ПОРИСТАЯ ОСНОВА ДЛЯ ПЕРЕВЯЗОЧНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2020 года по МПК A61F13/00 A61L15/42 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно к перевязочным средствам на основе полимерных покрытий, которые могут быть использованы для восстановления кожного покрова у пострадавших с обширными ожогами II, III-а и III-б степени, для лечения поверхностных и глубоких ран, включая термические (ожоги, отморожения); трофических язв различной этиологии (диабетических, венозных, посттравматических и др.); для нанесения аппликаций онкологическим больным после облучения; а также для использования в косметологии.

Уровень техники

Современные хирургические методы лечения требуют разработки перевязочных материалов, обладающих химической инертностью и нетоксичностью, способностью изолировать поврежденные ткани от окружающей патогенной среды, хорошими биоафинными свойствами, а также обеспечивающих благоприятные условия для пролиферации и дифференцирования клеток и формирования тканей. Для выполнения этих условий перевязочные материалы должны обладать определенной влаго- и воздухопроницаемостью. Кроме того, чрезвычайно полезным свойством является прозрачность перевязочных средств, которая позволяет осуществлять визуальный контроль процесса заживления.

Известна двухслойная медицинская повязка, с основой из сегментированного полиуретана, обеспечивающего одновременно высокую эластичность и высокую прочность повязки (Патент US 3,949,742). Слой сегментированного полиуретана имеет разрывную прочность 6700 psi (более 40 ГПа), при растяжении он достигает 100%-ной деформации под механическим напряжением 850 psi (≈3 МПа). На полиуретановую основу нанесен слой сетчатого тромбогенного пеноподобного материала. Повязка выполняет роль искусственной кожи. Полиуретановая основа хорошо пропускает воздух, не пропускает бактерии. Однако, она практически влагонепроницаема, что является ее главным недостатком.

Известно техническое решение по патенту США (Патент US 5,322,695) в котором тонкий слой пластифицированного поливинилхлорида предлагается в качестве основы многослойного материала, выступающего в качестве кислородо-, газо- и паропроницаемой повязки. Несмотря на объявленную высокую паропроницаемость, практически монолитный слой пластифицированного поливинилхлорида сильно задерживает скапливающуюся влагу и плохо пригоден для длительного нахождения на ране.

В патенте США (Патент US 7,112,712) проблема повышения влагопроницаемости для отвода экссудата решена тем, что в качестве пористой основы используют тканый материал, на обе стороны которого нанесены дополнительные нетканые слои, состоящие из микроволокон. В качестве материалов ткани и нетканых слоев используют полиэстер и хлопок. Повязка обладает хорошими впитывающими свойствами и имеет толщину от 1 до 4 мм. Плотность материала составляет от 710 до 735 г/м². Как пористая (тканевая) основа, так и повязка в целом не обладают прозрачностью и не позволяют следить за состоянием раны. Пористая основа не обеспечивает барьерной функции по отношению к болезнетворным микроорганизмам. Вследствие большой толщины основы повязка плохо повторяет контуры тела пациента.

Известен лечебный перевязочный материал пролонгированного действия (Патент РФ на изобретение №2205033), содержащий в качестве пористой основы гидрофильный текстильный материал с нанесенным на него по меньшей мере с одной стороны комплексом, включающим лекарственное средство и биосовместимый биодеградируемый полимер. Лекарственное средство в полимере закономерно неоднородно распределено по текстильному материалу за счет геометрической неоднородности слоя полимера с иммобилизованным в нем лекарственным средством и/или неравномерностью распределения лекарства в полимере. Возможно также выполнение его с возможностью одновременного действия не смешиваемых между собой лекарственных препаратов, имеющих антимикробное, местноанестезирующее, кровоостанавливающее, антиоксидантное или другие лечебные действия. Данный лечебный материал подавляет патогенную микрофлору, обеспечивает отток раневого экссудата, однако не обеспечивает визуальный контроль состояния раны. Использование в лечебном материале в качестве основы гидрофильной текстильной ткани может приводить к врастанию его в регенерируемые ткани и вызывать повреждение раны при его удалении. Сам по себе текстильный материал не выполняет барьерных функций.

Известна медицинская повязка для лечения ран и ожогов (Авторское свидетельство СССР №1708352), включающая полимерную пленку на основе полиолефинов толщиной от 20 до 150 мкм с привитым в толще пленки N-винилпирролидоном с сорбционно-связанным йодом. Основа данной повязки - полимерная пленка - имеет хорошие барьерные свойства, защищает рану от патогенной флоры, но не обеспечивает нужной влаго- и газопроницаемости, в результате чего под повязкой скапливается значительное количество экссудата. Данная медицинская повязка обладает антисептическим действием, однако в процессе обработки пленки для придания ей бактерицидных свойств она окрашивается в коричневый цвет и тем самым теряет прозрачность

Известен перевязочный материал DDB-M (Патент РФ на изобретение №2093126), состоящий из пористой основы, роль которой выполняет полиэтиленовая пленка, на одну из поверхностей которой нанесена смесь талька и лекарственных препаратов. Пленка содержит систему регулярно расположенных прямоугольных отверстий с размерами сторон 1 и 3 мм, выстроенных в ряды с расстоянием между отверстиями 1 мм. Ряды образуют прямоугольники сплошной поверхности с размерами сторон 100 и 200 мм. Из-за наличия участков сплошной поверхности известный перевязочный материал не обеспечивает газообмен по всей поверхности раны, необходимый для эффективного протекания репаративных процессов. Вследствие большого размера отверстий в пористой основе данного перевязочного материала возможно проникновение микроорганизмов к ране через отверстия в пленке. Нанесенный на поверхность пленки тальк и скапливающаяся под пленкой жидкость из раны препятствуют прикреплению к раневой поверхности перевязочного материала, который необходимо дополнительно фиксировать пластырем или бинтом. Медицинская повязка обладает антисептическим действием, однако в процессе обработки пленки для придания ей бактерицидных свойств она окрашивается в коричневый цвет и в результате теряет прозрачность.

Известно перевязочное средство (Патент РФ на полезную модель №11061), содержащее в качестве пористой основы биосовместимую пленку из оптически прозрачного полимера со сквозными отверстиями (порами) диаметром от 0,01 до 3,0 мкм и поверхностной плотностью от 10³ до 10⁹ см^-2, пропитанную по меньшей мере одним лекарственным препаратом и/или биологически активным веществом. Пленка может быть выполнена из полиэтилентерефталата толщиной от 3 до 100 мкм. Благодаря малой толщине пористой основы в диапазоне толщин до 25 мкм перевязочное средство легко принимает контуры участка тела пациента, не стесняет движений. При большей толщине пленка становится жесткой и плохо прилегает к поверхности. Положительным качеством средства является оптическая прозрачность. Однако, биосовместимая пленка со сквозными отверстиями в зависимости от качества исходного полимерного материала, а также конкретной комбинации двух ключевых параметров - диаметра пор и поверхностной плотности пор, обладает широким разбросом механических свойств (эластичности и прочности), и в ряде случаев попросту рвется при накладывании на рану либо в процессе лечения. Пористую пленку получают облучением исходной полимерной пленки ускоренными тяжелыми ионами и последующим химическим травлением. Общеизвестно, что при этом отверстия в пленке расположены по поверхности пленки стохастически, то есть случайным образом. Вследствие этого, в пленке всегда имеются не только одиночные отверстия указанного размера (от 0,01 до 3 мкм), но и отверстия-кластеры, образованные слиянием нескольких одиночных, расстояния между осями которых оказались меньше диаметра одиночного отверстия [Riedel С, Spohr R., Statistical properties of etched nuclear tracks. II. Experiment and filter design. Radiat. Effects. 1980. V. 46. PP. 23-29; Riedel C, Spohr R.. Correcting overlapping counts in dose calibration at high event densities. Nucl. Tracks, 1981, V. 5, PP. 265-270]. Отверстия-кластеры сводят на нет защитные свойства пористой основы. Например, при диаметре одиночных пор 1 мкм, что находится внутри заявленного диапазона, и плотности пор 2,5×10⁷ см^-2, что также находится внутри заявленного диапазона, относительная пористость пористой основы составляет 20%. При этом вероятность, например, шестикратного кластера составляет 5%, согласно данным, приведенным в упомянутой работе. Таким образом, несмотря на то, что размеры одиночных отверстий относительно малы, в пористой основе будет присутствовать значительное количество множественных отверстий существенно большего размера. Аналогично, при диаметре одиночных пор 0,4 мкм и плотности пор 1,5×10⁸ см^-2 пять процентов всех пор будет сливаться в шестикратные кластеры. Будут присутствовать и кластеры более высоких порядков. Они являются центрами, с которых начинается процесс развития трещин и разрушения материала при механическом воздействии. Механически нарушенная пористая основа перевязочного средства перестает выполнять свои защитные функции в отношении бактериальной микрофлоры.

Известно перевязочное средство (Патент РФ на изобретение №2270646), содержащее в качестве пористой основы полимерную пленку с нанесенным на ее поверхность слоем полимерного гидрогеля. Пленка выполнена из биосовместимого оптически прозрачного полимера со сквозными отверстиями диаметром 0,01-3,0 мкм и поверхностной плотностью в диапазоне 10³-10⁹ см^-2, а в качестве полимерного гидрогеля использован гидрогель на основе хитозана. Пористая основа средства может быть выполнена из материала, выбранного из группы: полиэтилентерефталат, карбоксиметилцеллюлоза, полиимид, поликарбонат толщиной 3-100 мкм. По мнению авторов изобретения перевязочное средство препятствует проникновению в рану микроорганизмов, обеспечивает бактериостатическое действие в ране, позволяет визуально следить за процессами, протекающими в ране, и удобно прикрепляется к раневой поверхности.

Однако данное решение обладает теми же недостатками, что указаны для полезной модели РФ №11061. Основной недостаток связан со свойствами применяемых материалов. Каждый полимер существует во многих различных модификациях, различающихся молекулярно-массовым распределением, средней молекулярной массой, степенью регулярности, степенью кристалличности, степенью ориентации (вытяжки). Эти различия в структурных параметрах обуславливают различия в эксплуатационных параметрах - теплостойкости, прочности, эластичности, склонности к деформации, надрыву, растрескиванию [«Полимерные пленки». Дж. X. Бристон, Л.Л. Катан. М.: Химия. 1993]. Например, существуют сотни типов полиэтилентерефталатной пленки, разработанных для различных целей - от низкокачественной упаковочной пленки бытового назначения до высокооднородного материала с чрезвычайно высокими прочностными характеристиками и устойчивостью к воздействию факторов окружающей среды. В известном техническом решении отсутствуют параметры (характеристики) материала, обеспечивающие необходимые механические свойства пористой основы. В известном техническом решении предложено использовать полимеры, существенно различающиеся по степени гидрофильности (полиэтилентерефталат, карбоксиметилцеллюлоза). Однако гидрофильные полимеры, такие как карбоксиметилцеллюлоза, сильно набухают и вследствие этого изменяют свои геометрические размеры. Пористая основа, выполненная из таких полимеров, изменяет свою структуру и прочностные характеристики при контакте с раневой поверхностью. Другой существенный недостаток состоит в том, что в заявленных диапазонах диаметра пор и плотности пор пористая основа может как обладать свойствами, препятствующими проникновению бактерий, так и не обладать; при этом не указан четкий критерий, позволяющий добиться искомого свойства пористой основы. При неверном выборе пары значений двух ключевых параметров - плотности пор из диапазона 10³-10⁹ см^-2 и диаметра одиночных пор из диапазона 0,01-3,0 мкм - в пористой основе образуется значительное количество кластерных пор большого размера, которые значительно снижают барьерные функции перевязочного средства под действием механических и тепловых факторов при контакте с раневой поверхностью.

Наиболее близким к заявляемому решению является медицинская повязка (Заявка на изобретение CN 1775301), представляющая собой композитное повязочное средство, включающее пористую основу из полимерной пленки (поливинилхлоридной, полиэтиленовой, полипропиленовой, полиуретановой и др.) толщиной 10-50 мкм с порами диаметром от 1 до 10 мкм и пористостью от 0.05% до 50%, наиболее предпочтительно от 1 до 20%, при этом поры в пленке создаются облучением тяжелыми заряженными частицами и последующим химическим травлением.

В данном решении заданы пределы пористости мембраны, при этом предпочтительным диапазоном указан диапазон 1-20%. Это в определенной степени уменьшает риск высокого процента крупных кластерных пор в пористой основе. Тем не менее, решение обладает существенными недостатками. Во-первых, в известном техническом решении также отсутствуют критерии выбора материала, обеспечивающие необходимые механические свойства пористой основы. В известном техническом решении предложено использовать полимеры, существенно различающиеся по степени гидрофильности, прочностным свойствам, эластичности, тепловой стойкости. Выполненные из них пористые повязки не удовлетворяют требованию сохранности поровой структуры. Вследствие того, что поливинилхлорид, полиуретан, полиэтилен имеют низкую температуру стеклования, низкие модуль Юнга и предел прочности на разрыв изделия из этих полимеров легко деформируются при комнатной температуре, что приводит к многократному и неконтролируемому увеличению размеров пор при лечении раневых поверхностей. Также, эти полимеры не способны выдерживать стерилизацию тепловой обработкой. Для случаев, когда от пористой основы требуется выполнение барьерной функции по отношению к микроорганизмам, верхний предел предпочтительного диапазона пористости (20%) не оптимален, поскольку вероятность появления множественных пор очень резко растет, начиная с пористости 15% [Riedel С, Spohr R. Correcting overlapping counts in dose calibration at high event densities. Nucl. Tracks, 1981, V. 5, PP. 265-270]. Данное положение иллюстрируется фигурами 1-3. На фиг. 1 показана электронная микрофотография пористой основы с плотностью пор 10⁷ см^-2 и диаметром поры 0,75 мкм. Пористость (процент площади, относящейся к порам) составляет 5%. Практически все поры - одиночные образования. Лишь некоторые образуют двойные кластеры. Фиг. 2 соответствует пористой основе с плотностью пор 10⁶ см^-2 и диаметром пор 4 мкм. Пористость составляет 12%, массив пор состоит из подавляющего большинства одиночных пор. На фиг. 3 показана пористая основа с плотностью пор 10⁶ см^-2 и диаметром пор 7 мкм. Более половины пор, образованных на местах индивидуальных треков тяжелых ионов, принадлежат множественным кластерам, эффективный размер которых много больше диаметра индивидуальной поры. При этом пористость данной пористой основы составляет около 30%, то есть ее параметры соответствуют техническому решению-аналогу.

Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является создание пористой основы перевязочного средства, которое бы не изменяло своих барьерных и транспортных свойств под действием механических и тепловых факторов, которые сопровождают процесс подготовки к эксплуатации и собственно эксплуатации средства, и плотно прикреплялось к раневой поверхности при обеспечении возможности равномерного проникновения через него влаги, водорастворимых веществ, в частности лекарственных средств, и газов, и позволяло визуально следить за процессами, протекающими в ране. Дополнительной решаемой проблемой является придание пористой основе барьерных свойств, препятствующих проникновению в рану микроорганизмов.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом заявляемого решения является получение пористой основы перевязочного средства, обеспечивающей возможность равномерного проникновения через нее влаги, водорастворимых веществ, в частности лекарственных средств и газов для стимулирования процессов репарации поврежденных тканей, визуализации процессов, протекающих в ране при лечении, сохранения барьерных свойств (в т.ч. для микроорганизмов) и транспортных свойств под действием механических и тепловых факторов, которые сопровождают процесс подготовки к эксплуатации и собственно эксплуатацию основы (или перевязочного средства, содержащего основу), удобного прикрепления к раневой поверхности.

Технический результат достигается посредством изготовления и применения перевязочного средства, в том числе для лечения ожогов, включающего пористую основу, выполненную в виде полимерной пленки толщиной 8-25 мкм из биосовместимого оптически прозрачного полимера со сквозными отверстиями и объемной пористостью в пределах 5-15%, в качестве исходной полимерной пленки используют материал с модулем упругости не ниже 2 ГПа, пределом прочности при разрыве не ниже 150 МПа, влагопоглощением не выше 1%, температурой стеклования не ниже 80°С, а выполненные в повязке поры характеризуются точкой пузырька по этанолу не ниже 0,10 МПа.

Отверстия в полимерной пленке могут быть выполнены методом ионно-трековой технологии путем облучения пленки ускоренными тяжелыми ионами, например, с атомным номером от 18 до 54 и энергиями от 1 до 3 МэВ/а.е.м., с последующей химической обработкой.

Предпочтительно использование пленки из полиэтилентерефталата, полиэтиленнафталата, полиимида. Предпочтительно также использование пленки двухосноориентированной.

Технический результат достигается также за счет способа получения пористой основы для перевязочного средства, включающего выбор полимерной пленки из известных биосовместимых оптически прозрачных полимеров; формирование сквозных пор посредством облучения пленки ускоренными тяжелыми ионами с последующей химической обработкой; проверку полученной пористой пленки методом растровой электронной микроскопии и методом точки пузырька, при этом в качестве полимерной пленки используют полимерную пленку толщиной 8-25 мкм, характеризующуюся модулем упругости не ниже 2 ГПа, пределом прочности при разрыве не ниже 150 МПа, влагопоглощением не выше 1%, температурой стеклования не ниже 800С, после проверки для использования в качестве перевязочных средств отбирают пористой пленки при получении объемной пористости пленки в пределах 5-15% и точки пузырька по этанолу не ниже 0,10 МПа.

Сущность заявляемого технического решения поясняется следующим образом. В первую очередь, перевязочное средство, а именно ее пористая основа, должна обеспечивать (а) воздухо- и влагообмен, а также проницаемость для лекарственных препаратов (б) неизменность этих свойств, для чего ее пористая структура должна быть стабильной: поры не должны менять размеры при эксплуатации, увлажнении, стерилизации и в результате механических напряжений, возникающих при накладывании повязки и движениях пациента. В случае установления верхнего предела размера пор в пористой основе перевязочного средства, она может обеспечивать непроникновение болезнетворных микроорганизмов в рану. Пленки испытывают существенные локальные механические напряжения в местах складок, перегибов, морщин. Пористая микроструктура перевязочного средства сохраняется неизменной, когда материал пленки имеет достаточные предел прочности и модуль упругости. Поры не увеличиваются при механических воздействиях. Исследования механических свойств трековых мембран и модельных полимерных объектов с микропорами показывают, что при приложении растягивающей нагрузки происходит концентрация напряжений на порах, вследствие чего пористая пленка оказывается намного менее прочной, чем монолитная. Обратимые и необратимые деформации развиваются прежде всего в областях, где находятся отверстия [Разумовская И.В., Гумирова В.Н., Апель П.Ю., Баженов С.Л. Влияние пор в трековых мембранах на их прочность. Преподаватель XXI век. 2009. №1-2. С. 204-213; В.Н. Гумирова, Г.С. Абдурашидова, С.А. Бедин, Н.П. Забалуева, М.А. Кувайцева, И.В. Разумовская. Особенности разрушения трековых мембран и композитов полимер/металл, полученных на их основе методом шаблонного синтеза. Физика твердого тела. 2015. Т. 57. С. 328-331; F. Cristofari, В. Piotrowski, R. Pesci. Mechanical properties of a nanoporous membrane used in implantable medical devices. Correlation between experimental characterization and 2D numerical simulation. J. Mech. Behavior Biomed. Mater. 2017. V. 74. PP. 43-53]. Поэтому, полимерный материал для основы перевязочного средства должен выбираться с большим запасом по модулю упругости и по пределу прочности. Проведенные авторами экспериментальные исследования показали, что в качестве нижних граничных значений следует выбрать 2 ГПа и 150 МПа для модуля упругости и предела прочности, соответственно. При данных значениях обеспечиваются искомые свойства пористой основы, с одной стороны, и им отвечают многие промышленно выпускаемые полимерные пленки в разумном ценовом диапазоне, с другой стороны. Установление верхних граничных значений модуля упругости и предела прочности нецелесообразно по экономическим причинам.

Большинство полимерных пленок высокого качества выполняются по технологии, включающей двухосную ориентацию. Такие пленки характеризуются анизотропией свойств, которая выражается в том, что предел прочности на разрыв и модуль упругости могут различаться в зависимости от направления, в котором растягивают тестируемый образец. Поэтому при отборе двухосноориентированой пленки для изготовления перевязочного средства необходимо контролировать ее характеристики, по крайней мере, в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Как правило, двухосноориентированные полимерные пленки обладают наилучшими механическими свойствами в сравнении с пленочными полимерными материалами, получаемыми по иным технологиям. Их тестируют в направлении продольной и поперечной ориентации. Этот алгоритм необходим потому, что при эксплуатации повязки механические напряжения могут возникнуть в любых направлениях.

Заявляемое техническое решение предполагает использовать полимеры с высокими значениями модуля Юнга и предела прочности при растяжении. Такие полимеры характеризуются высокой жесткостью, то есть свойством, которое, как правило, считается отрицательным для применения в качестве перевязочных средств. В заявляемом техническом решении эта проблема решена применением достаточно тонких (8-25 мкм) пленок. Жесткость пленочного материала пропорциональна третьей степени его толщины [А.Н. Садова и др. Технология получения полимерных пленок из расплавов и методы их исследования. Казанский технол. Национ. Исслед. Ун-т, КНИТУ, 2013, 224 с.]. В связи с этим, в заявляемом изобретении предложен оптимальный диапазон толщины полимерной пленки от 8 до 25 мкм. Толщина менее 8 мкм не обеспечивает требуемой прочности и бездефектности пористой основы. При толщине выше 25 мкм пористая основа становится слишком жесткой. Благодаря малой толщине пористой основы она прилегает к телу, образуя складки, которые не мешают реализации функций перевязочного средства. На изгибах складок, благодаря высоким механическим свойствам применяемого материала, поровая структура сохраняется неизменной. Перевязочное средство с предлагаемой пористой основой накладывается на тело пациента таким образом, чтобы равномерно обеспечить контакт средства с пораженной областью. Прилегание к поверхности обеспечивается малой толщиной пористой основы. По периметру перевязочное средство может быть закреплено пластырем, но может использоваться и без него за счет естественной адгезии тонкой пленки к коже.

Размеры пор в основе перевязочного средства не должны меняться ни в большую, ни в меньшую сторону как при механических воздействиях, так и при тепловом воздействии. Если размеры пор в пористой подложке сохраняются неизменными, то автоматически сохраняется объемная пористость пористой основы, от которой напрямую зависит воздухо- и влагопроницаемость. Проникновение паров воды и компонентов воздуха через поры при отсутствии перепада давления происходит по диффузионному механизму, и поэтому прямо пропорционально пористости основы и практически не зависит от диаметра пор.

Для того, чтобы воздухо- и влагопроницаемость пористой основы перевязочного средства были достаточно высоки, пористость задают в пределах 5-15%. Нижний предел 5% обусловлен тем, что при меньшем числе пор такого же размера проницаемость пористой основы недостаточна для выполнения транспортных функций. Верхний предел 15% обусловлен тем, что при более высокой пористости резко растет процентное содержание множественных пор-кластеров, что ведет к ухудшению барьерных свойств пористой основы и ухудшению механической прочности.

Перевязочное средство может подвергаться стерилизационной обработке при повышенной температуре. Высокая температура стеклования полимера, из которого выполнена пористая пленка-основа, предупреждает изменение размеров пор при температурных воздействиях, в том числе стерилизации. Так, полиэтилентерефталат с температурой стеклования 80°С и температурой плавления 250°С допускают стерилизацию при температуре 120°С и при этом характеризуется усадкой не более нескольких процентов. Поры в полиэтилентерефталатных мембранах также сохраняют свои геометрические размеры при стерилизационной обработке. Пленки из полиэтиленнафталата и поликарбоната на основе бисфенола А имеют температуру стеклования 120°С, полиимиды имеют еще более высокую температуру стеклования (типично 360-380°С). Все эти материалы пригодны для использования в качестве пористой основы перевязочного средства. Тепловое воздействие не приводит к залечиванию пор.

Низкое влагопоглощение гарантирует отсутствие изменений структуры пор в повязке в результате набухания в воде и биологических жидкостях (кровь, лимфа, и т.д.). Гидрофильные полимеры с высоким влагопоглощением при контакте с раневой поверхностью набухают, что может привести к существенному изменению пористой структуры, вплоть до полного «заплывания» пор. Например, полиуретаны являются гидрофильными полимерами, и при контакте с биологическими жидкостями пленки из полиуретанов существенно изменяют геометрические размеры. Соответственно, изменяются и параметры пористой структуры. Проведенные нами экспериментальные тесты показывают, при влагопоглощении ниже 1% (по массе) пористые полимерные пленки полностью сохраняют параметры пористой структуры при длительном (более месяца) контакте с влагой или раневой поверхностью. Влагопоглощение по массе не более 1% происходит в основном за счет имеющегося в полимере свободного объема, и поэтому полимерная пленка не набухает в смысле отсутствия увеличения ее геометрических размеров и отсутствия изменения размеров пор, если таковые имеются.

Помимо прямого изменения характеристик пористой структуры при набухании, поглощение полимером значительного количества воды приводит к его пластификации, заключающейся в снижении температуры стеклования, снижении модуля Юга и прочности [T.S. Ellis. Moisture-induced plasticization of amorphous polyamides and their blends. J. Appl. Polym. Sci., 36 (3) (1988), pp. 451-466; I. Boukal. Effect of water on the mechanism of deformation of nylon 6. J. Appl. Polym. Sci., 11 (8) (1967), pp. 1483-1494]. Предлагаемое техническое решение ограничивает степень набухания уровнем 1%, не приводящим к перечисленным недостаткам пористой основы.

Практически, низкое влагопоглощение гарантирует достаточно высокую гидрофобность полимера, следствием которой является высокое электрическое сопротивление материала пористой пленки. Высокое электрическое сопротивление материала пористой пленки в сухой среде (>10¹⁴ Ом м) позволяет, используя процедуру поляризации, например при помощи обработки коронным разрядом, придавать повязке электретный заряд, который сохраняется в течение длительного времени (недели-месяцы) и благодаря которому повязка (а) лучше прилегает к телу, обеспечивая изоляцию поврежденной области от окружающей среды и (б) ускоряется заживление ран, что является установленным нами экспериментальным фактом. Это свойство является дополнительным преимуществом предлагаемого нами технического решения.

Параметры основы для перевязочного средства, характеризующиеся точкой пузырька по этанолу не ниже 0,10 МПа, гарантируют отсутствие отверстий, проницаемых для бактерий, с сохранением транспортных функций основы. Медицинская повязка, представленная в прототипе, характеризуется предельными размерами одиночных пор. Однако, если матрицей повязки служит, например, трековая мембрана, то в ней поры расположены стохастически, и вследствие этого присутствуют множественные (слившиеся) поры, размер которых, а именно поперечное сечение, может быть существенно больше, чем одиночных. Тем самым, регламентация размера одиночной поры не характеризует защитные свойства повязки. В случае пор правильной цилиндрической геометрии и их параллельной ориентации процент множественных пор можно рассчитать по существующим алгоритмам [С. Riedel, R. Spohr. Statistical properties of etched nuclear tracks. II. Experiment and filter design. Radiat. Effects. 1980. V. 46. PP. 23-29; C. Riedel, R. Spohr. Correcting overlapping counts in dose calibration at high event densities. Nucl. Tracks, 1981, V. 5, PP. 265-270] и проектировать пористую основу для перевязочного средства с учетом того, насколько эффективные размеры наибольших пор-кластеров, превышают диаметр пор одиночных пор. Однако, в реальной пористой основе, изготовленной методом ионно-трековой технологии, поры, как правило, не параллельны друг другу (как показано на фиг. 4), и их форма часто отличается от правильной цилиндрической. В связи с этим, набор основных параметров пористой структуры - поверхностная плотность пор, диаметр пор и толщина пленки - не дает однозначной информации о том, каков размер наибольшего отверстия в пористой основе, и, соответственно, каковы барьерные свойства пористой основы по отношению к микроорганизмам. Данная проблема решается настоящим изобретением посредством применения теста по методу пузырька. Как показали проведенные авторами исследования, контроль точки пузырька на заданном уровне 0,10 МПа гарантирует необходимые защитные свойства перевязочного средства, и это не зависит ни от толщины пористой пленки, ни от формы пор, ни от углового распределения каналов пор. Давление, при котором через смоченную тестовой жидкостью пористую основу продавливается первый пузырек воздуха, соответствует поре с наибольшим поперечным сечением. Суть происходящих явлений заключается в следующем. В пористой основе 1 существуют одиночные поры 2, пересекающиеся поры 3, и поры, сливающиеся в множественные кластеры 4 (см. фиг. 4). Вероятности возникновения и эффективные размеры пор-кластеров зависят сложным образом от углового распределения каналов пор, соотношения диаметр пор/толщина пленки и геометрии одиночной поры (цилиндр, конус, песочные часы или что-то другое). Универсального и достоверного метода расчета параметров такой структуры не существуют. На практике эту проблему можно решить, лишь используя прямые экспериментальные методы тестирования пористой пленки. В предлагаемом решении, используя метод «точки пузырька», определяют максимальный размер пор в пленке. Метод точки пузырька основан на измерении перепада давления, который необходим, чтобы сжатым воздухом или газом вытеснить из пор смачивающую жидкость. Величина давления зависит от отношения периметра сечения поры к площади сечения. Чем больше пора, тем это отношение меньше, и тем ниже давление, при котором происходит вытеснение жидкости из поры и наблюдение пузырьков. Принцип работы метода пузырька иллюстрируется схемой на Фиг. 5. На образец пористой пленки 1 наливают смачивающую жидкость 5. Жидкость заполняет поры (позиции 6 на фиг. 5). При подаче давления воздуха или иного газа жидкость вытесняется прежде всего из отверстий-кластеров: позиция 8 на Фиг. 5 показывает кластерную пору, из которой жидкость вытеснена газом, поступающим снизу. Из пор с меньшим поперечным сечением при этом давлении жидкость не может быть вытеснена, образуются лишь мениски на входе в каналы пор (позиции 7 на фиг. 5). Над порой наибольшего размера образуется пузырек газа 9, который регистрируется визуально.

Как было отмечено выше контроль точки пузырька на заданном уровне 0,10 МПа гарантирует необходимые защитные свойства перевязочного средства, и это не зависит ни от толщины пористой пленки, ни от формы пор, ни от углового распределения каналов пор. При механической деформации полимерной пленки с множественными отверстиями, в частности отверстиями, стохастически распределенными по поверхности, в первую очередь деформация искажает структуру мембраны в местах, где имеются кластеры (слившиеся поры) [В.Н. Гумирова, Г.С. Абдурашидова, С.А. Бедин, Н.П. Забалуева, М.А. Кувайцева, И.В. Разумовская. Особенности разрушения трековых мембран и композитов полимер/металл, полученных на их основе методом шаблонного синтеза. Физика твердого тела. 2015. Т. 57. С. 328-331]. Метод точки пузырька выявляет наличие именно этих наиболее уязвимых образований в пористой пленке. Тем самым установление предела по точке пузырька служит сохранению защитной функции перевязочного средства. В качестве смачивающей жидкости используют органический растворитель с невысоким поверхностным натяжением и контактным углом смачивания, близким к 0°. Практически для всех полимерных пленок может быть использован этанол. Возможно использование иных жидкостей с небольшим поверхностным натяжением (22-25 10³ Н/м), например, пропанола, изопропанола, смеси пропанол-вода (50:50). Необходимо подчеркнуть, что тест на точку пузырька абсолютно универсален. Он успешно работает для пористых пленок, получаемых методом травления треков тяжелых частиц, в т.ч. предложенным в техническом решении, являющемся прототипом. Однако, он точно так же применим для проверки размера пор, полученных любым иным методом.

В случаях, когда пористая основа служит в составе многослойного перевязочного средства, включающего слой, из которого осуществляется доставка к ране антибактериальных препаратов, ограничение диаметра пор и, соответственно, точки пузырька на уровне 0,10 МПа может быть не обязательным.

Краткое описание чертежей

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется рисунками (фиг. 1-6). На фиг. 1-3 представлены электронные микрофотографии, показывающие типичный вид поверхности пористой пленки со стохастически расположенными порами и различной пористостью. Пористость (процент поверхности, закрытый порами) составляет 5, 12 и 30% для пористых пленок на фиг. 1, 2 и 3, соответственно. Фиг. 4 показывает внутреннюю структуру пористой основы, являющейся пористой полимерной пленкой со стохастически расположенными порами. Фиг. 5 иллюстрирует принцип работы метода пузырька в случае пористой основы с массивом непараллельных цилиндрических пор, стохастически распределенных в пористой основе. Фиг. 6 представляет собой фото пациента с обширным ожогом, изолированным от окружающей среды посредством перевязочного средства с пористой основой по предлагаемому техническому решению.

Осуществление изобретения

Заявляемую пористую основу перевязочного средства изготавливают следующим образом. Процесс изготовления включает три основные стадии:

- выбор полимерной пленки - основы перевязочного средства;

- выполнение отверстий методом облучения ускоренными тяжелыми ионами с последующей химической обработкой;

- проверка полученной пористой основы методом растровой электронной микроскопии;

- проверка пористой основы методом точки пузырька.

Выбор полимерной пленки.

Существуют полимерные пленки, выполненные из природных, искусственных и синтетических полимеров. К первой группе относятся, например, пленки из целлюлозы или каучука. К пленкам, полученным из искусственным полимеров, относятся гидратцеллюлозные пленки (целлофан), пленки из эфиров целлюлозы (нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы). Самую обширную группу составляют пленки из синтетических полимеров - полиолефинов (полиэтилена, полипропилена), галогенированных полиолефинов (поливинилхлорида, поливинилиденфторида), полиамидов, полиимидов, полиэфиров (полиэтилентерефталата (ПЭТФ), поликарбоната (ПК)) и других высокомолекулярных веществ. Полимерные пленки имеют разнообразные назначения и применяются в качестве упаковочных материалов для пищевых продуктов, товаров широкого потребления, жидких и сыпучих химических и нефтехимических продуктов, электроизоляционных материалов (подразделяющихся на электротехнические и конденсаторные пленки), атмосферозащитных материалов, гидроизоляционных изделий, ионообменных мембран, поляроидных пленок и многих других. В зависимости от назначения, полимерные пленки изготавливают по разным технологиям и придают им тот или иной набор эксплуатационных свойств. Таким образом, вид полимера не определяет однозначно пригодность изготовленной из нее пленки для получения перевязочного средства. Один и тот же полимер может иметь разную молекулярную массу, разное молекулярно-массовое распределение. Пленка из одного и того же полимера, в зависимости от технологии изготовления, может иметь разную надмолекулярную структуру - степень ориентации, степень кристалличности, соотношение между долями макромолекул в разных конфигурациях (изотактическая, атактическая фракции). По этой причине отбор конкретного пленочного материала, из которого выполняется основа перевязочного средства, проводят не только по типу полимера (биосовместимого оптически прозрачного), но обязательно по следующим критериям: толщина 8-25 мкм, модуль упругости не ниже 2 ГПа, предел прочности при разрыве не ниже 150 МПа, влагопоглощение не выше 1%, температура стеклования не ниже 80°С, Данным критериям, как правило, соответствуют пленки технического назначения из ПЭТФ, полиэтиленнафталата (ПЭНФ), полиимидов, а также других полимеров, сходных по механическим и тепловым свойствам. Как правило, не подходят такие полимеры, как полиуретаны, полиэтилен (высокой плотности и низкой плотности), полипропилен, полисилоксаны, поливинилхлорид, полиметилпентен. В первую очередь, они не удовлетворяют требованиям к механическим свойствам. Полимерную пленку, рассматриваемую в качества кандидата, подвергают механическим испытаниям согласно методике, регламентированной ГОСТом [Российский стандарт ГОСТ 14236-81. Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение]. При помощи соответствующего устройства, например толщиномера ИКВ-3, измеряют толщину кандидатной пленки, соблюдая алгоритм, рекомендуемый стандартом [ГОСТ 17035-86. Пластмассы. Методы определения толщины пленок и листов], определяют толщину пленки, которая должна находиться в пределах от 10 до 25 мкм. Далее из пленки вырезают прямоугольных 5 образцов шириной 10-25 мм и длиной 150-200 мм и подвергают испытаниям на растяжение согласно методике по [ГОСТ 14236-81. Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение]. В случае, если пленка представляет собой рулонный материал с двухосной ориентацией, испытанию подвергают 5 образцов, вырезанных вдоль рулона, и 5 образцов, вырезанных в поперечном направлении. Образцы последовательно закрепляют в зажимах испытательной машины и снимают диаграммы нагрузка-удлинение, добиваясь разрушения образца. Пользуясь диаграммами нагрузка-удлинение, рассчитывают средние значения модуля Юнга и предела прочности на разрыв, которые должны быть не ниже 2 ГПа и 150 МПа, соответственно.

Температуру стеклования материала пленки проверяют, пользуясь справочными данными. Для подавляющего большинства полимеров температура стеклования известна. В случае, если справочные данные отсутствуют, температуру стеклования кандидатного материала можно определить каким-либо известным из уровня техники способом, например, при помощи дифференциальной сканирующей калориметрии. В настоящем техническом решении отбору подлежат материалы с температурой стеклования не ниже 80°С.

Влагопоглощение материала пленки определяют, пользуясь процедурой, рекомендованной в стандарте [ГОСТ 22900-78. Кожа искусственная и пленочные материалы. Методы определения паропроницаемости и влагопоглощения]. Из кандидатной пленки вырезают 10 кружочков диаметром 33 мм, взвешивают с точностью до 0,0001 г и размещают их на стаканчиках внутренним диаметром 25 мм. На дне стаканчиков находится дистиллированная вода. После выдержки при комнатной температуре в течение 24 часов образцы снимают и повторно взвешивают. Прирост веса не должен превышать 1%. Более точное и быстро определение влагопоглощения производится при помощи специализированного прибора, например Halogen Moisture Analyzer НХ204 фирмы Меттлер Толедо.

Формирование пористой структуры

Далее, полимерную пленку, удовлетворившую перечисленным требованиям, облучают на ускорителе пучком ускоренных тяжелых ионов, например криптона или ксенона. Энергию ионов выбирают таким образом, чтобы ионы прошли насквозь пленку данной толщины. Необходимую для этого зависимость пробег-энергия рассчитывают при помощи находящейся в свободном доступе программы SRIM [Ziegler, J. F.; Biersack, J. P.; Littmark, U. The Stopping and Range of Ions in Solids; Pergamon: New York, 1985] либо подбирают экспериментальным путем. Пленки толщиной 8-25 мкм пробиваются насквозь ионами, если их энергия лежит в диапазоне 1-3 МэВ/нуклон. Применение ионных пучков более высокой энергии нецелесообразно, так как при этом возможно возникновение наведенной радиации в облучаемом материале. Оптимальный диапазон атомных номеров ускоренных ионов - от 18 (ионы аргона) до 54 (ионы ксенона). Более легкие ионы создают слабые нарушения в веществе, и их треки травятся медленно и неравномерно. В применении ионов тяжелее ксенона нет целесообразности, поскольку с увеличением атомного номера иона падает интенсивность ионного пучка, и возрастает стоимость облучения. Как правило, облучение пленки проводят на вращающемся валике, в результате чего в пленке образуется массив треков, ориентированных под разными углами, чаще всего в диапазоне ±30 градусов к нормали. Плотность потока ионов и время нахождения пленки под пучком определяет результирующую плотность треков.

Облученную ионами пленку подвергают химическому травлению. Режим травления подбирают, исходя из химической природы материала пленки и имеющихся в литературе данных о рекомендуемых рецептурах травления полимеров [Fleischer, R.L., Price, Р.В., Walker, R.M. Nuclear Tracks in Solids; University of California Press: Berkeley, CA, 1975; D. Fink (ed.), Transport Processes in Ion-Irradiated Polymers, Springer-Verlag Berlin. 1st ed. 2004]. Так, для полимеров, представляющих собой полиэфиры (полиэтилентерефталат, поликарбонат, полиэтиленнафталат) применяют растворы гидроксидов щелочных металлов. Для полимеров олефинового ряда используют растворы сильных окислителей (перманганаты, хроматы, гипохлорит) в щелочной или кислой среде. При фиксированном режиме травления диаметр получаемых отверстий прямо пропорционален времени травления. При данной поверхностной плотности треков n время травления задают таким образом, чтобы получаемый диаметр пор d удовлетворял условию 0,05<(n π d²)/4<0,15. Величина (n π d²)/4 представляет собой пористость пористой основы в долях единицы. Например, при плотности треков n=7×10⁷ см^-2 и диаметре пор 0,3 мкм пористость составляет 0,05, то есть 5%. При плотности треков 2.1×10⁸ см^-2 и этом же времени травления и диаметре пор пористость составляет 15%. Оба параметра - плотность пор и диаметр пор - контролируют при помощи растрового электронного микроскопа. Стадию химического травления завершают операцией промывки полученной пористой основы деионизованной водой и сушкой в потоке теплого обеспыленного воздуха.

Для некоторых полимеров, прежде всего ароматических полиэфиров, перед операцией травления целесообразно сенсибилизировать треки ультрафиолетовым излучением. В этом случае пленку, облученную ускоренными тяжелыми ионами, экспонируют излучением с длиной волны 280-400 нм при мощности 1-10 Вт м^-2 в течение 0,5-1 ч. Благодаря фотоокислению вещества в треках тяжелых ионов, последующее травление треков происходит более быстро и равномерно, в результате чего получается пористая мембрана лучшего качества.

Тестирование

Полученную пористую основу тестируют методом пузырька, следуя стандартным методикам [Российский стандарт ГОСТ Р 50516-93 «Мембраны полимерные. Метод определения точки пузырька плоских мембран»; Американский стандарт ASTM F316 "Standard Test Methods for Pore Size Characteristics of Membrane Filters by Bubble Point and Mean Flow Pore Test"]. Вырезают пять круглых образцов диаметром 35 мм, помещают в стальной держатель и определяют давление продавливания пузырька воздуха через мембрану, покрытую слоем этанола. Давление продавливания пузырька, называемое «точкой пузырька» не должно быть ниже 0,10 МПа.

Плотность пор (число пор на единице площади поверхности) и размер пор определяют при помощи растрового электронного микроскопа. Образец пористой основы размером 0,3-0,5 см² фиксируют на металлическом держателе при помощи электропроводящего клея, покрывают тонким (10-20 нм) слоем металла (хром, золото, золото-палладиевый сплав), используя магнетронное или термическое распыление, и далее исследуют в электронном микроскопе, например ТМ3000 (Хитачи, Япония).

Проницаемость пористой основы для дистиллированной или, лучше, деионизованной воды определяют методом, общепринятым для микрофильтрационных и ультрафильтрационных мембран. Сущность метода заключается в измерении объема воды, прошедшей через плоскую мембрану в заданный промежуток времени при постоянном давлении [ГОСТ Р 50110-92. Мембраны полимерные. Метод определения производительности плоских ультрафильтрационных мембран]. Круглый образец пористой пленки диаметром 40-64 мм помещают в ячейку, которую заполняют дистиллированной или, что лучше, деионизованной водой, и при помощи сжатого воздуха создают избыточное давление в ячейке. Измеряют объем воды, прошедшей через мембрану за определенное время (стандарт рекомендует 10 мин), при фиксированном перепаде давления. Зная площадь образца, объем прошедшей воды и время приложения давления, рассчитывают удельную производительность пористой основы.

Проницаемость пористой основы для воздуха определяют при помощи сходной методики, однако в качестве рабочей среды используют воздух, а количество воздуха, прошедшего через образец, измеряют при помощи расходомера, например поплавкового. Поскольку в условиях целевого применения пористая основа перевязочного средства должна обеспечивать транспорт жидкости и воздуха без существенного перепада давления, целесообразно проницаемость как для воды, так и для воздуха, измерять при небольшом градиенте давления, например, 0,01 МПа.

Применение

Предлагаемая пористая основа для перевязочного средства может использоваться для заживления ран как сама по себе, так и после ее модификации, включающей, например, нанесение гидрогелей, лекарственных средств, наночастиц серебра и других агентов, усиливающих заживляющий эффект. Гидрогель может быть получен смешением водного раствора хитозана и многоатомного спирта или смеси многоатомных спиртов, в качестве которых могут быть взяты глицерин, гликоль, пропиленгликоль, а также их гомологи, производные и продукты полимеризации, например, низкомолекулярные полиэтиленгликоли. В слой гидрогеля дополнительно может быть введен антисептик, в качестве которого может быть использован хлоргексидина биглюконат или водорастворимая соль серебра, например азотнокислое серебро. В слой гидрогеля дополнительно может быть введен антибиотик, в качестве которого может быть взят гентамицина сульфат или левомицитин. В слой гидрогеля дополнительно может быть введен антиоксидант, например, бета-каротин или таурин. Количества вводимых компонентов соответствуют терапевтически эффективным количествам.

Перевязочное средство с заявляемой пористой основой закрепляется на теле пациента различными способами. В случае конечности, пораженную область изолируют от окружающей среды посредством обматывания конечности. На плоских участках тела фиксация перевязочного средства на ране осуществляется, как правило, за счет естественной адгезии. Для более надежной фиксации перевязочное средство закрепляют по периметру медицинским пластырем. В случае применения перевязочного средства, стерилизованного в упаковке, упаковку вскрывают, достают перевязочное средство и накладывают на пораженный участок тела. Не стерилизованное средство предварительно обрабатывают антисептиком, например раствором биглюконата хлоргексидина (Chlorhexidini bigluconas).

Примеры исполнения

Пример 1. Берут полиэтилентерефталатную (ПЭТФ) пленку хостафан RNK производства фирмы Mitsubishi Polyester Films, толщиной 12 мкм. По каталожным данным, температура стеклования ПЭТФ составляет 80°С. Согласно методике ГОСТ-14236-81 измеряют механические свойства пленки при растяжении и разрыве. Модуль упругости составил 4,5 ГПа в двух взаимно перпендикулярных направлениях, предел прочности при разрыве составил 200 и 210 МПа в продольном и поперечном, соответственно, направлениях. Образец пленки взвешивают и выдерживают над парами воды при температуре 22±1°С в течение 24 часов. Повторное взвешивание показывает, что вес пленки увеличивается на 0,45%. Пленку облучают пучком ускоренных ионов ксенона (с энергией 170 МэВ) с атомным номером от 18 до 54 и энергиями от 1 до 3 МэВ/а.е.м. до поверхностной плотности треков 7x10⁷ см^-2 [см. например, Апель П.Ю., Дмитриев С.Н. Трековые мембраны. Глава в кн. «Мембраны и мембранные технологии». М.: Научный Мир, 2014. С. 127-168]. Облученную ионами пленку экспонируют ультрафиолетовым излучением ламп ЛЭ-30 в течение 1 ч и далее обрабатывают раствором гидроксида натрия при температуре 60°С в течение 15 минут. В пленке формируются сквозные каналы, диаметр одиночного канала составляет 0,3 мкм (по данным растровой электронной микроскопии). Таким образом, объемная пористость составляет 5%. Тестирование методом точки пузырька с использованием в качестве смачивающей жидкости этанола дает значение 0,20±0,03 МПа. Фрагмент полученной пористой пленки используют для заживления локального ожога на лице пациента-добровольца. В процессе лечения пленка сохраняла свою прозрачность, что обеспечивало визуализацию процессе заживления раны. Через три недели, после полного заживления, пленку снимают с пациента, тщательно отмывают водой и этанолом. Она сохраняет полностью целостность, форму и геометрические размеры. Проверка точки пузырька снятой пористой основы дает значение 0,19 МПа. Проницаемость для воды и воздуха в пределах погрешности (±10%) сохраняется на исходном уровне (см. численные значения параметров для примера 1 в Таблице 1).

Пример 2. Берут полиэтилентерефталатную пленку производства Владимирского химического завода (ГОСТ 24234-80) толщиной 10 мкм. По каталожным данным, температура стеклования ПЭТФ составляет 80°С. Согласно методике ГОСТ-14236-81 измеряют механические свойства пленки при растяжении и разрыве. Модуль упругости составил 3,0 ГПа, предел прочности при разрыве составил 172 и 175 МПа в продольном и поперечном, соответственно, направлениях. Определяют влагопоглощение пленки после 24 ч контакта с парами воды. Взвешивание показывает, что вес пленки увеличивается на 0,62%. Пленку облучают пучком ускоренных ионов ксенона (с энергией 170 МэВ) до поверхностной плотности треков 3×10⁶ см^-2. Облученную ионами пленку экспонируют ультрафиолетовым излучением ламп ЛЭ-30 в течение 1 ч и далее обрабатывают раствором гидроксида натрия при температуре 60°С в течение 90 минут. В пленке формируются сквозные каналы с размером отверстия по оценке в растровом электронном микроскопе 2,0 мкм, пористость составляет 9%. Конечная толщина пленки после травления составляет 8 мкм. Водопроницаемость и воздухопроницаемость полученной пористой основы составляет 110 мл мин^-1 см^-2 и 18 л мин^-1 см^-2, соответственно, при перепаде давления 0,01 МПа. В Таблице 1 приведены все характеристики полученной пористой основы. На полученную пористую основу наносят слой гидрогеля, полученный следующим образом. В 100 мл повидона А (раствор ПВП высокомолекулярного 10-15 мас. %) при перемешивании вводят 0,1 мл хлоргексидина биглюконата, перемешивают 20 минут, добавляют 100 мл нейтрализованного 2 мас. % раствора хитозана в 1 мас. % молочной кислоте, перемешивают 10 минут. Далее при перемешивании добавляют 10 г глицерина. Раствор наносят на пористую основу из расчета 0,2 мл на 1 см. Эффективность применения полученного раневого покрытия с гелевым слоем при лечении длительно незаживающих ран демонстрирует следующий пример.

Больной К., 57 лет, поступил в отделение с диагнозом: Варикозная болезнь нижних конечностей. Венозная недостаточность. Трофическая язва нижней и средней третей правой голени. Предъявлял жалобы на наличие длительно существующей язвы правой голени. Болен в течение 12 лет, язва голени появилась 5 лет назад. Для лечения трофической язвы ранее использовал следующие мази: «Геоксизон», «Солкосерил», «Троксевазин», «Фторокорт». В результате проводимого лечения язвенный дефект кожи периодически эпителизировался, но стойкого результата в процессе лечения не наблюдалось. Из анамнеза известно, что 8 месяцев тому назад в нижней трети правой голени появилась язва, которая постепенно распространилась на среднюю треть голени. Лечился теми же средствами, но положительной динамики достигнуто не было.

St. localis: На правой голени имелась вялогранулирующая язва со скудным гнойным отделяемым с неправильными краями размером 15×15 см. Края раны синюшного цвета, резко уплотнены. Имеется выраженная отечность верхней трети голени, выраженный налет фибрина. Во время перевязки были удалены слой грануляций и мелкие корочки. На фоне консервативной терапии проводилось очищение язвенного дефекта препаратом «Колладиасорб». Через 10 дней после начала лечения рана очистилась, с периферии появились яркие мелкие кровоточащие грануляции. Проведена пластика раневого дефекта медиальной поверхности нижней и средней третей правой голени перфорированным кожным лоскутом площадью 7×15 см. Поверх аутотрансплантата и донорской раны наложено покрытие с гелевым слоем. Аналогичная повязка применена на донорскую рану. Через 7 суток после проведенной пластики произошло приживление кожного трансплатата. Общий срок лечения составил 23 суток. По окончании лечения повязка была снята, вымочена в воде и этаноле, отделен гелевый слой. Пористая основа повязки сохранила целостность. Повторное тестирование пористой основы показало значения 100 мл мин^-1 см^-2 и 15 л мин^-1 см^-2 для водопроницаемости и воздухопроницаемости, соответственно. Таким образом, эксплуатация пористой основы в составе перевязочного средства не привела ни к механическим повреждениям, ни к потере транспортных свойств.

Пример 3. Берут полиэтилентерефталатную пленку производства фирмы компании «Мануфактура полимерных пленок», толщиной 10 мкм. По каталожным данным, температура стеклования ПЭТФ составляет 80°С. Согласно методике ГОСТ-14236-81 измеряют механические свойства пленки при растяжении и разрыве. Модуль упругости составил 3,5 ГПа, предел прочности при разрыве составил 150 и 170 МПа в продольном и поперечном, соответственно, направлениях. Определяют влагопоглощение пленки после 24 ч контакта с парами воды. Взвешивание показывает, что вес пленки увеличивается на 0,55%. Пленку облучают пучком ускоренных ионов ксенона (с энергией 170 МэВ) до поверхностной плотности треков 3×10⁸ см^-2. Облученную ионами пленку экспонируют ультрафиолетовым излучением ламп ЛЭ-30 в течение 1 ч и далее обрабатывают раствором гидроксида натрия при температуре 60°С в течение 10 минут. В пленке формируются сквозные каналы, с размером отверстия, по оценке в растровом электронном микроскопе, 0,25 мкм, пористость составляет 15%. Тестирование методом точки пузырька с использованием в качестве смачивающей жидкости этанола дает значение 0,25 МПа. Другие характеристики пористой основы приведены в Таблице 1, пример 3. Эффективность применения пористой основы иллюстрируется следующим примером. Больной В. (20 лет) поступил в отделение хирургической инфекции госпиталя с диагнозом: 5% ожог (II-IIIa) пламенем туловища, верхних и нижних конечностей. На раны передне-боковой поверхности левой верхней конечности наложено раневое покрытие, представляющее собой вышеописанную пористую основу, обработанную в растворе хлоргексидина. Прозрачность наложенного перевязочного средства позволяет контролировать ход лечения. Через 7 суток наблюдалось существенное заживление раневой поверхности. На 17-е сутки покрытие было удалено. В течение всего периода лечения покрытие ни разу не менялось, в то время как при применении традиционных перевязочных средств их замена производится каждые двое суток, что сопровождается сильными болевыми ощущениями у пациента и в ряде случаев вынуждает применять средства общей анестезии. Достаточная механическая прочность заявляемой пористой основы, использованной в качестве перевязочного средства, ее проницаемостные свойства в сочетании с барьерной функцией обеспечили эффективный лечебный процесс.

Пример 4. Берут полиэтиленнафталатную (ПЭНФ) пленку Теонекс производства фирмы Teijin (Япония), толщиной 25 мкм. По каталожным данным, температура стеклования ПЭНФ составляет 120°С. Согласно методике ГОСТ-14236-81 измеряют механические свойства пленки при растяжении и разрыве. Модуль упругости составил 5 ГПа в двух взаимно перпендикулярных направлениях, предел прочности при разрыве составил 310 МПа в продольном и поперечном направлениях. Определяют влагопоглощение пленки после 24 ч контакта с парами воды. Взвешивание показывает, что вес пленки увеличивается на 0,4%. Пленку облучают пучком ускоренных ионов ксенона (с энергией 170 МэВ) до поверхностной плотности треков 8×10⁷ см^-2. Облученную ионами пленку обрабатывают раствором гидроксида натрия при температуре 60°С в течение 45 минут. В пленке формируются сквозные каналы, диаметр одиночного канала составляет примерно 0,4 мкм. В Таблице 1 приведены все параметры изготовленной пористой основы (пример 4). Эффективность применения пористой основы иллюстрируется следующим примером. Больной Д. (7 лет) поступил в ожоговое отделение с диагнозом ожог горячей водой (II-IIIa, 6%) туловища, верхней конечности. Травму получил при опрокидывании кастрюли с горячей водой. Произведен туалет ожоговой поверхности, удален отслоенный эпидермис. На раневую поверхность наложено раневое покрытие с указанными выше параметрами, обработанное в растворе хлоргексидина. В последующие дни ежедневно осматривали раневую поверхность через прозрачную пленку, покрытие не меняли. На 12-е сутки по краям раневое покрытие начало отставать, обнажая под собой участки зажившего ожога II степени. К исходу 20-х суток раны полностью зажили.

Пример 5. Берут полиимидную пленку Каптон производства фирмы DuPont (США), толщиной 12 мкм. По каталожным данным, температура стеклования полиимида превышает 300°С.Согласно методике ГОСТ-14236-81 измеряют механические свойства пленки при растяжении и разрыве. Модуль упругости составил 4,8 ГПа в двух взаимно перпендикулярных направлениях, предел прочности при разрыве составил 270 и 250 МПа в продольном и поперечном направлениях, соответственно. Определяют влагопоглощение пленки после 24 ч контакта с парами воды. Взвешивание показывает, что вес пленки увеличивается на 0,7%. Пленку облучают пучком ускоренных ионов ксенона (с энергией 170 МэВ) до поверхностной плотности треков 5×10⁷ см^-2. Облученную ионами пленку обрабатывают раствором гипохлорида натрия при температуре 80°С в течение 30 минут. В пленке формируются сквозные каналы, диаметр одиночного канала составляет примерно 0,4 мкм, пористость 6%. Параметры изготовленной пористой основы приведены как пример 5 в Таблице 1. Возможность использования раневого покрытия для лечения ожогов области ягодиц и нижних конечностей иллюстрирует следующий пример. Больной А-в. (20 лет.) поступил в ожоговое отделение с диагнозом: ожог пламенем (8%) ягодиц и задней поверхности ног (II-IIIa). В перевязочной был произведен туалет ожоговой раны, удален эпидермис, на раны наложено раневое стерильное раневое покрытие в виде заявляемой пористой основы, обработанной хлоргексидином. Раневое покрытие находилось на ранах до завершения эпителизации, без периодической замены. Участки ожога II степени зажили примерно в течение недели, раневое покрытие отслоилось. Последние раны (на бедрах) зажили на 20-е сутки.

Таким образом, полученная пористая основа перевязочного средства, благодаря использованному (выбранному) полимерному материалу с оптимизированной пористой структурой обеспечивает возможность равномерного проникновения через него влаги, водорастворимых веществ, в частности лекарственных средств, и газов, стимулируя тем самым процессы репарации поврежденных тканей, при обеспечении визуального контроля процессов, протекающих в ране при лечении. Пористая основа не изменяет своих барьерных свойств (в т.ч. для микроорганизмов) и транспортных свойств под действием механических и тепловых факторов, которые сопровождают процесс подготовки к эксплуатации и собственно эксплуатацию основы (или перевязочного средства, содержащего основу), и плотно прикрепляется к раневой поверхности за счет естественной адгезии тонкой пленки к коже.

Изобретение относится к медицине, а именно к перевязочным средствам на основе полимерных покрытий. Предложена пористая основа для перевязочного средства, выполненная в виде полимерной пленки толщиной 8-25 мкм из биосовместимого оптически прозрачного полимера со сквозными порами, характеризующегося объемной пористостью в пределах 5-15%. В качестве исходной полимерной пленки используют материал с модулем упругости не ниже 2 ГПа, пределом прочности при разрыве не ниже 150 МПа, температурой стеклования не ниже 80°С, влагопоглощением не выше 1%. Выполненные в полимерной пленке поры характеризуются точкой пузырька по этанолу не ниже 0,10 МПа. Кроме того, предложен способ получения пористой основы для перевязочного средства, включающий выбор полимерной пленки из известных биосовместимых оптически прозрачных полимеров; формирование сквозных пор посредством облучения пленки ускоренными тяжелыми ионами с последующим химическим травлением; проверку полученной пористой пленки методом растровой электронной микроскопии и методом точки пузырька. Облучение проводят ускоренными ионами с атомным номером от 18 до 54 и энергиями от 1 до 3 МэВ/а.е.м. После проверки для использования в качестве перевязочных средств отбирают пористые пленки с объемной пористостью в пределах 5-15% и точкой пузырька по этанолу не ниже 0,10 МПа. Технический результат – создание пористой основы для перевязочного средства, которое не изменяло бы своих барьерных и транспортных свойств под действием механических и тепловых факторов и плотно прикреплялось к раневой поверхности при обеспечении возможности равномерного проникновения через него влаги, водорастворимых веществ и газов, и позволяло визуально следить за процессами, протекающими в ране; придание пористой основе барьерных свойств, препятствующих проникновению в рану микроорганизмов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр., 6 ил.

1. Пористая основа для перевязочного средства, выполненная в виде полимерной пленки толщиной 8-25 мкм из биосовместимого оптически прозрачного полимера со сквозными порами, характеризующегося объемной пористостью в пределах 5-15%, отличающаяся тем, что в качестве исходной полимерной пленки используют материал с модулем упругости не ниже 2 ГПа, пределом прочности при разрыве не ниже 150 МПа, температурой стеклования не ниже 80°С, влагопоглощением не выше 1%, а выполненные в полимерной пленке поры характеризуются точкой пузырька по этанолу не ниже 0,10 МПа.

2. Пористая основа по п. 1, отличающаяся тем, что отверстия в полимерной пленке выполнены методом ионно-трековой технологии путем облучения пленки ускоренными тяжелыми ионами с последующей химической обработкой.

3. Пористая основа по п. 1, отличающаяся тем, что полимерную пленку используют двухосноориентированную.

4. Пористая основа по п. 1, отличающаяся тем, что используют пленки из полиэтилентерефталата, полиэтиленнафталата, полиимида.

5. Способ получения пористой основы для перевязочного средства по п. 1, включающий выбор полимерной пленки из известных биосовместимых оптически прозрачных полимеров; формирование сквозных пор посредством облучения пленки ускоренными тяжелыми ионами с последующим химическим травлением; проверку полученной пористой пленки методом растровой электронной микроскопии и методом точки пузырька, при этом в качестве полимерной пленки используют полимерную пленку толщиной 8-25 мкм, характеризующуюся модулем упругости не ниже 2 ГПа, пределом прочности при разрыве не ниже 150 МПа, влагопоглощением не выше 1%, температурой стеклования не ниже 80°С, облучение пленки проводят ускоренными ионами с атомным номером от 18 до 54 и энергиями от 1 до 3 МэВ/а.е.м., после проверки для использования в качестве перевязочных средств отбирают пористые пленки с объемной пористостью в пределах 5-15% и точкой пузырька по этанолу не ниже 0,10 МПа.