Способ нанесения иода и его соединений на поверхность изделий из полимолочной кислоты

Способ нанесения иода и его соединений на поверхность изделий из полимолочной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области химии, а именно к химической обработке изделий из полимолочной кислоты для нанесения иода и его соединений на их поверхность, и может быть использовано в медицине для получения материалов с антимикробной активностью, в радиотерапии для создания имплантатов, содержащих радиоактивные изотопы иода, а также для визуализации имплантатов, изготовленных из полимолочной кислоты, на рентгеновских снимках.

Известен способ нанесения иода на поверхность изделий из нейлона-6, включающий следующие стадии: нейлоновое волокно погружают в раствор иода в ацетоне с концентрацией от 0.6 до 3.7 г/100 мл на 48 ч при комнатной температуре, после этого нейлоновое волокно извлекают, дважды промывают чистым ацетоном и высушивают (Antibacterial Multifilament Nylon Sutures. Singhal J.P., Singh J., Ray A.R., Singh H. Biomater. Artif. Cells Immobilization Biotechnol. 1991. T. 19. C. 631-648).

Недостатком способа является то, что таким способом невозможно закрепить иод или его соединения на поверхности изделий из полимолочной кислоты.

Известен способ нанесения иода на поверхность изделий из нейлона-6, включающий следующие стадии: нейлоновое волокно помещают в верхнюю часть трубки, сужающейся к низу, в нижнюю часть трубки засыпают иод, трубку нагревают на водяной бане для получения паров иода и оставляют нейлоновое волокно в трубке в парах иода на 8 ч. Далее трубку охлаждают до комнатной температуры, нейлоновое волокно извлекают, промывают чистым ацетоном и высушивают (Adsorption of Iodine on Nylon-6. Singhal J.P., Ray A.R. Trends Biometer. Artif. Organs. 2002. Т. 1. C. 46-51).

Недостатком способа является то, что таким способом невозможно закрепить иод или его соединения на поверхности изделий из полимолочной кислоты.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ нанесения иода и его соединений на поверхность изделий медицинского назначения, изготовленных из полимолочной кислоты, включающий следующие стадии: изделие из полимолочной кислоты устанавливают на вспомогательную конструкцию, затем обрабатывают иодом, или иодидом в виде соли или комплекса с полимером, или иодатом в виде соли или комплекса с полимером, или растворами иода или его соединений в органических растворителях. Далее изделие заряжают положительно, или отрицательно, или заземляют, после чего на его поверхность электростатически осаждают лекарственные средства из раствора или в сухом виде. После этого изделие при необходимости прогревают при температуре, при которой лекарственные средства остаются стабильны. (US 8298607 В2, МПК A61K 9/50 (2006.01), A61L 33/00 (2006.01), B05D 3/00 (2006.01), В05С 13/00 (2006.01), В05С 11/00 (2006.01), опубл. 2009.11.19).

Недостатком способа является его высокая энергозатратность и необходимость использования электроразрядных устройств для закрепления иода на поверхности изделий из полимолочной кислоты. Кроме того, с использованием такого способа невозможно нанести иод на поверхность изделий из полимолочной кислоты большого размера, а также закрепить иод на внутренней поверхности изделий из полимолочной кислоты сложной формы. Описанный способ не позволяет контролировать количество иода, нанесенного на поверхность изделий из полимолочной кислоты.

Задачей изобретения является нанесение иода и его соединений на поверхность изделий из полимолочной кислоты различной формы (пленки и объемные структуры).

Технический результат достигается за счет того, что изделие из полимолочной кислоты помещают на указанное время в смесь двух растворителей, один из которых хорошо растворяет полимолочную кислоту, а второй - очень плохо. В результате поверхность изделия набухает с образованием активного слоя, способного поглощать различные вещества, в том числе иод и его соединения. Такое поглощение происходит в ходе второй операции, в которой обработанное смесью двух растворителей изделие из полимолочной кислоты помещают в сосуд с парами иода, или в растворы иода или соединений иода. В результате двух указанных операций на поверхности изделия из полимолочной кислоты прочно закрепляется слой иода или его соединений, который не удаляется с поверхности при выдерживании образцов в воде или физиологическом растворе в течение, по крайней мере, 3-4 недель. Количество нанесенного иода или его соединений контролируется с использованием следующих физико-химических методов: УФ-спектрофотометрии растворов иода или его соединений до и после погружения изделия по характеристическим максимумам поглощения иода, УФ-спектрофотометрии изделий (пленок) с нанесенным на поверхность иодом или его соединениями по характеристическим максимумам поглощения иода, гравиметрии, рентгенофлуоресцентного анализа изделий (пленок) с нанесенным на поверхность иодом или его соединениями.

Технический результат состоит в том, что предложенный способ позволяет получать изделия из полимолочной кислоты различной формы и размера, которые являются рентгеноконтрастными и обладают антимикробной активностью.

На фиг. 1 изображен УФ-спектр пленки из полимолочной кислоты с нанесенным на поверхность иодом.

На фиг. 2 приведен рентгеновский снимок параллелепипеда из полимолочной кислоты с нанесенным на поверхность иодом.

На фиг. 3 изображен спектр, полученный в результате рентгенофлуоресцентного анализа диска из полимолочной кислоты с нанесенным на поверхность 2,4,6-трииоданилином.

В табл. 1 приведены примеры нанесения иода из паров на поверхность изделий из полимолочной кислоты.

В табл. 2 приведены примеры нанесения иода и его соединений из растворов на поверхность изделий из полимолочной кислоты.

Пример 1 (№1 в табл. 1). Пленку из полимолочной кислоты размером 2×2 см и толщиной 100 мкм помещают в 10 мл смеси растворителей бензол/этанол с объемным соотношением 90:10 (%) на 5 с. Затем пленку извлекают и помещают в пары иода, полученные из кристаллического иода при нагревании в герметичном стакане, на 20 мин. После этого пленку извлекают, промывают этиловым спиртом, высушивают на воздухе при комнатной температуре.

Количество нанесенного иода определяют методом УФ-спектрофотометрии на приборе SPECORD 200 PLUS (Analytik Jena, Германия) по характеристическим максимумам поглощения иода на 2 длинах волн λ_max=300 нм (ε=12000 л⋅см^-1⋅моль^-1) и λ_max=477 нм (ε=5800 л⋅см^-1⋅моль^-1) (фиг. 1). Для проведения измерений пленку помещают в кювету, измерение проводят 5 раз при различном расположении пленки относительно кюветы, для расчета концентрации используют среднее значение поглощения.

Таким образом, было нанесено (2.64±0.15)⋅10^-8 г/см² (n=5, р=0.95) иода на поверхность образца.

Антимикробную активность полученного изделия в отношении Е. coli определяют согласно руководству Р 4.2.2643-10 «Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности». Величина зоны задержки роста микроорганизмов составила 10.5 мм.

Пример 2 (№3 в табл. 1). Пленку из полимолочной кислоты размером 1×1 см, толщиной 30 мкм помещают в 10 мл смеси растворителей дихлорметан/ацетон с объемным соотношением 80:20 (%) на 5 с. Затем пленку извлекают и помещают в пары иода, полученные из кристаллического иода при нагревании в герметичном стакане, на 15 мин. После этого пленку извлекают, промывают этиловым спиртом, высушивают на воздухе при комнатной температуре.

Количество нанесенного иода определяют по изменению массы пленки из полимолочной кислоты до и после химической обработки.

Таким образом, было нанесено 0.0020±0.0005 г/см² (n=5, р=0.95) иода на поверхность образца. Полученный образец является рентгеноконтрастным (фиг. 2).

Антимикробную активность полученного изделия в отношении Е.coli определяют согласно руководству Р 4.2.2643-10 «Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности». Величина зоны задержки роста микроорганизмов составила 17.8 мм.

Пример 3 (№2 в табл. 2). Пленку из полимолочной кислоты размером 2×4 см и толщиной 30 мкм помещают в 10 мл смеси растворителей трихлорметан/этилацетат с объемным соотношением 10:90 (%) на 15 мин. Затем пленку извлекают и помещают в 0.001 М раствор иода в этаноле, разбавленном водой до концентрации 50%, на 48 ч. После этого пленку извлекают, промывают этиловым спиртом, высушивают на воздухе при комнатной температуре.

Количество нанесенного иода определяют методом УФ-спектрофотометрии на приборе SPECORD 200 PLUS (Analytik Jena, Германия) по характеристическим максимумам поглощения иода на 2 длинах волн λ_max=300 нм (ε=12000 л⋅см^-1⋅моль^-1) и λ_max=477 (ε=5800 л⋅см^-1⋅моль^-1). Для проведения измерений пленку помещают в кювету, измерение проводят 5 раз при различном расположении пленки относительно кюветы, для расчета концентрации используют среднее значение поглощения.

Таким образом, было нанесено (1.43±0.16)⋅10^-8 г/см² (n=5, р=0.95) иода на поверхность образца.

Пример 4 (№10 в табл. 2). Пленку из полимолочной кислоты размером 5×5 см, толщиной 100 мкм помещают в 10 мл смеси растворителей толуол/этилацетат с объемным соотношением 10:90 (%) на 15 мин. Затем пленку извлекают и помещают в 0.1 М раствор 2,4,6-трииоданилина в этилацетате на 12 ч. После этого пленку извлекают, промывают этилацетатом, высушивают на воздухе при комнатной температуре.

Наличие 2,4,6-трииоданилина на поверхности пленки определяют методом рентгенофлуоресцентного анализа по характеристическому излучению иода на приборе Quant'X (Thermo Scientific, США) при ускоряющем напряжении 50 кВ (фиг. 3).

Пример 5 (№15 в табл. 2). Параллелепипед из полимолочной кислоты размерами 2×1×0.5 см помещают в 10 мл смеси растворителей диметилформамид/бутилацетат с объемным соотношением 80:20 (%) на 5 с. Затем пленку извлекают и помещают в 0.5 М раствор иодида калия в воде на 30 мин. После этого пленку извлекают, промывают водой, высушивают на воздухе при комнатной температуре.

Наличие иодида калия определяют методом рентгенофлуоресцентного анализа по характеристическому излучению иода и калия на приборе Quant'X (Thermo Scientific, США).

Другие примеры условий нанесения иода из паров на поверхность изделий из полимолочной кислоты, последовательность действий в которых аналогична последовательности действий, описанной в примерах 1 и 2, приведены в табл. 1.

Другие примеры условий нанесения иода и его соединений из растворов на поверхность изделий из полимолочной кислоты, последовательность действий в которых аналогична последовательности действий, описанной в примерах 3-5, приведены в табл. 2.

1. Способ нанесения иода и его соединений на поверхность изделий из полимолочной кислоты, отличающийся тем, что изделие из полимолочной кислоты помещают на время не менее 5 с в смесь двух смешивающихся между собой растворителей, один из которых относится к классу ароматических углеводородов, или галогенпроизводных углеводородов, или амидов с объемным содержанием в смеси не менее 10%, а второй относится к классу спиртов, или сложных эфиров, или кетонов, или является водой с объемным содержанием в смеси не более 90%, затем помещают в раствор иода или его соединений, или в пары иода на время не менее 10 мин, затем изделие извлекают, промывают и высушивают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединений иода используют иодид калия, или иодид натрия, или 2,4,6-трииоданилин, или 2,4,6-трииодбензойную кислоту.