Бактерицидная композиция и способ ее получения

Бактерицидная композиция и способ ее получения

Реферат

Изобретение относится к бактерицидным композициям на основе серебра, получаемым электролизом, которая может быть использована для обеззараживания предметов бытового и медицинского назначения, кожных покровов, а также для создания лекарственных средств.

Известны лекарственные бактерицидные препараты на основе неионированного металлического серебра (колларгол, повиаргол) и оксида серебра (протаргол), получаемые химическим методом и стабилизированные гидролизатами казеина (колларгол) [1], гидролизатами желатины (протаргол) [1] и поливинилпиролидоном (повиаргол) [2]. Препараты хранятся в сухом порошкообразном состоянии и используются в виде коллоидных растворов, получаемых после их диспергирования в воде.

Недостатки этих препаратов связаны с трудоемкими процедурами их химического получения, низкой стабильностью и темной окраской водных дисперсий, что создает определенные трудности при их использовании пациентами.

Неионизированные формы серебра обладают меньшей бактерицидной активностью по сравнению с ионизированными формами серебра. В качестве ионизированной формы используются водорастворимые соли, в частности нитрат серебра [1].

Недостатки использования нитрата серебра связаны с низкой стабильностью за счет образования катионами серебра малоактивных нерастворимых соединений со многими неорганическими и органически соединениями.

Известен способ получения растворов ионизированного серебра с помощью электролиза [3]. При проведении электролиза в качестве анода используют серебряный электрод, на котором происходит окисление серебра с последующим переходом катиона серебра в раствор. Однако образцы серебряной воды, получаемые при использовании в качестве водной среды питьевой воды, нестойки и утрачивают свою бактерицидную активность за счет образования катионами серебра малоактивных нерастворимых соединений с хлоридами и сульфатами. Для повышения стабильности водных бактерицидных композиций, получаемых электролитическим способом, электролиз ведут в присутствии неорганических азотной [4], серной [5] или фосфорной [6] кислот, а также органических пищевых лимонной или уксусной кислот [7].

Недостатками приведенных способов получения бактерицидных композиций путем электролиза в присутствии неорганических кислот и органических пищевых кислот является зависимость бактерицидной активности от состава используемой обеззараживаемой среды, а также снижение бактерицидной активности композиций, наблюдаемое при кислых значениях рН. Для повышения бактерицидной активности электролизных водных растворов ионизированного серебра, получаемых в присутствии кислоты, необходима ее нейтрализация щелочными реагентами.

Ближайшими по технической сущности к заявляемой композиции и способу ее получения является дезинфицирующий водный раствор и способ его получения [4 - прототип] на основе ионов серебра, содержащий азотную кислоту или калиевую или натриевую соль азотной кислоты, а также в качестве щелочного реагента моющее средство и аммиак при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ионы серебра - 0,1·10^-5 - 1,0;

азотная кислота или калиевая или натриевая соль азотной кислоты - 0,25-5,0;

моющее средство - 1,0-2,0;

вода дистиллированная - остальное.

Дополнительно дезинфицирующий водный раствор содержит аммиак в количестве 5-15 мас.%.

Дезинфицирующий водный раствор получали методом электролиза в присутствии азотной кислоты (HNO₃) концентрацией 0,25-5,0 мг/дм³. После электролиза в раствор добавляли стиральный порошок в количестве 1,0-2,0 мас.% и аммиак в количестве 5-15 мас.%.

Однако этот дезинфицирующий водный раствор не может быть использован для приготовления лекарственных средств, а также с лечебной или профилактической целью.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание высокоэффективной бактерицидной композиции в виде высококонцентрированного ионизированного серебра. Для этого с использованием двух серебряных электродов и меняющейся полярности постоянного напряжения электролиз ведут в присутствии органической кислоты, в качестве которой используется аминокислота, и аммиака в заданном интервале значений, что позволяет обеспечить высокую концентрацию ионизированного серебра и щелочное значение рН раствора.

Для достижения технического результата предложена получаемая электролитическим способом бактерицидная композиция, содержащая в качестве активного вещества ионизированное серебро, аминокислоту, а также азот аммиака и ионов аммония в соотношении компонентов, мас.%:

ионизированное серебро	0,01-0,4
аминокислота	0,1-4,0
азот аммиака и ионов аммония	0,0015-0,045
вода дистиллированная	остальное.

В результате проведения электролиза с использованием серебряных электродов на аноде происходит анодное окисление и растворение серебра, в результате которого в растворе появляются одно- и двухвалентные катионы ионизированного серебра [3, 6]. Аминокислоты способны стабилизировать ионизированное серебро за счет образования хелатных комплексов, в которых участвуют как карбоксильная кислотная группа аминокислоты, так и ее альфа-аминогруппа.

Учитывая хорошую растворимость, безвредность, низкую стоимость, широкое использование для приготовления биологически активных добавок и лекарственных средств, в качестве аминокислоты преимущественно используется глицин.

Полученные препараты при пропускании через них тонкого лазерного источника света образуют конус Тиндаля, что свидетельствует о наличии коллоидных структур в их составе.

Бактерицидный раствор на основе ионизированного серебра получают с использованием серебряных электродов и водного раствора, содержащего аминокислоту, преимущественно глицин, и аммиак в соотношении компонентов, мас.%:

аминокислота, преимущественно глицин	0,1-5,0
аммиак	0,002-0,055
вода дистиллированная	остальное.

Электролиз проводят в электролизере с постоянным перемешиванием на магнитной мешалке и использованием двух серебряных электродов, находящихся на заданном расстоянии друг от друга. На электроды подается постоянное напряжение, изменение полярности которого происходит в интервалах времени от 5 сек до 10 минут. Электролиз ведут при силе постоянного тока между серебряными электродами, равной 0,05-0,5 А, и напряжении 0,5-20 В. Длительность и условия проведения электролиза определяются площадью электродов, силой тока, объемом раствора и концентрацией перешедшего в раствор ионизированного серебра. Значение рН получаемого раствора находится в пределах от 7,9 до 9,2. При необходимости препарат нейтрализуют до рН 6,9-7,1 разбавленной кислотой, например, 2%-ной уксусной кислотой.

Проведение электролиза в водном растворе, содержащем аминокислоту и аммиак, существенно ускоряет процесс электролиза, обеспечивает высокую концентрацию серебра в растворе, т.е. процесс получения препарата является высокопроизводительным. Кроме того, присутствие аммиака увеличивает рН раствора и, как следствие, повышается бактерицидность композиции. Благодаря получению высококонцентрированного раствора ионизированного серебра, который для получения значительного антибактериального эффекта может быть разбавлен в 200-250 раз, снижаются транспортные расходы при его доставке.

В основе биологического действия полученного препарата сочетаются бактериальные, химические и биохимические факторы. Препарат обладает выраженным противовоспалительным действием и не вызывает аллергических реакций. Благодаря наличию в составе композиции в качестве комплексообразователя аминокислоты (глицина), входящей в состав лечебных средств, система обладает биологической совместимостью и может быть использована в качестве лечебно-профилактического средства. Препарат может быть использован в качестве мощного стимулятора заживления поверхностных ран - ожогов, язв, др.

Пример.

Готовят 500 мл водного раствора, содержащего (мас.%): 2% глицина и 0,05% аммиака. Приготовленный рабочий раствор помещают в стакан электролизера, а который опущены два серебряных электрода, расстояние между которыми составляет 10 мм. К клеммам серебряных электродов подключен источник постоянного тока с изменяемой через каждые 5 сек полярностью. Электролиз проводят при напряжении 8,3 В и силе тока 0,2 А в темноте в течение 2-х часов при постоянном перемешивании с помощью магнитной мешалки.

По завершении процесса электролиза полученную смесь оставляют в холодильнике на ночь и на следующий день при необходимости фильтруют через стеклянный фильтр, помещают в темноокрашенную бутыль с притертой пробкой и хранят в холодильнике.

Получают прозрачный раствор с рН 7,9-8,1, содержащий 0,27% ионизированного серебра, 2% глицина и 0,036% азота аммиака и ионов аммония. Полученный препарат стабилен и не теряет в течение 6 месяцев своей бактерицидной активности.

Антибактериальная активность заявляемой бактерицидной композиции исследовалась на модели бульонных культур 7 различных штаммов бактерий: Е.coli АТСС, Helicobacter pylori NCTC, Helicobacter pylori CCBH, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis ATCC, Shigella sonnei ATCC, Staphylococcus aureus. Для оценки антибактериальной активности 2 мл бульона Trypcase-Soy Broth инокулировали 25 мкл бульонной суточной культуры испытываемых штаммов бактерий и вносили в бульон различные объемы препарата, создавая в испытываемых бульонных культурах концентрации серебра, изменяющиеся от 1,2 до 40 мкг/мл. Пробы инкубировали при 37°С и через 48 часов инкубации определяли их оптическую плотность относительно неинокулированного бульона. Через 48 часов инкубации в отсутствии препарата оптическая плотность бульонных культур составляет 7,6-8,8 единиц, что свидетельствует об эффективном размножении исследуемых бактерий в бульонных культурах. Инкубация бактерий в присутствии полученной бактерицидной композиции тормозит размножение бактерий, о чем свидетельствует пониженные значения оптических плотностей исследуемых бульонных культур. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при разведениях препарата, содержащих серебро в концентрациях, равных 7 мкг/мл, полностью ингибируется размножение всех изученных штаммов бактерий.

В других экспериментах была определена скорость инактивации бактерий при обработке клеток бактерий Е.coli (штаммы В/r и АТСС), а также Pseudomonas aeroginosa. При проведении этих исследований суспензии клеток Е.coli и Pseudomonas aeroginosa, содержащих 10⁷ клеток/мл, обрабатывали в течение 10-15 минут различными разведениями полученной бактерицидной композицией. После завершения обработки определяли выживаемость бактерий методом подсчета макроколоний, выросших на чашках Петри с плотной питательной средой после инкубации их при 37°С в течение 24 часов. Полученные данные показали, что во время кратковременной обработки (5-15 минут) при разведениях, соответствующих концентрациям серебра порядка 10 мкг/мл, полученный антибактериальный препарат полностью инактивирует не только бактерии Е.coli, но и бактерии синегнойной палочки Pseudomonas aeroginosa.

Таким образом, получен раствор ионизированного серебра путем электролитического растворения серебра в щелочном растворе аминокислоты в присутствии аммиака, высококонцентрированный, обладающий коллоидной структурой, отличающийся высокой стабильностью, который может быть использован в качестве антисептического средства для проведения обеззараживания предметов домашнего и медицинского назначения, кожных покровов, а также для создания лекарственных средств.

Источники информации

1. Технологический регламент №22 на производство препарата Протаргол на Курском хим.фарм.заводе, 1978.

2. RU 2128047, А 61 К 31/79, опубл. 1999

3. Кульский Л.А. Серебряная вода. Киев: Наукова думка. 1983.

4. RU 2130964, С 11 D 3/04, опубл. 27.05.1999.

5. RU 2000109478, C 02 F 1/50, опубл. 20.02. 2002.

6. RU 2197270, A 61 L 2/238, опубл. 01.27.2003.

7. RU 2125971, С 02 F 1/50, опубл. 10.02.1999.

1. Бактерицидная композиция, содержащая активное вещество на основе ионизированного серебра, полученное путем электролиза, и кислоту, отличающаяся тем, что она содержит в качестве кислоты аминокислоту, а также азот аммиака и ионов аммония в соотношении компонентов, мас.%:

Ионизированное серебро	0,01-0,4
Аминокислота	0,1-4,0
Азот аммиака и ионов аммония	0,0015-0,045
Вода	Остальное

2. Бактерицидная композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит аминокислоту в форме глицина.

3. Способ получения бактерицидной композиции по п.1, отличающийся тем, что электролиз проводят с использованием двух серебряных электродов, погруженных в электролизный раствор, содержащий аминокислоту, преимущественно глицин, и аммиак в соотношении, мас.%:

Аминокислота, преимущественно глицин	0,1-5,0
Аммиак	0,002-0,055
Вода дистиллированная	Остальное

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что электролиз проводят с использованием двух серебряных электродов, подключенных к источнику постоянного тока, при изменении через каждые 5-600 с полярности электродов, силе тока между электродами 0,05-0,5 А и напряжении 0,5-20 В.