RU2750382C1 - Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers - Google Patents

Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers Download PDF

Info

Publication number
RU2750382C1
RU2750382C1 RU2020125712A RU2020125712A RU2750382C1 RU 2750382 C1 RU2750382 C1 RU 2750382C1 RU 2020125712 A RU2020125712 A RU 2020125712A RU 2020125712 A RU2020125712 A RU 2020125712A RU 2750382 C1 RU2750382 C1 RU 2750382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hyaluronic acid
kda
collagenase
molecular weight
weight hyaluronic
Prior art date
Application number
RU2020125712A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Геннадьевна Холявка
Валерий Григорьевич Артюхов
Татьяна Николаевна Беляева
Мария Сергеевна Лавлинская
Андрей Викторович Сорокин
Виктория Александровна Королева
Вячеслав Викторович Павловец
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
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 "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority to RU2020125712A priority Critical patent/RU2750382C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750382C1 publication Critical patent/RU2750382C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/43Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/08Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

FIELD: chemical and pharmaceutical industry; medicine.
SUBSTANCE: present invention relates to the field of chemical and pharmaceutical industry and medicine, namely, to a method for producing an immobilized enzyme preparation based on collagenase, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid. The method includes the dissolution of collagenase in an aqueous solution of low-molecular-weight hyaluronic acid 300 kDa or medium-molecular-weight hyaluronic acid 500 kDa or high-molecular-weight hyaluronic acid 800 kDa in a ratio of 10 mg of collagenase per 2 ml of an aqueous solution of low-molecular-weight hyaluronic acid 300 kDa or medium-molecular-weight hyaluronic acid 500 kDa or high-molecular-weight hyaluronic acid 800 kDa at a concentration of 1.5%. Mixing is carried out until complete dissolving at room temperature. Collagenase is then immobilized by adding to the resulting mixture of a graft copolymer of carboxymethylcellulose 50-100 kDa (CMC) or chitosan 50-100 kDa (CHTS) with N-vinylimidazole (VI) or N,N-dimethylaminoethylmethacrylate (DMAEMA) in an amount of 100 to 290 mg to obtain a liquid preparation or 300 to 500 mg to obtain a gel. Due to the invention, collagenase solutions can be stored at temperatures from 4 to 25℃ for 21 days, and the enzyme becomes more stable in comparison with the native one and it is able to penetrate into the deep layers of the skin. The introduction of modified polysaccharides into the composition of the preparation allows not only to vary the viscosity and consistency of the samples (from the liquid state to the gel with different fluidity), but also promotes the formation of conjugates with an enzyme with a large number of bonds and interactions between the polysaccharide and the enzyme, compared with unmodified carboxymethylcellulose and chitosan. This further increases the stability of the preparation and the concentration of the active substance in the affected area of the skin, and provides a controlled (portion) release of collagenase, maintaining its necessary concentration for a long time.
EFFECT: technical result is an increase in the stability of the preparation.
1 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу стабилизации коллагеназы растворами гиалуроновой кислоты и графт-сополимерами с полисахаридной основной цепью из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с боковыми цепями из гомополимеров N-винилимидазола (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилата (ДМАЭМА). Изобретение может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности, медицинской практике, косметологии.The invention relates to biotechnology, namely to a method for stabilizing collagenase with solutions of hyaluronic acid and graft copolymers with a polysaccharide backbone of carboxymethylcellulose (CMC) or chitosan (CTS) with side chains from homopolymers of N-vinylimidazole (VI) or N, N-dimethylamino DMAEMA). The invention can be used in the chemical-pharmaceutical industry, medical practice, cosmetology.

Коллагеназа (КФ 3.4.4.19) - фермент, обладающий протеолитической активностью с узко специфической направленностью к гидролизу коллагена с выделением свободной аминокислоты - оксипролина. Коллагеназа расщепляет крайне устойчивые к действию других протеаз коллагеновые волокна с образованием высокомолекулярных фрагментов, выполняет в организме человека и животных важнейшие функции: участвует в превращениях соединительной ткани при росте и морфогенезе, а также в устранении некоторых патологических процессов при артритах, опухолевых метастазах и т.д.Collagenase (EC 3.4.4.19) is an enzyme with proteolytic activity with a narrowly specific focus on collagen hydrolysis with the release of a free amino acid - oxyproline. Collagenase breaks down collagen fibers, extremely resistant to the action of other proteases, with the formation of high-molecular fragments, performs the most important functions in humans and animals: it participates in the transformations of connective tissue during growth and morphogenesis, as well as in the elimination of some pathological processes in arthritis, tumor metastases, etc. ...

Коллагеназа содержится в составе безводной композиции для обработки ран [Патент RU 2585373 С2, МПК A61K 38/48, A61K 9/10, A61K 47/30, A61K 47/44, А61Р 17/02, C12N 9/00, опубл. 27.05.2016, Бюл. №15]. Описана мазь для заживления ожоговых и инфицированных ран, которая содержит коллагеназу Clostridium histolyticum в качестве протеолитического фермента, в качестве антибиотика - гентамицина сульфат, а в качестве мазевой основы - полиэтиленоксиды с молекулярными массами 400 и 1500 Да и глицерин. Изобретение обеспечивает щадящее, бескровное энзиматическое очищение ран, стимулирует развитие здоровых грануляций и не препятствует процессам эпителизации [Патент RU 2174389 С2, МПК A61K 9/06, A61K 38/43, А61Р 17/02, опубл. 10.10.2001, Бюл. №28]. Известна высокоэффективная нетоксичная, неаллергенная фармацевтическая композиция для заживления и очищения раневых, ожоговых и других повреждений кожи на основе коллагеназы микробного происхождения [Патент RU 2166950 С1, МПК A61K 35/74, C12Q 1/37, опубл. 20.05.2001, Бюл. №14]. Коллагеназу используют для лечения нерубцовой алопеции [Патент RU 2695364 С1, МПК A61K 35/50, A61K 35/28, A61K 35/51, А61Р 17/04, опубл. 23.07.2019, Бюл. №21]. Коллагеназа содержится в повязке, которая представляет собой комплекс из трех лейкопластырей или раневых покрытий с разными составами хитозановых прокладок для последовательного лечения инфицированных раневых повреждений [Патент RU 2014113441 А, МПК A61K 9/70, В82 В 1/00, опубл. 27.10.2015, Бюл. №30].Collagenase is contained in the composition of an anhydrous composition for treating wounds [Patent RU 2585373 C2, IPC A61K 38/48, A61K 9/10, A61K 47/30, A61K 47/44, A61P 17/02, C12N 9/00, publ. 05/27/2016, Bul. No. 15]. An ointment for the healing of burns and infected wounds is described, which contains the collagenase Clostridium histolyticum as a proteolytic enzyme, as an antibiotic - gentamicin sulfate, and as an ointment base - polyethylene oxides with molecular weights of 400 and 1500 Da and glycerin. The invention provides a gentle, bloodless enzymatic cleansing of wounds, stimulates the development of healthy granulations and does not interfere with epithelialization processes [Patent RU 2174389 C2, IPC A61K 9/06, A61K 38/43, A61P 17/02, publ. 10.10.2001, Bul. No. 28]. Known highly effective non-toxic, non-allergenic pharmaceutical composition for healing and cleansing wounds, burns and other skin lesions based on collagenase of microbial origin [Patent RU 2166950 C1, IPC A61K 35/74, C12Q 1/37, publ. 20.05.2001, Bul. No. 14]. Collagenase is used to treat non-cicatricial alopecia [Patent RU 2695364 C1, IPC A61K 35/50, A61K 35/28, A61K 35/51, A61P 17/04, publ. 07/23/2019, Bul. No. 21]. Collagenase is contained in a dressing, which is a complex of three adhesive plasters or wound dressings with different compositions of chitosan pads for the sequential treatment of infected wound lesions [Patent RU 2014113441 A, IPC A61K 9/70, B82 B 1/00, publ. 10/27/2015, Bul. No. 30].

Гиалуроновая кислота является природным линейным несульфатированным гликозаминогликаном, состоящим из D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина, соединенных между собой β-1,3 и β-1,4-гликозидными связями. Гиалуроновая кислота - амфифильное соединение, проявляет гидрофильные (благодаря наличию групп -СООН и -ОН) и гидрофобные свойства (участки из 8 СН-единиц).Hyaluronic acid is a naturally occurring linear non-sulfated glycosaminoglycan composed of D-glucuronic acid and N-acetyl-D-glucosamine linked by β-1,3 and β-1,4-glycosidic bonds. Hyaluronic acid is an amphiphilic compound that exhibits hydrophilic (due to the presence of -COOH and -OH groups) and hydrophobic properties (sections of 8 CH units).

Описана активная против акне добавка к парфюмерно-косметическим продуктам, содержащая гиалуроновую кислоту [Патент RU 2678307 С1, МПК A61K 8/00, A61K 8/18, A61K 8/34, A61K 8/36, A61K 8/42, A61K 8/67, A61K 8/64, А61Р 17/10, A61Q 19/00, опубл. 25.01.2019, Бюл. №3]. Известен препарат для коррекции дефектов кожи, включающий гиалуроновую кислоту, который обеспечивает выработку ее собственных компонентов, а именно гиалуроновой кислоты, коллагена и эластина, при этом обладает сильными антиоксидантными свойствами и выраженным длительным эффектом коррекции кожных дефектов кожи [Патент RU 2659959 С1, МПК A61K 8/73, A61K 8/34, A61K 8/64, A61K 8/96, A61Q 19/08, опубл. 04.07.2018, Бюл. №19]. Гиалуроновая кислота входит в состав композиций для омоложения кожи [Патент RU 2629593 С1, МПК A61K 8/98, A61K 8/73, A61Q 19/08, опубл. 30.08.2017, Бюл. №25]. Гиалуроновая кислота с молекулярной массой менее 40 кДа представляет собой трансдермальный переносчик в составе косметического крема для ухода за кожей [Патент RU 2666602 С1, МПК A61K 8/04, A61K 8/34, A61K 8/73, A61K 8/92, A61K 8/97, A61K 8/9767, A61Q 19/08, опубл. 11.09.2018, Бюл. №26].An active against acne additive to perfumery and cosmetic products containing hyaluronic acid is described [Patent RU 2678307 C1, IPC A61K 8/00, A61K 8/18, A61K 8/34, A61K 8/36, A61K 8/42, A61K 8/67 , A61K 8/64, A61P 17/10, A61Q 19/00, publ. 01/25/2019, Bul. Number 3]. Known drug for the correction of skin defects, including hyaluronic acid, which provides the production of its own components, namely hyaluronic acid, collagen and elastin, while it has strong antioxidant properties and a pronounced long-term effect of correcting skin defects [Patent RU 2659959 C1, IPC A61K 8 / 73, A61K 8/34, A61K 8/64, A61K 8/96, A61Q 19/08, publ. 07/04/2018, Bul. No. 19]. Hyaluronic acid is a part of compositions for skin rejuvenation [Patent RU 2629593 C1, IPC A61K 8/98, A61K 8/73, A61Q 19/08, publ. 08/30/2017, Bul. No. 25]. Hyaluronic acid with a molecular weight of less than 40 kDa is a transdermal carrier in the composition of a cosmetic cream for skin care [Patent RU 2666602 C1, IPC A61K 8/04, A61K 8/34, A61K 8/73, A61K 8/92, A61K 8 / 97, A61K 8/9767, A61Q 19/08, publ. 09/11/2018, Bul. No. 26].

Графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы или хитозана с боковыми цепями из N-винилимидазола или N,N-диметиламиноэтилметакрилата за счет наличия основной цепи из модифицированного природного полисахарида с молекулярной массой в интервале 10-600 кДа могут образовывать растворы с различной вязкостью, зависящей как от массы исходного полисахарида, так и от количества вносимого графт-сополимера [A. Benchabane, K. Bekkour. Rheological properties of carboxymethyl cellulose (CMC) solutions. 2008. Colloid and Polymer Science. Vol. 286. P. 1173-1180.]. Кроме того, такие полимеры могут использоваться в биомедицинских целях, например, в качестве носителя для цитостатического антибиотика широкого спектра действия «Паклитаксела» при пероральном и/или инфузионном введении [V. А. Kuznetsov, А. V. Sorokin, М. S. Lavlinskaya et al. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose with N-vinylimidazole: synthesis and application for drug delivery. 2019. Polymer Bulletin. Vol. 76. P. 4929-4949; V. A. Kuznetsov, A. V. Sorokin, M. S. Lavlinskaya. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and N,N-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. 2020. Polymer Bulletin. DOI: 10.1007/s00289-020-03250-z].Graft copolymers of carboxymethyl cellulose or chitosan with side chains of N-vinylimidazole or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, due to the presence of the main chain of a modified natural polysaccharide with a molecular weight in the range of 10-600 kDa, can form solutions with different viscosities, depending on the weight of the initial polysaccharide , and on the amount of introduced graft copolymer [A. Benchabane, K. Bekkour. Rheological properties of carboxymethyl cellulose (CMC) solutions. 2008. Colloid and Polymer Science. Vol. 286. P. 1173-1180.]. In addition, such polymers can be used for biomedical purposes, for example, as a carrier for a broad-spectrum cytostatic antibiotic "Paclitaxel" when administered orally and / or by infusion [V. A. Kuznetsov, A. V. Sorokin, M. S. Lavlinskaya et al. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose with N-vinylimidazole: synthesis and application for drug delivery. 2019. Polymer Bulletin. Vol. 76. P. 4929-4949; V. A. Kuznetsov, A. V. Sorokin, M. S. Lavlinskaya. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and N, N-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. 2020. Polymer Bulletin. DOI: 10.1007 / s00289-020-03250-z].

На данный момент нет сведений о комплексах коллагеназы с гиалуроновой кислотой и полисахаридами, модифицированными виниловыми мономерами, такими как графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА).At the moment, there is no information on the complexes of collagenase with hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers, such as graft copolymers of carboxymethyl cellulose (CMC) or chitosan (ChTZ) with N-vinyl imidazole (VI) or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate) (DMA).

Известен способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана [Патент RU 2678435 С2, МПК A61K 31/722, A61K 38/43, А61Р 17/02, C12N 11/10, опубл. 29.01.2019, Бюл. №4]. Данный способ включает иммобилизацию коллагеназы в буферном растворе на матрицу кислоторастворимого среднемолекулярного или высокомолекулярного хитозана в соотношении 20 мл буферного раствора коллагеназы в концентрации 1 мг/мл на 1 г указанной матрицы, при этом в качестве буферного раствора для иммобилизации используют 0.05 М глициновый буфер с рН 8.6 для среднемолекулярного и с рН 10.5 для высокомолекулярного хитозана; далее проводят инкубирование в течение 5 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием; затем промывают образовавшийся осадок 50 мМ трис-HCl буфером с рН 7.5 до отсутствия в промывных водах коллагеназы.A known method of producing a heterogeneous preparation based on collagenase and chitosan [Patent RU 2678435 C2, IPC A61K 31/722, A61K 38/43, A61P 17/02, C12N 11/10, publ. 01/29/2019, Bul. No. 4]. This method involves the immobilization of collagenase in a buffer solution on a matrix of acid-soluble medium molecular weight or high molecular weight chitosan in the ratio of 20 ml of collagenase buffer solution at a concentration of 1 mg / ml per 1 g of the specified matrix, while 0.05 M glycine buffer with pH 8.6 is used as a buffer solution for immobilization. for medium molecular weight and with a pH of 10.5 for high molecular weight chitosan; then incubation is carried out for 5 hours at room temperature with periodic stirring; then the formed precipitate is washed with 50 mM Tris-HCl buffer with pH 7.5 until there is no collagenase in the washings.

Недостатком способа является получение ферментного препарата в твердой фазе, не позволяющей проникать молекулам коллагеназы в глубокие слои кожи.The disadvantage of this method is to obtain an enzyme preparation in the solid phase, which does not allow collagenase molecules to penetrate into the deep layers of the skin.

Запатентован способ стабилизации ферментов - пепсина, химотрипсина, трипсина, панкреатина, папаина и других протеаз, путем добавления в их растворы полисахаридов - гуаровой камеди, ксантановой камеди, камеди бобов рожкового дерева, крахмала, декстрана, пуллулана, альгиновой кислоты, гиалуроновой кислоты, каррагинана, пектина, хитозана и прочих полисахаридов, а также производных целлюлозы: карбоксиметилцеллюлозы, метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы [JPH034791A].A patented method for stabilizing enzymes - pepsin, chymotrypsin, trypsin, pancreatin, papain and other proteases, by adding polysaccharides to their solutions - guar gum, xanthan gum, locust bean gum, starch, dextran, pullulan, alginic acid, hyaluronan pectin, chitosan and other polysaccharides, as well as cellulose derivatives: carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose [JPH034791A].

Известен способ получения препарата коллагеназы в геле на основе пищевого хитозана и сукцината хитозана, включающий иммобилизацию коллагеназы в буферном растворе на матрицу хитозана, инкубирование при комнатной температуре с периодическим перемешиванием, промывку образовавшегося осадка буфером, отличающегося тем, что иммобилизацию проводят на матрицу пищевого хитозана с молекулярной массой менее 100 кДа или сукцината хитозана, в качестве буфера используют 0.05 М ацетатный буфер с рН 5.8 или 0.05 М глициновый буфер с рН 9.0, инкубация проводится в течение 2 часов [Патент RU 2712528, МПК C12N 11/10, А61K 31/722, опубл. 29.01.2020 Бюл. №4].A known method of producing a collagenase preparation in a gel based on food-grade chitosan and chitosan succinate, including immobilization of collagenase in a buffer solution on a chitosan matrix, incubation at room temperature with periodic stirring, washing the formed precipitate with a buffer, characterized in that the immobilization is carried out on a matrix of food-grade chitosan with weighing less than 100 kDa or chitosan succinate, 0.05 M acetate buffer with pH 5.8 or 0.05 M glycine buffer with pH 9.0 is used as a buffer, incubation is carried out for 2 hours [Patent RU 2712528, IPC C12N 11/10, A61K 31/722, publ. 01/29/2020 Bul. No. 4].

В отличие от этих двух способов предложенное нами использование полисахаридов (карбоксиметилцеллюлозы и хитозана), модифицированных виниловыми мономерами (N-винилимидазолом или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом) обеспечивает большее количество связей между полисахаридом и ферментом в ходе иммобилизации, что увеличивает прочность образуемого комплекса и пролонгирует процесс высвобождения фермента в область поврежденных тканей. Кроме того, добавление в препарат гиалуроновой кислоты будет способствовать его более глубокому проникновению в различные слои кожи.In contrast to these two methods, the proposed use of polysaccharides (carboxymethylcellulose and chitosan) modified with vinyl monomers (N-vinylimidazole or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate) provides a greater number of bonds between the polysaccharide and the enzyme during immobilization, which increases the strength of the complex formed and prolongs release of the enzyme to the area of damaged tissues. In addition, the addition of hyaluronic acid to the preparation will facilitate its deeper penetration into various layers of the skin.

Известно, что полимеры на основе поли-β-гликозидов (целлюлозы и ее производных, хитозана, гиалуроновой кислоты и т.д.) склонны к образованию пленок, которые могут защитить кожу от пересыхания или обеспечить дополнительную защиту на поверхности раневого повреждения. Однако способность образовывать конъюгаты у таких полимеров несколько ограничена рядом факторов: поверхностным зарядом, типом функциональной группы и т.д. Поэтому для придания ряда новых свойств целесообразно проводить химическую модификацию природных полисахаридов. Так, например, введение азольных заместителей повышает комплексообразующую способность полисахаридов и снижает поверхностный отрицательный заряд карбоксиметилцеллюлозы [V.А. Kuznetsov, А.V. Sorokin, М. S. Lavlinskaya et al. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose with N-vinylimidazole: synthesis and application for drug delivery. 2019. Polymer Bulletin. Vol. 76. P. 4929-4949], а введение звеньев N,N-диметиаминоэтилметакрилата не только снижает поверхностный заряд, но придает водному раствору модифицированного полисахарида стимулочувствительные свойства [V.A. Kuznetsov, А.V. Sorokin, М.S. Lavlinskaya. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and N,N-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. 2020. Polymer Bulletin. DOI: 10.1007/s00289-020-03250-z].It is known that polymers based on poly-β-glycosides (cellulose and its derivatives, chitosan, hyaluronic acid, etc.) tend to form films that can protect the skin from drying out or provide additional protection on the wound surface. However, the ability to form conjugates in such polymers is somewhat limited by a number of factors: surface charge, type of functional group, etc. Therefore, to impart a number of new properties, it is advisable to carry out chemical modification of natural polysaccharides. For example, the introduction of azole substituents increases the complexing ability of polysaccharides and reduces the surface negative charge of carboxymethylcellulose [V.A. Kuznetsov, A.V. Sorokin, M. S. Lavlinskaya et al. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose with N-vinylimidazole: synthesis and application for drug delivery. 2019. Polymer Bulletin. Vol. 76. P. 4929-4949], and the introduction of units of N, N-dimethyaminoethyl methacrylate not only reduces the surface charge, but gives an aqueous solution of the modified polysaccharide stimulus-sensitive properties [V.A. Kuznetsov, A.V. Sorokin, M.S. Lavlinskaya. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and N, N-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. 2020. Polymer Bulletin. DOI: 10.1007 / s00289-020-03250-z].

В качестве прототипа служила топическая противомикробная дерматологическая композиция [Патент RU 2668827 С2, МПК A61K 38/08, А61K 31/728, А61Р 31/00, А61Р 17/00, А61K 31/722, опубл. 02.10.2018, Бюл. №28], предложенная в качестве лекарственного средства в медицине и ветеринарии, включающая комбинацию по меньшей мере одного положительно заряженного противомикробного пептида, соединенного с липидом, и гиалуроновой кислоты со средним молекулярным весом от 100 кДа до 800 кДа или одной из ее солей, причем противомикробный пептид представляет собой гексапептид, соединенный с пальмитиновой кислотой, содержащий дисульфидные мостики.A topical antimicrobial dermatological composition [Patent RU 2668827 C2, IPC A61K 38/08, A61K 31/728, A61P 31/00, A61P 17/00, A61K 31/722, publ. 02.10.2018, Bul. No. 28], proposed as a drug in medicine and veterinary medicine, comprising a combination of at least one positively charged antimicrobial peptide combined with a lipid and hyaluronic acid with an average molecular weight of 100 kDa to 800 kDa or one of its salts, and the antimicrobial the peptide is a palmitic acid hexapeptide containing disulfide bridges.

В отличие от прототипа в качестве действующего вещества мы используем не противомикробный пептид, а фермент коллагеназу, которая способна избирательно гидролизовать коллаген, входящий в состав соединительной ткани живого организма, расщепляя крайне устойчивые к действию других протеаз коллагеновые волокна, выполняет в организме человека и животных важнейшие функции, участвует в превращениях соединительной ткани при росте и морфогенезе, а также в устранении некоторых патологических процессов при артритах, опухолевых метастазах и т.д., при гнойных ранах коллагеназа способствует быстрому удалению нежизнеспособных тканей и эксудата, раннему появлению грануляционной ткани, эпителизации, применение коллагеназы предупреждает развитие грубых рубцов, при этом сохраняется подвижность кожи и мягких тканей.Unlike the prototype, we use not an antimicrobial peptide as an active substance, but an enzyme called collagenase, which is capable of selectively hydrolyzing collagen, which is part of the connective tissue of a living organism, splitting collagen fibers extremely resistant to the action of other proteases, and performs the most important functions in humans and animals. , participates in the transformation of connective tissue during growth and morphogenesis, as well as in the elimination of some pathological processes in arthritis, tumor metastases, etc., with purulent wounds, collagenase promotes the rapid removal of non-viable tissues and exudate, the early appearance of granulation tissue, epithelialization, the use of collagenase prevents the development of rough scars, while maintaining the mobility of the skin and soft tissues.

Кроме того, добавление нами в раствор графт-сополимеров карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) позволяет путем включения в полисахаридный гель (один из способов физической иммобилизации ферментов) дополнительно стабилизировать коллагеназу и обеспечить ей пролонгированное действие.In addition, our addition to the solution of graft copolymers of carboxymethyl cellulose (CMC) or chitosan (CTS) with N-vinylimidazole (VI) or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) makes it possible by including in a polysaccharide gel (one of the methods of physical immobilization of enzymes) stabilize collagenase and provide it with a prolonged action.

Технический результат заявленного изобретения заключается в разработке способа получения иммобилизованного жидкого или гелеобразного ферментного препарата на основе коллагеназы, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты низкомолекулярной (300 кДа), среднемолекулярной (500 кДа) или высокомолекулярной (800 кДа), благодаря чему растворы коллагеназы можно хранить при температурах от 4 до 25°С в течение 21 суток, а фермент при этом становится более стабильным в сравнении с нативным и способен проникать в глубокие слои кожи, при этом внесение в состав препарата модифицированных полисахаридов позволяет не только варьировать вязкость и консистенцию образцов (от жидкого состояния до геля с различной текучестью), но также способствует образованию конъюгатов с ферментом с большим количеством связей и взаимодействий между полисахаридом и ферментом, по сравнению с немодифицированными карбоксиметилцеллюлозой и хитозаном, что дополнительно повышает стабильность препарата и концентрацию активного вещества в пораженном участке кожи, а также обеспечивает контролируемое (порционное) высвобождение коллагеназы, поддерживая ее необходимую концентрацию в течение длительного времени. Кроме того, способность модифицированных полисахаридов образовывать устойчивые пленки защищает фермент и обрабатываемый участок кожи от пересыхания, позволяет легко удалить препарат вместе с гноем и экссудатом.The technical result of the claimed invention is to develop a method for producing an immobilized liquid or gel-like enzyme preparation based on collagenase, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid of low molecular weight (300 kDa), medium molecular weight (500 kDa) or high molecular weight (800 kDa) collagenase solutions. can be stored at temperatures from 4 to 25 ° C for 21 days, while the enzyme becomes more stable in comparison with the native and is able to penetrate into the deep layers of the skin, while the introduction of modified polysaccharides into the preparation allows not only to vary the viscosity and consistency of the samples (from a liquid state to a gel with different fluidity), but also promotes the formation of conjugates with an enzyme with a large number of bonds and interactions between the polysaccharide and the enzyme, compared to unmodified carboxymethylcellulose and chitosan, which further increases the stability of the pre paratha and the concentration of the active substance in the affected area of the skin, and also provides a controlled (portioned) release of collagenase, maintaining its required concentration for a long time. In addition, the ability of modified polysaccharides to form stable films protects the enzyme and the treated area of the skin from drying out, makes it easy to remove the drug along with pus and exudate.

Технический результат достигается тем, что в способе получения иммобилизованного ферментного препарата на основе коллагеназы, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты, включающем растворение коллагеназы в водном растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты 300 кДа или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты 500 кДа или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты 800 кДа в соотношении 10 мг коллагеназы на 2 мл водного раствора низкомолекулярной гиалуроновой кислоты 300 кДа или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты 500 кДа или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты 800 кДа в концентрации 1.5%, перемешивание осуществляют до полного растворения при комнатной температуре; затем проводят иммобилизацию коллагеназы путем добавления к полученной смеси графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы 50-100 кДа (КМЦ) или хитозана 50-100 кДа (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing an immobilized enzyme preparation based on collagenase, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid, which includes dissolving collagenase in an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa or medium molecular weight hyaluronic acid 500 kDa or 800 kDa high molecular weight hyaluronic acid the ratio of 10 mg collagenase per 2 ml of an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa or medium molecular weight hyaluronic acid 500 kDa or high molecular weight hyaluronic acid 800 kDa at a concentration of 1.5%, stirring is carried out until complete dissolution at room temperature; then immobilization of collagenase is carried out by adding to the resulting mixture of graft copolymer carboxymethylcellulose 50-100 kDa (CMC) or chitosan 50-100 kDa (ChTS) with N-vinylimidazole (VI) or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) in an amount from 100 to 290 mg for a liquid preparation or 300 to 500 mg for a gel.

Фиг. 1. Диаграмма значений каталитической активности (А) коллагеназы в присутствии гиалуроновой кислоты различной молекулярной массы после его хранения при 4°С.FIG. 1. Diagram of the values of the catalytic activity (A) of collagenase in the presence of hyaluronic acid of various molecular weights after storage at 4 ° C.

Фиг. 2. Диаграмма значений каталитической активности (А) коллагеназы в присутствии гиалуроновой кислоты различной молекулярной массы после его хранения при 25°С.FIG. 2. Diagram of the values of the catalytic activity (A) of collagenase in the presence of hyaluronic acid of various molecular weights after storage at 25 ° C.

Фиг. 3. Таблица 1. Вязкость препаратов, содержащих коллагеназу, гиалуроновую кислоту и полисахариды, модифицированные виниловыми мономерами.FIG. 3. Table 1. Viscosity of preparations containing collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers.

Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.

В качестве объекта исследования была выбрана коллагеназа из Clostridium histolyticum фирмы «Sigma-Aldrich», субстратом для гидролиза служил азоказеин фирмы «Sigma-Aldrich». В качестве стабилизирующих агентов применяли три вида гиалуроновой кислоты (ООО «Лаборатория Гиалика») с молекулярной массой 300 (НМГК), 500 (СМГК) и 800 (ВМГК) кДа. В качестве матрицы для иммобилизации коллагеназы применяли графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) с молекулярной массой 50-100 к Да.Collagenase from Clostridium histolyticum (Sigma-Aldrich) was chosen as the object of the study; azocasein (Sigma-Aldrich) served as a substrate for hydrolysis. As stabilizing agents, we used three types of hyaluronic acid (Laboratory Gialika LLC) with molecular weights of 300 (NMHC), 500 (SMHC), and 800 (HMGC) kDa. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose (CMC) or chitosan (CTS) with N-vinylimidazole (VI) or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) with a molecular weight of 50-100 k Da were used as a matrix for the immobilization of collagenase.

Стабилизацию коллагеназы осуществляли путем растворения ее навески массой 10 мг в 2 мл водного раствора гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 300 (НМГК), 500 (СМГК) или 800 (ВМГК) кДа в концентрации 1.5% с последующим перемешиванием при комнатной температуре до полного растворения. Затем к полученной смеси добавляли для иммобилизации коллагеназы графт-сополимер карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) (при молекулярной массе полисахарида 50-100 кДа) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля (табл. 1).Collagenase was stabilized by dissolving a 10 mg weighed portion in 2 ml of an aqueous solution of hyaluronic acid with a molecular weight of 300 (LMHC), 500 (SMHC), or 800 (HMGC) kDa at a concentration of 1.5%, followed by stirring at room temperature until complete dissolution. Then to the resulting mixture was added for the immobilization of collagenase a graft copolymer of carboxymethyl cellulose (CMC) or chitosan (ChTZ) (with a molecular weight of a polysaccharide of 50-100 kDa) with N-vinylimidazole (VI) or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (from 100 DMAEMA) up to 290 mg for a liquid preparation or from 300 to 500 mg for a gel (Table 1).

Содержание белка в иммобилизованных препаратах коллагеназы определяли методом Лоури [Lowry О.Н., Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J. Protein measurement with folin-phenol reagent // J. Biol. Chem. - 1951. -V.193. - P. 265-275]. Измерение уровня протеолитической активности фермента проводили на субстрате азоказеине [Garcia-Carreno, F. L. The digestive proteases of langostilla (Pleuroncodes planipes, Decapoda): their partial characterization and the effect of feed on their composition //Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry - 1992. - V. 103. - P. 575-578]. К 200 мкл образца добавляли 200 мкл трис-HCl буфера (рН 7.5), 800 мкл азоказеина (0.5% в 50 мМ трис-HCl буфере, рН 7.5) и инкубировали 2 часа при 37°С. Далее добавляли 800 мкл трихлоруксусной кислоты (ТХУ) (5%), инкубировали 10 минут при минус 4°С, затем центрифугировали в течение 3 мин при 13 000 об/мин для удаления негидролизованного азоказеина. К 1200 мкл супернатанта добавляли 240 мкл 3% NaOH для нейтрализации кислоты, после чего измеряли оптическую плотность опытной пробы при 410 нм в 1 см кювете. Контрольная проба содержала 800 мкл азоказеина, 800 мкл ТХУ, 200 мкл трис-HCl буфера и 200 мкл образца, который вносили после инкубации смеси в течение 2 часов при 37°С. За единицу каталитической активности коллагеназы принимали количество фермента, которое в условиях эксперимента гидролизует 1 мкМ субстрата за 1 мин. Удельную протеолитическую активность коллагеназы рассчитывали по формуле:The protein content in the immobilized collagenase preparations was determined by the Lowry method [Lowry ON, Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J. Protein measurement with folin-phenol reagent // J. Biol. Chem. - 1951. -V.193. - P. 265-275]. The level of proteolytic activity of the enzyme was measured on the substrate azocasein [Garcia-Carreno, FL The digestive proteases of langostilla (Pleuroncodes planipes, Decapoda): their partial characterization and the effect of feed on their composition // Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry - 1992. V. 103. P. 575-578]. To 200 μL of the sample, 200 μL of Tris-HCl buffer (pH 7.5), 800 μL of azocasein (0.5% in 50 mM Tris-HCl buffer, pH 7.5) were added and incubated for 2 hours at 37 ° C. Then, 800 μl of trichloroacetic acid (TCA) (5%) was added, incubated for 10 minutes at minus 4 ° C, then centrifuged for 3 min at 13,000 rpm to remove unhydrolyzed azocasein. To 1200 μl of the supernatant, 240 μl of 3% NaOH was added to neutralize the acid, after which the optical density of the experimental sample was measured at 410 nm in a 1 cm cuvette. The control sample contained 800 μl of azocasein, 800 μl of TCA, 200 μl of Tris-HCl buffer and 200 μl of the sample, which was added after incubation of the mixture for 2 hours at 37 ° C. The unit of catalytic activity of collagenase was defined as the amount of the enzyme that, under the experimental conditions, hydrolyzes 1 μM of the substrate in 1 min. The specific proteolytic activity of collagenase was calculated using the formula:

ПА = D*1000/120/200/C,PA = D * 1000/120/200 / C,

где ПА - протеолитическая активность, мкМ/мин на 1 мг белка,where PA is proteolytic activity, μM / min per 1 mg of protein,

D - оптическая плотность пробы при 410 нм,D is the optical density of the sample at 410 nm,

С - концентрация белка в пробе, мг/мл, измеренная по методу Лоури,С - protein concentration in the sample, mg / ml, measured by the Lowry method,

120 - время инкубации в минутах,120 - incubation time in minutes,

200 - объем пробы, в мкл,200 - sample volume, in μl,

1000 - пересчет в мкМ.1000 - recalculation in μM.

Статистическую обработку полученных результатов проводили при уровне значимости 5% с использованием t-критерия Стьюдента.The results were statistically processed at a 5% significance level using Student's t-test.

Были проведены исследования стабильности коллагеназы в растворах гиалуроновой кислоты (300, 500 и 800 кДа) по сравнению с нативным энзимом. Препараты инкубировали при 4 и 25°С в течение 0, 1, 2, 3, 7, 14 и 21 суток с дальнейшим измерением протеолитической активности. Полученные результаты отражены на фиг. 1, 2.Studies have been conducted on the stability of collagenase in hyaluronic acid solutions (300, 500 and 800 kDa) in comparison with the native enzyme. The preparations were incubated at 4 and 25 ° C for 0, 1, 2, 3, 7, 14, and 21 days with further measurement of proteolytic activity. The results are shown in FIG. 12.

В ходе наших экспериментов было выявлено, что гиалуроновая кислота не ингибирует коллагеназу.In the course of our experiments, it was revealed that hyaluronic acid does not inhibit collagenase.

На фиг. 1 представлена диаграмма зависимости каталитической активности энзима от времени его хранения при 4°С. Установлено, что нативная коллагеназа сохраняет 52-53% своей активности после 7-14 суток инкубации при 4°С, а после 3 недель хранения активна на 40% от исходного препарата. Коллагеназа в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) на 14 день хранения сохраняет более 90% каталитической способности от неинкубированного образца. После 21 дня инкубации активность коллагеназы в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты составляет 69% от начальной. Раствор коллагеназы со среднемолекулярной гиалуроновой кислотой (500 кДа) незначительно теряет свою активность в течение всего периода инкубации и сохраняет 91% своей ферментативной способности на 21 сутки хранения. Коллагеназа в растворе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) постепенно инактивируется: на 3 сутки активность энзима снижается на 10%, на 7 сутки - на 14%, а после 21 дня хранения каталитическая способность фермента составляет 72% от исходной.FIG. 1 shows a diagram of the dependence of the catalytic activity of the enzyme on the time of its storage at 4 ° C. It was found that native collagenase retains 52-53% of its activity after 7-14 days of incubation at 4 ° C, and after 3 weeks of storage it is active by 40% of the original preparation. Collagenase in a solution of low molecular weight hyaluronic acid (300 kDa) on the 14th day of storage retains more than 90% of the catalytic capacity of the non-incubated sample. After 21 days of incubation, the collagenase activity in the low molecular weight hyaluronic acid solution is 69% of the initial one. Collagenase solution with medium molecular weight hyaluronic acid (500 kDa) slightly loses its activity during the entire incubation period and retains 91% of its enzymatic capacity by 21 days of storage. Collagenase in a solution of high molecular weight hyaluronic acid (800 kDa) is gradually inactivated: on the 3rd day, the enzyme activity decreases by 10%, on the 7th day - by 14%, and after 21 days of storage, the catalytic ability of the enzyme is 72% of the initial one.

На фиг. 2 изображена диаграмма изменения каталитической активности коллагеназы после ее хранения при 25°С. На 7 сутки хранения при температуре 25°С свободный энзим сохраняет 51% активности, препарат коллагеназы в растворе среднемолекулярной гиалуроновой кислоты (500 кДа) - 87%, раствор коллагеназы в высокомолекулярной гиалуроновой кислоте (800 кДа) - 86%, коллагеназа в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) - 76%. Нативная коллагеназа на 14 и 21 сутки эксперимента активна соответственно на 45 и 36%, комплексы фермента со среднемолекулярной гиалуроновой кислотой - на 71 и 63%, с высокомолекулярной гиалуроновой кислотой - на 65 и 50%, с низкомолекулярной гиалуроновой кислотой - 74 и 40%.FIG. 2 shows a diagram of the change in the catalytic activity of collagenase after storage at 25 ° C. On the 7th day of storage at a temperature of 25 ° C, the free enzyme retains 51% activity, the collagenase preparation in a solution of medium molecular weight hyaluronic acid (500 kDa) - 87%, collagenase solution in high molecular weight hyaluronic acid (800 kDa) - 86%, collagenase in a solution of low molecular weight hyaluronic acid acids (300 kDa) - 76%. On the 14th and 21st days of the experiment, native collagenase is active by 45 and 36%, respectively, complexes of the enzyme with medium molecular weight hyaluronic acid - by 71 and 63%, with high molecular weight hyaluronic acid - by 65 and 50%, with low molecular weight hyaluronic acid - 74 and 40%.

Выявлено, что раствор коллагеназы в среднемолекулярной гиалуроновой кислоте (500 кДа) после инкубации при температурах 4 и 25°С оказался наиболее стабильным по сравнению с другими препаратами.It was revealed that the collagenase solution in medium molecular weight hyaluronic acid (500 kDa) after incubation at temperatures of 4 and 25 ° C was the most stable in comparison with other drugs.

Таким образом, был разработан способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе коллагеназы, низкомолекулярной (300 кДа), среднемолекулярной (500 кДа) и высокомолекулярной (800 кДа) гиалуроновой кислоты с последующим добавлением графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) для иммобилизации коллагеназы.Thus, a method was developed for obtaining an immobilized enzyme preparation based on collagenase, low molecular weight (300 kDa), medium molecular weight (500 kDa), and high molecular weight (800 kDa) hyaluronic acid, followed by the addition of carboxymethyl cellulose graft copolymer (CMC) or chitosan N (CTZ) -vinylimidazole (VI) or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) for collagenase immobilization.

При этом полученный предложенным способом препарат можно хранить при температурах от 4 до 25°С в течение 21 суток, а коллагеназа при этом становится более стабильной в сравнении с нативной и способна проникать в глубокие слои кожи. Внесение в состав препарата модифицированных полисахаридов позволяет не только варьировать вязкость и консистенцию образцов (от жидкого состояния до геля с различной текучестью), но также способствует образованию конъюгатов с ферментом с большим количеством связей и взаимодействий между полисахаридом и ферментом, по сравнению с немодифицированными карбоксиметилцеллюлозой и хитозаном, что дополнительно повышает стабильность препарата и концентрацию активного вещества в пораженном участке кожи, а также обеспечивает контролируемое (порционное) высвобождение коллагеназы, поддерживая ее необходимую концентрацию в течение длительного времени. Кроме того, способность модифицированных полисахаридов образовывать устойчивые пленки защищает фермент и обрабатываемый участок кожи от пересыхания, позволяет легко удалить препарат вместе с гноем и экссудатом.In this case, the preparation obtained by the proposed method can be stored at temperatures from 4 to 25 ° C for 21 days, while collagenase becomes more stable in comparison with native and is able to penetrate into the deep layers of the skin. The introduction of modified polysaccharides into the preparation allows not only to vary the viscosity and consistency of samples (from a liquid state to a gel with different fluidity), but also promotes the formation of conjugates with an enzyme with a large number of bonds and interactions between the polysaccharide and the enzyme, in comparison with unmodified carboxymethylcellulose and chitosan , which additionally increases the stability of the drug and the concentration of the active substance in the affected area of the skin, and also provides a controlled (portioned) release of collagenase, maintaining its required concentration for a long time. In addition, the ability of modified polysaccharides to form stable films protects the enzyme and the treated area of the skin from drying out, makes it easy to remove the drug along with pus and exudate.

Claims (1)

Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе коллагеназы, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты, включающий растворение коллагеназы в водном растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты 300 кДа или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты 500 кДа или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты 800 кДа в соотношении 10 мг коллагеназы на 2 мл водного раствора низкомолекулярной гиалуроновой кислоты 300 кДа или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты 500 кДа или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты 800 кДа в концентрации 1.5%, при этом осуществляют перемешивание до полного растворения при комнатной температуре; затем проводят иммобилизацию коллагеназы путем добавления к полученной смеси графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы 50-100 кДа (КМЦ) или хитозана 50-100 кДа (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля.A method of obtaining an immobilized enzyme preparation based on collagenase, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid, including dissolving collagenase in an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa or medium molecular weight hyaluronic acid 500 kDa or high molecular weight ratio of 10 ml of hyaluronic acid to 800 ml of hyaluronic acid an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa or medium molecular weight hyaluronic acid 500 kDa or high molecular weight hyaluronic acid 800 kDa at a concentration of 1.5%, while stirring until completely dissolved at room temperature; then immobilization of collagenase is carried out by adding to the resulting mixture of graft copolymer carboxymethylcellulose 50-100 kDa (CMC) or chitosan 50-100 kDa (ChTS) with N-vinylimidazole (VI) or N, N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) in an amount from 100 to 290 mg for a liquid preparation or 300 to 500 mg for a gel.
RU2020125712A 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers RU2750382C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125712A RU2750382C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125712A RU2750382C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750382C1 true RU2750382C1 (en) 2021-06-28

Family

ID=76820134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125712A RU2750382C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750382C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2236460C1 (en) * 2003-05-20 2004-09-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Тринита" Method for preparing collagenase

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2236460C1 (en) * 2003-05-20 2004-09-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Тринита" Method for preparing collagenase

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kholyavka M.G. et al., Study of the processes of UV modification of free and immobilized collagenase on a chitosan matrix / Radiation biology. Radioecology, 2019, T. 59, N 1, pp. 63-67. *
Liliana Gianfreda et al., Enzyme stabilization: state of the art/ Molecular and Cellular Biochemistry, 1991. Vol. 100, pp.97-128. *
Liliana Gianfreda et al., Enzyme stabilization: state of the art/ Molecular and Cellular Biochemistry, 1991. Vol. 100, pp.97-128. Холявка М. Г. и др., Исследование процессов УФ-модификации свободной и иммобилизованной на матрице хитозана коллагеназы / Радиационная биология. Радиоэкология, 2019, T. 59, N 1, стр. 63-67. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. An intrinsically bioactive hydrogel with on-demand drug release behaviors for diabetic wound healing
Ullah et al. Applications of bacterial cellulose in food, cosmetics and drug delivery
Feng et al. Chitosan-based functional materials for skin wound repair: Mechanisms and applications
Arif et al. Polymer-based biomaterials for chronic wound management: Promises and challenges
Pérez-Rafael et al. Nanoparticle-driven self-assembling injectable hydrogels provide a multi-factorial approach for chronic wound treatment
Ding et al. Advances in modified hyaluronic acid-based hydrogels for skin wound healing
Shivakumar et al. Prospection of chitosan and its derivatives in wound healing: Proof of patent analysis (2010–2020)
Agrawal et al. Role of polymeric biomaterials as wound healing agents
CA2740136C (en) Injectable in-situ crosslinked hydrogel and methods of making and using thereof
Zhao et al. Chitosan-based hydrogel wound dressing: From mechanism to applications, a review
AU2006268950B2 (en) New pharmaceutical compositions containing hyaluronic acid and collagenase for the topical treatment of wounds, burns and ulcers
US20230348699A1 (en) Hydrophobically modified chitosan compositions
KR20090085102A (en) Hyaluronic acid gel for intradermal injection
Kumar et al. Marine-derived polysaccharides and their therapeutic potential in wound healing application-A review
CN109806182A (en) A kind of composition and its preparation method and application containing hyaluronic acid and amino acid
Priya et al. Exploring polysaccharide-based bio-adhesive topical film as a potential platform for wound dressing application: A review
La Gatta et al. Hyaluronan-based hydrogels via ether-crosslinking: Is HA molecular weight an effective means to tune gel performance?
Liang et al. Natural hydrogel dressings in wound care: Design, advances, and perspectives
Wang et al. Preparation and evaluation of chitosan-and hyaluronic acid-grafted pullulan succinate films for skin wound healing
Tahir et al. Biomolecules based hydrogels and their potential biomedical applications: A comprehensive review
Ribeiro et al. Cellulose-based hydrogels in topical drug delivery: A challenge in medical devices
Wu et al. Emerging horizons and prospects of polysaccharide-constructed gels in the realm of wound healing
RU2750382C1 (en) Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers
KR102280553B1 (en) Improved hydrogel hemostatic agent manufacturing method, and hemostatic agent thereof
Valrntinovna et al. Collagenases in medical practice: modern collagenase-based preparations and pros pects for their improvement