энтеросорбент и способ его получения

Формула изобретения

1. Энтеросорбент на основе лигнинсодержащего сырья, отличающийся тем, что он представляет собой порошок с размером частиц 0,1-1,0 мм, полученный из проэкстрагированного и обработанного водным раствором щелочи луба березовой коры.

2. Способ получения энтеросорбента, включающий измельчение лигнинсодержащего сырья, обработку его 0,5-2,0% раствором щелочи при температуре 60-100°С, гидромодуле 7 в течение 0,5-1,0 ч, нейтрализацию, промывку водой, сгущение и сушку до воздушно-сухого состояния, отличающийся тем, что в качестве сырья используют луб березовой коры, который перед щелочной обработкой последовательно экстрагируют рядом растворителей: гексаном, этилацетатом, изопропанолом и водой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской промышленности и касается лечебного препарата, который может быть применен в качестве энтеросорбента, в частности для лечения острых и хронических кишечных инфекций, экзогенных и эндогенных интоксикаций, нарушений жирового и других видов обмена. Предлагаемый препарат может быть также использован в ветеринарии и как сорбент в химической промышленности.

Известен сорбент из древесины березы с размером частиц 1-5 мм (опилки), которые предварительно облучают ионизирующей радиацией, затем измельчают до фракции 0,1-0,25 мм, кипятят 0,5 ч при гидромодуле 5 в 0,1%-ном растворе едкого калия, промывают горячей водой и выделяют целевой продукт (RU 2089284, 10.09.97).

Недостатком данного способа является необходимость использования специфического оборудования для облучения древесного сырья.

Известен энтеросорбент растительного происхождения: медицинский лигнин (полифепан), получаемый при переработке лигнина - продукта гидролиза углеводных компонентов древесины хвойных и лиственных пород. Энтеросорбент представляет собой порошок без запаха и вкуса, практически нерастворим в воде, при приеме внутрь способен адсорбировать бактерии в желудочно-кишечном тракте (Машковский М.Д. Лекарственные средства, 14-е изд., 2 т, 2001, с.205).

Известные способы получения медицинского лигнина включают щелочную обработку гидролизного лигнина, отмывку щелока, нейтрализацию уксусной кислотой оставшейся в лигнине щелочи, отмывку водой, измельчение и обезвоживание суспензии и сушку продукта с получением субстанции (Кн. «Энтеросорбция» под ред. Белякова Н.А., Л., 1991 г., SU 556811, 1975 г, SU 919186, 1983 г.).

Недостатком известного энтеросорбента и способов его получения является необходимость применения специфического сырья - гидролизного лигнина, для производства которого требуется специальное оборудование.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является энтеросорбент на основе лигнина, представляющий собой водную суспензию, содержащую частицы лигнина с размером 0,005-0,25 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигнин - 14-20%, вода - остальное.

Однако сырьем для получения энтеросорбента является гидролизный лигнин.

Способ получения данного энтеросорбента включает обработку гидролизного лигнина раствором 0,5-2,0% щелочи при температуре 20-100°С и гидромодуле 2-7 в течение 30-60 мин, промывку водой, нейтрализацию, размол и сгущение суспензии до содержания сухих частиц лигнина 14-20% по массе и дезинтегрирование до размера частиц лигнина 0,005-0,25 мм (RU 2026078, 01.09.1995.).

В известном способе получают энтеросорбент из гидролизного лигнина, но из-за сокращения гидролизных производств сырьевая база для данного способа сокращается. Поэтому поиск дополнительных источников сырья остается актуальным.

Задачей изобретения является расширение ассортимента энтеросорбентов из растительного сырья. Кроме того, поставлена задача разработки экономичного способа его получения, не требующего применения дорогостоящего оборудования и утилизирующего отходы переработки древесины.

Решение поставленной задачи достигается тем, что энтеросорбент на основе лигнинсодержащего сырья согласно изобретению представляет собой порошок с размером частиц 0,1-1,0 мм, полученный из проэкстрагированного и обработанного водным раствором щелочи луба березовой коры.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения энтеросорбента, включающем измельчение лигнинсодержащего сырья, обработку его водным раствором щелочи, нейтрализацию, промывку водой, сгущение и сушку до воздушно-сухого состояния, согласно изобретению в качестве лигнинсодержащего сырья используют луб березовой коры, который перед щелочной обработкой последовательно экстрагируют рядом растворителей: гексаном, этилацетатом, изопропанолом и водой.

В предлагаемом изобретении в отличие от прототипа в качестве лигнинсодержащего сырья используют проэкстрагированный и обработанный водным раствором щелочи луб березовой коры, который является, как правило, отходом деревообработки, что делает данный энтеросорбент и способ его получения экономичным.

Кроме того, отличительным от прототипа признаком служит введение новой стадии - предварительной экстракции измельченного до 0,1-1,0 мм луба рядом растворителей. В качестве исходного сырья использовали луб коры березы повислой (Betula pendula Roth) следующего состава (% мас.): лигниновых веществ 34,8, полисахаридов 49,1, водорастворимых веществ 13,7 и минеральных веществ 3,4. При последовательной экстракции луба указанными растворителями в нем резко снижается содержание водорастворимых веществ (с 13,7 до 1,5%), а также полисахаридов (с 49,1 до 37, 9%), лигниновых веществ (с 34,8 до 20,2%) и минеральных веществ (с 3,4 до 2,4%).

Удаление экстрактивных веществ, находящихся в порах частиц луба, способствует формированию развитой пористой структуры, что обеспечивает возникновение качественно новых сорбционных свойств, а именно позволяет препарату сорбировать высокомолекулярные и среднемолекулярные соединения, к которым, в частности, относятся токсины белкового происхождения. Благодаря наличию пор энтеросорбент на основе луба бересты имеет высокую удельную поверхность и способен адсорбировать различные органические и неорганические вещества, в том числе биогенные амины и желчные кислоты. Полученный энтеросорбент обладает высокой сорбционной способностью, что связано не только с развитой внутренней поверхностью, но и с наличием в его макромолекулах различных функциональных групп. Это позволяет связывать и выводить энтеральным путем газы, алкалоиды, бактериальные клетки и продукты их жизнедеятельности, экзогенные и эндогенные токсины, проникающие в желудочно-кишечный тракт, холестерин, билирубин, а также биологически активные вещества - серотонин, гистамин, продукты тучных клеток. Энтеросорбент восстанавливает биоценоз кишечника, улучшает липидный обмен, нормализует содержание билирубина, активность трансаминаз и амилазы, снижает концентрацию токсинов в крови, плазме и асцитической жидкости, другие биохимические показатели, нарушенные при экзо- и эндотоксемии.

Эффективность лечебного действия энтеросорбентов была проверена при острых желудочно-кишечных инфекциях линейных мышей.

Таблица 1 Результаты лечения энтеросорбентом из луба коры березы острого эшерихиоза у мышей
Группа животных	Доза энтеросорбента мг/кг	Применение антибиотиков	Продолжительность лечения, ч	Падеж, %	Примечания, (время применения)*
Мышата	3,5-4,3	Не применяли	48-72	Нет	В начальный период заболевания
Мышата	3,5-4,3	Не применяли	72-96	Нет	При средней тяжести заболевания
Контроль		Применяли	120	67	В начальный период заболевания
Взрослые мыши	5,0-6,0	Не применяли	36-60	Нет	В начальный период заболевания
Взрослые мыши	5,0-6,0	Не применяли	48-72	Нет	При средней тяжести заболевания
* кратность введения препарата - 2 раза в сутки

Способ получения энтеросорбента осуществляют следующим образом.

Березовую кору, которая состоит из бересты (наружный слой) и луба (внутренний слой, расположенный между берестой и древесиной), измельчают на дезинтеграторе. Ввиду того что береста обладает более высокой механической прочностью, чем луб, после измельчения на дезинтеграторе частицы бересты имеют средний размер 2-3 мм, а луба - менее 0,5 мм. После отделения бересты проводят фракционирование частиц луба.

Луб бересты березы с размерами частиц 0,1-1,0 мм последовательно экстрагируют рядом растворителей: гексаном, этилацетатом, изопропанолом и водой. Твердый остаток экстракции загружают в реактор и заливают 0,5-2,0%-ным раствором щелочи (гидромодуль 7). Смесь нагревают до 60-100°С и выдерживают в течение 30-60 мин, после чего луб отделяют от щелочного раствора, промывают водой, нейтрализуют остаточную щелочь кислотой и высушивают до воздушно-сухого состояния.

Сорбционную емкость полученного энтеросорбента оценивали по адсорбции йода, метиленового-голубого и билирубина, известный медицинский энтеросорбент на основе гидролизного лигнина «Полифепан» использовался как образец сравнения.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1. 5 г луба березовой коры с размерами частиц 0,1-1,0 мм последовательно экстрагируют рядом растворителей: гексаном, этилацетатом, изопропанолом и водой. Твердый остаток обрабатывают 0,5%-ным раствором NaOH при гидромодуле 7 и температуре 60°С в течение 1 часа, промывают водой, разбавленной уксусной кислотой (10%) и снова водой до нейтральной реакции, высушивают до воздушно-сухого состояния. Сорбционная емкость полученного сорбента по отношению метиленовой сини - 42,0 мг/г, а по йоду - 39,8 мг/г (см. табл.1).

Пример 2. Способ осуществляют также как в примере 1, только щелочную обработку проэкстрагированного луба проводят при температуре 100°С. Сорбционная емкость полученного образца по отношению метиленовой сини - 47,4 мг/г, а по йоду - 41,8 мг/г (см. табл.1).

Пример 3. Способ осуществляют также как в примере 1, но щелочную обработку проэкстрагированного луба проводят 1,0%-ным раствором NaOH. Сорбционная емкость полученного сорбента по отношению метиленовой сини - 47,5 мг/г, а по йоду - 25,4 мг/г (см. табл.1).

Таблица 2 Сорбционная емкость энтеросорбентов, полученных щелочной обработкой проэкстрагированного луба березовой коры
Образец	Условия обработки луба	Сорбционная емкость
		Метиленовый-синий, мг/г	Иод, %	Билирубин, мкмоль/г
1	0,5% NaOH при 60°С, 1 ч	42,0	39,8	-
2	0,5% NaOH при 100°С, 1 ч	47,4	41,8	-
3	1% NaOH при 60°C, 1 ч	47,5	25,4	-
4	1% NaOH при 100°С, 1 ч	43,0	29,2	38,0
5	2% NaOH при 60°С, 1 ч	42,5	27,9	38,0
6	2% NaOH при 100°С, 1 ч	44,5	29,8	57,0
Полифепан	Получен из гидролизного лигнина	35,6	18,6	13,8

Пример 4. Способ осуществляют также как в примере 1, но проэкстрагированный луб обрабатывают 1,0%-ным раствором NaOH при гидромодуле 7 при температуре 100° в течение 0,5 часа. Сорбционные свойства полученного образца представлены в табл.1. Сорбционная емкость полученного сорбента в отношении метиленовой сини - 43,0 мг/г, а по йоду - 29,2 мг/г (см. табл.1).

Пример 5. Способ осуществляют также как в примере 1, но проэкстрагированный луб обрабатывают 2,0%-ным раствором NaOH при гидромодуле 7 при температуре 60°С в течение 1 часа. Сорбционные свойства полученного образца представлены в табл.1. Сорбционная емкость полученного сорбента по отношению метиленовой сини - 42,5 мг/г, а по йоду - 27,9 мг/г

Пример 6. Способ осуществляют также как в примере 1, но проэкстрагированный луб обрабатывают 2,0%-ным раствором NaOH при гидромодуле 7 при температуре 100°С в течение 1 часа. Сорбционные свойства полученного образца представлены в табл.1. Сорбционная емкость полученного сорбента по отношению метиленовой сини - 44,5 мг/г, а по йоду - 29,8 мг/г.

Сравнение образцов энтеросорбента, полученного из луба, с энтеросорбентом, полученным в тех же условиях из гидролизного лигнина, показало, что показатели их сорбционной активности по отношению метиленовой сини и по йоду близки, а по билирубину активность энтеросорбента из луба березы значительно выше.

Т.о. в предлагаемом изобретении представлен энтеросорбент на основе луба березовой коры, который может быть использован для лечения острых и хронических кишечных инфекций, экзогенных и эндогенных интоксикаций, нарушений жирового и других видов обмена. Способ получения энтеросорбента обеспечивает утилизацию отходов деревообработки древесины и расширяет сырьевую базу для получения энтеросорбентов из растительного сырья.