CC BY
25
Medical & pharmaceutical
JOU RNAL "PULSE "
https://clinical-journal.ru
2022. Vol. 24. № 6
E-ISSN 2686-6838
RESEARCH ARTICLE УДК 616-073.7:026.746:001.89 Corresponding Author: Nikiforova Elena Borisovna -, Acting Head of the Department of Pharmacy, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russian Federation E-mail: [email protected]
© Nikiforova Е.В., Melkonyan K.I., Veselova D.V., Nechaeva A.G., Kozmai Y.A. - 2022 ***| Accepted: 23.06.2022
Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-6-79-83
ИЗУЧЕНИЕ ОСМОТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛИКОМПОНЕНТНОГО ГЕЛЯ РЕПАРАТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Никифорова Е.Б., Мелконян К.И., Веселова Д.В., Нечаева А.Г., Козмай Я.А.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет», г Краснодар, Российская Федерация
Аннотация. Раневые покрытия на основе гидрогелей в настоящее время востребованы благодаря их положительному влиянию на репаративные процессы. Ассортимент таковых достаточно разнообразен и представлен гелеобразователями как синтетического, так и природного происхождения. Последние чаще всего являются биополимерами, среди которых особого внимания заслуживает коллаген. Важнейшими свойствами коллагена являются его биосовместимость, низкий уровень иммуногенности, способность к биодеградации, что приводит к образованию продуктов распада, стимулирующих пролиферацию клеток и биосинтез нативного коллагена. Коллаген обладает оптимальными физическими характеристиками, что немаловажно для обеспечения структурно-механических свойств композиций. Кроме того, коллаген успешно используется в качестве носителя других фармакологически активных веществ. В этой связи была показана целесообразность разработки поликомпонентного геля с прогнозируемым репаративным действием на основе коллагена и густого экстракта кукурузы столбиков с рыльцами. Данное лекарственное растительное сырье обладает противовоспалительным, антиоксидантным, иммунотропным действием, что дает основания предполагать его положительное влияние на процессы заживления тканей. Одним из важных свойств геля репаративного действия является его осмотическая активность, определяющая способность поглощать экссудат и очищать поверхность раны от гнойных выделений, уменьшать тканевую гипертермию и воспалительный отек. Цель настоящего исследования - изучение осмотической активности поликомпонентного геля репаративного действия на основе коллагена и густого экстракта кукурузы столбиков с рыльцами. Объектом исследования являлись экспериментальные образцы поликомпонентного геля. Осмотическую активность изучали методом равновесного диализа по Крувчинскому. С целью сравнительной оценки осмотической активности поликомпонентного геля параллельно проводили контрольное исследование в тех же условиях для 0,9%раствора натрия хлорида. Полученные результаты продемонстрировали наличие у экспериментальных образцов поликомпонентного геля гиперосмолярных характеристик на протяжении первых четырех часов диализа, что позволяет прогнозировать его положительное влияние на процессы очищения поврежденных тканей от патологических выделений и их эффективную репарацию.
Ключевые слова: поликомпонентный гель, репаративное действие, кукурузы столбики с рыльцами, коллаген, осмотическая активность.
STUDYING THE OSMOTIC ACTIVITY OF A POLYCOMPONENT REPARATIVE GEL
Nikiforova E.B., Melkonyan K.I., Veselova D. V., Nechaeva A. G., Kozmai Y.A.
Kuban State Medical University, Krasnodar, Russian Federation
Abstract. Hydrogel-based wound dressings are currently in demand due to their positive effect on reparative processes. The range of such is quite diverse and is represented by gelling agents of both synthetic and natural origin. The latter are most often biopolymers, among which collagen deserves special attention. The most important properties of collagen are its biocompatibility, low level of immunogenicity, ability to biodegrade, which leads to the formation of degradation products that stimulate cell proliferation and the biosynthesis of native collagen. Collagen has optimal physical characteristics, which is important for ensuring the structural and mechanical properties of the compositions. In addition, collagen has been successfully used as a carrier for other pharmacologically active substances. In this regard, the expediency of developing a multicomponent gel with a predictable reparative effect based on collagen and a thick extract of maize columns with stigmas was shown. This medicinal plant raw material has anti-inflammatory, antioxidant, immunotropic effects, which suggests its positive effect on tissue healing processes. One of the important properties of the reparative gel is its osmotic activity, which determines the ability to absorb exudate and cleanse the surface of the woundfrom purulent secretions, reduce tissue hyperthermia and inflammatory edema. The purpose of this study is to study the osmotic activity of a multicomponent gel of reparative action based on collagen and a thick extract of maize columns with stigmas. The object of the study was experimental samples of a polycomponent gel. Osmotic activity was studied by the method of equilibrium dialysis according to Kruvchinsky. For the purpose of a comparative assessment of the osmotic activity of a multicomponent gel, a control study was carried out in parallel under the same conditions for a 0.9% sodium chloride solution. The results obtained demonstrated the presence of hyperosmolar characteristics in the experimental samples of
Включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК
при Министерстве образования и науки Российской Федерации —--—
https://c1inical-journai.ru
E-ISSN 2686-6838
the polycomponent gel during the first four hours of dialysis, which allows us to predict its positive effect on the processes of cleansing damaged tissues from pathological secretions and their effective repair.
Key words: polycomponent gel, reparative action, corn silk, collagen, osmotic activity.
Введение. Повреждения кожного покрова различной глубины и локализации являются достаточно частым явлением в повседневной человеческой жизни. Они охватывают обширную категорию патологических процессов, вызванных порезами, ссадинами, потертостями и раздражением кожи, хирургическими вмешательствами и др. При этом даже свмае незначительные травмы представляют собой заметное нарушение целостности защитного кожного барьера, в результате которого возможно инфицирование организма человека возбудителями различных заболеваний. Как известно, значительное количество заболеваний (гепатит, ВИЧ, герпес и др.) имеют гемоконтактный путь передачи, следовательно, травмирование кожного барьера существенно повышает риск заражения. Кроме того, сокращение времени заживления поврежденной поверхности имеет принципиально важное значение для повыщения качества жизни пострадавшего, сокращения сроков его реабилитации и возвращения к полноценной жизни. В этой связи ускорение заживления ран за счет стимуляции естественного местного регенеративного процесса является актуальной задачей. Используемые при этом терапевтические принципы и имеющийся на сегодняшний день ассортимент лекарственных средств достаточно разнообразны и определяются фазой и характером течения раневого процесса. Между тем, в последние годы среди лекарственных препаратов, используемых для лечения ран все чаще встречаются медикаментозные средства - раневые покрытия из категории гидрофильных гелей. Раневые покрытия на основе гидрогелей в настоящее время заслуженно относятся к категории востребованных и перспективных с точки зрения лечения ран благодаря заметному положительному влиянию на репаративные процессы. Ассортимент таковых достаточно разнообразен и представлен как зарубежными, так и отечественными композициями на основе гелеобразователей синтетического и природного происхождения. Последние достаточно часто являются биополимерами, применение которых обеспечивает отпимизацию процесса заживления ран, снижает риск микробной контаминации, эффективно защищая
поврежденную поверхность от окружающей среды [1]. Среди биополимеров-гелеобразователей особого внимания заслуживает коллаген. Важнейшими свойствами коллагена являются высокая степень его биосовместимости, низкий уровень иммуногенности, способность к биодеградации на более мелкие фрагменты под действием протеолитических ферментов, выделяющихся в очаге раневого процесса.
Последовательности аргинин - глутаминовая кислота - аспарагин этих фрагментов являются хемотаксическими для макрофагов и митогенными для фибробластов, вызывая образование грануляционной ткани, пролиферацию клеток и биосинтез нативного коллагена. Помимо биологической активности, коллаген обладает оптимальными физическими характеристиками, а именно, прочностью и упругостью, что немаловажно для обеспечения структурно-механических свойств композиций [2]. Кроме того, коллаген успешно используется в качестве носителя других фармакологически активных веществ (ФАВ). В этой связи была показана целесообразность разработки поликомпонентного геля с прогнозируемым репаративным действием на основе коллагена с включением в его состав комплекса ФАВ кукурузы столбиков с рыльцами (КСР). Как было показано, оптимальной формой для комплекса ФАВ КСР для введения в состав поликомпонентного геля является густой экстракт [3]. Данное лекарственное растительное сырье известно в медицинской практике в качестве противовоспалительного, желчегонного средства для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта. Согласно имеющимся на сегодняшний день в научной литературе многочисленным сведениям, КСР обладают противовоспалительным, антиоксидантным, иммунотропным,
дерматотропным действием, что дает основания предполагать его положительное влияние на процессы заживления тканей [4]. В процессе фармакотехнологических исследований
поликомпонентного геля отдельное внимание было обращено на одно из важнейших свойств гелевой композиции, имеющих непосредственное отношение к терапевтическому репаративному эффекту, а именно, на осмотическую активность геля. Данная характеристика не является обязательным фармакопейным требованием, предъявляемым к гелям для местного и наружного применения. Но, несмотря на это, зачастую является необходимым биофармацевтическим маркером, который тестируется в рамках фармацевтической разработки нового лекарственного препарата. Обусловлено это тем обстоятельством, что осмотическая активность определяет способность поглощать воспалительный экссудат и, таким образом, очищать поверхность раны от гнойных выделений. Кроме того, с наличием осмотической активности связывают уменьшение тканевой гипертермии и воспалительного отека [5]. В этой связи осмотические свойства разрабатываемого поликомпонентного геля репаративного действия представлялись его важным биофармацевтическими
https://clinical-journal.ru
E-ISSN 2686-6838
характеристиками, определение которых позволит прогнозировать положительное влияние геля на процессы репарации тканей.
Целью настоящего исследования являлось изучение осмотической активности
поликомпонентного геля репаративного действия на основе коллагена и густого экстракта КСР.
Материалы и методы. Объектом исследования являлись экспериментальные образцы
поликомпонентного геля, приготовленные на основе коллагена и густого экстракта КСР. На первом этапе исследований методом щелочного гидролиза получали основу поликомпонентного геля - коллагеновый гидрогель. С этой целью образцы свиной дермы подвергали обработке с помощью 5% раствора гидроксида натрия в соотношении 1:5 в течение 22 часов. Далее приготовленные таким образом образцы коллагенового гидрогеля промывали водой очищенной до стабилизации рН на уровне 7,5-8. Густой экстракт КСР получали способом вакуум-фильтрационного экстрагирования исходного растительного сырья спиртом этиловым 70% в соотношении 1:3 с последующим сгущением извлечения до остаточной влажности не более 25% [3]. Густой экстракт КСР вводили в полученный гидрогель в концентрации 2%, предварительно растворив в воде очищенной в соотношении 1:1, гомогенизировали. Готовый поликомпонентный гель представлял собой однородную структурированную массу светло-коричневого цвета. Исследование осмотической активности поликомпонентного геля проводили методом равновесного диализа по Крувчинскому. Аппарат для проведения диализа по Крувчинскому представлял собой стеклянную трубку диаметром 30 мм. На один конец диализной трубки была натянута диализная целлофановая пленка, которую предварительно замачивали в воде, очищенной в течение 15 минут. На внутреннюю поверхность диализной пленки равномерным слоем наносили навеску исследуемого поликомпонентного геля массой 2,0 г. Далее диализный блок погружали в воду очищенную на глубину не более 2-3 мм, помещали в суховоздушный термостат ТС-1/20 СПУ («Смоленское СКТБ СПУ», Россия) и термостатировали систему при температуре 37°С. Через каждый час эксперимента диализный блок взвешивали с точностью до 0,01 г на электронных лабораторных весах ОНЛИБ БРХ123. О количестве жидкости, поглощенной экспериментальными образцами поликомпонентного геля, судили по увеличению массы диализного блока в сравнении с первоначальной. Исследование проводили до достижения диализным блоком постоянной массы, что позволяло сделать вывод об установлении равновесных значений осмотической активности. С целью достоверной сравнительной оценки
осмотической активности поликомпонентного геля параллельно проводили контрольное испытание в тех же условиях с эталонным раствором. В качестве использовали 0,9% раствор натрия хлорида [5]. Для получения статистически значимых результатов эксперименты повторяли пятикратно. Осмотическую активность (Ао, %) рассчитывали в процентах по формуле:
P - P
A -0-100
0 m
где А о - осмотическая активность, %; Ро - масса диализного блока до термостатирования, г; Pi - масса диализного блока через определенные промежутки времени после начала термостатирования, г;
m - масса навески поликомпонентного геля, г.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с применением стандартных компьютерных программ Microsoft Excel в соответствии с требованиями Государственной Фармакопеи XIV изд. (ОФС.1.1.0013.15 «Статистическая обработка результатов химического эксперимента»).
Результаты и обсуждение. В ходе проведенных исследований была изучена осмотическая активность для шести экспери—ментальных образцов поликомпонентного геля и 0,9% раствора натрия хлорида, исполь—зуемого в качестве эталона сравнения. Исследования проводились на протяжении 7 часов эксперимента, в течение которых происходил прирост массы диализного блока до достижения им равновесной массы. Полученные и статистически обработанные результаты исследования проиллюстрированы на рис. 1.
Как показывают результаты исследования, в течение первых четырех часов с начала эксперимента количество воды очищенной, поглощенной исследуемым поликомпонентным гелем постепенно нарастало и заметно превосходило водопоглощающую способность 0,9% раствора натрия хлорида. Таким образом, изучаемый поликомпонентный гель на протяжении нескольких часов проявлял гиперосмолярные свойства. В течение последующего наблюдения за приростом массы диализного блока с исследуемым поликомпонентным гелем было установлено, что он практически прекратился, что свидетельствовало о достижении равновесных значений осмотической активности геля в условиях эксперимента. В то же самое время масса диализного блока с 0,9% раствором натрия хлорида продолжала нарастать, то есть на более позднем этапе эксперимента поликомпонентный гель уступал эталонному раствору по осмотической активности.
https://clinical-journal.ru
E-ISSN 2686-6838
300
°x 250 л н
О чС
0 о4
Я ^ 200
К £
1
2 8 150
н о
о о
100
50
й
60
180
240
300
1 Поликомпонентный гель Polycomponent gel
360
время, мин time, min
420
■ 0,9% раствор натрия хлорида 0,9% sodium natrii chloridi
Рисунок 1 - Результаты изучения осмотической активности поликомпонентного геля репаративного действия и 0,9% раствора натрия хлорида
Figure 1 - The results of the study of the osmotic activity of the gel of reparative action and 0.9% sodium chloride solution
Выводы. Осмотическая активность лекарственного препарата репаративного действия является важным критерием, позволяющим прогнозировать положительное влияние геля на процесс заживления раны. Достоверно оценить уровень осмотической активности композиции позволяет ее сравнительное исследование по отношению к эталонному раствору. Проведенные исследования позволили изучить осмотическую активность
поликомпонентного геля на основе коллагена и густого экстракта КСР в сравнении с
осмотическими свойствами 0,9% раствора натрия хлорида. Полученные результаты
продемонстрировали наличие у экспериментальных образцов поликомпонентного геля
гиперосмолярных характеристик на протяжении первых четырех часов диализа. Данный факт может указывать на потенциальную способность геля эффективно поглощать воспалительный экссудат, положительно влиять на процессы очищения поврежденных тканей от патологических выделений и, таким образом, в последующем способствовать их эффективной репарации.
REFERENCES
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1]. Kashtanov A.D., Vasiliev Yu.L., Bairashevskaya A.V. Review of modern materials used to cover wound surfaces. Operative Surgery and Clinical Anatomy (Pirogov Scientific Journal). - 2020. - Vol. 4. - №2. - P. 49-56. - DOI 10.17116/operhirurg2020402149. - EDN UVABJX.
[2]. Melnik S.I., Torikashvili V.D., Yakuta K.D., Lebedeva S.A. Wound dressings and soft dosage forms based on collagen for the treatment of wounds of various etiologies. Pharmaceutical business and drug technology. - 2020. -№6. - P. 10-16. - DOI 10.33920/med-13-2006-01.
[3]. Nikiforova E.B., Melkonyan K.I., Veselova D.V., Nechaeva A.G., Kozmay Ya.V., Rusinova T.V. Development of a technology for a thick extract of corn columns with stigmas // Pulse Medico-Pharmaceutical Journal. - 2022. - Vol. 24. - №3. - P. 29-36. - DOI 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-3-29-36. - EDN XZMCLZ.
[4]. Nikiforova E.B., Bat N.M., Davitavyan N.A. The current state of research in the field of chemical composition and pharmacological action of maize columns with stigmas // Pharmacy and Pharmacology. - 2022. - Vol. 10. - №1. - P.
Каштанов А.Д., Васильев Ю.Л., Байрашевская А.В. Обзор современных материалов, применяемых для покрытия раневых поверхностей // Оперативная хирургия и клиническая анатомия (Пироговский научный журнал). - 2020. - Т. 4. - № 2. - С. 49-56. - Б01 10.17116/орегЫгш^2020402149. - ЕБЫ ИУАВХХ. Мельник С.И., Торикашвили В.Д., Якута К.Д., Лебедева С.А. Раневые повязки и мягкие лекарственные формы на основе коллагена для лечения ран различной этиологии // Фармацевтическое дело и технология лекарств. - 2020. - № 6. - С. 10-16. - Б01 10.33920/шеа-13-2006-01.
Никифорова Е.Б., Мелконян К.И., Веселова Д.В., Нечаева А.Г., Козмай Я.В., Русинова Т.В. Разработка технологии густого экстракта кукурузы столбиков с рыльцами // Медико-фармацевтический журнал Пульс. - 2022. - Т. 24. - № 3. - С. 29-36. - Б01 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-3-29-36. - ЕБЫ Х7МСЬ7. Никифорова Е.Б., Бат Н.М., Давитавян Н.А. Современное состояние исследований в области химического состава и фармакологического действия кукурузы столбиков с рыльцами // Фармация и
0
https://clinical-journal.ru
E-ISSN 2686-6838
4-18. - DOI 10.19163/2307-9266-2022-10-1-4-18. -EDN QEIIE.IE.
[5]. Anurova M.N., Bakhrushina E.O., Lapik I.V., Shitova A.S., Krasnyuk I.I. Study of the osmotic activity of ophthalmic gels / [and others] // Development and registration of medicines. - 2018. - №3 (24). - P. 30-34. -EDN XYDXML.
фармакология. - 2022. -Т. К). - № I. -С. 4-18. - ]Х)1 10.19163/2307-9266-2022-10-1-4-18. - К1)Ы QKIIK.I1-:.
5. Анурова М.Н., Бахрушина Е.О., Лапик И.В., Шитова А.С., Краснюк И.И. Изучение осмотической активности офтальмологических гелей / [и др.] // Разработка и регистрация лекарственных средств. -2018.- № 3(24).- С. 30-34.-EDNXYDXML.
Author Contribution. Nikiforova E.B. - research concept and design, text writing; Melkonyan K.I. - literature review; Veselova D.V. - literature review; Nechaeva A.G. - conducting an experiment, collecting and processing experimental data; Kozmai Y.A. -conducting an experiment, collecting and processing experimental data. Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.
Information about financing. The study was carried out with the financial support of the Kuban Science Foundation within the framework of the scientific project No. N-21.1/28.
Nikiforova E.B. - SPIN-ID: 7687-6980; ORCID ID: 0000-0001-7081-3523
Melkonyan K.I. - SPIN-ID: 2461-8365; ORCID: 0000-0003-2451-6813
Veselova D.V. - SPIN-ID: 4540-9007; ORCID ID: 0000-0002-1199-7550
Nechaeva AG. - SPIN-ID: 3345-7882; ORCID ID: 0000-0002-2505-4123
Kozmai Y.A. - SPIN-ID: 4969-4185; ORCID: 0000-0001-5043-4315
For citation: Nikiforova E.B., Melkonyan K.I., Veselova D.V., Nechaeva A.G., Kozmai Y.A. STUDYING THE OSMOTIC ACTIVITY OF A POLYCOMPONENT REPARATIVE GEL. Medical & pharmaceuticaljournal "Pulse". - 2022;24(6): 79-83. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-6-79-83.
Вклад авторов. Никифорова Е.Б. - концепция и дизайн исследований, написание текста; Мелконян К.И. - проведение эксперимента, сбор и обработка экспериментальных данных; Веселова Д.В. - обзор литературы; Нечаева А.Г. -проведение эксперимента, сбор и обработка экспериментальных данных; Козмай Я.А. - проведение эксперимента, сбор и обработка экспериментальных данных.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Информация о финансировании. Исследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № Н-21.1/28.
Никифорова Е.Б. - SPIN-ID: 7687-6980; ORCID ID: 0000-0001-7081-3523 Мелконян К.И. - SPIN-ID: 2461-8365; ORCID: 0000-0003-2451-6813 Веселова Д.В. - SPIN-ID: 4540-9007; ORCID ID: 0000-0002-1199-7550 Нечаева А.Г. - SPIN-ID: 3345-7882; ORCID ID: 0000-0002-2505-4123 Козмай Я. А - SPIN-ID: 4969-4185; ORCID: 0000-0001-5043-4315
Для цитирования: Никифорова Е.Б., Мелконян К.И., Веселова Д.В, Нечаева А.Г., Козмай Я.А. ИЗУЧЕНИЕ ОСМОТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛИКОМПОНЕНТНОГО ГЕЛЯ РЕПАРАТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2022. - Т. 24. № 6. - С. 79-83. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-6-79-83.
