RO128361B1 - Collagen biomaterials with zeolite and essential oils for treating skin infections and process for preparing the same - Google Patents

Collagen biomaterials with zeolite and essential oils for treating skin infections and process for preparing the same Download PDF

Info

Publication number
RO128361B1
RO128361B1 ROA201101269A RO201101269A RO128361B1 RO 128361 B1 RO128361 B1 RO 128361B1 RO A201101269 A ROA201101269 A RO A201101269A RO 201101269 A RO201101269 A RO 201101269A RO 128361 B1 RO128361 B1 RO 128361B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
collagen
zeolite
oil
suspension
biomaterial
Prior art date
Application number
ROA201101269A
Other languages
Romanian (ro)
Other versions
RO128361A2 (en
Inventor
Alpaslan Durmuş Kaya
Mădălina Georgiana Albu
Zina Vuluga
Nizami Duran
Luminiţa Florica Albu
Ahmet Mert
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Textile Şi Pielărie-Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie-Încălţăminte
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Textile Şi Pielărie-Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie-Încălţăminte, Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Textile Şi Pielărie-Sucursala Institutul De Cercetare Pielărie-Încălţăminte
Priority to ROA201101269A priority Critical patent/RO128361B1/en
Publication of RO128361A2 publication Critical patent/RO128361A2/en
Publication of RO128361B1 publication Critical patent/RO128361B1/en

Links

Abstract

The invention relates to a collagen biomaterial for treating the skin infections produced by the bacteria S. aureus and P. aeruginosa and to a process for preparing the same. According to the invention, the biomaterial consists of a natural polymer - fibrillar collagen type I - as gel, with native triple helix structure, a natural tribomechanically activated zeolite - clinoptilolite, an Origanum or Thymbra spicata L. essential oil and a cross-linking agent. According to the invention, the process consists in treating the zeolite with essential oil, the resulting suspension is added to the collagen gel, is homogenized, the pH is adjusted to 7.4 and there is added distilled water until the final composition contains 1.2% collagen as dry substance and then it is cross-linked, after which the resulting composition as suspension is frozen immediately, is dried by lyophilization, there resulting a spongy collagen biomaterial.

Description

Invenția se referă la o compoziție de biomateriale colagenice spongioase, pe bază de zeolit natural și uleiuri esențiale cu acțiune antibacteriană împotriva Staphilococcus aureus și Pseudomonas aeruginosa, utilizate ca tratament natural pentru infecțiile pielii, și la un procedeu de obținere a acesteia.The invention relates to a composition of collagenous sponge biomaterials, based on natural zeolite and essential oils with antibacterial action against Staphilococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, used as a natural treatment for skin infections, and to a process for obtaining it.

Staphylococcus aureus este recunoscută ca una dintre cele mai importante bacterii patogene care contribuie serios la problema mondială a infecțiilor în spitale. S. aureus, în special S. aureus rezistent la meticilină (MRSA) este un patogen majoritar nosocomial (necesită spitalizare), care cauzează morbiditate și mortalitate în întreaga lume. Medicamentele antimicrobiene rezistente la stafilococi au ridicat o problemă gravă la nivel mondial. De exemplu, incidențele MRSA au crescut, și medicamentele cum arfi penicilinele, cefalosporinele au fost raportate ca fiind ineficiente în tratamentul infecțiilor stafilococice. în esență, multe tulpini MRSA au dobândit rezistență atât la beta-lactame, cât și la aminoglicozide.Staphylococcus aureus is recognized as one of the most important pathogenic bacteria that seriously contributes to the worldwide problem of hospital infections. S. aureus, especially methicillin-resistant S. aureus (MRSA) is a major nosocomial pathogen (requiring hospitalization), which causes morbidity and mortality worldwide. Antimicrobial drugs resistant to staphylococci have raised a serious problem worldwide. For example, the incidences of MRSA have increased, and drugs such as penicillins, cephalosporins have been reported to be ineffective in the treatment of staphylococcal infections. In essence, many MRSA strains have acquired resistance to both beta-lactams and aminoglycosides.

Pseudomonas aeruginosa, agentul patogen primar al omului din genul Pseudomonas, este larg răspândit în natură. Acesta ar putea coloniza la oamenii sănătoși, fără a provoca boli, dar este, de asemenea, și un agent patogen oportunist semnificativ, și o cauză majoră de infecții nosocomiale. P. aeruginosa este în mod regulat o cauză a pneumoniei nosocomiale, infecții nosocomiale ale tractului urinar, infecții chirurgicale, infecții ale arsurilor grave și infecții ale pacienților supuși la chimioterapie pentru boli neoplazice, sau terapie cu antibiotice.Pseudomonas aeruginosa, the primary human pathogen of the genus Pseudomonas, is widespread in nature. It may colonize in healthy people without causing disease, but it is also a significant opportunistic pathogen, and a major cause of nosocomial infections. P. aeruginosa is a regular cause of nosocomial pneumonia, nosocomial urinary tract infections, surgical infections, severe burn infections and infections of patients undergoing chemotherapy for neoplastic disease, or antibiotic therapy.

Deși P. aeruginosa este rar în flora normală umană, acesta este izolat frecvent la pacienții spitalizați. P. aeruginosa este unul dintre cele mai importante microorganisme care cauzează probleme clinice, ca urmare a rezistenței sale ridicate la agenții antimicrobieni. Apariția pe scară largă de tulpini de P. aeruginosa rezistente la antibiotice este o problemă de îngrijorare crescândă în spitale. Din păcate, nu există măsuri specifice pentru prevenirea infecțiilor nosocomiale pseudomone. în ciuda disponibilității unei varietăți de agenți antimicrobieni eficienți, P. aeruginosa prezintă frecvent rezistență la multiplii agenți antimicrobieni. Infecția gravă datorată tulpinilor de P. aeruginosa, care prezintă rezistență la toate antimicrobienele antipseudomone, este o problemă din ce în ce mai gravă.Although P. aeruginosa is rare in normal human flora, it is frequently isolated in hospitalized patients. P. aeruginosa is one of the most important microorganisms that cause clinical problems, due to its high resistance to antimicrobial agents. The widespread occurrence of antibiotic-resistant P. aeruginosa strains is a growing concern in hospitals. Unfortunately, there are no specific measures to prevent pseudomonal nosocomial infections. Despite the availability of a variety of effective antimicrobial agents, P. aeruginosa frequently exhibits resistance to multiple antimicrobial agents. Serious infection due to strains of P. aeruginosa, which has resistance to all antipicrobial antimicrobials, is an increasingly serious problem.

Medicamentele pentru tratamentul infecțiilor cu P. aeruginosa sunt antibiotice aminoglicozide, cum ar fi tobramicina și gentamicina. Sunt active împotriva Pseudomonas și diverse peniciline, inclusiv carbenicilina, ticarcilina, piperacilina, mezlocilina și azlocilina. în plus, cefalosporinele de generația III sunt utilizate pe scară largă în tratamentul infecțiilor pseudomone, dar recent a fost observată o rezistență crescută față de antibioticele antipseudomone, cum arfi cefalosporinele de generația a treia. Din aceste motive, sunt cercetate în mod continuu noi medicamente și terapii.Medicines for the treatment of P. aeruginosa infections are aminoglycoside antibiotics, such as tobramycin and gentamicin. They are active against Pseudomonas and various penicillins, including carbenicillin, ticarcilin, piperacillin, mezlocillin and azlocillin. In addition, generation III cephalosporins are widely used in the treatment of pseudomonas infections, but recently increased resistance to antipseudomone antibiotics such as third generation cephalosporins has been observed. For these reasons, new drugs and therapies are continuously being investigated.

în ultimele secole, medicamentele pentru infecții au fost administrate sistemic. Dezavantajul mare al administrării sistemice este distribuirea uniformă în întregul corp, ceea ce produce efecte toxice secundare nedorite asupra organelor sănătoase. în scopul de a reduce toxicitatea, concentrația medicamentului trebuie să fie cât mai redusă, dar acest lucru poate duce la o cantitate insuficientă de medicamente în organele bolnave. Soluția pentru rezolvarea acestei probleme este aplicarea locală de medicamente pe suprafața afectată. Sistemele topice de eliberare a medicamentelor sunt utilizate pentru a produce efecte locale pe suprafața pielii sau mucoaselor (acțiune topică). Moleculele de substanță activă pătrund în stratul cornos, difuzează spre țesuturile țintă din proximitatea locului de aplicare și, astfel, are loc efectul terapeutic. Pentru a obține efectele topice ale produselor administrate local, până în prezent au fost folosite diferite sisteme de eliberare a medicamentelor, lichide (emulsii, soluții, suspensii), solide (pulberi, matrice, membrane) sau cu forme semirigide (geluri, hidrogeluri).In recent centuries, medicines for infections have been systemically administered. The major disadvantage of systemic administration is the even distribution throughout the body, which produces undesirable toxic side effects on healthy organs. In order to reduce toxicity, the concentration of the drug should be as low as possible, but this may result in insufficient amount of drug in the diseased organs. The solution to solve this problem is the local application of drugs on the affected area. Topical drug delivery systems are used to produce local effects on the surface of the skin or mucous membranes (topical action). The molecules of active substance penetrate into the stratum corneum, diffuse to the target tissues in the vicinity of the place of application, and thus the therapeutic effect occurs. To achieve the topical effects of locally administered products, so far, different drug delivery systems have been used, liquids (emulsions, solutions, suspensions), solids (powders, matrices, membranes) or semi-rigid forms (gels, hydrogels).

RO 128361 Β1 în infecții severe ale rănilor, administrarea sistemică de medicamente poate conduce 1 la o concentrație de medicamente insuficientă în țesutul afectat, sau la efecte secundare din cauza medicamentelor și a toxicității sistemice. O soluție de succes pentru această problemă 3 a fost găsită în aplicarea locală de medicamente, prin urmare, au fost realizate sisteme de cedare a medicamentelor care au la bază un suport și un medicament (antibiotic/antiseptic) 5 pentru controlarea infecției.In severe wound infections, systemic drug administration may lead to insufficient drug concentration in the affected tissue, or to side effects due to drugs and systemic toxicity. A successful solution to this problem 3 has been found in the local application of medicines, therefore, delivery systems of drugs based on a support and a drug (antibiotic / antiseptic) 5 have been developed to control the infection.

Majoritatea dispozitivelor medicale utilizate în eliberarea locală de medicamente au 7 un suport polimeric, vehicul ideal pentru eliberare, datorită biodegradabilității acestuia. Polimerii sunt clasificați ca fiind naturali (proteine, polizaharide și lipide) și sintetici (biodegra- 9 dabili și non-biodegradabili). Datorită biocompatibilității și biodegradabilității sale excelente, structurii binecunoscute și caracteristicilor biologice, colagenul este un suport adecvat pentru 11 eliberarea de medicamente, oferind avantajul unui biomaterial natural cu proprietăți hemostatice și de vindecare a rănilor. 13 în medicina de astăzi, infecțiile și leziunile pielii și țesuturilor moi care au nevoie de tratament local se vindecă mai ales cu medicamente antibacteriene, care ucid sau inhibă 15 dezvoltarea bacteriilor, ciupercilor și virușilor. Sistemele de eliberare a medicamentelor pe bază de colagen, pentru administrarea locală, au încorporate medicamente cum arfi tetra- 17 ciclina, doxiciclina, rolitetraciclina, minociclina, metronidazolul, ceftazidime, cefotaxim, gentamicina, amicacina, tobramicina, vancomicina, clorhexidină, rosuvastatina, riboflavina, pilo- 19 carpina. în plus față de medicamente au fost folosite, pentru tratamentul local în condiții diferite, factori de creștere, hormoni, gene și lipozomi. 21Most of the medical devices used in local drug delivery have 7 polymeric support, the ideal vehicle for release, due to its biodegradability. Polymers are classified as natural (proteins, polysaccharides and lipids) and synthetic (biodegradable and non-biodegradable). Due to its excellent biocompatibility and biodegradability, well-known structure and biological characteristics, collagen is an appropriate support for drug delivery, offering the advantage of a natural biomaterial with hemostatic and wound healing properties. In today's medicine, infections and lesions of the skin and soft tissues that need local treatment are mostly cured with antibacterial drugs, which kill or inhibit the development of bacteria, fungi and viruses. Collagen-based drug delivery systems for local administration have incorporated drugs such as tetra- 17 cyclin, doxycycline, rolitetracycline, minocycline, metronidazole, ceftazidime, cefotaxim, gentamicin, amicacin, tobramycin, vancomycin, rosorlastine, ros chloroflavin, pile- 19 carpentry. In addition to drugs, growth factors, hormones, genes and liposomes have been used for local treatment under different conditions. 21

Deși mulți cercetători investighează potențiale strategii care ar putea fi alternativă la terapia cu antibiotice pentru tratamentul infecțiilor locale, bacteriile au devenit tot mai 23 rezistente la antibiotice. Mai mult decât atât, există un număr tot mai mare de persoane ce resping utilizarea medicamentelor sintetice în favoarea remediilor naturale. 25Although many researchers are investigating potential strategies that could be an alternative to antibiotic therapy for the treatment of local infections, bacteria have become increasingly resistant to antibiotics. Moreover, there is a growing number of people rejecting the use of synthetic drugs in favor of natural remedies. 25

Trebuie subliniat faptul că uleiurile esențiale, colagenul și zeolitul sunt compuși naturali, materiale non-toxice și ecologice pentru oameni și pentru mediu. 27It should be emphasized that essential oils, collagen and zeolite are natural compounds, non-toxic and environmentally friendly materials for humans and the environment. 27

Brevetul US 0077281 descrie plasturi medicali folosiți pentru tratarea răcelilor, prin eliberarea uleiuriloresențiale, prin evaporare. Acest plasture cuprinde un strat suport (perme- 29 abil la gaze și vapori de apă) și o matrice polimerică hidrofilă conectată cu stratul suport (cu proprietăți de adeziune sensibile la presiune). Plasturii pot vindeca răceala prin aromo- 31 terapie, dar nu și infecțiile pielii. Brevetul WO 02062361 se referă la o compoziție care conține propolis și uleiuri esențiale, cu capacitate antivirală. Brevetul WO 9817262 prezintă un 33 transportator de ulei esențial, în formă de plasture pentru piele. Această invenție constă în utilizarea uleiurilor aromoterapeutice cu aplicare topică, pentru a reduce simptomele „jet-lag 35 în timpul călătoriilor de lungă durată, sau pentru ameliorarea anxietății, insomniei, arsurilor la stomac, detoxifiere și energizarea organismului. Brevetele descrise mai sus au avantajul 37 de a dezvolta produse care vindecă prin aromoterapie, au proprietăți antivirale și reduc simptomele „jet-lag, dar în comparație cu invenția noastră, nu au capacitatea de a trata 39 infecția și a regenera țesuturile deteriorate, în același timp. Brevetul FR 2743722 descrie o mască cosmetică de consistență cremoasă, pe bază de argilă și ulei esențial, pentru trata- 41 mentul acneei. Brevetul AU 259508 se referă la ambalaje din materiale active, care sunt constituite din polietilenă, polipropilenă, poliester, poliamidă și alte substraturi pe bază de 43 hidrocarburi încorporate în amestecuri ulei esențial/zeolit preparate prin reacția gaz-solid.US Patent No. 0077281 discloses medical patches used to treat colds, by releasing essential oil, by evaporation. This patch comprises a support layer (permeable to gas and water vapor) and a hydrophilic polymeric matrix connected to the support layer (with pressure-sensitive adhesion properties). The patches can cure colds through aromatherapy, but not skin infections. WO 02062361 relates to a composition containing propolis and essential oils, with antiviral capacity. WO 9817262 discloses a 33 essential oil carrier in the form of patches for the skin. This invention involves the use of topical application aromatherapeutic oils to reduce the symptoms of jet-lag 35 during long-term travel, or to relieve anxiety, insomnia, heartburn, detoxification and energizing the body. The patents described above have the advantage of 37 developing products that cure by aromatherapy, have antiviral properties and reduce the symptoms of "jet lag", but in comparison with our invention, they do not have the ability to treat the infection and to regenerate the damaged tissues, in the same time. Patent FR 2743722 describes a cosmetic mask of creamy consistency, based on clay and essential oil, for the treatment of acne. AU 259508 relates to packages of active materials, which are made of polyethylene, polypropylene, polyester, polyamide and other substrates based on 43 hydrocarbons incorporated in essential oil / zeolite mixtures prepared by the gas-solid reaction.

Aceste materiale sunt eficiente pentru extinderea prospețimii și îmbunătățirea calității fruc- 45 telor, legumelor și florilor proaspete. Brevetul US 034149 descrie un material din ulei esențial încorporat în folie de plastic, pentru protecția sau conservarea produselor de horticultură și 47 a alimentelor. Combinații ale uleiului esențial și zeolit sunt utilizate, de asemenea, în produsele cosmetice și industria ambalajelor, cu rezultate bune, dar ele nu pot fi utilizate în medi- 49 cină, ca dispozitive medicale pentru tratamentul infecțiilor pielii.These materials are effective in extending freshness and improving the quality of fresh fruits, vegetables and flowers. US Patent No. 034149 discloses an essential oil material incorporated in plastic foil for the protection or preservation of horticultural products and 47 foods. Combinations of essential oil and zeolite are also used in cosmetics and the packaging industry, with good results, but they cannot be used in medicine as medical devices for the treatment of skin infections.

RO 128361 Β1RO 128361 Β1

Prepararea biomaterialelor colagenice în diferite forme (spongioase, membrane) au fost prezentate în multe brevetele anterioare. De exemplu, brevetul US 6969523 descrie biomateriale pe bază de colagen și glicozaminoglicani, pentru regenerare cutanată, brevetul US 4412947 se referă la un material sub formă de folie poroasă de colagen, utilizată ca pansament pentru răni, arsuri și hemostatic, brevetul US 0168400 prezintă obținerea pansamentelor pe baza de colagen/rășini sintetice utilizate în tratamentul mai multor tipuri de răni, cum arfi rănile accidentale sau cele ce rezultă din escare. Un alt pansament pentru vindecarea rănilor cronice se bazează pe celulozele oxidate și colagen, acestea fiind descrise în brevetul EP 1325754. Deși au fost dezvoltate multe dispozitive medicale pe bază de colagen, pentru a fi folosite ca pansamente, acestea nu conțin uleiuri esențiale, zeolit sau combinația lor, care să aibă rolul de tratare a infecției. Avantajul invenției noastre este că biomaterialul dezvoltat nu repară doar țesutul deteriorat, ci tratează și infecția produsă de S. aureus și P. aeruginosa.The preparation of collagen biomaterials in different forms (sponges, membranes) has been presented in many previous patents. For example, US Patent No. 6969523 discloses collagen and glycosaminoglycan-based biomaterials for skin regeneration, US Patent No. 4412947 relates to a material in the form of porous collagen foil, used as a dressing for wounds, burns, and hemostatic, US Patent No. 0168400. collagen-based dressings / synthetic resins used in the treatment of several types of wounds, such as accidental wounds or stents. Another wound dressing for chronic wounds is based on oxidized cellulose and collagen, as described in EP 1325754. Although many collagen-based medical devices have been developed for use as bandages, they do not contain essential oils, zeolite or their combination, which has the role of treating the infection. The advantage of our invention is that the developed biomaterial not only repairs damaged tissue, but also treats the infection caused by S. aureus and P. aeruginosa.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în selectarea suportului polimeric (colagenul), a zeolitului (clinoptilolit, activat tribomecanic) și a uleiurilor esențiale (Thymbra spicata L. Și Origanum syriacum L. var. bevanii), și combinarea lorîn proporții astfel determinate încât să rezulte biomateriale cu acțiune antibacteriană și proprietăți absorbante.The technical problem solved by the invention consists in selecting polymeric support (collagen), zeolite (clinoptilolite, tribomechanically activated) and essential oils (Thymbra spicata L. and Origanum syriacum L. var. Bevanii), and combining them in such proportions that to produce biomaterials with antibacterial action and absorbent properties.

Biomaterialele colagenice, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că sunt constituite din următoarele componente, exprimate în procente gravimetrice raportate la 100% colagen substanță uscată:The collagen biomaterials, according to the invention, remove the disadvantages mentioned by the fact that they consist of the following components, expressed in gravimetric percentages related to 100% dry collagen:

a) un polimer natural, colagen fibrilar tip I, obținut din derma pielii de vițel, sub formă de gel, cu structură nativă triplu helicoidală, cu un conținut de 2...2,5% colagen substanță uscată,a) a natural polymer, fibrillar collagen type I, obtained from calf skin dermis, in gel form, with native triple helical structure, with a content of 2 ... 2,5% dry collagen,

b) 0,5...1% zeolit natural, clinoptilolit tribomecanic activat care, sub formă de suspensie 0,5...1% în apă distilată, se amestecă în colagenul gel,b) 0.5-1% natural zeolite, activated tribomechanical clinoptilolite which, in suspension form 0.5-1% in distilled water, is mixed in collagen gel,

c) 2...4% ulei esențial de O. syriacum sau 4...8% ulei de 7. spicata care, sub formă de soluție 40...50% în alcool etilic, se adaugă peste componentul b), șic) 2 ... 4% essential oil of O. syriacum or 4 ... 8% oil of 7. spicata which, in the form of a 40 ... 50% solution in ethyl alcohol, is added over component b), and

d) 0,002...0,003% agent de reticulare, ales dintre glutaraldehidă, formaldehidă și acid tanic, care se amestecă în compoziția finală sub formă de soluție 0,2...0,3% în apă distilată.d) 0.002 ... 0.003% cross-linking agent, selected from glutaraldehyde, formaldehyde and tannic acid, which is mixed in the final composition as a solution of 0.2 ... 0.3% in distilled water.

Procedeul de obținere a biomaterialelor colagenice spongioase constă în aceea că, în prealabil, zeolitul se tratează cu ulei esențial prin amestecarea suspensiei de zeolit în apă distilată cu soluția de ulei esențial în alcool etilic, pentru ca uleiul să fie adsorbit în cavitățile zeolitului, și să fie eliberat controlat. Suspensia rezultată se adaugă peste colagenul gel, se omogenizează, se ajustează la pH-ul de 7,4 cu hidroxid de sodiu 1M, și se adaugă apă distilată până ce compoziția finală conține 1,2% colagen substanță uscată, apoi se adaugă agent de reticulare. Compoziția obținută, sub formă de suspensie, se îngheață imediat la -2O...-6O°C, după care se usucă prin liofilizare, 24...48 h, la presiunea de 0,1...0,001 mbar și temperatura finală de 3O...35°C.The process for obtaining spongy collagen biomaterials consists in that, prior to that, the zeolite is treated with essential oil by mixing the suspension of zeolite in distilled water with the solution of essential oil in ethyl alcohol, so that the oil is adsorbed in the zeolite cavities, and be released under control. The resulting slurry is added over collagen gel, homogenized, adjusted to pH 7.4 with 1M sodium hydroxide, and distilled water is added until the final composition contains 1.2% dry collagen, then a blending agent is added. crosslinking. The obtained composition, in suspension form, is immediately frozen at -2O ...- 6O ° C, after which it is dried by lyophilization, 24 ... 48 h, at a pressure of 0.1 ... 0.001 mbar and the final temperature from 3O ... 35 ° C.

Biomaterialele rezultate au o structură spongioasă (fig. 1), cu dimensiunea porilor deThe resulting biomaterials have a spongy structure (fig. 1), with pore size

10...100 pm (fig. 2B). Biomaterialele prezintă cel puțin 96% structură triplu helicoidală (fig. 3), și eliberează gradat uleiul esențial adsorbit în structura zeolitului (fig. 4A). Densitatea biomaterialelor este de aproximativ 0,055 g/cm3, și ele absorb mai mult de 3400% apă, aproximativ 34 g/g, raportat la colagen substanță uscată (fig. 5). Rezultatele microbiologice (fig. 6) demonstrează că, față de antibiotic, biomaterialele conform invenției prezintă o activitate antibacteriană mult mai bună pentru ambele bacterii studiate, P. aeruginosa și S. aureus. Mai mult, biomaterialele s-au dovedit eficiente în tratarea escarelor de decubit (fig. 7).10 ... 100 pm (fig. 2B). The biomaterials have at least 96% triple helical structure (fig. 3), and gradually release the essential oil adsorbed into the zeolite structure (fig. 4A). The density of the biomaterials is about 0.055 g / cm 3 , and they absorb more than 3400% water, about 34 g / g, compared to the dry matter collagen (fig. 5). The microbiological results (Fig. 6) show that, compared to the antibiotic, the biomaterials according to the invention show a much better antibacterial activity for both bacteria studied, P. aeruginosa and S. aureus. Furthermore, biomaterials have been shown to be effective in treating decubitus scales (Fig. 7).

RO 128361 Β1RO 128361 Β1

Scurtă descriere a desenelor 1Brief description of the drawings 1

Fig. 1 prezintă biomaterialul spongios obținut prin liofilizarea unei suspensii conținând colagen, zeolit și ulei de O. syriacum. 3Fig. 1 shows the spongy biomaterial obtained by lyophilizing a suspension containing collagen, zeolite and O. syriacum oil. 3

Fig. 2 prezintă imagini de microscopie electronică a biomaterialului spongios obținut prin liofilizarea unei suspensii conținând (A) colagen, (B) colagen, zeolit și ulei de O. 5 syriacum.Fig. 2 shows electron microscopy images of the spongy biomaterial obtained by lyophilizing a suspension containing (A) collagen, (B) collagen, zeolite and O. 5 syriacum oil.

Fig. 3 prezintă spectrul FT-IR al biomaterialului spongios obținut prin liofilizarea unei 7 suspensii conținând colagen, zeolit și ulei de O. syriacum. Raportul absorbantelor între amida III și amida corespunzătoare la 1450 cm'1 prezintă o structură triplu helicoidală cu o 9 integritate de aproximativ 96%.Fig. 3 shows the FT-IR spectrum of the spongy biomaterial obtained by lyophilizing a suspension containing 7 collagen, zeolite and O. syriacum oil. The ratio of the absorbents between the amide III and the corresponding amide at 1450 cm -1 has a triple helical structure with an integrity of about 96%.

Fig. 4 prezintă capacitatea de eliberare a uleiurilor de O. Syriacum (stânga) și de 7. 11 spicata L. (dreapta), absorbite în prealabil pe zeolit, din colagen (A), în comparație cu uleiurile Origanum syriacum L. var. bevanii (stânga) și T. spicata L. (dreapta), amestecate 13 direct cu colagen (B), determinat prin TGA în condiții izoterme (2 h la 30°C).Fig. 4 shows the release capacity of the oils of O. Syriacum (left) and 7. 11 spicata L. (right), previously absorbed on zeolite, from collagen (A), compared to the oils of Origanum syriacum L. var. bevanii (left) and T. spicata L. (right), mixed 13 directly with collagen (B), determined by TGA under isothermal conditions (2 h at 30 ° C).

Fig. 5 prezintă absorbția de apă a biomaterialelor care conțin: 15Fig. 5 presents the water absorption of biomaterials containing: 15

a) doar colagen (Coli);a) only collagen (Coli);

b) colagen, zeolit și ulei de T. Spicata L. (Coll-Z-T), și 17b) collagen, zeolite and oil of T. Spicata L. (Coll-Z-T), and 17

c) colagen, zeolit și ulei de O. Syriacum (Coll-Z-O).c) collagen, zeolite and O. Syriacum oil (Coll-Z-O).

Fig. 6 prezintă influența uleiurilor esențiale asupra activității microbiene, unde: 19 (A) arată că biomaterialul care conține doar colagen și ulei de O. syriacum nu are efect asupra P. aeruginosa; 21 (B) arată că biomaterialul care conține doar colagen și ulei de O. Syriacum nu are efect asupra S. aureus; 23 (C) prezintă activitatea antimicrobiană a biomaterialului care conține colagen, zeolit și ulei de O. syriacum asupra P. aeruginosa; 25 (D) prezintă activitatea antimicrobiană a biomaterialului care conține colagen, zeolit și ulei de O. syriacum asupra S. aureus; 27 (E) prezintă activitatea antimicrobiană a biomaterialului care conține colagen, zeolit și ulei de T. spicata L. asupra P. aeruginosa; 29 (F) prezintă activitatea antimicrobiană a biomaterialului care conține colagen, zeolit și ulei de T. spicata L. asupra S. aureus. 31Fig. 6 shows the influence of the essential oils on the microbial activity, where: 19 (A) shows that the biomaterial containing only collagen and O. syriacum oil has no effect on P. aeruginosa; 21 (B) shows that biomaterial containing only collagen and oil of O. Syriacum has no effect on S. aureus; 23 (C) shows the antimicrobial activity of the biomaterial containing collagen, zeolite and O. syriacum oil on P. aeruginosa; 25 (D) shows the antimicrobial activity of the biomaterial containing collagen, zeolite and O. syriacum oil on S. aureus; 27 (E) shows the antimicrobial activity of the biomaterial containing collagen, zeolite and T. spicata L. oil on P. aeruginosa; 29 (F) shows the antimicrobial activity of the biomaterial containing collagen, zeolite and T. spicata L. oil on S. aureus. 31

Fig. 7 prezintă evoluția unei escare de decubit: a) ca atare și tratată cu biomaterial din colagen, zeolit și ulei de T. spicata L. la b) 2 săptămâni și c) 4 săptămâni. 33Fig. 7 presents the evolution of a decubitus ladder: a) as such and treated with biomaterial from collagen, zeolite and T. spicata L. oil at b) 2 weeks and c) 4 weeks. 33

Avantajele invenției în raport cu stadiul tehniciiThe advantages of the invention in relation to the prior art

Aplicarea invenției conduce la următoarele avantaje: 35Application of the invention leads to the following advantages: 35

- reducerea efectului toxic al medicamentelor sintetice prin utilizarea unor componente naturale prietenoase corpului uman și mediului (colagen, zeolit natural și uleiuri 37 esențiale extrase din plante);- reducing the toxic effect of synthetic drugs by using natural components that are friendly to the human body and the environment (collagen, natural zeolite and 37 essential oils extracted from plants);

-obținerea unor sisteme naturale cu proprietăți inteligente, manifestate prin eliberarea 39 controlată a uleiurilor esențiale și acțiune antibacteriană controlată, cu aplicații în medicină, chirurgie, cosmetică; 41- obtaining natural systems with intelligent properties, manifested by the controlled release 39 of the essential oils and controlled antibacterial action, with applications in medicine, surgery, cosmetics; 41

- regenerarea țesutului, datorită colagenului, echilibrarea pH-ului pielii afectate, datorită acțiunii de schimb ionic a zeolitului, și tratarea infecțiilor produse de bacteriile P. 43 aeruginosa și S. aureus, datorită acțiunii antibacteriene a uleiurilor esențiale;- tissue regeneration, due to collagen, balancing the pH of the affected skin, due to the ion exchange action of zeolite, and treatment of infections caused by P. 43 aeruginosa and S. aureus bacteria, due to the antibacterial action of the essential oils;

- procedeul conform invenției este simplu, aplicabil la temperatura camerei 45 (23...28°C), timp de maximum 48 h, cu consum redus de energie și cu aparatură simplă, specifică obținerii și caracterizării biomaterialelor. 47- The process according to the invention is simple, applicable at room temperature 45 (23 ... 28 ° C), for a maximum of 48 hours, with low energy consumption and with simple equipment, specific for obtaining and characterizing biomaterials. 47

RO 128361 Β1RO 128361 Β1

Descrierea detaliată a invențieiDetailed description of the invention

Colagenul fibrilar tip I, sub formă de gel obținut din piele bovină, având o concentrație de colagen de 0,8...2,5% (w/w), este de preferat să fie utilizat în această invenție. Grăsimile și cenușa ar trebui să lipsească. pH-ul gelului este de 1,5...3,8.Fibrillar collagen type I, in the form of gel obtained from bovine skin, having a collagen concentration of 0.8 ... 2.5% (w / w), is preferred to be used in this invention. Fat and ash should be lacking. The pH of the gel is 1.5 ... 3.8.

Zeolitul utilizat în această invenție este un zeolit natural, clinoptilolit, care ar trebui să aibă o duritate Mohs de 3,5...4, o densitate specifică de 2,1...2,6 g/cm3 și următoarea compoziție: Na2O 2,1...3,4%; K2O 4,1...5,2%; AI2O3 11,3...12,1%; SiO2 66,7...67,1%; H2OThe zeolite used in this invention is a natural zeolite, clinoptilolite, which should have a Mohs hardness of 3.5 ... 4, a specific density of 2.1 ... 2.6 g / cm 3 and the following composition: Na 2 O 2.1 ... 3.4%; K 2 O 4.1 ... 5.2%; AI 2 O 3 11.3 ... 12.1%; SiO 2 66.7 ... 67.1%; H 2 O

6.5.. .13.3%, MgO 0...1,1%; CaO 0...4,9% și FeO 0...2,7%.6.5 .. .13.3%, MgO 0 ... 1.1%; CaO 0 ... 4.9% and FeO 0 ... 2.7%.

O varietate de uleiuri esențiale potfi utilizate cu efecte favorabile în această invenție. Uleiurile esențiale preferate sunt obținute din T. spicata și O. syriacum în special datorită efectului bacterian împotriva P. aeruginosa și S. aureus, și a activității lor antioxidante. Compoziția uleiului de T. spicata L. ar trebui să aibă 70...72% carvacrol, 8...10% o-cymene,A variety of essential oils can be used with favorable effects in this invention. Preferred essential oils are obtained from T. spicata and O. syriacum, mainly due to the bacterial effect against P. aeruginosa and S. aureus, and their antioxidant activity. The oil composition of T. spicata L. should have 70 ... 72% carvacrol, 8 ... 10% o-cymene,

3.. .7% y-terpinene, 0,3...1,4% β-myrcene, 0,2...0,6% thymol, și uleiul de O. syriacum ar trebui să aibă 41 ...45% carvacrol, 10...16% cymene, 4,2...4,8% γ-terpinene, 12...14% thymol și 2...3% caryophyllene.3 .. .7% y-terpinene, 0.3 ... 1.4% β-myrcene, 0.2 ... 0.6% thymol, and O. syriacum oil should have 41 ... 45% carvacrol, 10 ... 16% cymene, 4.2 ... 4.8% γ-terpinene, 12 ... 14% thymol and 2 ... 3% caryophyllene.

Invenția va fi explicată mai în detaliu prin următoarele exemple.The invention will be explained in more detail by the following examples.

Exemplul 1 în această invenție a fost utilizat un gel de colagen fibrilar tip I cu o concentrație gravimetrică de 2%, 98% apă și pH-ul de aproximativ 2...3. O suspensie de zeolit natural, clinoptilolit activat termomecanic (de tip Megamin) a fost preparat anterior, prin amestecarea a 0,5% zeolit (raportat la colagen substanță uscată) cu apă distilată, 2% ulei de O. syriacum (raportat la colagen substanță uscată) a fost dizolvat în 40% etanol, și 6,7% din această soluție a fost amestecată cu 6,7% suspensie de zeolit în apă. După omogenizare, suspensia obținută a fost încorporată în gel, pH-ul a fost ajustat la 7,4 cu IM hidroxid de sodiu, și a fost adăugată apă până când compoziția finală a avut 1,2% colagen, apoi a fost reticulată cu 0,25% glutaraldehidă. Suspensia a fost imediat înghețată la aproximativ -40°C. Liofilizarea a avut loc la 0,001 mbar și temperatura finală de 35°C. Biomaterialul rezultat a fost o folie spongioasă cu proprietăți absorbante și efect antibacterian asupra bacteriilor S. aureus și P. aeruginosa.Example 1 In this invention a type I fibrillar collagen gel with a gravimetric concentration of 2%, 98% water and a pH of about 2 ... 3 was used. A suspension of natural zeolite, thermomechanically activated clinoptilolite (Megamin type) was previously prepared by mixing 0.5% zeolite (relative to collagen in dry matter) with distilled water, 2% oil in O. syriacum (relative to collagen in substance dried) was dissolved in 40% ethanol, and 6.7% of this solution was mixed with 6.7% suspension of zeolite in water. After homogenization, the obtained suspension was incorporated into the gel, the pH adjusted to 7.4 with IM sodium hydroxide, and water was added until the final composition had 1.2% collagen, then cross-linked with 0 , 25% glutaraldehyde. The suspension was immediately frozen at about -40 ° C. Lyophilization took place at 0.001 mbar and the final temperature of 35 ° C. The resulting biomaterial was a sponge foam with absorbent properties and antibacterial effect on S. aureus and P. aeruginosa bacteria.

Exemplul 2Example 2

Suspensia a fost obținută prin procesul descris în exemplul 1, exceptând cantitatea de ulei de O. syriacum utilizat, care a fost 4% (raportat la colagen substanță uscată). Procesul de înghețare și de liofilizare au fost similare cu cele descrise în exemplul 1. Biomaterialul rezultat a fost o formă spongioasă cu proprietăți absorbante și efect antibacterian asupra bacteriilor S. aureus și P. aeruginosa.The suspension was obtained by the process described in Example 1, except for the amount of O. syriacum oil used, which was 4% (relative to dry collagen). The freezing and freeze-drying process were similar to those described in Example 1. The resulting biomaterial was a spongy form with absorbent properties and antibacterial effect on S. aureus and P. aeruginosa bacteria.

Exemplul 3Example 3

Suspensia a fost obținută ca în procedeul descris în exemplul 2, cu excepția faptului că uleiul utilizat a fost de T. spicata. Procesele de înghețare și liofilizare au fost similare cu cele descrise în exemplul 1. Biomaterialul rezultat a fost o formă spongioasă, cu proprietăți absorbante și efecte antibacteriene asupra S. aureus.The suspension was obtained as in the procedure described in Example 2, except that the oil used was T. spicata. The freezing and freeze-drying processes were similar to those described in Example 1. The resulting biomaterial was a spongy form, with absorbent properties and antibacterial effects on S. aureus.

Exemplul 4Example 4

Suspensia a fost preparată prin procedeul descris în exemplul 3, cu excepția cantității de ulei de T. spicata utilizate, care a fost de 8% (raportată la colagen substanță uscată). Procesele de înghețare și liofilizare au fost similare cu cele descrise în exemplul 1. Biomaterialul rezultat a fost spongios, cu proprietăți absorbante și antibacteriene asupra bacteriilor S. aureus și P. aeruginosa.The slurry was prepared by the process described in Example 3, except for the amount of T. spicata oil used, which was 8% (relative to dry collagen). The freezing and freeze-drying processes were similar to those described in Example 1. The resulting biomaterial was spongy, with absorbent and antibacterial properties on the S. aureus and P. aeruginosa bacteria.

Biomaterialul obținut în această invenție este un pansament cu proprietăți antimicrobiene pentru răni care absorb exudatul, ajutând la vindecarea rănii.The biomaterial obtained in this invention is a dressing with antimicrobial properties for wounds that absorb the exudate, helping to heal the wound.

Claims (2)

Revendicări 1Claims 1 1. Biomateriale colagenice spongioase, pe bază de zeolit natural și uleiuri esențiale, 3 caracterizate prin aceea că au următoarea compoziție, exprimată în procente gravimetrice raportate la 100% colagen substanță uscată: 51. Spongy collagen biomass materials, based on natural zeolite and essential oils, 3 characterized in that they have the following composition, expressed in gravimetric percentages related to 100% dry collagen: 5 a) colagen fibrilar tip I, un polimer natural, obținut din derma pielii de vițel, sub formă de gel, cu structură nativă triplu helicoidală, cu un conținut de 2...2,5% colagen substanță 7 uscată,a) fibrillar collagen type I, a natural polymer, obtained from the calf skin dermis, in gel form, with native triple helical structure, with a content of 2 ... 2,5% collagen 7 dry substance, b) 0,5...1 % zeolit natural, clinoptilolit activat tribomecanic, 9b) 0.5 ... 1% natural zeolite, tribomechanically activated clinoptilolite, 9 c) 2...4% ulei esențial de Origanum syriacum L. var. bevanii sau 4...8% ulei dec) 2 ... 4% essential oil of Origanum syriacum L. var. beverages or 4 ... 8% oil Thymbra spicata L., și 11Thymbra spicata L., and 11 d) 0,002...0,003% agent de reticulare, selectat dintre glutaraldehidă, formaldehidă și acid tanic. 13d) 0.002 ... 0.003% cross-linking agent, selected from glutaraldehyde, formaldehyde and tannic acid. 13 2. Procedeu de obținere a biomaterialelor colagenice cu zeolit și uleiuri esențiale, având compoziția definită în revendicarea 1, caracterizat prin aceea că, în prealabil, 15 zeolitul, sub formă de suspensie 0,5...1% în apă distilată, se tratează cu ulei esențial sub formă de soluție 40...50% în alcool etilic, pentru ca uleiul săfieadsorbitîn cavitățile zeolitului, 17 și să fie eliberat controlat, suspensia rezultată se adaugă peste colagenul gel, se omogenizează, se ajustează pH-ul la 7,4 cu hidroxid de sodiu 1M, și se adaugă apa distilată până ce 19 compoziția finală conține 1,2% colagen substanță uscată, apoi se reticulează cu agent de reticulare, care se amestecă în compoziția finală, sub formă de soluție 0,2...0,3% în apă 21 distilată, suspensia obținută se îngheață imediat la -2O...-6O°C, după care se usucă prin liofilizare, 24...48 h, la presiunea de 0,1 ...0,001 mbar și temperatura finală de 3O...35°C. 232. Process for obtaining collagen biomaterials with zeolite and essential oils, having the composition defined in claim 1, characterized in that, prior to this, 15 zeolites, in the form of suspension 0.5 ... 1% in distilled water, are treated. with essential oil in the form of a 40 ... 50% solution in ethyl alcohol, for the oil to be absorbed into the zeolite cavities, 17 and to be released controlled, the resulting suspension is added over collagen gel, homogenized, pH adjusted to 7, 4 with 1M sodium hydroxide, and add distilled water until 19 the final composition contains 1.2% dry collagen, then crosslink with crosslinking agent, which is mixed in the final composition as a 0.2 solution. .0.3% in distilled water 21, the obtained suspension is immediately frozen at -2O ...- 6O ° C, then dried by lyophilization, 24 ... 48 h, at a pressure of 0.1 ... 0.001 mbar and final temperature of 3O ... 35 ° C. 2. 3
ROA201101269A 2011-11-29 2011-11-29 Collagen biomaterials with zeolite and essential oils for treating skin infections and process for preparing the same RO128361B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201101269A RO128361B1 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Collagen biomaterials with zeolite and essential oils for treating skin infections and process for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201101269A RO128361B1 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Collagen biomaterials with zeolite and essential oils for treating skin infections and process for preparing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO128361A2 RO128361A2 (en) 2013-05-30
RO128361B1 true RO128361B1 (en) 2018-08-30

Family

ID=48484051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201101269A RO128361B1 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Collagen biomaterials with zeolite and essential oils for treating skin infections and process for preparing the same

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO128361B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RO128361A2 (en) 2013-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Boateng et al. Advanced therapeutic dressings for effective wound healing—a review
CA2524184C (en) Microbial cellulose wound dressing comprising phmb
Chopra et al. Strategies and therapies for wound healing: a review
CN101249274B (en) Preparation of bletilla striata polyose water gelatin of promoting wound healing and uses thereof
US20050019380A1 (en) Microbial cellulose wound dressing for treating chronic wounds
CA2630147C (en) Compositions for disrupting and inhibiting reconstitution of wound biofilm
RU2422133C1 (en) Hydrophylic gel, method of its obtaining (versions), wound covering and based on it bandage means
JPH04502569A (en) Gel formulation for wound treatment
JP2010512865A (en) Wound or tissue dressing containing lactic acid bacteria
Dave et al. Biomedical evaluation of a novel nitrogen oxides releasing wound dressing
Singh Gamma radiation synthesis and characterization of gentamicin loaded polysaccharide gum based hydrogel wound dressings
RU2437681C1 (en) Wound covering with therapeutic action
CN111068103B (en) Long-acting antibacterial gel dressing for operation wound and preparation method thereof
AU2021105727A4 (en) A method of preparation of Silk Fibroins coated with Hybrid chitosan-ZnO nanoparticles for wound dressing.
AU2013255442A1 (en) Wound dressings
Zhang et al. Emerging delivery strategies of platelet-rich plasma with hydrogels for wound healing
JP4486304B2 (en) Microbial cellulosic wound dressings for the treatment of chronic wounds
Sehgal et al. Drug delivery dressings
CN112546282A (en) Cationic polymer medical antibacterial dressing and preparation method thereof
Onishi et al. Novel textiles in managing burns and other chronic wounds
CN109432483B (en) Medical dressing for accelerating wound healing and preparation method and application thereof
Voncina et al. Active textile dressings for wound healing
Buyana et al. Antibiotics encapsulated scaffolds as potential wound dressings
US20130018334A1 (en) Biodegradable wound care products with biocompatible artificial skin treatment and healing accelerator
Sopata et al. Modern methods of conservative treatment of pressure ulcers