Результат интеллектуальной деятельности: ГЕМОСТАТИЧЕСКАЯ ГУБКА

Изобретение относится к медицинским изделиям, предназначенным для остановки наружных артериальных и венозных кровотечений различной интенсивности.

Известна гемостатическая губка «Axiostat» (АХIO [электронный ресурс] / Axiostat Military; Axio Biosolutions Private Limited, Karnataka, India. URL: http://www.axiobio.com/military/, дата обращения - 10.11.2017). Данная гемостатическая губка полностью состоит из хитозана, стерилизованного с помощью гамма-облучения. Указанная одноразовая губка предназначена для временной остановки различных открытых кровотечений, она обладает высокой эластичностью и гемостатическими свойствами.

Известна гемостатическая губка («Гемостатические композиции, устройства, системы и методы, используемые для получения гемостатических средств из гидрофильной полимерной хитозановой пены»: патент на изобретение №8741335, Соединенные Штаты Америки, заявка № US2007021703, заявл. 13.07.2006, опубл. 03.06.2014). Гемостатическая губка состоит из хитозана или хитиного материала, диаметром частиц 0,9 мм. При этом данная губка также содержит антибактериальный препарат.

Известна гемостатическая губка («Абсорбируемые ткани, системы и методы, образованные из гидрофильных полимерных губчатых структур, таких как хитозан»: патент на изобретение №8269058, Соединенные Штаты Америки, заявка № US20080218568, заявл. 16.07.2008, опубл. 18.09.2012). Данная гемостатическая губка включает в себя хитозан, а также, согласно описанию, губка может дополнительно содержать антибактериальные, антивирусные и любые другие препараты. При этом отсутствие пластификатора в данной губке компенсировано механической обработкой хитозана.

Недостатком вышеприведенных аналогов заявляемого решения является относительно низкая поглотительная способность губки. Относительно низкая поглотительная способность данных губок обусловлена тем, что в их составе находится несшитый хитозан, который обладает относительно низкими поглотительными свойствами. Кроме того, отсутствие пластификатора также негативно влияет на механические (прочностные) свойства описанных изделий.

Наиболее близким техническим решением является гемостатическая губка («Способ получения пористой гемостатической губки на основе хитозана»: патент на изобретение №105536029, Китай, заявка № CN20151990788, заявл. 25.12.2015, опубл. 04.05.2016). Данная губка содержит хитозан, сшитый с помощью дубильной кислоты, а также глицерин и желатин при соотношении 3:3:1, соответственно. Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатками прототипа являются относительно низкие поглотительная способность и антисептические свойства губки. Относительно низкая поглотительная способность губки обусловлена низким содержанием сшитого хитозана в данной губке, а отсутствие в составе губки антисептического препарата обуславливает относительно низкие антисептические свойства.

Технический результат заключается в повышении поглотительной способности губки, а также повышении антисептических свойств.

Технический результат достигается тем, что гемостатическая губка, состоящая из сшитого хитозана и глицерина, согласно изобретению дополнительно содержит антисептический препарат, а хитозан поперечно сшит эпоксидной смолой, при следующих количественных соотношениях, мас. %:

Использование поперечно сшитого эпоксидной смолой хитозана обусловлено его более высокой поглотительной способностью по сравнению с несшитым хитозаном. Использование глицерина в качестве пластификатора обусловлено его высокими пластифицирующими свойствами, достаточными для придания губке необходимой эластичности и прочности. При этом, глицерин дополнительно положительно влияет на поглотительную способность губки за счет того, что данное вещество обеспечивает капиллярный эффект и облегчает проникание воды в поры губки. Использование антисептического препарата обусловлено необходимостью усиления антибактериальных и противовирусных свойств хитозана, а также необходимостью обеспечения высоких антисептических свойств в отношении патогенной микрофлоры на поверхности открытых ран при использовании заявляемой губки. При этом наиболее высокие антисептические свойства губки достигаются при использовании мирамистина, а наиболее высокая поглотительная способность наблюдается у хитозана, сшитого эпоксидной смолой, представляющей собой продукт конденсации эпихлоргидрина с диэтиленгликолем с содержанием не менее 30% эпоксидных групп.

Обоснование оптимального количественного состава заявленной губки осуществляли следующим образом. Исследовали влияние различного состава гемостатических губок на основе поперечно сшитого через гидроксильные группы хитозана на поглотительную способность губки при нормальной температуре, а также после выдержки губки при повышенной температуре по следующей методике:

Проверку поглотительной способности по воде при одностороннем и ограниченном контакте с жидкостью заявляемой гемостатической губки при различных концентрациях поперечно сшитого хитозана с помощью прибора для определения поглотительной способности образцов при одностороннем и ограниченном контакте с жидкостью. Данный прибор включает пластмассовый цилиндр, съемную крышку-диск из прозрачной пластмассы с четырьмя ячейками диаметром 15 мм, с отверстиями диаметром 2 мм, отверстие для заполнения чаши модельной жидкостью и сквозное отверстие для контроля уровня жидкости. Также для проведения проверки поглотительной способности использовали лабораторные весы, секундомер, пинцет, ножницы, дистиллированную воду, дозатор (шприц), бюкс, шпатель-микроложку, шаблон для вырезки подложки и фильтровальную бумагу.

В четыре ячейки цилиндра помещали подложки, цилиндр наполняли водой так, чтобы при закрытии крышкой под ней не образовывалось пузырей. Контроль уровня воды вели через отверстие для контроля уровня жидкости по отклонению мениска. Массу пробы определяли по разнице масс взвешенного бюкса с веществом до загрузки пробы на все подложки и после загрузки. Массу добавленной модельной жидкости определяли по разнице масс взвешенного дозатора (шприца) до испытания и после испытания. Заранее изготовленные образцы изделия выдерживали в течение трех минут, поддерживая постоянный уровень модельной жидкости, добавляя ее через цилиндрическое отверстие. Поглотительная способность (М) определялась привесом воды относительно первоначальной массы образца и рассчитывалась по формуле:

где, m_воды - масса воды, г; m_пробы - масса пробы порошка, г.

По той же методике были проведены исследования поглотительной способности образцов изделия после их хранении в течение 12 и 24 часов при 80°С.

Результаты проведенных исследований представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что поглотительная способность образца №1 при хранении при температуре 21°С составила 28,0 г/г, при хранении данного образца при температуре 80°С в течении 12 часов поглотительная способность была равна 16,2 г/г, а при хранении образца при температуре 80°С в течении 24 часов поглотительная способность равна 15,9 г/г. Такие показатели по поглотительной способности гемостатической губки говорят о ее высокой эффективности.

При этом образец под №2 и образец под №4 обладают поглотительной способностью при температуре 21°С равной 21,0 г/г и 19,1 г/г соответственно, а при хранении данных образцов при температуре 80°С в течении 12 часов их поглотительная способность равна 19,8 г/г и 15,7 г/г соответственно. При хранении данных образцов при температуре 80°С в течении 24 часов их поглотительная способность равна 19,1 г/г и 15,6 г/г. Данные значения говорят о достаточной эффективности образцов для использования в качестве гемостатической губки.

Состав образца №5 не позволяет достигнуть повышения поглотительной способности губки, так как при значительном содержании глицерина возможно быстрое насыщение поверхности контакта губки жидкостью, сопровождаемое процессом, когда кровь перестает поглощаться. Это подтверждают данные по поглотительной способности при нормальных условиях хранения - более 19 г/г, и при хранении как в течении 12, так и в течении 24 часов при температуре 80°С - 15,2 и 15,1 г/г.

Образец №1 не является пригодным для использования, так как недостаточное содержание глицерина отрицательно влияет на его прочностные свойства и губка начинает рассыпаться при трении. Это делает невозможным эксплуатацию губки, так как трение присутствует при ее упаковке, транспортировке, распаковке и применении.

Образцы губок №2, 3 и 4 выдержали испытание на сгибание, а именно 30 поперечных сгибаний, после которых губки сохранили свои первоначальные свойства.

Заявляемое изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Экспериментальные исследования проводили в специализированной операционной для выполнения хирургических вмешательств на крупных лабораторных животных (свиньях), где имеется все необходимое материально-техническое обеспечение и подготовленный квалифицированный персонал.

Исследования проводили в режиме виварного содержания животных при температуре окружающей среды +19÷23°С в проветриваемых помещениях, исключающих возникновение сквозняков. Перед проведением экспериментальных исследований персонал инструктировался по порядку методики проведения исследований, регистрации полученных результатов, а также по мерам техники безопасности.

Животных не кормили за сутки до эксперимента. В день операции перед транспортировкой из вивария в экспериментальную операционную для индукции анестезии, а также в ходе наркоза внутримышечно вводили 5 мг/кг тилетамина и золазепама. Животное фиксировали на операционном столе в положении «на спине» с разведенными в стороны конечностями, выполняли интубацию трахеи для проведения искусственной вентиляции легких. В течение всего эксперимента проводили искусственную вентиляцию легких аппаратом в режиме перемежающейся вентиляции с положительным давлением, частотой 12-15 вдохов в минуту с ингаляцией 100% кислорода. На вводном наркозе использовали 5 об. %, а для поддержания анестезии - 2-3 об. % изофлурана. В носоглотку устанавливали датчик измерения температуры.

В ходе основного этапа эксперимента животным выполняли лапаротомию, а затем левостороннюю медиальную висцеральную ротацию органов брюшной полости. Производили рассечение париетальной брюшины и выделений нижней полой вены и супраренального отдела аорты. Затем аорту пережимали сосудистыми зажимами на протяжении 2 см, с помощью выкусывателя сосудистой стенки (диаметром 6 мм) выполняли аортотомию. После этого с брюшной аорты снимали сосудистые зажимы и после 3 секунд свободного кровотечения (кровь собирали салфетками и электроотсосом, а затем взвешивали) применяли заявляемую гемостатическую губку методом тампонады раны и компрессией в течение 3 минут. Спустя 3 минуты после окончания давления на рану начинали струйную инфузию теплого (37,0-38,0°С) плазмозамещающего раствора Рингера. Наблюдали за раной в течение 1 часа, выживаемость животных оценивали в течение 3 часов.

В результате экспериментальных исследований четыре из четырех животных выжили, что подтверждает 100% эффективность заявляемой гемостатической губки.

Пример 2

Экспериментальные исследования проводили по аналогии с описанными в примере 1 без внесения изменений в условия эксперимента и условия животных.

По нижнему краю правой реберной дуги выполняли разрез длиной 15 см, затем в рану выводили правую долю печени и наносили рану по ходу ее края размерами 7×2 см., рану наносили методом отрыва участка печени зажимом Бильрота, затем производили тампонирование раны заявляемой гемостатической губкой в течение 3 минут. Спустя 3 минуты компрессию ослабляли и оценивали устойчивость гемостаза. Начинали струйную инфузию теплого (37,0-38,0°С) плазмозамещающего раствора Рингера. В течение трех часов вели наблюдение за подтеканием крови из раны (аспирировали и взвешивали) и мониторировали основные витальные функции.

В результате экспериментальных исследований четыре из четырех животных выжили, что подтверждает 100% эффективность заявляемой гемостатической губки.