RU2743425C1 - Hemostatic agent based on chitosan aerogel - Google Patents

Hemostatic agent based on chitosan aerogel Download PDF

Info

Publication number
RU2743425C1
RU2743425C1 RU2020112625A RU2020112625A RU2743425C1 RU 2743425 C1 RU2743425 C1 RU 2743425C1 RU 2020112625 A RU2020112625 A RU 2020112625A RU 2020112625 A RU2020112625 A RU 2020112625A RU 2743425 C1 RU2743425 C1 RU 2743425C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chitosan
hemostatic agent
hemostatic
agent
wound
Prior art date
Application number
RU2020112625A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Васильевна Меньшутина
Дарья Дмитриевна Ловская
Артем Евгеньевич Лебедев
Владимир Николаевич Быков
Виктор Борисович Назаров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ГЕМОТЕКС"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ГЕМОТЕКС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ГЕМОТЕКС"
Priority to RU2020112625A priority Critical patent/RU2743425C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2743425C1 publication Critical patent/RU2743425C1/en

Links

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
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/70Web, sheet or filament bases ; Films; Fibres of the matrix type containing drug
    • 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

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of medicine, namely to a hemostatic agent based on chitosan, characterized in that it is produced using a non-woven material with a surface density of 20 g/m2to 105 g/m2, impregnated with chitosan aerogel. The invention relates to a method for producing a chitosan-based hemostatic agent, which consists in preparing a chitosan solution followed by supercritical drying, characterized in that a ready-made chitosan solution with a concentration of 1 to 4 mol/l is poured into a non-woven material to form a chitosan gel for at least 6 hours. After that, the product is washed to a neutral pH and the solvent is replaced with a step-by-step increase in the solvent concentration to 10-50-70-90-100-100-100% by weight and subsequent drying of the hemostatic agent using the supercritical drying process.EFFECT: group of inventions provides increased efficiency in the use of a hemostatic agent.6 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к средствам для остановки наружных кровотечений различной интенсивности, в том числе из крупных кровеносных сосудов, и может применяться в госпитальных, полевых, а также бытовых условиях для оказания первой и медицинской помощи при ранениях и травмах в качестве местного гемостатического средства, в том числе при кровотечениях, при которых массивная кровопотеря является ведущей причиной летальных исходов.The invention relates to medicine, namely to means for stopping external bleeding of varying intensity, including from large blood vessels, and can be used in hospital, field, as well as living conditions for first aid and medical care for wounds and injuries as a local hemostatic agent, including bleeding, in which massive blood loss is the leading cause of death.

Современные материалы, используемые для производства местных гемостатических средств, отличаются по своей природе, механизму действия, форме выпуска, сфере и особенностям применения, побочному действию, способу производства.Modern materials used for the production of local hemostatic agents differ in their nature, mechanism of action, form of release, scope and features of application, side effects, method of production.

Любой гемостатический материал обладает следующими характеристиками: составом, механизмом действия, спектром применения (при капиллярном, паренхиматозном, венозном и артериальном кровотечениях), эффективностью (скоростью достижения и устойчивостью гемостаза); биосовместимостью (возможностью длительного присутствия материала в организме или необходимостью его удаления после краткосрочного применения), возможностью и скоростью биодеградации, а также удобством проведения хирургической обработки после его применения.Any hemostatic material has the following characteristics: composition, mechanism of action, range of application (for capillary, parenchymal, venous and arterial bleeding), efficiency (speed of achievement and stability of hemostasis); biocompatibility (the possibility of long-term presence of the material in the body or the need to remove it after short-term use), the possibility and rate of biodegradation, as well as the convenience of surgical treatment after its use.

По составу современные гемостатические материалы местного действия можно подразделить на следующие группы:According to their composition, modern hemostatic materials of local action can be divided into the following groups:

- материалы на основе биологических факторов свертывания крови, полученных от животных или человека: коллаген, тромбин, фибрин, фибриноген, плазма и другие;- materials based on biological factors of blood coagulation obtained from animals or humans: collagen, thrombin, fibrin, fibrinogen, plasma and others;

- материалы на основе производных целлюлозы;- materials based on cellulose derivatives;

- материалы на основе синтетических полимеров;- materials based on synthetic polymers;

- материалы на основе неорганических соединений (цеолит, силикагель);- materials based on inorganic compounds (zeolite, silica gel);

- материалы на основе экстрактов растений;- materials based on plant extracts;

- материалы на основе хитина и хитозана.- materials based on chitin and chitosan.

В настоящее время все большее распространение находят местные гемостатические средства на основе хитозана - природного полисахарида, который может быть получен из панцирей водных ракообразных путем химической / ферментативной обработки хитина или экстрагирован из культуры грибов. К числу основных свойств хитозана, определяющих его успешное применения, относятся растворимость в водных растворах органических и неорганических кислот, вязкость образующихся растворов, способность образовывать пленки и гранулы, биологическая совместимость, низкая токсичность, способность к деградации в биологических средах. Он представляет собой высокомолекулярное соединение, макромолекула которого содержит в себе большое количество свободных аминогрупп, что позволяет ей связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд. При контакте с кровью положительно заряженный хитозан притягивает форменные элементы крови (эритроциты и тромбоциты), мембраны которых заряжены отрицательно, что приводит к активации и адгезии тромбоцитов и образованию сгустка, даже в случае дефибринированной / гепаринизированной крови. Кроме того, положительный заряд хитозана способствует агрегации отрицательно заряженного альбумина. Не исключается, что хитозан способствует активации каскада свертывания крови.Currently, local hemostatic agents based on chitosan, a natural polysaccharide, which can be obtained from the shells of aquatic crustaceans by chemical / enzymatic treatment of chitin or extracted from the culture of fungi, are becoming more widespread. The main properties of chitosan, which determine its successful use, include solubility in aqueous solutions of organic and inorganic acids, the viscosity of the resulting solutions, the ability to form films and granules, biological compatibility, low toxicity, and the ability to degrade in biological media. It is a high molecular weight compound, the macromolecule of which contains a large number of free amino groups, which allows it to bind hydrogen ions and acquire an excess positive charge. Upon contact with blood, positively charged chitosan attracts blood cells (erythrocytes and platelets), the membranes of which are negatively charged, which leads to activation and adhesion of platelets and the formation of a clot, even in the case of defibrinated / heparinized blood. In addition, the positive charge of chitosan promotes the aggregation of negatively charged albumin. It is possible that chitosan promotes the activation of the blood coagulation cascade.

Местные гемостатические средства на основе хитозана эффективны даже в условиях гипотермии и в отличии от цеолитов не вызывают экзотермической реакции при растворении или контакте с кровью.Local hemostatic agents based on chitosan are effective even under hypothermic conditions and, unlike zeolites, do not cause an exothermic reaction upon dissolution or contact with blood.

Известно кровоостанавливающее средство для местного применения на основе солей хитозана в смеси как минимум с одним инертным материалом, не вызывающее тепловыделения при смешении с кровью, биологически совместимое с тканями организма, обладающее достаточно высокой гемостатической активностью (Международная заявка WO 2007/074326, опубл. 05.07.2007 г.). Недостатками такого кровоостанавливающего средства являются недостаточно высокая сорбционная способность по крови и как следствие относительно длительный период наступления гемостаза.Known hemostatic agent for topical application based on chitosan salts in a mixture with at least one inert material, which does not cause heat release when mixed with blood, is biologically compatible with body tissues, and has a sufficiently high hemostatic activity (International application WO 2007/074326, publ. 05.07. 2007). The disadvantages of such a hemostatic agent are insufficiently high sorption capacity for blood and, as a consequence, a relatively long period of onset of hemostasis.

Известно местное гемостатическое средство для остановки массивных кровотечений, полученное на основе соли хитозана и полигексаметиленгуанидина гидрохлорида, ковалентно сшитых полифункциональным соединением из ряда глицидиловых эфиров (Патент RU 2519220, опубл. 10.06.2014 г.). Данное средство обладает высокой сорбционной способностью по крови, коротким временем наступления гемостаза и высокой антимикробной активностью. При этом соль хитозана выбирается со средним размером частиц 0,2-2,0 мм, степенью деацетилирования хитозана 0,75-0,95, молекулярной массой 10-500 кДа Освоен выпуск средства в следующих вариантах: порошок, гранулы, бинт и пластырь. Однако ни для одной из форм не удалось достичь сокращения времени достижения устойчивого гемостаза, и после применения порошка или бинта необходимо осуществление компрессии в течении 5-7 минут. Кроме того, при применении бинта отмечается выраженное осыпание гемостатического материала.Known local hemostatic agent for stopping massive bleeding, obtained on the basis of a salt of chitosan and polyhexamethylene guanidine hydrochloride, covalently cross-linked with a polyfunctional compound from a number of glycidyl ethers (Patent RU 2519220, publ. 10.06.2014). This agent has a high sorption capacity for blood, a short time of onset of hemostasis and high antimicrobial activity. At the same time, the chitosan salt is selected with an average particle size of 0.2-2.0 mm, a degree of chitosan deacetylation of 0.75-0.95, and a molecular weight of 10-500 kDa. The production of funds in the following versions is mastered: powder, granules, bandage and plaster. However, for none of the forms it was possible to achieve a reduction in the time to achieve stable hemostasis, and after applying a powder or bandage, it is necessary to perform compression for 5-7 minutes. In addition, when applying the bandage, there is a pronounced shedding of the hemostatic material.

Известно гемостатическое медицинское изделие, выполненное в виде односторонней или двухсторонней многослойной повязки, состоящей, по меньшей мере, из подложки и активного слоя из нетканого материала на основе нановолокон хитозана. Активный гемостатический слой размещен с одной стороны на поверхности подложки, представляющей собой нетканый материал с удельным весом не более 15 г/м2, состоящий из, по меньшей мере, нановолокон хитозана, полученных электроформованием. Подложка состоит из одного или нескольких слоев и содержит, по меньшей мере, один технологический и/или контактный слой, причем каждый контактный слой размещен в непосредственной близости к активному слою и представлен нетканым материалом, состоящим из нановолокон алифатического полиамида, полученных электроформованием. Технологический слой выполнен из целлюлозного или синтетического материала. Между контактным и активным слоем может быть размещен гелеобразующий слой, представляющий собой нетканый материал, состоящий из нановолокон карбоксиметилцеллюлозы, полученных электроформованием. (Патент на ПМ №135921, опубл. 27.12.2013 г.). Патент реализован при разработке средства гемостатического стерильного «Гемофлекс», в «Инструкции по применению» которого указано, что после наложения непосредственно на источник кровотечения необходимо осуществить ручную компрессию в течение 2-3 минут.Known hemostatic medical product made in the form of a one-sided or two-sided multilayer dressing, consisting of at least a substrate and an active layer of nonwoven material based on chitosan nanofibers. The active hemostatic layer is placed on one side on the surface of the substrate, which is a non-woven material with a specific weight of not more than 15 g / m 2 , consisting of at least chitosan nanofibers obtained by electrospinning. The substrate consists of one or more layers and contains at least one technological and / or contact layer, each contact layer being placed in close proximity to the active layer and represented by a nonwoven material consisting of aliphatic polyamide nanofibers obtained by electrospinning. The technological layer is made of cellulosic or synthetic material. Between the contact and active layers, a gel-forming layer can be placed, which is a nonwoven material consisting of carboxymethyl cellulose nanofibers obtained by electrospinning. (Patent for PM No. 135,921, publ. 27.12.2013). The patent was implemented in the development of a sterile hemostatic agent "Hemoflex", the "Instructions for use" of which states that after being applied directly to the source of bleeding, manual compression must be carried out for 2-3 minutes.

Недостатком является относительно низкая эффективность гемостатического средства и, соответственно, относительно низкое качество оказания первой и медицинской помощи при наружных артериальных и венозных кровотечениях, а также возможность инфицирования раны из-за осыпания частиц хитозана.The disadvantage is the relatively low efficiency of the hemostatic agent and, accordingly, the relatively low quality of first aid and medical care for external arterial and venous bleeding, as well as the possibility of wound infection due to shedding of chitosan particles.

Так же, гемостатические средства описаны в Международных патентных заявках WO 2009/130485, опубл. 29.10.2010 г. и WO 2012/123728 опубл. 20.09.2012 г. (заявитель MedTrade Products Ltd) и являются коммерчески доступными под торговым наименованием Celox®. Порошковая фасовка - это основной и базовый вид продукта Celox. Гранулы Celox - это первоначальная форма гемостатического средства, лежащая в основе всех остальных видов препарата. Celox-А, представляет собой гибрид шприца и кожуха для введения тампона, содержащего внутри гранулы Celox. Он используется для доставки гемостатического средства к непосредственному источнику кровотечения при проникающих ранениях.Also, hemostatic agents are described in International patent applications WO 2009/130485, publ. 10/29/2010 and WO 2012/123728 publ. 09/20/2012 (applicant MedTrade Products Ltd) and are commercially available under the trade name Celox®. Powder packaging is the main and basic type of Celox product. Celox granules are the original form of hemostatic agent, which is the basis for all other types of the drug. Celox-A is a hybrid of a syringe and a tampon sleeve containing Celox granules inside. It is used to deliver a hemostatic agent to the immediate source of bleeding in penetrating wounds.

Известен вариант исполнения Celox Gauze в виде бинта. Он представляет собой плотное нетканое (вискозное) полотно, полностью покрытое раствором гранул Celox. Выпускается в виде традиционного «круглого» бинта в рулоне («бинт Се1ох») и в виде плоского бинта с Z-образным сложением («повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая Повязка»). В соответствии с «Инструкцией по применению», для достижения устойчивого гемостаза после применения повязки / бинта необходимо осуществление компрессии продолжительностью от 3-х до 6-ти минут. После извлечения повязки / бинта из упаковки отмечается осыпание гемостатического материала, а после контакта с кровью повязка / бинт теряет мягкость и гибкость, в результате чего снижается площадь контакта с раневой поверхностью.Known version of Celox Gauze in the form of a bandage. It is a dense non-woven (viscose) fabric completely covered with a Celox granule solution. Available as a traditional "round" bandage in a roll ("Celox bandage") and as a flat bandage with a Z-fold ("Celox dressing - Z-folded hemostatic dressing"). In accordance with the "Instructions for use", in order to achieve stable hemostasis after applying the dressing / bandage, it is necessary to perform compression for a duration of 3 to 6 minutes. After removing the dressing / bandage from the package, shedding of the hemostatic material is noted, and after contact with blood, the dressing / bandage loses its softness and flexibility, as a result of which the contact area with the wound surface decreases.

Ближайшим аналогом заявляемого средства является «ранозаживляющее и гемостатическое средство на основе хитозана и способ его получения», в котором средство имеет форму сферических частиц, а способ получения гемостатического средства на основе хитозана заключается в том, что навеску сухого высокомолекулярного хитозана растворяют в 0,1-0,2 М растворе уксусной кислоты при постоянном перемешивании до получения однородного раствора хитозана в уксусной кислоте, готовят раствор сшивающего агента в виде концентрированного раствора щелочи, вводят в виде капель раствор хитозана в уксусной кислоте в концентрированный раствор щелочи и сформировавшиеся в результате этого частицы выдерживают в концентрированном растворе щелочи 24 часа, после чего их многократно промывают дистиллированной водой до рН среды, равной 7-8, и заменяют воду на растворитель в несколько стадий, на каждой из которых частицы помещаются в смесь «вода-спирт» и выдерживаются в течение 3-4 часов, и последовательно на каждой следующей стадии концентрацию спирта в смеси увеличивают с шагом 30-60-90-100% мас., причем последний шаг повторяется дважды, и окончательно проводят сверхкритическую сушку в течение 6 часов при температуре 40°С, давлении в интервале от 120 до 140 атм и расходе диоксида углерода 0,2 кг/ч. (Патент RU №2709462, опубл. 18.12.2019 г.).The closest analogue of the claimed agent is a "wound healing and hemostatic agent based on chitosan and a method for its production", in which the agent has the form of spherical particles, and the method for obtaining a hemostatic agent based on chitosan is that a sample of dry high molecular weight chitosan is dissolved in 0.1- 0.2 M acetic acid solution with constant stirring until a homogeneous solution of chitosan in acetic acid is obtained, a solution of a crosslinking agent is prepared in the form of a concentrated alkali solution, a solution of chitosan in acetic acid is introduced in the form of drops into a concentrated alkali solution and the resulting particles are kept in concentrated alkali solution for 24 hours, after which they are repeatedly washed with distilled water until the pH of the medium is 7-8, and the water is replaced with a solvent in several stages, at each of which the particles are placed in a water-alcohol mixture and kept for 3 4 hours, and consecutively on each next At the next stage, the concentration of alcohol in the mixture is increased in increments of 30-60-90-100% by weight, the last step being repeated twice, and finally supercritical drying is carried out for 6 hours at a temperature of 40 ° C, a pressure in the range from 120 to 140 atm and consumption of carbon dioxide 0.2 kg / h. (Patent RU No. 2709462, publ. 12/18/2019).

К числу общих недостатков вышеуказанных технических решений можно отнести относительно низкую эффективность применения, что обусловливает:The general disadvantages of the above technical solutions include the relatively low efficiency of the application, which leads to:

- необходимость длительной компрессии на область раны после применения местных гемостатических средств;- the need for prolonged compression on the wound area after the application of local hemostatic agents;

- низкую частоту первичного гемостаза;- low frequency of primary hemostasis;

- высокую частоту рецидивов кровотечения;- high incidence of recurrent bleeding;

- неустойчивость тромба, формирующегося в месте повреждения сосуда, при механическом движении конечностей.- instability of a blood clot formed at the site of damage to the vessel, with mechanical movement of the limbs.

Недостатком средств в форме порошка или гранул является возможность их вымывания с током крови, вытекающей из раны (особенно при массивном кровотечении), в ходе применения, что особенно ярко проявляется в отношении гранул с низкой удельной плотностью. Кроме того, гемостатические гранулы и порошок зачастую трудно извлекаются из раны в связи с плотной адгезией к раневой поверхности и краям раны, что может привести к отрыву тромба и возобновлению кровотечения. При нахождении в ране гемостатические гранулы и порошок могут изменять местное кровообращение тканей раневой полости (раневого канала), что проявляется в изменении их цвета и появлении отека после извлечения гемостатического средства.The disadvantage of funds in the form of powder or granules is the possibility of their washing out with the blood flowing from the wound (especially with massive bleeding) during use, which is especially pronounced in relation to granules with a low specific gravity. In addition, hemostatic granules and powder are often difficult to remove from the wound due to tight adhesion to the wound surface and the edges of the wound, which can lead to the detachment of a blood clot and renewal of bleeding. When in a wound, hemostatic granules and powder can change the local blood circulation of the tissues of the wound cavity (wound canal), which manifests itself in a change in their color and the appearance of edema after removing the hemostatic agent.

При использовании средств, в которых частицы или гранулы хитозана наносятся на какую-либо основу (подложку), отмечается осыпание частиц гемостатического материала вне зависимости от способа нанесения, а после контакта с кровью подобные средства, как правило, теряют свою мягкость и гибкость, что снижает площадь контакта с раневой поверхностью, в особенности при наличии карманов или глубокого раневого канала.When using funds in which particles or granules of chitosan are applied to any base (substrate), shedding of particles of hemostatic material is noted, regardless of the method of application, and after contact with blood, such agents tend to lose their softness and flexibility, which reduces the area of contact with the wound surface, especially in the presence of pockets or a deep wound channel.

Задачей изобретения является создание эффективного и биосовместимого гемостатического средства на основе аэрогеля хитозана, локального (местного) действия, обладающего высокой сорбционной способностью по крови, коротким временем образования сгустка и высокой атравматичностью при удалении средства с раны, исключающего возможность повреждения тромба, сформированного в месте повреждения сосуда, и рецидива кровотечения.The objective of the invention is to create an effective and biocompatible hemostatic agent based on chitosan airgel, local (local) action, having a high sorption capacity for blood, a short time of clot formation and high atraumaticity when removing the agent from the wound, excluding the possibility of damage to a blood clot formed at the site of vessel damage , and recurrent bleeding.

Техническим результатом является повышение эффективности в использовании гемостатического средства.The technical result is to increase the efficiency in the use of a hemostatic agent.

Это достигается тем, что в заявляемом гемостатическом средстве одно- или многослойный нетканый материал пропитывается аэрогелем хитозана. Способ получения гемостатического средства на основе хитозана заключается в подготовке раствора хитозана, которым пропитывается нектаный материал, с последующим проведением сверхкритической сушки, согласно изобретению, нетканый материал необходимого размера заливают готовым раствором хитозана концентрацией от 1 до 4 моль/л для формирования геля хитозана в течение не менее 6 часов, после чего проводят отмывку средства до нейтрального рН и замену растворителя с пошаговым увеличением концентрации растворителя 10-50-70-90-100-100-100%масс и последующим высушиванием гемостатического средства с применением процесса свехкритической сушки.This is achieved by the fact that in the inventive hemostatic agent a single or multilayer nonwoven material is impregnated with chitosan airgel. The method for producing a hemostatic agent based on chitosan consists in preparing a solution of chitosan, which impregnates a nectan material, followed by supercritical drying, according to the invention, a nonwoven material of the required size is poured with a ready-made solution of chitosan with a concentration of 1 to 4 mol / l to form a chitosan gel for a less than 6 hours, after which the agent is washed to neutral pH and the solvent is replaced with a stepwise increase in the concentration of the solvent 10-50-70-90-100-100-100% of the mass and subsequent drying of the hemostatic agent using the supercritical drying process.

Аэрогели - это материалы с высокой пористостью, чрезвычайно низкой плотностью, большой удельной плотностью и развитой внутренней поверхностью, которые могут быть изготовлены из различных биополимеров, в том числе хитозана. Применение аэрогелей на основе хитозана для создания гемостатических средств не только позволит достигнуть быстрой остановки кровотечения, но и обеспечит эффективное, быстрое и безопасное лечение различных ран и повреждений за счет сорбции избытка раневого экссудата и его токсических компонентов, антимикробного действия, предотвращения вторичного инфицирования раны и защиты от внешних травмирующих воздействий.Aerogels are materials with high porosity, extremely low density, high specific gravity and a developed inner surface, which can be made from various biopolymers, including chitosan. The use of chitosan-based aerogels for the creation of hemostatic agents will not only allow to achieve rapid stopping of bleeding, but also provide effective, fast and safe treatment of various wounds and injuries due to the sorption of excess wound exudate and its toxic components, antimicrobial action, prevention of secondary wound infection and protection from external traumatic influences.

В частности, одним из наиболее актуальных направлений является разработка комплексного материала, получаемого при пропитывании нетканого носителя аэрогелем хитозана. Ускоренный гемостатический эффект в данном случае обусловлен целым рядом факторов:In particular, one of the most urgent directions is the development of a complex material obtained by impregnating a nonwoven carrier with chitosan airgel. The accelerated hemostatic effect in this case is due to a number of factors:

(1) связыванием положительно заряженных функциональных групп хитозанового аэрогеля с отрицательно заряженными форменными элементами крови;(1) binding the positively charged functional groups of the chitosan airgel to negatively charged blood cells;

(2) высокой сорбционной емкостью аэрогеля хитозана, использованного для пропитывания нетканого материала, и его развитой внутренней поверхностью, позволяющей добиться увеличения площади контакта форменных элементов крови с положительно заряженными аминогруппами хитозана;(2) the high sorption capacity of the chitosan airgel used to impregnate the nonwoven material and its developed inner surface, which makes it possible to increase the contact area of blood cells with positively charged amino groups of chitosan;

(3) физико-химическими свойствами комплексного материала, которые исключают вымывание аэрогеля с током крови из раны, а также обеспечивают сохранение мягкости и гибкости после контакта с кровью, что обеспечивает увеличение площади контакта с раневой поверхностью;(3) the physicochemical properties of the complex material, which exclude the washing out of the airgel with the blood flow from the wound, and also ensure the preservation of softness and flexibility after contact with blood, which ensures an increase in the area of contact with the wound surface;

(4) сорбционными и механическими свойствами самого носителя, за счет которых обеспечивается впитывание дополнительного объема жидкости и эффект компрессии на поврежденный сосуд.(4) sorption and mechanical properties of the carrier itself, due to which the absorption of an additional volume of liquid and the effect of compression on the damaged vessel is ensured.

Применение разработанного комплексного материала обеспечит эффективную остановку массивных венозных и артериальных кровотечений при сокращении времени компрессии до 1 -2 минут. Особенностями данного материала являются биосовместимость с тканями человека и отсутствие цитотоксичности.The use of the developed complex material will provide effective stopping of massive venous and arterial bleeding while reducing the compression time to 1-2 minutes. The features of this material are biocompatibility with human tissues and the absence of cytotoxicity.

Для получения аэрогелей используется технология сверхкритических флюидов, а именно процесс сверхкритической сушки.To obtain aerogels, the technology of supercritical fluids is used, namely the supercritical drying process.

Заявляемое гемостатическое средство представляет собой комплексное медицинское изделие, а именно нетканый материал, модифицированный за счет нанесения хитозанового аэрогеля. Такое средство может быть выполнено в виде бинта, салфетки или повязки. Модификация осуществляется за счет способа пропитки исходного материала гелем хитозана с последующим применением технологии сверхкритической сушки. Благодаря свойствам аэрогеля хитозана, нанесенного на нетканый материал, при попадании на раневую поверхность обеспечивается остановка кровотечения.The claimed hemostatic agent is a complex medical product, namely a nonwoven material modified by applying a chitosan airgel. Such a tool can be made in the form of a bandage, napkin or bandage. The modification is carried out due to the method of impregnation of the starting material with chitosan gel followed by the application of supercritical drying technology. Due to the properties of chitosan airgel applied to a non-woven material, when it hits the wound surface, it stops bleeding.

Способ получения гемостатического средства на основе хитозанового аэрогеля.A method of obtaining a hemostatic agent based on chitosan airgel.

Получение гемостатического средства, представляющего собой нетканый материал, пропитанный аэрогелем хитозана, осуществляется в несколько стадий: растворение хитозана (1), пропитка средства раствором хитозана и формирование геля (2), сушка полученного средства (3). Основной исходный компонент, необходимый для получения конечного материала - хитозан. Свойства хитозана должны находится в следующих пределах: молекулярная масса от 100 до 500 кДа (использование хитозана с меньшей молекулярной массой не позволяет обеспечить успешность проведения стадии формирования геля, а применение хитозана с большей молекулярной массой снижает гемостатический эффект конечного материала, то есть его эффективность), степень деацетилирования от 75 до 95% (использование хитозана, степень деацетилирования которого ниже указанных пределов, значительно снижает гемостатический эффект конечного материала, то есть его эффективность; использование хитозана с более высоким значением степени деацетилирования снижает его растворимость и ухудшает биосовместимость).. Носителем хитозана в рамках изобретения является материал, полученный из натуральных волокон без добавления или с возможным добавлением синтетических волокон (не более 40%), изготовленный по нетканой технологии, поверхностная плотность которого должна находиться в пределах от 20 до 300 г/м2 (предпочтительно от 40 до 75 г/м2). Применение материала меньшей плотности не позволит получить носитель с удовлетворительными механическими характеристиками, а материала большей плотности -значительно снизит относительное содержание хитозана в конечном материале и, таким образом, снизит его эффективность.Obtaining a hemostatic agent, which is a nonwoven material impregnated with chitosan airgel, is carried out in several stages: dissolving chitosan (1), impregnating the agent with a chitosan solution and forming a gel (2), drying the resulting agent (3). The main initial component required to obtain the final material is chitosan. The properties of chitosan should be within the following limits: molecular weight from 100 to 500 kDa (the use of chitosan with a lower molecular weight does not allow for the success of the gel formation stage, and the use of chitosan with a higher molecular weight reduces the hemostatic effect of the final material, that is, its effectiveness), the degree of deacetylation is from 75 to 95% (the use of chitosan, the degree of deacetylation of which is below the specified limits, significantly reduces the hemostatic effect of the final material, that is, its effectiveness; the use of chitosan with a higher value of the degree of deacetylation reduces its solubility and worsens biocompatibility). The carrier of chitosan in within the framework of the invention is a material obtained from natural fibers without the addition or with the possible addition of synthetic fibers (not more than 40%), made by nonwoven technology, the basis weight of which should be in the range from 20 to 300 g / m 2 (preferably tionary from 40 to 75 g / m 2). The use of a material of lower density will not make it possible to obtain a carrier with satisfactory mechanical characteristics, and a material of a higher density will significantly reduce the relative content of chitosan in the final material and, thus, reduce its efficiency.

(1) В рамках первой стадии процесса сухой порошок хитозана растворяют в водном растворе кислоты. Содержание хитозана в растворе должно находиться в пределах от 0,5 до 3%масс, применение менее концентрированного раствора не позволяет успешно провести стадию пропитки и формирования геля, а раствор более высокой концентрации не может быть получен ввиду ограниченной растворимости хитозана. Для приготовления указанного водного раствора кислоты могут быть использованы слабые органические кислоты, например, уксусная, молочная, щавелевая и др. Водный раствор кислоты готовят так, чтобы обеспечить рН раствора в пределах от 2 до 5 единиц, именно в указанных пределах возможно растворение хитозана. Важно отметить также, что рН водного раствора кислоты выбирают в зависимости от молекулярной массы хитозана. Чем выше молекулярная масса, тем ниже необходимый рН водного раствора кислоты. Таким образом, в водный раствор кислоты заданного состава вносят заданное количество порошка хитозана, который растворяется при интенсивном перемешивании не менее 6 часов. После этого, при наличии в растворе твердого осадка, его отфильтровывают.(1) In the first step of the process, dry chitosan powder is dissolved in an aqueous acid solution. The content of chitosan in the solution should be in the range from 0.5 to 3% by weight, the use of a less concentrated solution does not allow the stage of impregnation and gel formation to be successfully carried out, and a solution of a higher concentration cannot be obtained due to the limited solubility of chitosan. For the preparation of the specified aqueous acid solution, weak organic acids can be used, for example, acetic, lactic, oxalic, etc. An aqueous acid solution is prepared so as to provide the pH of the solution in the range from 2 to 5 units, it is within these limits that the dissolution of chitosan is possible. It is also important to note that the pH of the aqueous acid solution is selected depending on the molecular weight of chitosan. The higher the molecular weight, the lower the required pH of the aqueous acid solution. Thus, a predetermined amount of chitosan powder is introduced into an aqueous solution of an acid of a given composition, which dissolves with vigorous stirring for at least 6 hours. After that, if there is a solid precipitate in the solution, it is filtered off.

(2) Пропитку исходного носителя из нетканого материала осуществляют после его помещения в емкость путем прямой заливки предварительно приготовленным раствором хитозана. В частности, при пропитке бинта процесс проводят в формах заданного размера (длина 1,5 м, ширина 8 см, высота 2 см). В этом случае количество раствора хитозана на один бинт составляет 100-200 мл в зависимости от поверхностной плотности исходного бинта. После пропитки средства раствором хитозана, его помещают в водный раствор основания, например, гидроксида натрия, гидроксида калия и др. Концентрация указанного основания должна находится в пределах от 1 до 4 моль/л, применение раствора меньшей концентрации не приведет к успешному формированию геля хитозана, а превышение указанного предела концентрации не имеет смысла. В растворе основания осуществляется формирование геля хитозана в объеме пропитанного средства из нетканого материала за счет объемного осаждения хитозана сопровождаемого образованием его фибриллярной структуры. Указанный процесс продолжается не менее 6 часов. Далее осуществляют отмывку полученного средства, пропитанного гелем хитозана, до нейтрального рН и замену растворителя. Замена растворителя необходима для успешного проведения следующей стадии получения готового средства, его сверхкритической сушки, так как вода, которая использовалась на всех предыдущих стадиях, не смешивается с диоксидом углерода (смотри стадию 3). Замену осуществляют на соответствующий органический растворитель, неограниченно смешивающийся с диксидом углерода, например, этанол, изопропанол. Для успешного проведения замены растворителя концентрацию спирта увеличивают пошагово: 10-50-70-90-100-100-100% масс.Только такая пошаговая замена позволяет получить удовлетворительную усадку геля в ходе замены, то есть сохранить заданные структурные характеристики материала и увеличить эффективность конечного продукта.(2) Impregnation of the original nonwoven support is carried out after it is placed in the container by direct pouring with the previously prepared chitosan solution. In particular, when impregnating a bandage, the process is carried out in forms of a given size (length 1.5 m, width 8 cm, height 2 cm). In this case, the amount of chitosan solution per bandage is 100-200 ml, depending on the surface density of the original bandage. After impregnation of the agent with a solution of chitosan, it is placed in an aqueous solution of a base, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. The concentration of this base should be in the range from 1 to 4 mol / L, the use of a solution of a lower concentration will not lead to the successful formation of a chitosan gel. and exceeding the specified concentration limit does not make sense. In the base solution, the formation of chitosan gel is carried out in the volume of the impregnated agent from a nonwoven material due to the volumetric deposition of chitosan, accompanied by the formation of its fibrillar structure. This process lasts at least 6 hours. Next, the obtained product, impregnated with chitosan gel, is washed to neutral pH and the solvent is replaced. Replacing the solvent is necessary for the successful implementation of the next stage of obtaining the finished product, its supercritical drying, since the water that was used in all the previous stages does not mix with carbon dioxide (see stage 3). Replacement is carried out with an appropriate organic solvent, infinitely miscible with carbon dixide, for example, ethanol, isopropanol. To successfully replace the solvent, the concentration of alcohol is increased step by step: 10-50-70-90-100-100-100% of the mass. Only such a step-by-step replacement allows you to obtain a satisfactory shrinkage of the gel during replacement, that is, to maintain the specified structural characteristics of the material and increase the efficiency of the final product.

(3) Полученное в ходе выполнения предыдущих стадий средство, пропитанное гелем хитозана, далее высушивают с применением процесса сверхкритической сушки. Особенностью процесса сверхкритической сушки является применение в качестве сушильного агента диоксида углерода в сверхкритическом состоянии. Указанное вещество неограниченно смешивается с некоторыми органическими растворителями, например, этанолом и изопропанолом. В ходе сверхкритической сушки внутри высушиваемого материала не образуется границы раздела фаз, а, следовательно, не возникают капиллярные эффекты и не происходит разрушения развитой структуры получаемого материала. Только с применением сверхкритической сушки могут быть получены аэрогели, которые отличаются высокой пористостью до 99% и наличием значительной доли мезопор. Процесс сушки средства, пропитанного хитозаном, осуществляется с применением аппаратов высокого давления в проточном режиме. Параметры процесса сверхкритической сушки: давление 120 атм, температура 40°С, расход диоксида углерода выбирают в зависимости от объема аппарата так, чтобы обеспечить время процесса сушки не более 6 часов.(3) The chitosan gel impregnated agent obtained in the previous steps is further dried using a supercritical drying process. A feature of the supercritical drying process is the use of supercritical carbon dioxide as a drying agent. The specified substance is miscible with certain organic solvents, for example, ethanol and isopropanol. In the course of supercritical drying, no phase boundary is formed inside the material to be dried, and, therefore, capillary effects do not occur and the developed structure of the resulting material is not destroyed. Only with the use of supercritical drying can aerogels be obtained, which are distinguished by high porosity up to 99% and the presence of a significant proportion of mesopores. The process of drying the agent impregnated with chitosan is carried out using high-pressure apparatus in a flow-through mode. The parameters of the supercritical drying process: pressure 120 atm, temperature 40 ° C, the consumption of carbon dioxide is selected depending on the volume of the apparatus so as to ensure the drying process time is not more than 6 hours.

Готовое гемостатическое средство хранится в стерильной упаковке.The finished hemostatic agent is stored in a sterile package.

Заявляемое гемостатическое средство используют следующим образом.The inventive hemostatic agent is used as follows.

При обнаружении кровотечения накладывают кровоостанавливающий жгут или турникет выше кровоточащей раны или, при невозможности этого, останавливают кровотечение пальцевым прижатием. Затем очищают рану от кровяных сгустков и инородных тел стерильным бинтом. Далее вскрывают упаковку с заявляемым гемостатическим средством и накладывают его, вводя в глубину раны как можно ближе к источнику кровотечения. Поверх раны накладывают пакет перевязочный медицинский (по ГОСТ 1179-93) и обеспечивают ручную или иной вид компрессии раны в течение 1-3 мин. Затем поверх раны накладывают давящую повязку марлевым или другим бинтом. На этапе оказания специализированной медицинской помощи заявляемое гемостатическое средство полностью удаляют из раны. В большинстве случаев это происходит атравматично без болевых ощущений и травматизации подлежащих тканей. При этом после извлечения гемостатического средства рана остается чистой, поскольку частицы действующего состава не осыпаются в рану, а сгустки крови адсорбируются на поверхности гемостатического средства; цвет подлежащих тканей после извлечения гемостатического средства не изменен. Рецидива кровотечения после извлечения гемостатического средства, связанного с несостоятельностью или отрывом тромба в месте повреждения сосуда, не наблюдается. При удалении прилипшего к ране средства рекомендуется ее увлажнение для меньшей травматизации тканей раны и устранения болевых эффектов у пациентов.If bleeding is detected, a hemostatic tourniquet or tourniquet is applied above the bleeding wound or, if this is not possible, the bleeding is stopped by finger pressing. Then the wound is cleaned of blood clots and foreign bodies with a sterile bandage. Next, the package with the claimed hemostatic agent is opened and it is applied by introducing it into the depth of the wound as close as possible to the source of bleeding. A medical dressing package is applied over the wound (according to GOST 1179-93) and a manual or other type of wound compression is provided for 1-3 minutes. Then a pressure bandage is applied over the wound with gauze or other bandage. At the stage of rendering specialized medical care, the claimed hemostatic agent is completely removed from the wound. In most cases, this occurs atraumatically without pain and trauma to the underlying tissues. In this case, after removing the hemostatic agent, the wound remains clean, since the particles of the active composition do not crumble into the wound, and blood clots are adsorbed on the surface of the hemostatic agent; the color of the underlying tissues after removal of the hemostatic agent is not changed. Recurrence of bleeding after removal of the hemostatic agent associated with failure or detachment of a thrombus at the site of vessel damage is not observed. When removing the agent adhering to the wound, it is recommended to moisten it for less trauma to the wound tissues and eliminate pain effects in patients.

Средство в виде бинта удобно использовать для остановки массивных кровотечений.The tool in the form of a bandage is convenient to use to stop massive bleeding.

Средство в варианте салфетки или повязки удобно использовать при наложении на рану с легким или средним кровотечением. При этом после снятия салфетки рана остается чистой, поскольку частицы действующего состава остаются на поверхности салфетки и не попадают в рану. При использовании салфетки с аэрогелем хитозана необходимо прикладывать ее к ране и держать до полной остановки кровотечения.The agent in the form of a napkin or bandage is convenient to use when applied to a wound with light to moderate bleeding. In this case, after removing the napkin, the wound remains clean, since the particles of the active composition remain on the surface of the napkin and do not enter the wound. When using a chitosan airgel napkin, it is necessary to apply it to the wound and hold until the bleeding stops completely.

Примеры использования заявляемого гемостатического средства.Examples of the use of the proposed hemostatic agent.

1) Оценивали количество хитозана (в виде аэрогеля хитозана), которое оставалось после пропитки на образцах носителей, полученных из разных нетканых материалов различной плотности. Использовали образец хитозана с молекулярной массой 160 кДА и степенью деацетилирования 93,1%. В ходе исследования была взвешена масса каждого образца до пропитки гелем хитозана (m1 - исходная «пустая подложка») и масса финальной высушенной подложки (m2). По этим данным определена массовая загрузка хитозана, которую рассчитывали по формуле:1) The amount of chitosan (in the form of chitosan airgel), which remained after impregnation on the samples of carriers obtained from different nonwoven materials of different density, was estimated. A chitosan sample with a molecular weight of 160 kDa and a degree of deacetylation of 93.1% was used. In the course of the study, the mass of each sample before impregnation with chitosan gel (m 1 is the initial “empty substrate”) and the mass of the final dried substrate (m 2 ) were weighed. Based on these data, the mass loading of chitosan was determined, which was calculated by the formula:

(m2-m1)/m2*100%(m 2 -m 1 ) / m 2 * 100%

Концентрация исходного раствора хитозана во всех случаях составила 2%. Наибольшую «загрузку» отмечали для образцов с наименьшей плотностью, а при увеличении плотности материала показатель массовой загрузки уменьшался.The concentration of the initial chitosan solution in all cases was 2%. The highest "loading" was noted for the samples with the lowest density, and with an increase in the density of the material, the mass loading indicator decreased.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Данные примеры иллюстрируют, но не ограничивают предложенное техническое решение.These examples illustrate, but do not limit the proposed technical solution.

2) В экспериментах in vitro оценивали свойства материалов, полученных при пропитывании нетканых носителей аэрогелем хитозана и применяемых для изготовления бинтов, повязок и салфеток, которые могут определять кровеостанавливающую активность in vivo. Изучали прокоагулянтную активность и показатели абсорбционной способности в отношении воды и цельной крови для нетканых носителей (целлюлоза и бикомпонентное штапельное волокно в соотношении 69:31) плотностью 45 г/м2 и 70 г/м2, пропитанных аэрогелем хитозана. Для проведения экспериментов использовали образец хитозана с молекулярной массой 125 кДА и степенью деацетилирования 75%. Для сравнения использовали местное гемостатическое средство «Повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка».2) In experiments in vitro, the properties of materials obtained by impregnating nonwoven carriers with chitosan airgel and used for the manufacture of bandages, dressings and napkins, which can determine hemostatic activity in vivo, were evaluated. Studied procoagulant activity and absorption capacity in relation to water and whole blood for nonwoven carriers (cellulose and bicomponent staple fiber in the ratio 69:31) with a density of 45 g / m 2 and 70 g / m 2 impregnated with chitosan airgel. For the experiments, we used a chitosan sample with a molecular weight of 125 kDa and a degree of deacetylation of 75%. For comparison, a local hemostatic agent "Celox dressing - Z-folded hemostatic dressing" was used.

Для оценки прокоагулянтной активности образец материала размерами 10 мм* 10 мм был помещен на дно пробирки, после чего в пробирку добавляли 1,5 мл нативной донорской крови, полученной от здоровых добровольцев мужского пола в возрасте 25-40 лет, содержащей 3,8% цитрат натрия в соотношении 9:1. Свертывание крови было инициировано добавлением 0,2 М раствора СаСl2, после чего содержимое пробирки перемешивали. Фиксировали время образования сгустка, когда кровь в пробирке прекращает течь. Каждый эксперимент проводили не менее трех раз.To assess the procoagulant activity, a 10 mm * 10 mm sample of material was placed on the bottom of the tube, after which 1.5 ml of native donor blood, obtained from healthy male volunteers aged 25-40 years old, containing 3.8% citrate, was added to the tube. sodium in a ratio of 9: 1. Blood coagulation was initiated by the addition of 0.2 M CaCl 2 solution, after which the contents of the tube were mixed. The time of clot formation was recorded when the blood in the tube stopped flowing. Each experiment was carried out at least three times.

Оценку абсорбционной емкости (в условиях избытка жидкости) проводили в отношении цельной крови и дистиллированной воды для стандартного образца размерам 50*50 мм (площадь 250 мм2), вес которого обозначали как W1. Исследуемый образец помещали в чашку Петри при 37°С и добавляли 20 мл донорской крови или дистиллированной воды. Спустя 30 мин образец вынимали пинцетом за один угол, давали стечь жидкости в течение 30 с и взвешивали (W2). Впитывающую способность Wwet рассчитывали по формуле:The assessment of the absorption capacity (under the conditions of excess liquid) was carried out in relation to whole blood and distilled water for a standard sample with dimensions 50 * 50 mm (area 250 mm2), whose weight was denoted as Wone... The test sample was placed in a Petri dish at 37 ° C and 20 ml of donor blood or distilled water was added. After 30 min, the sample was removed with tweezers at one corner, the liquid was allowed to drain for 30 s, and weighed (W2). Absorption capacity Wwetcalculated by the formula:

Wwet(кровь) (Wwet(влжа))=(W2-W1)*4,W wet (blood) (W wet (wet) ) = (W 2 -W 1 ) * 4,

где Wwet (кровь) - масса крови, поглощенной 100 см2 исследуемого материалаwhere W wet (blood) is the mass of blood absorbed by 100 cm 2 of the test material

Wwet (вода) - масса воды, поглощенной 100 см2 исследуемого материала.W wet (water) is the mass of water absorbed by 100 cm 2 of the test material.

Анализ повторяли три раза для каждого образца, за результат брали среднее значение. В качестве образца сравнения использовали местное гемостатическое средство «Повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка». В качестве контрольного образца использовали нетканный носитель соответствующей плотности, не пропитанный хитозаном.The analysis was repeated three times for each sample, the average value was taken as the result. The local hemostatic agent Celox - Z-folded hemostatic dressing was used as a comparison sample. As a control sample, we used a non-woven support of the appropriate density, not impregnated with chitosan.

Для определения впитывающей способности по воде (при частичном погружении образца) исследуемый образец отреза (ленты) размером 200 мм*25 мм закрепляли вертикально на штативе над емкостью с водой. При 37°С образцы опускали в воду так, чтобы нижний край находился на 10 мм в воде. Спустя 10 мин производили замеры высоты смоченной части образца. Анализ повторяли три раза для каждого образца, за результат брали среднее значение. В качестве образца сравнения использовали местное гемостатическое средство «Повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка». В качестве контрольного образца использовали нетканый носитель без хитозана.To determine the water absorbency (with partial immersion of the sample), the test sample of a section (tape) 200 mm * 25 mm in size was fixed vertically on a tripod above a container with water. At 37 ° C, the samples were immersed in water so that the bottom edge was 10 mm in water. After 10 min, the height of the wetted part of the sample was measured. The analysis was repeated three times for each sample, the average value was taken as the result. The local hemostatic agent Celox - Z-folded hemostatic dressing was used as a comparison sample. A non-woven support without chitosan was used as a control sample.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Прокоагулянтная активность материала, полученного при пропитывании нетканого носителя аэрогелем хитозана, была выше, чем прокоагулянтная активность в группе сравнения. При этом плотность материала, из которого были изготовлены повязки, не оказывала выраженного влияния на скорость свертывания крови.The procoagulant activity of the material obtained by impregnating the nonwoven carrier with chitosan airgel was higher than the procoagulant activity in the comparison group. At the same time, the density of the material from which the dressings were made did not have a pronounced effect on the rate of blood coagulation.

Абсорбционная способность материала, полученного при пропитывании нетканого носителя аэрогелем хитозана (в условиях избытка жидкости), была ниже, чем соответствующий показатель и в группе сравнения - «повязка Celox -Z-сложенная гемостатическая повязка», и в контрольной группе как для воды, так и для цельной крови вне зависимости от исходной плотности материала. При этом материал с плотностью 70 г/м2, пропитанный аэрогелем хитозана, характеризовался более высокой абсорбционной способностью, чем материал с плотностью 45 г/м2, как в отношении дистиллированной воды, так и в отношении крови.The absorption capacity of the material obtained by impregnating the non-woven carrier with chitosan airgel (under conditions of excess liquid) was lower than the corresponding indicator in the comparison group - "Celox-Z-folded hemostatic dressing" and in the control group for both water and for whole blood, regardless of the original density of the material. The material with a density of 70 g / m 2 , impregnated with chitosan airgel, was characterized by a higher absorption capacity than a material with a density of 45 g / m 2 , both with respect to distilled water and with respect to blood.

Впитывающая способность по воде при его частичном погружении, наоборот, была наибольшей у нетканого материала, пропитанного хитозаном, как по отношению к образцу сравнения, так и по отношению к контрольному образцу. Указанный показатель увеличивался при увеличении плотности нетканого материала.On the contrary, the water absorbency during partial immersion was the highest for the nonwoven fabric impregnated with chitosan, both in relation to the reference sample and in relation to the control sample. This indicator increased with increasing density of the nonwoven fabric.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что гемостатические свойства материала могут быть напрямую не связаны с его абсорбционной способностью.The results obtained indicate that the hemostatic properties of the material may not be directly related to its absorption capacity.

Данные примеры иллюстрируют, но не ограничивают предложенное техническое решение.These examples illustrate, but do not limit the proposed technical solution.

3) Для оценки эффективности заявленного средства проведены экспериментальные исследования на модели тяжелого ранения паха с повреждением сосудистого бедренного пучка на баранах романовской породы. Эксперимент выполнен под общей анестезией на 20-ти животных, разделенных на 4 группы: три опытных (1 группа - 4 особи; 2 группа - 6 особей; 3 группа - 6 особей) и одна группа сравнения - 4 особи.3) To assess the effectiveness of the claimed agent, experimental studies were carried out on a model of severe groin injury with damage to the vascular femoral bundle on Romanov sheep. The experiment was performed under general anesthesia on 20 animals, divided into 4 groups: three experimental (group 1 - 4 individuals; group 2 - 6 individuals; group 3 - 6 individuals) and one comparison group - 4 individuals.

У опытных животных применяли гемостатическое средство, полученное при пропитывании нетканого материала аэрогелем хитозана. Для пропитывания применяли:The experimental animals used a hemostatic agent obtained by impregnating a nonwoven material with a chitosan airgel. For impregnation used:

- хитозан с молекулярной массой 343-420 кДа и степенью деацетилирования 90%;- chitosan with a molecular weight of 343-420 kDa and a degree of deacetylation of 90%;

хитозан с молекулярной массой 125 кДа и степенью деацетилирования 75%;chitosan with a molecular weight of 125 kDa and a degree of deacetylation of 75%;

- нетканый материал с плотностью 70 г/м, полученный из целлюлозного волокна (69%) и штапельного волокна (31%).- nonwoven fabric with a density of 70 g / m, obtained from cellulose fiber (69%) and staple fiber (31%).

В каждой экспериментальной группе использовали равное количество образцов, полученных из хитозана с различными физико-химическими свойствами.In each experimental group, an equal number of samples obtained from chitosan with different physicochemical properties were used.

У животных группы сравнения применяли местное гемостатическое средство «Повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка».In the animals of the comparison group, a local hemostatic agent "Celox dressing - Z-folded hemostatic dressing" was used.

До проведения экспериментов было проведено сравнение размеров и массы сравниваемых МГС, а также рассчитано количество хитозана, использованное при изготовлении одного бинта.

Figure 00000005
Before the experiments, the sizes and weights of the compared MGMs were compared, and the amount of chitosan used in the manufacture of one bandage was calculated.
Figure 00000005

Было показано, что при сходных геометрических размерах:It was shown that with similar geometrical dimensions:

- для изготовления образца МГС на основе аэрогеля хитозана используется в 4 раза меньше хитозана, чем для изготовления образца МГС «Повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка»;- 4 times less chitosan is used for the production of an MGS sample based on chitosan airgel than for the production of an MGS sample "Celox dressing - Z-folded hemostatic dressing";

- технология изготовления МГС на основе аэрогеля хитозана позволяет добиться почти 4-кратного снижения массы конечного изделия.- the technology of manufacturing MGM based on chitosan airgel makes it possible to achieve an almost 4-fold reduction in the weight of the final product.

Применение образцов МГС выполнено после свободного кровотечения из бедренной артерии продолжительностью 30 с. После размещения в ране осуществляли ручную компрессию с различной продолжительностью:The use of MGS samples was performed after free bleeding from the femoral artery for 30 s. After placement in the wound, manual compression was performed with various durations:

- группа 1-3 мин (4 особи);- group 1-3 min (4 individuals);

- группа 2-2 мин (6 особей);- group 2-2 min (6 individuals);

- группа 3-1 мин (6 особей).- group 3 - 1 min (6 individuals).

У животных группы сравнения в соответствии с «Инструкцией по применению» местного гемостатического средства «Повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка» осуществляли компрессию на протяжении 3-х мин.In the animals of the comparison group, in accordance with the “Instructions for use” of the local hemostatic agent “Celox dressing - Z-folded hemostatic dressing”, compression was performed for 3 minutes.

При проведении компрессии и в ходе дальнейшего наблюдения ни в одном из случаев местной термической реакции в области раны не отмечали.During compression and during further observation, no local thermal reaction in the wound area was noted in any of the cases.

Применение заявленного средства позволило достичь устойчивого гемостаза через 120 мин у большинства животных:The use of the claimed agent made it possible to achieve stable hemostasis after 120 minutes in most animals:

- в группе 1 - в 4 случаев из 4 (100%) при времени компрессии 3 мин;- in group 1 - in 4 cases out of 4 (100%) with a compression time of 3 minutes;

- в группе 2 - в 6 случаев из 6 (100%) при времени компрессии 2 мин;- in group 2 - in 6 cases out of 6 (100%) with a compression time of 2 minutes;

- в группе 3 - в 5 случаев из 6 (83,3%) при времени компрессии 1 мин.- in group 3 - in 5 cases out of 6 (83.3%) with a compression time of 1 min.

В 94% случаев (у 15-ти животных из 16-ти), наряду с устойчивым гемостазом через 120 мин, фиксировали первичный гемостаз, который определяли как отсутствие кровотечения при визуальном осмотре раны через 5 мин после нанесения повреждения. Общая кровопотеря в расчете на 1 кг веса животного составила 6,7±3,22 мл/кг.In 94% of cases (in 15 animals out of 16), along with stable hemostasis after 120 min, primary hemostasis was recorded, which was defined as the absence of bleeding during visual examination of the wound 5 min after injury. The total blood loss per 1 kg of animal weight was 6.7 ± 3.22 ml / kg.

Проведение «маршевой пробы» (пять принудительных сгибаний и пять разгибаний задней конечности) после извлечения бинта не вызвало рецидива кровотечения ни в одном из случаев. У 1-го животного, у которого через 120 мин гемостаз не был достигнут, «маршевую пробу» не проводили.Carrying out a "march test" (five forced flexions and five extensions of the hind limb) after removing the bandage did not cause recurrence of bleeding in any of the cases. In one animal, in which hemostasis was not achieved after 120 minutes, the march test was not performed.

В группе сравнения при времени компрессии 3 мин гемостаз через 120 мин был достигнут в 3-х случаев из 4-х (75%). Общая кровопотеря в расчете на 1 кг веса животного составила 9,2±4,25 мл/кг. После проведения «маршевой пробы» в одном случае был зафиксирован рецидив кровотечения. Таким образом, окончательный гемостаз через 120 мин после нанесения повреждения и применения местного гемостатического средства «повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка» был зарегистрирован в 2-х случаях из 4-х (50%).In the comparison group, with a compression time of 3 minutes, hemostasis after 120 minutes was achieved in 3 cases out of 4 (75%). The total blood loss per 1 kg of animal weight was 9.2 ± 4.25 ml / kg. After the "march test" in one case, a relapse of bleeding was recorded. Thus, the final hemostasis 120 minutes after the injury and the application of the local hemostatic agent "Celox dressing - Z-folded hemostatic dressing" was recorded in 2 cases out of 4 (50%).

Применение заявленного средства было более удобным по сравнению с группой сравнения по следующим показателям:The use of the claimed agent was more convenient compared to the comparison group in terms of the following indicators:

- заявленное средство было более мягким и гибким, без жесткого «царапающего» покрытия, и не образовывало острых и жестких граней при сгибании, что позволяло субъективно более быстро размещать средство в ране и более быстро извлекать его из раны, а также исключало дополнительное травмирование кожи и раневой поверхности при применении средства;- the claimed agent was softer and more flexible, without a hard "scratching" coating, and did not form sharp and hard edges when bent, which allowed subjectively more quickly to place the agent in the wound and more quickly to remove it from the wound, and also excluded additional trauma to the skin and the wound surface when using the agent;

- механические свойства заявленного средства (мягкость и гибкость) существенно не изменялись после контакта с кровью, что обеспечивало большую площадь контакта средства с раневой поверхностью;- the mechanical properties of the claimed agent (softness and flexibility) did not change significantly after contact with blood, which provided a large contact area of the agent with the wound surface;

- заявленное средство при размещении в ране легко принимало ее форму, что позволяло лучше «выполнить» все раневые полости, карманы и раневой канал;- the claimed agent, when placed in the wound, easily took its shape, which made it possible to better "fulfill" all wound cavities, pockets and wound canal;

- при применении заявленного средства практически не отмечали осыпания состава, использованного для пропитки.- when using the claimed agent, practically no shedding of the composition used for impregnation was observed.

Из представленных материалов исследований можно сделать вывод, что, при применении заявленного средства эффективная остановка массивного артериального кровотечения обеспечивалась при времени компрессии 1-2 мин, что значительно превосходит средство сравнения, для которого установлено время компрессии 3-6 мин. Общий объем кровопотери при применении заявленного средства составил 6,7±3,22 мл/кг и был меньше, чем при применении средства сравнения - 9,2±4,25 мл/кг, несмотря на то, что на изготовление заявленного средства пошло в 4 раза меньше хитозана, чем на изготовление средства сравнения. По показателям гемостатической активности и удобства применения заявленное средство также превосходит местное гемостатическое средство «повязка Celox - Z-сложенная гемостатическая повязка», использованное в качестве средства сравнения.From the presented research materials, it can be concluded that, when using the claimed agent, an effective stop of massive arterial bleeding was ensured with a compression time of 1-2 minutes, which significantly exceeds the comparison tool, for which the compression time is 3-6 minutes. The total volume of blood loss when using the claimed agent was 6.7 ± 3.22 ml / kg and was less than when using the comparator - 9.2 ± 4.25 ml / kg, despite the fact that the manufacture of the claimed agent went into 4 times less chitosan than for the manufacture of a comparison tool. In terms of hemostatic activity and ease of use, the claimed agent is also superior to the local hemostatic agent "Celox dressing - Z-folded hemostatic dressing" used as a comparison tool.

Таким образом, преимуществами заявляемого гемостатического средства являются:Thus, the advantages of the claimed hemostatic agent are:

1. Обеспечение высокой прокоагулянтной активности гемостатического материала и высокой впитывающей способности in vitro.1. Providing high procoagulant activity of hemostatic material and high absorbency in vitro.

2. Остановка массивного артериального кровотечения при применении in vivo возможна уже через 1 минуту после применения.2. Stopping massive arterial bleeding when used in vivo is possible within 1 minute after application.

3. Высокая частота первичного гемостаза, низкая частота рецидивов кровотечения, в том числе после проведения «маршевой пробы».3. High frequency of primary hemostasis, low frequency of recurrent bleeding, including after the "march test".

4. Отсутствие аллергических реакций и местнораздражающего действия после применения.4. Absence of allergic reactions and local irritating effects after application.

5. Отсутствие термической реакции при контакте с кровью, что исключает возможность появления ожогов при применении.5. Lack of thermal reaction upon contact with blood, which excludes the possibility of burns during use.

6. Обеспечение плотного контакта и большой площади соприкосновения гемостатического средства с раневой поверхностью за счет отсутствия изменений физико-химических свойств после соприкосновения с кровью.6. Ensuring tight contact and a large area of contact of the hemostatic agent with the wound surface due to the absence of changes in physical and chemical properties after contact with blood.

7. Легкость применения и извлечения гемостатического средства из раны после применения, отсутствие признаков нарушения кровотока и отека в стенках раневой полости (раневого канала).7. Ease of application and extraction of the hemostatic agent from the wound after application, no signs of impaired blood flow and edema in the walls of the wound cavity (wound channel).

8. Возможность применения заявленного средства без изменения геометрической ширины в ранах с узким и длинным раневым каналом.8. Possibility of using the claimed means without changing the geometric width in wounds with a narrow and long wound channel.

9. Значительное снижение количества хитозана (до 4 раз), которое используется для изготовления одного образца МГС.9. Significant reduction in the amount of chitosan (up to 4 times), which is used to make one sample of MGS.

10. Низкая осыпаемость аэрогеля хитозана, использованного для пропитывания нетканого носителя (менее 1%).10. Low crumbling of chitosan airgel used to impregnate the nonwoven carrier (less than 1%).

11. Остановка кровотечения даже на фоне применения антиагрегантов и антикоагулянтов.11. Stopping bleeding even with the use of antiplatelet agents and anticoagulants.

12. Устойчивость к радиационному воздействию.12. Resistance to radiation exposure.

Claims (6)

1. Гемостатическое средство на основе хитозана, отличающееся тем, что для его получения используют нетканый материал с поверхностной плотностью от 20 г/м2 до 105 г/м2, пропитанный аэрогелем хитозана.1. A hemostatic agent based on chitosan, characterized in that to obtain it, a nonwoven material with a surface density of 20 g / m 2 to 105 g / m 2 impregnated with chitosan airgel is used. 2. Гемостатическое средство по п. 1, отличающееся тем, что для его получения используют нетканый материал, полученный из волокон целлюлозы и бикомпонентного штапельного волокна из полиэтилентерефталата и полиэтилена.2. The hemostatic agent according to claim 1, characterized in that for its production, a nonwoven material obtained from cellulose fibers and bicomponent staple fiber from polyethylene terephthalate and polyethylene is used. 3. Гемостатическое средство по п. 1, отличающееся тем, что для его получения используют нетканый материал, полученный из 69% волокон целлюлозы и 31% бикомпонентного штапельного волокна из полиэтилентерефталата и полиэтилена.3. The hemostatic agent according to claim 1, characterized in that for its production a nonwoven material obtained from 69% cellulose fibers and 31% bicomponent staple fiber from polyethylene terephthalate and polyethylene is used. 4. Гемостатическое средство по п. 1, отличающееся тем, что для его получения используют нетканый материал с плотностью 45 г/м2.4. The hemostatic agent according to claim 1, characterized in that a nonwoven material with a density of 45 g / m 2 is used to obtain it. 5. Гемостатическое средство по п. 1, отличающееся тем, что для его получения используют нетканый материал с плотностью 70 г/м2.5. The hemostatic agent according to claim 1, characterized in that a nonwoven material with a density of 70 g / m 2 is used to obtain it. 6. Способ получения гемостатического средства на основе хитозана по п. 1 заключается в подготовке раствора хитозана с последующим проведением сверхкритической сушки, отличающийся тем, что готовым раствором хитозана концентрацией от 1 до 4 моль/л заливают носитель из нетканого материала для формирования геля хитозана в течение не менее 6 часов, после чего проводят отмывку средства до нейтрального рН и замену растворителя с пошаговым увеличением концентрации растворителя 10-50-70-90-100-100-100% масс и последующим высушиванием гемостатического средства с применением процесса сверхкритической сушки.6. A method for producing a hemostatic agent based on chitosan according to claim 1 consists in preparing a chitosan solution followed by supercritical drying, characterized in that a carrier made of a nonwoven material is poured into a ready-made chitosan solution with a concentration of 1 to 4 mol / l to form a chitosan gel during for at least 6 hours, after which the agent is washed to a neutral pH and the solvent is replaced with a stepwise increase in the concentration of the solvent 10-50-70-90-100-100-100% of the mass and subsequent drying of the hemostatic agent using the supercritical drying process.
RU2020112625A 2020-03-27 2020-03-27 Hemostatic agent based on chitosan aerogel RU2743425C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112625A RU2743425C1 (en) 2020-03-27 2020-03-27 Hemostatic agent based on chitosan aerogel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112625A RU2743425C1 (en) 2020-03-27 2020-03-27 Hemostatic agent based on chitosan aerogel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2743425C1 true RU2743425C1 (en) 2021-02-18

Family

ID=74666034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020112625A RU2743425C1 (en) 2020-03-27 2020-03-27 Hemostatic agent based on chitosan aerogel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2743425C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801351C1 (en) * 2022-05-18 2023-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" Pharmaceutical composition based on protein aerogels for use as intranasal sprays and a method of its production

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635465C1 (en) * 2016-08-10 2017-11-13 Александр Евгеньевич Федотов Hemostatic material, hemostatic means and material based thereon
RU2709462C1 (en) * 2019-03-15 2019-12-18 Наталья Васильевна Меньшутина Wound healing and haemostatic agent based on chitosan and a method for production thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635465C1 (en) * 2016-08-10 2017-11-13 Александр Евгеньевич Федотов Hemostatic material, hemostatic means and material based thereon
RU2709462C1 (en) * 2019-03-15 2019-12-18 Наталья Васильевна Меньшутина Wound healing and haemostatic agent based on chitosan and a method for production thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fatemeh Pashaei Soorbaghi et al., Bioaerogels: Synthesis approaches, cellular uptake, and the biomedical applications / Biomedicine & Pharmacotherapy, Vol.111, 2019, pp.964-975. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801351C1 (en) * 2022-05-18 2023-08-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" Pharmaceutical composition based on protein aerogels for use as intranasal sprays and a method of its production
RU2806364C1 (en) * 2023-04-21 2023-10-31 Владимир Николаевич Быков Method of obtaining hemostatic agent based on chitosan
RU2807862C1 (en) * 2023-04-21 2023-11-21 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственный центр "Фармзащита" Федерального медико-биологического агентства России Hemostatic agent based on chitosan

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3843796B1 (en) Composite dressings, manufacturing methods and applications thereof
JP7013336B2 (en) In situ crosslinkable polymer compositions and methods thereof
JP6567748B2 (en) Hemostatic device
JP2617260B2 (en) Gel composition for wound treatment
CN107454851A (en) Hemostatic composition and hemostasis device(Variant)
RU149063U1 (en) ANTI-MICROBIAL ACTION BAND FOR HEALING
JP2008532662A (en) Method for producing antimicrobial wound dressing and use thereof
JP6716841B2 (en) Hemostatic material
JPH04138169A (en) Living body internal filler
JP2752782B2 (en) Soluble hemostatic fabric
CN108498855B (en) Antibacterial hemostatic sol and preparation method thereof
US9681992B2 (en) Wound care device
Qin Advanced wound dressings
RU135921U1 (en) HEMOSTATIC MEDICAL PRODUCT
US20180280561A1 (en) Biocompatible carboxymethylcellulose matrix (bcm) for hemostasis, tissue barrier, wound healing, and cosmetology
WO2009043839A1 (en) Coalescing carboxymethylchitosan-based materials
CN102198288A (en) Water-soluble hemostatic material and preparation method thereof
Li et al. Fabricating oxidized cellulose sponge for hemorrhage control and wound healing
US10137219B2 (en) Coherent blood coagulation structure of water-insoluble chitosan and water-dispersible starch coating
JP4486304B2 (en) Microbial cellulosic wound dressings for the treatment of chronic wounds
RU2743425C1 (en) Hemostatic agent based on chitosan aerogel
CA2959946C (en) A coherent blood coagulation structure of water-insoluble chitosan and water-dispersible starch coating
CN109276745A (en) A kind of cellulose combine dressing of high wet strength and preparation method thereof
CN107349464A (en) A kind of preparation method of new medical hemostasis gel dressing
KR101971652B1 (en) Self-expandable polymer matrix process of polymer matrix and medical application thereof