CS245378B1

CS245378B1 - Proteolytic wound cover

Info

Publication number: CS245378B1
Application number: CS918183A
Authority: CS
Inventors: Jaroslava Turkova; Jiri Stamberg
Original assignee: Jaroslava Turkova; Jiri Stamberg
Priority date: 1983-12-08
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1986-09-18

Abstract

Řešení se týká proteolytického krytu na rány ve formě zásypu, sloužícího k zakrytí a ošetřování hnisavých a nekrotických ran. Sestává z animálního nebo fungálního derivatizovaného chitinu a chitosanu v prachové formě o velikosti částic od 0,01 do 0,3 mm a obsahuje imobilizované proteasy. Enzymy chemicky vázané ve struktuře biopolymerního nosiče působí čištění rány rozpouštěním nežádoucích bílkovinových látek, zvláště fibrinu, nekrotických tkání, hnisu aj. Kromě toho se uplatňuje také absorpční a regenerační účinek zásypu. Je odsáván exsudát a hnis infikovaný bakteriemi do kapilárních prostorů mezi částečkami a do vlastní hmoty porézních částic. Chitin a chitosan se v ráně velmi zvolna depolymerují za vzniku monomernich složek', které se účinně zapojují do metabolických pochodů vědoucích k obnově kožních tkání.The solution concerns a proteolytic wound dressing in the form of a dressing, used for covering and treating purulent and necrotic wounds. It consists of animal or fungal derivatized chitin and chitosan in powder form with a particle size of 0.01 to 0.3 mm and contains immobilized proteases. Enzymes chemically bound in the structure of the biopolymer carrier act to clean the wound by dissolving unwanted protein substances, especially fibrin, necrotic tissues, pus, etc. In addition, the absorption and regeneration effect of the dressing is also applied. Exudate and pus infected with bacteria are sucked into the capillary spaces between the particles and into the mass of the porous particles themselves. Chitin and chitosan depolymerize very slowly in the wound to form monomeric components, which are effectively involved in metabolic processes leading to the renewal of skin tissues.

Description

Vynález se týká proteolytického krytu na rány biopolymerního typu ve formě zásypu, který se používá k zakrytí a ošetřování hnisavých a nekrotických ran.The invention relates to a proteolytic wound cover of the biopolymer type in the form of a backfill, which is used to cover and treat purulent and necrotic wounds.

Vedle klasických zásypů dvoj složkového typu, obsahujících jako základ například talek nebo škrob a jako účinnou látku například sulfonamid, antibiotikum nebo antimykotikum, doporučují se v současné době různé biopolymerní zásypové kryty na rány. Tyto nové přípravky využívají hlavně adsorpční nebo proteolytický princip případný kombinaci obou. Adsorpční účinek spočívá v odsávání tekutých složek hnisu a proteolytický účinek v enzymatickém rozkladu nežádoucích bílkovin exsudátu. Biopolymerní kryty uvedeného typu byly popsány například B. S. Jacobssonem a spol. ve Scand. J. Plast. Reconstr. Surg. 10, €5 až 72 (1976), H. Dautzengergem a spol. v čs. AO 237 604.In addition to conventional two-component type backfills, containing for example talc or starch as the base and, for example, sulfonamide, antibiotic or antifungal as the active ingredient, various biopolymer wound dressing covers are currently recommended. These new preparations mainly use the adsorption or proteolytic principle of a possible combination of both. The adsorption effect consists in aspiration of the liquid components of the pus and proteolytic effect in the enzymatic decomposition of unwanted exudate proteins. Biopolymer covers of this type have been described, for example, by B. S. Jacobsson et al. ve Scand. J. Plast. Reconstr. Surg. 10, pp. 5-72 (1976), by H. Dautzengerg et al. in MS. AO 237,604.

Jiným významným typem biopolymerního zásypu jsou přípravky na bázi chitinu, které popisuje L. L. Balassa v řadě patentových spisů ((DAS. 1 906 155 (1969), DAS. 1 906 159 (1970), Brit. 1 252 373 '(1971), US 3 632 754 (1972),. US 3 914 413 (1975)). Chitinový zásyp působí na zcela jiném základě než výše uvedené biopolymerní typy; jeho účinek je možno označit jako regenerační. Chytin se v ráně zvolna depolymeruje a jeho monomerni složky vstupují účinně do metabolismů probíhajících v poraněném místě. Takovým způsobem chitinový zásyp přispívá k obnově porušených kožních tkáni.Another important type of biopolymer backfill is chitin-based formulations described by LL Balassa in a number of patents ((DAS. 1 906 155 (1969), DAS. 1 906 159 (1970), Brit. 1 252 373 '(1971), US No. 3,632,754 (1972), U.S. Pat. No. 3,914,413 (1975)) The chitin backfill acts on a completely different basis from the aforementioned biopolymer types, which may be referred to as regenerative effect. In this way, chitin backfill contributes to the recovery of damaged skin tissues.

Omezení chitinových zásypů spočívá v jejich specifickém účinku, tj. v uplatnění jediného principu, regeneračního. Chitin se vyznačuje vysokou krystalinitou a jí odpovídající nízkou porozitou hmoty, takže zásypy na jeho bázi mají jen malý adsorpční účinek. Proteolytický princip čištění ran se u dosavadních chitinových zásypů neuplatňuje vůbec.The limitation of chitin powders lies in their specific effect, ie in the application of a single regenerative principle. Chitin is characterized by a high crystallinity and a correspondingly low porosity of the mass, so that the powders based on it have little adsorption effect. The proteolytic principle of wound cleaning is not applied at all to the existing chitin backfills.

Dosavadní nedostatky chitinových zásypů odstraňuje proteolytický kryt podle vynálezu.The prior art deficiencies of chitin backfill are overcome by the proteolytic cover of the invention.

Předmětem vynálezu je proteolytický kryt na rány na bázi chitinu nebo chitosanu vyznačený tím, že sestává z částic o velikosti 0,01 až 0,3 mm derivatizovaného chitinu nebo chitosanu s imobilizovariými enzymy typu proteas. Výhodná velikost částic je 0,05 až 0,15 mm.The subject of the invention is a proteolytic wound cover based on chitin or chitosan, characterized in that it consists of particles of 0.01 to 0.3 mm derivatized chitin or chitosan with immobilized protease-type enzymes. A preferred particle size is 0.05 to 0.15 mm.

Hlavní výhoda nového biopolymerního krytu na rány je v trojkombinaci léčivých účinků podle principů proteolytického, adsorpčňlho a regeneračního.The main advantage of the new biopolymer wound dressing is in the triple combination of healing effects according to the principles of proteolytic, adsorption and regeneration.

Proteolytický účinek ^e zajištuje imobilizaci proteas. Jako výchozí surovina se použije chitin animálního nebo fungálního původu ve formě prachu připraveného mletím a tříděním. Před zpracováním se provede s výhodou alkalická úprava chitinového prachu vedoucí k částečné deacetylaci N-acetylglukosaminových strukturních jednotek a uvolnění ionogennlch aminových skupin. Do chitinové struktury tak vstupují chitosanové strukturní jednot ky. Přítomnost primárních aminových skupin v polymerní struktuře významně zvyšuje chemickou reaktivitu biopolymeru pro aktivaci k vazbě proteas. Kvlastní imobilizaci je možno použít známých postupů popisovaných například W. L. Stanleyem a spol. viz Biotechnol. Bioeng.The proteolytic effect ensures immobilization of proteases. The starting material used is chitin of animal or fungal origin in the form of dust prepared by milling and sorting. Prior to treatment, the alkaline treatment of chitin dust is preferably carried out resulting in partial deacetylation of the N-acetylglucosamine structural units and release of ionic amino groups. Thus, chitosan structural units enter the chitin structure. The presence of primary amine groups in the polymeric structure significantly increases the chemical reactivity of the biopolymer for activation to protease binding. Quench immobilization may be accomplished by known procedures described, for example, by W. L. Stanley et al. see Biotechnol. Bioeng.

17, 315 (1975) , US 3 909 358 (1975) nebo R. A. A. Muzzarellim a spol. (Chitin, Pergamon Press, Oxford 1977, str. 199).17, 315 (1975), US 3,909,358 (1975) or R. A. A. Muzzarelli et al. (Chitin, Pergamon Press, Oxford 1977, p. 199).

Adsorpční účinek chitinových krytů nového typu se zvyšuje během pochodů vedoucích k imobilizaci proteas. Deacetylace, resp. aktivační derivatizace působí zvýšení porézní struktury biopolymerů. Dochází k ní uvolněním ionogenních aminových skupin osmotickým působením ve vodném prostředí a ztížením orientace polymerních řetězců obsahujících jiné funkční skupiny než acetylaminové dochází ke snížení krystalinity původního polymeru.The adsorption effect of chitin caps of the new type increases during the processes leading to immobilization of proteases. Deacetylation, respectively. activation derivatization causes an increase in the porous structure of the biopolymers. This is due to the release of ionic amine groups by osmotic action in an aqueous medium, and the orientation of polymer chains containing functional groups other than acetylamine is impaired and the crystallinity of the original polymer is reduced.

Regenerační účinek vlastní chitinovým zásypům zůstává zachován i u nového typu biopolymerního krytu. Poměrně nízký stupeň substituce strukturních jednotek potřebný k imobilizaci proteas a dosažení žádoucí enzymatické aktivity znamená, že ve struktuře biopolymeru zůstává velký podíl nezměněných strukturních jednotek, které se mohou pomalou enzymatickou depolymerací uvolňovat a přispívat k regeneraci kožních tkání. V čerstvých a starých hojících se ranách je přítomno dostatek lysozymu, který enzymaticky odbourává chitinové struktury. Uvolněné monomerní jednotky se zapojují do metabolismu hexosaminů, orientují a sítují kolagen. Je také známo, že uridinifosfo-N-acetylglukosamin je klíčovou látkou při biosynthese chondroitinsulfátů, kyseliny hyaluronové a glykoproteinů. Tyto pochody doprovázejí obnovu kožních tkání.The regenerative effect inherent in chitin backfill is maintained even with the new type of biopolymer cover. The relatively low degree of structural unit substitution required to immobilize proteases and achieve desirable enzymatic activity means that a large proportion of unchanged structural units remain in the biopolymer structure, which can be released by slow enzymatic depolymerization and contribute to skin tissue regeneration. In fresh and old healing wounds, enough lysozyme is present, which enzymatically breaks down chitin structures. The released monomer units are involved in the metabolism of hexosamines, orienting and cross-linking collagen. It is also known that uridiniphospho-N-acetylglucosamine is a key agent in the biosynthesis of chondroitin sulphates, hyaluronic acid and glycoproteins. These processes accompany the renewal of skin tissues.

V dalším je objasněn způsob výroby krytů podle vynálezu, ne však omezen, příklady provedení.In the following, the method of making the covers according to the invention is explained, but not limited, by way of example.

Příklad 1Example 1

Příprava krytu z animálniho chitinuPreparation of cover from animal chitin

100 g chitinu, izolovaného z krunýřů krabů a upraveného mletím a tříděním na velikost částic 0,05 až 0,15 mm 100 g, se promíchává s 2 litry 40% hydroxidu sodného NaOH při 115 °C 6 hodin v dusíkové atmosféře. Reakční směs se ochladí, produkt zfiltruje a promyje vodou do neutrální reakce. Za těchto podmínek dojde k cca 70% deacetylaci chitinu.100 g of chitin, isolated from crab shells and treated by milling and screening to a particle size of 0.05 to 0.15 mm of 100 g, are mixed with 2 liters of 40% sodium hydroxide at 115 ° C for 6 hours under a nitrogen atmosphere. The reaction mixture was cooled, the product was filtered and washed with water until neutral. Under these conditions, about 70% of the chitin deacetylation occurs.

Hydrolyzovaný produkt v množství odpovídajícím 15 g sušiny se naplní do kolony a promývá fosfátovým pufrem o pH 8,5 až pH eluátu se shoduje s pH přitékajícího pufru.The hydrolyzed product corresponding to 15 g solids is loaded onto the column and washed with phosphate buffer pH 8.5 until the pH of the eluate coincides with the pH of the inflow buffer.

Na kolonu se přivede směsný roztok sestávající z 15 ml používaného pufru, 15 ml roztoku obsahujícího 0,1 g chymotripsinu a 15 ml 4% glukalaldehydu, ponechá se zvolna protéci vrstvou a potom stát v klidu 1 hodinu. Po skončení imobílizace se vrstva promyje 500 ml používaného pufru a v promývání se pokračuje střídáním alkalického 0,1 M borátového pufru s obsahem 1 M chloridu sodného NaCl o pH 9 kyselého 0,1 M acetátového pufru s obsahem 1 M chloridu sodného NaCl o pH 4,5, aby se nevázaný enzym dokonale vymyl. V promývání se pokračuje až do nulové proteolytické aktivity aluátu a nakonec se produkt promyje 0,25 M borátovým pufrem o pH 8 a v suspenzi s tímto pufrem se lyofilizuje.A mixed solution consisting of 15 ml of buffer used, 15 ml of solution containing 0.1 g of chymotripsin and 15 ml of 4% glukalaldehyde is applied to the column, allowed to flow slowly through the bed and then to stand for 1 hour. After the immobilization is completed, the layer is washed with 500 ml of buffer used and the wash is continued by alternating with an alkaline 0.1 M borate buffer containing 1 M NaCl, pH 9 acidic 0.1 M acetate buffer containing 1 M NaCl, pH 4 5, to allow the unbound enzyme to wash out completely. Washing is continued until zero proteolytic activity of the aluate and finally the product is washed with 0.25 M borate buffer pH 8 and lyophilized in suspension with this buffer.

Příklad 2Example 2

Příprava krytu z fungálního chitinuPreparation of cover from fungal chitin

K přípravě krytu se použije mycelium houby Penicilium chrysogenum odpadající při výrobě penicilinu. Myoelární hmota se sterilizuje a extrakcí chloroformem za teploty místnosti se zbaví lipidických složek, zvláště tuků. Získaný produkt se promíchává s 1 N hydroxidu sodného 18 hodin při teplotě místnosti a po okyselení kyselinou chlorovodíkovou se čistí dialýzou. Mletím za mokra se chitinový materiál upraví na velikost částic 0,05 až 0,2 mm. Hydrolýza, imobílizace a závěrečná úprava se provede stejným způsobem jako v příkladu 1.The cover is prepared using the mycelium of the fungus Penicilium chrysogenum, which is lost during the manufacture of penicillin. The myoellar mass is sterilized and free of lipidic components, especially fats, by extraction with chloroform at room temperature. The product obtained is stirred with 1 N sodium hydroxide for 18 hours at room temperature and, after acidification with hydrochloric acid, purified by dialysis. By wet grinding, the chitin material is adjusted to a particle size of 0.05-0.2 mm. Hydrolysis, immobilization and finishing were carried out in the same manner as in Example 1.

Claims

A proteolytic wound dressing based on chitin or chitosan characterized in that it consists of particles of 0.01 to 0.3 mm derivatized chitin or chitosan with immobilized protease-type enzymes.