Результат интеллектуальной деятельности: ГЕМОСТАТИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ В ФОРМЕ ПОРОШКА

Изобретение относится к медицине, а именно к созданию новых гемостатических средств и может быть использовано для остановки кровотечений в хирургической практике (оториноларингология, нейрохирургия, гинекология и др.).

Остановка кровотечений в этих областях хирургии связаны с наличием труднодоступных зон, где проблематично традиционное применение гемостатических средств. Например, носовые кровотечения, как правило, могут сопровождаться значительной кровопотерей, достигающей 2-2,5 л, и приводить к летальному исходу. Тампонирование полости носа остается самым распространенным методом остановки носового кровотечения. Главным недостатком марлевой тампонады является риск рецидива кровотечения после удаления тампона. Повторное кровотечение связано с неизбежным травмированием слизистой оболочки в момент постановки тампона ввиду невозможности прицельного воздействия непосредственно на кровоточащие поверхности, особенно в средних и задних отделах полости носа. Из вышеизложенного следует, что при носовых кровотечениях целесообразно использование гемостатических средств местного действия в форме порошка или аэрозоля, индуцирующих адгезию и агрегацию тромбоцитов плазмы, а также активирующих факторы свертывания крови в их физиологической последовательности. Традиционно к порошкам относят большинство сыпучих материалов, однако, в узком смысле термин "порошки" применяют к высокодисперсным системам с размером частиц, меньшим некоторого критического значения, при котором сила межчастичного взаимодействия становится соизмеримой с их весом. Наибольшее распространение имеют порошки с размером частиц от 1 до 100 мкм. Удельная межфазная поверхность таких порошков меняется в широких пределах - от нескольких м²/г (аэросил, сажа) до долей м²/г (мелкие пески). Высокодисперсные порошки с частицами размером <1 мкм, взвешенными в газовой фазе и участвующими в броуновском движении, образуют аэрозоли (пыли, дымы).

Наряду с развитой межфазной поверхностью, обусловливающей многие свойства порошков как высокодисперсных систем, важнейшее значение имеют структурно-реологические свойства: способность к необратимым сдвиговым деформациям (течению), образование обратимо разрушаемых контактов между частицами (структурирование) и др. Для характеристики механической деформации порошков важны следующие факторы: притяжение частиц порошка друг к другу (аутогезия) и трение между частицами порошка (внутреннее трение). Аутогезия определяется главным образом природой и силой межчастичного взаимодействия, основной вклад в которые дают межмолекулярные взаимодействия и электростатическое отталкивание, связанное с заряжением поверхности при перемещениях частиц друг относительно друга и их соударениях. Роль электростатического взаимодействия особенно важна при взаимодействии полимерных частиц.

Одним из наиболее известных препаратов в виде порошка, полученного на основе солей альгиновой кислоты, является препарат «Альгистаб», состоящий из альгината натрия, сорбата калия, бензоата натрия, йодоформа и трикальций фосфата. «Альгистаб» применяется как гемостатическое средство при удалении зубов, снятии камней, прямого снятия слепков, при кюретаже пародонтальных карманов, выравнивании гребнеобразных альвеолярных отростков, гингивэктомии, обработке зубных лунок. Материал останавливает любое капиллярное кровотечение. Альгиновая кислота в сочетании с альгинатом натрия (повышенной вязкости) образует при контакте с кровью густой гель, который оказывает давление на капилляры, удерживая тем самым сгустки крови на месте. При этом йодоформ и метилпарагидроксибензоат придают материалу антисептические свойства и увеличивают его срок годности (Изготовитель фирма "Омега" (Проспект фирмы "Омега", Россия, найдено 15.05.2017 в Интернет по адресу: http://omegadent.ru/about/)). Однако препарат вызывает аллергические реакции и противопоказан больным с повышенной чувствительностью к препаратам йода.

Известен также препарат - органический гемостатик порошкообразной формы на основе растительных и синтетических компонентов. Гемостатическое средство содержит альгинат кальция, сухие фитоэкстракты: коры дуба, травы тысячелистника, травы зверобоя, травы хвоща, листьев крапивы, ε-аминокапроновую кислоту, хлоргексидин (RU 2242987, 27.12.2004). Недостатками указанного порошкообразного препарата являются сложность приготовления фитоэкстрактов и его многокомпонентность.

Известен способ получения порошкообразного материала, обладающего кровоостанавливающим действием, путем смешивания в водной среде основы - частично окисленной целлюлозы - с тромбином и фибриногеном, при этом к указанным веществам дополнительно прибавляют желатин, ε-аминокапроновую кислоту и лизоцим, а в качестве частично окисленной целлюлозы используют диальдегидцеллюлозу в виде полотна, имеющую степень окисления, то есть содержание альдегидных групп (RU 2235539, 10.09.2004). Недостатком порошкообразного материала является сложность переработки полотна диальдегидцеллюлозы в форму порошка и скорпио. Для этого технологического этапа требуется дорогостоящее оборудование зарубежного производства.

Наиболее близким техническим решением является гемостатический клеевой порошок, представляющий собой смесь, содержащую альгинат натрия и феракрил в весовых соотношениях 1:(1-3). Изобретение обеспечивает остановку кровотечения и образует при соприкосновении с кровью и тканями пленку приблизительно за 10-30 секунд, при этом порошок не прилипает к рукам (RU 2304440, 20.08.2007). Данный источник информации рассмотрен в качестве ближайшего аналога. Недостатком гемостатического клеевого порошка является его высокая стоимость в связи с изготовлением феракрила фармпромышленностью в незначительных количествах.

Технический результат заявленного решения заключается в расширении ассортимента гемостатических средств с выраженным гемостатическим действием за счет минимального комплекса активных веществ, оптимально подобранных, и в количестве, достаточном для достижения максимального эффекта, а также хорошей адгезией к ране и простой технологией изготовления.

Технический результат достигается тем, что создано гемостатическое средство в форме порошка на основе природного полисахарида альгината натрия, при этом оно содержит смесь альгината натрия и фибрин-мономера в весовых соотношениях (1-3):(3-1).

Кроме того, создано гемостатическое средство в форме порошка на основе природного полисахарида альгината натрия, при этом оно содержит смесь альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина в весовых соотношениях (3-5):(3-5):(1-5).

Сущностью заявленного изобретения является то, что предложенное гемостатическое средствое характеризуется тем, что оно состоит из смеси порошков альгината натрия и фибрин-мономера, полученного путем растворения отмытого фибринового сгустка в ацетатном буфере с мочевиной по патенту RU 2522237 при следующих соотношениях компонентов: альгинат натрия от 0,025 г до 0,075 г, фибрин-мономер от 0,025 г до 0,075 г. Причем наиболее выраженная гемостатическая активность проявляется при соотношении альгината натрия и фибрин-мономера (1-3):(3-1), соответственно. Для усиления гемостатических свойств композиции в смесь порошка, состоящего из альгината натрия и фибрин-мономера, добавлен тромбин при следующих соотношениях компонентов: альгинат натрия от 0,03 до 0,05 г, фибрин-мономер от 0,03 до 0,05 г и тромбина от 0,01 до 0,05 г при 150-900 ед. активности NIH. Полученная композиция обладает выраженным гемостатическим действием при следующих соотношениях компонентов: альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина (3-5):(3-5):(1-5), соответственно. Исследования показали, что предложенное гемостатическое средство в виде порошка, представляющее собой смесь, содержащую от 0,025 до 0,075 г альгината натрия и от 0,025 до 0,075 г фибрин-мономера, останавливает кровотечение и образует первичный тромб при соприкосновении с кровью и тканями за 30-60 сек. Исследования показали, что предложенное гемостатическое средство в виде порошка, представляющее собой смесь, содержащую от 0,03 до 0,05 г альгината натрия, от 0,03 до 0,05 г фибрин-мономера и от 0,01 до 0,05 г тромбина при 150-900 ед. активности NIH, останавливает кровотечение и образует первичный тромб при соприкосновении с кровью и тканями за 10-60 сек.

Используемый альгинат натрия является природным полисахаридом, обладающим гемостатической активностью. Механизм гемостатического действия альгинатов, помимо образования при их контакте с кровью геля, 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 изделие из альгината 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 является наиболее перспективным соединением с альгинатом натрия для образования структурной основы кровяного сгустка.

Фибрин-мономер получают по способу, описанному в патенте RU №2522237. Для этого берут 30 л свежезамороженной плазмы человека и размораживают при температуре +37°С, 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.

Нами были использованы порошки фибрин-мономера и тромбина фирмы «Технология-Стандарт» (г. Барнаул), порошок альгината натрия ОАО Архангельский Опытный Водорослевый Комбинат (г. Архангельск).

В эксперименте было показано, что композиция в форме порошка из альгината натрия, фибрин-мономера, полученного путем растворения отмытого фибринового сгустка в ацетатном буфере с мочевиной, обладает способностью быстро и эффективно останавливать локальное кровотечение, снижая время остановки кровотечения и объем кровопотери. структурно-реологические свойства: способность к необратимым сдвиговым деформациям (течению), образование обратимо разрушаемых контактов между частицами (структурирование) и др. Также она обладает важными свойствами механической деформации порошков: притяжение частиц порошка друг к другу (аутогезия) и трение между частицами порошка (внутреннее трение), основной вклад в которые дают межмолекулярные взаимодействия и электростатическое отталкивание, связанное с зарядкой поверхности при перемещениях частиц друг относительно друга и их соударениях. С целью придания данной композиции усиленного гемостатического действия в базовую композицию может быть добавлен порошок тромбина в дозах 150, 450, 900 ед. активности NIH. 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.

Примеры получения гемостатического покрытия и его исследования.

Пример 1.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия и фибрин-мономера.

Брали 0,025 г альгината натрия и 0,075 г фибрин-мономера, смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия и фибрин-мономера 1:3.

Пример 2.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия и фибрин-мономера.

Брали 0,05 г альгината натрия и 0,05 г фибрин-мономера, смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия и фибрин-мономера 1:1.

Пример 3.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия и фибрин-мономера.

Брали 0,075 г альгината натрия и 0,025 г фибрин-мономера, смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия и фибрин-мономера 3:1.

Пример 4.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина.

Брали 0,05 г альгината натрия, 0,05 г фибрин-мономера и 0,01 г тромбина (150 NIH), смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина 5:5:1.

Пример 5.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина.

Брали 0,05 г альгината натрия, 0,05 г фибрин-мономера и 0,025 г тромбина (450 NIH), смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина 5:5:2,5.

Пример 6.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина.

Брали 0,05 г альгината натрия, 0,05 г фибрин-мономера и 0,05 г тромбина (900 NIH), смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина 5:5:5.

Пример 7.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина.

Брали 0,03 г альгината натрия, 0,03 г фибрин-мономера и 0,01 г тромбина (150 NIH), смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина 3:3:1.

Пример 8.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина.

Брали 0,03 г альгината натрия, 0,03 г фибрин-мономера и 0,025 г тромбина (450 NIH), смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина 3:3:2,5.

Пример 9.

Получение гемостатического покрытия в форме порошка с содержанием альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина.

Брали 0,03 г альгината натрия, 0,03 г фибрин-мономера и 0,05 г тромбина (900 NIH), смешивали. Соотношение компонентов конечной смеси: альгината натрия, фибрин-мономера и тромбина 3:3:5.

Пример 10.

Изучение влияния гемостатического покрытия в форме порошка 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 производилась 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 11.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 1. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 45±7 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 298±22 с.

Пример 12.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 2. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 30±5 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 240±20 с.

Пример 13.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 3. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 60±8 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 261±24 с.

Пример 14.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 4. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 33±7 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 255±18 с.

Пример 15.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 5. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 28±4 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 252±24 с.

Пример 16.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 6. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 10±7 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 285±20 с.

Пример 17.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 7. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 49±2 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 255±18 с.

Пример 18.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 8. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 35±2 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 252±20 с.

Пример 19.

Остановка капиллярно-паренхиматозного кровотечения выполнялась путем нанесения на рану порошка, полученного по примеру 9. Порошок хорошо адгезировал к ране и полностью останавливал кровотечение за 30±2 с. В качестве контроля использовали остановку кровотечения путем плотного прижатия к раневой поверхности тампона из марлевой салфетки. Остановка кровотечения происходила в контроле за 256±18 с.

Предложенный кровоостанавливающий материал обладает высокой гемостатической активностью при остановке капиллярно-паренхиматозных кровотечений за счет минимального комплекса активных веществ, оптимально подобранных, и в количестве, достаточном для достижения максимального эффекта, что позволяет широко использовать его в различных областях медицины. Кровоостанавливающий материал в виде порошка также хорошо адгезирует к ране. Кроме того, технология его получения проста, в нем отсутствуют токсичные вещества, что позволит в дальнейшем значительно уменьшить стоимость препарата по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами.