RU2771864C1 - Способ получения биокомпозита с антибактериальными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы - Google Patents
Способ получения биокомпозита с антибактериальными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771864C1 RU2771864C1 RU2021138539A RU2021138539A RU2771864C1 RU 2771864 C1 RU2771864 C1 RU 2771864C1 RU 2021138539 A RU2021138539 A RU 2021138539A RU 2021138539 A RU2021138539 A RU 2021138539A RU 2771864 C1 RU2771864 C1 RU 2771864C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bacterial cellulose
- hydrogel
- gel film
- biocomposite
- bacterial
- Prior art date
Links
- 229920002749 Bacterial cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 64
- 239000005016 bacterial cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011173 biocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000001963 growth media Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 15
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 claims abstract description 13
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 claims abstract description 13
- 241000003490 Komagataeibacter sucrofermentans Species 0.000 claims abstract description 12
- 239000002609 media Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 230000003068 static Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001580 bacterial Effects 0.000 claims description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 8
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 claims description 7
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 claims description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- HJHVQCXHVMGZNC-JCJNLNMISA-M sodium;(2Z)-2-[(3R,4S,5S,8S,9S,10S,11R,13R,14S,16S)-16-acetyloxy-3,11-dihydroxy-4,8,10,14-tetramethyl-2,3,4,5,6,7,9,11,12,13,15,16-dodecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-17-ylidene]-6-methylhept-5-enoate Chemical compound [Na+].O[C@@H]([C@@H]12)C[C@H]3\C(=C(/CCC=C(C)C)C([O-])=O)[C@@H](OC(C)=O)C[C@]3(C)[C@@]2(C)CC[C@@H]2[C@]1(C)CC[C@@H](O)[C@H]2C HJHVQCXHVMGZNC-JCJNLNMISA-M 0.000 claims 1
- PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N Cellulose, microcrystalline Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- IECPWNUMDGFDKC-MZJAQBGESA-N Fusidic acid Chemical compound O[C@@H]([C@@H]12)C[C@H]3\C(=C(/CCC=C(C)C)C(O)=O)[C@@H](OC(C)=O)C[C@]3(C)[C@@]2(C)CC[C@@H]2[C@]1(C)CC[C@@H](O)[C@H]2C IECPWNUMDGFDKC-MZJAQBGESA-N 0.000 abstract description 13
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 abstract description 9
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 200000000019 wound Diseases 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 9
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 8
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 8
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 7
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 7
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 1-[(1S,2R,3R,4S,5R,6R)-3-carbamimidamido-6-{[(2R,3R,4R,5S)-3-{[(2S,3S,4S,5R,6S)-4,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)-3-(methylamino)oxan-2-yl]oxy}-4-formyl-4-hydroxy-5-methyloxolan-2-yl]oxy}-2,4,5-trihydroxycyclohexyl]guanidine Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 6
- 229940064005 Antibiotic throat preparations Drugs 0.000 description 6
- 229940083879 Antibiotics FOR TREATMENT OF HEMORRHOIDS AND ANAL FISSURES FOR TOPICAL USE Drugs 0.000 description 6
- 229940042052 Antibiotics for systemic use Drugs 0.000 description 6
- 229940042786 Antitubercular Antibiotics Drugs 0.000 description 6
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 6
- 229940093922 Gynecological Antibiotics Drugs 0.000 description 6
- 229940024982 Topical Antifungal Antibiotics Drugs 0.000 description 6
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 6
- 229940079866 intestinal antibiotics Drugs 0.000 description 6
- 229940005935 ophthalmologic Antibiotics Drugs 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 229960004675 Fusidic Acid Drugs 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 229960000587 Glutaral Drugs 0.000 description 3
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 3
- 229960005322 Streptomycin Drugs 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 3
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 3
- 101700024603 ANNU Proteins 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- 241001474750 Komagataeibacter Species 0.000 description 2
- 241000589216 Komagataeibacter hansenii Species 0.000 description 2
- 241001136169 Komagataeibacter xylinus Species 0.000 description 2
- RJQXTJLFIWVMTO-TYNCELHUSA-N Methicillin Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1C(=O)N[C@@H]1C(=O)N2[C@@H](C(O)=O)C(C)(C)S[C@@H]21 RJQXTJLFIWVMTO-TYNCELHUSA-N 0.000 description 2
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 2
- 229940049954 Penicillin Drugs 0.000 description 2
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 2
- LUKBXSAWLPMMSZ-OWOJBTEDSA-N Resveratrol Natural products C1=CC(O)=CC=C1\C=C\C1=CC(O)=CC(O)=C1 LUKBXSAWLPMMSZ-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 206010041925 Staphylococcal infection Diseases 0.000 description 2
- 101700034322 TGAS Proteins 0.000 description 2
- 229960000626 benzylpenicillin Drugs 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive Effects 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229960003085 meticillin Drugs 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 101700012968 tgl Proteins 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2R,3R,4S,5R,6S)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2S,3R,4S,5R,6R)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2R,3R,4S,5R,6R)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 description 1
- 108020004465 16S Ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- 235000002837 Acetobacter xylinum Nutrition 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 Bone and Bones Anatomy 0.000 description 1
- 208000009043 Chemical Burns Diseases 0.000 description 1
- 229960005091 Chloramphenicol Drugs 0.000 description 1
- WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N Chloramphenicol Chemical compound ClC(Cl)C(=O)N[C@H](CO)[C@H](O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 WIIZWVCIJKGZOK-RKDXNWHRSA-N 0.000 description 1
- 108090000317 Chymotrypsin Proteins 0.000 description 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 1
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 1
- 229940110715 ENZYMES FOR TREATMENT OF WOUNDS AND ULCERS Drugs 0.000 description 1
- 210000001174 Endocardium Anatomy 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 229940114721 Enzymes FOR DISORDERS OF THE MUSCULO-SKELETAL SYSTEM Drugs 0.000 description 1
- 229940093738 Enzymes for ALIMENTARY TRACT AND METABOLISM Drugs 0.000 description 1
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 description 1
- 210000001508 Eye Anatomy 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 102000015696 Interleukins Human genes 0.000 description 1
- 108010063738 Interleukins Proteins 0.000 description 1
- 229940047122 Interleukins Drugs 0.000 description 1
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 241001468094 Komagataeibacter europaeus Species 0.000 description 1
- 241000933022 Komagataeibacter intermedius Species 0.000 description 1
- 241000632663 Komagataeibacter kakiaceti Species 0.000 description 1
- 241000967878 Komagataeibacter maltaceti Species 0.000 description 1
- 241000496217 Komagataeibacter medellinensis Species 0.000 description 1
- 241000090036 Komagataeibacter nataicola Species 0.000 description 1
- 241000923674 Komagataeibacter oboediens Species 0.000 description 1
- 241001596500 Komagataeibacter rhaeticus Species 0.000 description 1
- 241000090004 Komagataeibacter saccharivorans Species 0.000 description 1
- 241001596498 Komagataeibacter swingsii Species 0.000 description 1
- 229920001340 Microbial cellulose Polymers 0.000 description 1
- 101700015696 PHL12 Proteins 0.000 description 1
- 241000295644 Staphylococcaceae Species 0.000 description 1
- 229940076185 Staphylococcus aureus Drugs 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 1
- 108010001801 Tumor Necrosis Factor-alpha Proteins 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory Effects 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial Effects 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic Effects 0.000 description 1
- 229940019336 antithrombotic Enzymes Drugs 0.000 description 1
- 230000032770 biofilm formation Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 229960002376 chymotrypsin Drugs 0.000 description 1
- 239000000512 collagen gel Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229960003276 erythromycin Drugs 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic Effects 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 229940020899 hematological Enzymes Drugs 0.000 description 1
- 239000008311 hydrophilic ointment Substances 0.000 description 1
- 230000002519 immonomodulatory Effects 0.000 description 1
- 235000019226 kombucha tea Nutrition 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 150000002960 penicillins Chemical class 0.000 description 1
- 229940083249 peripheral vasodilators Enzymes Drugs 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000003032 phytopathogenic Effects 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 229940016667 resveratrol Drugs 0.000 description 1
- 235000021283 resveratrol Nutrition 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 102220240796 rs553605556 Human genes 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036560 skin regeneration Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 229960001322 trypsin Drugs 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения биокомпозита с антибактериальными свойствами, включающий культивирование Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 в статических условиях на среде с мелассой, отделение полученной гель-пленки бактериальной целлюлозы от культуральной среды, ее очищение; затем гель-пленку механически измельчают с получением гидрогеля бактериальной целлюлозы с гидромодулем с соотношением 1:3 и вносят антибиотик фузидина натрия или фермент лизоцима в концентрации 7,5 мг/мл и 1 мг/мл гидрогеля соответственно. Изобретение обеспечивает расширение ассортимента раневых покрытий на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы с регенерационными свойствами и антибиотической активностью в отношении бактерий Staphylococcus aureus. 6 пр.
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и медицины, а именно к способу получения биокомпозита на основе гидрогелей бактериальной целлюлозы с физиологически активными соединениями, используемого в качестве раневого покрытия с антибактериальными и регенерационными свойствами.
Назначением биокомпозита, получаемого на основе гидрогелей бактериальной целлюлозы, является создание материала с высокими показателями по биологической совместимости, низкой токсичности, адгезии, высокой влагопоглощающей способности, возможности доставки биологически активных веществ в ткани организма, наличию регенерационных свойств и высокой антибактериальной активности, в том числе по отношению к антибиотикорезистентным штаммам.
В XXI веке лечебные материалы, раневые покрытия и повязки становятся все более многофункциональными. В их основе лежат не только текстильные, но и многокомпонентные композиционные материалы, состоящие из текстильных и полимерных составляющих (пленки, гидрогели), содержащие введенные в них лекарственные препараты и биологически активные вещества.
Известно достаточно много разнообразных покрытий для лечения ран, в которых на основу природного происхождения или на синтетический материал нанесены лекарственные препараты. Эти лекарственные средства имеют различный состав биологически активных компонентов: препараты антимикробного, антиферментного, репаративного действия, антибиотики и т.д.
Известно покрытие для ран, состоящее из бактериальной целлюлозы. Под этим покрытием сохраняется влага, рана изолирована от воздуха, а сама бактериальная целлюлоза легко отделяется от раны благодаря тому, что не является биодеградируемой (CA 2632767, МПК А61К 37/715, опубл. 07.06.2007).
В состав данного покрытия введены лекарственные препараты разной направленности действия для лечения ран и ростовой фактор, способствующий восстановлению поврежденных тканей, в том числе мягких тканей.
Известно биологически активное раневое покрытие на основе гидратированной микробной целлюлозы с наслоенным на нее коллагеновым гелем с использованием клеточного материала человека. Гель содержит десятикратный концентрат ростовой среды M199 в количестве 3-5% от общего объема, антибиотики широкого спектра действия (например, смесь антибиотиков пенициллин от 50 до 100 единиц/мл и стрептомицин от 0,05 до 0,1 мг/мл) (RU 2430743, МПК A61L 15/28, A61F 13/02, A61L 15/44, опубл. 10.10.2011).
Недостатком известного решения является использование антибиотиков пенициллина и стрептомицина, к которым быстро развивается устойчивость микроорганизмов.
Известна термореактивная нейтрализованная композиция хитозана, образующая гидрогель, ее лиофилизат и способы получения. Водная термореактивная нейтрализованная композиция хитозана, образующая, свободный от фосфата прозрачный гидрогель при температуре выше 5°С, которая включает, в пересчете на общую массу композиции, 0,1-5,0% реацетилированного хитозана с молекулярной массой не менее 100 кДа и степенью деацетилирования от 40 до 70%, нейтрализованного гидроксилированным основанием, и 1-30% комплексообразующего вещества, выбранного из полиоз (полисахаридов) и происходящих из них полиолей (RU 2008130389, опубл. 27.01.2010, МПК A61K 9/00, A61K 9/19, опубл. 27.01.2010).
Полученный гель, так же как и пленка, не может быть применен при глубоких ожоговых ранах III-А и III-Б степеней по причине быстрой биодеградации в раневой среде и требует частых повторных обработок и дополнительной обработки гнойной раны растворами антисептиков.
Известна фармацевтическая композиция для лечения ран и ожогов, которая включает следующие компоненты: коллоидное серебро, коллоидный оксид цинка, глицерин, метилцеллюлоза и вода дистиллированная. Композит может быть использован в терапии и хирургии для заживления ожоговых ран, в качестве репаративного, противовоспалительного и улучшающего микроциркуляцию средства, для лечения термических, солнечных и химических ожогов (RU 2636530, МПК A61K 33/30, A61K 33/38, A61P 17/02, опубл. 23.11.2016).
Данная композиция обладает высокоэффективным регенерирующим, ранозаживляющим действием, однако недостатком является то, что композит выполнен в форме фармацевтической гидрофильной мазевой композиции, а не гидрогеля, что является более удобной формой.
Известен биоактивный гидрогель для регенерации кожи, полученный посредством химической сшивки желатина глутаровым диальдегидом. Данный гидрогель характеризуется пониженным содержанием и расходом сшивающего агента, пониженной остаточной токсичностью сшивающего агента, повышенной биосовместимостью, повышенной регенеративной активностью. Биоактивный гидрогель дополнительно содержит анионный полимер и бивалентный металл в конечной концентрации не более 50 мМ (RU 2659383, МПК A61K 38/17, опубл. 29.06.2018).
Наиболее близким решением, взятым в качестве прототипа, является способ получения биокомпозита с регенерационными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы. Биокомпозит представляет собой гидрогель бактериальная целлюлоза-хитозан в соотношениях 50:50 путем смешения 2 %-го раствора хитозана в 1 %-ой уксусной кислоте, гидрогеля бактериальной целлюлозы, 25 %-го глутарового альдегида, а также получении гидрогеля бактериальная целлюлоза:хитозан:желатин: трансглютаминаза в соотношении 5:5:15:5 соответственно и добавлением фузидина натрия, физиологически активных соединений полифенольной природы в виде дегидрокварцетина или ресвератрола, ферментов в виде трипсина, химотрипсина или лизоцима, низкомолекулярных пептидов (RU 2733137, МПК C12N 1/20, A61L 15/36, опубл. 29.09.2020).
Недостатком известного решения является сложный состав композиций и использование в качестве сшивающих агентов глутарового альдегида и фермента трансглютаминазы.
Технический результат заявленного изобретения заключается в расширении ассортимента раневых покрытий на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы с регенерационными свойствами и усиленным антибактериальным действием.
Сущность изобретения заключается в том, что способ получения биокомпозита с антибактериальными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы заключается в получении гель-пленки бактериальной целлюлозы путем культивирования штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 в статических условиях на среде с мелассой, отделении полученной гель-пленки бактериальной целлюлозы от культуральной среды и ее очищении, механическом измельчении очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы в течение 10 мин с получением гидрогеля бактериальной целлюлозы с гидромодулем с соотношением 1:3, получении гидрогеля «бактериальная целлюлоза – фузидин натрия» или «бактериальная целлюлоза – лизоцим» путем внесения антибиотика фузидина натрия в концентрации 7,5 мг/мл гидрогеля или фермента лизоцима в концентрации 1 мг/мл гидрогеля.
В настоящее время бактерии группы Gluconacetobacter xylinus перенесены в новый род Komagataeibacter, первоначально названный Komagatabacter (K. xylinus, K. hansenii, K. europaeus, K. oboediens, K. intermedius, K. swingsii, K. rhaeticus, K. saccharivorans, K. nataicola, K. kombuchae, K. sucrofermentans, K. kakiaceti, K. medellinensis, K. maltaceti) (Yamada et al., 2012; Yamada, 2014; Ревин, 2020).
В качестве продуцента бактериальной целлюлозы в заявленном изобретении использовали штамм Komagataeibacter sucrofermentans Н-110, который был выделен на кафедре биотехнологии Мордовского госуниверситета из чайного гриба с последующей селекцией на основе естественного отбора. Культура идентифицирована до вида с помощью анализа генов, кодирующих 16S рРНК в ФГУПГосНИИГенетика. Штамм бактерий Komagataeibacter sucrofermentans B-11267 депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) под регистрационным номером: В-11267. Штамм бактерий не является зоопатогенным, фитопатогенным и не представляет опасности по другим причинам.
Способ получения бактериальной целлюлозы описан в изобретениях заявителя (RU 2536973, МПК C12N 1/20, опубл. 27.12.2014, RU 2536257, МПК C12N 1/20, опубл. 20.12.2014).
Бактериальная целлюлоза формирует матрицу из тонкой сети нановолокон, которая обладает высокой влагосвязывающей и влагоудерживающей способностью, селективной проницаемостью для газов и пара, не проницаема для бактерий.
В заявленном изобретении используют антибиотик фузидин натрия, эффективность которого доказана при наружном применении, в частности, в лечении системных и местных стафилококковых инфекций кожи и мягких тканей. Фузидин натрия эффективен в отношении стафилококков, устойчивых к пенициллинам, стрептомицину, хлорамфениколу, эритромицину. Препарат эффективен в лечении системных и местных стафилококковых инфекций кожи и мягких тканей, костей и суставов, крови, эндокарда, глаз, в том числе вызванных метициллинорезистентными штаммами. При наружном применении глубоко проникает в кожу в области пораженных участков. Фузидовая кислота хорошо переносится больными, имеет низкие уровни токсичности, резистентности и аллергических реакций. Перекрестная резистентность с другими антибиотиками отсутствует. Кроме того, помимо антибактериального фузидовая кислота обладает слабым иммуномодулирующим действием, которое связывают с подавлением продукции и секреции цитокинов, особенно интерлейкинов и фактора некроза опухолей. Показано, что фузидовая кислота обладает ингибирующим действием на образование биопленок S. aureus (Siala et al., 2018. Antimicrob. Agents Chemother. 62 (7). doi:10.1128/aac.00598-18), эффективно снижает вирулентность S. aureus, ингибируя экспрессию б-токсина (Liu et al., 2020. Front. Microbiol. 11. doi:10.3389/fmicb.2020.00025).
Изложенное позволяет включить фузидовую кислоту в один ряд с современными антибактериальными препаратами и рекомендовать ее к более широкому использованию, особенно при инфекциях, вызванных метициллинорезистентными штаммами Staphylococcus aureus.
Способ получения биокомпозита с антибактериальными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы, осуществляют следующим образом.
Пример 1. Получают гель-пленку бактериальной целлюлозы путем культивирования штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 на среде с мелассой. Для удаления клеток и компонентов культуральной среды отделяют полученную гель-пленку бактериальной целлюлозы от культуральной среды и очищают. Стерилизуют гель-пленку бактериальной целлюлозы при температуре 120 °С в течение 20 мин.
Проводят механическое измельчение очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы в течение 10 мин с получением гидрогеля бактериальной целлюлозы с гидромодулем с соотношением 1:3. Гидрогель «бактериальная целлюлоза – фузидин натрия» получают путем внесения антибиотика фузидина натрия в концентрации 7,5 мг/мл гидрогеля. Диаметр зоны отсутствия роста S. aureus вокруг лунки с гидрогелем составляет 36±1мм.
Пример 2. Получают гель-пленку бактериальной целлюлозы путем культивирования штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 в статических условиях на среде с мелассой. Для удаления клеток и компонентов культуральной среды отделяют полученную гель-пленку бактериальной целлюлозы от культуральной среды и очищают. Стерилизуют гель-пленку бактериальной целлюлозы при температуре 120 °С в течение 20 мин. Проводят механическое измельчение очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы с получением гидромодуля с соотношением 1:3. Гидрогель бактериальная целлюлоза – фузидин натрия» получают путем внесения антибиотика фузидина натрия в концентрации 7,5 мг/мл гидрогеля. Гидрогель наносят на матрицу в виде хирургического пластыря. Диаметр зоны отсутствия роста S. aureus вокруг пластыря с гидрогелем составляет 32±1мм.
Пример 3. Получают гель-пленку бактериальной целлюлозы путем штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 в статических условиях на среде с мелассой. Для удаления клеток и компонентов культуральной среды отделяют полученную гель-пленку бактериальной целлюлозы от культуральной среды и очищают. Стерилизуют гель-пленку бактериальной целлюлозы при температуре 120 °С в течение 20 мин. Проводят механическое измельчение очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы с получением гидромодуля с соотношением 1:3. Гидрогель «бактериальная целлюлоза – фузидин натрия» получают путем внесения антибиотика фузидина натрия в концентрации 7,5 мг/мл гидрогеля. Гидрогель наносят на матрицу в виде сухой пленки бактериальной целлюлозы. Диаметр зоны отсутствия роста S. aureus вокруг пленки с гидрогелем составляет 33±1мм.
Пример 4. Получают гель-пленку бактериальной целлюлозы путем культивирования штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 в статических условиях на среде с мелассой. Для удаления клеток и компонентов культуральной среды отделяют полученную гель-пленку бактериальной целлюлозы от культуральной среды и очищают. Стерилизуют гель-пленку бактериальной целлюлозы при температуре 120 °С в течение 20 мин. Проводят механическое измельчение очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы с получением гидромодуля с соотношением 1:3. Гидрогель «бактериальная целлюлоза – лизоцим» получают путем внесения фермента лизоцима в концентрации 1 мг/мл гидрогеля. Диаметр зоны отсутствия роста S. aureus вокруг лунки с гидрогелем составляет 25±1мм.
Пример 5. Получают гель-пленку бактериальной целлюлозы путем культивирования штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans B-11267 в статических условиях на среде с мелассой. Для удаления клеток и компонентов культуральной среды отделяют полученную гель-пленку бактериальной целлюлозы от культуральной среды и очищают. Стерилизуют гель-пленку бактериальной целлюлозы при температуре 120 °С в течение 20 мин. Проводят механическое измельчение очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы с получением гидромодуля с соотношением 1:3. Гидрогель «бактериальная целлюлоза – лизоцим» получают путем внесения фермента лизоцима в концентрации 1 мг/мл гидрогеля. Гидрогель наносят на матрицу в виде хирургического пластыря. Диаметр зоны отсутствия роста S. aureus вокруг пластыря с гидрогелем составляет 25±1мм.
Пример 6. Получают гель-пленку бактериальной целлюлозы путем культивирования штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 в статических условиях на среде с мелассой. Для удаления клеток и компонентов культуральной среды отделяют полученную гель-пленку бактериальной целлюлозы от культуральной среды и очищают. Стерилизуют гель-пленку бактериальной целлюлозы при температуре 120 °С в течение 20 мин. Проводят механическое измельчение очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы с получением гидромодуля с соотношением 1:3. Гидрогель «бактериальная целлюлоза – лизоцим» получают путем внесения фермента лизоцима в концентрации 1 мг/мл гидрогеля. Гидрогель наносят на матрицу в виде сухой пленки бактериальной целлюлозы. Диаметр зоны отсутствия роста S. aureus вокруг пластыря с гидрогелем составляет 26±1мм.
Антибактериальные свойства заявленного биокомпозита определяют методом, основанным на способности антибиотических веществ диффундировать в агаровых средах и образовывать зоны, в которых не развиваются чувствительные к этим антибиотикам микроорганизмы. В качестве тест-микроорганизма используют бактерии Staphylococcus aureus 209 P. Об антибактериальных свойствах, полученных биокомпозитов судят по диаметру зон задержки роста тест-культуры.
По сравнению с известным решением предлагаемое изобретение позволяет расширить ассортимент раневых покрытий на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы с регенерационными свойствами и усиленным антибактериальным действием.
Разработан биокомпозит на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы, обладающий лечебным действием, содержащий в качестве антибактериального средства фузидин натрия или лизоцим.
Полученный биокомпозит обладает высокой антибиотической активностью в отношении бактерий Staphylococcus aureus и регенерационными свойствами и может быть использован в медицине в качестве раневых покрытий.
Claims (1)
- Способ получения биокомпозита с антибактериальными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы, заключающийся в получении гель-пленки бактериальной целлюлозы путем культивирования штамма бактерий Komagataeibacter sucrofermentans ВКПМ B-11267 в статических условиях на среде с мелассой, отделении полученной гель-пленки бактериальной целлюлозы от культуральной среды и ее очищении, механическом измельчении очищенной гель-пленки бактериальной целлюлозы в течение 10 мин с получением гидрогеля бактериальной целлюлозы с гидромодулем с соотношением 1:3, получении гидрогеля «бактериальная целлюлоза – фузидин натрия» или «бактериальная целлюлоза – лизоцим» путем внесения антибиотика фузидина натрия в концентрации 7,5 мг/мл гидрогеля или фермента лизоцима в концентрации 1 мг/мл гидрогеля.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771864C1 true RU2771864C1 (ru) | 2022-05-13 |
Family
ID=
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116693891A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-05 | 重庆大学 | 一种基于花青素的抗菌水凝胶制备工艺 |
| CN117244096A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-12-19 | 华东交通大学 | 硼硅基生物活性玻璃修饰细菌纤维素功能敷料及其制备方法 |
| RU2814059C1 (ru) * | 2023-05-03 | 2024-02-21 | Екатерина Сергеевна Суняйкина | Способ получения биокомпозиционных материалов с регенеративными и антисептическими свойствами на основе гидрогелей бактериальной целлюлозы |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564567C1 (ru) * | 2014-11-26 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Способ получения биокомпозита |
| RU2726359C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-07-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Способ получения композита пектиново-целлюлозной пленки на основе целлюлозы Gluconacetobacter sucrofermentas и пектина |
| RU2733137C1 (ru) * | 2019-11-08 | 2020-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Способ получения биокомпозита с регенерационными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564567C1 (ru) * | 2014-11-26 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Способ получения биокомпозита |
| RU2733137C1 (ru) * | 2019-11-08 | 2020-09-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Способ получения биокомпозита с регенерационными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы |
| RU2726359C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-07-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Способ получения композита пектиново-целлюлозной пленки на основе целлюлозы Gluconacetobacter sucrofermentas и пектина |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SULAEVA I. et al. "Bacterial cellulose as a material for wound treatment: properties and modifications. A review"; Biotechnology advances, 2015, N 33, p.1547-1571. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2814059C1 (ru) * | 2023-05-03 | 2024-02-21 | Екатерина Сергеевна Суняйкина | Способ получения биокомпозиционных материалов с регенеративными и антисептическими свойствами на основе гидрогелей бактериальной целлюлозы |
| CN116693891A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-05 | 重庆大学 | 一种基于花青素的抗菌水凝胶制备工艺 |
| CN117244096A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-12-19 | 华东交通大学 | 硼硅基生物活性玻璃修饰细菌纤维素功能敷料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fazli et al. | A novel chitosan-polyethylene oxide nanofibrous mat designed for controlled co-release of hydrocortisone and imipenem/cilastatin drugs | |
| Savitskaya et al. | Antimicrobial and wound healing properties of a bacterial cellulose based material containing B. subtilis cells | |
| JP6069394B2 (ja) | 医薬組成物 | |
| Singh et al. | Sterculia crosslinked PVA and PVA-poly (AAm) hydrogel wound dressings for slow drug delivery: mechanical, mucoadhesive, biocompatible and permeability properties | |
| EP1473047B1 (en) | Microbial cellulose wound dressing sheet, containing PHMB, for treating chronic wounds | |
| Ngece et al. | Alginate-gum acacia based sponges as potential wound dressings for exuding and bleeding wounds | |
| Singh | Gamma radiation synthesis and characterization of gentamicin loaded polysaccharide gum based hydrogel wound dressings | |
| Parwani et al. | Evaluation of Moringa oleifera seed biopolymer-PVA composite hydrogel in wound healing dressing | |
| Xu et al. | Asymmetric polyurethane membrane with inflammation-responsive antibacterial activity for potential wound dressing application | |
| CN111068103B (zh) | 一种手术伤口用长效抑菌凝胶敷料及其制备方法 | |
| EP2450062A1 (en) | Hydrocolloid plasters, including viable probiotic strains of lactobacillus spp. and used for various types of wounds, infected tissues, dry wounds and deep wounds | |
| Parwani et al. | Gum acacia-PVA hydrogel blends for wound healing | |
| RU2611046C2 (ru) | Композиции с антибактериальной и ранозаживляющей активностью | |
| CN112891615B (zh) | 一种液体创口贴及其制备方法 | |
| CN113018499A (zh) | 一种杀菌抗病毒吸湿的臭氧油水凝胶复合敷贴的制备方法 | |
| RU2613112C2 (ru) | Раневое покрытие на основе хитозана (варианты) | |
| Abdullah et al. | Development and evaluation of ciprofloxacin-bacterial cellulose composites produced through in situ incorporation method | |
| RU2733137C1 (ru) | Способ получения биокомпозита с регенерационными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы | |
| RU2771864C1 (ru) | Способ получения биокомпозита с антибактериальными свойствами на основе гидрогеля бактериальной целлюлозы | |
| US11058712B2 (en) | Film for topical application in the treatment of skin lesions and method of obtaining and applying same | |
| RU2582220C1 (ru) | Повязка для лечения ран на основе хитозана | |
| Pongsamart et al. | Novel water soluble antibacterial dressing of durian polysaccharide gel | |
| RU2564567C1 (ru) | Способ получения биокомпозита | |
| RU2814059C1 (ru) | Способ получения биокомпозиционных материалов с регенеративными и антисептическими свойствами на основе гидрогелей бактериальной целлюлозы | |
| RU2736061C1 (ru) | Способ получения биокомпозита на основе аэрогеля бактериальной целлюлозы, обладающего кровоостанавливающими свойствами |