверхности металлического оборудования и трубопроводов.

Изобретение относится к технике переработки углеводородного сырья, в частности природного газа, и может быть использовано при получении углеродных нанотрубок и водорода.

Изобретение может быть использовано в области разработки материалов на основе алмаза для магнитометрии, квантовой оптики и биомедицины. Способ определения угла разориентированности кристаллитов алмаза в композите алмаза включает помещение композита алмаза в резонатор спектрометра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), измерение спектров ЭПР азотно-вакансионного NV-дефекта в композите алмаза при разных ориентациях композита алмаза относительного внешнего магнитного поля, сравнение полученных зависимостей линий ЭПР с рассчитанными положениями линий ЭПР NV-дефекта в монокристалле алмаза в магнитном поле, определяемыми расчетным путем.

Изобретение относится к способу модификации оболочек полиэлектролитных капсул наночастицами магнетита. Заявленный способ включает получение матрицы-контейнера, в качестве которой используют пористые микрочастицы карбоната кальция, формирование оболочки полиэлектролитных капсул путем последовательной адсорбции полиаллиламина и полистиролсульфоната и модификацию наночастицами магнетита на поверхности матрицы-контейнера или после растворения матрицы путем синтеза наночастиц магнетита методом химической конденсации.
Изобретение относится к фармацевтической композиции для доставки фармацевтического агента к очагу заболевания. Композиция содержит не растворимый в воде фармацевтический агент, представляющий собой паклитаксел, и фармацевтически приемлемый носитель, представляющий собой альбумин, предпочтительно, альбумин сыворотки человека.

Изобретение относится к медицине. Описано устройство зонтичное (окклюдер) с модифицированным поверхностным слоем для окклюзии ушка левого предсердия.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии получения нанокристаллических катодных материалов, применяемых в литий-ионных аккумуляторных батареях.

Изобретение относится к технологии получения композитных наномодифицированных мембран и может быть использовано при изготовлении мембранно-электродных блоков, применяемых в электрохимических устройствах, в том числе в электролизерах воды низкого и высокого давления, портативных электронных устройствах.
Изобретение относится к составам асфальтобетонных смесей и может быть использовано при производстве износостойких долговечных дорожных покрытий с регулируемыми эксплуатационно-технологическими свойствами.

Изобретение относится к области медицины, в частности к материалам из нано/ультратонких волокон, используемых для изготовления медицинских изделий, в частности раневых покрытий, клеточных субстратов, медицинских масок, назальных фильтров, а также фильтров для воздушной и жидкостной фильтрации, сорбентов радионуклидов.

Изобретение относится к способу модификации оболочек полиэлектролитных капсул наночастицами магнетита. Заявленный способ включает получение матрицы-контейнера, в качестве которой используют пористые микрочастицы карбоната кальция, формирование оболочки полиэлектролитных капсул путем последовательной адсорбции полиаллиламина и полистиролсульфоната и модификацию наночастицами магнетита на поверхности матрицы-контейнера или после растворения матрицы путем синтеза наночастиц магнетита методом химической конденсации.

Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению материалов дорожностроительного назначения с использованием вяжущего на основе битума с применением в качестве модификатора битума резиновой крошки из отходов резин общего, в том числе шинного назначения.

Изобретение может быть использовано в датчиках магнитного поля и тока, головках считывания с магнитных дисков и лент, устройствах диагностики печатных плат и микросхем, биообъектов (бактерий и вирусов), идентификации информации, записанной на магнитные ленты, считывания информации, записанной магнитными чернилами.

Группа изобретений относится к медицине, а более конкретно к лекарственному препарату, используемому в качестве фотосенсибилизатора (ФС), и к способу фотодинамической терапии с его использованием.
Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к композиции, содержащей инкапсулированную тритерпеновую кислоту: бетулиновую кислоту, урсоловую кислоту или их производные в виде солей и эфиров или тритерпеновый спирт - бетулин, которая может быть использована в медицине для лечения и профилактики вирусных инфекций, вызываемых ДНК- и РНК-содержащими вирусами, такими как вирусы гриппа, онковирусы, герпес, опоясывающий лишай, а также инфекций, вызываемых грамположительными и грамотрицательными бактериями: Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Enterococcus spp., Shigella spp., Escherichia spp., Salmonella spp., Proteus spp., Acinetobacter spp., Citrobacter spp., Pseudomonas spp., Serratia spp., Klebsiella spp., Antracoides spp., Cryptococcus spp., патогенными грибами рода Microsporum, Trichophyton, Nocardia, Aspergillus, дрожжеподобными грибами рода Candida, в т.ч.

Изобретение относится к композициям и полимерным материалам биомедицинского назначения, содержащим наночастицы серебра, стабилизированные амфифильными сополимерами малеиновой кислоты, низкомолекулярные органические амины и воду. Кроме того, указанная композиция может дополнительно содержать полимерный структурообразователь. Введение в композицию полимерного структурообразователя позволяет получать макропористые структурированные гидрогелевые материалы, обладающие пролонгированным бактерицидным и антифунгальным действием. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано для обеззараживания воды из различных источников, а также для получения паро- и водопроницаемых покрытий на раны, бактерицидная и антифунгальная активность которых сохраняется в течение нескольких суток в биологических средах, а также в жесткой воде. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

Наверх