Медицинско лепило за безпроблемно свързване на ръбове на рани на базата на реакция на полимеризация - патент на Руската федерация
Изобретението се отнася до технология за производство на медицински лепила за залепване на биологични тъкани. Лекарството е предназначено за локално приложение върху кожата по време на операции в хирургията и комбустиологията. Медицинско лепило за безпроблемно свързване на биологични тъкани, което образува адхезивен слой на базата на реакция на полимеризация в присъствието на кръвно желязо и водороден прекис, съдържа акрилова киселина и поливинилпиролидон, който е матрица за присадена полимеризация при образуването на адхезивен слой. Медицинското лепило съгласно изобретението се характеризира с високи адхезивни, антисептични, детоксикиращи свойства.
Изобретението се отнася до медицината и фармацията, а именно до оперативната и сърдечно-съдовата хирургия, а също така може да се използва за лечение и профилактика на белези в различни стадии на изгаряне в комбустиологията. Отнася се за състава и технологията за получаване на медицински лепила за залепване на биологични тъкани. Лекарството е предназначено за локално приложение върху кожата по време на операции в хирургията, комбустиологията и други области на медицината.
В момента има много материали, използвани в хирургията за свързване на краищата на раната. Това са различни видове шевни материали: естествени и синтетични, резорбируеми и нерезорбируеми, плетени, усукани, сложни. Въпреки това, въпреки добрите свойства на работа, повечето материали за конци нямат гладко преминаване през тъканите, като по този начин имат ефект на изпичане и рязане.
Значителен принос за развитието на новите технологии в хирургичните интервенции има създаването на цианоакрилатни лепила. По-специално, медицински лепила на базата-Цианоакрилова киселина (Korshak V.V., Polyakova A.M., Shapiro M.S. Cyanoacrylate Adhesive и неговото приложение. Списание на Менделеевското изцяло руско химическо дружество, 1969, 14, (1), стр. 52-55; Shapiro M.S. Най-новите технологии на полимерната и медицинската химия направиха възможно изобретяването и прилагането на редица адхезивни състави - МК-2, МК-7, МК-14 и др. (A.A. Vishnevsky 1964; Ts.A. Kulkova 1965; H.W. Coover, F.B. Joyner, K. Ota. 1968; T. Matsymoto, M. Nembauser, H. Solo път 1969; Т. Е. Липатова 1972; Е. А. Вагнер, В. А. Орлов 1973; Г. Н. Фоменко 1992).
Известни са и такива адхезивни състави като Bioglue-lab, състоящи се от два компонента на желатин-резорцинолна основа и втвърдител (разтвори на глутаралдехид и формалин).
Сред чуждите лепила се използват хистоакрилно и тисуколно лепило. Histoacryl (Histoacryl, B. BRAUN, Германия) се основава на N-бутил акрилат. Това лепило се препоръчва в допълнение към традиционния шев с конци. Основата на тисуколното лепило е фибриноген, коагулационен фактор XIII и тромбин, изолирани от донорска кръв.
Тези адхезивни състави се използват в хирургията за залепване на тъкани и фиксиране на тъкани, запечатване на конци и анастомози и ускоряване на заздравяването на рани.
В същото време за изброените лепила се отбелязват редица недостатъци, които включват:
1. Ниска механична якост;
2. Необходимостта от използване на биосъвместими материали като колагенови влакна за подобряване на резултата;
3. Чуждост спрямо биологичната среда на тялото;
4. Наличие на термични реакции, в резултат на които се наблюдава термично увреждане на тъканите.
Най-важният недостатък е острата възпалителна реакция на тъканите. Резултатът е разширяване на капилярите.(хиперемия), ексудация на плазмени протеини и други течности поради промени в хидростатичното и осмотичното налягане (оток).
Най-близко по отношение на съществените характеристики на претендираното лепило е лепилото "Sulfoacrylate" патент RU 2156140 C1, което включва етилов естер на 2-цианоакрилова киселина, 1,1-диоксотетрахидро-1 6-тиофен-3-ил естер на 2-метилакрилова киселина, бутилов естер на акрилова киселина. Посоченото лепило е предназначено за залепване на различни тъкани на човешкото тяло и осигуряване на хемостаза. С използването на това лепило могат да се постигнат различни ефекти: извършване на хемостаза с умерено паренхимно кървене, укрепване на шева на създадената анастомоза, създаване на херметизъм в увредената област, фиксиране на органа, създаване на псевдокапсула, извършване на перитонизация на органа, създаване на органна анастомоза, запечатване на фистулата и др.
Отбелязахме обаче, че съставът на сулфоакрилатното лепило не е оптимален, тъй като естерите на акриловата, метакриловата и цианоакриловата киселина, които съставляват лепилото, са силни лакриматори, реакцията на залепване е екзотермична, което намалява силата на лепилото, а самите компоненти на лепилото са чужди на човешкото тяло.
Техническият резултат, към който е насочено заявеното изобретение, е да се създаде адхезивен състав с повишени адхезивни свойства на базата на компоненти, които са безопасни за вътрешната среда на тялото.
Настоящото изобретение решава проблема с разработването на относително евтини, ефективни медицински лепила с подобрени адхезивни свойства и адхезивни компоненти със свойства, които са безопасни за човешката биологична среда.
Изобретателското медицинско лепило за безпроблемно свързване на биологични тъкани включваполивинилпиролидон като матрица, акрилова киселина като мономер. Това лепило се полимеризира лесно и образува адхезивен слой в присъствието на кръвен хемоглобин и водороден пероксид като инициатор на полимеризацията. Методът за производство на споменатото медицинско лепило се състои в добавяне на акрилова киселина като мономер за присаждане към разтвор на поливинилпиролидон във вода. Под действието на кръвния хемоглобин, съдържащ желязо, се образува полимеризираща система водороден прекис - желязо (II), която дава свободни радикали, които предизвикват реакция на полимеризация и образуването на адхезивен слой. Полученото лепило има адхезивен капацитет към биологичните тъкани и представлява непрозрачен, еластичен филм, който впоследствие се втвърдява и по този начин насърчава заздравяването на биологичните тъкани. Общи характеристики на полученото лепило "Хемоакрилат" и най-близкия аналог на лепилото "Сулфоакрилат" е наличието в техния състав на естери на акриловата киселина, които могат лесно да полимеризират под действието на различни иницииращи системи с образуването на силен адхезивен слой.
Характеристиките на изобретението, които отличават медицинското лепило "Хемоакрилат" от най-близкия аналог, включват следното:
1. Съставът на най-близкия аналог включва само естери на акрилова, цианоакрилова и метакрилова киселина, които, заедно с добра полимеризация и адхезивни свойства, могат да раздразнят кожата поради образуването на свободни радикали. В допълнение към акриловата киселина, която лесно се полимеризира, структурата на лепилото "Hemoacrylate" включва поливинилпиролидон, който образува матрицата на състава, е субстрат за процесите на присадъчна полимеризация и има детоксикиращ ефект върху страничните ефекти на акриловите естери.киселини.
2. Процесът на залепване с хемоакрилатно лепило се извършва под въздействието на кръвния хемоглобин желязо и антисептик (водороден прекис) за 30-50 секунди. Скоростта на залепване зависи от вида на тъканта. Използването на инициираща система, свързана с човешкото тяло (железен пероксид), осигурява по-меко залепване на повърхностите с образуването на здрав еластичен филм. В прототипа свързването става при контакт с жива тъкан и водни разтвори. Необходимостта от наличие на желязо в състава на полимеризиращата система в Hemoacrylate прави възможно спирането на кървенето и по-доброто фиксиране на биологичните тъкани. При използване на прототипа често се изисква допълнително използване на конци.
3. Структурата на прототипа на лепилото включва компоненти с ниско молекулно тегло (естери на цианоакрилова, акрилова и метакрилова киселина), докато в настоящия състав към компонента с ниско молекулно тегло (акрилова киселина) се добавя компонент с високо молекулно тегло (поливинилпиролидон). Използването на съединение с високо молекулно тегло в реакцията на полимеризация прави възможно създаването на триизмерна мрежеста структура с подобрени еластични и адхезивни свойства.
Претендира се медицинско лепило за безпроблемно свързване на биологични тъкани на базата на производни на акрилова киселина, което образува адхезивен слой на базата на реакция на полимеризация в присъствието на кръвно желязо и водороден прекис, характеризиращо се с това, че съдържа поливинилпиролидон, който е матрица за присадена полимеризация при образуването на адсорбционен слой в следното съотношение на компонентите:
поливинилпиролидон (Mr 20000) - 4 g;
акрилова киселина - 1 ml;
дестилирана вода - 4 ml;
като инициатор на процеса на полимеризация - 3% разтворводороден прекис.
При създаването на нов адхезивен състав беше взето предвид, че поливинилпиролидонът е активната съставка на лекарството Hemodez-N, което има детоксикиращ ефект. Механизмът на действие се дължи на способността на повидон да свързва циркулиращите в кръвта токсини и бързо да ги отстранява от тялото.
Акриловата киселина е най-простият представител на едноосновните ненаситени карбоксилни киселини, които лесно се полимеризират под действието на агенти.
Желязото (II) се съдържа в хемоглобина на кръвта, участва в процесите на хемопоеза и по този начин е свързан компонент за тялото.
За получаване на адхезивен слой, съгласно изобретението, се използва реакция на полимеризация в системата от водороден прекис и двувалентно желязо (от кръвен хемоглобин).
Под действието на иницииращата система (водороден пероксид - желязо) чрез реакцията на HO-OH + Fe 2+ \u003d HO + OH - + Fe 3+ се образува радикал (HO ), който влиза в по-нататъшна реакция и причинява присадъчна полимеризация на акрилова киселина върху субстрата от поливинипиролидон при образуването на адхезивен, адхезивен слой. Изборът на водороден пероксид като инициатор на процеса на полимеризация се дължи и на факта, че това лекарство се използва в медицината като антисептик в концентрация от 3%.
10.7.4.5. Реализация на изобретението
Лепило "Хемоакрилат" се получава, както следва:
4 g поливинилпиролидон с Mr 20000 се добавят към контейнер с дестилирана вода и се разтварят в 14 ml вода. Към получения разтвор се добавя 1 ml акрилова киселина и се разбърква до получаване на хомогенен разтвор.
Лепилото е вискозна жълта прозрачна течност със специфична миризма, разтворима в ацетон, диметилформамид.
За получаване на лепилен слойразтворът се прехвърля със спринцовка в биологична тъкан и внимателно се добавя 3% водороден прекис (като се избягва образуването на пяна).
Този състав на лепилото трябва да се счита за оптимален, тъй като добавянето на акрилова киселина над 1 ml води до крехкостта на шева.
При залепване тъканите се свързват, нанася се лепило и на капки се добавя 3% водороден прекис и краищата на раната се задържат в свързано състояние за 2-3 минути. През определеното време върху свързаните раневи повърхности се образува силен адхезивен шев. Полученият адхезивен филм е еластичен, не се счупва в рамките на 10-15 дни. Не възниква възпаление на тъканите. Резорбцията на клея става в рамките на 30-40 дни.
Силата на лепилото "Хемоакрилат" е 207,5 g/cm 2 .
Показания за употребата на това лепило могат да се считат за обща хирургия и травматология - наранявания на черния дроб, далака, запечатване на конци в анастомози, сърдечно-съдова хирургия - създаване на мембрани и закрепване на съдови протези, неврохирургия - залепване на периферни нерви, пластична и изгаряща хирургия - фиксиране на кожни клапи.
Предимството на това лепило е възстановяването на хемостазата и функционалността на тъканите, липсата на паранхимна некроза, свързана със зашиване, намаляване на риска от стеноза, намаляване на продължителността на операциите, опростяване на оперативната техника, улесняване на фиксирането и ускоряване на зарастването на рани.
Лепилото е стерилно, биоразградимо, полученото адхезивно покритие е прозрачно и еластично, поради ниския си вискозитет лесно се нанася върху повърхността и прониква в труднодостъпни места, времето за залепване на биологичните тъкани, които ще се залепят е 3-5 минути.
Изследването на адхезивните и хемостатичните свойства с помощта на лепило "Хемоакрилат" е проведено в 22 експеримента върху мъжки бели плъхове. Животниупоява се с етер за 2-3 минути. След началото на аналгезията се обръсва кожен участък от 2,5 × 2,5 cm. вижте Получената полигонална рана с несвързани ръбове се изсушава със стерилен марлен тампон. Прототипи на хемоакрилат бяха приложени към раната. По такъв начин, че да покрият цялата рана и непокътнатата област на кожата около нея. Резултатите показват, че под въздействието на лепилото се наблюдава силен адхезивен слой, който се разтваря в рамките на 2-5 дни.
Лепилото може да се използва в хирургията за запечатване на конци и анастомози, при хирургични интервенции при травматични увреждания на паренхимни органи (черен дроб, бъбреци, далак), в сърдечно-съдовата хирургия за фиксиране на трансплантанти, в комбустиологията, за външна употреба в амбулаторни и домашни условия (лечение на леки кожни лезии, порязвания, охлузвания и др.).