аргакрил - новое антисептическое и гемостатическое средство

Формула изобретения

1. Вещество формулы

где n = 9000-40000;

m = 100-3000,

причем содержание серебра составляет 0,0003-0,0009 г-ат, а содержание карбоксильных групп составляет 0,0219-0,0213 г-экв на 1 г полимера.

2. Антисептическое и гемостатическое средство, представляющее собой соединение по п.1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в хирургии (в том числе гнойной), стоматологии, гинекологии, травматологии, спортивной медицине, в быту, при операционных вмешательствах и повреждениях, связанных с кровотечениями, в особенности при наличии инфекции.

Известно, что такие синтетические электролиты, как поликарбоновые кислоты, способны образовывать с белками крови нерастворимые полимерные комплексы (Абзаева К. А. и др. Высокомолекулярные соединения. 11, 1997, с. 1883-1904), что приводит к гемостатическому эффекту. На этом принципе основан синтетический кровоостанавливающий препарат феракрил (SU 698622, 1979; Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 1993, с. 152; Регистр лекарственных средств России. М.: Инфармхим, 1993, с. 870). Он представляет собой неполную железную соль полиакриловой кислоты (ПАК), которая содержит от 0,05 до 0,5% железа и отвечает формуле -[(CH₂-CHCOOH)_m-(CH₂CHCOOFe^x _1/x)] _n, где m >150, х=2-3, n=50-100. Получают феракрил полимеризацией акриловой кислоты в присутствии редокс-системы K₂S₂O₈FeSO₄(NH₄)₂SO₄6Н₂О [2] . Молекулярная масса (ММ) феракрила от 800000 до 1000000 (_отн 2,0-2,4; t= 20^oC, 1% водный раствор). При увеличении ММ или количества железа в полимере в процессе синтеза феракрила происходит нежелательное сшивание, которое приводит к потере растворимости. Полученный по методу Абзаевой К.А. и др. феракрил не обладает выраженными антисептическими свойствами или проявляет их весьма в слабой степени по отношению к некоторым микроорганизмам.

Однако в практической медицине очень часто кровотечения осложняются инфекционными заражениями. Поэтому создание кровоостанавливающих антисептических средств имеет весьма важное значение. Это относится к тем случаям, когда терапевтический эффект антибиотиков, в силу резистентности к ним патогенной микрофлоры весьма мал. Препараты серебра (повиаргол, протаргол, колларгол) (Применение препаратов серебра с медицине. Препринт 2, Новосибирск, 1993, с. 61) в этом отношении выгодно отличаются от антибиотиков и сульфаниламидов. Они обладают поистине уникальными свойствами - подавляют патогенную микрофлору и одновременно стимулируют иммунный статус.

Технической задачей данного изобретения является получение нового препарата, который одновременно обладает антисептическими и гемостатическими свойствами, не проявляет побочных эффектов и устраняет указанные недостатки.

Эта химическая задача достигается за счет того, что в качестве препарата, обладающего указанными свойствами, предложена неполная серебряная соль полиакриловой кислоты - аргакрил (арг - серебро, акрил - акриловая кислота). Он отвечает общей формуле

(-CH₂-CHCOOH)_n-(CH₂CHCOOAg^-)_m, где n=9000-40000; m=100-3000.

Молекулярная масса аргакрила находится в пределах от 800000 - 3000000. ИК-спектры этого препарата, снятые на Specord IR-75 в таблетках КВr содержат полосы поглощения карбоксильной, карбоксилатной групп при 1720, 1570 соответственно и идентичны спектрам феракрила.

Способ получения аргакрила основан на полимеризации акриловой кислоты в присутствии 0.5-0.6% K₂S₂O₈ в воде в течение 60-300 минут при 80-90^oС. Образующуюся ПАК очищают от непрореагировавшего мономера и инициатора и в 4% раствор этой поликарбоновой кислоты добавляют водный раствор азотнокислого серебра (6-16% от веса мономера, что соответствует 3.8-10% серебра), перемешивают. При необходимости получения твердой субстанции удаляют образовавшийся раствор азотной кислоты. Токсичность 1% раствора аргакрила LD₅₀ составляет >3000 мг/кг, что свидетельствует об относительной безвредности данного соединения. При исследовании свойств аргакрила в качестве контроля использовали феракрил, полученный по известному методу (SU 698622, 1979) и его серебряные соли.

Пример 1.

а) Синтез полиакриловой кислоты с молекулярной массой, характерной для феракрила (ПАК-1).

9 г (0.125 моля) акриловой кислоты растворяют в 45 мл воды. Раствор нагревают до 80^oС и при перемешивании по каплям добавляют 0.045 г K₂S₂O₈ (0.5% от веса мономера), растворенного в 5 мл. воды. Затем полученную смесь перемешивают 60 минут при 80-85^oС. Раствор полимера остужают, добавляют 50 мл воды и переносят на колонку с анионитом. Очищенный водный раствор ПАК-1 высушивают при 50^oС. Вес прозрачных пластин 8.6 г. Выход 95.5%. Найдено, %: С 49.89, Н 5.61. Вычислено, %: С 50.00, Н 5.59. _отн = 2.41 (Т=20^oС, 1% водный раствор).

Синтез аргакрила-1

4 г ПАК-1 растворяют при перемешивании в 70 мл воды, в полученный раствор добавляют 0,24 г (6%) AgNO₃ (что соответствует 3,8% Ag), растворенного в 5 мл воды. Раствор перемешивают 30-60 минут, полимер высушивают при 50^oС. Вес серых прозрачных пластин 4 г, выход 99%. Найдено, %: С 47.88, Н 5.52, Ag 3.97.

Вычислено, %: С 48.21, Н 5.35, Ag 3.60; _отн = 2.34; n=9800; m=150; в состав полимера входит 0.0219 г-экв карбоксильных групп и 0.0003 г-ат Ag на 1 г полимера

-[СН₂СН(СООН)-]_n-[СН₂СН(СООАg-]_m,

где n=9800, m=150.

Синтез аргакрила-2 проводят аналогично синтезу аргакрила-1. К раствору 4 г ПАК-2 и 70 мл воды добавляют 0,63 г (15,75%) AgNO₃ (что соответствует 10% Ag). Вес аргакрила-3 4,5 г, выход 98%. Найдено, %: С 45.23, Н 4.82, Ag 9.87. Вычислено, %: С 45.50, Н 5.01, Ag 9.61; _отн = 2.33; в состав полимера входит 0.0213 г-экв карбоксильных групп и 0.0009 г-ат Ag на 1 г полимера

-[CH₂CH(COOH)-]_n-[CH₂CH(COOAg-]_m,

где n=9600, m=400.

б) Синтез полиакриловой кислоты с молекулярной массой до 3 миллионов (ПАК-2) проводят аналогично синтезу ПАК-1. Раствор 9 г (0.125 моля) акриловой кислоты в 36 мл воды нагревают до 80^oС, добавляют 0.054 г (0.6% от веса мономера), K₂S₂O₈ в 5 мл воды. Полимеризация протекает при 85-90^oС 300 минут. Очистку и сушку ведут аналогично ПАК-1. Вес полимера 8.7 г. Выход 97%. Найдено, %: С 50.01, Н 5.45. Вычислено, %: С 50.00, Н 5.59. _отн = 7.06 (Т= 20^oС, 1% раствор в присутствии 5% NaСl).

Синтез аргакрила-3 проводят аналогично синтезу аргакрила-1. К раствору 4 г ПАК-1 и 70 мл воды добавляют 0,63 г (15,75%) AgNO₃ (что соответствует 10% Ag). Вес аргакрила-2 4,5 г, выход 98%. Найдено, %: С 45.21, Н 5.11, Ag 9.98. Вычислено, %: С 45.15, Н 5.29, Ag 10.39; _отн = 7.33; n=40000; m=3000; в состав полимера входит 0.0213 г-экв карбоксильных групп и 0.0009 г-ат Ag на 1 г полимера

-[CH₂CH(COOH)-]_n-[CH₂CH(COOAg-]_m,

где n=40000, m=1700.

Серебряные соли феракрила получены аналогично аргакрилу-1. К раствору 4 г феракрила в 70 мл воды добавляют 0.08 г (2%) AgNO₃ (что соответствует 1.3% Ag), выделяют феракрил-1 или 0.64 г (15.75%) AgNO₃ (что соответствует 10% Ag) и выделяют феракрил-2. Количественные данные в г-ат и г-экв вытекают из элементного анализа, приведенного в описании изобретения. Они рассчитаны по [А. П. Крешков. Основы аналитической химии, 1976, т. 2, с. 57]. Приводим пример перерасчета на примере получения аргакрила-1. Содержание серебра в аргакриле-1 3.60%, что соответствует 3.60 г на 100 г полимера или 0.036 г на 1 г полимера. Молекулярный вес серебра 107.8, что соответствует 1 г-ат, а 0.036 г соответствует 0.0003 г-ат серебра, как частное от деления 0.036/107.8. При аналогичных расчетах находим г-ат Ag и г-экв -СООН групп в аргакрилах-2 и -3.

Пример 2. Определение микробиологической активности.

Антимикробную активность аргакрила изучали в сравнении с антибактериальной активностью ПАК и феракрила. Исследование проводили в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи (11-е издание, вып. 2, М.: Медицина, 1990 г.) на музейных тест-штаммах, а также на штаммах микроорганизмов, выделенных от больных гнойно-септического центра. В две пробирки с 10 мл тиогликолевой среды и в две с 10 мл среды Сабуро вносят по 1 мл исследуемого 1% водного раствора полимера. Одновременно в каждую пробирку добавляют по 0.1 мл микробной взвеси соответствующего тест-штамма, которая содержит 1000 клеток в 1 мл. Посевы в тиогликолевой среде инкубируют при t=35^oС в течение 72 часов. Контролем служат питательные среды, в которые вместо исследуемых растворов вносят по 1 мл дистиллированной воды. Полученные данные представлены в таблице 1. Из таблицы видно, что растворы ПАК и феракрила практически не подавляют рост микроорганизмов. Для феракрила только в одном случае наблюдается незначительное подавление роста микроорганизмов, по-видимому, благодаря присутствию небольшого количества железа (0.5%) в макромолекулах. Антимикробное действие ПАК начинает проявлять себя при введении в макромолекулы 3.8% серебра (таблица 1). Антибактериальные свойства усиливаются с увеличением его количества и в присутствии 10% наблюдается подавление роста исследуемых микроорганизмов. Таким образом, аргакрил-2 и -3, а также феракрил-2 обладают выраженными антимикробными свойствами. Однако аргакрил 2 и 3 по своей эффективности не только превосходят феракрил, но и его серебряную 10% соль.

Пример 3. Определение гемостатического потенциала.

Гемостатический потенциал ПАК, аргакрила и феракрила определяли in vitro при различной патологии крови.

Для получения крови с различными нарушениями системы гемостаза использовали консервированную кровь и пул донорской плазмы от 10 доноров. В них создавали различные типы нарушения системы гемостаза: 1) дефицит факторов свертывания крови (гипо- и афибриногипемия, гемофилия); 2) избыток антикоагулянтов; 3) высокий дибринолиз (за счет активации плазминогена стрептокиназой, что приводит к образованию плазмина, или введением в кровь имозимазы - аналога плазмина). Время свертывания крови определяют по Ли-Уайту. Концентрацию фибриногена фиксируют фотометрическим методом.

Гипокоагуляция достигалась путем разведения крови и плазмы физиологическим раствором (см. таблицу 2). Как видно из таблицы, при разведении, равном 0.25, количество фибриногена снижается ниже критического уровня, а время свертывания крови резко замедленно. При разведении, равном 0.125, концентрация фибриногена снижается до 0.5 г/л и кровь теряет способность к свертыванию.

В растворы по 0.5 мл с различным уровнем фибриногена (т.е. с различным разведением) добавляют по 0.4 мл 1% водных растворов полимеров. В образцах, представленных в 3 столбцах таблицы (концентрация фибриногена от 4 до 1.2 г/л), свертывание крови наблюдается в течение одной-двух минут. При дальнейшем разведении явление гемостаза, где это наблюдается, характеризуется образованием слабого сгустка, который уплотняется в течение часа. Это аргакрил-3, ПАК и феракрил. Среди полимеров, содержащих до 10% серебра и обладающих одинаковой молекулярной массой, худшим оказался феракрил-2.

Таким образом, аргакрил-3 кроме антибактериальных свойств обладает мощным гемостатическим потенциалом и способствует образованию сгустков при значительном дефиците факторов свертывания крови.

Влияние растворов ПАК и ее производных на противосвертывающую активность крови представлено в таблице 3. Антикоагулянтную и фибринолитическую активность создают путем добавления в 1 мл крови 50 ME гепарина, стрептопиназы или имозимазы соответственно. При введении гепарина и стрептопиназы кровь теряет способность к свертыванию, а при добавлении имозимазы свертывание крови замедляется в 2-3 раза. При внесении в эти растворы 1% феракрила и ПАК с различным содержанием серебра происходит нейтрализация действия высоких доз гепарина, стрептопиназы и имозимазы. Исключение составляют растворы феракрила, который содержит в макромолекулах большое количество серебра (10%). Растворы феракрила, ПАК и аргакрила обладают способностью нейтрализовать как цитрат натрия, так и гепарин и могут быть использованы в клинике при кровотечениях, связанных с высокой антикоагулянтной и фибринолитической активностью.

Таким образом, только аргакрил обладает высокими антисептическими и гемостатическими свойствами.