WO2020180202A1 - Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран - Google Patents

Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран Download PDF

Info

Publication number
WO2020180202A1
WO2020180202A1 PCT/RU2019/000139 RU2019000139W WO2020180202A1 WO 2020180202 A1 WO2020180202 A1 WO 2020180202A1 RU 2019000139 W RU2019000139 W RU 2019000139W WO 2020180202 A1 WO2020180202 A1 WO 2020180202A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
composition
skin
gel
water
cerium oxide
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Николай Валерьевич ХОХЛОВ
Вадим Борисович ГАВРИЛЮК
Антон Леонидович ПОПОВ
Виктория Валерьевна АНДРЕЕВА
Original Assignee
Николай Валерьевич ХОХЛОВ
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 Николай Валерьевич ХОХЛОВ filed Critical Николай Валерьевич ХОХЛОВ
Priority to PCT/RU2019/000139 priority Critical patent/WO2020180202A1/ru
Publication of WO2020180202A1 publication Critical patent/WO2020180202A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/244—Lanthanides; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00—Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/02—Algae
    • A61K36/03—Phaeophycota or phaeophyta (brown algae), e.g. Fucus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A61K47/38—Cellulose; Derivatives thereof

Definitions

  • the invention relates to the development of therapeutic compositions and their use for healing wounds that are located on the skin or on moist epithelial tissues, mucous membranes of mammals.
  • this composition can be used to treat thermal and chemical burns, necrotic and exudative wounds and ulcers.
  • the main problem that needs to be solved when using nanoparticles of cerium oxide for the treatment of skin lesions is the need to ensure the duration of the drug stay on the surface of the lesion. This can be achieved by incorporating cerium dioxide particles into a gel or ointment base that would provide a gradual release of the nanoparticles into the wound without diminishing their antioxidant properties.
  • the gel is obtained by mixing with water with constant stirring a water-soluble cellulose derivative and at least one water-soluble polysaccharide containing anionic groups and forming polyanions in solution.
  • the following are achieved: expanding the scope of the gel composition containing nanoparticles of cerium oxide in combination with polysaccharides isolated from brown algae plants, increasing the effectiveness of the gel due to synergistic effects of the components of the composition, convenience and ease of use during treatment.
  • the at least one water-soluble cellulose derivative is preferably selected from the group consisting of carboxymethyl cellulose and cellulose.
  • composition may include at least one targeted additive selected from the series: immunomodulator, antibacterial drug, stimulator of reparative processes, analgesic, anesthetic, anti-inflammatory agent, antioxidant, vitamin, polysaccharide, plant extract.
  • targeted additive selected from the series: immunomodulator, antibacterial drug, stimulator of reparative processes, analgesic, anesthetic, anti-inflammatory agent, antioxidant, vitamin, polysaccharide, plant extract.
  • the proposed composition can be used for both human and pet, or domestic animal or bird use.
  • the problem is also solved by the use of the proposed composition for the preparation of a drug for application to the surface of the skin and wounds in the treatment and restoration of the skin and soft tissues.
  • compositions of gels based on polysaccharides of plant origin show their effectiveness only on the surface of wounds, forming an air-permeable structure and releasing biologically active components contained in plant polysaccharides into the upper layer bordering the wound surface.
  • Cerium oxide nanoparticles have a high capacity for antioxidant protection of mammalian cells from free oxygen species and perform an additional function of antibacterial protection.
  • cerium oxide nanoparticles allow the use of non-invasive methods for monitoring the inner layers of the wound using X-ray without interference.
  • polysaccharides isolated from plant raw materials enhance the antioxidant properties of cerium oxide when used together in a gel, and their soft porous structure, on the one hand, provides permeability to gases and, on the other hand, delays evaporation of the solution with nanoparticles from the surface of the wound.
  • a high synergistic effect is formed on the properties of cerium oxide nanoparticles and on the properties of the gel structure based on polysaccharides isolated from seaweed, which contain biologically active components that contribute to additional wound healing.
  • topical application of a composition made in the form of a gel based on cerium oxide nanoparticles, water-soluble cellulose derivatives and polysaccharide components isolated from brown algae included in the group consisting of fucoidan pectin and, optionally, alginate creates conditions for the gradual release of cerium oxide nanoparticles into the wound, providing a long-term (up to 5 days) therapeutic effect, additionally creates an air-permeable soft barrier that prevents the replication of various forms of bacteria and viruses and has an immunomodulatory effect, which increases the efficiency of healing wounds due to increased proliferation and migration of fibroblasts, keratinocytes and vascular endothelial cells.
  • the components of the composition are compatible with all drugs selected from the group consisting of: antibiotics, vitamins, immunomodulators, interferons, antioxidants, plant and hydrobiont extracts, which can be additionally introduced into the composition.
  • Figure 1 presents data for analyzing the level of dehydrogenase activity of mesenchymal stem cells (MSCs) after incubation with human samples N ° l, JV ° 3, N ° 5, modified nanoparticles Se0 2 for 24, 48 and 72 hours.
  • MSCs mesenchymal stem cells
  • FIG. 2 shows the data on the analysis of the proliferative activity of human MSCs, from which follows a significant increase in proliferative activity in the sample N «3.
  • FIG. 3 shows the data of comparative histological characteristics of normal skin and an injured skin area after application of the gel composition No. 2.
  • Figure 4 shows data of comparative histological characteristics of normal skin and injured skin area after application of gel composition No. 3.
  • the composition contains an effective amount of cerium oxide nanoparticles acting as antioxidants as an active component.
  • the composition includes one or a mixture of water-soluble cellulose derivatives included in the group of carboxymethylcellulose and cellosize, and one or a mixture of water-soluble polysaccharides isolated from brown algae selected from the group: pectin, fucoidan and alginate.
  • Pectins are water-soluble polysaccharides of plant origin that are used for the prevention and treatment of various diseases. Pectins have an antibacterial effect against many pathogenic and opportunistic microorganisms, have a positive effect on the main indicators of the immune status of patients, improve the state of humoral and cellular immunity, exhibit antioxidant properties (RU 2298170) [11]. This allows the use of pectins in the complex antibacterial therapy of purulent-inflammatory diseases and complications. A specific feature of pectin substances, which is of great practical importance, is their complex-forming ability.
  • Fucic (fucoid) acid is found in algae mainly in the form of a calcium salt - fucoidan.
  • Fucoidan is a sulfated L-fucose homopolymer found in brown algae and some echinoderms.
  • the composition of fucinic acid is unknown, however, based on some studies, it can be assumed that uronic acids are present in its molecule (from 4 to 20%).
  • a very important property of fucoidan is its oncoprotective ability.
  • fucoidan is able to inhibit the action of some viruses (Avakova OG, Bogolitsyn KG Plant cellulose: Structure, properties, application. IVUZ. Forest Journal. 2004, N ° 4) [12].
  • Fucoidan and other salts of fucoid acid make up the group of fucoidants. It is to this group of substances that fucus owes much of its healing properties, such as immunomodulatory, anticoagulant, detoxifying effects, etc.
  • Fucoidan and other salts of fucoid acid make up the group of fucoidants. It is to this group of substances that fucus owes much of its healing properties, such as immunomodulatory, anticoagulant, detoxifying effects, etc.
  • Medicinal plants and medicinal plant materials containing mucus, htps: //medinfo.social/farmakognoziva 873 / lekarstvennyie-rasteniva- lekarstvennoe-34899.html [13].
  • Alginic acid is a polysaccharide, a viscous rubbery substance extracted from red, brown and some green algae.
  • the content of alginic acid in Japanese kelp (lat.Laminaria japonica) ranges from 15 to 30%.
  • Salts of alginic acid are used in medicine due to their healing qualities: immunostimulating - they protect against infections and tumors; hemostatic - treat hemorrhoids, anal fissures, bleeding wounds; adsorbing - remove radionuclides, heavy metals; regenerating - restore the skin in case of burns, bedsores; antihistamines - prevent allergies.
  • Cerium oxide nanoparticles are currently commercially available (Nanoceria) in the size range from about 7 to 20 nm. Such particles are formed using a high-temperature process, which leads to high agglomeration of cerium oxide nanoparticles.
  • a known method for producing cerium dioxide according to which a solution of cerium (III) nitrate is introduced as a catholyte into the cathode chamber of the electrolyzer, separated by a membrane from the anode chamber filled with anolyte, and an electric current with a density of 2.5-7.5 A / dm 3 is passed through the catholyte and anolyte.
  • cerium oxide can be in the form of a stable aqueous sol stabilized with a stabilizer selected from the group consisting of, but not limited to, lecithin, dextran, ammonium citrate, polyacrylic acid. It is more preferable to use cerium oxide, which is in the form of a stable aqueous sol stabilized by ammonium citrate (Shcherbakov A.B. et al.
  • Nanomaterials based on cerium dioxide properties and prospects for use in biology and medicine. Biotechnology, vol. 4, N ° l, 2011 [16]; Shekunova TO et al. Synthesis, biological and photocatalytic activity of cerium dioxide sols stabilized by citrate ion. Nanosystems: physics, chemistry, mathematics, 2013, 4 (1), pp. 83-89 [17] ).
  • Cerium oxide nanoparticles have bactericidal properties and antiviral resistance, which makes it possible to reduce the concentration of antibiotics in the composition.
  • the components of the composition can be used in various combinations, which, depending on the nature of the wound damage, can provide an optimal combination of wound protection and repair. Due to the properties of the gel, the physical protection of the wound is carried out and the vapor and gas permeability of the coating of the outer layer of the wound is carried out. Additional properties of polysaccharides made in the form of nanoparticles have a positive effect on binding toxins and destructive enzymes in the wound. Cerium oxide nanoparticles provide an increase in regenerative properties by creating optimal conditions for cell multiplication in a wound by reducing the amount of free oxygen species.
  • the concentration of cerium oxide nanoparticles can be in the range from 0.1 ⁇ M / L to 10 ⁇ M / L. It is preferable to use a concentration in the range from 0.1 ⁇ M / L to
  • compositions of gels containing: sample 1 - pectin, alginate and cerium dioxide; sample 2 - alginate, fucoidan and cerium dioxide; sample 3 - fucoidan, alginate, pectin and cerium dioxide; sample 4 - fucoidan and cerium dioxide; sample 5 - pectin, fucoidan and cerium dioxide; sample 6 - alginate and cerium dioxide.
  • the compatibility of the components was considered at the maximum used concentration of cerium preparations (10 ⁇ M / L). The components were thoroughly mixed, the resulting samples were sterilized and stored in hermetically sealed vials.
  • samples 1, 3, 5, when manufactured have a predicted consistency. Within a week, they retained their condition and did not change their consistency. Samples 2 and 4 showed noticeable delamination after a week of storage. Sample 6 after a week's exposure changed its consistency and looked more liquid than the rest of the preparations. It follows that the addition of pectin to the gel stabilizes the consistency of the gel and makes it suitable for use as a therapeutic agent.
  • the combined use in one composition of different types of polysaccharides included in the group, including pectin, fucoidan and alginate, allows a synergistic effect on different systems of regeneration of the wound layer, since different types of polysaccharides have different biological activities, which increases the effectiveness of the composition.
  • the mixture of polysaccharides and their preparation method are selected in such a way that the mixture forms nanomicelles in the solution of 10-20 nm, which sharply enhances the effect of the gel on the wound surface due to a significant increase in the contact surface.
  • the composition additionally uses water-soluble cellulose derivatives - carboxymethyl cellulose and cellosize.
  • composition - targeted additives included in the group: immunomodulators, antibacterial drugs, stimulants of reparative processes, analgesics, anesthetics, anti-inflammatory agents, antioxidants, vitamins, polysaccharides, plant extracts.
  • the composition may include, but is not limited to: cycloferon, credanimod, trerezan, polyoxidonium, glutoxim, galavit, imunofan, recombinant a-, b-, g-interferons or their natural analogs, recombinant interleukin-lb, recombinant interleukin -2, myelopid, lysozyme.
  • the proposed composition may include the following substances, but are not limited to: antibiotics, lysoamidase, Trilon B, lincomycin, chloramphenicol, gentamicin, sulfonamides, such as sulfamethisol, sulfisoxazole, sulfamonomethoxin, sulfamethisole, quinolones such as nalidixic acid, pipemidicic trihydrate acid, enoxacin, norfloxacin, ofloxacin, tosufloxacin tosylate, hydrochloride, ciprofloxacin hydrochloride, lomefloxacin, sparfloxacin, fleroxacin tetratsiklingidrohlorid, ampicillin, piperacillin, dibekacin, kaendomitsin, l
  • the proposed composition may include the following substances, but are not limited to them: methyluracil, acemin, etaden, calcium pantothenate, solcoseryl.
  • Analgesics may include, but are not limited to: analgin, butadione, amidopyrine, phenacetin, paracetamol, piroxicam, dimexide, chlotazole, mefenamic and flufenamic acids, ibuprofen, flurbiprofen, diclofenac sodium.
  • the composition can include, but is not limited to: quinoxicaine, trimecaine, pyromecaine, lidocaine
  • the composition may include, but is not limited to, the following substances: diclofenac, indomethacin, acetaminophen, phenazetine, ethenzamide, sulpirine, antipyrine, acetylsalicylic acid, mefenamic acid, flufenamic acid, loxoprofen sodium, phenylbutazone, ibuprofen, ketoprofen, naproxen, flurbufiprofen, zalis, pheroxaproxen, oxaprofen gabeketate mesylate, kamestat mesylate, iulinastatin, colchicine, probenecid, sulfinpyrazone, benzbromarone, allopurinol, sodium thiomalate, sodium hyaluronate, sodium salicylate, morphine hydrochloride, salicylic acid, atropine, oxopolidamine, morph
  • the composition may include, but is not limited to, the following substances: miramistin, chlorhexidine, dioxidine, colloidal silver, silver salt, and the like.
  • the composition may include, but is not limited to: a-lipoic acid, metronidazole, elemental antioxidants, b-glucan, curcumin, epigallocatechin gallate, proanthocyanidins, propolis, honey and the like.
  • the composition may include the following substances, but are not limited to: vitamin A, vitamin C, vitamin D, vitamin E.
  • the composition may include, but is not limited to, carrageenan, zosterin, gum arabic, xanthangam, tragacanth and the like.
  • the proposed composition can be made in the form of soft dosage forms - gel, spray.
  • the gel composition is placed in containers, preferably in aseptic conditions.
  • the containers are made of glass or polymers such as polypropylene or polyethylene.
  • the volume of the containers ranges from 2 ml to 50 ml, preferably up to 15 ml.
  • Gel containers can be fitted with a lid.
  • they can be made with the possibility of distributing the gel on the surface of the skin under the pressure of a gas placed inside the container together with the gel solution.
  • the spray has the advantage of treating large areas of damaged skin and wounds. In this case, targeted additives containing anesthesia and reducing microbial contamination can be additionally introduced into the composition of the spray.
  • composition and volume labels can be placed on the outer surface of the container to eliminate the risk of errors in identifying container contents.
  • the date of manufacture of the composition not only the indication of the date in digital form can be used. It is preferable to indicate additional information in the form of barcodes.
  • One aspect of the invention is the use of a composition consisting of cerium oxide nanoparticles, water-soluble cellulose derivatives and various types of polysaccharides included in the group consisting of pectin, fucoidan, and optionally alginate, or mixtures thereof, for the preparation of a medicament for application to the surface of the skin and wounds for the treatment and restoration of the skin.
  • the proposed composition can be used for use in humans, pets, domestic animals and / or birds.
  • the use of the composition in the form of a gel for the treatment of wounds has significant advantages due to the combined effect of nanoparticles of cerium oxide and polysaccharides isolated from algae in one composition on the regenerative system of the body.
  • compositions examples include, but do not limit other possibilities of the composition.
  • Example 1 Synthesis of colloidal sol with CeO 2 nanoparticles .
  • the stabilizer (citric acid) was removed.
  • the sol was titrated with 30% hydrochloric acid to pH ⁇ 3 (until a precipitate formed), after which it was centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes.
  • the pellet was resuspended in deionized water and centrifuged for 10 min at 10,000 rpm.
  • Example 3 Control of cytotoxicity and proliferative activity of cells when using the composition.
  • FIG. 1 shows the analysis of the level of dehydrogenase activity MSCs human after incubation with gel compositions modified with nanoparticles Se0 2 for 24, 48 and 72 hours for the gel of samples 1, 3, 5 with a minimum 1 M / l and a maximum of 10 .mu.M / l concentration ceria ...
  • FIG. 2 shows data on the proliferative activity of human MSC cells in sample 3. The data revealed a significant increase in the proliferative activity of cells, which suggests that the cells have an optimal microenvironment and conditions as close as possible to in vivo conditions.
  • Levomekol ointment was used as a control sample. Levomekol is used in medical practice externally for the treatment of purulent wounds and skin ulcers infected pathogenic microflora, traumatic skin injuries, burns, trophic ulcers.
  • the table shows the ratios of various active components in the composition of the compositions included in the gel, in concentration units.
  • the rats were divided into 5 groups.
  • the first three groups received samples of therapeutic gels containing compositions of polysaccharides M-3.
  • the fourth group did not apply anything to the wound (control group 1).
  • the fifth group received levomekol on the wound (control group 2).
  • compositions N ° 2 and N ° 3 in the composition of the gel have a better effect on wound healing than the composition JVTsl.
  • results of using compositions N ° N ° 2-3 were also better than in both control groups.
  • a scar was formed with a complete restoration of the epidermis in the wound area.
  • the dermis in the area of the scar is presented in two layers, while the reticular layer consists of cords of collagen fibers located parallel to the skin surface.
  • the scarring area is visually smaller in area compared to the control samples.
  • FIG. 3 shows photographs of a histological examination of a skin section before and after healing using a gel containing composition No. 2.
  • the epidermis is restored, the dermis is represented by compacted connective tissue.
  • the fibers are parallel to the skin surface.
  • the area of scarring is small. Follicles and sebaceous glands are present in the field of view in the area of the scar.
  • the papillary layer of the dermis is poorly expressed. Newly formed vessels of various diameters are determined.
  • FIG. 4 shows a photograph of a histological examination of a skin section after healing using a gel containing composition No. 3.
  • the epidermis is restored, the dermis is represented by compacted connective tissue.
  • the fibers are parallel to the skin surface.
  • In the field of view in the area of the scar, there are single follicles and sebaceous glands.
  • the papillary layer of the dermis is poorly expressed. Newly formed vessels of various diameters are determined.
  • the carried out information search did not reveal identical and similar technical solutions.
  • the above set of features of the proposed composition composition of the composition and quantitative ratios of the components
  • the set of essential features of the claimed composition for external use based on a complex of polysaccharides isolated from brown algae and cerium oxide nanoparticles does not follow explicitly from the studied prior art.
  • a similar solution has not been proposed, although the high antioxidant properties of cerium oxide have been known since 2008 (US 7347987) [18], and cerium oxide nanoparticles have been used since 2008 as protection against ultraviolet radiation in skin creams (US 20080260664 ) [nineteen]. Therefore, the claimed composition for topical application based on the complex polysaccharides and cerium oxide nanoparticles has an inventive step.
  • the claimed composition can be recommended for the treatment of wounds, burns, trophic ulcers and tissue necrosis.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к лекарственным средствам и касается композиции для лечения ран, ожогов, воспалительных состояний кожи и слизистых оболочек, содержащей в качестве активного ингредиента наночастицы оксида церия и фармацевтически приемлемый носитель, обеспечивающую мягкую лекарственную форму композиции. Носитель включает по меньшей мере одно водорастворимое производное целлюлозы, предпочтительно выбранное из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу и целлосайз. Композиция дополнительно включает по меньшей мере один водорастворимый полисахарид бурых водорослей, выбранный из группы, включающей пектин, фукоидан и альгинат. Композиция выполнена в виде спрея или геля. Гель образует эластичное, губчатое, газо- и паропроницаемое покрытие. Предложено также применение композиции для изготовления лекарственного средства, а также контейнер, содержащий композицию в форме спрея и геля.

Description

КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА ЦЕРИЯ И ПОЛИСАХАРИДОВ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ РАН
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области разработки терапевтических композиций и их применению для заживления ран, которые расположены на коже или на влажных эпителиальных тканях, слизистых оболочках млекопитающих. Кроме лечения механического повреждения участка кожи, мышц и мягких тканей млекопитающего, данную композицию можно применять для лечения термических и химических ожогов, некротических и экссудативных ран и язв.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Плохое заживление ран является причиной многочисленных научных исследований для разработки новых композиций и препаратов для лечения. Сложность лечения состоит в том, что в ходе лечения процесс заживления раны проходит через этапы снятия воспаления, этап восстановления активности клеток, этап пролиферации, этап восстановления кожного покрова, при этом каждый этап содержит свои требования к препарату и способу его применения. Кроме этого необходимо, чтобы свойства препарата обеспечивали воздухопроницаемость и защиту раны от внешних вирусов и бактерий.
При экспериментальном исследовании различных средств для лечения ран и дефектов кожи было установлено, что можно значительно повысить эффективность лечения за счет применения эффективных антиоксидантов. Полезные свойства применения антиоксидантов при лечении ран изучаются длительное время. Эффективный пример применения антиоксидантов для лечения ран млекопитающих описан в патенте RU 2280448 [1]. В патенте описано средство на основе рекомбинантного белка пероксиредоксина 6 (Ргх VI), который обеспечивает эффективную защиту органов от воспалительных процессов, вызванных механическими повреждениями кожи и ткани в результате травм, инъекций лекарственных препаратов или хирургических операций. При лечении поражений кожи раствор композиции наносят тонким слоем и/или делают аппликацию на место поражения. Получение рекомбинантного белка является достаточно дорогостоящей процедурой, что ограничивает его применение.
К другому типу антиоксиданта, используемого для лечения ран, можно отнести наночастицы на основе оксида церия. Известен ряд публикаций, в которых обсуждаются возможности применения наночастиц оксида церия для заживления ран. В статье Revathy Davan (Revathy Davan et al. Cerium Oxide Nanoparticles Promotes Wound Healing Activity in In-Vivo Animal Model. https://www.researchgate.net/publication/273621984 (December 2012)) [2] использованы наночастицы оксида церия размером 160 нм, изготовленные с использованием простого и эффективного золь-гель процесса. Отмечается, что применение 2%-ного наноцерия увеличило ранозаживляющую активность в значительной степени.
В работе Chigurupati S. et al. (Chigurupati S. et al. Effects of cerium oxide nanoparticles on the growth of keratinocytes, fibroblasts and vascular endothelial cells in cutaneous wound healing. Biomaterials 34, 2194-2201 (2013)) [3] приведены данные о том, что местное применение водорастворимых наночастиц оксида церия (Nanoceria) ускоряет заживление полнослойной кожной раны у мышей за счет усиления пролиферации и миграции фибробластов, кератиноцитов и эндотелиальных клеток сосудов. В статье Legon'kova О.А. et al. (Legon'kova О. A. et al. Experimental Study of the Effects of Nanodispersed Ceria on Wound Repair. Bull Exp Biol Med. 2017 Jan;162(3):395-399) [4] приведены данные о том, что диоксид церия стимулировал заживление ран, что проявлялось в усадке области ожоговой раны (в 1,5 раза) и интенсификации (в 2,4 раза) краевой эпителизации.
Известна заявка на изобретение US 2013195927 [5] в которой описана местная композиция, способствующая заживлению раны, содержащая эффективное количество наночастиц церия для обработки раны, а также фармацевтически приемлемый носитель в форме, предназначенной для местного введения субъекту. Композиция для заживления ран может быть использована в форме, выбранной из группы, состоящей из раствора, суспензии, спрея, крема, геля, пены, мази, лосьона и порошка. Кроме этого наночастицы оксида церия могут быть нанесены на повязку, выбранную из группы, состоящей из трансдермального пластыря, подушечки, порошка, матрицы и повязки. Раствор с наночастицами нанесен внутри и/или нанесен на поверхность повязки с использованием любого подходящего метода, известного в данной области, например, путем покрытия, распыления или погружения.
В работе Naseri-Nosar М. et al. (Naseri-Nosar М. 1 et al. Cerium oxide nanoparticle-containing poly ( -caprolactone)/gelatin electrospun film as a potential wound dressing material: In vitro and in vivo evaluation, Materials Science and Engineering C, 81 : 366-372, Dec 2017) [6] проведено исследование по включению наночастиц оксида церия (СеОг) в поли(в- капролактон)/желатиновую пленку для разработки потенциального раневого перевязочного материала. Пленки с содержанием 1.5% наночастиц СеОг были выбраны в качестве оптимальных для прижизненного исследования раны у крыс. К недостатку применения желатиновых пленок можно отнести невысокую паропроницаемость и отсутствие в их составе биологически активных компонентов, способствующих заживлению раны.
Основная проблема, которую необходимо решить при использовании наночастиц оксида церия для лечения повреждений кожи, заключается в необходимости обеспечить длительность нахождения препарата на поверхности повреждения. Это может быть достигнуто путем включения частиц диоксида церия в гелевую или мазевую основу, которая бы обеспечивала постепенное высвобождение наночастиц в рану, при этом не уменьшая их антиоксидантных свойств.
Известно изобретение по патенту US 9700650 [7] которое рассматривает композиции гидрогелей, которые изготовлены из полисахарида и двух или более дополнительных компонентов. Субъективные гидрогелевые композиции характеризуются тем, что они способны связывать ткань как в мокрой (например, в крови), так и в сухой среде, где адгезия композиции к ткани является физиологически приемлемой. Еще одна особенность этих композиций состоит в том, что они хорошо переносятся и не вызывают существенного воспалительного ответа. Такие композиции могут обеспечивать множество желательных качеств, таких как комбинацию любого из следующих факторов: кровоостанавливающие свойства, адгезионные свойства, повторная васкуляризация, биосовместимость, бактерицидные, бактериостатические и/или фунгицидные свойства, ремоделирование тканей и/или создание каркаса для тканевой инженерии, регенерация и/или клеточный посев, ферментативные или гидролитические пути деградации, набухание, расчетное время пребывания, спроектированные вязкости, активация температуры или энергии, включение агентов для визуализации в условиях визуализации (рентгенография, КТ, МРТ).
Известно изобретение по заявке US 2011190401 [8], в котором биоадгезивная гидрогелевая композиция для местного, системного или трансдермального применения содержит фармацевтически активный агент, выполненный на основе гидрофильного полисахарида, который получают из группы трав, кустарников и деревьев.
Известны патенты RU 2180856, RU 2454242 [9, 10], в которых описано средство в виде геля на основе водорастворимых полисахаридов растительного происхождения. Гель получают путем смешивания с водой при постоянном перемешивании водорастворимого производного целлюлозы и, по меньшей мере, одного водорастворимого полисахарида, содержащего анионные группы и образующего в растворе полианионы. В качестве полисахарида, содержащего анионные группы и образующего в растворе полианионы, берут компонент, выбранный из группы, включающей альгиновую кислоту или ее соль, каррагинан, пектин, фукоидан, зостерин, гуммиарабик, экстракт красных и/или бурых водорослей, ксантангам, трагакант или их смесь в любом сочетании и соотношении, обеспечивающем терапевтическое действие.
Авторам патентов экспериментальным путем удалось подобрать композицию веществ, образующую гель, остающийся достаточно пластичным (полужидким, но не растекающимся) при температуре от 0°С до 50°С в течение достаточно длительного времени, хорошо заполняющий рваные и глубокие раны, адгезирующий к влажной ране и образующий при взаимодействии с эксудатом раны и с воздухом эластичное, губчатое, хорошо паропроницаемое покрытие, не требующее дополнительных повязок. Тем не менее, основным применением данного типа гелевых покрытий, приведенных в патентах [9, 10] является восстановление больших поверхностей поврежденных кожных покровов после ожогов.
Интенсивность изучения биологической активности полисахаридов, выделенных из растений, в том числе морских водорослей, значительно опережает исследования их химической структуры. Поэтому имеется немного данных о связи структуры и биологической активности этих полисахаридов. До настоящего времени не удалось установить свойства выделенных полисахаридов, которые отвечают за проявление той или иной биологической активности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является создание композиции из наночастиц диоксида церия и гидрогеля, которая обеспечивает постепенное и длительное высвобождение из геля наночастиц в место повреждения наряду с обеспечением высокой адгезии к ране и создания эластичного, хорошо паропроницаемого покрытия, обладает высокой проницаемой способностью в глубину раны и повышает эффективность заживления за счет усиления пролиферации и миграции фибробластов, кератиноцитов и эндотелиальных клеток сосудов и обладает иммуномодулирующим, противовирусным и антибактериальным действием, для местного наружного применения при лечении ран, в том числе и гнойно-деструктивных поражений слизистой и кожи.
При использовании изобретения достигаются: расширение области применения гелевой композиции, содержащей наночастицы оксида церия в сочетании с полисахаридами, выделенными из растений бурых водорослей, повышение эффективности действия геля за счет синергетического воздействия компонентов композиции, удобство и простота применения в процессе лечения.
Для решения поставленной задачи в настоящем изобретении предлагается композиция местного (локального) и наружного применения для лечения ран, в том числе и гнойно-деструктивных поражений слизистой оболочки и кожи, содержащая наночастицы оксида церия и фармацевтически приемлемый носитель, отличающаяся тем, что носитель представляет собой по меньшей мере одно водорастворимое производное целлюлозы, а композиция дополнительно содержит по меньшей мере один водорастворимый полисахарид бурых водорослей, выбранный из группы, включающей пектин, фукоидан и альгинат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оксид церия 0,00000172 - 0,000172 водорастворимое производное целлюлозы 1,0 - 15,0
пектин 0,01 - 1,5
и/или фукоидан 0,01 - 1,5
и/или альгинат 0,01 - 1,5
вода остальное
Кроме того, по меньшей мере одно водорастворимое производное целлюлозы предпочтительно выбрано из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу и целлосайз.
Кроме того, композиция может включать по меньшей мере одну целевую добавку, выбранную из ряда: иммуномодулятор, антибактериальный препарат, стимулятор репаративных процессов, анальгетик, анестетик, противовоспалительный агент, антиоксидант, витамин, полисахарид, экстракт растения. Предложенная композиция может использоваться для применения как человеку, так и для комнатного животного, или домашнего животного или птицы.
Поставленная задача также решается применением предложенной композиции для приготовления лекарственного средства для нанесения на поверхность кожи и раны при лечении и восстановлении кожного покрова и мягких тканей.
Поставленная задача также решается контейнером, содержащим предложенную композицию, при этом контейнер предпочтительно выполнен из пластика и предпочтительно имеет объем от 2 до 50 мл,
Из анализа уровня техники следует, что ни одно из известных технических решений по созданию композиций для обработки ран не воздействует на разные слои поверхностного подкожного слоя и не обладает синергетическим эффектом по одновременной длительной защите внешней поверхности кожи и глубокому проникновению высокоэффективного антиоксидантного средства в рану.
Известные составы гелей на основе полисахаридов растительного происхождения [9, 10] проявляют свою эффективность лишь на поверхности ран, формируя воздухопроницаемую структуру и выделяя биологически активные компоненты, содержащиеся в растительных полисахаридах, в верхний слой, граничащий с поверхностью раны.
Известно применение растворов, содержащих наночастицы оксида церия [5], которые обладают возможностью более глубокого проникновения в структуры подкожных слоев и раны. Однако растворы наночастиц быстро высыхают на поверхности раны, что требует увеличения количества нанесений раствора на рану. Кроме того жидкие растворы стекают по поверхности кожи при нанесении, что приводит к неэффективному расходу композиции.
Известно введение наночастиц оксида церия в структуру раневой повязки на основе желатиновой пленки [6]. Такое техническое решение приводит к тому, что частицы оксида церия с трудом переносятся из повязки в рану за счет низкой диффузии из-за высокой плотности покрытия.
Наночастицы оксида церия имеют высокую способность к антиоксидантной защите клеток млекопитающих от свободных форм кислорода и выполняют дополнительную функцию по антибактериальной защите. Кроме этого, наночастицы оксида церия позволяют без помех применять методы неинвазивного контроля внутренних слоев раны при использовании рентенографии. В процессе исследования составов гелей для лечения ран было обнаружено, что полисахариды, выделенные из растительного сырья, обеспечивают усиление антиоксидантных свойств оксида церия при совместном применении в составе геля, а их мягкая пористая структура, с одной стороны, обеспечивает проницаемость для газов и, с другой стороны, задерживает испарение раствора с наночастицами с поверхности раны. В результате формируется высокий синергетический эффект от свойств наночастиц оксида церия и от свойств структуры геля на основе полисахаридов, выделенных из морских водорослей, которые содержат в своем составе биологически активные компоненты, способствующие дополнительному заживлению раны.
Таким образом, местное применение композиции, выполненной в форме геля на основе наночастиц оксида церия, водорастворимых производных целлюлозы и полисахаридных компонентов, выделенных из бурых водорослей, входящих в группу, состоящую из фукоидана пектина и, необязательно, альгината, создает условия для постепенного выхода наночастиц оксида церия в рану, обеспечивая долговременный (до 5 суток) лечебный эффект, дополнительно создает воздухопроницаемый мягкий барьер, препятствующий репликации различных форм бактерий и вирусов и осуществляет иммуномодулирующее воздействие, что повышает эффективность заживления раны за счет усиления пролиферации и миграции фибробластов, кератиноцитов и эндотелиальных клеток сосудов.
Следует отметить, что компоненты композиции совместимы со всеми лекарственными средствами, выбранными из группы, состоящей из: антибиотиков, витаминов, иммуномодуляторов, интерферонов, антиоксидантов, экстрактов растений и гидробионтов, которые могут быть дополнительно введены в состав композиции.
ПЕРЕЧЕНЬ ИЛЛЮСТРАЦИЙ
На фиг.1 представлены данные по анализу уровня дегидрогеназной активности мезенхимальных стволовых клеток (МСК) человека после инкубации с образцами N°l, JV°3, N°5, модифицированными наночастицами Се02 в течение 24, 48 и 72 часов.
На фиг. 2 представлены данные по анализу пролиферативной активности МСК человека, из которых следует достоверное увеличение пролиферативной активности в образце N« 3.
На фиг. 3 представлены данные сравнительных гистологических характеристик нормальной кожи и травмированного участка кожи после применения гелевой композиции N°2.
На фиг.4 представлены данные сравнительных гистологических характеристик нормальной кожи и травмированного участка кожи после применения гелевой композиции N°3. ПРИМЕРЫ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Состав композиции
В качестве активного компонента в состав композиции входит эффективное количество наночастиц оксида церия выполняющих роль антиоксидантов.
Дополнительно в состав композиции входит одно или смесь водорастворимых производных целлюлозы, входящих в группу карбоксиметилцеллюлозы и целлосайза, и один или смесь водорастворимых полисахаридов, выделенных из бурых водорослей, выбранных из группы: пектин, фукоидан и альгинат.
Пектины представляют собой водорастворимые полисахариды растительного происхождения, которые используются для профилактики и лечения различных заболеваний. Пектины обладают антибактериальным действием в отношении многих патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, оказывают положительное влияние на основные показатели иммунного статуса больных, улучшая состояние гуморального и клеточного звеньев иммунитета, проявляют антиокислительные свойства (RU 2298170) [11]. Это позволяет использовать пектины в комплексной антибактериальной терапии гнойно-воспалительных заболеваний и осложнений. Специфической особенностью пектиновых веществ, имеющей важное практическое значение, является их комплексообразующая способность.
Фуциновая (фукоидная) кислота содержится в водорослях преимущественно в виде кальциевой соли - фукоидана. Фукоидан - гомополимер сульфатированной L-фукозы, обнаруженный в составе бурых водорослей и некоторых иглокожих. Состав фуциновой кислоты неизвестен, однако на основании некоторых работ можно предположить наличие в ее молекуле уроновых кислот (от 4 до 20 %). Очень важным свойством фукоидана является его онкопротективная способность. Кроме того, установлено, что фукоидан способен ингибировать действие некоторых вирусов (Авакова О.Г., Боголицын К.Г. Растительная клетчатка: Структура, свойства, применение. ИВУЗ. Лесной журнал. 2004, N°4) [12]. Фукоидан и другие соли фукоидной кислоты составляют группу фукоидантов. Именно этой группе веществ фукус во многом обязан своими целебными свойствами, такими, как иммуномодулирующее, антикоагулянтное, детоксикационное действие и др. (Лекарственные растения и лекарственное растительное сырье, содержащие слизи, htps://medinfo.social/farmakognoziva 873/lekarstvennyie-rasteniva- lekarstvennoe-34899.html ) [13].
Включение в состав композиции разных типов полисахаридов усиливает иммунный ответ организма за счет разных механизмов воздействия на иммунную систему.
Альгиновая кислота - полисахарид, вязкое резиноподобное вещество, извлекаемое из красных, бурых и некоторых зелёных водорослей. Содержание альгиновой кислоты в ламинарии японской (лат. Laminaria japonica) колеблется от 15 до 30 %. Соли альгиновой кислоты— альгинаты, в частности альгинат натрия - это полисахарид растительного происхождения. Альгинат обладает редкими свойствами: медленно тает в воде, адсорбируя ее в сотни раз более своего веса, образуя гель, выдерживающий изменения температуры - замораживание, оттаивание. Соли альгиновой кислоты находят применение в медицине благодаря своим целительным качествам: иммуностимулирующим - защищают от инфекций и опухолей; кровоостанавливающим - лечат геморрой, анальные трещины, кровоточащие раны; адсорбирующим - выводят радионуклиды, тяжелые металлы; регенерирующим - восстанавливают кожу при ожогах, пролежнях; антигистаминным - препятствуют аллергии.
Способ получения наночастиц оксида церия
Наночастицы оксида церия в настоящее время имеются в продаже (Nanoceria) в диапазоне размеров от примерно 7 до 20 нм. Такие частицы образуются с помощью высокотемпературного процесса, что приводит к высокой агломерации наночастиц оксида церия. Известен способ получения диоксида церия, по которому вводят раствор нитрата церия (III) в качестве католита в катодную камеру электролизера, отделенную мембраной от анодной камеры, заполненной анолитом, и пропускают электрический ток плотностью 2, 5-7, 5 А/дм через католит и анолит. Способ позволяет получить порошок диоксида церия СеОг с размером частиц 8-22 нм (RU 2341459 [14]. Эти частицы также высокоагломерированы. В заявке US 20130195927 [5] описан способ получения наночастиц оксида церия, которые синтезировали с использованием гексагидрата нитрата церия (99,999% от Sigma-Aldrich). Гексагидрат нитрата церия растворяли в воде (18,2 МВ), добавляли стехиометрическое количество перекиси водорода и перемешивали в течение 1 часа. Ионы церия (III) в растворе окисляли до оксида церия (IV) и pH раствора поддерживали ниже 3,5 для поддержания синтезированного оксида церия для предотвращения агломерации.
Более предпочтительно использовать технологии получения наночастиц в диапазоне от 1 до 10 нм в форме стабильного водного золя. Такие технические решения описаны в патенте US 9585840 [15], в котором описана технология получения наночастиц оксида церия покрытых декстраном. Таким образом, в рамках данного изобретения оксид церия может иметь форму стабильного водного золя стабилизированного стабилизатором, выбранным из группы, состоящей из лецитина, декстрана, цитрата аммония, полиакриловой кислоты, но не ограничиваясь этим. Более предпочтительно использовать оксид церия, который имеет форму стабильного водного золя стабилизированного цитратом аммония (Щербаков А.Б. и др. Наноматериалы на основе диоксида церия: свойства и перспективы использования в биологии и медицине. Биотехнология, т.4, N°l, 2011 [16]; Шекунова Т.О. и др. Синтез, биологическая и фотокаталитическая активность золей диоксида церия, стабилизированных цитрат-ионом. Наносистемы: физика, химия, математика, 2013, 4 (1), С. 83-89 [17]).
Наночастицы оксида церия обладают бактерицидными свойствами и противовирусной резистентностью, что позволяет снизить концентрацию антибиотиков в составе композиции.
Приготовление композиции
Компоненты, входящие в состав композиции, могут использоваться в различных сочетаниях, которые в зависимости от характера раневого повреждения могут обеспечивать оптимальное сочетание защиты и восстановления раны. За счет свойств геля осуществляется физическая защита раны и осуществляется паро- и газопроницаемость покрытия внешнего слоя раны. Дополнительные свойства полисахаридов, выполненных в форме наночастиц, оказывают положительный эффект по связыванию токсинов и деструктирующих ферментов, находящихся в ране. Наночастицы оксида церия обеспечивают повышение регенерационных свойств путем создания оптимальных условий для размножения клеток в ране за счет снижения количества свободных форм кислорода. Концентрация наночастиц оксида церия может быть в пределах от 0,1 мкМ/л до 10 мкМ/л. Предпочтительно использовать концентрацию в диапазоне от 0, 1 мкМ/л до
2 мкМ/л.
Испытаны различные варианты состава геля, включая следующие биоактивные компоненты: пектин, фукоидан, альгинат, нанокристаллический диоксид церия. Изготовлены составы гелей содержащие: образец 1 - пектин, альгинат и диоксид церия; образец 2 - альгинат, фукоидан и диоксид церия; образец 3 - фукоидан, альгинат, пектин и диоксид церия; образец 4 - фукоидан и диоксид церия; образец 5 - пектин, фукоидан и диоксид церия; образец 6 - альгинат и диоксид церия.
Сочетаемость компонентов рассматривалась при максимальной используемой концентрации препаратов церия (10 мкМ/л). Компоненты тщательно перемешивались, получающиеся образцы стерилизовались и хранились в герметически закрытых флаконах.
При сравнении образцов было определено, что образцы 1, 3, 5 при изготовлении имеют прогнозируемую консистенцию. В течение недели они сохраняли свое состояние и не изменяли консистенцию. Образцы 2 и 4 после недели хранения имели заметное расслоение. Образец 6 после недельной экспозиции изменял свою консистенцию и выглядел более жидким, чем остальные препараты. Из этого следует, что добавление в гель пектина стабилизирует консистенцию геля и делает его пригодным для применения в качестве лечебного средства.
Совместное применение в одной композиции разных типов полисахаридов входящих в группу, включающую пектин, фукоидан и альгинат, позволяет синергетически воздействовать на разные системы регенерации раневого слоя, поскольку разные типы полисахаридов обладают разной биологической активностью, что повышает эффективность композиции. Смесь полисахаридов и их способ получения подобраны таким образом, что смесь образует в растворе наномицеллы величиной 10-20 нм, что резко усиливает воздействие геля на поверхность раны ввиду значительного увеличения контактной поверхности.
В композиции дополнительно использованы водорастворимые производные целлюлозы - карбоксиметилцеллюлоза и целлосайз.
В композицию могут быть включены дополнительные компоненты - целевые добавки, входящие в группу: иммуномодуляторов, антибактериальных препаратов, стимуляторов репаративных процессов, анальгетиков, анестетиков, противовоспалительных агентов, антиоксидантов, витаминов, полисахаридов, экстрактов растений.
В качестве иммуномодулятора композиция может включать следующие вещества, но не ограничиваться ими: циклоферон, криданимод, трекрезан, полиоксидоний, глутоксим, галавит, имунофан, рекомбинантные a-, b-, g-интерфероны или их природные аналоги, рекомбинантный интерлейкин- lb, рекомбинантный интерлейкин-2, миелопид, лизоцим.
В качестве вещества, обладающего антибактериальной активностью в отношении грамположительных и/или грамотрицательных бактерий и других микроорганизмов, предлагаемая композиция может включать следующие вещества , но не ограничиваться ими: антибиотики, лизоамидаза, трилон Б, линкомицин, левомицетин, гентамицин, сульфонамиды, такие как сульфаметизол, сульфизоксазол, сульфамонометоксин, сульфаметизол, хинолоны, такие как налидиксовая кислота, тригидрат пипемидиновой кислоты, эноксацин, норфлоксацин, офлоксацин, тосуфлоксацин тозилат, гидрохлорид ципрофлоксацина, гидрохлорид ломефлоксацина, спарфлоксацин, флероксацин тетрациклингидрохлорид, ампициллин, пиперациллин, дибекацин, каендомицин, ливидомицин, тобрамицин, амикацин, фрадиомицин, сисомицин, тетрациклин, окситетрациклин, ротетрациклин, доксициклин, ампициллин, пиперациллин, тикарциллин, цефалотин, цефапирин, цефаклор, цефалексин, цефадроксил, цефамандолы, цефуроксим аксетил, цефдинир, пивоксил, цефтазидит, цефпирамиды, цефсулодин, цефподоксим проксетил, цефпир, цефепит, цефсулодин, цефинетазол, цефминокс, цефокситин, цефбуперазон, латамоксиф, фломокс, цефазолин, цефотаксим, цефоперазон, цефтизоксим, моксалактам, тиенамицин, сульфазецин, азтреонам и их соли, гризеофульвин, ланкацидин, макролиды, такие как такролимус, и тому подобное.
В качестве стимулятора репаративных процессов предлагаемая композиция может включать следующие вещества, но не ограничиваться ими: метилурацил, ацемин, этаден, пантотенат кальция, солкосерил.
Анальгетики могут в себя включать следующие вещества, но не ограничиваться ими: анальгин, бутадион, амидопирин, фенацетин, парацетамол, пироксикам, димексид, хлотазол, мефенамовая и флуфенамовая кислоты, ибупрофен, флурбипрофен, диклофенак натрия.
В качестве анестетика композиция может включать следующие вещества, но не ограничиваться ими: хиноксикаин, тримекаин, пиромекаин, лидокаин
В качестве противовоспалительного агента композиция может включать, но не ограничиваться следующими веществами: диклофенак, индометацин, , ацетаминофен, феназетин, этхензамид, сульпирин, антипирин, ацетилсалициловую кислоту, мефенамовую кислоту, флуфенаминовую кислоту, локсопрофен натрий, фенилбутазон, ибупрофен, кетопрофен, напроксен, оксапрозин, флурбипрофен, фенбуфен, пранопрофен, флотфафенин, эпирозол, тиарамид гидрохлорид, залтопрофен, габекетат мезилат, каместат мезилат, иулинастатин, колхицин, пробенецид, сульфинпиразон, бензбромарон, аллопуринол, тиомалат натрия натрия, гиалуронат натрия, салицилат натрия, гидрохлорид морфина, салициловая кислота , атропин, скополамин, морфин, петидин, леворфанол, кетопрофен, напроксен, оксиморфон и тому подобное.
В качестве антисептика композиция может включать, но не ограничиваться следующими веществами: мирамистин, хлоргексидин, диоксидин, коллоидное серебро, соль серебра и тому подобное.
В качестве антиоксиданта композиция может включать следующие вещества, но не ограничиваться ими: a-липоевая кислота, метронидазол, элементарные антиоксиданты, b-глюкан, куркумин, эпигаллокатехин галлат, проантоцианидины, прополис, мед и тому подобное.
В качестве витаминов композиция может включать следующие вещества, но не ограничиваться ими: витамин А, витамин С, витамин D, витамин Е.
В качестве полисахаридов композиция может включать в себя следующие вещества, но не ограничиваться ими: каррагинан, зостерин, гуммиарабик, ксантангам, трагакант и тому подобное.
Предлагаемая композиция может быть изготовлена в виде мягких лекарственных форм - геля, спрея. Согласно изобретению, гелевую композицию размещают в контейнерах, предпочтительно в асептических условиях. Предпочтительно контейнеры изготавливают из стекла или полимеров, например, из полипропилена или полиэтилена. Объем контейнеров составляет от 2 до 50 мл, предпочтительно до 15 мл. Контейнеры для гелей могут быть снабжены крышкой. Согласно другому варианту контейнеров они могут быть изготовлены с возможностью распределения геля на поверхности кожи под давлением газа, размещенного внутри контейнера вместе с раствором геля. Спрей имеет преимущество при лечении больших поверхностей поврежденной кожи и ран. В этом случае в состав спрея могут быть дополнительно введены целевые добавки, содержащие обезболивание и снижающие микробные загрязнения. При применении геля в больничных условиях на внешней поверхности контейнера могут быть размещены этикетки с указанием данных о составе и объеме для того чтобы устранить риски ошибок идентификации содержания контейнеров. Для учета даты изготовления композиции могут быть использованы не только указание даты в цифровом виде. Предпочтительно указание дополнительной информации в виде штрих-кодов.
Одним из аспектов изобретения является применение композиции, состоящей из наночастиц оксида церия, водорастворимых производных целлюлозы и разных типов полисахаридов, входящих в группу, состоящую из: пектина, фукоидана, и, необязательно, альгината, или их смесей, для приготовления лекарственного средства для нанесения на поверхность кожи и раны для лечения и восстановления кожного покрова. Предлагаемую композицию можно использовать для применения человеку, комнатным животным, домашним животным и/или птицам. Применение композиции в форме геля для лечения ран имеет существенные преимущества за счет совместного воздействия наночастиц оксида церия и полисахаридов, выделенных из водорослей, в одной композиции на регенерационную систему организма.
Примеры, подтверждающие эффективность композиции при лечении ран включают, но не ограничивают других возможностей композиции.
Пример 1. Синтез коллоидного золя с наночастицами Се02.
Для проведения химического синтеза использовали водную соль церия - Ce(N03)3-6H20 (х.ч.), лимонную кислоту (х.ч.) и водный раствор аммиака (ч.). Для получения золя Се02 в 25 мл 0.05М водного раствора нитрата церия (III) растворяли 0.24 г лимонной кислоты. Полученный раствор при перемешивании быстро приливали к 100 мл ЗМ раствора аммиака и выдерживали в течение 2 ч.
Перед использованием наночастиц проводили процедуру отмывки от стабилизатора (лимонной кислоты). Золь титровали 30% соляной кислотой до рН~3 (до выпадения осадка), после чего центрифугировали при 10000 об /мин в течение 10 минут. Осадок ресуспендировали в деионизованной воде и центрифугировали 10 мин при 10000 об /мин. Ресуспендировали осадок в воде и доводили суспензию до рН=7 путем титрования 10% аммиаком.
Пример 2 Синтез водорастворимого геля и модификация полисахаридных гелей наночастицами Се02.
Для изготовления образцов гелей использовали карбоксиметилцеллюлозу, целлосайз, фукоидан, альгинат, пектин (все препараты - фирмы Сигма) и наночастицы Се02, полученные в соответствии с примером 1. Изготовление гелей производили путем смешивания сухих навесок веществ с дистиллированной водой в течение 30 - 40 минут при комнатной температуре, отстаиванием в течение 12 - 18 часов при температуре 2-4°С и повторном перемешивании в течение 30-40 минут. Гелевые композиции готовили путем внесения золя наночастиц Се02 при постоянном перемешивании на магнитной мешалке в течение 10 минут. После чего полученные гели закупоривают и стерлизуют.
Пример 3. Контроль цитотоксичности и пролиферативной активности клеток при применении композиции.
Чтобы определить относительную важность других компонентов геля, проводили опыты на культуре мезенхимальных стволовых клеток человека (МСК), выделенных из пульпы зуба по ортодонтическим показаниям. Контроль цитотоксичности лечебного препарата определяли по уровню дегидрогеназной активности клеток и по соотношению LIVE/DEAD в культуре клеток. В качестве показателя влияния геля на повышение активности клеток использовали оценку уровня дегидрогеназной активности клеток при помощи МТТ-теста. Клетки высевали в 96-луночные планшеты и культивировали в течение 24 и 72 ч в атмосфере, содержащей 5% С02 при 37°С. Через 6 ч после посева клеток в среду вносили 20 мг геля, содержащего наночастицы Се02 в концентрациях 1000 и 1 мкМ. В качестве контроля использовали клетки со средой, но без добавления Се02. В качестве отрицательного контроля использовали лунки с клетками, в которые вносили 10% диметилсульфоксид (ДМСО) (10 мкл). Через 24 и 48 ч после внесения гелей с наночастицами Се02 среду во всех лунках заменяли на среду, содержащую 3-4,5-диметилтиазол-2-ил-2,5- дифенилтетразол (5 мкг/мл), а затем проводили МТТ-тест по стандартной методике. Оптическую плотность определяли на длине волны l=540 нм с использованием фотоколориметра «ВЮ-RAD model 680».
Для оценки соотношения живых и мертвых клеток в культуре использовали набор L-7007 LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit производства компании Invitrogen, содержащий красители SYTO 9 (окрашивает все клетки, l = 485/498 нм) и пропидий йодид (окрашивает ядра мертвых клеток, l =535/617 нм). Окраску клеток осуществляли путем замены культуральной среды DMEM/F12 с 5% ЭТС, на среду, содержащую смесь красителей в концентрации 1 мкл/мл. Наблюдение за морфологией и флуоресцентной окраской проводили на инвертированном микроскопе LSM-510 (Carl Zeiss). Подсчет окрашенных клеток проводили с использованием программы Image J.
Модификация полисахаридных гелей цитрат- стабилизированными наночастицами Се(Э2 не вызывает цитотоксического действия в культуре МСК человека, сохраняя высокий уровень их жизнеспособности, снижая количество апоптотических клеток в культуре, поддерживая уровень митохондриального потенциала и дегидрогеназной активности клеток на уровне контрольных значений.
На фиг. 1 представлены результаты анализа уровня дегидрогеназной активности МСК человека после инкубации с гелевыми композициями, модифицированными наночастицами Се02 в течение 24, 48 и 72 часов для образцов геля 1, 3, 5 с минимальной 1 мкМ/л и максимальной 10 мкМ/л концентрацией диоксида церия.
Проведенный комплексный анализ биологической активности гелевых композиций, модифицированных наночастицами Се02, выявил их высокую степень биосовместимости. Анализ уровня дегидрогеназной активности в течение 3 дней культивирования выявил достоверное повышение практически во всех тестируемых образцах, но при этом максимальный стимулирующий эффект наблюдался в образце 3 при концентрации наночастиц диоксида церия 1 мкМ.
На фиг. 2 приведены данные по пролиферативной активности клеток МСК человека в образце 3. Данные выявили достоверное увеличение пролиферативной активности клеток, что говорит о том, что клетки имеют оптимальное микроокружение и условия, максимально приближенные к условиям in vivo.
Пример 4. Проверка эффективности лечения ран.
В дальнейшем проводили опыты на лабораторных животных, используя активные вещества в различных соотношениях. Для этого на спину крыс породы Wistar в зоне между лопаток наносили скальпелем крестообразную рану. В случае нанесения круговой раны кожу выстригали хирургическими ножницами. Перед нанесением раны удаляли шерсть в области спины и обрабатывали место имплантации 0,05% раствором хлоргексидина. Рану наносили в стерильных условиях, под эфирным наркозом.
Все манипуляции с животными проводили согласно правилам, принятым Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследований и других научных целей.
Для испытаний на животных были изготовлены гели с различным соотношением активных компонентов в концентрации 1 мкМ/л. Во всех гелях количество нанокристаллического диоксида церия было одинаковым и составляло 1 мкМ/л.
В качестве контрольного образца использовалась мазь левомеколь. Левомеколь используется в медицинской практике наружно для лечения гнойных ран и язв на коже, инфицированных патогенной микрофлорой, травматических повреждений кожи, ожогов, трофических язв.
В таблице приведены соотношения различных активных компонентов в составе композиций, входящей в гель, в единицах концентрации.
Таблица
Figure imgf000025_0001
Крыс разделили на 5 групп. Первым трем группам наносили образцы лечебных гелей, содержащих композиции полисахаридов М -З. Четвертой группе не наносили на рану ничего (контрольная группа 1). Пятой группе наносили на рану левомеколь (контрольная группа 2).
Результаты опытов на разных этапах после нанесения обширной травмы показывают, что композиции ·N°2 и N°3 в составе геля оказывают лучший эффект на заживление раны, чем композиция JVTsl. При этом результаты применения композиций N°N°2-3 были также лучше, чем в обеих контрольных группах.
Гистологические исследования срезов кожи после заживления нанесенных травматических повреждений кожи выявили аналогичную картину. Наиболее эффективны были гели на основе композиции Ns2 и композиции N°3. При их использовании ускоряется заживление раны, снижается площадь рубца, восстанавливаются волосяные фолликулы и жировые железы. Анатомическое строение кожи в области заживления соответствует ее строению на нетравмированных участках.
У животных группы, которым на рану нанесен гель, содержащий композицию N°2, произошло образование рубца с полным восстановлением эпидермиса в раневой области. Дерма в области рубца представлена двумя слоями, при этом сетчатый слой состоит из тяжей коллагеновых волокон, расположенных параллельно поверхности кожи. Зона рубцевания визуально меньше по площади по сравнению с контрольными образцами.
На фиг. 3 представлены фотографии гистологического исследования среза кожи до и после заживления с использованием геля, содержащего композицию N°2. Эпидермис восстановлен, дерма представлена уплотненной соединительной тканью. Волокна параллельны поверхности кожи. Область рубцевания небольшая. В поле зрения в области рубца присутствуют фолликулы и сальные железы. Сосочковый слой дермы слабо выражен. Определяются новообразованные сосуды различного диаметра.
У группы животных, которым нанесен гель, содержащий композицию N°3, произошло образование рубца с полным восстановлением эпидермиса в раневой области. На фиг. 4 представлена фотография гистологического исследования среза кожи после заживления с использованием геля, содержащего композицию N°3. Эпидермис восстановлен, дерма представлена уплотненной соединительной тканью. Волокна параллельны поверхности кожи. В поле зрения в области рубца присутствуют единичные фолликулы и сальные железы. Сосочковый слой дермы слабо выражен. Определяются новообразованные сосуды различного диаметра. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ Опираясь на полученные экспериментальные данные, можно сделать вывод, что все отобранные образцы, содержащие наночастицы оксида церия, не обладают цитотоксическим действием, что определяется высоким уровнем михохондриального потенциала, дегидрогеназной активности, отсутствием апоптотических клеток при инкубации с модифицированными гелевыми композициями.
У животных группы, которым был нанесен гель, содержащий наночастицы оксида церия, обладающие уникальными антиоксидантыми свойствами, и полисахариды, выделенные из бурых водорослей, произошло образование рубца с полным восстановлением эпидермиса в раневой области. Применение композиций, содержащих наночастицы оксида церия и полисахариды, обеспечивает ускорение репаративных процессов после повреждений кожных покровов.
Проведенный информационный поиск не выявил идентичных и сходных технических решений. Вышеуказанная совокупность признаков предлагаемой композиции (состав композиции и количественные соотношения компонентов) ранее не была известна, что говорит о новизне предложенного решения. Совокупность существенных признаков заявляемого композиции для наружного применения на основе комплекса полисахаридов, выделенных из бурых водорослей, и наночастиц оксида церия не следует явным образом из изученного уровня техники. До сих пор аналогичного решения не было предложено, хотя высокие антиоксидантные свойства оксида церия известны с 2008 г. (US 7347987) [18], а наночастицы оксида церия использовались с 2008 г. в качестве защиты от ультрафиолетового излучения в кремах для кожи (US 20080260664) [19]. Поэтому заявляемая композиция для местного применения на основе комплекса полисахаридов и наночастиц оксида церия имеет изобретательский уровень. Заявляемая композиция может быть рекомендована при лечении ран, ожогов, трофических язв и некроза тканей.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Композиция наружного применения для лечения ран и деструктивных поражений слизистой и кожи млекопитающих, содержащая наночастицы оксида церия и фармацевтически приемлемый носитель, отличающаяся тем, что носитель представляет собой по меньшей мере одно водорастворимое производное целлюлозы, а композиция дополнительно содержит по меньшей мере один водорастворимый полисахарид бурых водорослей, выбранный из группы, включающей пектин, фукоидан и альгинат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
оксид церия 0,00000172 - 0,000172 водорастворимое производное целлюлозы 1,0 - 15,0
пектин 0,01 - 1,5
и/или фукоидан 0,01 - 1,5
и/или альгинат 0,01 - 1,5
вода остальное
2. Композиция по п.1 , отличающаяся тем, что по меньшей мере одно водорастворимое производное целлюлозы выбрано из группы, включающей карбоксиметилцеллюлозу и целлосайз.
3. Композиция по п.1 , отличающаяся тем, что дополнительно включает по меньшей мере одну целевую добавку, выбранную из ряда: иммуномодулятор, антибактериальный препарат, стимулятор репаративных процессов, анальгетик, анестетик, противовоспалительный агент, антиоксидант, витамин, полисахарид, экстракт растения.
4. Композиция по любому из пп.1-5, которая предназначена для применения человеку.
5. Композиция по любому из пп.1-5, которая предназначена для применения для комнатного животного, или домашнего животного или птицы.
6. Применение композиции по любому из пп.1-5 для приготовления лекарственного средства для нанесения на поверхность кожи и раны при лечении и восстановлении кожного покрова и мягких тканей.
7. Контейнер, содержащий композицию по любому из пп.1-5, при этом он содержит удаляемый закрывающий элемент.
8. Контейнер по п. 7, который выполнен из пластика.
9. Контейнер по п. 7, который имеет объем от 2 до 50 мл.
PCT/RU2019/000139 2019-03-01 2019-03-01 Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран WO2020180202A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2019/000139 WO2020180202A1 (ru) 2019-03-01 2019-03-01 Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2019/000139 WO2020180202A1 (ru) 2019-03-01 2019-03-01 Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020180202A1 true WO2020180202A1 (ru) 2020-09-10

Family

ID=72336911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000139 WO2020180202A1 (ru) 2019-03-01 2019-03-01 Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020180202A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113813225A (zh) * 2021-09-22 2021-12-21 中国科学院上海硅酸盐研究所 便携式β-FeSi2复合喷雾水凝胶及其制备方法和应用
CN114292523A (zh) * 2021-12-03 2022-04-08 华南理工大学 一种茶多酚交联嵌入纳米氧化铈的蛋白/多糖复合膜材料及其制备方法
CN115487169A (zh) * 2022-09-02 2022-12-20 金陵科技学院 一种载药铈纳米颗粒水凝胶及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1133969A1 (en) * 2000-03-14 2001-09-19 Dompe' S.P.A. Container for liquid or pasty substances at differentiated doses and container sets thereof
RU2454242C1 (ru) * 2010-10-12 2012-06-27 Борис Карпович Гаврилюк Способ получения средства для устранения дефектов кожи и лечения ран в виде геля на основе водорастворимых полисахаридов растительного происхождения
US20130195927A1 (en) * 2011-12-06 2013-08-01 University Of Central Florida Research Foundation Inc. Cerium oxide nanoparticles and associated methods for promoting wound healing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1133969A1 (en) * 2000-03-14 2001-09-19 Dompe' S.P.A. Container for liquid or pasty substances at differentiated doses and container sets thereof
RU2454242C1 (ru) * 2010-10-12 2012-06-27 Борис Карпович Гаврилюк Способ получения средства для устранения дефектов кожи и лечения ран в виде геля на основе водорастворимых полисахаридов растительного происхождения
US20130195927A1 (en) * 2011-12-06 2013-08-01 University Of Central Florida Research Foundation Inc. Cerium oxide nanoparticles and associated methods for promoting wound healing

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113813225A (zh) * 2021-09-22 2021-12-21 中国科学院上海硅酸盐研究所 便携式β-FeSi2复合喷雾水凝胶及其制备方法和应用
CN113813225B (zh) * 2021-09-22 2023-01-10 中科硅肤康(济宁)医疗器械科技有限公司 便携式β-FeSi2复合喷雾水凝胶及其制备方法和应用
CN114292523A (zh) * 2021-12-03 2022-04-08 华南理工大学 一种茶多酚交联嵌入纳米氧化铈的蛋白/多糖复合膜材料及其制备方法
CN115487169A (zh) * 2022-09-02 2022-12-20 金陵科技学院 一种载药铈纳米颗粒水凝胶及其制备方法与应用
CN115487169B (zh) * 2022-09-02 2023-09-29 金陵科技学院 一种载药铈纳米颗粒水凝胶及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liang et al. Dual-dynamic-bond cross-linked antibacterial adhesive hydrogel sealants with on-demand removability for post-wound-closure and infected wound healing
Yan et al. Thermoresponsive in situ forming hydrogel with sol–gel irreversibility for effective methicillin-resistant Staphylococcus aureus infected wound healing
Zhu et al. Incorporation of ZnO/bioactive glass nanoparticles into alginate/chitosan composite hydrogels for wound closure
CN107432951B (zh) 一种负载四氢姜黄素纳米颗粒的海藻酸钠-壳聚糖敷料及其制备方法
Luo et al. Bioactive rare earth-based inorganic-organic hybrid biomaterials for wound healing and repair
Pandit et al. Spongy wound dressing of pectin/carboxymethyl tamarind seed polysaccharide loaded with moxifloxacin beads for effective wound heal
WO2020180202A1 (ru) Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран
RU2699362C2 (ru) Композиция на основе наночастиц диоксида церия и полисахаридов бурых водорослей для лечения ран
Geng et al. Convergent architecting of multifunction-in-one hydrogels as wound dressings for surgical anti-infections
Zhao et al. Microneedles: a novel strategy for wound management
Wang et al. UV cross-linked injectable non-swelling dihydrocaffeic acid grafted chitosan hydrogel for promoting wound healing
Zhang et al. Immunomodulatory gallium/glycyrrhizic acid hydrogels for treating multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa-infected pressure ulcers
Ma et al. Cerium ions crosslinked sodium alginate-carboxymethyl chitosan spheres with antibacterial activity for wound healing
Rivero et al. Nanofibrous scaffolds for skin tissue engineering and wound healing applications
Wang et al. Facile strategy for gelatin-based hydrogel with multifunctionalities to remodel wound microenvironment and accelerate healing of acute and diabetic wounds
CN112891615B (zh) 一种液体创口贴及其制备方法
Issaka State-of-the-art of synthesized exosomes and NPs-based biomimetic nanoparticles for wound rehabilitation: a review
Ge et al. Combination therapy using multifunctional dissolvable hyaluronic acid microneedles for oral ulcers
Fan et al. SB216763-loaded multifunctional copper-doped bioglass 3D printed scaffold promotes wound healing and functional skin regeneration
Pasca et al. The influence of propolis nanoparticles on dermal fibroblasts migration: Premises for development of propolis-based collagen dermal patches
Wang et al. Silk fibroin and κ-carrageenan composite films containing zinc-doped bioactive glass for wound closure
Li et al. Preparation of nano-silver containing black phosphorus based on quaternized chitosan hydrogel and evaluating its effect on skin wound healing
KR101576244B1 (ko) 알로인을 함유하는 하이드로겔 기반의 창상피복제용 조성물과 이의 제조방법
Ma et al. Gelatin‑sodium alginate composite hydrogel doped with black phosphorus@ ZnO heterojunction for cutaneous wound healing with antibacterial, immunomodulatory, and angiogenic properties
Zhao et al. Gelatin/Dopamine/Zinc-Doped Ceria/Curcumin nanocomposite hydrogels for repair of chronic refractory wounds

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19918104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19918104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1