автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Применение технологии печатания и аппретирования для получения медицинских повязок пролонгированного лечебного действия

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИ!! ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА

На правах рукописи УЛК 677.027.5:615.468,7

САВИНОВА ЛАРИСА БОРИСОЕНА

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕЧАТАНИЯ И АППРЕТИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧИ 1ИЯ МЕДИЦИНСКИХ ПОВЯЗОК ПРОЛОНГИРОВАННОГО ЛЕЧЕБНОГО ДЕЙСТВИЯ,

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Специальность 05.19.03. Технология текстильных материалов.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1993г.

' / > -

,'>.<? /V К

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте текстильных материалов9 в Московском ордена Трудового Красного Знамени текстильном институте иы. А.Н.Косыгина и институте химической физики РАН.

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор, академик ЫИА Кричевский Г.Е. кандидат технических наук Олтаржевская Н.Д. Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор, член-корреспондент ЫИА Морыганов А.П. Доктор, технических наук Киселев A.M.

Ведущая организация Научно-исследовательский

институт шелка.

Защита диссертации состоится 29 июня 1993г. в 10 час. на заседании Специализированного Ученого Совета К 063.67.05 при Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна, ауд. 241. Адрес: 191065, г. Санкт-Петербург, Б. Морская) 18. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 29 мая 1993г.

Ученый секретарь Специализ1 рованного Ученого Совета

Аннотация

Исследована возможность применения методов, используемых в процессах отделки текстильных материалов - технологий текстильной печати и аппретирования для создания высокоэффективных перевязочных материалов для лечения ран и ожогов. Показано, что нанесением лекарственного вещества (JIB), диспергированного в геле полимера (загустителя), на текстильный носитель возможно получать высокоэффективные перевязочные материалы, применяемые на различных стадиях течения раневого процесса.

Изучено влияние основных составляющих перевязочного материала (строение и природа текстильного носителя, свойства полимера-загустителя и лекарственных препаратов) на лечебные свойства получаемых повязок, в том числе на пролонгацию действия JIB, атрав-матичность, гигроскопичность, воздухо-, паропроницаемость повязки.

Доказан факт пролонгации действия ЛВ, используемого при создании перевязочных материалов методами печати и аппретирования.

Показано, что сам способ изготовления перевязочного материала, а именно, нанесение JIB на текстильный носитель диспергированным в геле полимера (загустителя), обеспечивает пролонгацию десорбции JIB с повязки в рану.

Показано, что термодинамические особенности взаимодействия полимерных составляющих композиции с белковыми элементами раневого отделяемого являются одной из причин замедления выхода J1B в кроветок, усиливая тем самым эффект пролонгации.

Исследовано влияние свойств текстильного носителя, химической природы и молекулярной массы гелеоброзумцих полимеров, вли-

яние растворимости JIB на пролонгацию лечебного действия.

Изучены кинетические закономерности десорбции во внешнюю среду компонентов лекарственной композиции, наносимой на текстильный носитель, и предложена кинетическая модель, описывающая выход (десорбцию) JIB в рану. Показана возможность прогнозирования и управления пролонгацией лечебного воздействия покрытий па раны и ожоги.

Разработаны периодические (печать через сетчатый шаблон на индивидуальном печатном столе) н полунепрерывные (нанесение композиции методом ипредингования* на шпрединг-машине) способы производства перевязочных материалов. Проведены производственные и< питания технологии производства перевязочных материалов. Получе! 1ше материалы с различными ЛВ успешно прошли клинические испытания. Получено разрешение Минздрава РФ на промышленный выпуск перевязочных материалов (торговое название - полифункциональная салфетка "Колетекс").

Автор защищает

- способы производства перевязочных материалов на раны и ожоги путем нанесения ЛВ на текстильный носитель в композиции с геле-образующими полимерами;

- факт пролонгации лечебного действия покрытий на раны и ожоги, полученных: указанным способом;

- способы управления пролонгацией лечебного действия покрытий на раны и ожоги;

* Шпредингование - нанесение полимерной композиции на движущуюся тканевую ленту раклей (ножом) или мажущим валиком. Эта one рация аналогична операции аппретирования при заключительной отделке текстильных материалов.

• математическую модель кинетики высвобождения ЛВ в раиу с порыт ия;

■ обнаруженный факт термодинамической несовместимости составля-щих полимерной композиции с белковыми веществами раневого от-еляемого, являющийся одной из причин пролонгации действия ле-ебных повязок;

технологические параметры периодических и полунепрерывных спо-обов производства перевязочных материалов с пролонгированным ечебным действием.

Актуальность работы

Разработка новых текстилыих изделий медицинского назначе-т - лечебных покрытий на раны и ожоги с пролонгированным дей-твием введенного в них ЛВ - является перспективным и важным на-равлением в лечении больных как в повседневной практике, так и случаях массовых поражений населения (медицина катастроф). Тек-гильные материалы благодаря целому спектру свойств, таких как: игроскопичность, эластичность, атравматичность, воздухо-, паро-роницаемость, широко используются для лечения ран. В настоящее ремя методы одновременного предания перевязочным материалам залфетки, повязки, аппликации и гак далее) лечебных свойств врабатываются за рубежом и в нашей стране. ЛВ вводят в тек-гильные материалы различными способами (химическая иммобилиза-ги, введение.ЛВ при формовании волокон и др ). Однако все из-зстные на сегодняшний день способы придания текстильным матерним лечебных свойств не лишены недостатков. Чаще всего процесс эисоединения ЛВ к волокнам - это сложный хнмико-технологический

процссс, дорогостоящий, предьявлявдий особые требования к химической природе волокна и JIB. В связи с otim разработка полых, доступных с точки зрения технологического оформления и более экономичных способов получения перевязочных материалов является актуальной.

В современной медицинской практике перспективным является применение перевязочных материалов пролонгированного лечебного действия. Пролонгированное лечебное действие ЛВ на организм поЭ' воляет избавиться от многих неудобств, характерных для многокра кых перевязок, позволяет уменьшить инфицирование раны и ее трав ыирование при смене покрытий, сократить уровень критической кон центрацин ЛВ в крови и тем самым улучшить состояние больного. Пролонгированное Лечебное действие покрытий экономически эффективно, так как позволяет сократить сроки лечения, частоту перевязок, экономит время медперсонала, дорогостоящие ЛВ. Пролонгированное лечебное действие материалов необходимо и при их испол зовании в медицине катастроф.

Диссертация посвящена исследованию целесообразности примен ния и разработке новых способов получения лечебных покрытий на раны и ожоги с пролонгированным лечебным действием с применение методов, характерных для отделки текстильных изделий - печати * аппретирования. В данной работе эти методы применены по новому назначению - для получения изделий медицинского назначения пролонгированного лечебного действия. Впервые выявлены закономернс сти перехода ЛВ в рану из лечебных покрытий, полученных нанесei ем ЛВ на текстильный носитель в композиции с гелеобразующими пс лимерами-загустителями. Изучение этих закономерностей необходга для реализации новей технологии получения покрытий на раны и оз

ги с различным спектром лекарственного действия, позволяадей в широких пределах варьировать количество ЛВ на покрытии и обеспечивать оптимальный временной режим перехода его в рану.

Цель работы и задачи исследования

Целью работы явилось обоснование целесообразности применения методов текстильной печати и аппретирования для получения покрытий на раны и ожоги пролонгированного лечебного действия путем нанесения ЛВ на текстильный носитель в композиции с геле- ' образующим полинерои.

Выявление причин пролонгации действия ЛВ при получении лечебных покрытий методом текстильной печати.

Исследование основных закономерностей массопереноса ЛВ в рану и создание математической модели, описывающей ятот процесс, с целью управления скоростью десорбции ЛВ в рану.

Выявление способов управления пролонгацией лечебного действия покрытий на раны и ожоги.

Создание научно обоснованной технологии получения перевязочных материалов пролонгированного действия на основании изучения закономерностей выхода ЛВ с покрытия в рану.

Общая характеристика объектов и методов исследования

В качестве текстильных носителей использовались специально созданные для изготовлэиия перевязочных материалов и разрешенные для применения в медицинской практике трикотажные текстильные носители из полиамидные текстурированлых нитей, хлопковых нитей,

трикоталный материал из смеси хлопко-вискозньтх и полиэфирных ни тей. Эти материалы были выбраны из ассортимента созданных для указанной цели текстильных изделий на основании изучения санитарно-гигиенических и атравматических свойств, а также возможно' сти нанесения на них лечебной композиции рассматриваемыми методами.

В качестве гелеобраэуодих полимеров использовались биосовместимые полимеры-полисахариды - натриевая соль альгиновой кислоты (альгинат натрия), кальциево-натриевая соль альгиновой кис^ лоты (манутекс натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) использующиеся в текстильной промышленности при получении узорчатой расцветки на тканях и также разрешенные для применения в медицине в качестве вспомогательных материалов при получении ма зей, таблеток и других лечебных изделий. Также применялись поли меры-полисахарвды декстран, волекам, пуллулан, известные как кр везаменители; они использовались для повышения биосовместимости полимерной композиции с раневым отделяемым и регулирования пролонгации лечебного действия покрытий.

В качестве ЛВ использовались антисептики, широко используе мые для лечения ран и ожогов, малорастворимые препараты нитрофу нового ряда: фурацилин {Fmacifrnm ) s фурадонин {f№$enirwm) t фурагин {Нхйфщит), фуразолидон {FunieMent/m ). Выбор концентрации IB регулировался разрешенной для применения в медицине терапевтической суточной дозой и требуемыми по медицинским пока заниям сроками пролонгации действия повязки (2-4 суток).

В экспериментальных условиях внешней средой, в которую изу чался массоперенос JIB, являлись дистиллированная вода, физиолог ческий раствор и плазма крови. Модуль ванны в различных экспери

ментах варьировался от 200 до 10.

Нанесение лечебной композиции на текстильный носитель проводилось в лабораторных условиях через плоский сетчатый шаблон с размером ячеи 20 мои.

Влияние состава наносимой на текстильный материал композиции на десорбцию полимеров во внешнюю среду изучалось хроматогра-фическим методом на дифференциальном рефрактометре-интерферометре (Оптилаб, Швеция, модель 7105).

Изучение распределения ЛВ на текстильном носителе и кинетических закономерностей десорбции во внешнюю среду ЛВ и полимера (загустителя) проводилось спектрофотометрически по характеристическим длинам волн на Уф-спектрофотомегре "ДИ-65П -^мк/'ШН-(Австрия).

Математическое моделирование процесса высвобождения ЛВ в рану при использовании покрытий на текстильной основе, полученных методом печати, проводилось на 1ВМ РС. Программное обеспечение - дисковая операционная система Ар^Р'1 (ртМпЖгш Прикладная программа вычислений разработана в лаборатории химической стойкости полимеров ИХ® РАН.

Исследование взаимодействия биосовместишгх полисахаридов с компонентами раневого отделяемого проводили методом упругого светорассеяния на нефелометре Н1С-ЗМ (ЩБ уникального приборостроения АН СССР). Определение инкриментов показателя преломления рассеянного раствором света проводили на дифференциальном рефрактометре "¿кшис/Ш" (Япония).

Антимикробную активность материалов оценивали на плотной питательной среде методом "инфицированного агара" по зонам задержки роста микроорганизмов.

Научная ношзна результатов

В данной работе впервые:

- изучешт закономерности массопереноса ЛВ с лечебного покрытия на текстильной основе в раневое отделяемое при нанесении ЛВ диспергированным в геле полимера (загустителя);

- на основании изучения кинетики массопереноса ЛВ и гелеобразую-щих полимеров с текстильного материала повязки в раневое отделяемое разработана математическая модель, описывающая процесс десорбции ЛВ во внешнюю среду (рану), что позволяет управлять свойствами получаемых лечебных покрытий;

- показаны особенности распределения ЛВ на текстильном материале покрытия, предопределяющие характер лечебного воздействия материала при его эксплуатации (наличие "ударной дозы" ЛВ, пролонгация воздействия ЛВ);

- показано, что пролонгация лечебного воздействия при использова нии покрытий предопределена способом его получения, а именно: нанесением лечебной композиции методом текстильной печати или аппр| тирования, при котром ЛВ, в том числе малорастворимые, накосятся на текстильный носитель диспергированными в геле биосовместимого полимера (загустителя);

- выявлены факторы, влияющие на эффект пролонгации: наличие в Лечебной композиции гелеобразуицего полимера, особенности распределения ЛВ на текстильной медицинской повязке, специфика взаимодействия гелеобразуицего полимера с компонентами раневого отделяемого ;

- показано влияние химического строения и физической структуры гелеобразущего полимера, его молекулярной массы, а такжз раство-

римости ЛВ и свойств текстильного носителя на эффект пролонгации; - изучен характер взаимодействия гелеобразукэдих полимеров - полисахаридов, входящих в лечебную композицию, с белком фибриногеном, являющимся основным составляющим раневого отделяемого. Показана термодинамическая несовместимость полисахаридов и белка фибриногена, влияющая на усиление эффекта пролонгации перехода ЛВ с покрытия в ранеЕое отделяемое. Намечены пути управления эффектом пролонгации за счет шбора полимеров и их концентрации.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов МГЦ в 1969-1991 гг., на заседаниях кафедры ХТВМ ЮТ в 1989-1991 гг., на научно-практической конференции преподавательского состава В31ГГЛП, г.Москва в 1990 и в 1992 гг., на Всесоюзной научной конференции "Проблемы модификации природных и синтетических волокнообразуидих полимеров" в 1991 г., Москва, (ЛИ, на IX Всесоюзном научном симпозиуме "Синтетические полимеры медицинского назначения", 1991 г., Звенигород, на ХУЛ Международном конгрессе текстильных химиков и колористов социалистических стран, 1989 г., Пардубице (ЧСФР). По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной частей, общих выводов, списка литературы и приложений. Основная часть работы содержит 452. стр.

машшюписпого текста,22 рисунков, 20 таблиц и список литературы из № наименований.

Во введении дано обоснование теш диссертационной работы, сформулирована цель исследования. В литературном обзоре рассмотрены основные современные подходы к разработке перевязочных средств и системы введения лекарственных средств в организм с использованием полимеров. Обоснован выбор способа производства перевязочных материалов, выбор основных ингредиентов для производства покрытий на раны и ожоги. В методической части дана характеристика объектов и методов исследования. Основные результаты исследований изложены в экспериментальной части, в разделах 3.1 - 3.4.

Практическая значимость полученных автором результатов

В диссертации теоретически и экспериментально обосновано использование метода текстильной печати и шпредингования для получения покрытий на раны и ожоги с пролонгированным лечебным действием.

Показано преимущество получения покрытий путем нанесения ЛВ диспергированным в геле полимера (загустителя) на текстильный материал, заключающееся в возможности создания лечебных покрытий пролонгированного действия при сохранении и улучшении (атравма-тичность) высоких санитарно-гигиенических свойств текстильных носителей.

Показано, что этот способ позволяет наносить на текстильный материал практически лпбые ЛВ, в том числе малорастворимые, которые нельзя в высоких концентрациях нанести другим способом.

Экономическал целесообразность применения способа нанесения ЛВ на текстильный носитель диспергированным в геле полимера (загустителя) заключается в сокращении расхода ЛВ в 1,5 - 2 раза, увеличении срока действия покрытий до 2 - 3 суток, снижении травмагичности при перевязках, в том числе за счет присутствия геля полимера (загустителя) на рпно, ускорении заживления рани, упрощении технологии получения покрытий на раны.

Ня основании проведенного исследования показали пути создания покрытий на раны и ожоги с заранее заданными свойствами и длительностью пролонгации ЛВ.

Проведет! медико-биологические испытания, токсикологические и клинические испытания покрытий на рани н окоги с различными ЛВ, позволившие разработать и утвердить технические условия на промышленный шпуск покрытий с торговым названием - салфетка полифункциональная "Колетекс". Минздрав РФ выдал разрешение к применению салфеток "Колетекс" № 135 от 21.04.92 г. Начат промышленный выпуск салфеток "Колетекс" на Воронежском ХФЗ.

Результаты исследования и их обсуждение

В главе 3.1 данной работы исследуется влияние технологии нанесения ЛВ на тексгилышй носитель на свойства получаемых лечебных покрытий и обосновывается целесообразность применения метода нанесения ЛВ в геле полимера (загустителя) на текстильный носитель при производстве покрытий на раны и ошгн с пролонгированным лечебным действием. Обосновывается выбор компонентов композиции, использующихся при создании покрытий, проводится псд-5ор структуры текстильного носителя и химической природы волок-нообразующего полимера.

Иетод нанесения ЛВ на текстильный носитель был выбран на основании анализа современных способов введения ЛВ в покрытия № раны и ожоги. Введение ЛВ в гелеобразугадий полимер с последующи} нанесением данной композиции на текстильный носитель позволяет использовать практически любые ЛВ, в той числе малорастворимые, позволяет устранить сложности, связанные с применением пленок гидрогелей, позволяет сохранить уникальные санитарно-гигиенические свойства текстильных носителей за счет дискретного распределения полимерной композиции на поверхности текстильного носителя (исследования проводились методом электронной растровой ми1 роскопии).

При выборе полимеров, загущающих композицию для ее нанесения на текстильный носитель, выбраны хорошо переносимые организмом, имеющие рекомендации к применению Всемирной организацией здравоохранения, имеющие необходимые реологические и печатно-технические свойства ионогенные полисахариды - натриевая соль альгиновой кислоты (альгинат натрия), кальциево-натриевая соль альгиновой кислоты (манутекс )?5 ), натриевая соль карбоксиметил-целлголозы (КМЦ). Для улучшения биосовместимости композиции с раневым отделяемым и управления реологическими свойствами композиции использовали полимеры-кровезаменители - декстран, волекам, пуллулан.

При выборе текстильного носителя исходили не только из требований санитарно-гигиенического характера, но также из требований, предъявляемых способом нанесения ЛВ на данный текстильный носитель. В связи с тем, что выбираемые текстильные носители предназначены для использования в медицинских целях, подбор текстильных материалов проводился с учетом уже имеющегося раореше-

1ия на их использование в медицинской практике. С учетом сово-упности этих требований был отобран ряд текстилыих носителей, югорые создавались как высокоатравматичные покрытия на раны, 'то трикотажный текстильный носитель ластичного переплетения из екстурированных полиамидных нитей, трикотажный материал из сме-и полиэфирных нитей и хлопко-вискозных волокон специальной труктуры, обладающий высокой атравматичностью и гигросколично-тыо, а такие трикотажный материал из хлопковых волокон ластич-ого переплетения.

Проведенные исследования показали, что выбранные текстиль-ые носители целесообразно использовать при создании покрытий ;а раш и ожоги с использованием метода нанесения ЛВ диспергиро-онным в геле полимера-загустителя, так как они обладают опреде-;енными преимуществами по сравнению с традиционными перевязочны-1И материалами (марля, вата). Указанные текстильные носители озволяют наносить на поверхность лечебного покрытия терапевги-ески необходимую концентрацию ЛВ и могут быть использованы при оздании покрытий как методом текстильной печати, таи и способом предингования.

Оценка пролонгации действия ЛВ при использовании покрытий а раны и ожоги, полученных методом текстильной печати и шпре-ингования, проводилась на основании анализа констант массопере-оса (Нм), которые рассчитывались в предположении диффузионного еханизма высвобождения ЛВ из покрытия по уравнению Фика:

- и » с начальными и граничными условиями:

(Х,0) = С0; = 0 для

Решение данного уравнения'различно для начального и конеч-ого участков кинетической кривой. Для малых времен течения про-

цесса можно воспользоваться приближенным решением данного уравнения: \ -¿¡¿г . Аналогичный параметр может быть найден для больших времен -течения процесса: CdJCiJv-

"Pf'-W) -

Определение Км позволяет сравнить между собой полимеры-загустители, текстильные носители, лекарственные препараты в одинаковых условиях эксперимента и оценить таким образом влияние изучаемых факторов на свойства получаемых повязок.

На основании сравнения Км при использовании лечебных покрытий на основе выбратгых ранее текстильных носителей можно сказать что они по-разному "удерживают" JIB.

Таблица I.

Влияние текстильного носителя на скорость выхода ЛВ в рану

J Константа массопереноса, К,,«10~3,т Текстильный носитель | _ __м с--1

1 ЛВ - фурацилин { ЛВ - фуразолццон | I I П I I » П

Трикотажный из полиамидных нитей 15,31 8,23 5,70 4,90

Трикотажный из хлопковых нитей 5,60 3,74 3,18 3,80 .

Трикотажный из смеси полиэфирных нитей и хлопко-вискозннх волокон 5,80 4,31 5,00 3,50

I - начальный участок кинетической кривой П - конечный участок кинетической кривой C¡//C^a)>0,5 Cc¡, С (Иде - текущая и конечная концентрация ЛВ в растворе

Анализ Км, приведенных в таблице I, показывает, что подбор структуры текстильного носителя и волокнообразующего полимера позволяет регулировать пролонгацию действия ЛВ.

Следует отметить, что данные по изучения атравматичности показывают существенное улучшение згого показателя при использовании предложенных лечебных покрытий по сравнению с традиционным перевязочным материалом - марлей. Эти показатели, в зависимости от используемого текстильного носителя и полимера (загустителя), улучшаются на 20-75%. При использовании лечебных покрытий отсутствует парниковый эффект, и показатель воздухопроницаемости составляет 305 дм^/си^с, что существенно выше патентных аналогов данных лечебных покрытий (162 ди^/см^с). К преимуществам способа получения покрытий на раны и ожоги путем нанесения J1B в геле полимера относился простота технологического оформления процесса и использования имеющегося на сегодняшний день производственного оборудования, возможность широкого регулирования концентрации ЛВ на покрытии и использования малорастворимых ЛВ, сокращение расхода ЛВ, сохранения хороших санитарно-гигиенических свойств текстильных носителей.

Изготовление покрытий на раны методом тенстильной печати и шпредингования позволяет пролонгировать действие ЛВ в течение 4-5 суток. Таким образом, подтверждаются преимущества использования метода нанесения ЛВ в геле полимера (загустителя) на текстильный носитель для создания покрытий на раны с пролонгированным действием ЛВ.

Для обоснования причин пролонгации действия ЛВ при получении покрытий на раны и ожоги методом печати и шпредингования была проведена серия экспериментов по исследованию кинетических закономерностей десорбции во внепнбю среду ЛВ и полимера (загустителя). Сравнение К.. ЛВ при исследовании свойств покрытий показало, что при-

сутствио полимера (загустителя) и образуемая им после печати и шлрединговашя пленка на покрытии замедляет выход ЛВ, распределенного на покрытии в рану.

Таблица 2

Влияние способа ненесения ЛВ на текстильный материал на скорость десорбции ЛВ во внешнюю среду.

3 1

| Коэффициент массопереноса, Км 10 , с

I ЛВ нанесено ! ЛВ нанесено на ! ЛВ нанесено на тек. на текстиль-! текстильный ма- ! стильный материал ный материал! териал в поли- ! при плюсовании из I при плюсован! мерной компози- ! водной дисперсии с I нии из вод- I ции методом пе- ! последующим нанесе-I ной диспер- ! чати ! нием полимера (за-I сии I ! густителя) методой ! I ! печати

ВИД ШСТИЛЫЮЛО МАТЕРИАЛА

ПОЛИАЩЦНЫЙ ТРИКОТАЖНЫЙ

21,*?

4,73

1,96

Как видно из таблицы 2 и рисунка I, присутствие пленки полимера (загустителя) на покрытии обеспечивает пролонгацию действия ЛВ, которая будет зависеть как от наличия пленки, так и от свойств полимера «.структуры образующейся полимерной пленки,

Л ■ '

0 . 40 ¿0 120 т 200 " ^»ИЧ Рис. 1. Кинетические кривые десорбции ЛВ (I) и полимера (2)

Следовало предположить, что скорость выхода ЛВ из пленки полимера (загустителя) будет зависеть от скорости нябухяшгя полимера во внешней среде. Экспериментально показано, что по скорости набухания в воде и плазме крови изучаемые полимеры выстраиваются в следующий ряд: КМЦ > альгинат натрия > маиутекс RS. С этими результатами коррелируют дрнньте по изучению скорости десорбции ЛВ из покрытий с различными полимерами (загустителями). По обеспечении наибольшего времен!! пролонгации действия ЛВ выбранные полимеры выстраиваются в следупций ряд: маиутекс RS> альгинат натрия > КГ.Щ. Поскольку увеличение времени десорбции с покрытия во внешнюю среду в случае использования манутекса /?$ можно объяснить наличием дополнительные солевых мостиков между цепями макромолекул альгшовой кислоты, то создание пространственных затруднений для диффузии ЛВ в пленке полимера (например, за счет обработки покрытия "сшивающим" раствором глутарового аль-дегцца) позволит уменьяить скорость десорбции ЛВ в рану, тем самым увеличив пролонгацию деПствш покрытия. Скорость выхода ЛВ из пленки альгината натрия (K^-ICT3, с-*) падает с 4,78 до 1,49 при времени обработки покрытия "сшлЕащтл" раствором I мин., и до 0,61 - при обработке в течение 60 мин. С увеличением времени обработки "сшивающим" раствором, а следовательно с увеличением количества "мостиков" мезду,макромолекулами уменьшается К^ и, следовательно, замедляется десорбция ЛВ с покрытия. Изменение молекулярной массы (МЛ.) полимера тота влияет на скорость набухания его пленки и, следовательно, на десорбцда ЛВ из пленки данного полимера. При использовании альгината натрия с М.М, <= = 150-200 тнс. Кг = 4,3-Ю-3, а при использовании альгината натрия с М.М. = 50-100 тыс. К = 15,3*Ю"3. Следовательно, свойства

выбранных полимеров существенно влияют на пролонгацию действия ЛВ.

Как показал метод жидкостной хроматографии, добавление в композицию полимера-кровезаменителя впаивает замедление десорбции полимерной композиции во внешнюю среду. По скорости замедления десорбции полимеры-кровезаменители выстраиваются в ряд: дек-стран > волекам > пуллулан. Следовательно, внбирая полимеры (загустители) и используя их в смеси с кровезаменителями, можно управлять скоростью выхода ЛВ во внешнюю среду.

Проведетшй анализ экспериментальных данных по изучению кинетических закономерностей десорбции во Енешлюю среду компонентов лечебной композиции, наносимой на текстильный носитель, позволяет предположить, что ЛВ распределяется на покрытии следующим образом :

1. Первая часть ЛВ (5-10% от общего количества) находится на поверхности пленки полимера, она сразу переходит в раневое отделяемое при наложении покрытия на рану и создает "ударную дозу" ЛВ в ране, необходимую в ряде случаев но медицинским показаниям. "Ударная доза", то есть повышенное содержание ЛВ на поверхности пленки полгаера, создается за счет миграции растворенной части

ЛВ при высушивании пленки полимера вместе с уносом воды в процессе сушки после печати.

2. Вторая часть ЛВ (70-90%) находится в пленке полимера, и кинетика выхода зтой части ЛВ будет зависеть от свойств полимера, от структуры пленки, скорости набухания и растворения полимера и от свойств ЛВ (растворимость, агрегированиость).

3. Третья часть ЛВ находится на текстильном носителе и удерживается за счет сорбции на его разветвленной поверхности, чему спо-

собствуег структура трикотажного носителя. Десорбция этой части ЛВ будет зависеть от структуры текстильного носителя, природы волокнообразующего полимера, свойств ЛВ.

Для того чтобы проследить влияние растворимости ЛВ на скорость массопереноса во внешнюю среду, использовались известные малорастворимые антисептические препараты нитрофуранового ряда, имеющие схожую структуру, молекулярную массу, но различающиеся по своей растворимости.

Исследование влияния свойств JIB на пролонгацию лечебного действия покрытия показало, что с уменьшением растворимости ЛВ замедляется десорбция ЛВ во внешнюю среду (по аналогии с десорбцией диспермгах красителей с ткани при промывке во тешимо среду). (См. табл.3).

Таблица 3.

Изменение константы массопереноса ЛВ во внешнюю среду при нз"ененш! его растворимости

| | ¡Раство-'К «Ю-3, с"-1 i

Название ) Химическое строение J М.М.'римость!—-1-i

^ нодо.1 I Гп I

Фурацилин мДЗчм-' N'-H'H-C'^Mi 198 0,0220 4,30 4,10

Фурадонин - 238 0,0125 1,96 1,62

Фурягин 264 0,0077 1,13 0,92

Фурязолндон 225 0,0040 •0,86 0,46

Раневое отделяемое, в которое происходит десорбция лечебной композиции, имеет слоишй полиэлектролитннй состав, что будет оказывать влияние на скорость гыхода -1В в рану. Влияние электролитного состава внешней среды ив нанесенные на текстильный мат?-

риал полимеры различной химической природы при их выходе в рапу прослеживалось при исследовании термодинамических параметров взаимодействия раневого отделяемого и исследуемых полимеров - полисахаридов, загустителей и кровезаменителей, методом изучения углового распределения рассеянного растЕорпм спета по отношению к растворителю с последующей экстраполяцией полученных результатов по концентрационной и угловой зависимостям.

Этот метод позволяет установить роль мег.молекуляршлх взаимодействий в формировании физико-химических свойств системы полисахарид (загуститель, кровезаменитель) - белок (фибриноген). Раствором фибриногена моделировали раневое отделяемое, так как это основная составляющая плазмы крови и содержится в большом количестве в раневом отделяемом, bum проведены эксперименты по определению термодинамической устойчивости бннгрных систем (полисахарид (альгинат, Лй-КМЦ, декстраи) - 0,1 М раствор Ш, РН = 7 (так называемый физиологический раствор)) г. тройных систем (полисахарид - фибриноген - физиологический раствор). В таблице 4 приведет! термодинамические параметры взаимодействия компонентов тройных систем.

Таблица 4.

Термодинамические параметры тройных систем

Система ! , ! ! 24 экспер. ! А24 теор.

альгинат - фибриноген 1,27«10® 0.38.Ю8

альгинат - КМЦ I.08.I08 0.35.I08

КМЦ - фибриноген I.3MD7 3.34.I07

декстран - фибриноген 2.43.I05 2,88-Ю5

^24 ~ второй коэффициент вириального разложения по концентрациям одной из термодинамических переменных

В области небольшой концентрации полимеров физико-химические характеристики растворов можно количественно охарактеризовать при помощи вторых коэффициентов вириаяьного разложения (Л£4^ > которые являются основой избыточных химических потенциалов компонентов в снеси, огрвгюя изменение характера взаимодействия медду ними при смешении.

Из анализа данных по изучению термодинамической совместимости компонентов лечебной композиции и раневого отделяемого видно, что величины вторых вириальних коэффициентов положительны во всех случаях, что говорит о термодинамической неустойчивости данных систем, которая приведет к их фазовому расслоению. Причем неустойчивость увеличивается в ряпу дегсетран - КМЦ - апьгинат натрия. На основании полученных характеристик растворов можно предположить, что характер взаимодействия компонентов, нанесенных на по-вязгу, с ранси-ш отделяемые будет следующий: при наложении покрытия на рану будет происходить набухание и растворение полимеров под действием раневого отделяемого и постепенное высвобождение из полимерной матрицы ЛЗ, одного термодинамическая несовместимость биополимеров композиции с раневым отделяенлмне позволит полимерам выводиться из ранн кроветоком, и они лоть частично будут выводиться лимфатической жидкостью, содержащейся в раневом отделяемом в небольшом количестве и не содержащей белковых компонентов. Это приведет к возрастанию вязкости раневой жидкости и замедлит десорбцию ЛВ в рану. Ранее было показано, что добавление кровезаменителей в композицию замедляет десорбцию во внешнюю среду полимера (загустителя). На основании анализа термодинамических характеристик г,с.следуемых систем можно предположить, что добавление кровезаменителя в »'омпоз'.щто приводит к появлению "конкури-

рувдего агента". Декстран несовместим как с альгинатом натрия, так и с фибриногеном, однако степень несовместимости по отношению к этим веществам неодинакова (декстран более "совместим" с фибриногеном, чем с альгинатом и, ло-вццимому, "конкурирует" с альгинатом при взаимодействии с фибриногеном раневого отделяемого). Поскольку степень несовместимости различна, декстран будет взаимодействовать с раневым отделяемым и не позволит взаимодействовать альгинату с раневой жидкостью до полного своего удаления из раны.

Проведенный эксперимент показывает, что термодинамическая ситуация, возникающая при наложении покрытия с полимерной композицией на рану, обуславливает замедление выхода ЛВ в рану и способствует эффекту пролонгации лечебного действия.

Изучение кинетических закономерностей десорбции во внешнюю среду компонентов полимерной композиции показало, что после 100% выхода во внешнюю среду полимера продолжается высвобождение ЛВ (рис.1), что подтверждает ранее высказанное предположение о характере распределения ЛВ на покрытии (стрД)). Для определения компонентов полимерной композиции во внешней среде была разработана специальная методика, позволяющая отдельно отслеживать переход во внешнюю среду ЛВ и полимера.

На основании анализа Кн на начальном и конечном участках кинетической кривой, вычисленных энергий активации процесса десорбции ЛВ с покрытия во внешнюю среду был сделан вывод о том, что данный процесс не носит чисто диффузионного характера, а высвобождение ЛВ из подобных систем представляет собой сложный многостадийный процесс, включающий в себя диффузионный перенос ЛВ в набухающей и растворяющейся полимерной (загуститель, кровезамени-

тель) матрице, растворение самой матрицы и высвобождение ЛВ с текстильного носителя.

Учитывая отмеченные выше стадии и описывая их в общем ввде, кинетическую модель процесса высвобождения JIB во внешнюю среду можно представить следующим образом:

Диффузионный перенос J1B в набухающей и растворяющейся полимерной матрице описывается уравнением (I):

где ^ - коэффщиент диффузии ЛВ.

Растворение самой полимерной матрицы описывается уравнением

(2),

где ^ - константа растворения пленки полимера, I - средняя толщина полимерной пленки. Система уравнений (I) и (2) описывает поведение перевязочного материала в ране со следующими краевыми условиями:

M-Mdlrildt^it U M ' (3)

Cdbfi-- KCdt (4)

C4\t,t)' tilt) (5)j

где и tdi? - текущая и начальная концентрация ЛВ на лечебном материале,

t({ft) - средняя концентрация препарата в растворе, К - коэффициент распределения ЛВ между полимером (загустителем) и текстильным материалом, ¿si - толщина слоя проникновения ЛВ в текстильный носитель.

Урпвненне (3) характеризует поток J1B, переходящего с текстильного носителя во Енешнш среду с учетом распределения ЛВ ( tfillSji}) медиу текстильным носителем и полимером (загустителем) (4).

Условие (5) характеризует остаточное количество ЛВ на текстильном носителе, которое соответствует средней концентрации препарата в растворе в конечный момент процесса десорбции. Условия (3) - (5) соблюдаются при переводе ЛВ во внешнюю среду большого мо,дуля, когда изменением еязгости среди за счет растворения полимерной матрицы можно пренебречь. В реальных условиях, когда М раны - 5, краегып условия приобретают ввд (6) - (9).

N -¿Ш/j/^-- (6)

Cd М= С tie (?)

С fit (о) =1%{К (8)

Mh)-t> (9),

где К с, - коэффициент распределения ЛВ между внешней средой и полимером (загустителем).

При расчете К$ учитывалось изменение вязкости внешней среды от времени при растворении альгшата натрия.

Зависимость нарастания вязкости внешней среды от времени течения процесса была найдена в независимом эксперименте, что позволило найти зависимость меаду концентрацией ЛВ во внешней среде и ее вязкостью и рассчитать jCs.

Адекватность предложенной модели подтверждена экспериментально. На основании предложенной модели возможно прогнозировать кинетику десорбции ЛВ во внешнюю среду в зависимости от свойст: полимера (загустителя), текстильного носителя и ЛВ. За счет соот-

ветствующего подбора этих компонентов возможно достижение необходимого времени пролонгации ЛВ и использования данного вида лечебных покрытий при той или иной стадии течения раневого процесса.

В работе определены осиовше технологические параметры получения покрытий на роны и ожоги периодическим способом (методом печати через сетчатый шаблон на индивидуальном печатном столе) и полунепрерывным способом (методом ипредингования на шипредпнг-маиине) для различных ЛВ и полимеров. Все получмпше материалы показывают высокую антимикробную активность и длительные сроки пролонгации лечебного действия, убыстряют заживление ран. Работа внедрена на Воронежском химико-фармацевтическом заводе.

Вывода

Проведено научное обоснование целесообразности применения технологии печатания и аппретирования для получения лереаэзочных материалов с пролонгированным лечебным действием.

Разработана методика оценги пролонгации действия ЛВ; изучены кинетические закономерности перехода ЛВ в рану с покрытий, полученных при нанесении его диспергированным в геле полимера (загустителя) на текстилыий носитель, на основании чего доказано, что эффект пролонгации определяется наличием в лечебной композиции гелосбразуюгдего полимера, особенностью распределения ЛВ на понязке, спецификой взаимодействия гелеобразугащйх компонентов композиции с компонентами раневого отделяемого.

Показано, что эффект пролонгации зависит от.химического строенил, физической струг^-рн, 'молекулярной массы и концентрации гелеобразукцего полиэдре* С помадыв указаниях факторов, а

также путем введения в полимерную композицию полимеров-кровезаменителей можно регулировать скорость поступления № в рану.

Изучено влияние растворимости ЛВ на кинетику его десорбции в рану, и показано, что с уменьшением растворимости зф£ект пролонгации увеличивается.

На основании изучения кинетики массопереноса ЛВ и гелеобра-эуэдего полимера в раневое отделяемое разработана математическая модель, описывающая кинетику процесса десорбции ЛВ в рану, что позволяет регулировать время лечебного воздействия получаемых покрытий.

Проведены медико-биологические, токсикологические и клинические испытания данных перевязочных материалов. Разработаны и утверждены Минздравом РФ технические условия на промышленный выпуск повязок - торговое название - поли(|ункциональная салфетка "Колетекс". Получено разрешение Минздрава РФ на применение салфеток "Колетекс" в медицинской практике.

Основные результаты работы опубликованы

1. ЫмЩ М-, МЪ, ¿*М<п>и I. В. ^ Ии-ш1. ~ 1МГ-М, Ист.

2. Кричевский Г.Е., Савилова Л.Б., Олтаржевская Н.Д., Полицук А.Я., Иорданский А.Д. Новая технология получения текстильных материалов с пролонгированным лечебным действием, // Текстильная химия, 1992. - № I. - с.91-100.

3. Савилова Л.Б., Олтаркевская Н.Д., Полищук А,Я., Иорданский А.Л., Кричевский Т.Е. Исследование диффузии лекарственных препаратов из

повязок, полученных методом печати, во внешнюю среду. // Сб.науч.тр. НЖГМ. - М.: ЦНШЭИЛегпром, 1992. - с.

4. Спвилова Л.Б., Семенова М.Г., Олтаржевскал Н.Д. Исследование взаимодействия биосовместимых полисахарвдов с плазмой крови при использовании повязок "Колетекс". // Сб.науч.тр. НИИГМ. - М.: ЦШТЭИЛегпром, 1992. - с.

5. Прош1ша Л.Б., Олтаржевская Н.Д., Суббот ко O.A., Кричевский Г.Е. Влияние состава композиций, нанесенных на текстильный материал, на десорбцию из них биологически активных веществ. // Сб.науч.тр. НПО "Текстильгалаптерся". - 1,1.: ЦНИИГЭНЛегпром, 1990. - с.73-01. ;

6. Пронина Л.Б., Олтарлевскач Н.Д., Субботко O.A., Иорданский А.Л. Исследование переноса биологически активных веществ во внешнюю ! среду. // Сб.науч.тр. НПО "Текстильгплантерея". - М.: ЦШШТЭИЛег-пром, 1991. - с.10-15.

7. Олтаркевская Н.Д., Кричевский Г.Е., Васильева Т.С., СуЗбот-ко O.A.,.Прошила Л.Б., Рыльцев В.В., Филатов В.П. Использование методов шаблонной печати для получения текстильных материалов медицинского назначения. // Тез.докл. Ш1 Меддунар. конгресса текстильных химиков и колористов социалистических стран. - Пардуби-це (ЧСЗР), 1989.

8. Олтаряевская Н.Д., Васильева Т.С., Субботко O.A., Прошина Л.В., Рыльцев В.В. Новая технология получения перевязочных материалов методом текстильной печати. // Теэ.докл. IX Всесотзн.науч.симпозиума "Синтетические полимеры меди: imc кого назначения". - Звенигород, 1991. - е.63-64.

9. Сг.вилот Л.Е., Олтаржевская Н.Д., Разумовский Л.П., Иорданский А.Л., Кричевский Г.Е. Исследование механизма мзссопереноса лекарственных препаратов в рану при использовании повязок "Коле-

текс". // Теэ.докл. Всесоюзн.науч.конференции "Проблемы модификации природных и синтетических волокнообразущих полимеров". -М.: ИГИ, 1991. - с.94-95.

10. Савилова Л.Б., Семенова М.Г. Исследование взаимодействия биологически активных веществ с моделью раневого отделяемого. // Тез.докл. Всесоюзн.науч.конференции "Проблемы модификации природных и синтетических волокнообразующих полимеров". - М.: ИГИ, 1991. - с.93-94.