RU2541103C1 - Carbon sorbent having antibacterial and antimycotic properties and method for production thereof - Google Patents
Carbon sorbent having antibacterial and antimycotic properties and method for production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541103C1 RU2541103C1 RU2014110419/15A RU2014110419A RU2541103C1 RU 2541103 C1 RU2541103 C1 RU 2541103C1 RU 2014110419/15 A RU2014110419/15 A RU 2014110419/15A RU 2014110419 A RU2014110419 A RU 2014110419A RU 2541103 C1 RU2541103 C1 RU 2541103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- carbon
- glycolic acid
- antibacterial
- hemosorbent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения углеродных сорбентов с антибактериальными и антимикотическими свойствами на основе пористых углеродных материалов. Предназначено для применения в медицине и ветеринарии.The invention relates to a technology for producing carbon sorbents with antibacterial and antimycotic properties based on porous carbon materials. Designed for use in medicine and veterinary medicine.
В связи с экологическим неблагополучием окружающей среды и развитием различных инфекционных заболеваний в настоящее время остро стоит проблема сохранения здоровья человека. Поэтому разработка эффективных сорбционных материалов с биоспецифическими свойствами по-прежнему актуальна. Данные материалы могут использоваться в методах сорбционной детоксикации организма: гемосорбции, энтеросорбции, аппликационной сорбции (вульнеросорбции). Известно, что углеродные материалы проявляют высокую сорбционную активность в отношении патогенных микроорганизмов низкой и средней молекулярной массы и вырабатываемых ими токсинов.In connection with the ecological troubles of the environment and the development of various infectious diseases, the problem of maintaining human health is currently an acute problem. Therefore, the development of effective sorption materials with biospecific properties is still relevant. These materials can be used in methods of sorption detoxification of the body: hemosorption, enterosorption, application sorption (volunosorption). It is known that carbon materials exhibit high sorption activity against pathogenic microorganisms of low and medium molecular weight and the toxins produced by them.
Для регулирования адсорбционной способности углеродного сорбента, повышения эффективности биоспецифического действия сорбента необходимо химическое модифицирование его поверхности. В качестве модификаторов применяют биосовместимые нетоксичные вещества, проявляющие активность в отношении патогенной микрофлоры различной природы. Высокое биоспецифическое взаимодействие разрабатываемых материалов с патологическими белками, с клетками патогенных микроорганизмов достигается за счет свойств функциональных групп модификатора и пористой структуры углеродного сорбента.To regulate the adsorption capacity of a carbon sorbent, to increase the efficiency of the biospecific action of the sorbent, chemical modification of its surface is necessary. As modifiers, biocompatible non-toxic substances are used, which are active against pathogenic microflora of various nature. High biospecific interaction of the developed materials with pathological proteins, with cells of pathogenic microorganisms is achieved due to the properties of the functional groups of the modifier and the porous structure of the carbon sorbent.
За последние годы возрос интерес к полимерным материалам, применяемым в качестве модификаторов. Это связано с разработкой пролонгированных лекарственных препаратов на основе полимерных носителей [Landfester К. Miniemulsions for nanoparticle synphesis // Top Curr Chem. - 2003. - Vol.227. - P.75-124; Magdalena Stevanovic′, Ines Bracko, Marina Milenkovic Multifunctional PLGA particles containing poly(L-glutamic acid)-capped silver nanoparticles and ascorbic acid with simultaneous antioxidative and prolonged antimicrobial activity // Acta Biomaterialia 10 (2014) 151-162].In recent years, interest in polymer materials used as modifiers has increased. This is due to the development of long-acting drugs based on polymer carriers [Landfester K. Miniemulsions for nanoparticle synphesis // Top Curr Chem. - 2003 .-- Vol.227. - P.75-124; Magdalena Stevanovic ′, Ines Bracko, Marina Milenkovic Multifunctional PLGA particles containing poly (L-glutamic acid) -capped silver nanoparticles and ascorbic acid with simultaneous antioxidative and prolonged antimicrobial activity // Acta Biomaterialia 10 (2014) 151-162].
Из полимеров медицинского назначения получают хирургические нити, пленочные материалы как покрытия на раны и ожоги, нетканые материалы, ортопедические термопластичные импланты, пластины, винты, штифты и др. Так, известны композиции и способы получения активированной полимерной наночастицы для целенаправленной доставки лекарственного средства, где наночастица включает биосовместимый полимер, представляющий собой один или несколько сложных полиэфиров, выбранных из группы, содержащей полимолочную кислоту, полигликолевую кислоту, сополимер молочной и гликолевой кислот и их комбинации (патент РФ 2473331).Surgical threads, film materials as coatings for wounds and burns, non-woven materials, orthopedic thermoplastic implants, plates, screws, pins, etc. are obtained from medical polymers. For example, compositions and methods for producing an activated polymer nanoparticle for targeted drug delivery, where the nanoparticle includes a biocompatible polymer, representing one or more polyesters selected from the group consisting of polylactic acid, polyglycolic acid, co Emer lactic and glycolic acids, and combinations thereof (RF Patent 2473331).
Гликолевая кислота входит в состав композиций для ухода за полостью рта (патент РФ 2460512) и для изготовления барьерных покрытий в виде несущей полимерной пленки (патент РФ 2435811). Кроме того, гликолевая кислота - антисептическое и дезинфицирующее средство (патент РФ 2359704), используется в косметологии при пилинге для омоложения кожи (патент РФ 2253437).Glycolic acid is included in the compositions for caring for the oral cavity (RF patent 2460512) and for the manufacture of barrier coatings in the form of a carrier polymer film (RF patent 2435811). In addition, glycolic acid is an antiseptic and disinfectant (RF patent 2359704), used in cosmetology for peeling to rejuvenate the skin (RF patent 2253437).
С целью создания новых материалов проведена модификация полисахарида хитозана прививкой гликолевой кислоты с ее последующей поликонденсацией при термообработке без использования каталитических количеств тяжелых металлов (Богомолова Т.Б., Козлова Н.В., Чвалун С.Н. Модификация хитозана прививкой гликолевой кислоты с ее последующей поликонденсацией в процессе термообработки // Высокомолекулярные соединения, серия Б, 2009. Т.51. №9. С.1695-1703). Данные пленки, синтезированные из сополимера хитозана и полигликолевой кислоты, представляют интерес для медицины в качестве разделительных мембран.In order to create new materials, the chitosan polysaccharide was modified by grafting glycolic acid with its subsequent polycondensation during heat treatment without using catalytic amounts of heavy metals (Bogomolova TB, Kozlova N.V., Chvalun S.N. Modification of chitosan by grafting glycolic acid with its subsequent polycondensation in the heat treatment process // High-molecular compounds, series B, 2009. V.51. No. 9. S.1695-1703). These films synthesized from a copolymer of chitosan and polyglycolic acid are of interest for medicine as separation membranes.
Выбор гликолевой кислоты (ГК) в качестве модификатора обусловлен ее свойствами, отвечающими требованиям медицины: нетоксичность; наличие гидроксильных групп, способных вступать в реакцию поликонденсации с образованием биологически активного полимера (олигомера) с противовоспалительными, антибактериальными свойствами; хорошая растворимость в водных растворах; близкое подобие по химическому составу с биополимерами (например, белками).The choice of glycolic acid (HA) as a modifier is due to its properties that meet the requirements of medicine: non-toxicity; the presence of hydroxyl groups capable of entering into a polycondensation reaction with the formation of a biologically active polymer (oligomer) with anti-inflammatory, antibacterial properties; good solubility in aqueous solutions; close similarity in chemical composition with biopolymers (e.g. proteins).
Наиболее близким к предлагаемому сорбенту является углеродный сорбент с антибактериальными свойствами в виде гранул округлой формы, который содержит поливинилпирролидон в количестве 4,5-5,5%, характеризуется удельной адсорбционной поверхностью менее 50 м2/г и общим объемом пор менее 0,30 см3/г (патент РФ 2481848, прототип).Closest to the proposed sorbent is a carbon sorbent with antibacterial properties in the form of round granules, which contains polyvinylpyrrolidone in an amount of 4.5-5.5%, characterized by a specific adsorption surface of less than 50 m 2 / g and a total pore volume of less than 0.30 cm 3 / g (RF patent 2481848, prototype).
Способ получения углеродного сорбента с антибактериальными свойствами включает пропитку гранул углеродного гемосорбента раствором модификатора и высушивание продукта и отличается тем, что пропитку гранул проводят 0,2-1,0% раствором инициатора в N-винилпирролидоне при pH 7,0-7,5, остаточном давлении 15-20 мм рт.ст. и соотношении гемосорбент:раствор инициатора в N-винилпирролидоне 1:1,4-2,0 в течение 15-30 минут с последующим подъемом температуры до 65-75°C, выдержкой при этой температуре в течение 0,5-8 часов в инертной атмосфере и отмывкой в воде от остаточного мономера при комнатной температуре в течение 0,5-2 часов.A method of producing a carbon sorbent with antibacterial properties involves impregnating granules of carbon hemosorbent with a modifier solution and drying the product, and characterized in that the granules are impregnated with a 0.2-1.0% initiator solution in N-vinylpyrrolidone at a pH of 7.0-7.5, residual pressure 15-20 mm Hg and the ratio of hemosorbent: initiator solution in N-vinylpyrrolidone 1: 1.4-2.0 for 15-30 minutes, followed by a rise in temperature to 65-75 ° C, holding at this temperature for 0.5-8 hours in an inert atmosphere and washing in water from the residual monomer at room temperature for 0.5-2 hours.
Целью изобретения является разработка углеродного сорбента с выраженными антибактериальными и антимикотическими свойствами.The aim of the invention is the development of a carbon sorbent with pronounced antibacterial and antimycotic properties.
Предлагаемый способ получения углеродного сорбента с антибактериальными и антимикотическими свойствами включает пропитку гранул углеродного гемосорбента 10-50% водным раствором гликолевой кислоты (заполнение пор по влагоемкости, статические условия) в течение 7-9 часов при комнатной температуре, соотношение гемосорбент:раствор ГК составляет 1:1. Затем проводится сушка в течение часа при 100-110°C. Поликонденсация гликолевой кислоты на углеродном сорбенте протекает в 2 этапа: при температуре 185-205°C в течение 1 часа и при температуре 215-235°C - не менее 5 часов.The proposed method for producing a carbon sorbent with antibacterial and antimycotic properties involves the impregnation of carbon hemosorbent granules with 10-50% aqueous glycolic acid solution (pore filling by moisture capacity, static conditions) for 7-9 hours at room temperature, the ratio of hemosorbent: HA solution is 1: one. Then drying is carried out for an hour at 100-110 ° C. The polycondensation of glycolic acid on a carbon sorbent proceeds in 2 stages: at a temperature of 185-205 ° C for 1 hour and at a temperature of 215-235 ° C for at least 5 hours.
Предлагаемый модифицированный углеродный сорбент с антибактериальными и антимикотическими свойствами представляет собой гранулы округлой формы, содержит полигликолид в количестве не менее 5%, характеризуется удельной адсорбционной поверхностью не более 250 м2/г и общим объемом пор не более 0,50 см3/г.The proposed modified carbon sorbent with antibacterial and antimycotic properties is a round granule, contains polyglycolide in an amount of at least 5%, is characterized by a specific adsorption surface of not more than 250 m 2 / g and a total pore volume of not more than 0.50 cm 3 / g.
Отличительными признаками данного изобретения являются:Distinctive features of this invention are:
- использование в качестве исходного материала углеродного гемосорбента с развитой удельной адсорбционной поверхностью 300-400 м2/г и суммарным объемом пор не менее 0,4 см3/г (ВНИИТУ-1);- the use of carbon hemosorbent as a starting material with a developed specific adsorption surface of 300-400 m 2 / g and a total pore volume of at least 0.4 cm 3 / g (VNIITU-1);
- модифицирование поверхности углеродного гемосорбента водным раствором гликолевой кислоты с ее последующей поликонденсацией при термообработке. Процесс модифицирования проводится в несколько стадий:- modification of the surface of the carbon hemosorbent with an aqueous solution of glycolic acid with its subsequent polycondensation during heat treatment. The modification process is carried out in several stages:
- пропитка гранул углеродного гемосорбента 10-50% водным раствором гликолевой кислоты в статических условиях в течение 7-9 часов при комнатной температуре, соотношении гемосорбент:раствор ГК 1:1;- impregnation of carbon hemosorbent granules with 10-50% aqueous glycolic acid solution under static conditions for 7-9 hours at room temperature, hemosorbent: HA solution 1: 1;
- сушка сорбента, пропитанного водным раствором гликолевой кислоты, в течение часа при 100-110°C;- drying the sorbent impregnated with an aqueous solution of glycolic acid for an hour at 100-110 ° C;
- поликонденсация гликолевой кислоты на углеродном сорбенте в 2 стадии: при температуре 185-205°C в течение 1 часа, при температуре 215-235°C - не менее 5 часов, на песчаной бане.- polycondensation of glycolic acid on a carbon sorbent in 2 stages: at a temperature of 185-205 ° C for 1 hour, at a temperature of 215-235 ° C - at least 5 hours, in a sand bath.
Модифицирование углеродного гемосорбента по предлагаемому способу модификатором - гликолевой кислотой - с ее последующей поликонденсацией, изменяет как химическую природу поверхности углеродной матрицы, так и его пористую структуру. Результаты, иллюстрирующие изменения параметров пористой структуры и химического состава образцов углеродного сорбента, полученных по прототипу и после модифицирования раствором гликолевой кислоты, в соответствии с примерами настоящего изобретения, приведены в таблице 1.Modification of the carbon hemosorbent according to the proposed method with a modifier — glycolic acid — with its subsequent polycondensation, changes both the chemical nature of the surface of the carbon matrix and its porous structure. The results illustrating changes in the parameters of the porous structure and chemical composition of carbon sorbent samples obtained according to the prototype and after modification with a glycolic acid solution, in accordance with the examples of the present invention, are shown in table 1.
Основные текстурные характеристики - удельная адсорбционная поверхность, суммарный объем пор и распределение пор по размерам - определены по изотермам адсорбции-десорбции азота, полученным на приборе «Gemini 2380». Расчет величины адсорбционной удельной поверхности проведен по уравнению БЭТ.The main texture characteristics — specific adsorption surface, total pore volume, and pore size distribution — are determined by the nitrogen adsorption-desorption isotherms obtained using the Gemini 2380 instrument. The calculation of the adsorption specific surface area is carried out according to the BET equation.
На фиг.1(а) представлен ЯМР 13С спектр полимера гликолевой кислоты в твердой фазе (получен на спектрометре "Advance-400"). Сигнал с химическим сдвигом 167 м.д. принадлежит карбоксильному углероду полимера. Метиленовые углероды полимера поглощают в области ~60 м.д. Неразрешенный сигнал с химическим сдвигом ~64 м.д. отвечает одной из концевых групп CH2 полимера, а именно ОСН2СООН. Выбранные условия модифицирования позволяют получить олигомеры (гексамеры) гликолевой кислоты.Figure 1 (a) shows the 13 C NMR spectrum of the glycolic acid polymer in the solid phase (obtained on an Advance-400 spectrometer). Signal with a chemical shift of 167 ppm belongs to the carboxylic carbon of the polymer. The methylene carbon of the polymer is absorbed in the region of ~ 60 ppm. Unresolved signal with a chemical shift of ~ 64 ppm corresponds to one of the terminal groups of the CH 2 polymer, namely, OCH2COOH. The selected modification conditions make it possible to obtain oligomers (hexamers) of glycolic acid.
На фиг.1(б) представлен ЯМР 13С спектр гликолевой кислоты после десорбции с модифицированного сорбента при контакте с 0,9% NaCl в течение 3 часов (1) и 24 часов (2). Согласно результатам после контакта с модифицированным сорбентом в течение суток в раствор переходит менее 0,1% гликолевой кислоты (слабые узкие синглетные пики в области 8 и 4 м.д, относящиеся к гликолевой кислоте, на фоне огромного и широкого пика воды), что доказывает прочное закрепление модификатора (гликолевой кислоты) в пористой структуре сорбента.Figure 1 (b) presents the 13 C NMR spectrum of glycolic acid after desorption from the modified sorbent in contact with 0.9% NaCl for 3 hours (1) and 24 hours (2). According to the results, after contact with the modified sorbent during the day, less than 0.1% glycolic acid passes into the solution (weak narrow singlet peaks in the region of 8 and 4 ppm, related to glycolic acid, against the background of a huge and wide peak of water), which proves strong fixation of the modifier (glycolic acid) in the porous structure of the sorbent.
Для исследуемых образцов получены термогравиметрические кривые на приборе DTG-60 Н «Shimadzu»: на фиг.2(а) - термограммы немодифицированного сорбента; на фиг.2(б) - сорбента, модифицированного гликолевой кислотой с ее последующей поликонденсацией. В отличие от немодифицированного, для образца сорбента, модифицированного гликолевой кислотой с ее последующей поликонденсацией, присутствует экзоэффект в диапазоне температур 250-320°C. По литературным данным присутствие данного пика на термограмме объясняется разложением и деструкцией нанесенного полимера гликолевой кислоты (Matthias Epple, Oliver Herzberg // J. Appl Biomater. 1998. 43. P 83-88).For the samples under study, thermogravimetric curves were obtained on a DTG-60 H Shimadzu instrument: in Fig. 2 (a), thermograms of an unmodified sorbent; figure 2 (b) - sorbent modified with glycolic acid with its subsequent polycondensation. In contrast to unmodified, for a sample of the sorbent modified with glycolic acid with its subsequent polycondensation, an exoeffect is present in the temperature range 250-320 ° C. According to published data, the presence of this peak in the thermogram is explained by the decomposition and destruction of the supported glycolic acid polymer (Matthias Epple, Oliver Herzberg // J. Appl Biomater. 1998. 43. P 83-88).
Таким образом, комплексом физико-химических методов установлено, что процесс модифицирования углеродного гемосорбента гликолевой кислотой с последующей поликонденсацией приводит к образованию полигликолида на углеродной поверхности. Это обуславливает антибактериальные и антимикотические свойства полученного углеродного сорбента.Thus, a set of physicochemical methods has established that the process of modifying the carbon hemosorbent with glycolic acid followed by polycondensation leads to the formation of polyglycolide on the carbon surface. This determines the antibacterial and antimycotic properties of the obtained carbon sorbent.
Проведены стендовые микробиологические испытания исследуемых образцов модифицированного гемосорбента в Центральной научно-исследовательской лаборатории Государственного бюджетного учреждения высшего профессионального образования Омской государственной медицинской академии Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ЦНИЛ ОмГМА).Microbiological bench tests of the studied samples of modified hemosorbent were carried out at the Central Research Laboratory of the State Budgetary Institution of Higher Professional Education of the Omsk State Medical Academy of the Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation (TsNIL OmGMA).
Антибактериальные свойства исследуемых образцов изучали по отношению к тест-микроорганизмам грамположительных, грамотрицательных бактерий и к смеси этих культур, предварительно исследованных на устойчивость к антибиотикам в течение времени.The antibacterial properties of the studied samples were studied in relation to test microorganisms of gram-positive, gram-negative bacteria and to a mixture of these cultures, previously tested for antibiotic resistance over time.
В работе использованы грамположительные тест-микроорганизмы (Staphylococcus aureus, стафилококк золотистый) и грамотрицательные тест-микроорганизмы (Pseudomonas aeruginosa, синегнойная палочка; Klebsiella pneumonia, клебсиелла пневмонии, Escherichia coli, кишечная палочка). Кроме того, исследована смесь испытуемых культур. Все штаммы, выделенные из клинического материала, антибиотикорезистентны.We used gram-positive test microorganisms (Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus) and gram-negative test microorganisms (Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas aeruginosa; Klebsiella pneumonia, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Escherichia coli). In addition, a mixture of test cultures was investigated. All strains isolated from clinical material are antibiotic resistant.
Антимикотические (противогрибковые) свойства исследуемых образцов изучены по отношению к патогенным дрожжеподобным грибам. Испытуемые грибковые культуры рода Candida: Candida albicans и Candida krusei.Antimycotic (antifungal) properties of the studied samples were studied in relation to pathogenic yeast-like fungi. Test fungal cultures of the genus Candida: Candida albicans and Candida krusei.
Идентификацию микроорганизмов проводили на тест-системах производства PLIVA - Lachema Diagnostica (Чехия) в компьютерной программе «МИКРОБ Автомат».The identification of microorganisms was carried out on test systems manufactured by PLIVA - Lachema Diagnostica (Czech Republic) in the computer program "MICROB Automatic".
Все исследуемые смеси испытуемых культур готовили смешением равных объемов приготовленных рабочих концентраций микробных клеток с перемешиванием. Перемешивание смеси культур осуществляли на вортекс-встряхивателе ELMI.All test mixtures of test cultures were prepared by mixing equal volumes of prepared working concentrations of microbial cells with stirring. Mixing of the culture mixture was carried out on an ELMI vortex shaker.
Рабочее разведение для опыта: бактериальные клетки ~103 КОЕ (колоний образующих единиц) в 1 мл, культуры рода Candida - 280-360 КОЕ в 1 мл. Контролем служили посевы рабочих разведений испытуемых культур.Working dilution for the experiment: bacterial cells ~ 10 3 CFU (colonies of forming units) in 1 ml, cultures of the genus Candida - 280-360 CFU in 1 ml. The control was the crops of working dilutions of the tested cultures.
Концентрацию микробных клеток устанавливали на приборе для определения мутности суспензий Densi-La-Meter (PLIVA-Lachema, Италия).The concentration of microbial cells was established on a device for determining the turbidity of Densi-La-Meter suspensions (PLIVA-Lachema, Italy).
Для оценки антибактериального действия углеродных сорбентов использовали метод прямого посева на питательные среды.To assess the antibacterial effect of carbon sorbents, the direct inoculation method on nutrient media was used.
Стерилизацию сорбентов перед проведением стендовых медико-биологических испытаний проводили насыщенным паром при избыточном давлении 0,11±0,02 МПа и температуре (121±1)°C в автоклаве.Sorbents were sterilized before bench biomedical tests using saturated steam at an overpressure of 0.11 ± 0.02 MPa and a temperature of (121 ± 1) ° C in an autoclave.
Пример 1 (прототип)Example 1 (prototype)
Навеску гемосорбента массой 1 г пропитывают 1,0% раствором инициатора в N-винилпирролидоне при соотношении гемосорбент:раствор 1,0:1,5 и проводят полимеризацию при температуре 68°C в течение 2 часов в инертной среде с последующей отмывкой и сушкой. Основные характеристики данного образца приведены в табл.1.A sample of hemosorbent weighing 1 g is impregnated with a 1.0% initiator solution in N-vinyl pyrrolidone with a hemosorbent: solution ratio of 1.0: 1.5 and polymerization is carried out at a temperature of 68 ° C for 2 hours in an inert medium, followed by washing and drying. The main characteristics of this sample are given in table 1.
Для сорбента, модифицированного данным способом, проводят адсорбцию бактериальных клеток и грибковых микроорганизмов.For the sorbent modified by this method, the adsorption of bacterial cells and fungal microorganisms is carried out.
К модифицированному сорбенту (в объеме 0,5 мл) добавляют 1 мл микробной взвеси (тест-микроорганизмы), встряхивают на вортекс-встряхивателе (для удаления пузырьков воздуха) и выдерживают в течение суток. Проводят по три параллельных испытания для каждого вида микробных клеток и для смеси микроорганизмов (грамположительные, грамотрицательные бактерии, дрожжеподобные грибы).To the modified sorbent (in a volume of 0.5 ml) add 1 ml of microbial suspension (test microorganisms), shake on a vortex-shaker (to remove air bubbles) and incubated for 24 hours. Three parallel tests are carried out for each type of microbial cells and for a mixture of microorganisms (gram-positive, gram-negative bacteria, yeast-like fungi).
По истечении данного времени контакта сорбента с патогенной культурой (24 ч) отбирают надосадочную жидкость в количестве 50 мкл. Затем засевают на стерильные пластины чашек Петри с питательной средой - ГМФ агар (мясопептонный агар) для бактерий, для грибов - «Сабуро».After this time of contact of the sorbent with the pathogenic culture (24 h), the supernatant in the amount of 50 μl. Then they are inoculated on sterile plates of Petri dishes with nutrient medium - GMF agar (meat peptone agar) for bacteria, for fungi - Saburo.
Засеянные чашки Петри с посевами помещают в CO2-инкубатор 15АС вверх дном и инкубируют: бактерии при температуре 37±1°C в течение 24±2 часов, дрожжеподобные грибы - 48-72 часа.Sown Petri dishes with crops are placed in a 15AC CO 2 incubator upside down and incubated: bacteria at a temperature of 37 ± 1 ° C for 24 ± 2 hours, yeast-like mushrooms - 48-72 hours.
Подсчет выросших колоний проводят по трафарету визуально в 5-ти полях по 1 см2 с перерасчетом на площадь чашки (диаметр 90 мм). Результат оценивают по количеству колониеобразующих единиц (КОЕ) на поверхности, сопоставляя с контролем (концентрацию устанавливают на приборе для определения мутности). Результат выражают числом колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл исследуемой пробы.Counting the grown colonies is carried out by stencil visually in 5 fields of 1 cm 2 with recalculation on the area of the cup (diameter 90 mm). The result is evaluated by the number of colony forming units (CFU) on the surface, comparing with the control (the concentration is set on the device for determining turbidity). The result is expressed by the number of colony forming units (CFU) in 1 ml of the test sample.
Сорбент, модифицированный данным способом, проявляет антибактериальную активность по отношению к грамположительным бактериям Staphylococcus aureus при времени контакта не менее 6 часов, к грамотрицательным бактериям Ps. aeruginosa, Kleb. Pneumonia - не менее 3 часов, Е. Coli - не менее 6 часов, не проявляет антимикотические свойства по отношению к дрожжеподобным грибам рода Candida. Показано, что по истечении 24 часов количество грибов сопоставимо с контролем (табл.2).The sorbent modified by this method exhibits antibacterial activity against gram-positive bacteria Staphylococcus aureus at a contact time of at least 6 hours, to gram-negative bacteria Ps. aeruginosa, Kleb. Pneumonia - not less than 3 hours, E. Coli - not less than 6 hours, does not show antimycotic properties in relation to yeast-like fungi of the genus Candida. After 24 hours, the number of mushrooms was shown to be comparable with the control (Table 2).
Пример 2Example 2
Навеску гемосорбента массой 3 г пропитывают 10% водным раствором ГК при соотношении гемосорбент: раствор ГК 1:1 в течение 8 часов при комнатной температуре, затем сушат пропитанный сорбент в течение 1 часа при температуре 105°C. После сушки проводят поликонденсацию ГК на углеродном сорбенте в две стадии: при температуре 195±5°C в течение 1 часа и при температуре 225±5°C последующие 5 часов, на песчаной бане. Основные характеристики данного образца приведены в табл.1.A portion of a hemosorbent weighing 3 g is impregnated with a 10% aqueous HA solution at a hemosorbent: HA solution ratio of 1: 1 for 8 hours at room temperature, then the impregnated sorbent is dried for 1 hour at a temperature of 105 ° C. After drying, polycondensation of HA is carried out on a carbon sorbent in two stages: at a temperature of 195 ± 5 ° C for 1 hour and at a temperature of 225 ± 5 ° C for the next 5 hours, in a sand bath. The main characteristics of this sample are given in table 1.
Для сорбента, модифицированного данным способом, проводят адсорбцию бактериальных клеток и грибковых микроорганизмов по примеру 1.For the sorbent modified by this method, the adsorption of bacterial cells and fungal microorganisms is carried out according to example 1.
Данный модифицированный углеродный сорбент обладает антибактериальным действием по отношению к грамположительным и грамотрицательных монокультурам и их смесям. Антибактериальное действие данного образца отмечается уже после первого часа контакта с микрофлорой. Установлено, что полученный сорбент проявляет и антимикотические свойства по отношению к патогенным дрожжеподобным грибам рода Candida: после взаимодействия с Candida albicans не менее 3 часов рост микроорганизмов на чашках Петри отсутствовал, с Candida krusei - не менее 1 часа (табл.2).This modified carbon sorbent has an antibacterial effect in relation to gram-positive and gram-negative monocultures and their mixtures. The antibacterial effect of this sample is noted after the first hour of contact with microflora. It was found that the obtained sorbent also exhibits antimycotic properties against pathogenic yeast-like fungi of the genus Candida: after interaction with Candida albicans for at least 3 hours, there was no growth of microorganisms on Petri dishes, with Candida krusei for at least 1 hour (Table 2).
Пример 3Example 3
Аналогичен примеру 2, но пропитку проводят в течение 4 часов.Similar to example 2, but the impregnation is carried out for 4 hours.
Пример 4Example 4
Аналогичен примеру 2, но соотношение гемосорбент:раствор ГК 1,0:0,5.Similar to example 2, but the ratio of hemosorbent: HA solution of 1.0: 0.5.
Пример 5Example 5
Аналогичен примеру 2, но поликонденсацию ГК на углеродном сорбенте проводят в одну стадию при температуре 195±5°C в течение 1 часа.Similar to example 2, but the polycondensation of HA on a carbon sorbent is carried out in one stage at a temperature of 195 ± 5 ° C for 1 hour.
Пример 6Example 6
Аналогичен примеру 2, но поликонденсацию ГК на углеродном сорбенте проводят в одну стадию при температуре 175±5°C в течение 5 часов.Similar to example 2, but the polycondensation of HA on a carbon sorbent is carried out in one stage at a temperature of 175 ± 5 ° C for 5 hours.
Пример 7Example 7
Аналогичен примеру 2. Поликонденсацию ГК на углеродном сорбенте проводят в две стадии: при температуре 195±5°C в течение 1 часа и при температуре 225±5°C последующие 2 часа.Similar to example 2. The polycondensation of HA on a carbon sorbent is carried out in two stages: at a temperature of 195 ± 5 ° C for 1 hour and at a temperature of 225 ± 5 ° C for the next 2 hours.
Пример 8Example 8
Аналогичен примеру 2, но навеску гемосорбента пропитывают 25% водным раствором ГК.Similar to example 2, but a sample of hemosorbent is impregnated with a 25% aqueous solution of HA.
Пример 9Example 9
Аналогичен примеру 2, но навеску гемосорбента пропитывают 50% водным раствором ГК.Similar to example 2, but a sample of hemosorbent is impregnated with a 50% aqueous solution of HA.
Как следует из примеров и таблиц, углеродный сорбент, модифицированный гликолевой кислотой с последующей поликонденсацией, обладает антибактериальным действием по отношению к грамположительным и грамотрицательных монокультурам, их смесям. Антибактериальное действие данного образца отмечается уже после первого часа контакта с микрофлорой. Впервые установлены антимикотические свойства углеродного сорбента, модифицированного гликолевой кислотой с последующей поликонденсацией, по отношению к антибиотикорезистентным штаммам патогенных дрожжеподобных грибов рода Candida: Candida albicans и Candida krusei.As follows from the examples and tables, the carbon sorbent modified with glycolic acid with subsequent polycondensation has an antibacterial effect in relation to gram-positive and gram-negative monocultures, their mixtures. The antibacterial effect of this sample is noted after the first hour of contact with microflora. The antimycotic properties of a carbon sorbent modified with glycolic acid followed by polycondensation were established for the first time in relation to antibiotic-resistant strains of pathogenic yeast-like fungi of the genus Candida: Candida albicans and Candida krusei.
Таким образом, разработанный способ модифицирования углеродного сорбента позволяет получить материалы, проявляющие не только антибактериальные, но и антимикотические свойства. Предлагаемый углеродный сорбент представляет интерес для сорбционной медицины при лечении заболеваний: грибковый сепсис (в качестве гемосорбента); грибковые поражения желудочно-кишечного тракта (в качестве энтеросорбента); гнойно-септические заболевания, связанные с накоплением патогенных культур в акушерстве и гинекологии (в качестве аппликаторов).Thus, the developed method for modifying the carbon sorbent makes it possible to obtain materials exhibiting not only antibacterial, but also antimycotic properties. The proposed carbon sorbent is of interest for sorption medicine in the treatment of diseases: fungal sepsis (as hemosorbent); fungal lesions of the gastrointestinal tract (as an enterosorbent); purulent-septic diseases associated with the accumulation of pathogenic cultures in obstetrics and gynecology (as applicators).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014110419/15A RU2541103C1 (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | Carbon sorbent having antibacterial and antimycotic properties and method for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014110419/15A RU2541103C1 (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | Carbon sorbent having antibacterial and antimycotic properties and method for production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541103C1 true RU2541103C1 (en) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014110419/15A RU2541103C1 (en) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | Carbon sorbent having antibacterial and antimycotic properties and method for production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541103C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655301C2 (en) * | 2016-09-12 | 2018-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук (ИППУ СО РАН) | Carbon sorbent with biospecific properties and method of its production |
| RU2751000C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Molded carbon sorbent with glycolic acid, a method for its preparation and a method for treating bacterial vaginosis |
| RU2778927C1 (en) * | 2021-11-08 | 2022-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Carbon sorbent with antioxidant, detoxifying properties and method for its preparation |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2359704C2 (en) * | 2007-09-04 | 2009-06-27 | Закрытое акционерное общество "Петроспирт" | Antiseptic and disinfectant |
| RU2381268C1 (en) * | 2008-05-29 | 2010-02-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Евростандарт" | Device for processing and distillation of liquid product and its units |
| RU2481848C1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук (ИППУ СО РАН) | Carbon sorbent with antibacterial properties and method for preparing it |
-
2014
- 2014-03-18 RU RU2014110419/15A patent/RU2541103C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2359704C2 (en) * | 2007-09-04 | 2009-06-27 | Закрытое акционерное общество "Петроспирт" | Antiseptic and disinfectant |
| RU2381268C1 (en) * | 2008-05-29 | 2010-02-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Евростандарт" | Device for processing and distillation of liquid product and its units |
| RU2481848C1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук (ИППУ СО РАН) | Carbon sorbent with antibacterial properties and method for preparing it |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655301C2 (en) * | 2016-09-12 | 2018-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской академии наук (ИППУ СО РАН) | Carbon sorbent with biospecific properties and method of its production |
| RU2751000C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Molded carbon sorbent with glycolic acid, a method for its preparation and a method for treating bacterial vaginosis |
| RU2778927C1 (en) * | 2021-11-08 | 2022-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Carbon sorbent with antioxidant, detoxifying properties and method for its preparation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mehrabani et al. | Preparation of biocompatible and biodegradable silk fibroin/chitin/silver nanoparticles 3D scaffolds as a bandage for antimicrobial wound dressing | |
| Di et al. | A transparent wound dressing based on bacterial cellulose whisker and poly (2-hydroxyethyl methacrylate) | |
| Unnithan et al. | Wound-dressing materials with antibacterial activity from electrospun polyurethane–dextran nanofiber mats containing ciprofloxacin HCl | |
| Rafique et al. | Chitosan functionalized poly (vinyl alcohol) for prospects biomedical and industrial applications: A review | |
| Sabaa et al. | Synthesis, characterization and application of biodegradable crosslinked carboxymethyl chitosan/poly (vinyl alcohol) clay nanocomposites | |
| US8367089B2 (en) | Nanosilver coated bacterial cellulose | |
| Ibrahim et al. | Preparation and properties of carboxymethyl cellulose (CMC)/sodium alginate (SA) blends induced by gamma irradiation | |
| Mao et al. | Preparation and evaluation of a novel alginate-arginine-zinc ion hydrogel film for skin wound healing | |
| Zhou et al. | Development of nanosilver doped carboxymethyl chitosan-polyamideamine alginate composite dressing for wound treatment | |
| Bal‐Ozturk et al. | Sponge‐like chitosan‐based nanostructured antibacterial material as a topical hemostat | |
| Zhou et al. | Research on a novel poly (vinyl alcohol)/lysine/vanillin wound dressing: Biocompatibility, bioactivity and antimicrobial activity | |
| Fan et al. | Preparation and characterization of antibacterial polyvinyl alcohol/chitosan sponge and potential applied for wound dressing | |
| Abu-Saied et al. | Polyvinyl alcohol/Sodium alginate integrated silver nanoparticles as probable solution for decontamination of microbes contaminated water | |
| Das et al. | Biophysico-chemical interfacial attributes of Fe 3 O 4 decorated MWCNT nanohybrid/bio-based hyperbranched polyurethane nanocomposite: An antibacterial wound healing material with controlled drug release potential | |
| CN107333755A (en) | Hydrogel preparation method with the stranded structures of G tetra- and its application in staphylococcus aureus and Escherichia coli are killed | |
| CN111875645B (en) | Polyoxometallate, blended hydrogel doped with polyoxometallate, preparation method and application of polyoxometallate in preparation of antibacterial drugs | |
| CN103360613A (en) | Gelatin/nano silver composite material decorated by microbial transglutaminase as well as preparation method and application thereof | |
| Li et al. | Tannic acid-crosslinked O-carboxymethyl chitosan hydrogels for enhanced antibacterial activity and rapid hemostasis | |
| CN104857550B (en) | Polylysine-p-hydroxyphenylpropionic acid antibacterial hydrogel dressing and preparation method thereof | |
| RU2541103C1 (en) | Carbon sorbent having antibacterial and antimycotic properties and method for production thereof | |
| Vuković et al. | A high efficacy antimicrobial acrylate based hydrogels with incorporated copper for wound healing application | |
| RU2540468C2 (en) | Method of producing composite biodegradable materials based on chitosan and polylactide | |
| Wang et al. | Synthesis of cationic hydrogels with tunable physicochemical properties for antibacterial applications | |
| Cao et al. | Rechargeable antibacterial and antifungal polymeric silver sulfadiazines | |
| P’yanova et al. | Studies of the effect of surface modification of carbon sorbents by poly-N-vinylpyrrolidone using a complex of physicochemical and microbiological methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191017 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |