Гемостатическая губка и способ ее получения

Изобретение относится к медицине, а именно к созданию новых гемостатических средств, и может быть использовано для остановки кровотечений в хирургической практике, в условиях боевых действиях, при ликвидации последствий массовых катастроф и террористических актов, а также в условиях боевых действий.

Развитие военной науки и техники неизбежно сопровождается появлением новых видов поражений, усилением тяжести патологического процесса, в том числе геморрагических осложнений при огнестрельных ранениях, воздействиях ядерного и химического оружия. В этих условиях особую роль играет разработка гемостатических средств для оказания помощи при критических и неотложных состояниях в условиях боевых действий и в медицине катастроф. Профилактика и остановка кровотечений имеют также важнейшее значение в различных областях клинической медицины, в гематологии, хирургии, травматологии, онкологии, акушерстве и других в связи с внедрением в медицинскую практику новых антикоагулянтов, не имеющих антидотов, а также лекарств, обладающих, наряду с терапевтическими эффектами, гепатотоксическим действием. С учетом изложенного созданию нового гемостатического агента, не повышающего тромбогенный потенциал крови, но оказывающего профилактическое и лечебное кровоостанавливающее действие на фоне травмы и приема антитромботических препаратов представляются крайне важными.

На сегодняшний день известны сведения об использовании в хирургии различных клеевых субстанций с такими гемостатическими компонентами, как фибриноген, тромбин и некоторые другие факторы свертывания крови (Перельман М.И. и др. Современные клеевые композиции в торакальной хирургии // Хирургия. - 2002. - №2. - с. 47-49). Фибриновые клеи, например, «Берипласт (TM)», состоят из 3-4 компонентов и должны быть нанесены на раневую поверхность последовательно в несколько этапов, что создает определенные неудобства при лапароскопических операциях. Непосредственное же смешивание компонентов перед применением неизбежно приводит к образованию сгустка фибрина, потере клеящих свойств и закупорке просвета лапароскопа.

Известны также гемостатические средства на основе альгината натрия для местного применения в виде гелей и ректальных свечей с выраженным гемостатическим эффектом, а также с репаративными и противовоспалительными свойствами (Межнева В.В. Разработка и применение гемостатических биологических клеев для имплантируемых медицинских изделий. Автореферат на соиск. учен. степен. докт. мед. наук, Москва, 2009, 21 с.; RU 2270016, 20.02.2006). Недостатками данных гемостатических средств является сложность в приготовлении данных клеевых композиций и короткий срок хранения.

Наиболее близким и потому взятым за прототип является антимикробная гемостатическая губка из диспергированного коллагена после сублимационной сушки, при этом она содержит коллаген, альгинат кальция и хиноксидин в определенном соотношении и структурирована в парах летучих альдегидов, а также к антимикробной гемостатической губке из диспергированного коллагена после сублимационной сушки, отличающейся тем, что она содержит коллаген, формальдегид и смесь антимикробных веществ в соотношении 10:(0,03-0,10):(0,10-0,30), в качестве смеси антимикробных веществ используют борную кислоту и фурацилин в соотношении (4,0-6):3,0. Однако система достаточно сложна в исполнении, коллаген вызывает гиперрубцевание, обладает антигенной активностью и может являться переносчиком вирусов гепатита и ВИЧ. Кроме того, коллаген может служить причиной иммунологических реакций.

Технический результат заявленной группы изобретений гемостатической губки и способа ее получения заключается в расширении ассортимента гемостатических губок на основе альгината натрия с выраженным гемостатическим действием.

Технический результат достигается тем, что создана гемостатическая губка, содержащая основу и активное вещество, высушенные сублимационной сушкой, при этом она в качестве основы содержит альгинат натрия, а в качестве активного вещества фибрин-мономер при следующем соотношении компонентов в конечном водном растворе в объеме 1 литр в %:

В предпочтительном варианте гемостатическая губка дополнительно содержит эпсилон-аминокапроновую кислоту в концентрации от 0,5 до 10,0%, тромбина от 0,0001% до 0,03% (от 1 ед. NIH до 9000 ед. NIH).

А также разработан способ получения гемостатической губки по п.1, включающий высушивание сублимационной сушкой смеси растворов веществ, причем альгинат натрия растворяют в дистиллированной воде при перемешивании и добавляют фибрин-мономер в следующем соотношении компонентов в конечной концентрации альгината натрия от 0,1% до 8,0%, фибрин-мономера от 0,01% до 0,5%, полученную смесь перемешивают до однородной массы и подвергают сублимационной сушке.

В предпочтительном варианте дополнительно к смеси добавляют эпсилон-аминокапроновую кислоту от 0,5% до 10,0% и тромбина от 0,0001% до 0,03% (от 1 ед. NIH до 9000 ед. NIH) по отношению к раствору.

Альгинат натрия - природный полисахарид, обладающий гемостатической активностью. Механизм гемостатического действия альгинатов, помимо образования геля при их контакте с кровью, включает способность к агрегации форменных элементов крови, в частности, эритроцитов. Альгинат натрия обладает способностью подвергаться биодеградации, не образуя при этом продуктов, вредных для организма больного, что позволяет оставлять губки в ране и полостях организма.

Фибриноген - крупная молекула, которая состоит из трех пар полипептидных цепей, объединенных в три домена. Тромбин гидролизует Арг-Гли связи так, что от каждой молекулы фибриногена отщепляется два пептида А и два пептида В. Образуется фибрин-мономер, который имеет тенденцию к спонтанной полимеризации в мультимолекулярные агрегаты. Фибрин-мономеры, приложенные к раневой поверхности, образуют первичные димеры - протофибриллы, мономеры в которой соединены конец к середине. Далее происходит самосборка протофибрилл, образование пучков волокон и стабилизация с помощью изопептидных связей между остатками глутаминовой кислоты и лизина. Такой стабилизированный фибрин и является структурной основой кровяного сгустка.

Эпсилон аминокапроновая кислота - ингибитор фибринолиза. Ингибирует активаторы профибринолизина и тормозит его превращение в фибринолизин. Тормозит активирующее действие стрептокиназы, урокиназы и тканевых киназ на фибринолиз. Также эпсилон аминокапроновая кислота стимулирует образование тромбоцитов, сенсибилизирует тромбоцитарные рецепторы к тромбину, тромбоксану А2 и другим эндогенным агрегантам.

Активатор фибриногена - тромбин - принадлежит к семейству сериновых протеиназ и запускает каскад биохимических реакций системы свертывания крови. Кроме превращения фибриногена в фибрин, он является также мощным активатором агрегации и адгезии тромбоцитов. При действии тромбина на тромбоциты уже через 5 секунд после стимуляции происходит изменение формы клетки, централизация гранул, секреция их содержимого в систему открытых каналов и далее во внеклеточную среду. Вследствие мощного действия и опасности тромбоза, тромбин применяется только местно.

Фибрин-мономер получают по способу, описанному в патенте RU №2522237. Для этого берут 30 л свежезамороженной плазмы человека и размораживают при температуре +37°, при постоянном перемешивании добавляют в плазму 10 л насыщенного раствора сульфата аммония и полученную смесь выдерживают 15 минут при комнатной температуре, после чего центрифугируют при 2500 об/мин в течение 15 мин, надосадочную жидкость сливают, затем в 7 л 0,05 М фосфатного буфера растворяют 1,4 кг мочевины и подогревают до температуры +37°С, далее в этом буфере растворяют полученный ранее осадок фибриногена, затем добавляют сюда же 50000 ед. тромбина человека, перемешивают и оставляют смесь на 1 час при комнатной температуре, после чего разделяют полученную смесь на три части, в емкость с одной из трех частей исходного раствора фибриногена вносят 40 л 0,05 М фосфатного буфера с температурой +37°С, образовавшийся в емкости фибриновый сгусток собирают, промывают в дистиллированной воде и отжимают, в результате получают три отмытых фибриновых сгустка, далее отмыв фибринового сгустка повторяют таким же образом еще два раза, конечный продукт - фибрин-мономер получают путем растворения отмытого фибринового сгустка в ацетатном буфере с мочевиной, полученный фибрин-мономер разливают во флаконы из расчета 10-20 мг/флакон, далее флаконы с фибрин-мономером замораживают и лиофильно высушивают.

В эксперименте было показано, что губка из альгината натрия и фибрин-мономера, полученного путем растворения отмытого фибринового сгустка в ацетатном буфере с мочевиной, и дополнительным введением эпсилон аминокапроновой кислоты и тромбина, обладает способностью длительно снижать время остановки кровотечения и объем кровопотери.

Примеры.

Пример 1.

Получение губки с содержанием альгината натрия и фибрин-мономера. В 500 мл дистиллированной воды добавляют 1,0 г альгината натрия, растворяют при перемешивании на шейкере в течение 60 минут. Затем готовят раствор из 500 мл дистиллированной воды и 0,1 г фибрин-мономера. Полученные растворы смешивают и перемешивают до получения однородной массы, затем разливают в лотки слоем толщиной от 2 до 10 мм, которые помещают в камеру сублимационной сушки при t° до -50°С на 48 часов до образования губки.

Соотношение компонентов в 1 литре конечного раствора: альгинат натрия - 0,1%, фибрин-мономер, - 0,01%.

Пример 2.

Получение губки с содержанием альгината натрия и фибрин-мономера. В 500 мл дистиллированной воды добавляют 30,0 г альгината натрия, растворяют при перемешивании на шейкере в течение 60 минут. Затем готовят раствор из 500 мл дистиллированной воды и 2,5 г фибрин-мономера. Полученные растворы смешивают и перемешивают до получения однородной массы, затем разливают в лотки слоем толщиной от 2 до 10 мм, которые помещают в камеру сублимационной сушки при t° до -50°С на 48 часов до образования губки.

Соотношение компонентов в 1 литре конечного раствора: альгинат натрия - 3,0%, фибрин-мономер - 0,25%.

Пример 3.

Получение губки с содержанием альгината натрия и фибрин-мономера. В 500 мл дистиллированной воды добавляют 80,0 г альгината натрия, растворяют при перемешивании на шейкере в течение 60 минут. Затем готовят раствор из 500 мл дистиллированной воды и 50,0 г фибрин-мономера. Полученные растворы смешивают и перемешивают до получения однородной массы, затем разливают в лотки слоем толщиной от 2 до 10 мм, которые помещают в камеру сублимационной сушки при t° до -50°С на 48 часов до образования губки.

Соотношение компонентов в 1 литре конечного раствора: альгинат натрия - 8,0%, фибрин-мономер, - 0,5%.

Пример 4.

Получение губки с содержанием альгината натрия и фибрин-мономера, ε-аминокапроновой кислоты и тромбина. В 500 мл дистиллированной воды добавляют 1,0 г альгината натрия, растворяют при перемешивании на шейкере в течение 60 минут. Затем готовят раствор из 500 мл дистиллированной воды и 0,1 г фибрин-мономера. Полученные растворы смешивают, затем добавляют 5,000 г раствора ε-аминокапроновой кислоты и 0,001 г тромбина с активностью 30 ед. NIH, перемешивают до получения однородной массы, затем разливают в лотки слоем толщиной от 2 до 10 мм, которые помещают в камеру сублимационной сушки при t° до -50°С на 48 часов до образования губки.

Соотношение компонентов в 1 литре конечного раствора: альгинат натрия - 0,1%, фибрин-мономер - 0,01%, ε-аминокапроновая кислота - 0,5%, тромбин - 0,0001%.

Пример 5.

Получение губки с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера, ε-аминокапроновой кислоты и тромбина. В 500 мл дистиллированной воды добавляют 30,0 г альгината натрия, растворяют при перемешивании на шейкере в течение 60 минут. Затем готовят раствор из 500 мл дистиллированной воды и 2,5 г фибрин-мономера. Полученные растворы смешивают, затем добавляют 50,00 г ε-аминокапроновой кислоты и 0,15 г тромбина с активностью 4500 ед NIH и перемешивают до получения однородной массы, затем разливают в лотки слоем толщиной от 2 до 10 мм, которые помещают в камеру сублимационной сушки при t° до -50°С на 48 часов до образования губки.

Соотношение компонентов в 1 литре конечного раствора: альгинат натрия - 3%, фибрин-мономер - 0,25%, ε-аминокапроновая кислота - 5%, тромбин - 0,015%.

Пример 6.

Получение губки с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера, ε-аминокапроновой кислоты и тромбина. В 500 мл дистиллированной воды добавляют 80,0 г альгината натрия, растворяют при перемешивании на шейкере в течение 60 минут. Затем готовят раствор из 500 мл дистиллированной воды и 50,0 г фибрин-мономера. Полученные растворы смешивают, затем добавляют 100,0 г ε-аминокапроновой кислоты и 0,3 г тромбина с активностью 9000 ед. NTH, перемешивают до получения однородной массы, затем разливают в лотки слоем толщиной от 2 до 10 мм, которые помещают в камеру сублимационной сушки при t° до -50°С на 48 часов до образования губки.

Соотношение компонентов в 1 литре конечного раствора: альгинат натрия - 8,0%, фибрин-мономер - 0,5%, ε-аминокапроновая кислота - 10,0%, тромбин - 0,03%.

Пример 7.

Изучение влияния гемостатической губки на остановку кровотечения проводили в лабораторных условиях на кроликах породы «Шиншилла» обоего пола массой 3,0-4,5 кг со средним значением темпа кровотечения 1 г/мин согласно методике, описанной в «Руководстве по проведению доклинических исследований лекарственных средств». Часть первая. - М.: Гриф иК, 2012. Эксперимент выполнялся с введения животного в состояние тиопенталового наркоза. Затем выполнялась тотальная срединная лапаротомия, в образовавшуюся рану выводилась передняя поверхность печени. При помощи пластмассового ограничителя производилась резекция лезвием выступившей части печени. В результате образовывалась равномерно кровоточащая рана. В каждом опыте размер и форма срезанного сегмента оставались неизменными. Для сравнительной оценки гемостатических свойств исследуемого образца и контроля (размером 2×2 см) на доле печени одновременно производились два вышеописанных среза. В качестве контроля использовался марлевый тампон.

Пример 8

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану губки, полученной по примеру 1. Губка хорошо адгезирует к ране, обладает высокой гигроскопичностью и полностью останавливает кровотечение за 102±11 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 387±24 с.

Пример 9

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану губки, полученной по примеру 2. Губка хорошо адгезирует к ране, обладает высокой гигроскопичностью и полностью останавливает кровотечение за 64±7 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 387±24 с.

Пример 10

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану губки, полученной по примеру 3. Губка хорошо адгезирует к ране, обладает высокой гигроскопичностью и полностью останавливает кровотечение за 31±4 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 387±24 с.

Пример 11.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану губки, полученной по примеру 4. Губка хорошо адгезирует к ране, обладает высокой гигроскопичностью и полностью останавливает кровотечение за 89±7 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 403±29 с.

Пример 12.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану губки, полученной по примеру 5. Губка хорошо адгезирует к ране, обладает высокой гигроскопичностью, и полностью останавливает кровотечение за 38±5 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 403±29 с.

Пример 13.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану губки, полученной по примеру 6. Губка хорошо адгезирует к ране, обладает высокой гигроскопичностью и полностью останавливает кровотечение за 26±3 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 403±29 с.

Предложенный кровоостанавливающий материал обладает высокой гемостатической активностью при остановке капиллярно-паренхиматозных кровотечений, что позволяет широко использовать его в различных областях медицины.