Способ подготовки суспензии наночастиц металлов для наружного и внутреннего применения



Способ подготовки суспензии наночастиц металлов для наружного и внутреннего применения
Способ подготовки суспензии наночастиц металлов для наружного и внутреннего применения

 


Владельцы патента RU 2610171:

Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства (RU)

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, ветеринарии, сельскому хозяйству и представляет собой способ получения суспензии наночастиц меди для наружного применения на водной основе, характеризующийся тем, что осуществляют ультразвуковое диспергирование наночастиц меди в течение 30 мин с частотой 35 кГц с водным раствором католита с параметрами: Eh=-300 мВ, рН 7-8, стабилизированный аминокислотой треонин в количестве не менее 0,01 мас.% при температуре не выше 40°С. Изобретение позволяет получить стабильно биологически активную суспензию препарата наночастиц меди, не вызывающую токсического действия. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, ветеринарии, фармацевтической промышленности, сельскому хозяйству, рыбоводству и другим областям техники.

Способ представляет собой модель подготовки препаратов из наночастиц металлов на водной основе для наружного и внутреннего применения.

Наночастицы металлов и их соединения в настоящее время нашли широкое применение в различных областях, в том числе в биологии и медицине в качестве препаратов микроэлементов. Наличие низкой токсичности для организма в сравнении с широко применяемыми препаратами микроэлементов, высокая биодоступность, определяемая малыми размерами, явилась определяющим в их повсеместном применении [1, 2, 3, 4].

В этой связи определенный интерес представляют исследования, направленные на создание новых препаратов на основе наночастиц.

Одним из направлений в вопросе создания и совершенствования нанопрепаратов является уточнение размера наночастиц и способ их подготовки. Установлены различия в биологических свойствах препаратов, содержащих высокодисперсные частицы разного размера, уменьшение их размера повышает абсорбцию элемента [5, 6, 7].

Известен способ применения препарата наночастиц в виде мазей или свечей, характеризующийся пролонгированным действием и стабильностью при хранении [8].

Однако данный способ применения препарата на основе наночастиц является узконаправленным, применим для наружного применения, только в области фармакологии и требует при производстве нескольких дополнительных компонентов.

В связи с этим альтернативным решением является способ подготовки препаратов наночастиц на водной основе, позволяющей использовать препарат как для наружного, так и для внутреннего применения.

Для исследования нами были использованы наночастицы меди со следующими физико-химическими характеристиками: средний размер, имеющий сферическую форму, составляет 103±2 нм; содержание кристаллической меди в ядре частиц - 96±4,5%; оксида меди - 4±0,4%; толщина оксидной пленки на поверхности наночастиц - 6 нм [9, 10]. Наночастицы меди получали методом высокотемпературной конденсации на установке Миген-3 [11].

С целью повышения стабилизации полезных биологических и химических свойств водных препаратов высокодисперсных частиц меди вместо дистиллированной воды использовали электрохимически активированный католитный водный раствор со стабилизатором со следующими параметрами Eh=-300 мВ, рН 7-8. Стабилизатор представляет собой аминокислоту треонин в количестве не менее 0,01 мас. % [12, 13].

Электрохимическая активация воды осуществлялась на установке «ЭСПЕРО-1» Ташкентской фирмы.

Согласно изобретению предлагается на стадии подготовки суспензии осуществлять ультразвуковое диспергирование наночастиц меди с католитной водной средой, что улучшает смачивание наночастиц и дает возможность увеличить их удельную поверхность и, таким образом, снизить скорость осаждения и повысить равномерность распределении частиц в суспензии. Процесс ведут при температуре не выше 40°С. Соотношение компонентов суспензии определяется в зависимости от назначения.

Определение времени диспергирования суспензии наночастиц меди проводилось нами путем обработки ультразвуком частотой 35 кГц (f - 35 кГц, N - 300 Вт, А - 10 мкм) в течение 0,33; 0,66; 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15 и 30 мин. Полученные образцы стерилизовали ультрафиолетом.

Определение морфометрических характеристик частиц в полученных образцах проводилось методом атомно-силовой микроскопии в контактном режиме с использованием мультимикроскопа SMM-2000 (ОАО «ПРОТОН-МИЭТ», Россия). Опытные образцы препарата меди в объеме 20 мкл наносили на свежий скол слюды и высушивали при комнатной температуре. В процессе сканирования использовались кантилеверы MSCT-AUNM (Pack Scientific Instruments, США) с жесткостью балки 0,01 Н/м и радиусом кривизны иглы 15-20 нм. Количественный морфометрический анализ полученных изображений проводили с использованием штатного программного обеспечения микроскопа.

Определение биологической активности полученных суспензий было изучено в тесте ингибирования бактериальной люминесценции. В качестве объекта использован генно-инженерный люминесцирующий штамм Есherichia coli K12 TG1, конститутивно зкспрессирующий luxСDАВЕ-гены природного морского микроорганизма Photobacterium leiongnathi 54D10, производство HBO «Иммунотех» (Россия, Москва) в лиофилизированном состоянии под коммерческим названием «Эколюм». Непосредственно перед проведением исследований данный препарат восстанавливали добавлением охлажденного электрохимически активированного католитного водного раствора со стабилизатором и стандартизировали до оптической плотности 0,3 при длине волны 600 нм. Суспензию выдерживали при температуре +2… +4°С в течение 30 мин, после чего доводили температуру бактериальной суспензии до 15-25°С.

Водные католитные суспензии наночастиц меди для оценки биологической активности готовились в концентрации 20 мМ, характеризующейся как биотическая в отношении живой клетки [14].

При проведении теста использовался алгоритм, аналогичный использованному Д.Г. Дерябиным с соавт. (2011) при анализе биотоксичности ионов, нано- и микрочастиц металлов. Для этого в ячейки 96-луночных планшетов вносили тестируемые препараты с суспензией люминесцирующих бактерий в соотношении 1:1, после чего планшет помещали в измерительный блок анализатора микропланшетного Infinite PRO F200 (TECAN, Австрия), осуществляющего регистрацию интенсивности свечения полученных смесей в течение 180 мин с интервалом 3 мин. Результаты влияния препарата наночастиц меди на интенсивность бактериальной биолюминесценции (I) оценивали с использованием формулы

,

где Ik и Io - интенсивность свечения контрольных к опытных проб на 0-й и n-й минутах измерения.

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программного пакета «Statistica 6.0», включая определение средней арифметической величины (М) и стандартной ошибки средней (m). Достоверными считали результаты при Р≤0,05.

Проведенные нами исследования показали, что наиболее интенсивное разрушение агломератов наночастиц частиц меди на более мелкие происходит в первые 5-6 мин обработки ультразвуком, тогда как последующее увеличение времени диспергирования не приводит к значительным разрушениям агломератов наночастиц. Динамика значений размеров при увеличении времени воздействия ультразвуком показана на фиг. 1.

Агломераты препарата меди на основе электрохимически активированного антиокислительного католитного водного раствора со стабилизатором, полученные в результате диспергирования в течение первых 14 минут, были неоднородны по размерам.

Агломераты в образцах, подвергшихся обработке ультразвуком в течение 0,33-1,5 мин до 85%, были представлены частицами сферической формы размером от 200 до 980 нм. Средний размер агломераций наночастиц меди, полученных в течение первых 0,33 мин воздействия ультразвуком, составил 937±24,6 нм. Увеличение времени воздействия ультразвуком на опытные образцы от 2 до 14 мин позволило уменьшить размер с 515 до 200 нм. Препараты, полученные в результате обработки ультразвуком в течение 15 и 30 мин на 92 и 98%, были представлены отдельными наночастицами, на 8 и 2% агломератами, размером в среднем 200-400 нм.

Реализация теста ингибирования бактериальной биолюминесценции при контакте E.сoli TG1 с водными образцами препарата меди, полученными при диспергировании в течении 0,33-15 мин. в концентрации 20 мМ и содержащими агломераты наночастиц, показала отсутствие значимого изменения динамики свечения бактерий в сравнении с контролем. В тоже время оценка интенсивности биолюминесценции при контакте с водными образцами, полученными при обработке ультразвуком в течение 30 мин и содержащими наночастицы, показало проявление биологической активности препарата сохраняющейся в течение эксперимента.

Интенсивность свечения Е.соli с клонированными luxCDABЕ-генами Р. leiognathi при контакте с опытными образцами суспензий препарата меди, подвергшихся ультразвуковому воздействию в течение 0,33, 0,66, 1, 1,5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 30 мин, показана на фиг. 2; где контроль «K» представляет собой водный электрохимический активированный католитный раствор без внесения препарата меди.

Зависимость времени ультразвукового диспергирования суспензий наночастиц меди в водном католите на равномерность и однородность распределения отдельных наночастиц в нашем эксперименте показана интенсивностью свечения бактерий в течение 180 мин.

В результате проведенного эксперимента было установлено, что для получения однородных, биологически и химически активных препаратов наночастиц металлов на основе электрохимически активированного католитното водного раствора со стабилизатором, не оказывающих токсического действия, необходима обработка ультразвуковым излучением в течение 30 мин частотой 35 кГц.

Список литературы

1. Zhang I, Wang Н, Yan X, Zhang L. 2005. Comparison of short-term toxicity between Nano-Se and selenite in mice. LifeSci. Jan 21; 76(10):1099-109.

2. Hao L, Wang Z, Xing B. 2009. Effect of sub-acute exposure to ТiO2 nanoparticles on oxidative stress and histopathological changes in Juvenile Carp (Cyprinuscarpio). J EnvironSci (China); 21(10):1459-66.

3. Wang H, Sun X, Liu Z, Lei Z. 2014. Creation of nanopores on graphene planes with MgO template for preparing high-performance supercapacitor electrodes. Nanoscale. May 7.

4. Rohner F, Ernst FO, Arnold M, Hilbe M, Biebinger R, Ehrensperger F, Pratsinis SE, Langhans W, Hurrell RF, Zimmermann MB. 2007. Synthesis, characterization, and bioavailability in rats of ferric phosphate nanoparticles. I Nutr.Mar; 137(3):614-9.

5. Yang L, Kuang H, Zhang W, Aguilar ZP, Xiong Y, Lai W, Xu H, Wei H. 2014 Size dependent biodistribution and toxicokinetics of iron oxide magnetic nanoparticles in mice. Nanoscale. Dec 11; 7(2):625-36. doi: 10.1039/c4nr05061d.

6. Cho WS, Kim S, Han BS, Son WC, Jeong J. 2009. Comparison of gene expression profiles in mice liver following intravenous injection of 4 and 100 nm-sized PEG-coated gold nanoparticles. Toxicol Lett.; 191:96-102.

7. Prietl B, Meindl C, Roblegg E, Pieber TR, Lanzer G, . 2014. Nano-sized and micro-sized polystyrene particles affect phagocyte function. Cell BiolToxicol. Feb; 30(1):1-16. doi. 10.1007/s10565-013-9265-y. Epub 2013 Nov 29.

8. Патент на изобретение RU №2296571 Ранозаживляющий состав и способ его получения. Опубликовано 10.04.2007.

9. Нотова С.В., Тимашева А.Б., Лебедев С.В., Сизова Е.А., Мирошников С.А. Элементы статус и биохимический состав крови лабораторных животных при внутримышечном введении аспаргината и наночастиц, меди // Вестник Оренбургского государственного университета, №122, 2013. - С. 159-163.

10. Яушева Е.В., Мирошников С.А., Иван О.В. Оценка влияния наночастиц металлов на морфологические показатели периферической крови животных // Вестник Оренбургского государственного университета, №12, 2013. - С. 203-207.

11. Ген М.Я., Миллер А.В. Авторское свидетельство СССР №814432, 1981. Бюл. №11.

12. Патент на изобретение RU №2234945 Стабилизатор водного раствора и водосодержащего сырья с самопроизвольно изменяющимися окислительно-восстановительными свойствами. Опубликовано 27.08.2004.

13. Патент на изобретение RU №2367513 Способ получения полимерного покрытия на поверхности наночастиц. Опубликовано 20.09.2009.

14. Дерябин Д.Г., Алешина Е.С., Дерябина Т.Д., Ефремова Л.В. 2011. Биологическая активность ионов, нано- и микрочастиц Сu и Fe в тесте ингибирования бактериальной биолюминесценции // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химий. №6. С. 31-36.

1. Способ получения суспензии наночастиц меди для наружного применения на водной основе, характеризующийся тем, что осуществляют ультразвуковое диспергирование наночастиц меди в течение 30 мин с частотой 35 кГц с водным раствором католита с параметрами: Eh=-300 мВ, рН 7-8, стабилизированный аминокислотой треонин в количестве не менее 0,01 мас.% при температуре не выше 40°С;

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наночастицы меди имеют размер 103±2 нм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество наночастиц меди, смешиваемое с водным раствором католита, определяется в зависимости от назначения и составляет от 0,001 до 0,1 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу введения углеродных нанотрубок в полиолефины для получения нанокомпозитов, используемых при получении различных изделий из полимерных композиционных материалов.

Изобретение относится к химической промышленности и нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении композитов и волокон для дисплеев, противообледенительных контуров, газонепроницаемых композитов и экранов.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул смеси биопага-Д с бриллиантовой зеленью. Указанный способ характеризуется тем, что к 2,5 г биопага-Д прибавляют 2,5 мл бриллиантовой зелени, полученную смесь добавляют в суспензию 2,5 г или 7,5 г натрий карбоксиметилцеллюлозы в петролейном эфире и 0,05 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества, полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание, выпавшую суспензию нанокапсул отфильтровывают, промывают петролейным эфиром и сушат.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул. Описан способ получения нанокапсул антибиотиков тетрациклинового ряда – тетрациклина, диоксициклина или миноциклина.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул лекарственных препаратов группы пенициллинов, выбранных из ампициллина, натриевой соли бензилпенициллина или амоксициллина.

Изобретение относится к нанотехнологии, может быть использовано в химической промышленности для создания эффективных катализаторов. Заключается в том, что на подложку наносят вспомогательный слой, в котором формируют ряды канавок нанометровой глубины с вертикальными стенками, наносят слой каталитического материала нанометровой толщины, поверх которого формируют маску из фоторезиста с рисунком узких полосок, расположенных поперек канавок, анизотропным травлением удаляют слой каталитического материала до вспомогательного слоя, оставляя его на боковых стенках канавок и под маской, маску удаляют.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул ципрофлоксацина гидрохлорида. Указанный способ характеризуется тем, что в суспензию геллановой камеди в бутаноле и 0,01 г препарата Е472с добавляют порошок ципрофлоксацина гидрохлорида, затем добавляют хлороформ, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат, при этом массовое соотношение ядро : оболочка в нанокапсулах составляет 1:3, 1:1, 1:5 или 5:1.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул вакцины «КС» от чумы свиней. Указанный способ характеризуется тем, что вакцину «КС» растворяют в петролейном эфире, затем диспергируют в суспензию натрий карбоксиметилцеллюлозы в петролейном эфире в присутствии препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 1000 об/мин, далее приливают бутилхлорид, выпавший осадок нанокапсул отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул аминогликозидного антибиотика, выбранного из канамицина, амикацина или сульфата гентамицина. Указанный способ характеризуется тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется геллановая камедь, при этом аминогликозидный антибиотик порциями добавляют в суспензию геллановой камеди в бутаноле, содержащую препарат Е472с, при массовом соотношении аминогликозидный антибиотик:геллановая камедь 1:1 или 1:3, смесь перемешивают, затем добавляют метиленхлорид, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают, промывают метиленхлоридом и сушат, процесс осуществляют в течение 15 минут.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул резвератрола. Указанный способ характеризуется тем, что резвератрол добавляют в суспензию геллановой камеди в бутаноле в присутствии сложного эфира глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты при перемешивании 1000 об/мин, далее приливают этилацетат, полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом массовое соотношение оболочка : ядро в нанокапсулах составляет 3:1 или 1:5.

Группа изобретений относится к медицине и касается иммуногенной катионной эмульсии типа «масло в воде», включающей эмульсионные частицы, содержащие масляную сердцевину и катионный липид, и молекулу нуклеиновой кислоты, образующую комплекс с эмульсионными частицами, где средний диаметр эмульсионных частиц составляет от приблизительно 80 нм до приблизительно 150 нм, а отношение N/P в этой эмульсии составляет от приблизительно 4:1 до приблизительно 20:1.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и представляет собой ректальный поликомплексный гель для лечения язвенного колита, болезни Крона, свищей и осложнений, вызванных этими заболеваниями характеризующийся тем, что он содержит метронидазол, тимоген, карбопол, пропиленгликоль, динатриваевую соль ЭДТА, пропилпарагидроксибензоат, метилпарагидроксибензоат, натрия гидроксид и воду, причем компоненты в геле находятся в определенном соотношении в г/150 г.
Изобретение относится к медицине и касается жидкой фармацевтической композиции, подходящей для перорального введения, которая включает суспензию эффективного количества микронизированного 2-(2-нитро-4-трифторметилбензоил)-1,3-циклогександиона (нитизинона) и буфер на основе лимонной кислоты с рН в диапазоне значений от 2,5 до 3,5.

Изобретение относится к медицине и представляет собой ранозаживляющий гель для наружного применения, указанный гель содержит натрия альгинат, таурин, аллантоин, глицерин, нипагин и воду при следующем соотношении компонентов, мас.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности и медицине и представляет собой средство для лечения хронических воспалительных заболеваний уретры и мочевого пузыря, содержащее гепарин, обезболивающее вещество и основу, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит дексаметазон, в качестве обезболивающего вещества лидокаин, крахмально-агаровый гель в качестве основы, состоящий из крахмала, агар-агара и очищенной воды, и мирамистин в качестве стабилизатора основы, где гепарин содержится в средстве в количестве 22750-25500 МЕ, дексаметазон в количестве 7,6-8,4 мг, лидокаин 2% в количестве 3,8-4,2 мл, крахмал в количестве 0,33-0,40 г, агар-агар в количестве 0,08-0,12 г, мирамистин 0,01% 4-5 мл и вода очищенная 45-46 мл.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и представляет собой комбинированный препарат для лечения грибковых заболеваний ногтей, содержащий тербинафин и/или его физиологически приемлемую соль, эконазол и/или его физиологически приемлемую соль, а также гидроксипропилцеллюлозу, метакриловой кислоты и этилакрилата сополимер, пропиленгликоль и спирт этиловый, причем компоненты в препарате находятся в определенном соотношении, в мас.

Изобретение относится к фармацевтической композиции в форме эмульсии вода в масле для лечения предожоговых состояний или ожогов кожи. Указанная композиция содержит по меньшей мере 60% воды, от 4% до 15% цетеарилоктаноата, от 2% до 5% пчелиного воска, от 0,1% до 5% декспантенола, от 2% до 5% полидиметилсилоксана, по весу относительно общего веса композиции, а также растительное масло и другие фармацевтически приемлемые наполнители.

Настоящее изобретение относится к применению гелевой композиции, содержащей мелатонин или его соли в концентрации от 2,5% до 5% масс./об., для лечения и/или предотвращения мукозита, причём указанную гелевую композицию местно наносят на слизистую оболочку.

Изобретение относится к медицине и представляет собой фармацевтический противоопухолевый гель, содержащий 0,5 г доксорубицина, 100 мл ПЭГ 12 диметикона, 50 мл гелеобразователя, 20 мл триэтаноламина и воду очищенную до 1000,0 мл.

Изобретение относится к способу получения биоцидного средства в форме раствора фурацилина, заключающемуся в активировании 90 мл раствора 1:5000 препарата с 1 г лимонной кислоты и коллоидными ионами серебра в объеме 10 мл с концентрацией 0,5-1,0 мг/мл.

Изобретение относится к медицине и фармацевтической промышленности и касается состава и способа получения препарата высокоэффективной фармацевтической субстанции и вспомогательных веществ, позволяющих формировать аэрозоль мелких частиц с целью проникновения в бронхи и альвеолы легких.
Наверх