АКТИВИЗАЦИЯ ГЕМОСТАТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ AlCl3 ДОБАВКАМИ ГЕКСКАМЕТИЛЕНТЕТРАМИНА

ACTIVATION OF THE HEMOSTATIC ACTIVITY OF AlCl3 BY ADDING HEXAMETHYLENETETRAMINE

Elena Budko

Head of the Department of General and Bioorganic chemistry, doctor of pharmaceutical Sciences, Professor, Kursk state medical University

Russia, Kursk

Leonid Yampolsky

Аssociate Professor of General and Bioorganic chemistry, candidate of chemical Sciences, Kursk state medical University

Russia, Kursk

Daria Chernikova

5st year student, pharmacy faculty, Kursk state medical University

Russia, Kursk

АННОТАЦИЯ

В статье показаны результаты сопоставительного исследования гемостатической активности композиции AlCl₃ с гексаметилентетрамином (ГМТА) по отношению к исходным растворам AlCl₃ (стандарт), ГМТА, и целлюлозы в форме фильтровальной бумаги (контроль). В качестве метода исследования использован прием плоскостного распределения малорастворимых соединений на фильтровальной бумаге. Установлено, что ГМТА непосредственной гемостатической активностью не обладает, что приводит к широкозональному равномерному разбегу капель крови по фильтровальной бумаге. Гемостатическая активность (формирование малорастворимых малоподвижных структур на фильтровальной бумаге) растворов AlCl₃ в наибольшей степени проявляется в диапазоне масс 0,6 – 1,0 г на 5 мл воды, и соответствует рабочим концентрациям гемостатических алюминий-содержащих препаратов. Нами установлено, что в диапазоне масс 0,2 – 0,6 г AlCl₃ на 5 мл воды комплекс ГМТА+AlCl₃ на целлюлозном носителе обладает повышенной гемостатической активностью по сравнению с аналогичными однокомпонентными растворами AlCl₃. Дальнейшее совершенствование композиции AlCl₃ и ГМТА представляется перспективным для разработки эффективных гемостатических средств.

ABSTRACT

The article shows the results of a comparative study of hemostatic activity of the composition AlCl3 with hexamethylentetramine (GMTA) in relation to the initial solutions of AlCl3 (standard), GMTA, and cellulose in the form of filter paper (control). As a method of research the method of plane distribution of slightly soluble compounds on filter paper is used. It is established that GMTA does not have direct hemostatic activity, which leads to a wide-area uniform run of blood drops on filter paper. Hemostatic activity (formation of low – soluble sedentary structures on filter paper) of AlCl3 solutions is most evident in the mass range of 0.6-1.0 g per 5 ml of water, and corresponds to the working concentrations of hemostatic aluminum-containing drugs. We have found that in the mass range of 0.2 – 0.6 g AlCl3 per 5 ml of water, the GMTA+AlCl3 complex on a cellulose carrier has an increased hemostatic activity compared to similar single-component solutions of AlCl3. Further improvement of the composition of AlCl3 and GMTA seems promising for the development of effective hemostatic agents.

Ключевые слова: алюминия хлорид, гексаметилентетрамин, гемостатик, кровь, целлюлоза.

Keywords: aluminum chloride, hexamethylenetetramine, hemostatic, blood, cellulose.

Введение. В современной медицинской практике для остановки объемного кровотечения применяются механические методы [4]: жгуты, тампонады и т.п. с последующим ушиванием и применением местных гемостатиков для остановки паренхиматозного кровотечения. Конструкционные недостатки гемостатика могут увеличивать время действия препарата, снижать качество образующегося тромба, повышать риск возникновения некрозов, отторжения, различных аллергических реакций, резистентности по отношению к данному виду медикаментов и т.д. Современные гемостатические средства представляют собой композиционные (комбинационные) материалы [1], что наряду с повышением их эффективности, ведет к серьезному усложнению молекулярных гемостатических механизмов.

Постоянный рост профессиональных требований к качеству медицинской гемостатики обуславливает последовательный поиск более совершенных гемостатических средств. Расширяется и область их применения: неотложная помощь, плановое, в том числе, госпитальное применение, оказание помощи в бытовых условиях без участия медицинского персонала и т.д. Наиболее активный поиск и внедрение перспективных гемостатиков на наш взгляд, ведется в стоматологии, демонстрирующей целый арсенал гемостатических средств различной конструкции и направленности: от жидкостей и паст до увлажненных нитей и гель-содержащих шприцов. Многие стоматологические гемостатики в качестве активного вещества содержат соль алюминия, причем в достаточно больших (15-20%) количествах [1]. Обладая безусловно эффективным тромбообразующим действием, алюминий-содержащие препараты не нашли столь широкого применения при остановке объемных кровотечений из-за необходимости применения достаточно высоких концентраций, что чревато некрозом окружающих тканей.

На наш взгляд, сегодня в интересах оказания скорой медицинской помощи на месте происшествия, зонах боевых действий, при хирургических операциях необходим новый гемостатик, высоко эффективный при кровотечениях разных видов, и в тоже время способный обеспечить необходимое структурирование образующегося тромба при минимальном количестве активного вещества. В соответствии с указанной целью мы предприняли сравнительное исследование гемостатической активности бионеорганической молекулярной системы на основе соли алюминия AlCl₃ и ГМТА [5].

Материалы и методы. В эксперименте использованы кристаллический алюминия хлорид (марка G 005 A Extra pure, производства Германия) и гексаметилентетрамин (ГМТА, C₆H₁₂N₄ х 6Н2О) кристаллогидрат марки С, производства России. Растворы готовили на бидистилляте, полученной с помощью бидистилятора, марки БЭ-4 производства Россия. Содержание ионов соответствует ФС.2.2.0020.15 ГФ 13 издания [2].

В эксперименте использовалась кровь, полученная у лабораторных животных.

В качестве метода исследования использован прием плоскостного распределения малорастворимых соединений на фильтровальной бумаге. Для оценки эффективности свертывания крови первоначально точные навески солей или их смесей растворяли в 5 мл воды, полученными растворами однократно пропитывали фильтровальную бумагу, марки "Красная лента" ТУ 6-09-1678-86, производства Россия. После подсушивания (при 30 С^о 30 мин) на бумагу при помощи стандартного каплемера наносили капли крови. Измерения диаметра зоны крови на фильтре проводили сразу и после полного высушивания крови. Эксперимент по каждой серии значений повторен не менее двух раз.

Результаты и их обсуждение. При взаимодействии капли крови с растворами хлорида алюминия жидкости не смешиваются за счет практически мгновенного «капсулирования» капли крови с образованием беловатого белкового слоя (рис. 1 А). Однако это происходит только при использовании растворов с массовой долей на уровне 15-25% алюминия хлорида. Применение более разбавленных растворов соли алюминия не дает такого эффекта, также как и использование различных концентраций других известных химических гемостатиков – солей серебра, железа, висмута (рис.1 Б). Некоторые вещества, являющиеся компонентами гемостатических средств, например полиакриловая кислота и её соли [3] не обладают гемостатическим эффектом в условиях эксперимента, или, например компонент гемостатической губки борная кислота, противодействуют ему.

При обработке фильтровальной бумаги растворами солей получена серия носителей возрастающих количеств AlCl₃, ГМТА и их смесей в различных массовых соотношениях. В результате нанесения на них стандартных капель крови получены окрашенные зоны различного диаметра. Изменение диаметра зон характеризует распределение жидкой и коагулированной частей в капле крови на фильтре. Чем свертываемость выше, тем плотных частиц больше и диаметр красного пятна меньше. По результатам измерений диаметров построен график в координатах «Диаметр зоны - масса соли» (рис 2), на котором прослеживается тенденция к уменьшению диаметра капли крови с увеличением количества AlCl₃ в объеме аликвоты. Отметим, что динамика снижения диаметра пятна крови носит нелинейный характер и стабилизируется после 0,6 г (массовая доля более 10%). Таким образом, пропитка бумаги раствором с концентрацией 10% AlCl₃ и выше достаточна для практически мгновенного свертывания крови на бумаге, что предотвращает ее дальнейшее растекание и говорит об эффективности тромбообразования.

Рисунок 1. Взаимодействие капли крови с концентрированными растворами хлорида алюминия (А) и нитрата серебра (Б)

Рисунок 2. Зависимость размера зон разбега крови от количества хлорида алюминия или ГМТА на бумажном носителе

Обработка бумаги ГМТА приводит к снижению собственной способности крови к свертыванию. Если на необработанной бумаге кровь фиксируется внутри зоны 1,5 – 2,0 см, то после обработки бумаги ГМТА зона разбега крови достигает в диаметре 2,0 – 2,5 см (рис 2). Смешивание соли алюминия и ГМТА ведет к выравниванию эффективности свертывания не зависимо от используемых количеств соли алюминия (рис. 3). Интересно, что значения диаметров зон остаются на уровне 1,0 см не зависимо от диапазона масс AlCl₃ - до или более 0,6 г, что свидетельствует о повышении гемостатической активности малых и средних количеств AlCl₃ в присутствии ГМТА. На рисунке представлены данные двух различающихся массами ГМТА серий эксперимента, красная линия - гемостатическая активность стандарта - растворов хлорида алюминия.

Таким образом, сравнительное исследование гемостатической активности композиции в составе AlCl₃ и ГМТА по отношению к растворам гемостатически активного вещества AlCl₃ (стандарт) и целлюлозы (контроль) показало, что для проявления гемостатической активности AlCl₃ в исследуемом (0,1 – 1,1 г на 5 мл воды) диапазоне концентраций требуется достаточное насыщение целлюлозного носителя (его капилляров) солью алюминия, после чего тромбообразование протекает практически мгновенно и диаметр окрашенной зоны становится равен диаметру падающей капли.

Рисунок 3. Зависимость размера зон разбега крови на бумаге с пропиткой растворами хлорида алюминия в смеси с различными количествами ГМТА

Учитывая, что гемостатическая активность солей алюминия зависит, в первую очередь, от степени ионизации (активности в растворе) катионов, становится понятна роль ГМТА – азотсодержащего лиганда [5], который декомпенсирует равновесную систему анионов в составе соли. При поиске оптимальных соотношений компонентов в комплексе нами использован подход изменения массы одного из компонентов при стабилизации массы второго, что является надежным приемом при близких значениях молекулярных масс компонентов (133/140). Изменение соотношения AlCl₃/ГМТА в пределах 2÷20 частей при минимальной навеске соли алюминия 0,1 г на 5 мл воды практически не влияет на размер зон при одинаковых и различающихся количествах соли алюминия (рис. 4). Вероятно, эффективность системы связана не только с количественными изменениями в формировании гемостатической системы AlCl₃ – ГМТА, но и в их взаимодействии с носителем – целлюлозой. Учитывая структуру целлюлозы, очевидно, что сначала должен возникнуть ионообменник с целлюлозой в качестве матрицы, способный при определенной насыщенности активизировать ионы алюминия для стимуляции белковой коагуляции (гемостаза). Дальнейший поиск позволит снизить количества хлорида алюминия для достижения максимального гемостатического эффекта.

Рисунок 4. Зависимость размера зон разбега крови на бумаге от соотношения масс компонентов при различных исходных массах соли алюминия между сериями

Выводы. Нами установлено, что в диапазоне масс 0,2 – 0,6 г AlCl₃ на 5 мл воды комплекс ГМТА+AlCl₃ на целлюлозном носителе обладает повышенной гемостатической активностью по сравнению с аналогичными однокомпонентными растворами AlCl₃. Подтверждено отсутствие гемостатической активности у растворов уротропина. Дальнейшее структурное совершенствование комплекса ГМТА+AlCl3 представляется перспективным для разработки новых гемостатических субстанций

Список литературы:

1. Гемостатические средства местного действия (обзор) / Г.Г. Белозёрская [и др.] // Химико-фармацевтический журнал.- 2006.- Т. 40.- №7.- С. 9-15.
2. Государственная фармакопея 13 издание [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://pharmacopoeia.ru/fs-2-2-0020-15-voda-ochishhennaya/ (дата обращения: 8.08.18).
3. Исследование местной гемостатической активности соединений на основе оригинальных солей полиакриловой кислоты / С. Г. Малыхина [и др.] // Гематология и трансфузиология.- 2010.- Т.55.-№1.- С. 22-24.
4. Местные гемостатические средства: новая эра в оказании догоспитальной помощи / И. М. Самохвалов [и др.] // Политравма.- 2013.- №1.- С. 67-86.
5. Jesus-Maria Tanco Salas, ALUMINIUMAND HEXAMETHYLENETETRAMINE COMPLEX AND THE APPLICATIONS THEREOF // Patent Spain Pub. No.: US 2005/0255065A1, Pub. Date: Nov. 17, 2005.