RU2804241C1 - Способ получения антимикробного пористого материала, содержащего наночастицы серебра - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу получения антимикробного пористого материала на основе хитозана, содержащего наночастицы серебра, включающему: а) приготовление раствора хитозана с молекулярным весом от 80 до 300 кДа со степенью деацетилирования более 75% в 0,05-0,5 М водном растворе глутаминовой кислоты при 50°С, при этом концентрация хитозана в полученном растворе составляет 0,5-3 масс.%; б) замораживание полученного формовочного раствора в пластиковых или металлических формах необходимой геометрии при -15...-25°С и последующее оттаивание при 22°С и остаточном давлении 1 Па; в) повторное замораживание при температуре -15...-25°С и последующая лиофильная сушка, которую проводят при остаточном давлении не более 12 Па и температуре -50°С; г) пропитка образовавшейся пористой матрицы золем наночастиц серебра сферической формы диаметром от 1,5 до 4 нм в изопропаноле с концентрацией серебра 10-1000 мкг/мл, полученным методом металлопарового синтеза при соконденсации паров серебра и изопропанола в вакууме 10^-4 мм рт. ст. при охлаждении, причем чистота серебра составляет 99,99%; д) удаление избытка золя и высушивание набухшего серебросодержащего пористого материала в вакууме с остаточным давлением не более 1 Па. Настоящее изобретение обеспечивает способ получения антимикробного пористого материала на основе хитозана, содержащего наночастицы серебра, с повышенной степенью чистоты, а также расширение ассортимента антимикробных пористых материалов медицинского назначения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 6 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к медицине и биотехнологии, конкретно к разработке функциональных биоматериалов на основе природных биополимеров, конкретно к получению пористого антимикробного материала на основе хитозана, содержащему наночастицы серебра, активного против возбудителей раневой инфекции, который может применяться в медицине, например для ранозаживляющих повязок.

Одним из перспективных полимеров для конструирования раневых покрытий является полиаминоглюкозогликан хитозан - деацетилированное производное биополимера хитина. Хитозан обладает гемостатическими свойствами, что обуславливает применение волокнистых материалов, изготовленных из него, в качестве кровеостанавливающих повязок. Они обеспечивают однородное и плотное покрытие раны, обладают достаточной прочностью, газопроницаемостью и хорошими адгезионными свойствами (Т. Dai, М. Tanaka, Y.Y. Huang, M.R. Hamblin, Chitosan preparations for wounds and burns: Antimicrobial and wound-healing effects, Expert Review of Anti-Infective Therapy. 9 (2011) 857-879).

Пористые материалы на основе хитозана могут выступать в роли носителей различных биологически активных веществ и лекарственных препаратов, применяемых при лечении ран. Открытая система пор в таких материалах облегчает транспорт; они хорошо набухают в биологических жидкостях, превращаясь в гелевую форму, и плотно прилегают к ране (F. Saporito, G. Sandri, S. Rossi, M.C. Bonferoni, F. Riva, L. Malavasi, C. Caramella, F. Ferrari, Freeze dried chitosan acetate dressings with glycosaminoglycans and traxenamic acid, Carbohydrate Polymers. 184 (2018) 408-417).

Пористые материалы на основе хитозана могут выступать в роли носителей наночастиц серебра - антимикробных агентов, обладающих, как известно, выраженными бактерицидными и фунгицидными свойствами (S. Kumar-Krishnan, Е. Prokhorov, М. Hernandez-Iturriaga, J.D. Mota-Morales, М. Vazquez-Lepe, Y. Kovalenko, I.С.Sanchez, G. Luna-Barcenas, Chitosan/silver nanocomposites: Synergistic antibacterial action of silver nanoparticles and silver ions, European Polymer Journal. 67 (2015) 242-251; S. Das, M.P. Das, J. Das, Fabrication of porous chitosan/silver nanocomposite film and its bactericidal efficacy against multi-drug resistant (MDR) clinical isolates, Journal of Pharmacy Research. 6 (2013) 11-15; A. Mohandas, S. Deepthi, R. Biswas, R. Jayakumar, Chitosan based metallic nanocomposite scaffolds as antimicrobial wound dressings, Bioactive Materials. 3 (2018) 267-277).

Наночастицы серебра являются общепризнанной альтернативой использованию антибактериальным препаратам при лечении или профилактике раневых инфекций. Особенно актуальным стало использование серебра при нарастающей проблеме резистентности микроорганизмов ко многим группам антибиотиков (М.K. Rai, S.D. Deshmukh, А.Р. Ingle, А.K. Gade, Silver nanoparticles: The powerful nanoweapon against multidrug-resistant bacteria, Journal of Applied Microbiology. 112 (2012) 841-852).

Механизмы антибактериального действия наночастиц являются более сложными по сравнению с ионным серебром, поскольку основываются не только на генерации ионов серебра, но и на механическом прикреплении-оседании на поверхности клеток, что приводит к нарушению клеточного метаболизма. Наночастицы подходящего размера и с определенным зарядом поверхности могут проникать внутрь клетки через ее транспортную систему и приводить к гибели клетки. Комбинированный механизм действия объясняет большую эффективность наночастиц по сравнению с ионными формами.

В большинстве описанных в литературе способов получения наночастиц серебра используются принципы химического восстановления солей серебра в водных средах (реже - в водно-органических или органических средах). Это связано, прежде всего, с простотой таких способов и отсутствием необходимости применения специального оборудования.

Известен способ изготовления целлюлозных волокон, пропитанных металлическими наночастицами, в частности наночастицами серебра (патент RU2669626). Суть способа состоит в предварительной обработке целлюлозных волокон щелочными растворами для набухания полимерного волокна и последующем погружении обработанных волокон в растворы нитрата серебра и нагреве. Основным недостатком способа является нежелательное образование оксидов серебра в конечном волокнистом материале из-за наличия остатков щелочи в волокнах после набухания. Кроме того, к недостаткам относятся необходимость использования добавок в виде поли-N-винилпироллидона и высоких температур (около 100°С).

Известен способ изготовления повязки/покрытия на основе наночастиц хитозана с серебром, обладающих антимикробной активностью (патент US 9610378 В2). В этом способе наночастицы серебра формируются в результате восстановления солей серебра функциональными группами полисахарида в смесях водорастворимых производных хитозана. Полученную дисперсию наносят на вспененный материал.

Известен способ изготовления композитной антимикробной мелковолокнистой мембраны на основе хитозана, наполненной серебром путем смешения хитозана, нитрата серебра, полиоксиэтиленового или поливинилового спирта в концентрированном растворе уксусной кислоты (с массовой долей 50-90%) с последующей процедурой электроформования (электропрядения) при 20-50°С (CN 103705969 А). При температуре электроформования 40-50°С инициируется процесс восстановления ионов серебра гидроксильными и аминогруппами полисахарида, поэтому полагают, что серебро в таких композитах присутствует в нескольких формах. Недостатком способа является невозможность контроля химического состояния серебра в композитной мембране. Кроме того, используются высококонцентрированные растворы уксусной кислоты (50-90%).

Известен способ получения абсорбирующей хлопчатобумажной марли, содержащей хитозан и наночастицы серебра (CN 102120043 А), где наночастицы серебра формируются химическим восстановлением солей серебра боргидридом натрия в присутствии полисахарида, а затем их наносят на марлю. Недостатком способа является использование токсичных веществ боргидрида натрия и продуктов его окисления, которые сорбируются высокоразвитой поверхностью наночастиц серебра, что приводит к недопустимым загрязнениям материалов медицинского назначения.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения гемостатической бактериостатической биологической повязки на основе хитозана, наночастиц серебра и кровеостанавливающего средства в виде пленки и в виде лиофилизированной губки (CN101954117 A), который был выбран в качестве прототипа. Наночастицы серебра формируют с помощью метода гидротермального синтеза при замачивании лиофилизированной губки в растворе нитрата серебра и воздействии высоких температур и давления. В этом способе, так же как в заявляемом, наносеребро вводят в уже сформированное изделие.

Существенным недостатком способа-прототипа является применение химического восстановления нитрата серебра для формирования нульвалентного металла при использовании функциональных групп полисахарида в качестве восстановителя. В результате каскада параллельно-последовательных окислительно-восстановительных реакций, сопровождающих процесс получения наночастиц серебра, возможно получение не одного продукта - нульвалентного наноразмерного металла, а целой группы продуктов, в том числе недовосстановленной ионной формы и оксидов серебра. Возникающая проблема особенно важна при дальнейшем использовании материалов, поскольку ионные и окисленные формы серебра являются более токсичными, чем неокисленная наноформа серебра. Кроме того, эта проблема важна при оценке антимикробной активности, поскольку вклады каждой формы серебра невозможно оценить отдельно и это затрудняет проведение корректных тестов. Возникающие в результате окислительно-восстановительных реакций сторонние загрязнители могут оседают на поверхности наночастиц, что нежелательно для дальнейших биомедицинских применений.

Для повышения восстановительного потенциала полисахаридных фрагментов реакцию проводят при повышенной температуре и давлении, что обязательно приводит к изменению молекулярно-массовых характеристик хитозана, окислению полимерных цепей и, сложностям контроля сохранности пористой архитектуры, сформированной на ранних этапах. Кроме того, способ предусматривает проведение процесса в водной среде и, соответственно, повторную лиофильную сушку материала, что создает дополнительную стадию, усложняет способ и является недостатком с экономической точки зрения.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения антимикробного пористого материала, включающего наночастицы серебра, на основе хитозана, позволяющего получать материал, не содержащий загрязнений и токсичных форм серебра.

Указанная задача решается способом получения антимикробного пористого материала на основе хитозана, содержащего наночастицы серебра, включающим следующие стадии: а) приготовление 0,5-3 масс. % раствора хитозана с молекулярным весом от 80 до 300 кДа со степенью деацетилирования более 75% в 0,05-0,5 М водном растворе глутаминовой кислоты при 50°C; б) замораживание полученного формовочного раствора в пластиковых или металлических формах необходимой геометрии при температуре -15…-25°C и последующее оттаивание при 22°С и остаточном давлении 1 Па; в) замораживание и лиофильную сушку при остаточном давлении не более 12 Па и температуре -50°С; г) пропитку образовавшейся пористой матрицы золем наночастиц серебра сферической формы диаметром от 1,5 до 4 нм в изопропаноле с концентрацией серебра 10-1000 мкг/мл; д) удаление избытка золя и высушивание набухшего серебросодержащего пористого материала в вакууме с остаточным давлением не более 1 Па. Полученный пористый материал содержит от 0,01 до 5 масс. % серебра. Вышеуказанный цикл «заморозки-оттаивания» на стадии 6 проводят 1-5 раз, предпочтительно 3 раза.

В настоящем изобретении используют свежеприготовленный золь наночастиц серебра в изопропаноле, полученный металлопаровым синтезом (МПС). Введение наночастиц серебра проводится на стадии пропитки уже готовой пористой матрицы, полученной после лиофильной сушки раствора хитозана.

Основное отличие предлагаемого способа от известных заключается в том, что для внедрения наночастиц в полимерную матрицу используется способ пропитки пористых композиций золем наночастиц серебра в изопропаноле, полученным методом МПС.

МПС позволяет получать чистые частицы серебра контролируемого состава и структуры, без сторонних загрязнителей, что позволяет избежать внесения посторонних примесей в материалы медицинского назначения (M.S. Rubina, I. V. Elmanovich, A.V. Shulenina, G.S. Peters, R.D. Svetogorov, A.A. Egorov, A. V. Naumkin, A.Y. Vasil'kov, Chitosan aerogel containing silver nanoparticles: From metal-chitosan powder to porous material, Polymer Testing. 86 (2020] 106481; A. Yu. Vasil'kov, R.I. Dovnar, S.M. Smotryn, N. Iaskevich, A.V Naumkin, Healing of Experimental Aseptic Skin Wound under the Influence of the Wound Dressing, Containing Silver Nanoparticles, American Journal of Nanotechnology and Nanomedicine, 1 (2018) 69-77.]. Кроме того, метод предусматривает получение наночастиц серебра, а не окисленных ионных форм серебра, которые, как известно, являются более токсичными формами по отношению к клеткам.

Технический результат - способ получения антимикробного пористого материала на основе хитозана, содержащего наночастицы серебра, с повышенной степенью чистоты, а также расширение ассортимента антимикробных пористых материалов медицинского назначения.

Для растворения хитозана и получения пористой композиции хитозан растворяют в глутаминовой кислоте. Предпочтительно использовать глутаминовую кислоту в концентрации от 0.05 до 0.5 моль/л.

В способе используют хитозан со средневесовой молекулярной массой Mw от 80 до 300 кДа и со степенью деацетилирования более 75%. Предпочтительно использовать растворы с концентрацией хитозана в формовочных растворах составляет от 0.5% до 3 вес.%.

Хитозан растворяют в кислоте при температуре не менее 22 и не более 50°С в течение 4-48 часов.

Можно использовать полистирольные, полипропиленовые, политетрафторэтиленовые или металлические формы для формования пористого материала в виде губки. Предпочтительно использовать алюминиевые формы для заморозки для равномерного охлаждения раствора.

Замораживание растворов проводят при температуре не ниже -25°С и не выше -15°С. Предпочтительно проводить заморозку при температуре -15°С со скоростью заморозки 1-2°С/мин.

Предпочтительно проводить последовательно несколько циклов «заморозки-оттаивания» в условиях остаточного давления 1 Па для формирования пористой матрицы, например 2-5, предпочтительно 3. Наиболее предпочтительно использовать 3 последовательных цикла «заморозки-оттаивания» в условиях остаточного давления не менее 1 Па.

Предпочтительно проводить лиофилизацию растворов при остаточном давлении в системе не более 12 Па и температуре -50°С.

Золи наночастиц серебра методом металлопарового синтеза получают при мольном отношении металл:растворитель не менее 1:1500.

На фиг. 1 представлена микрофотография, пористых материалов по изобретению, полученная методом сканирующей электронной микроскопии.

На фиг. 2 представлена микрофотография наночастиц серебра в золе серебро-изопропанол, приготовленном методом металлопарового синтеза, полученная методом просвечивающей электронной микроскопии.

На фиг. 3 представлена микрофотография наночастиц серебра в антимикробном пористом материале по изобретению, полученная методом просвечивающей электронной микроскопии.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Хитозан растворяют в растворе глутаминовой кислоты при определенной температуре для получения формовочного раствора, который далее формуют (разливают в формы], замораживают, оттаивают, повторно замораживают и высушивают лиофильно. Лиофильную сушку проводят при температуре - 50°С и остаточном давлении 12 Па.

Толщину получаемой в заявляемом способе пористой матрицы можно изменять в достаточно широких пределах (от 1 до 20 мм) при варьировании массы используемого формовочного раствора и геометрии формы.

Микроструктуру пористой композиции контролируют с помощью варьирования режимов заморозки. При охлаждении в растворе формируются кристаллы льда и происходит фазовое разделение. Кинетика фазового разделения определяет образующуюся микроструктуру матрицы. Медленная скорость замораживания приводит к получению слоистого материала регулярной структуры с улучшенными транспортными свойствами. Быстрая заморозка приводит к образованию мелких кристаллов растворителя и менее регулярной пористой структуре. Медленная заморозка в сочетании с циклами заморозки-оттаивания приводит к получению пористой микроструктуры, отличающейся сетью взаимопроникающих пор с размерами пор от 10 до 100 мкм.

Морфологию пористого материала на поверхности и в объеме исследуют методом сканирующей электронной микроскопии, в частности, обращают внимание на однородность микроструктуры в объеме и на поверхности материала и на размер пор.

Высушенный пористый материал (матрицу] в условиях инертной атмосферы погружают в свежеприготовленный золь серебра в изопропаноле, при этом температура золя не превышает -25°С.

В результате погружения происходит набухание пористого материала в дисперсионной среде и серебро диффундирует в объем матрицы. Таким образом, модифицирование матрицы происходит как в объеме, так и на поверхности материала, о чем свидетельствует равномерная окраска после модификации. Несвязанные наночастицы серебра удаляют промыванием полученного материала в чистом изопропаноле. Далее материал высушивают от остатков растворителя в вакууме.

Содержание металла в материале определяют методом атомно-адсорбционной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой. О равномерности распределения металла в материале судят по данным изображений сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии.

Одной из важных характеристик получаемых пористых материалов, учитывая их возможное дальнейшее целевое использование в качестве раневых покрытий, является поведение в физиологических средах. Для этого исследуют набухание материалов в фосфатно-солевом буфере при 37°С и рН среды 7,4.

Противомикробные свойства полученных пористых материалов, как модифицированных наночастицами серебра, так и исходной матрицы (контроль], оценивают методом серийных разведений с использованием различных тест-микроорганизмов. Для оценки фунгицидной активности в качестве тест-культур используют штаммы грибов Aspergillus niger INA 00760, Candida albicans ATCC 2091 из коллекции культур НИИНА им. Г.Ф. Гаузе. Антибактерильное действие оценивают с использованием тест-штаммом бактерий Bacillus subtilis АТСС 6633, Staphylococcus aureus FDA 209P, Escherichia coli ATCC 25922, Micrococcus luteus INA 00654. Бактерии и грибы инкубируют при 37 в течение 24 часов.

Для проведения испытаний методом серийных разведений образцы предварительно замораживают жидким азотом и тщательно измельчают.Полученный биоактивный порошок диспергируют в смеси диметилсульфоксида (осч) и воды (1:1 об.%), готовят серию разведений и используют их для тестирования чувствительности по отношению к условно-патогенным тест-культурам. Рабочий раствор готовят из основного раствора с использованием жидкой питательной среды. Концентрацию рабочего раствора рассчитывают исходя из необходимой максимальной концентрации в ряду серийных разведений, учитывая фактор разбавления препарата при последующей инокуляции.

В качестве основного показателя измеряют минимальную ингибирующую концентрацию (МИК, мг/мл) методом серийных разведений растворов полученных образцов материалов.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. Предварительная подготовка порошка хитозана перед последующим формированием из него пористых композиций.

Перед растворением хитозан подвергают измельчению с фракционированием и очистке путем переосаждения полимера в его основной форме. Измельчение проводят в фарфоровой шаровой мельнице в течение 2 часов с последующим рассевом на микронных ситах с получением фракции частиц с размером 40-56 мкм.

Очистку хитозана переосаждением проводят путем его растворения в 0.5 М растворе соляной кислоты, с последующим доведением рН раствора до 5.4, капельным осаждением 0.5 М раствором гидроксида натрия, отделением и промыванием осадка и лиофилизацией.

Пример 2. Формирование пористой полимерной матрицы на основе хитозана.

Навеску хитозана со средневесовой молекулярной массой 300 кДа и степенью деацетилирования 78%, предварительно подготовленного как описано в примере 1, массой 1 г растворяют в 100 мл 0.05 М водного раствора глутаминовой кислоты при температуре 50°C в течение 2-х часов. Полученный раствор выливают в форму, изготовленную из алюминия, замораживают при температуре -25°С, проводят оттаивание, потом замораживают и лиофильно высушивают.

В результате получают пористый материал (матрицу) (фиг. 1) толщиной 3 мм, со степенью набухания в фосфатно-солевом буфере, имитирующем физиологическую жидкость 1100% и пределом прочности на разрыв не более 0.01 МПа (0.1 кГс/См²).

Пример 3. Формирование пористой полимерной матрицы на основе хитозана.

Выполняют аналогично примеру 2. Отличие заключается в повторении цикла «замораживание-оттаивание» несколько раз: в данном примере три раза.

Перед сушкой раствор хитозана замораживают при температуре -25°С и подвергают циклам заморозки-оттаивания. Для этого замороженные растворы хитозана в металлических формах помещают в вакуумный шкаф при температуре 22°С и в течение 1 часа вакуумируют с остаточным давлением не ниже 1 Па. За это время растворы оттаивают, и они нагреваются до температуры 4-6°С. Далее растворы повторно замораживают при температуре -25°С и повторяют циклы заморозки-оттаивания 3 раза.

В результате получают пористую матрицу толщиной 3 мм, с более плотной регулярной пористой структурой, чем в примере 2, со степенью набухания в фосфатно-солевом буфере, имитирующем физиологическую жидкость 850% и пределом прочности на разрыв не более 0.03 МПа (0.3 кГс/См²).

Пример 4. Способ получения органозоля наночастиц серебра методом металлопарового синтеза.

Для получения наночастиц серебра в реакторе объемом 5 л, изготовленном из кварцевого стекла, посредством резистивного нагрева испаряют серебро в вакууме с остаточным давлением не более 10^-4 мм рт. ст. В результате получают пары атомарного металла, которые соконденсируют с парами изопропилового спирта на охлаждаемых жидким азотом стенках реактора.

По окончании испарения металла охлаждение снимают и заполняют реактор аргоном высокой чистоты (99+%). Образовавшуюся матрицу соконденсата изопропилового спирта с серебром разогревают до температуры плавления органического реагента (-89°С) и получают золь наночастиц серебра в изопропиловом спирте. В процессе синтеза испаряют 100-150 мг серебра (9-14 ммоль), 99,99% чистоты, и 100-150 мл изопропанола, осч.

При таких условиях получают органозоль наночастиц серебра сферической формы с диаметрами в интервале 1.5-4.0 нм (фиг. 2).

Пример 5. Способ модифицирования пористых композиций органозолем серебра, полученным методом МПС.

Высушенную пористую матрицу, приготовленную в условиях, описанных в примерах 2-3, в инертной атмосфере погружают в свежеприготовленный органозоль серебра в изопропаноле, полученный в условиях, описанных в примере 3. При модифицировании матрицы температура золя не превышает -25°С. Избыток органозоля сливают и высушивают полученный материал в вакууме с остаточным давлением не более 1 Па и температуре не более 60°С.

В результате получают пористый материал с содержанием серебра не более 50 мкг/мг. Распределение частиц серебра бимодальное: в пористом материале присутствуют мелкие частицы диаметром 1,5-4,0 нм и более крупные частицы диаметром 5-25 нм (фиг. 3).

Пример 6.

В данном примере описывается способ оценки противомикробной активности полученных пористых материалов.

Противомикробные свойства полученных пористых материалов на основе хитозана, как немодифицированной матрицы (контроль), так и модифицированной наночастицами серебра, оценивают методом серийных разведений с использованием различных тест-микроорганизмов. Для оценки фунгицидной активности в качестве тест-культур используют штаммы грибов Aspergillus niger INA 00760, Candida albicans ATCC 2091 из коллекции культур НИИНА им. Г.Ф. Гаузе. Антибактериальное действие оценивают с использованием тест-штаммов бактерий B.subtilis ATCC 6633, Staphylococcus aureus FDA 209P, Escherichia coli ATCC 25922, M.luteus. Бактерии и грибы инкубируют при 37°С в течение 24 часов.

Для проведения испытаний методом серийных разведений образцы материалов предварительно замораживают жидким азотом и тщательно измельчают.Полученный биоактивный порошок диспергируют в смеси диметилсульфоксида (осч) и воды (1:1 об.%), готовят серию разведений и используют их для тестирования чувствительности по отношению к условно-патогенным тест-культурам.

В качестве основного показателя измеряют минимальную ингибирующую концентрацию (МИК, мкг/мл). Для оценки ингибирующей концентрации предварительно получают исходный раствор с измельченными образцами материалов. Рабочий раствор готовят из основного раствора с использованием жидкой питательной среды. Концентрацию рабочего раствора рассчитывают исходя из необходимой максимальной концентрации в ряду серийных разведений, учитывая фактор разбавления препарата при последующей инокуляции.

Пористый материал с наночастицами серебра проявляет антимикробное действие в отношении условно-патогенных грибов и бактерий. Неожиданно оказалось, что наибольшая активность наблюдается для золотистого стафилококка и кислотоустойчивого микрококка - возбудителей раневых инфекций.

Пример А (контр-пример)

Выполняют аналогично примеру 1. Отличие заключается в использовании в качестве форм для замораживания полистирольных чашек Петри и быстрой заморозки раствора хитозана посредством жидкого азота. В результате такого подхода формируется пористый материал с ухудшенными прочностными характеристиками, что делает его непригодным для использования в качестве раневого покрытия.

Пример Б (контр-пример)

Выполняют аналогично примеру 3. Отличие заключается в использовании хитозана с низкой молекулярной массой. При уменьшении нижней границы рекомендованного молекулярного веса хитозана, т.е. менее 50 кДа, не удается сформировать пористые материалы (матрицы).

Способом по изобретению получают пористые материалы с открытой системой пор и слоистой структурой, на основе хитозана, являющиеся носителями наночастиц серебра в нульвалентной форме, в них отсутствуют сторонние загрязнители. Материалы обладают антимикробной активностью, характеризуются хорошими механическими свойствами, высокими показателями набухания в физиологических жидкостях.

Полученные по заявляемому способу пористые материалы на основе хитозана способны легко моделировать поверхность со сложным рельефом, что может быть успешно использовано при применении изобретения в медицине в качестве самостоятельной ранозаживляющей повязки или в качестве одного из компонентов ранозаживляющего покрытия.

Настоящее изобретение полезно для получения ранопокровных материалов для лечения ран инфицированных, либо для использования в профилактических целях с целью подавления возникновения раневой инфекции. Получаемые способом по изобретению материалы полезны для использования при лечении труднозаживающих хронических ран, которые возникают, например у людей с диабетом.

Пористый материал, получаемый в виде губки, легко формуется в более плотное изделие наподобие тампонов. Учитывая это и известные гемостатические свойства хитозана, хорошее набухание в физиологических средах, настоящее изобретение может найти применение при лечении ран, сопровождающихся кровотечением. Учитывая удобство использования и легкость формирования тампонов может быть использовано не только в условиях стационара, но и в экстремальных условиях.

Во влажных условиях, при наличии экссудата, или же при наличии так называемых открытых ран с дефектами кости, материалы, получаемые заявляемым способом, также полезны, так как при наличии воды противомикробные композиции быстро набухают, образуя гелеобразную субстанцию, плотно покрывая имеющиеся дефекты.

Claims (8)

1. Способ получения антимикробного пористого материала на основе хитозана, содержащего наночастицы серебра, включающий:

а) приготовление раствора хитозана с молекулярным весом от 80 до 300 кДа со степенью деацетилирования более 75% в 0,05-0,5 М водном растворе глутаминовой кислоты при 50°С, при этом концентрация хитозана в полученном растворе составляет 0,5-3 масс.%;

б) замораживание полученного формовочного раствора в пластиковых или металлических формах необходимой геометрии при -15...-25°С и последующее оттаивание при 22°С и остаточном давлении 1 Па;

в) повторное замораживание при температуре -15...-25°С и последующая лиофильная сушка, которую проводят при остаточном давлении не более 12 Па и температуре -50°С;

г) пропитка образовавшейся пористой матрицы золем наночастиц серебра сферической формы диаметром от 1,5 до 4 нм в изопропаноле с концентрацией серебра 10-1000 мкг/мл, полученным методом металлопарового синтеза при соконденсации паров серебра и изопропанола в вакууме 10^-4 мм рт. ст. при охлаждении, причем чистота серебра составляет 99,99%;

д) удаление избытка золя и высушивание набухшего серебросодержащего пористого материала в вакууме с остаточным давлением не более 1 Па.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный пористый материал содержит от 0,01 до 5 масс.% серебра.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию б проводят 1-5 раз, предпочтительно 3 раза.