RU2707973C1 - Hydrogel material based on a chitosan-containing salt and a method for production thereof - Google Patents

Hydrogel material based on a chitosan-containing salt and a method for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2707973C1
RU2707973C1 RU2019104336A RU2019104336A RU2707973C1 RU 2707973 C1 RU2707973 C1 RU 2707973C1 RU 2019104336 A RU2019104336 A RU 2019104336A RU 2019104336 A RU2019104336 A RU 2019104336A RU 2707973 C1 RU2707973 C1 RU 2707973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chitosan
silicon
glycerol
hydrogel material
hydrochloride
Prior art date
Application number
RU2019104336A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юлия Юрьевна Журавлева
Ольга Николаевна Малинкина
Анна Борисовна Шиповская
Татьяна Григорьевна Хонина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского"
Priority to RU2019104336A priority Critical patent/RU2707973C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707973C1 publication Critical patent/RU2707973C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/716Glucans
    • A61K31/722Chitin, chitosan
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/28Polysaccharides or their derivatives

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

FIELD: medicine; biotechnology; pharmaceutics.
SUBSTANCE: group of inventions refers to medicine, biotechnology, cosmetology and pharmaceutical industry, namely to production of therapeutic and preventive hydrogel material based on chitosan hydrochloride salt and/or chitosan, having antibacterial, anti-inflammatory and wound-healing action, which can be used for care and treatment of various types of wounds, ulcers, bedsores and burns, age and facial wrinkles, nutrition and moistening of the epidermis, for delivery of drugs and other biologically active compounds (locally, transdermally, through the mucosa), as well as in the field biotechnologies for producing matrices for growing cell cultures. Therapeutic hydrophile hydrogel material contains chitosan hydrochloride salt and/or chitosan, glycol or ascorbic or salicylic or azelaic and/or aminocapronic organic acids, a boron compound with polyvinyl alcohol, silicon polyolate, glycerin and water. Method comprises dissolving chitosan hydrochloride and/or chitosan in an aqueous solution of an organic acid, adding polyvinyl alcohol into the mixture, then adding silicon glycerolate in glycerol, adding sodium tetraborate in glycerine in molar ratio sodium tetraborate: glycerine 1:1.8–1:4.0, pouring into the mold of the obtained mixture and holding it until a film-like structure is obtained.
EFFECT: efficient, high-quality hydrogel material based on chitosan hydrochloride salt and/or chitosan, which can be used in form of a monolithic, elastic and highly complex (to surface with complex relief) glycerogyrogel plate, and having its own biological activity, antibacterial, anti-inflammatory and wound-healing action.
9 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Группа изобретений относится к области медицины, биотехнологии, косметологии и фармацевтической промышленности, а именно к получению лечебно-профилактического гидрогелевого материала на основе соли гидрохлорида хитозана и/или хитозана, обладающего антибактериальным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием, который может быть использован для ухода и лечения различных видов ран, язв, пролежней и ожогов, возрастных и мимических морщин, питания и увлажнения эпидермиса, для доставки лекарств и других биологически активных соединений (местно, трансдермально, через слизистую оболочку), а также в области биотехнологии для получения матриц для выращивания клеточных культур.The group of inventions relates to the field of medicine, biotechnology, cosmetology and the pharmaceutical industry, namely, to obtain therapeutic and prophylactic hydrogel material based on a salt of chitosan and / or chitosan hydrochloride, which has an antibacterial, anti-inflammatory and wound healing effect, which can be used for the care and treatment of various types of wounds, ulcers, pressure sores and burns, age and expression lines, nutrition and hydration of the epidermis, for the delivery of drugs and other biologically active compounds inertia (locally, transdermally, through the mucous membrane), as well as in the field of biotechnology to obtain matrices for growing cell cultures.

Наличие антимикробной, противовоспалительной и иммуномодулирующей активности у аминополисахарида хитозана связывают с наличием в его макромолекулах аминогрупп, протонирование которых (-NH3+, pKa=6.3) придает полимеру растворимость в воде (Schnell C.N.,

Figure 00000001
M.V., Peresin M.S., et al. Cellulose. 2017. Vol. 24. No. 10. P. 4393-4403). Благодаря положительному заряду макроцепи при физиологическом значении рН хитозан проявляет высокие биоадгезивные свойства, обеспечивая целесообразность трансбуккального и интраназального путей введения для системной доставки активных фармацевтических ингредиентов (Киржанова Е.А., Хуторянский В.В., Балабушевич Н.Г. и др. Фармацевтич. технология и нанотехнологии. 2014. Т. 8. №3. С. 66-80). При этом, хитозан метаболизируется некоторыми ферментами человека, особенно лизоцимом, что позволяет рассматривать его как биорезорбируемый полимер (Muzzarelli R.A.A. Cell. Mol. Life Sci. 1997. Vol. 53. No. 2. P. 131-140).The presence of antimicrobial, anti-inflammatory and immunomodulating activity in the aminopolysaccharide of chitosan is associated with the presence of amino groups in its macromolecules whose protonation (-NH 3+ , pKa = 6.3) makes the polymer soluble in water (Schnell CN,
Figure 00000001
MV, Peresin MS, et al. Cellulose 2017. Vol. 24.No. 10. P. 4393-4403). Due to the positive charge of the macrochain at a physiological pH, chitosan exhibits high bioadhesive properties, providing the feasibility of the buccal and intranasal routes of administration for systemic delivery of active pharmaceutical ingredients (Kirzhanova E.A., Khutoryansky V.V., Balabushevich N.G. et al. Pharmaceutical. Technology and Nanotechnology. 2014. V. 8. No. 3. P. 66-80). At the same time, chitosan is metabolized by some human enzymes, especially lysozyme, which allows us to consider it as a bioresorbable polymer (Muzzarelli RAA Cell. Mol. Life Sci. 1997. Vol. 53. No. 2. P. 131-140).

Для создания препаратов медицинского, косметологического и фармакологического назначения перспективно использование хитозана в качестве компонента гидрогелей, стабилизированных сеткой ковалентных связей или физико-химических взаимодействий (ионных, водородных, гидрофобных). Ковалентное сшивание структурных единиц макроцепей хитозана бифункциональными реагентами (глиоксаль, глутаровый альдегид и т.п.) сопровождается образованием токсичных продуктов альдольно-кротоновой конденсации, что ограничивает использование данных систем в биомедицинских целях (см. патент РФ №2099352 по кл. МПК С08В 37/08, опуб. 20.21.1997). Для устранения этого недостатка в качестве сшивающих реагентов предложены диальдегидные производные нуклеотидов и нуклеозидов (см. патент РФ №2408618 по кл. МПК C08L 5/08, А23Р 1/08, C12N 11/04, A61K 9/50, A61L 15/28, A61L 27/50, опуб. 10.01.2011). Однако, биосовместимость таких гидрогелей еще не доказана. Наилучшей биосовместимостью обладают ионносшитые гидрогели хитозана, получаемые посредством электростатических взаимодействий протонированных аминогрупп с низкомолекулярными анионами, с противоположно заряженными полиэлектролитами и поверхностно-активными веществами (Mocchiutti P., Schnell C.N., Rossi G.D. Carbohydr. Polym. 2016. Vol. 150. P. 89-98). Однако, ионносшитые гидрогели хитозана кинетически не стабильны.The use of chitosan as a component of hydrogels stabilized by a network of covalent bonds or physico-chemical interactions (ionic, hydrogen, hydrophobic) is promising for the creation of medical, cosmetic, and pharmacological preparations. Covalent crosslinking of the structural units of chitosan macrochains with bifunctional reagents (glyoxal, glutaraldehyde, etc.) is accompanied by the formation of toxic aldol-croton condensation products, which limits the use of these systems for biomedical purposes (see RF patent No. 2099352, class IPC С08В 37 / 08, publ. 20.21.1997). To eliminate this drawback, dialdehyde derivatives of nucleotides and nucleosides are proposed as crosslinking reagents (see RF patent No. 2408618, class IPC C08L 5/08, A23P 1/08, C12N 11/04, A61K 9/50, A61L 15/28, A61L 27/50, publ. 01/10/2011). However, the biocompatibility of such hydrogels has not yet been proven. The best biocompatibility is exhibited by ion-crosslinked chitosan hydrogels, obtained by electrostatic interactions of protonated amino groups with low molecular weight anions, with oppositely charged polyelectrolytes and surfactants (Mocchiutti P., Schnell CN, Rossi GD Carbohydr. Polym. 2016. Vol. 98). However, ion-crosslinked chitosan hydrogels are kinetically unstable.

Сравнительно новым направлением в создании гибридных гелей хитозана с уникальной структурой и комплексом новых полезных свойств является биомиметический золь-гель синтез, моделирующий процесс биоминерализации в живой природе. При этом, перспективными биологически активными прекурсорами являются полиолаты кремния (Шадрина Е.В., Малинкина О.Н., Хонина Т.Г., Шиповская А.Б. и др. Изв. АН. Сер. химич. 2015. №7. С. 1633-1639).A relatively new direction in the creation of hybrid chitosan gels with a unique structure and a set of new useful properties is biomimetic sol-gel synthesis, which simulates the process of biomineralization in nature. At the same time, silicon polyolates are promising biologically active precursors (Shadrina E.V., Malinkina O.N., Khonina T.G., Shipovskaya A.B. et al. Izv. AN Ser. Chem. 2015. No. 7. S. 1633-1639).

Известно средство на основе кремнийхитозансодержащего гидрогеля, предназначенное для лечения красного плоского лишая слизистой оболочки полости рта и способ лечения красного плоского лишая (см. патент РФ №2583945 по кл. МПК А61К 31/216, опуб. 10.05.2016), содержащее раствор глицеролата кремния в глицерине и водный раствор хитозана со степенью дезацетилирования 82 мольн. % и молекулярной массой 50-100 кДа, при этом в качестве лекарственных добавок используют фурагин и анестезин.Known tool based on silicon-chitosan-containing hydrogel, intended for the treatment of lichen planus of the oral mucosa and a method of treating lichen planus (see RF patent No. 2583945 according to IPC A61K 31/216, publ. 05/10/2016) containing a solution of silicon glycerolate in glycerol and an aqueous solution of chitosan with a degree of deacetylation of 82 mol. % and a molecular weight of 50-100 kDa, while furagin and anestezin are used as drug additives.

Однако, данное средство может быть использовано только в виде геля и не подразумевает использование в виде пластин для наложения на наружную поверхность кожи или слизистых оболочек.However, this tool can only be used in the form of a gel and does not imply the use in the form of plates for application to the outer surface of the skin or mucous membranes.

Известно средство для лечения повреждений наружных тканей организма (варианты) и способ его получения (см. патент РФ №2578969 по кл. МПК A61L 15/28, опуб. 27.03.2016). Средство выполнено в виде многослойной пленки, в которой один из слоев содержит комплекс хитозана с хотя бы одной карбоновой кислотой с длиной цепи С27, а слой, прилегающий к ране, содержит гиалуроновую кислоту или ее производные, причем физиологически активные вещества содержатся в виде мицелл и размещаются исходно в слое, содержащем комплекс хитозана при травматических повреждениях, либо в обоих слоях. Средство получают введением мицелл с включенными физиологически активными или вспомогательными веществами в раствор выбранного полисахарида, последовательным формированием каждого отдельного слоя из растворов полисахаридов, содержащих мицеллы, и подсушиванием слоя до влажности 10-35%, после чего пленки снимают с подложки.A known tool for the treatment of damage to the external tissues of the body (options) and a method for its preparation (see RF patent No. 2578969 according to class IPC A61L 15/28, published on 03/27/2016). The tool is made in the form of a multilayer film in which one of the layers contains a complex of chitosan with at least one carboxylic acid with a chain length of C 2 -C 7 , and the layer adjacent to the wound contains hyaluronic acid or its derivatives, and physiologically active substances are contained in micelles and are placed initially in a layer containing a chitosan complex for traumatic injuries, or in both layers. The tool is obtained by introducing micelles with physiologically active or auxiliary substances included in the solution of the selected polysaccharide, sequentially forming each individual layer from polysaccharide solutions containing micelles, and drying the layer to a moisture content of 10-35%, after which the films are removed from the substrate.

Недостатком является многостадийность и трудоемкость получения предложенной в способе многослойной пленки, необходимость дополнительного введения физиологически активных веществ для придания требуемой биологической активности, а также большое количество вспомогательных ингредиентов (пластификаторы, эмульгаторы, регуляторы вкуса, красители, консерванты, влагоудерживающие агенты). При этом, перед введением физиологически активные вещества дополнительно переводятся в мицеллярную фазу. Заявленный в изобретении способ предусматривает получение материала только в воздушно-сухой пленочной форме.The disadvantage is the multi-stage and laboriousness of obtaining the multilayer film proposed in the method, the need for additional administration of physiologically active substances to impart the desired biological activity, as well as a large number of auxiliary ingredients (plasticizers, emulsifiers, taste regulators, colorants, preservatives, water-retaining agents). In this case, before the introduction of physiologically active substances are additionally transferred to the micellar phase. The inventive method provides for obtaining material only in air-dry film form.

Известно также биополимерное волокно, состав формовочного раствора для его получения, способ приготовления формовочного раствора, полотно биомедицинского назначения, способ его модификации, биологическая повязка и способ лечения ран (см. патент РФ №2468129, по кл. МПК D01F 4/00, опуб. 27.11.2012). Состав содержит хитозан, полиэтиленоксид, органическую кислоту и воду, при этом хитозан используют с молекулярной массой 30-500 кДа, степенью деацетилирования 80-95 мольн. %, полиэтиленоксид используют с молекулярной массой 2000-8000 кДа.Also known is biopolymer fiber, the composition of the molding solution to obtain it, the method of preparing the molding solution, a biomedical cloth, a method for its modification, a biological dressing and a method for treating wounds (see RF patent No. 2468129, class IPC D01F 4/00, publ. 11/27/2012). The composition contains chitosan, polyethylene oxide, organic acid and water, while chitosan is used with a molecular weight of 30-500 kDa, a degree of deacetylation of 80-95 mol. %, polyethylene oxide is used with a molecular weight of 2000-8000 kDa.

Способ приготовления формовочного раствора включает растворение хитозана и соответствующего полимера: полиэтиленоксида или поливинилового спирта или поливинилпирролидона или полиэтиленоксида и диацетата целлюлозы, при этом перед приготовлением раствора указанные компоненты смешивают в порошкообразном состоянии с последующим их растворением в соответствующем растворителе на магнитной мешалке до гомогенного состояния в течение 2-8 часов.A method of preparing a molding solution involves dissolving chitosan and the corresponding polymer: polyethylene oxide or polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone or polyethylene oxide and cellulose diacetate, while before preparing the solution, these components are mixed in powder form, followed by their dissolution in an appropriate solvent on a magnetic stirrer until a homogeneous state for 2 -8 ocloc'k.

Биополимерное волокно содержит хитозан в виде соли органической кислоты и полиэтиленоксид. Полотно биомедицинского назначения представляет собой нетканый волокнисто-пористый материал, сформированный из биополимерных волокон, характеризующееся средним диаметром волокон из диапазона 50-600 нм, поверхностной плотностью из диапазона 5-25 г/м2, разрывной нагрузкой при одноосном растяжении 0.61-33.6 Н, относительным удлинением при разрыве 6.0-16.4%, степенью сорбции паров воды 55-110 мас. % и паров 0.5 Н соляной кислоты 450-1500 мас. %, степенью сорбции физиологического раствора 600-800 мас. % и дистиллированной воды 450-650 мас. %.The biopolymer fiber contains chitosan as an organic acid salt and polyethylene oxide. A biomedical canvas is a non-woven fibrous-porous material formed from biopolymer fibers, characterized by an average fiber diameter from the range of 50-600 nm, a surface density from the range of 5-25 g / m 2 , a tensile load under uniaxial tension of 0.61-33.6 N, relative elongation at break 6.0-16.4%, the degree of sorption of water vapor 55-110 wt. % and vapors of 0.5 N hydrochloric acid 450-1500 wt. %, the degree of sorption of physiological saline 600-800 wt. % and distilled water 450-650 wt. %

Способ модификации полотна биомедицинского назначения заключается в набухании его в физиологическом растворе и дистиллированной воде.A method of modifying a web of biomedical use consists in swelling it in physiological saline and distilled water.

Биологическая повязка представляет собой нетканое волокнисто-пористое полотно, сформированное из биополимерных волокон хитозана или соли хитозана и органической кислоты.The biological dressing is a non-woven fibrous-porous fabric formed from biopolymer fibers of chitosan or a salt of chitosan and an organic acid.

Однако, данный способ предусматривает получение воздушно-сухого биополимерного волокна методом электроформования, требующего наличия дорогостоящего оборудования. Получение полотна биомедицинского назначения и биологической повязки на его основе в гидрогелевой форме по заявленному в изобретении способу невозможно.However, this method provides for the production of air-dried biopolymer fibers by electrospinning, requiring expensive equipment. Obtaining a web of biomedical use and a biological dressing based on it in hydrogel form according to the method claimed in the invention is impossible.

Наиболее близким к заявляемой группе изобретений является гидрогель на основе комплексной соли хитозана и способ его получения (см. патент РФ №2617501 по кл. МПК C08J 3/075, опуб. 25.04.2017). Способ заключается в растворении хитозансодержащего вещества в водном растворе органической кислоты и последующем введении в раствор гелеобразователя, при этом в качестве хитозансодержащего вещества используют гидрохлорид хитозана, в качестве органической кислоты - аскорбиновую или молочную кислоту, в качестве гелеобразователя - глицеролат кремния в глицерине при мольном соотношении глицеролат кремния: глицерин 1:2-1:6, причем исходные компоненты взяты в количестве, мас. %:Closest to the claimed group of inventions is a hydrogel based on a complex salt of chitosan and a method for its production (see RF patent No. 2617501 according to IPC C08J 3/075, publ. 04.25.2017). The method consists in dissolving a chitosan-containing substance in an aqueous solution of an organic acid and then introducing a gelling agent into the solution, using chitosan hydrochloride as a chitosan-containing substance, ascorbic or lactic acid as an organic acid, and silicon glycerolate in glycerol at a glycerol molar ratio as a gelling agent. silicon: glycerin 1: 2-1: 6, and the starting components are taken in quantities, wt. %:

гидрохлорид хитозанаchitosan hydrochloride 1.5-20.01.5-20.0 аскорбиновая кислотаvitamin C 1.5-10.01.5-10.0 или молочная кислотаor lactic acid 0.5-2.00.5-2.0 глицеролат кремния в глицеринеsilicon glycerolate in glycerin 10.0-60.010.0-60.0 водаwater остальноеrest

Гидрогель содержит гидрохлорид-аскорбат или гидрохлорид-лактат хитозана, в котором 3.2-35 мас. % глицерина и 0.3-2.9 мас. % кремния.The hydrogel contains ascorbate hydrochloride or chitosan hydrochloride lactate, in which 3.2-35 wt. % glycerol and 0.3-2.9 wt. % silicon.

Однако, данный материал может быть использован только в виде геля. Формирование по заявленному в изобретении способу получения гидрогелевых пластин для наложения на наружную поверхность кожи или слизистых оболочек не представляется возможным.However, this material can only be used as a gel. The formation according to the claimed in the invention method for producing hydrogel plates for application to the outer surface of the skin or mucous membranes is not possible.

Технической проблемой заявляемой группы изобретений является создание эффективного, качественного гидрогелевого материала на основе соли гидрохлорида хитозана и/или хитозана, выполненного с возможностью применения в виде монолитной, эластичной и высококонкруэнтной (к поверхности со сложным рельефом) глицерогидрогелевой пластины, и обладающего собственной биологической активностью, антибактериальным, противовоспалительным и ранозаживляюшим действием.The technical problem of the claimed group of inventions is the creation of an effective, high-quality hydrogel material based on a salt of chitosan and / or chitosan hydrochloride, made with the possibility of using a glycerohydrogel plate in a monolithic, elastic and highly competitive (to a surface with complex relief), and having its own biological activity, antibacterial , anti-inflammatory and wound healing effect.

Техническим результатом является получение монолитной, формоустойчивой и эластичной глицерогидрогелевой пластины на основе соли гидрохлорида хитозана и/или хитозана за счет сочетания ионного гелеобразования с биомиметическим золь-гель синтезом, т.е. без использования катализаторов, сшивающих реагентов ковалентного типа и образования побочных продуктов, отрицательно влияющих на компоненты исходной гелеобразующей смеси и готового гидрогелевого материала в виде глицерогидрогелевой пластины, при сохранении высокой биологической активности готового материала, его биосовместимости с тканями человека, упрощении процесса и снижении времени гелеобразования.The technical result is to obtain a monolithic, form-stable and flexible glycerohydrogel plate based on a salt of chitosan and / or chitosan hydrochloride by combining ion gelation with biomimetic sol-gel synthesis, i.e. without the use of catalysts, cross-linking agents of covalent type and the formation of by-products that adversely affect the components of the initial gelling mixture and the finished hydrogel material in the form of a glycerohydrogel plate, while maintaining the high biological activity of the finished material, its biocompatibility with human tissues, simplifying the process and reducing gelation time.

Техническая проблема группы изобретений достигается тем, что лечебно-профилактический гидрогелевый материал, обладающий антибактериальным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием, содержит соль гидрохлорида хитозана и/или хитозана, гликолевую или аскорбиновую или салициловую или азелаиновую и/или аминокапроновую органические кислоты, соединение бора с поливиниловым спиртом, полиолат кремния, глицерин и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical problem of the group of inventions is achieved in that the therapeutic and prophylactic hydrogel material having antibacterial, anti-inflammatory and wound healing effects contains a salt of chitosan and / or chitosan hydrochloride, glycolic or ascorbic or salicylic or azelaic and / or aminocaproic organic acids, a polyvinyl boron compound , silicon polyolate, glycerin and water in the following ratio, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана и/или хитозанаsalt of chitosan and / or chitosan hydrochloride 2.77-4.812.77-4.81 гликолевая или аскорбиновая илиglycolic or ascorbic or салициловая или азелаиноваяsalicylic or azelaic и/или аминокапроноваяand / or aminocaproic органическая кислотаorganic acid 0.35-2.190.35-2.19 соединение бора с поливиниловым спиртомcompound of boron with polyvinyl alcohol 1.71-1.741.71-1.74 полиолат кремнияsilicon polyolate 4.9-11.34.9-11.3 глицеринglycerol 3.4-6.853.4-6.85 водаwater остальноеrest

Способ получения лечебно-профилактического гидрогелевого материала заключается в растворении гидрохлорида хитозана и/или хитозана в водном растворе органической кислоты, введении в эту смесь водного раствора поливинилового спирта, затем глицеролата кремния в глицерине, после чего добавляют тетраборат натрия в глицерине при мольном соотношении тетраборат натрия : глицерин 1:1.8-1:4.0, после чего полученную смесь заливают в форму и выдерживают до получения пленкоподобной структуры, причем исходные компоненты берут в соотношении, мас. %:A method of obtaining a therapeutic and prophylactic hydrogel material consists in dissolving chitosan and / or chitosan hydrochloride in an aqueous solution of an organic acid, introducing an aqueous solution of polyvinyl alcohol into this mixture, then silicon glycerolate in glycerol, and then sodium tetraborate in glycerol is added at a molar ratio of sodium tetraborate: glycerol 1: 1.8-1: 4.0, after which the resulting mixture is poured into a mold and kept until a film-like structure is obtained, and the initial components are taken in the ratio, wt. %:

гидрохлорид хитозана и/или хитозанchitosan hydrochloride and / or chitosan 2.57-4.282.57-4.28 гликолевая или аскорбиновая илиglycolic or ascorbic or салициловая или азелаиноваяsalicylic or azelaic и/или аминокапроновая органическая кислотаand / or aminocaproic organic acid 0.9-3.540.9-3.54 глицеролат кремния в глицеринеsilicon glycerolate in glycerin 8.3-16.78.3-16.7 поливиниловый спиртpolyvinyl alcohol 1.661.66 тетраборат натрия в глицеринеsodium tetraborate in glycerin 0.05-0.080.05-0.08 водаwater остальноеrest

В способе предпочтительно использовать глицеролат кремния в глицерине при мольном соотношении 1:2-1:3.In the method, it is preferable to use silicon glycerolate in glycerol at a molar ratio of 1: 2-1: 3.

Смесь выдерживают в форме при температуре 50-80°С в течение 0.5-2 часов, либо при температуре 20±2°С в течение 1-3 суток.The mixture is kept in the form at a temperature of 50-80 ° C for 0.5-2 hours, or at a temperature of 20 ± 2 ° C for 1-3 days.

В способе предпочтительно использовать гидрохлорид хитозана и/или хитозан с молекулярной массой 30-700 кДа и степенью деацетилирования ≥75-80 мольн. %, при этом используют гидрохлорид хитозана в количестве 2.57-3.3 мас. %, либо хитозан в количестве 2.64-2.83 мас. %, либо смесь гидрохлорида хитозана с хитозаном при мольном соотношении гидрохлорид хитозана : хитозан 1:0.35-1:0.82 в количестве 2.66-4.28 мас. %.In the method, it is preferable to use chitosan hydrochloride and / or chitosan with a molecular weight of 30-700 kDa and a deacetylation degree of ≥75-80 mol. %, while using chitosan hydrochloride in an amount of 2.57-3.3 wt. %, or chitosan in the amount of 2.64-2.83 wt. %, or a mixture of chitosan hydrochloride with chitosan with a molar ratio of chitosan hydrochloride: chitosan 1: 0.35-1: 0.82 in an amount of 2.66-4.28 wt. %

В настоящее время в патентной и научно-технической литературе неизвестен гидрогелевый материал в виде биосовместимой кремнийхитозансодержащей глицерогидрогелевой пластины, содержащий предложенную совокупность компонентов в определенных заявляемых пределах их содержания, характеризующийся удовлетворительной прочностью, хорошей эластичностью и высокой конгруэнтностью к поверхности со сложным рельефом, а также собственной биологической активностью, антибактериальным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием.Currently, in the patent and scientific literature unknown hydrogel material in the form of a biocompatible silicon-chitosan-containing glycerohydrogel plate containing the proposed combination of components within the certain claimed limits of their content, characterized by satisfactory strength, good elasticity and high congruence to the surface with complex relief, as well as its own biological activity, antibacterial, anti-inflammatory and wound healing effects.

Экспериментально установлено, что в результате взаимодействия хитозансодержащего вещества, органической кислоты, глицеролата кремния, поливинилового спирта и тетрабората натрия (Na2B4O7) в водно-глицериновой среде образуется гидрогелевый материал в виде монолитной глицерогидрогелевой пластины с удовлетворительной прочностью, хорошей эластичностью и высокой конгруэнтностью к поверхности со сложным рельефом. Продукт стабилен во времени, фазовое разделение отсутствует.It was experimentally established that as a result of the interaction of chitosan-containing substance, organic acid, silicon glycerolate, polyvinyl alcohol and sodium tetraborate (Na 2 B 4 O 7 ) in a water-glycerol medium, a hydrogel material is formed in the form of a monolithic glycerohydrogel plate with satisfactory strength, good elasticity and high elasticity congruence to a surface with a complex relief. The product is stable in time, phase separation is absent.

Гидрогелевый материал содержит соединение бора с поливиниловым спиртом (В-поливиниловый спирт), образующийся вследствие образования межмолекулярных водородных, а также двойных и/или тройных ассоциатов при взаимодействии гидроксильных групп полимера с борат-ионами в водно-глицериновой среде, в количестве 1.71-1.74 мас. %.The hydrogel material contains a compound of boron with polyvinyl alcohol (B-polyvinyl alcohol), which is formed due to the formation of intermolecular hydrogen as well as double and / or triple associates during the interaction of the hydroxyl groups of the polymer with borate ions in an aqueous glycerol medium, in an amount of 1.71-1.74 wt. . %

При этом, матрица глицерогидрогелевой пластины представлена взаимопроникающими полимерными сетками органической (в том числе с участием протонированных аминогрупп хитозана) и неорганической природы (ковалентная полисилоксановая сетка ≡Si-O-S≡ связей) в водно-глицериновой среде.At the same time, the matrix of the glycerohydrogel plate is represented by interpenetrating polymer networks of organic (including with the participation of protonated amino groups of chitosan) and inorganic nature (covalent polysiloxane network of “Si-O-S≡ bonds) in an aqueous-glyceric medium.

Использование биоактивных глицеролатов кремния позволяет проводить безкаталитический золь-гель синтез полиолатов кремния в мягких условиях без образования при гидролизе и конденсации побочных продуктов, отрицательно влияющих на компоненты гелеобразующей смеси, свойства глицерогидрогелевой пластины и на ткани человека.The use of bioactive silicon glycerolates allows catalytic sol-gel synthesis of silicon polyolates under mild conditions without the formation of by-products during hydrolysis and condensation that adversely affect the components of the gel-forming mixture, the properties of the glycerohydrogel plate and human tissue.

Биологически инертный поливиниловый спирт выполняет роль темплата для конденсации ≡Si-OH групп в дисилоксановые группировки ≡Si-O-Si≡.The biologically inert polyvinyl alcohol acts as a template for the condensation of ≡Si-OH groups to disiloxane groups ≡Si-O-Si≡.

Глицерин в составе глицерогидрогелевой пластины выполняет роль пластификатора и влагоудерживающего компонента, препятствует синерезису.Glycerin in the composition of the glycerohydrogel plate acts as a plasticizer and a water-retaining component, prevents syneresis.

Группа изобретений иллюстрируется фотографиями и таблицей на которых представлены:The group of inventions is illustrated by photographs and a table on which are presented:

на фиг. 1 - фото гидрогелевого материала в виде пластины на основе соли гидрохлорида хитозана и гликолевой кислоты (Пример №1);in FIG. 1 - photo of a hydrogel material in the form of a plate based on a salt of chitosan hydrochloride and glycolic acid (Example No. 1);

на фиг. 2-3 - фото гидрогелевого материала в виде пластины на основе соли хитозана и гликолевой кислоты (Пример №3);in FIG. 2-3 - photo of a hydrogel material in the form of a plate based on a salt of chitosan and glycolic acid (Example No. 3);

на фиг. 4 - фото гидрогелевого материала в виде пластины на основе соли гидрохлорида хитозана, соли хитозана и азелаиновой и аминокапроновой кислот (Пример №9).in FIG. 4 is a photo of a hydrogel material in the form of a plate based on a salt of chitosan hydrochloride, a salt of chitosan and azelaic and aminocaproic acids (Example No. 9).

В таблице представлено содержание и массовый состав исходных компонентов для получения гидрогелевого материала и содержание компонентов в готовом гидрогелевом материале на основе соли гидрохлорида хитозана и/или соли хитозана с гликолевой или аскорбиновой или салициловой или азелаиновой и/или аминокапроновой кислотой (примеры №1-9).The table shows the content and mass composition of the starting components for obtaining a hydrogel material and the content of the components in the finished hydrogel material based on a salt of chitosan hydrochloride and / or a salt of chitosan with glycolic or ascorbic or salicylic or azelaic and / or aminocaproic acid (examples No. 1-9) .

Способ получения гидрогелевого материала осуществляется следующим образом.A method of obtaining a hydrogel material is as follows.

Готовят водный раствор гидрохлорида хитозана и/или хитозана концентрации 3.0-7.0 мас. % в водном растворе органической кислоты концентрации 1.5-6.0 мас. %. При этом, используют гидрохлорид хитозана и хитозан с молекулярной массой 30-700 кДа и степенью деацетилирования ≥75-80 мольн. %, в качестве органической кислоты используют гликолевую или аскорбиновую или салициловую или азелаиновую и/или аминокапроновую.Prepare an aqueous solution of chitosan and / or chitosan hydrochloride concentration of 3.0-7.0 wt. % in an aqueous solution of an organic acid concentration of 1.5-6.0 wt. % At the same time, chitosan hydrochloride and chitosan with a molecular weight of 30-700 kDa and a degree of deacetylation of ≥75-80 mol are used. %, glycolic or ascorbic or salicylic or azelaic and / or aminocaproic acids are used as organic acids.

В полученный раствор вводят водный раствор высокомолекулярного темплата - поливинилового спирта концентрации 8.0-10.0 мас. %, затем гелеобразователь - глицеролат кремния в глицерине (Si(C3H7O3)4⋅(2-3)C3H8O3) концентрации 55-70 мас. % для протекания золь-гель синтеза и ионный сшиватель - тетраборат натрия в глицерине (Na2B4O7) концентрации 10-20 мас. %. Смешение исходных компонентов проводят в смесителе, снабженном механическим гомогенизатором, согласно рецептуре.An aqueous solution of a high molecular weight template, polyvinyl alcohol, with a concentration of 8.0-10.0 wt. %, then the gelling agent is silicon glycerolate in glycerol (Si (C 3 H 7 O 3 ) 4 ⋅ (2-3) C 3 H 8 O 3 ) concentration of 55-70 wt. % for the flow of sol-gel synthesis and an ionic crosslinker - sodium tetraborate in glycerol (Na 2 B 4 O 7 ) concentration of 10-20 wt. % The mixture of the starting components is carried out in a mixer equipped with a mechanical homogenizer, according to the recipe.

Полученный гидрогелевый материал заливают в специальную пластиковую или силиконовую форму (стерильная, одноразовая форма из инертного материала с размерами сторон 50×50×5.0 мм, 50×70×5.0 мм, 70×70×5.0 мм, 70×100×5.0 мм или др.), помещают в термошкаф с температурой 50-80°С и оставляют в статических условиях при 20±2°С для гелеобразования в течение 0.5-3 ч до получения гидрогелевого материала в виде кремнийхитозансодержащей глицерогидрогелевой пластины размером 50-70×50-100 мм или др. и толщиной 2-7 мм, которую помещают в герметичную упаковку и хранят при 25±5°С согласно инструкции. При необходимости, получение пластины можно проводить при комнатной температуре (20±20С) в течение 1-3 суток, а в случае использования аминокапроновой кислоты - в течение 5-20 минут. Выбор температурного диапазона 50-80°С при получении гидрогелевого материала обусловлен наиболее оптимальным временем гелеобразования. При температуре ниже 50°С гелеобразование замедляется и время формирования гидрогелевого материала становится соизмеримым с временем его формирования при температуре 20±2°С. При температуре выше 80°С, наряду с ускорением процесса гелеобразования возможна термодеструкция компонентов и снижение биологической активности гидрогелевого материала.The resulting hydrogel material is poured into a special plastic or silicone mold (sterile, single-use form from an inert material with side sizes 50 × 50 × 5.0 mm, 50 × 70 × 5.0 mm, 70 × 70 × 5.0 mm, 70 × 100 × 5.0 mm or others .), placed in a heating cabinet with a temperature of 50-80 ° C and left under static conditions at 20 ± 2 ° C for gel formation for 0.5-3 hours to obtain a hydrogel material in the form of a silicon-chitosan-containing glycerohydrogel plate 50-70 × 50-100 mm in size or others and with a thickness of 2-7 mm, which is placed in a sealed package and stored at 25 ± 5 ° C clearly instructions. If necessary, the preparation of the plate can be carried out at room temperature (20 ± 20 ° C) for 1-3 days, and in the case of using aminocaproic acid - for 5-20 minutes. The choice of the temperature range of 50-80 ° C upon receipt of the hydrogel material is due to the most optimal gelation time. At temperatures below 50 ° C, gelation slows down and the time of formation of the hydrogel material becomes comparable with the time of its formation at a temperature of 20 ± 2 ° C. At temperatures above 80 ° C, along with the acceleration of the gelation process, thermal decomposition of the components and a decrease in the biological activity of the hydrogel material are possible.

Группу изобретений иллюстрируют примеры №1-9.The group of inventions is illustrated by examples No. 1-9.

Пример №1. Для приготовления 100 г гидрогелевого материала в виде кремнийхитозансодержащей глицерогидрогелевой пластины в смеситель помещают 1.43 мл 70% гликолевой кислоты, 62.5 г дистиллированной воды, 3.3 г порошка гидрохлорида хитозана и непрерывно перемешивают в течение 1-1.5 часов при 20±2°С (обычная температура в помещении, нет необходимости ни нагревать, ни охлаждать) до получения гомогенного раствора. Параллельно готовят раствор поливинилового спирта. Для этого в специальную емкость помещают 14.4 г дистиллированной воды, вносят при перемешивании 1.66 г порошка поливинилового спирта, помещают в печь СВЧ (при мощности ~850 Вт) на 1-2 минуты до полного растворения полимера, переливают в смеситель с раствором хитозана и гомогенизируют в течение 5-10 минут. Полученную систему фильтруют через тканевый фильтр, вводят 16.7 г глицеролата кремния в двухмольном избытке глицерина, после чего добавляют 0.4 мл 20%-ного тетрабората натрия в глицерине и гомогенизируют механическим перемешиванием в течение 5 минут.Example No. 1. To prepare 100 g of hydrogel material in the form of a silicon-chitosan-containing glycerohydrogel plate, 1.43 ml of 70% glycolic acid, 62.5 g of distilled water, 3.3 g of chitosan hydrochloride powder are placed in a mixer and stirred continuously for 1-1.5 hours at 20 ± 2 ° С (normal temperature in indoors, there is no need to heat or cool) until a homogeneous solution is obtained. In parallel, a solution of polyvinyl alcohol is prepared. To do this, 14.4 g of distilled water is placed in a special container, 1.66 g of polyvinyl alcohol powder is added with stirring, placed in a microwave oven (at a power of ~ 850 W) for 1-2 minutes until the polymer is completely dissolved, poured into a mixer with a chitosan solution and homogenized within 5-10 minutes. The resulting system is filtered through a fabric filter, 16.7 g of silicon glycerolate is introduced in a two-molar excess of glycerol, after which 0.4 ml of 20% sodium tetraborate in glycerol is added and homogenized by mechanical stirring for 5 minutes.

Состав и содержание исходных реагентов для получения гидрогелевого материала, мас. %:The composition and content of the starting reagents to obtain a hydrogel material, wt. %:

гликолевая кислота - 1.00;glycolic acid - 1.00;

гидрохлорид хитозана - 3.30;chitosan hydrochloride - 3.30;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.08;sodium tetraborate in glycerol - 0.08;

глицеролат кремния в глицерине - 16.7;silicon glycerolate in glycerol - 16.7;

вода - остальное.water is the rest.

Полученную композицию заливают в специальную пластиковую или силиконовую форму (стерильная, одноразовая форма из инертного материала с размерами сторон 50×50×5.0 мм, 50×70×5.0 мм, 70×70×5.0 мм, 70×100×5.0 мм или др.), помещают в термошкаф с температурой 50±0.1°С, оставляют в статических условиях для гелеобразования не более 2 часов до получения кремнийхитозансодержащей глицерогидрогелевой пластины в виде гелеобразной пленкоподобной структуры размером 50-70×50-100 мм или др. и толщиной 2-7 мм, которую помещают в герметичную упаковку и хранят при 25±5°С согласно инструкции.The resulting composition is poured into a special plastic or silicone mold (sterile, disposable form of an inert material with side sizes of 50 × 50 × 5.0 mm, 50 × 70 × 5.0 mm, 70 × 70 × 5.0 mm, 70 × 100 × 5.0 mm, etc. ), placed in a heating cabinet with a temperature of 50 ± 0.1 ° C, left under static conditions for gelation for no more than 2 hours until a silicon-chitosan-containing glycerohydrogel plate is obtained in the form of a gel-like film-like structure 50-70 × 50-100 mm in size or others and 2-7 thick mm, which is placed in a sealed package and stored at 25 ± 5 ° C according to and Instructions.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана с гликолевой кислотой - 3.47;salt of chitosan hydrochloride with glycolic acid - 3.47;

гликолевая кислота - 0.83;glycolic acid - 0.83;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.74;compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.74;

полиолат кремния - 11.3;silicon polyolate - 11.3;

глицерин - 5.3;glycerin - 5.3;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №2. Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 1, однако дополнительно используют порошок хитозана. Отличие заключается также в содержании компонентов, проведении гелеобразования при температуре 80±0.1°С, Время гелеобразования до получения кремнийхитозансодержащей глицерогидрогелевой пластины составляет 0.5 часов. Состав и содержание исходных реагентов для получения гидрогелевого материала, мас. %:Example No. 2. All stages of obtaining a hydrogel material are similar to example 1, however, chitosan powder is additionally used. The difference also lies in the content of the components, gelation at a temperature of 80 ± 0.1 ° C. The gelation time to obtain a silicon-chitosan-containing glycerohydrogel plate is 0.5 hours. The composition and content of the starting reagents to obtain a hydrogel material, wt. %:

гликолевая кислота - 1.00;glycolic acid - 1.00;

гидрохлорид хитозана - 1.66;chitosan hydrochloride - 1.66;

хитозан - 1.33;chitosan - 1.33;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.06;sodium tetraborate in glycerin - 0.06;

глицеролат кремния в глицерине - 16.7;silicon glycerolate in glycerol - 16.7;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана и хитозана с гликолевой кислотой - 3.39;a salt of chitosan and chitosan hydrochloride with glycolic acid - 3.39;

гликолевая кислота - 0.60;glycolic acid - 0.60;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.72;compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.72;

полиолат кремния - 11.3;silicon polyolate - 11.3;

глицерин - 5.3;glycerin - 5.3;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №3. Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 1, однако вместо гидрохлорида хитозана используют порошок хитозана. Отличие заключается также в содержании компонентов. Состав и содержание исходных реагентов для получения гидрогелевого материала, мас. %:Example No. 3. All stages of obtaining a hydrogel material are similar to Example 1, however, chitosan powder is used instead of chitosan hydrochloride. The difference also lies in the content of the components. The composition and content of the starting reagents to obtain a hydrogel material, wt. %:

гликолевая кислота - 1.00;glycolic acid - 1.00;

хитозан - 2.64;chitosan - 2.64;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.05;sodium tetraborate in glycerin - 0.05;

глицеролат кремния в глицерине - 16.7;silicon glycerolate in glycerol - 16.7;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль хитозана с гликолевой кислотой - 3.31;salt of chitosan with glycolic acid - 3.31;

гликолевая кислота - 0.35;glycolic acid - 0.35;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.71;a compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.71;

полиолат кремния - 11.3;silicon polyolate - 11.3;

глицерин - 5.3;glycerin - 5.3;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №4. Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 1, однако используют порошок аминокапроновой кислоты, глицеролат кремния в трехмольном избытке глицерина. Процесс гелеобразования проводят при комнатной температуре (20±2°С). Отличие заключается также в содержании компонентов. Состав и содержание исходных компонентов, мас. %:Example No. 4. All stages of obtaining a hydrogel material are similar to Example 1, however, aminocaproic acid powder, silicon glycerolate in a three-molar excess of glycerol are used. The gelation process is carried out at room temperature (20 ± 2 ° C). The difference also lies in the content of the components. The composition and content of the starting components, wt. %:

аминокапроновая кислота - 1.30;aminocaproic acid - 1.30;

гидрохлорид хитозана - 2.57;chitosan hydrochloride - 2.57;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.07;sodium tetraborate in glycerol - 0.07;

глицеролат кремния в глицерине - 16.7;silicon glycerolate in glycerol - 16.7;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана с аминокапроновой кислотой - 2.77;salt of chitosan hydrochloride with aminocaproic acid - 2.77;

аминокапроновая кислота - 1.1;aminocaproic acid - 1.1;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.73;compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.73;

полиолат кремния - 9.85;silicon polyolate - 9.85;

глицерин - 6.85;glycerin - 6.85;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №5. Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 4, однако используют порошок салициловой кислоты и дополнительно порошок хитозана, растворение хитозансодержащего вещества проводят при 60-80±2°С в течение 0.5-1.0 часа. Отличие заключается также в содержании компонентов. Состав и содержание исходных компонентов, мас. %:Example No. 5. All stages of obtaining a hydrogel material are similar to Example 4, however, salicylic acid powder and optionally chitosan powder are used, the dissolution of the chitosan-containing substance is carried out at 60-80 ± 2 ° C for 0.5-1.0 hours. The difference also lies in the content of the components. The composition and content of the starting components, wt. %:

салициловая кислота - 0.90;salicylic acid - 0.90;

гидрохлорид хитозана - 1.66;chitosan hydrochloride - 1.66;

хитозан - 1.00;chitosan - 1.00;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.05;sodium tetraborate in glycerin - 0.05;

глицеролат кремния в глицерине - 16.7;silicon glycerolate in glycerol - 16.7;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана и хитозана с салициловой кислотой - 4.64;salt of chitosan and chitosan hydrochloride with salicylic acid - 4.64;

салициловая кислота - 0.58;salicylic acid - 0.58;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.71;a compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.71;

полиолат кремния - 9.85;silicon polyolate - 9.85;

глицерин - 6.85;glycerin - 6.85;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №6. Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 4, однако используют порошок аскорбиновой кислоты, вместо гидрохлорида хитозана используют порошок хитозана. Отличие заключается также в содержании компонентов. Состав и содержание исходных компонентов, мас. %:Example No. 6. All stages of obtaining a hydrogel material are similar to Example 4, however, ascorbic acid powder is used; chitosan powder is used instead of chitosan hydrochloride. The difference also lies in the content of the components. The composition and content of the starting components, wt. %:

аскорбиновая кислота - 2.83;ascorbic acid - 2.83;

хитозан - 2.83;chitosan - 2.83;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.05;sodium tetraborate in glycerin - 0.05;

глицеролат кремния в глицерине - 8.30;silicon glycerolate in glycerin - 8.30;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль хитозана с аскорбиновой кислотой - 3.51;salt of chitosan with ascorbic acid - 3.51;

аскорбиновая кислота - 2.15;ascorbic acid - 2.15;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.71;a compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.71;

полиолат кремния - 4.90;silicon polyolate - 4.90;

глицерин - 3.40;glycerin - 3.40;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №7. Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 6, однако дополнительно используют порошок гидрохлорида хитозана. Отличие заключается также в содержании компонентов. Состав и содержание исходных компонентов, мас. %:Example No. 7. All stages of obtaining hydrogel material are similar to example 6, however, chitosan hydrochloride powder is additionally used. The difference also lies in the content of the components. The composition and content of the starting components, wt. %:

аскорбиновая кислота - 3.54;ascorbic acid - 3.54;

гидрохлорид хитозана - 2.62;chitosan hydrochloride - 2.62;

хитозан - 1.66;chitosan - 1.66;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.08;sodium tetraborate in glycerol - 0.08;

глицеролат кремния в глицерине - 8.30;silicon glycerolate in glycerin - 8.30;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана и хитозана с аскорбиновой кислотой - 4.81;salt of chitosan and chitosan hydrochloride with ascorbic acid - 4.81;

аскорбиновая кислота - 2.19;ascorbic acid - 2.19;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.74;compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.74;

полиолат кремния - 4.90;silicon polyolate - 4.90;

глицерин - 3.40;glycerin - 3.40;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №8. Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 5, однако используют порошок азелаиновой и аминокапроновой кислот. Отличие заключается также в содержании компонентов.Example No. 8. All stages of obtaining a hydrogel material are similar to Example 5, however, azelaic and aminocaproic acid powder is used. The difference also lies in the content of the components.

Состав и содержание исходных компонентов, мас. %:The composition and content of the starting components, wt. %:

азелаиновая кислота - 0.90;azelaic acid - 0.90;

аминокапроновая кислота - 1.00;aminocaproic acid - 1.00;

гидрохлорид хитозана - 2.00;chitosan hydrochloride - 2.00;

хитозан - 1.00;chitosan - 1.00;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.05;sodium tetraborate in glycerin - 0.05;

глицеролат кремния в глицерине - 16.7;silicon glycerolate in glycerol - 16.7;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана и хитозана с азелаиновой и аминокапроновой кислотами - 3.72;salt of chitosan and chitosan hydrochloride with azelaic and aminocaproic acids - 3.72;

азелаиновая и аминокапроновая кислоты - 1.18;azelaic and aminocaproic acids - 1.18;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.71;a compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.71;

полиолат кремния - 9.85;silicon polyolate - 9.85;

глицерин - 6.85;glycerin - 6.85;

вода - остальное.water is the rest.

Пример №9 Все этапы получения гидрогелевого материала аналогичны примеру 8, отличие заключается в содержании компонентов. Состав и содержание исходных компонентов, мас. %:Example No. 9 All stages of obtaining a hydrogel material are similar to Example 8, the difference lies in the content of the components. The composition and content of the starting components, wt. %:

азелаиновая кислота - 0.90;azelaic acid - 0.90;

аминокапроновая кислота - 1.00;aminocaproic acid - 1.00;

гидрохлорид хитозана - 2.00;chitosan hydrochloride - 2.00;

хитозан - 1.00;chitosan - 1.00;

поливиниловый спирт - 1.66;polyvinyl alcohol - 1.66;

тетраборат натрия в глицерине - 0.08;sodium tetraborate in glycerol - 0.08;

глицеролат кремния в глицерине - 16.7;silicon glycerolate in glycerol - 16.7;

вода - остальное.water is the rest.

Состав и содержание компонентов в пластине, мас. %:The composition and content of the components in the plate, wt. %:

соль гидрохлорида хитозана и хитозана с азелаиновой и аминокапроновой кислотами - 3.72;salt of chitosan and chitosan hydrochloride with azelaic and aminocaproic acids - 3.72;

азелаиновая и аминокапроновая кислоты - 1.18;azelaic and aminocaproic acids - 1.18;

соединение бора с поливиниловым спиртом - 1.74;compound of boron with polyvinyl alcohol - 1.74;

полиолат кремния - 9.85;silicon polyolate - 9.85;

глицерин - 6.85;glycerin - 6.85;

вода - остальное.water is the rest.

Экспериментально установлено, что при использовании соотношения компонентов в гидрогелевом материале, взятых в большем или меньшем количествах заявленных в примерах №1-9 интервалов, технический результат группы изобретений не достигается. При меньшем содержании компонентов гидрогелевый материал в виде монолитной и формоустойчивой глицерогидрогелевой пластины не формируется, при большем - снижается эластичность гидрогелевого материала, наблюдается синерезис.It was experimentally established that when using the ratio of components in the hydrogel material taken in greater or lesser amounts of the intervals stated in examples No. 1-9, the technical result of the group of inventions is not achieved. With a lower content of components, a hydrogel material in the form of a monolithic and form-stable glycerohydrogel plate is not formed, with a larger content, the elasticity of the hydrogel material is reduced, and there is a syneresis.

Определено, что при содержании тетрабората натрия в системе в диапазоне 0.05-0.08 мас. % наблюдаются оптимальные условия для формирования сетки межмолекулярного соединения поливинилового спирта с борат-ионами (В-поливинилового спирта). Введение тетрабората натрия в количестве меньшем 0.05 мас. % не влияет на процесс формирования и свойства глицерогидрогелевой пластины, а более 0.08 мас. % затрудняет смешение компонентов гелеобразующей композиции.It was determined that when the content of sodium tetraborate in the system is in the range of 0.05-0.08 wt. % optimal conditions are observed for the formation of a network of the intermolecular compound of polyvinyl alcohol with borate ions (B-polyvinyl alcohol). The introduction of sodium tetraborate in an amount of less than 0.05 wt. % does not affect the process of formation and properties of the glycerohydrogel plate, and more than 0.08 wt. % complicates the mixing of the components of the gelling composition.

Проводили оценку биосоместимости и цитотоксичности исходного состава композиции, используемого для получения гидрогелевого материала по примерам №1, 4, 7.Assessed the biocompatibility and cytotoxicity of the initial composition used to obtain hydrogel material according to examples No. 1, 4, 7.

Каждый тестируемый состав готовили с использованием стерильной бидистиллированной воды (рН 6.8-7.0) с последующим разбавлением стерильной питательной средой ДМЕМ до концентрации 0.1 мас. %. Полученные растворы в разведении 1:10-1:14 помещали в стерильную чашку Петри, заливали ростовой средой ДМЕМ с добавлением 10% эмбриональной сыворотки крупного рогатого скота и вносили суспензию клеток дермальных фибробластов в концентрации не меньше 106 кл./мл. Культивирование осуществляли в СО2-инкубаторе в атмосфере 5% СО2 при 37°С. Жизнеспособность клеток оценивали на флуоресцентном микроскопе «МикМед-2» (Россия), окрашивание проводили акридиновым оранжевым и этидиумом бромидом. Наблюдение за адгезией и пролиферацией клеток проводили на биологическом микроскопе Биолам (АО «ЛОМО», СПб, РФ).Each test composition was prepared using sterile bidistilled water (pH 6.8–7.0), followed by dilution with DMEM sterile nutrient medium to a concentration of 0.1 wt. % The resulting solutions at a dilution of 1: 10-1: 14 were placed in a sterile Petri dish, filled with DMEM growth medium supplemented with 10% cattle fetal serum, and a suspension of dermal fibroblast cells at a concentration of at least 10 6 cells / ml was added. Cultivation was carried out in a CO 2 incubator in an atmosphere of 5% CO 2 at 37 ° C. Cell viability was assessed using a MikMed-2 fluorescence microscope (Russia); staining was performed with acridine orange and ethidium bromide. Cell adhesion and proliferation were monitored using a Biolam biological microscope (JSC LOMO, St. Petersburg, RF).

Во всех опытах образование полноценного монослоя клеток наблюдалось в сроки от 3 до 5 дней. Это свидетельствует об отсутствии цитотоксичности и высокой биосовместимости исходного состава кремнийхитозансодержащей гелеобразующей композиции с дермальными клетками, что позволяет дать положительные рекомендации к применению гидрогелевого материала в виде кремнийхитозансодержащих глицерогидрогелевых пластин в медицине, фармакологии, косметологии и других областях.In all experiments, the formation of a complete monolayer of cells was observed within 3 to 5 days. This indicates the absence of cytotoxicity and high biocompatibility of the initial composition of the silicon-chitosan-containing gel-forming composition with dermal cells, which allows us to give positive recommendations for the use of hydrogel material in the form of silicon-chitosan-containing glycerohydrogel plates in medicine, pharmacology, cosmetology, and other fields.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (11)

1. Лечебно-профилактический гидрогелевый материал, обладающий антибактериальным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием, характеризующийся тем, что он содержит соль гидрохлорида хитозана и/или хитозана, гликолевую или аскорбиновую или салициловую или азелаиновую и/или аминокапроновую органические кислоты, соединение бора с поливиниловым спиртом, полиолат кремния, глицерин и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. Treatment and prophylactic hydrogel material with antibacterial, anti-inflammatory and wound healing effects, characterized in that it contains a salt of chitosan and / or chitosan hydrochloride, glycolic or ascorbic or salicylic or azelaic and / or aminocaproic organic acids, a polyvinyl boron compound, polyvinyl boron compound silicon polyolate, glycerin and water in the following ratio, wt. %: соль гидрохлорида хитозана и/или хитозанаsalt of chitosan and / or chitosan hydrochloride 2.77-4.812.77-4.81 гликолевая или аскорбиновая илиglycolic or ascorbic or салициловая или азелаиноваяsalicylic or azelaic и/или аминокапроноваяand / or aminocaproic органическая кислотаorganic acid 0.35-2.190.35-2.19 соединение бора с поливиниловым спиртомcompound of boron with polyvinyl alcohol 1.71-1.741.71-1.74 полиолат кремнияsilicon polyolate 4.9-11.34.9-11.3 глицеринglycerol 3.4-6.853.4-6.85 водаwater остальноеrest
2. Способ получения лечебно-профилактического гидрогелевого материала по п. 1, заключающийся в растворении гидрохлорида хитозана и/или хитозана в водном растворе органической кислоты, введении в эту смесь глицеролата кремния в глицерине, отличающийся тем, что перед введением глицеролата кремния в глицерине в смесь гидрохлорида хитозана и/или хитозана с органической кислотой вводят водный раствор поливинилового спирта, а после введения глицеролата кремния в глицерине добавляют тетраборат натрия в глицерине при мольном соотношении тетраборат натрия : глицерин 1:1.8-1:4.0, после чего полученную смесь заливают в форму и выдерживают до получения пленкоподобной структуры, причем исходные компоненты берут в соотношении, мас. %:2. A method of obtaining a therapeutic and prophylactic hydrogel material according to claim 1, which consists in dissolving chitosan and / or chitosan hydrochloride in an aqueous solution of an organic acid, introducing silicon glycerolate in glycerol into this mixture, characterized in that before introducing silicon glycerolate in glycerol into the mixture an aqueous solution of polyvinyl alcohol is added to chitosan hydrochloride and / or chitosan with an organic acid, and after the introduction of silicon glycerolate in glycerol, sodium tetraborate in glycerol is added at a molar ratio of tetra sodium borate, glycerin 1: 1.8-1: 4.0, and the resulting mixture was poured into a mold and allowed to stand to obtain a film-structure, wherein the starting components are taken in the ratio, by weight. %: гидрохлорид хитозана и/или хитозанchitosan hydrochloride and / or chitosan 2.57-4.282.57-4.28 гликолевая или аскорбиновая илиglycolic or ascorbic or салициловая или азелаиноваяsalicylic or azelaic и/или аминокапроновая органическая кислотаand / or aminocaproic organic acid 0.9-3.540.9-3.54 глицеролат кремния в глицеринеsilicon glycerolate in glycerin 8.3-16.78.3-16.7 поливиниловый спиртpolyvinyl alcohol 1.661.66 тетраборат натрия в глицеринеsodium tetraborate in glycerin 0.05-0.080.05-0.08 водаwater остальноеrest
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют раствор глицеролат кремния в глицерине при мольном соотношении 1:2-1:3.3. The method according to p. 2, characterized in that they use a solution of silicon glycerolate in glycerol with a molar ratio of 1: 2-1: 3. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что смесь выдерживают в форме при температуре 50-80°С в течение 0.5-2 часов.4. The method according to p. 2, characterized in that the mixture is kept in shape at a temperature of 50-80 ° C for 0.5-2 hours. 5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что смесь выдерживают в форме при температуре 20±2°С в течение 1-3 суток.5. The method according to p. 2, characterized in that the mixture is kept in shape at a temperature of 20 ± 2 ° C for 1-3 days. 6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют гидрохлорид хитозана и/или хитозан с молекулярной массой 30-700 кДа и степенью деацетилирования ≥75-80 мольн. %.6. The method according to p. 2, characterized in that the use of chitosan hydrochloride and / or chitosan with a molecular weight of 30-700 kDa and a degree of deacetylation of ≥75-80 mol. % 7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют гидрохлорид хитозана в количестве 2.57-3.3 мас. %.7. The method according to p. 2, characterized in that the use of chitosan hydrochloride in an amount of 2.57-3.3 wt. % 8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют хитозан в количестве 2.64-2.83 мас. %.8. The method according to p. 2, characterized in that chitosan is used in an amount of 2.64-2.83 wt. % 9. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют смесь гидрохлорида хитозана с хитозаном при мольном соотношении гидрохлорид хитозана : хитозан 1:0.35-1:0.82 в количестве 2.66-4.28 мас. %.9. The method according to p. 2, characterized in that a mixture of chitosan hydrochloride with chitosan is used with a molar ratio of chitosan hydrochloride: chitosan 1: 0.35-1: 0.82 in an amount of 2.66-4.28 wt. %
RU2019104336A 2019-02-15 2019-02-15 Hydrogel material based on a chitosan-containing salt and a method for production thereof RU2707973C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104336A RU2707973C1 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Hydrogel material based on a chitosan-containing salt and a method for production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104336A RU2707973C1 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Hydrogel material based on a chitosan-containing salt and a method for production thereof

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018104349A Division RU2695223C1 (en) 2018-02-06 2018-02-06 Hydrogel material based on a salt of a chitosan-containing substance and a method for production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707973C1 true RU2707973C1 (en) 2019-12-03

Family

ID=68836488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104336A RU2707973C1 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Hydrogel material based on a chitosan-containing salt and a method for production thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707973C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6960617B2 (en) * 2002-04-22 2005-11-01 Purdue Research Foundation Hydrogels having enhanced elasticity and mechanical strength properties
RU2432954C1 (en) * 2010-05-28 2011-11-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии растворов РАН Method of obtaining hydrogel of medicinal purpose (versions)
RU2482133C2 (en) * 2007-10-30 2013-05-20 Вискогель АБ Chitosan composition
RU2611400C2 (en) * 2015-04-23 2017-02-21 Закрытое акционерное общество "Воронежский инновационно-технологический центр" (ЗАО ВИТЦ) Wound healing gel for external application
RU2613112C2 (en) * 2015-04-20 2017-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Chitosan-based wound covering (versions)
RU2617501C1 (en) * 2015-12-08 2017-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Hydrogel based on chitosan complex salt and method of its preparation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6960617B2 (en) * 2002-04-22 2005-11-01 Purdue Research Foundation Hydrogels having enhanced elasticity and mechanical strength properties
RU2482133C2 (en) * 2007-10-30 2013-05-20 Вискогель АБ Chitosan composition
RU2432954C1 (en) * 2010-05-28 2011-11-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии растворов РАН Method of obtaining hydrogel of medicinal purpose (versions)
RU2613112C2 (en) * 2015-04-20 2017-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Chitosan-based wound covering (versions)
RU2611400C2 (en) * 2015-04-23 2017-02-21 Закрытое акционерное общество "Воронежский инновационно-технологический центр" (ЗАО ВИТЦ) Wound healing gel for external application
RU2617501C1 (en) * 2015-12-08 2017-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Hydrogel based on chitosan complex salt and method of its preparation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103083713B (en) A kind of aseptic polymerization wound-surface cover dressing
AU639163B2 (en) Methyl pyrrolidinone chitosan, production process and uses thereof
US6458380B1 (en) Dressing and preparation delivery system
CN1320931C (en) Dressing material containing medicine chitoholosida and its preparation method
CN105597146B (en) Wound healing multi-functional temperature sensitive gel composite dressing and its preparation and application method
US20080095848A1 (en) Pharmaceutical Composition For Topical Use In Form Of Xerogels Or Films And Methods For Production
RU2422133C1 (en) Hydrophylic gel, method of its obtaining (versions), wound covering and based on it bandage means
BRPI0708429A2 (en) method for forming a dry absorbent foam, dry absorbent foam, composite, use of a foam or composite, and methods for inhibiting cell proliferation, for attaching a composite to tissue, and for preventing tissue adhesion to adjacent tissue
Mayol et al. Design and characterization of a chitosan physical gel promoting wound healing in mice
EP3569260A1 (en) Non-woven fabric bandage and a method for the production of a non-woven fabric bandage
Samiraninezhad et al. Using chitosan, hyaluronic acid, alginate, and gelatin-based smart biological hydrogels for drug delivery in oral mucosal lesions: A review
CN112121032A (en) Hydrogel patch for skin care and preparation method thereof
US20210015966A1 (en) Antibacterial Cellulose Hydrogels and Preparation Method therefor
Munot et al. Formulation and evaluation of chitosan-PLGA biocomposite scaffolds incorporated with quercetin liposomes made by QbD approach for improved healing of oral lesions
KR100812824B1 (en) Biocompatible low toxicity film using chitosan and polyethylene glycol
Wang et al. Fabrication of curcumin-loaded silk fibroin and polyvinyl alcohol composite hydrogel films for skin wound healing
RU2695223C1 (en) Hydrogel material based on a salt of a chitosan-containing substance and a method for production thereof
RU2707973C1 (en) Hydrogel material based on a chitosan-containing salt and a method for production thereof
ES2906715T3 (en) Biomaterial devices for guided tissue regeneration
CN115350321B (en) Hydrogel dressing and preparation method thereof
RU2657826C1 (en) Composition for producing hydrogel
RU2732241C1 (en) Biodegradable therapeutic hydrogel plate and method for production thereof (embodiments)
JP2002104974A (en) Hydrogel therapeutic agent for damaged skin
Sideek et al. Cross-linked alginate dialdehyde/chitosan hydrogel encompassing curcumin-loaded bilosomes for enhanced wound healing activity
CN117731829B (en) Medical gel dressing and preparation method thereof