ГЕМОСТАТИЧЕСКАЯ ГУБКА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК A61L15/32 

Изобретение относится к медицине, а именно к перевязочным средствам на основе высокомолекулярных соединений, и, в частности, к гемостатическим (кровоостанавливающим) губкам. Указанные средства находят применение в хирургии, в том числе военно-полевой, в медицине катастроф, в быту и т.п.

Известна гемостатическая губка на основе коллагена [заявка на патент РФ 96119573/14, МКИ⁶ A 61 L 15/32, опубл. 10.01.99, БИ 1]. Губка включает тромбоцитарную массу в количестве 0,1-0,4 ч на 1-10 ч коллагена и дополнительно 10 мас.% антибиотика и до 3 мас.% антисептика.

Применение тромбоцитарной массы в качестве гемостатического компонента эффективно, но присутствие тромбоцитарной массы нежелательно, так как она может явиться переносчиком вирусных инфекций.

Также известна гемостатическая губка на основе коллагена [патент РФ 2034572, МКИ⁶ A 61 L 15/32, опубл. 10.05.95, БИ 13], включающая в качестве гемостатического средства гидроксиапатит в количестве 1-2 ч на 1-20 ч коллагена. Гидроксиапатит индуцирует процесс тромбообразования и образования фибрина, что приводит к свертыванию крови. Для усиления гемостатической активности губка может содержать 0,5 мас. % полиэтиленгликоля с молекулярной массой 6000. Как указывается в патенте РФ 2034572, коллагеновая гемостатическая губка с гидроксиапатитом и полиэтиленгликолем обладает высокой активностью при остановке капиллярных кровотечений.

Общим недостатком гемостатических средств на основе коллагена является то, что коллаген рассасывается только под действием фермента коллагеназы, которой в организме вообще мало, и коллагеновые губки следует удалять из раны после осуществления гемостаза, что не может не приводить к повторной травматизации тканей.

Известно гемостатическое средство Gelfoam фирмы Upjohn [см. инструкцию по применению], представляющее собой пористый продукт (губку), изготовленный из очищенного свиного кожного желатина и воды для инъекций. Как указывается в инструкции, Gelfoam поглощает до 45 объемов крови на объем губки; его накладывают сухим или смоченным физиологическим раствором в тех случаях, когда невозможно осуществить остановку капиллярного, венозного или артериального кровотечения надавливанием, наложением лигатуры или другим известным способом.

Однако, как указывается в инструкции, как только гемостаз достигнут, остаток Gelfoam должен быть тщательно удален. Не рекомендуется применение Gelfoam в присутствии инфекции, для смыкания разрезов кожи; с осторожностью Gelfoam может применяться на загрязненных участках тела. Эти ограничения существенно уменьшают область применения губки Gelfoam.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому гемостатическому средству является разработанная заявителем гемостатическая губка, включающая желатин, фурацилин, хлорид кальция и сульфат гентамицина [патент РФ 2033149, МКИ А 61 L 9/00, опубл. 20.04.95, БИ 11]. Указанная губка представляет собой пористый эластичный продукт. Она обладает гемостатическими свойствами и одновременно пролонгированным противомикробным действием, самостоятельно рассасывается в ране под действием протеолитических ферментов за 14 дней, эти свойства позволили использовать губку по патенту 2033149 во всех областях хирургической практики, в экстремальной медицине и в быту.

Однако нами было отмечено, что гемостатические и противомикробные (антисептические) свойства губки по патенту РФ 2033149 не оптимальны.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении гемостатической и противомикробной активности гемостатической губки.

Указанный технический результат достигается тем, что гемостатическая губка на основе желатина, включающая хлористый кальций, фурацилин и сульфат гентамицина, имеет пористость, равную 0,93-0,96 и удельную поверхность, равную 153000±15000 м²/м³, при следующем соотношении компонентов, в г на 1 г губки:
Фурацилин - 0,0018-0,0028
Хлористый кальций - 0,0194-0,0358
Сульфат гентамицина - 0,2187-0,3288
Желатин - Остальное
Согласно патенту РФ 2033149, гемостатическую губку получают путем вспенивания водного раствора желатина, фурацилина, хлорида кальция и сульфата гентамицина, отвердения пены замораживанием с последующими лиофильной сушкой в вакуум-сушильных аппаратах и стерилизацией γ-облучением. Вспенивание производят интенсивным перемешиванием раствора в аппарате с мешалкой в течение 20-30 мин до объема, в 2,5-3,0 раза превышающего объем первоначального раствора.

Как было установлено нами, указанная интенсивность вспенивания недостаточна для получения губки с оптимальными гемостатическими и противомикробными свойствами.Технический результат, на получение которого также направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа получения губки с оптимальными гемостатическими и противомикробными свойствами.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения гемостатической губки, включающем вспенивание водного раствора желатина, фурацилина, хлорида кальция и сульфата гентамицина путем интенсивного перемешивания, отверждение пены замораживанием, лиофильную сушку и стерилизацию γ-облучением, перемешивание раствора производят при значении энергии, подводимой к единице массы в единицу времени, равном 11,9-19,4 Дж/кГ•c.

Перемешивание с указанным значением энергии, подводимой к единице массы за единицу времени (с указанным напряжением сдвига), вспенивает перемешиваемую массу в 7-8 раз, создавая развитую удельную поверхность и высокую пористость губки
Пример 1.

24 г желатина, 0,098 г фурацилина, 0,06 г хлорида кальция и 0,36 г формальдегида растворяют в 550 мл дистиллированной воды. В полученный раствор вводят 0,63 г поверхностно-активного вещества - сульфонола в виде водного раствора. Полученную смесь взбивают в пену в течение 7 мин при напряжении сдвига 11,9 Дж/кГ•c. Взбивание производится при комнатной температуре в реакторе с якорно-лопастной мешалкой, вращающейся с частотой 25 с^-1. В процессе взбивания с 8 минуты тонкой струйкой вводят раствор 7,148 г сульфата гентамицина в 50 мл воды, и продолжают взбивание еще 3 мин. Получают стойкую пену в объеме, превышающем первоначальный в 8 раз (4,8 л).

Пену разливают в поддоны, выстланные тканью, и замораживают при температуре -55-(-60)^oС. Для структурирования пену выдерживают при этой температуре в течение 3 суток.

Затем пену высушивают в вакуум-сушильных аппаратах (лиофилизируют) в течение 36 час при температуре от -60^oС до +38^oС.

Лиофилизированные пластины губки разрезают на куски необходимой величины, упаковывают в полиэтиленовые пакеты и стерилизуют γ-облучением.

Содержание компонентов в губке определяют в соответствии с фармакопейной статьей ФС 42-3216-95. По результатам анализа полученная губка содержит в 1 г:
- сульфата гентамицина 0,3288 г;
- хлористого кальция, включая поступивший из желатина, 0,0358 г;
- фурацилина 0,0028 г;
- желатина - остальное.

Загруженный в раствор формальдегид удаляется во время сушки.

Для определения пористости из пластины полученной губки вырезали образцы размером 50х50 мм, измеряли ее толщину и рассчитывали объем V₀ недеформированного образца. На приборе ПИП-01 манометрическим способом определяли объем V_м монолитного материала того же образца губки. Пористость губки (ε - удельный объем пор) рассчитывали по формуле

Для образца, полученного в примере 1, ε=0,930±0,006.

Удельную поверхность губки определяли на образце длиной 290 мм и сечением 16х12 мм фильтрационным способом на приборе Товарова по измерениям гидравлического сопротивления пористого тела протеканию фильтрующегося воздуха. Значение удельной поверхности (среднее по трем измерениям) составило 152600 м²/м³ (точность измерения±10%).

Пример 2.

Губку получают, как в примере 1, но загружают 26 г желатина и 0,088 г фурацилина, а взбивание производят с напряжением сдвига 19,4 Дж/кГ•c, с частотой 28,3 с^-1. Получено 5 л стойкой пены.

Полученная губка имеет состав (на 1 г губки):
- сульфата гентамицина 0,2187 г;
- хлористого кальция 0,0194 г;
- фурацилина 0,0018 г;
- желатина - остальное.

Пористость образца составила 0,960±0,006; удельная поверхность 153000 м²/м³ (точность измерения±10%).

Для оценки гемостатического действия губки и изучения его механизма были проведены ретенционные тесты.

Стандартные навески губки (0,08 г) помещали в резервуар 10 мм шприца. Через каждую навеску губки пропускали 1,5 мл крови человека, стабилизированной 3,8% основного цитрата натрия. В исходной крови и в пробах крови после пропускания через губку проводили подсчет количества тромбоцитов и определяли количество тромбоцитов в агрегатах.

Проведенные исследования показали, что при контакте с губкой в течение 2 мин в ней задерживается в среднем 38,8±8% тромбоцитов; при контакте в течение 3 мин задерживается в среднем 52,7±7% тромбоцитов; при контакте в течение 4,5 мин задерживается около 60±3% тромбоцитов. Задержка тромбоцитов в губке связана с адгезией пластинок к поверхности губки, но прежде всего с образованием в ней тромбоцитарных агрегатов, часть которых попадали при проведении теста в вытекающую кровь. Агрегаты в этой вытекающей крови включают от 6 до 10% тромбоцитов.

Задержка тромбоцитов в губке с их активацией оказывает влияние на ряд процессов, протекающих в поврежденных тканях. Из тромбоцитарных гранул хранения высвобождаются агрегирующие агенты: адениновые нуклеотиды, серотонин, адреналиноподобные субстанции, тромбоксан Аг, коагуляционные белки (фибриноген, факторы V и XIII) и адгезивные протеины (фактор Виллебранда, витронектин и др.) - что обеспечивает быстрый и надежный гемостаз.

Из α-гранул активированных тромбоцитов высвобождается бактерицидный фактор и иммуноглобулин А. При тромбоцитарной секреции высвобождается также хемотактический фактор, а на мембране этих клеток экспрессируется Р-селектин. Эти компоненты вовлекают в губку лейкоциты. В целом эти реакции усиливают антибактериальное действие препарата.

Высвобождение из α-гранул активированных тромбоцитов группы факторов роста способствует развитию последующих репаративных реакций и стимулирует заживление ран.

Механизм действия губки включает воздействие самой губки, ее отдельных ингредиентов, но, главное, ее мелкопористой структуры и развитие поверхности.

Клинические исследования заявляемой губки показали следующее.

Была проведена клиническая апробация заявляемой губки в клинике военно-полевой хирургии Военно-медицинской академии при лечении пострадавших с тяжелой сочетанной травмой мирного времени (260 наблюдений) и в полевом многопрофильном госпитале при оказании помощи раненым, получившим ранение в ходе антитеррористической операции в Чечне (150 наблюдений). Было выявлено, что губка эффективна при временной остановке наружного кровотечения при тугой тампонаде раны и наложении давящей повязки. На догоспитальном периоде тампонада раны заявляемой губкой может быть реальной альтернативой кровоостанавливающему жгуту.

При трудно останавливаемых кровотечениях из поврежденных паренхиматозных органов заявляемая губка эффективна для интраоперационного гемостаза, в том числе при снижении коагуляционного потенциала, связанного с местными и общими нарушениями.

Губка успешно применялась для укрытия культей конечностей после ампутации по типу первичной хирургической обработки (26 случаев), а также при инфекционно-некротических осложнениях, при тяжелой раневой инфекции (111 наблюдений).

Также была проведена апробация заявляемой губки при лечении гнойных ран после вскрытия флегмон и абсцессов различной локализации у 120 больных (442 окружной клинический госпиталь, г. Санкт-Петербург). Губка применялась для рыхлого заполнения раневой полости между дренажами в фазе воспаления в период очищения гнойной раны. Полное очищение ран от гноя и некротических тканей наблюдалось на 4-5 день, грануляции появлялись на 5-6 день. Осложнений не наблюдалось.

Заявляемая губка эффективно применялась также при оперативных вмешательствах во многих других областях плановой хирургии.

Изобретение относится к медицине, в частности к гемостатическим средствам, применяемым в хирургии, в быту и т.п. Губка включает (в расчете на 1 г) 0,0018-0,0028 г фурацилина, 0,0194-0,0358 г хлористого кальция, 0,2187-0,3288 г сульфата гентамицина и остальное желатин. Губка имеет пористость, равную 0,93-0,96 и удельную поверхность, равную 153000 м²/м³ ± 15000 м²/м³. Способ получения гемостатической губки включает вспенивание водного раствора компонентов путем интенсивного перемешивания, отверждение пены замораживанием, лиофильную сушку и стерилизацию губки γ-облучением. Перемешивание водного раствора производят при значении энергии, подводимой к единице перемешиваемой массы в единицу времени, равном 11,9-19,4 Дж/кГ•c. Технический результат заключается в повышении гемостатической и противомикробной активности гемостатической губки. 2 с.п. ф-лы.

1. Гемостатическая губка на основе желатина, включающая хлористый кальций, фурацилин и сульфат гентамицина, отличающаяся тем, что она имеет пористость, равную 0,93-0,96 и удельную поверхность, равную 153000 м²/м³ ± 15000 м²/м³ при следующем соотношении компонентов, г на 1 г губки:
Фурацилин - 0,0018-0,0028
Хлористый кальций - 0,0194-0,0358
Сульфат гентамицина - 0,2187-0,3288
Желатин - Остальное
2. Способ получения гемостатической губки, включающий вспенивание водного раствора желатина, фурацилина, хлорида кальция и сульфата гентамицина путем интенсивного перемешивания, отверждение пены замораживанием, лиофильную сушку и стерилизацию полученной губки γ-облучением, отличающийся тем, что перемешивание раствора производят при значении энергии, подводимой к единице перемешиваемой массы в единицу времени, равном 11,9-19,4 Дж/кГ•с.