Местное гемостатическое средство с повышенной антимикробной активностью
Владельцы патента RU 2675631:
Общество с ограниченной ответственностью "Новые Биомедицинские Решения" (RU)
Изобретение относится к местному гемостатическому средству для остановки массивных кровотечений. Средство содержит соль хитозана, а именно сукцинат хитозана или хлоргидрат хитозана или аскорбат хитозана, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ-Na) и антибиотик, выбранный из группы фторхинолонов, а именно ципрофлоксацин или пефлоксацин или лофмефлоксацин при следующем соотношении компонентов, мас.%: соль хитозана 56,00-74,92%, КМЦ-Na 25-43,9% и антибиотик 0,08-0,1%. Средство характеризуется высокой сорбционной способностью по крови, коротким временем наступления гемостаза и повышенной антимикробной активностью. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл.
Изобретение относится к области медицины, конкретно к средствам, для остановки наружных кровотечений, в том числе из крупных кровеносных сосудов, и может применяться как в госпитальных так и в полевых условиях в качестве местного гемостатического средства для защиты жизни и здоровья людей с внешними повреждениями.
Известно местное гемостатическое средство для остановки интенсивного артерио-венозного кровотечения, включающее смесь синтетических цеолитов (RU 2414225 С1, 20.03.2011). Однако недостатком средств на основе цеолитов является высокая, до 85°С, температура при его контакте с кровью, что может приводить к термическому ожогу тканей, обусловленному выделением тепла при соприкосновении цеолита с водной средой плазмы крови из-за высоких значений теплоты гидратации. Это вызывает в дальнейшем дополнительные проблемы при заживлении раны и тем самым ограничивает применение препаратов по данному патенту. Также из-за неорганической природы основного действующего вещества, существует его биологическая несовместимость с тканями организма и как следствие неспособность к биодеградации, что может приводить к осложнениям.
Помимо этого, известен препарат для остановки артериальных кровотечений на основе смеси мелкодисперсного карбоната кальция, наночастиц бемита (метагидроксида алюминия) и полисахарида (RU 2333002 С1, 10.09.2008). Применение данного средства не сопровождается повышенным выделением тепла и как следствия ожогом. Недостатком указанного препарата является его относительно низкая гемостатическая эффективность. Как и для средства, описанного выше, из-за неорганической природы основного действующего вещества для данного средства также характерна биологическая несовместимость с тканями организма.
Известно также кровоостанавливающее средство для местного применения на основе солей хитозана в смеси как минимум с одним инертным материалом, не вызывающее тепловыделения при смешении с кровью, биологически совместимое с тканями организма, обладающее достаточно высокой гемостатической активностью (WO 2007/074326 А1, 05.07.2007). Недостатками такого кровоостанавливающего средства являются недостаточно высокая сорбционная способность по крови и как следствие относительно большое время наступления, а так же низкая антимикробная активность.
Кроме того, известно местное гемостатическое средство на основе соли хитозана и полигексаметиленгуанидина гидрохлорида, ковалентно сшитых полифункциональным соединением (RU 2519220 С1, 10.06.2014) (прототип). Данное средство обладает высокой сорбционной способностью, биосовместимо с тканями организма, антимикробной активностью и достаточно высокой гемостатической активностью. Недостатками данного средства является невозможность использовать данное средство в экстремальных условиях при ранениях в чрезвычайных обстоятельствах, кроме того снятие данного средства приводит к травмированию раны.
Таким образом, существует потребность в разработке эффективного средства локального (местного) действия обладающего высокой сорбционной способностью по крови, коротким временем образования сгустка и высокой атравматичностью при удалении средства с раны. Данный продукт имеет важное значение при оказании первой и первичной медико-санитарной помощи по остановке паренхиматозных, венозных и артериальных кровотечений.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение сорбционной способности по крови, снижение времени образования сгустка и высокой атравматичности. Кроме того после того как кровотечение остановилось, необходимо состав удалить из раны. Если состав нанесен в виде порошка, то его сложно полностью удалить из раны не повреждая саму рану, а салфетку, с нанесенной на ней порошком удалить просто и рана остается чистая от состава.
Заявленный технический результат достигается тем, что средство для остановки массивных кровотечений выполнено в виде салфетки из нетканого материала с нанесенным на ее поверхность составом, включающий соль хитозана, а именно сукцинат хитозана или хлоргидрат хитозана или аскорбат хитозана, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ-Na) и антибиотик из группы фторхинолонов, а именно ципрофлоксацин или пефлоксацин или ломефлоксацин при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Соль хитозана | 56,00-74,92% |
| КМЦ-Na | 25,00-43,9% |
| Антибиотик | 0,08-0,1%, |
причем состав наносится в виде отдельных волнообразных полос, промежуток между полосами составляет не более половины ширины полосы.
Предпочтительно, чтобы состав был нанесен с обеих сторон салфетки. Это позволяет в экстремальных условиях быстро прикладывать салфетку к ране слоем действующего вещества.
Возможно также нанесение состава на клеевой слой. Это позволяет действующий состав лучше удерживать на поверхности салфетки и не засорять рану, что позволит после снятия салфетки избежать очистки раны от частиц действующего состава и тем самым не травмировать поверхность раны.
Средство для остановки массивных кровотечений, согласно настоящему изобретению, содержит соль хитозана, а именно сукцинат хитозана или хлоргидрат хитозана или аскорбат хитозана, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ-Na) и антибиотик из группы фторхинолонов, а именно ципрофлоксацин или пефлоксацин или лофмефлоксацин. Активность гемостатического средства может быть, например, достигнута при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Соль хитозана | 56,00-74,92% |
| КМЦ-Na | 25,00-43,9% |
| Антибиотик | 0,08-0,1% |
Сущность изобретения заключается в том, что в средство, выполненное в виде салфетки удобно использовать при наложении на рану с кровотечением, а также легко снять приостановке кровотечения, при этом после снятия салфетки рана остается чистой, поскольку частицы действующего состава остаются на поверхности салфетки и не попадают в рану. Образовавшийся сгусток крови не травмируется и таким образом заживление осуществляется значительно быстрее. Кроме того в указанном диапазоне соотношений действующего состава наблюдается синергетический эффект действия гемостатической композиции, за счет образования полиэлектролитный комплекс (ПЭК), обогащенного поликатионом - солью хитозана, что приводит:
1) к значительному повышению его степени набухания, а значит, сорбционной способности по крови,
2) к электростатическому взаимодействию положительно заряженного ПЭК и отрицательно заряженных тромбоцитов.
Кроме того, присутствующий в композиции антибиотик повышает антимикробную активность средства, уже обладающего биоактивным действием за счет протонированных молекул хитозана.
Все это способствует снижению времени образования сгустка.
Нанесение действующего состава в виде отдельных полос, позволяет при контакте с кровью отводить ее излишний объем путем сорбции в основу салфетки через участки без нанесенного действующего состава оставляя последнему возможность осуществления гемостаза.
В качестве солей хитозана в заявленном средстве используют сукцинат хитозана или хлоргидрат хитозана или аскорбат хитозана, которые обладают следующими товарными и физико-химическими характеристиками, представленными в Таблице 1.
В качестве антимикробного агента в состав средства входит антибиотик широкого спектра, например из группы фторхинолонов, в дозе, не превышающей рекомендованную для применения, в процентном соотношении от массы смеси соль хитозана-КМЦ-Na менее 1%. Антимикробный агент подбирается из ряда агентов, функционально совместимых с ионогенными полимерами системы и не разрушающих полиэлектролитный комплекс (ПЭК). Для введения в смесь нами были использованы следующие антибиотики: ципрофлоксацин или пефлоксацин или ломефлоксацин.
Остальные агенты из фторхинолонов первого поколения либо проявляют в композите малую активность по отношению к заявленному ряду, либо негативно влияют на образование ПЭК вследствие наличия различных ионогенных групировок, например, терминальной аминогруппы.
Данные о более высокой эффективности фторхинолонов второго и последующих поколений с компонентами полисахаридной смеси в ходе предварительных испытаний не были обнаружены.
В водной среде соль хитозана и КМЦ-Na образуют полиэлектролитный комплекс (ПЭК) при широком диапазоне соотношений компонентов по массе.
Были проведены исследования для выявления оптимального соотношения соли хитозана и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы для композитной смеси. В качестве модельных использовались соотношения 1:1, 1:2 и 2:1. Данные по исследованиям приведены в Талицах 2-4.
В результате было выявлено, что наибольшей степенью набухания обладают образцы, у которых соль хитозана и КМЦ-Na находятся в диапазонах:
| соль хитозана | 56,00-74,92% |
| КМЦ-Na | 25,00-43,9% |
Испытания антимикробной активности проводились на клинических штаммах грамположительных и грамотрицательных бактерий: Staphylococcusaureus 15 (MRSA), Staphylococcus aureus 19, Enterococcus faecalis 49 (VRE), Enterococcus faecium 6 и Pseudomonas aeruginosa 32.
Бактериальные культуры выращивали в жидкой и на твердой (1,5%) среде Luria-Bertani (LB), используя стандартные сухие питательные среды, выпускаемые фирмой Дифко. Исследуемые образцы вещества (в одинаковых количествах) помещали в центр чашки Петри с твердой питательной средой (1,5% LB). Затем на плотную питательную среду наносили полутвердый слой агара (0,7% LB) с культурами бактерий в концентрации 103 КОЕ. Образцы инкубировались в течение 24 ч при 37°С. Оценка результатов проводилась по размерам зоны ингибирования роста бактерий (zona mortis), формируемой вокруг исследуемых веществ (рис. 1). (1) Staphylococcus aureus 15 (MRSA), (2) Staphylococcus aureus 19, (3) Enterococcus faecalis 49 (VRE), (4) Enterococcus faecium 6 (5) Pseudomonas aeruginosa PA 103.
В результате проведенных исследований было показано наличие зоны ингибирования роста бактерий, вокруг образца кровоостанавливающего средства, содержащего менее 0,5 мас. % антибиотика. Исследуемый образец обладает бактериостатическим и бактерицидным действием на клинические изоляты в пределах области прямого контакта бактерий с препаратом и в области среды прилежащей к препарату в результате десорбции антибиотика из гемостатического средства. Важно отметить, что исследуемые образцы проявляли бактерицидную активность в отношении бактерий Enterococcus faecalis, которые являются резистентными к фторхинолонам 1 поколения. Наблюдаемый антимикробный эффект может быть обусловлен совместным использованием антибиотика и соли хитозана, который за счет электростатического взаимодействия поликатионных макромолекул с бактериями усиливает действие антибиотика.
Характеристика используемых компонентов гемостатического средства приведена в Таблице 5.
Полученное средство обладает средней сорбционной емкостью по крови 21 г/г, что обеспечивает среднее время свертывания нормальной крови менее 60 секунд (Таблица 6).
Исследования трех типов антибиотиков с одинаковой поверхностной концентрацией 1,25 г/м2 проводились на бактериях вида Pseudomonas aeruginosa, выращенных в различных питательных средах: среда Олькеницкого (MX) и среда агарового типа (АГВ). Результаты исследования представлены в Таблице 7.
С целью исследования эффективности предложенного решения, нанесения порошка с двух сторон на салфетку проводились следующие испытания:
На модели краевого ранения бедренной артерии у крупного лабораторного животного (овца) оценивалась эффективность гемостатического средства в виде порошка в свободном виде, порошка насыпанного на салфетку, порошка насыпанного между двумя марлевыми салфетками, порошка локализованного на салфетку при тампонировании раны с целью осуществления временного гемостаза.
Оценивалась суточная выживаемость в группах животных после выполнения мероприятий временного гемостаза с использованием описанных выше гемостатических средств. Оценивалась суточная динамика показателей общего анализа крови и коагулограммы в группах животных после выполнения мероприятий временного гемостаза с использованием описанных выше гемостатических средств. Оценивалась на секции после суточного наблюдения распространенность гематомы, выраженность травмы мягких тканей и элементов сосудисто-нервного пучка в области постановки гемостатических средств.
На основании анализа эффективности исследуемых гемостатических средств при тампонировании раны, суточной выживаемости и динамики лабораторных показателей в группах, данных аутопсии можно сделать следующее заключение о надежности исследуемых перевязочных средств при их использовании в качестве единственного средства временного гемостаза в течение 24 часов после ранения:
установлено, что образцы местных гемостатических средств обладают разной эффективнеостью относительно местного гемостаза, лабораторных показателей, и, в целом, выживаемости овец с поврежденной бедренной артерией. По совокупности эффектов образцы гемостатических средств распределились по эффективности в порядке убывания: 1 - салфетка с гемостатическим порошком в виде полос, 2 - гемостатический порошок насыпанный на салфетку, 3 - гемостатический порошок, 4 - гемостатический порошок насыпанный между марлевыми салфетками.
Салфетка с нанесенным в виде полос гемостатическим порошком показала себя наиболее эффективной так как при обильном кровотечении обеспечивала надежный контакт средства с поврежденным сосудом, средство не вымывалось и гемостаз наступил во всех случаях при тампонировании раны от 2 минут. При использовании гемостатического порошка насыпанного на марлевую салфетку наблюдалась эффективность только в 70% случаев так-как наблюдалось вымывание порошка от поврежденного участка сосуда, наступление гемостаза при первом применении наблюдалось в 50% случаев, еще в 20% после повторного применения и в 30% эффективный гемостаз не наступил. Гемостатический порошок в чистом виде показал себя эффективным в 50% случаев, по причинам описанным выше. Порошок насыпанный между двумя марлевыми салфетками не показал эффективности так как не достигался необходимый контакт средства с поврежденным сосудом в должном объеме.
Изготовление средства по настоящему изобретению осуществляют в соответствии с приведенной ниже схемой (Рис. 2).
1. Средство для остановки массивных кровотечений, выполненое в виде салфетки из нетканого материала с нанесенным на ее поверхность составом, включающим соль хитозана, а именно сукцинат хитозана, или хлоргидрат хитозана, или аскорбат хитозана, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ-Na) и антибиотик из группы фторхинолонов, а именно ципрофлоксацин, или пефлоксацин, или ломефлоксацин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Соль хитозана | 56,00-74,92% |
| КМЦ-Na | 25,00-43,9% |
| Антибиотик | 0,08-0,1%, |
причем состав наносится в виде отдельных волнообразных полос, промежуток между полосами составляет не более половины ширины полосы.
2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что состав нанесен с обеих сторон салфетки.
3. Средство по п. 1, отличающееся тем, что состав нанесен на клеевой слой.
