СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРИАЛА, СОДЕРЖАЩЕГО НАНО- И МИКРОКАПСУЛИРОВАННЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА С ЗАМЕДЛЕННЫМ ВЫСВОБОЖДЕНИЕМ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к способам производства текстильного материала, предназначенного для непосредственного контакта с кожей, и применения в медицине или в бытовых условиях, а именно к созданию лечебных и профилактических средств с натуральными компонентами для наружного применения с противовоспалительным, противопролежневым и противоожоговым действием, и может быть использовано при изготовлении текстильного материла для противопролежневых и противоожоговых изделий, например, в виде элементов постельного и нательного белья.

В настоящее время в связи со сложными заболеваниями, в том числе и хирургическими, наблюдается большое количество лежачих больных с разной этиологией. В медицине большими темпами растет спрос на средства для лечения пролежней и ожогов.

Пролежень-некроз кожных покровов, обусловленный длительной компрессией мягких тканей с нарушенной трофикой, в основном возникает у лежачих больных.

Современные научные исследования направлены, к сожалению, в основном на разработку новых методов лечения уже образовавшихся пролежневых язв. Лечение пролежней, а что более важно профилактику нужно начинать как можно быстрее. Пролежни и ожоги связаны со значительной болью.

Местное лечение формирующейся пролежневой язвы включает тщательный туалет области измененной кожи. В зависимости от стадии пролежней на пораженный участок накладывают приклеивающиеся полиуретановые повязки (прозрачные пленки), которые обеспечивают доступ кислорода из атмосферы к пораженному участку и испарение влаги.

В последнее время также имеет место и увеличивающееся количество воспалительного и ожогового воздействия на кожу. Поэтому профилактика и лечение воспалительных и ожоговых заболеваний кожного покрова требует научного и удобного бытового подхода к решению этого вопроса.

Широко известны средства растительного происхождения для лечения пролежней:

- Растительные жирные масла, содержащие каротиноиды (масло облепихи, рябины, шиповника и другие), обладают ранозаживляющей способностью благодаря наличию комплекса природных биологически активных веществ, в частности каротиноидов, и широко используются в народной медицине при лечении пролежней. (Сборник по народной медицине и нетрадиционным способам лечения, Г.З. Минеджян, М., 1991).

- Масло противопролежневое, патент РФ №2416425, публ. 20.04.2011.

При лечении ожогов кожных покровов в народной медицине надежным фунгицидным и кератолитическим действием обладает льнянка обыкновенная.

Известно средство, обладающее противовоспалительным, противопаразитарным, противогрибковым и противоожоговым действием на основе пихтового масла, характеризующееся тем, что оно содержит растительное, или льняное, или кедровое масло, 10-20%-ную спиртовую настойку прополиса и пихтовое масло остальное (патент РФ №2192273, публ. 10.11.2002 г.).

Лечебное действие пихтового масла достаточно велико, например, в частности, при воспалении легких ингаляции с пихтовым маслом можно сочетать с растиранием грудной клетки. Также его широко используют при радикулите, плексите, ожогах и т.д. в виде мази и растирания (Справочник-лечебник по народной и нетрадиционной медицине, 1996, Тула, «Ариэль», с 171-172).

Облепиховое масло и пихтовое масло являются биологически активными веществами, оказывающими оздоровительное воздействие на пораженные участки кожного покрова при непосредственном их применении в случае лечения и профилактики соответственно пролежней и ожогов.

Однако непосредственное воздействие этих веществ на пораженные участки является кратковременным и требует постоянного физического и механического воздействия на эти участки, что создает неудобство при их использовании и уменьшает ожидаемый лечебный эффект.

Известны различные постельные принадлежности и нательное белье, изготовленные из нетканого материала. Например, выпускаемые импортные противопролежневые простыни (http://www.terviseabi.ee/) представляют собой 100% полиэфирный нетканый материал.

Лечебный и профилактический эффект от использования таких изделий имеет малозначительное и недолговременное воздействие на кожу постоянно лежачего больного (в случае использования противопролежневых изделий) и на кожу пациента (в случае использования противоожоговых изделий). Приходится достаточно часто у лежачего больного и у пациента с ожоговыми травмами менять эти изделия, что при таких условиях ухода за больными просто недопустимо, поскольку частая замена нательного и постельного белья может принести больным необоснованные боли и страдания.

Известна также «Наноэмульсия с биологически активными веществами» (патент РФ 2362544 от 27.02.2010 г.), которая относится к фармацевтической, пищевой промышленности и косметологии, а именно к области создания наноэмульсионных систем, используемых в качестве носителей активных веществ в фармацевтических композициях, а также при производстве пищевых и косметических продуктов. Прозрачная или слегка опалесцирующая наноэмульсия типа вода в масле для орального, трансдермального применения, для использования в офтальмологической практике, с биологически активными соединениями характеризуется тем, что содержит 35-80% гидрофобной фазы, 17-43% поверхностно-активного вещества, 3-7% сорастворителя и 1-15% водной фазы, в качестве гидрофобной фазы используют смеси моно-, ди- и триглицеридов с моно- и ди-эфирами насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, поверхностно-активное вещество выбирают из группы неионогенных поверхностно-активных веществ - сорбитанов в смеси со вспомогательным поверхностно-активным веществом (из группы полигидроксиалканов или одноатомных спиртов). Наноэмульсия является биологически совместимой и хорошо переносимой, а также обеспечивает равномерное пролонгированное высвобождение действующего вещества.

Но эта эмульсия не может быть использована для реализации заявляемого способа изготовления текстильного материала с лечебными свойствами, поскольку предназначена только для орального и непосредственного трансдермального применения.

При проведении сравнительного поиска из уровня техники не выявлено наиболее близкого к предлагаемому техническому решению.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является усиление лечебного воздействия и увеличение продолжительности воздействия на кожный покров пациента в области пораженных зон при использовании для лежачих больных и для больных с ожоговыми травмами, а также сохранение лечебного эффекта даже после 5 стирок.

Технический результат достигается вариантами исполнения.

Первый вариант - для лечения и профилактики пролежней:

в способе производства текстильного материала, содержащего биологически активные вещества с замедленным высвобождение, путем его последовательной обработки нано- и микроэмульсией, содержащей микрокапсулы, с включенными в них инкапсулированными биологически активными веществами, отжима и последующего закрепления нано- и микрокапсул на поверхности материала, отжима и сушки, в качестве биологически активного вещества используют натуральное облепиховое масло, нано- и микроэмульсию готовят следующим образом: в пропиточную ванну наливают воду, затем последовательно вводят, при постоянном перемешивании со скоростью вращения 900-6500 об/мин, анионное ПАВ, неионогенное ПАВ, натуральное облепиховое масло и постепенно доводят объем микроэмульсии до заданного объема водой, все тщательно перемешивают в течение 1-5 мин до получения однородной нано- и микроэмульсии, после чего к полученной нано- и микроэмульсии добавляют катионный полиэлектролит и снова все тщательно перемешивают в течение 0,5-1 мин, при этом вышеуказанные компоненты используют из расчета, г/л:

затем в пропиточную ванну с приготовленной нано и микроэмульсией опускают текстильный материал, выдерживают в течение 15-30 с и отжимают, закрепление нано- и микрокапсул на поверхности материала осуществляют путем его дополнительной пропитки при комнатной температуре в течение 30-60 с водным раствором анионного полиэлектролита с концентрацией 5-10 г/л, с последующим отжимом до 70-100% влажности, после чего осуществляют сушку при температуре 60-100°C до полного высыхания.

Для приготовления нано- и микроэмульсии используют, по меньшей мере, в качестве анионного ПАВ - карбоксипав АФ 6.35 или ПАВ АФ 6.90, в качестве неионогенного ПАВ - Неонол АФ 9/10, в качестве катионного полиэлектролита - ВПК-402 или Каустамин М.

Закрепление нано- и микрокапсул на поверхности текстильного материала осуществляют, по меньшей мере, его обработкой водным раствором анионного полиэлектролита Акремон В-1 или альгината натрия.

Второй вариант - для лечения и профилактики ожогов:

- в способе производства текстильного материала, содержащего биологически активные вещества с замедленным высвобождением, в котором текстильный материал обрабатывают нано- и микроэмульсией, содержащей нано- и микрокапсулы, с включенными в них инкапсулированными биологически активными веществами, с последующим отжимом и закреплением микрокапсул на поверхности материала, окончательный отжим и сушку, в качестве биологически активного вещества используют натуральное пихтовое масло, нано- и микроэмульсию готовят следующим образом: в пропиточную ванну наливают воду, затем последовательно вводят, при постоянном перемешивании со скоростью вращения 900-6500 об/мин, анионное ПАВ, неионогенное ПАВ, натуральное пихтовое масло и постепенно доводят объем реакционной смеси до заданного объема водой, все тщательно перемешивают в течение 1-5 мин до получения однородной нано- и микроэмульсии, после чего к полученной эмульсии добавляют катионный полиэлектролит и снова все тщательно перемешивают в течение 0,5-1 мин, при этом вышеуказанные компоненты используют из расчета, г/л:

затем в пропиточную ванну с приготовленной нано- и микроэмульсией опускают текстильный материал, выдерживают в течение 15-30 с и отжимают, закрепление микрокапсул на поверхности материала осуществляют его пропиткой при комнатной температуре в течение 30-60 с водным раствором анионного полиэлектролита с концентрацией 5-10 г/л, с последующим отжимом до 70-100% влажности, после чего осуществляют сушку при температуре 60-100°C до полного высыхания.

Для приготовления микроэмульсии используют, по меньшей мере, в качестве анионного ПАВ - карбоксипав АФ 6.35 или ПАВ АФ 6.90, в качестве неионогенного ПАВ - Неонол АФ 9/10, в качестве катионного полиэлектролита - ВПК-402 или Каустамин М.

Закрепление нано- и микрокапсул на поверхности материала осуществляют, по меньшей мере, его обработкой водным раствором анионного полиэлектролита Акремон В-1 или альгинатом натрия.

Для достижения заявленного технического результата в предлагаемом способе проводят инкапсулирование биологически активных веществ: в первом варианте - облепихового масла, во втором варианте - пихтового масла.

Инкапсулирование - это процесс, при котором мельчайшие частицы жидкого, твердого или газообразного активного ингредиента (в предлагаемом изобретении - это жидкий ингредиент - облепиховое и пихтовое масла) упакованы в иной материал (оболочку, которая защищает его от воздействия окружающей среды). Капсула представляет собой миниатюрный контейнер (нано- или микроразмера), предохраняющий содержимое от испарения, окисления и загрязнения до его высвобождения при достижении определенных условий (Метод «Layer-by-layer». Подробно о процессе см. Ariga, К. Layer-by-layer assembly as a versatile bottom-up nanofabrication technique for exploratory research and realistic application / K. Ariga, J.P. Hill, Q. Ji // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2007. - V. 9. - P. 2319-2340).

В предлагаемом изобретение инкапсулирование осуществляют так: для этого в пропиточную ванну наливают воду, затем последовательно вводят при постоянном перемешивании со скоростью вращения 900-6500 об/мин анионное ПАВ, неионогенное ПАВ, натуральное облепиховое масло (для первого варианта) или натуральное пихтовое масло (для второго варианта) и постепенно доводят объем реакционной смеси до заданного объема водой, все тщательно перемешивают в течение 1-5 мин (необходимое и достаточное время для тщательного перемешивания и получения однородной нано- и микроэмульсии), после чего к полученной нано и микроэмульсии добавляют катионный полиэлектролит и снова все тщательно перемешивают в течение 0,5-1 мин (необходимое и достаточное время для тщательного перемешивания и получения однородной нано- и микроэмульсии), при этом вышеуказанные компоненты используют из расчета, г/л:

Получают нано- и микроэмульсию, содержащую нано- и микрокапсулы с биологически активными веществами - либо натуральным облепиховым маслом (для первого варианта), либо с натуральным пихтовым маслом (для второго варианта).

В предлагаемом составе реакционной смеси инкапсулирование биологически активных веществ происходит в несколько стадий. На начальной стадии происходит зарождение сферических мицелл, которые в дальнейшем образовывают более сложные структуры. При введении в систему противоположно заряженного полиэлектролита, например, такого как ПДАДМАХ (ВПК-402), осуществляется электростатическое взаимодействие между катионным полиэлектролитом и анионным поверхностно-активным веществом. Это приводит к образованию «мягких» нано- и микрокапсул, и соответственно стабилизирует рассматриваемую систему. В процессе пропитки текстильного материала анионным полиэлектролитом формируется внешняя оболочка нано- и микрокапсулы, обеспечивая ее механическую прочность и устойчивость к внешним воздействиям.

Производство текстильного материала для изготовления противопролежневых изделий (первый вариант), содержащих биологически активное вещество в виде инкапсулированного натурального облепихового масла, осуществляют следующим образом.

В пропиточную ванну с приготовленной нано- и микроэмульсией (с облепиховым маслом) опускают текстильный материал, для пропитки материал выдерживают в нано- и микроэмульсии в течение 15-30 с, необходимых для диффузии нано- и микроэмульсии вглубь волокнистого текстильного материала. Затем отжимают.

Закрепление нано- и микрокапсул на поверхности текстильного материала осуществляют его обработкой при комнатной температуре в течение 30-60 с водным раствором анионного полиэлектролита с концентрацией 5-10 г/л, с последующим отжимом, после чего осуществляют сушку при температуре 60-100°C до полного высыхания.

Производство текстильного материала для изготовления противоожоговых изделий (второй вариант), содержащих биологически активное вещество в виде инкапсулированного натурального пихтового масла, осуществляют следующим образом.

В пропиточную ванну с приготовленной нано- и микроэмульсией (с пихтовым маслом) опускают текстильный материал, для пропитки материал выдерживают в нано- и микроэмульсии в течение 15-30 с, необходимых для диффузии нано- и микроэмульсии вглубь волокнистого текстильного материала. Затем отжимают.

Закрепление микрокапсул на поверхности материала осуществляют его обработкой при комнатной температуре в течение 30-60 с водным раствором анионного полиэлектролита с концентрацией 5-10 г/л, с последующим отжимом, после чего осуществляют сушку при температуре 60-100°C до полного высыхания.

Необходимый объем нано- и микроэмульсии для обработки волокнистого материала зависит от степени отжима и поверхностной плотности текстильного материала. Для ткани с поверхностной плотностью 100 г/м² при отжиме 100% для обработки текстильного материала в количестве 1 м² требуется 100 г нано- и микроэмульсии.

И в первом (с облепиховым маслом), и во втором (с пихтовым маслом) вариантах в качестве анионного ПАВ может быть использован карбоксипав АФ 6.35 или ПАВ АФ 6.90, в качестве неионогенного ПАВ - Неонол АФ 9/10, а в качестве катионного полиэлектролита - ВПК-402 или Каустамин М.

Использование в качестве анионного ПАВ - карбоксипав АФ 6.35 или ПАВ АФ 6.90, в качестве неионогенного ПАВ - Неонол АФ 9/10, в качестве катионного полиэлектролита - ВПК-402 или Каустамин М обеспечивает получение однородной и стабильной во времени нано- и микроэмульсии и формирование устойчивой мягкой оболочки микрокапсулы.

Использование для приготовления нано- и микроэмульсии анионного ПАВ в количестве 2-5 г/л, неионогенного ПАВ в количестве 0,1-1,0 и натурального пихтового масла в количестве 1-10 г/л позволяет получать наноэмульсию с необходимым размером частиц (в нанометровом диапазоне), в этом случае происходит наиболее эффективное эмульгирование и облепихового, и пихтового масел, с получением капсул нано- и микрометрового размера.

В первом и во втором вариантах закрепление нано- и микрокапсул на поверхности материала осуществляют его обработкой водным раствором анионного полиэлектролита Акремон В-1 или альгинат натрия, не требующих дополнительных стадий приготовления и, что не мало важно, являющихся отечественным продуктом.

Текстильный материал подготовлен.

Из полученного предложенным способом текстильного материала изготавливают противопролежневые или противоожоговые изделия, например, для постоянно лежачих больных и для пациентов с ожоговыми травмами.

Физический процесс воздействия на проблемные участки кожного покрова при использовании изделий из текстильного материала, произведенного предложенным способом, будет следующий.

Лечебное действие на проблемные участки кожного покрова, в случае нелетучего облепихового масла, начинается непосредственно после того, как пациент начинает двигаться, то есть в процессе механического воздействия на обработанный текстильный материал. Высвобождение летучего пихтового и облепихового масел начинается при незначительном тепловом и механическом воздействии, как только на лежачего пациента надевают трикотажное белье или подстилают под спину простыню. В этом случае различные по размеру капсулы начинают разрушаться с выделением инкапсулированных биологически активных веществ.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Пример 1.

В пропиточную ванну заливают 300 мл воды, затем последовательно вводят при постоянном перемешивании анионное ПАВ - карбоксипав АФ 6.35 в количестве 2 г, неионогенное ПАВ - Неонол АФ 9/10 в количестве 0,3 г, натуральное облепиховое масло в количестве 3 г и постепенно при перемешивании доводят объем смеси до 1 л водой; все тщательно перемешивают в течение 5 мин до получения однородной микроэмульсии; затем к полученной микроэмульсии добавляют катионный полиэлектролит ВПК-402 в количестве 7 г и снова все тщательно перемешивают в течение 0,5 мин.

Затем в пропиточную ванну с подготовленной микроэмульсией загружают текстильный материал (можно и сразу изделие) и выдерживают его для пропитки микроэмульсией в течение 30 с, после чего материал вынимают из ванны, отжимают до привеса 100%, помещают в другую ванну и осуществляют закрепление микрокапсул на поверхности материала путем его дополнительной обработки в течение 30 с в растворе анионного полиэлектролита Акремон концентрацией 5 г/л при комнатной температуре для образования интерполиэлектролитного комплекса за счет сил электростатического взаимодействия, с последующим отжимом до привеса 100%.

Заключительную сушку проводят при температуре 60°C в течение 7 мин до полного высыхания.

Изделия с нанесенными микрокапсулами предназначены для восстановления кровообращения и структуры кожи, а также нанесенный состав питает кожу полезными микроэлементами, которых в состав облепихового масла входит около 35. Таким образом, оказывается профилактическое противопролежневое действие.

Пример 2.

В пропиточную ванну заливают 300 мл воды, затем последовательно вводят при постоянном перемешивании анионное ПАВ - карбоксипав АФ 6.90 в количестве 3 г, неионогенное ПАВ - Неонол АФ 9/10 в количестве 0,1 г, пихтовое масло в количестве 5 г и постепенно при перемешивании доводят объем смеси до 1 л водой; все тщательно перемешивают в течение 1 мин до получения однородной эмульсии; затем к полученной эмульсии добавляют катионный полиэлектролит ВПК-402 в количестве 5 г и снова все тщательно перемешивают в течение 1 мин.

Затем в пропиточную ванну с подготовленной нано- и микроэмульсией загружают текстильный материал (изделие) и выдерживают его для пропитки микроэмульсией в течение 15 с, после чего материал вынимают из ванны, отжимают до привеса 100%, помещают в другую ванну и осуществляют закрепление микрокапсул на поверхности материала путем его обработки в течение 60 с в растворе анионного полиэлектролита Акремон концентрацией 8 г/л для образования интерполиэлектролитного комплекса за счет сил электростатического взаимодействия, с последующим отжимом до привеса 100%.

Заключительную сушку при температуре 100°C в течение 4 мин до полного высыхания.

Такие текстильные материалы обладают бактерицидными и ранозаживляющими свойствами, их рекомендуется использовать в процессах послеожоговой терапии.

Пример 3.

В пропиточную ванну заливают 300 мл воды, затем последовательно вводят при постоянном перемешивании анионное ПАВ - карбоксипав АФ 6.35 в количестве 5 г, неионогенное ПАВ - Неонол АФ 9/10 в количестве 0,2 г, натуральное эфирное масло пихты в количестве 7 г и постепенно при перемешивании доводят объем смеси до 1 л водой; все тщательно перемешивают в течение 2 мин до получения однородной эмульсии; затем к полученной эмульсии добавляют катионный полиэлектролит Каустамин М в количестве 3 г и снова все тщательно перемешивают в течение 1 мин.

Затем в пропиточную ванну с подготовленной нано- и микроэмульсией загружают текстильный материал (изделие) и выдерживают его для пропитки микроэмульсией в течение 20 с, после чего материал вынимают из ванны, отжимают до привеса 100%, помещают в другую ванну и осуществляют закрепление нано- и микрокапсул на поверхности материала путем его обработки в течение 45 с в растворе анионного полиэлектролита Акремон концентрацией 10 г/л для образования интерполиэлектролитного комплекса за счет сил электростатического взаимодействия, с последующим отжимом до привеса 100%.

Заключительную сушку проводят при температуре 90°C в течение 6 мин до полного высыхания.

Такой состав предотвращает нагноение небольших ран, помогает восстанавливать структуру кожи и подходит для лечения большинства кожных заболеваний, в том числе пролежней и ожогов. Полученные на основе заявляемого способа производства текстильные материалы, а также изделия на его основе были испытаны на устойчивость к стиркам.

Результаты испытаний различных текстильных материалов, полученных с использованием заявляемого способа, приведены в таблице.

Все испытания проводились при комнатной температуре.

Из таблицы видно, что текстильные материалы, полученные с использованием заявляемого способа, выдерживают до 12 стирок, не снижая свой лечебный эффект, что значительно выгодней использования мазей и одноразовых аппликаций и повязок.

Пролонгированное выделение лечебного масла, например облепихового, позволяет предотвратить образование пролежней, улучшая кровообращение, и оказывает бактерицидный эффект. При этом степень травматичности кожных покровов инвалида (лежачего больного) снижается.

Использование текстильных материалов с иммобилизированным инкапсулированным пихтовым маслом облегчает состояние пациента в процессе послеожоговой реабилитации, постоянное воздействие на рубцующуюся ожоговую рану позволяет снизить степень обсемененности ее микробами, что снижает возможность образования келоидного рубца, а соответственно и численность инвалидов в среде ожоговых реконвалесцентов. На стадии общеукрепляющего и физиотерапевтического лечения пролонгированное выделение пихтового масла оказывает положительное влияние на формирование кожного рубца, размягчает его, при этом возможно увеличение объема движений в рубцово-изменненных суставах, что снижает численность инвалидов в среде ожоговых реконвалесцентов и значительно облегчает жизнь инвалидам.

Таким образом, заявленное техническое решение полностью обеспечивает достижение заявленного технического результата.