[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2750378C1 - Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами - Google Patents

Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами Download PDF

Info

Publication number
RU2750378C1
RU2750378C1 RU2020125781A RU2020125781A RU2750378C1 RU 2750378 C1 RU2750378 C1 RU 2750378C1 RU 2020125781 A RU2020125781 A RU 2020125781A RU 2020125781 A RU2020125781 A RU 2020125781A RU 2750378 C1 RU2750378 C1 RU 2750378C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
kda
hyaluronic acid
molecular weight
papain
weight hyaluronic
Prior art date
Application number
RU2020125781A
Other languages
English (en)
Inventor
Марина Геннадьевна Холявка
Валерий Григорьевич Артюхов
Мария Сергеевна Лавлинская
Андрей Викторович Сорокин
Виктория Александровна Королева
Вячеслав Викторович Павловец
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority to RU2020125781A priority Critical patent/RU2750378C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2750378C1 publication Critical patent/RU2750378C1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/702Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/716Glucans
    • A61K31/717Celluloses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/716Glucans
    • A61K31/722Chitin, chitosan
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/726Glycosaminoglycans, i.e. mucopolysaccharides
    • A61K31/728Hyaluronic acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/64Proteins; Peptides; Derivatives or degradation products thereof
    • A61K8/66Enzymes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/04Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier entrapped within the carrier, e.g. gel or hollow fibres

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты. Способ включает растворение папаина в водном растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты (500 кДа) или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) в соотношении 10 мг папаина на 2 мл водного раствора низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты (500 кДа) или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) в концентрации 1.5%, при этом осуществляют перемешивание до полного растворения при комнатной температуре; затем ведут иммобилизацию папаина путем добавления к полученной смеси графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) при молекулярной массе полисахарида 50-100 кДа в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля. Получаемый препарат обеспечивает большее количество связей между полисахаридом и ферментом в ходе иммобилизации, что увеличивает прочность образуемого комплекса и пролонгирует процесс высвобождения фермента в область поврежденных тканей. 1 табл., 1 пр., 3 ил.

Description

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу стабилизации папаина растворами гиалуроновой кислоты и графт-сополимерами с полисахаридной основной цепью из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с боковыми цепями из гомополимеров N-винилимидазола (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилата (ДМАЭМА). Изобретение может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности, медицинской практике, косметологии.
Папаин (КФ 3.4.22.2) - растительный протеолитический фермент, катализирующий гидролиз белков, пептидов, амидов и сложных эфиров основных аминокислот. Папаин состоит из 212 аминокислотных остатков, на С-конце его полипептидной цепи располагается аспарагин, на N-конце - изолейцин. Для папаина характерно отсутствие остатков метионина. Он хорошо растворяется в водных солевых растворах, воде и в 70% метиловом и этиловом спиртовых растворах. Фермент используется в пищевой промышленности, в пивоварении, медицине, косметологии, ветеринарии и других отраслях.
Папаин применяется для ухода за полостью рта в виде добавки, расщепляющей белковую основу зубного налета и таким образом размягчающей его [Патент RU 2416391 С1, МПК A61K 8/66, A61K 36/236, A61Q 11/00, опубл. 20.04.2011, Бюл. №11]. Папаин способствует очищению ран [Патент RU 2011122967 А, МПК А61Н 7/00, опубл. 27.01.2013, Бюл. №3], входит в состав набора ферментной биоочистки и для удаления биопленок с субстратов [Патент RU 2018110873 А, МПК C11D 3/12, опубл. 27.09.2019, Бюл. №27].
По своей химической структуре гиалуроновая кислота представляет собой линейный полисахарид, состоящий из чередующихся дисахаридов, которые включают D-глюкуроновую кислоту и D-N-ацетилглюкозамин, соединенные β-1,4- и β-1,3-гликозидными связями.
На сегодняшний день существуют различные косметические препараты и композиции на основе гиалуроновой кислоты. Известна косметическая композиция, обеспечивающая глубокое увлажнение кожи за счет содержания низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (15-40 кДа) [Патент RU 2660350 С1, МПК A61K 8/67, A61K 8/73, A61K 8/97, A61Q 19/08, опубл. 05.07.2018, Бюл. №19]. Низкомолекулярная гиалуроновая кислота (менее 130 кДа) используется в качестве трансдермального переносчика биологически активных компонентов (различных протеинов и аминокислот) композиции для волос и кожи головы [Патент RU 2671511 С1, МПК A61K 8/03, A61K 8/04, A61K 8/64, A61K 8/67, A61K 8/73, A61K 8/97, A61K 8/36, A61K 8/44, A61Q 5/00, A61Q 19/08, опубл. 01.11.2018, Бюл. №31]. Описан состав маски, обладающей репарирующим эффектом для повышения эластичности и упругости кожи. Одним из компонентов данной маски является гиалуроновая кислота или ее соли в качестве веществ, повышающих влагоудерживающую способность верхнего слоя кожи [Патент RU 2191000 С2, МПК А 61 К 7/48, 7/00, опубл. 20.10.2002]. Гиалуроновая кислота с молекулярной массой менее 40 кДа как трансдермальный переносчик содержится в креме с широким спектром действий [Патент RU 2666602 С1, МПК A61K 8/04, A61K 8/34, A61K 8/73, A61K 8/92, A61K 8/97, A61K 8/9767, A61Q 19/08, опубл. 11.09.2018, Бюл. №26]. Гиалуроновая кислота со смесью аминокислот входит в состав косметического средства «Кожа косметическая» для ухода за кожей в период реабилитации после инвазивных косметологических процедур и пластических операций для обеспечения регенерации поверхностных кожных слоев [Патент RU 2528899 С1, МПК A61K 8/04, A61K 8/73, A61K 8/64, A61Q 19/00, опубл. 20.09.2014, Бюл. №26].
Графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы или хитозана с боковыми цепями из N-винилимидазола или N,N-диметиламиноэтилметакрилата представляют собой биодеградируемые сополимеры с основной цепью из полисахарида, обеспечивающего биодеструкцию сополимера за счет наличия 1,4-β-гликозидных связей [N.М. Mahmoodi, М.Н. Saffar-Dastgerdi, В. Hayati. Environmentally friendly novel covalently immobilized enzyme bionanocomposite: From synthesis to the destruction of pollutant. Composites Part B: Engineering. 2020. Vol. 184. P. 107666; K.J. Edgar, С.M. Buchanan, J.S. Debenham et al. Advances in cellulose ester performance and application. Progress in Polymer Science. 2001. Vol. 26. P. 1605-1688], а также высокую комплексообразующую способность за счет присутствия в боковых цепях звеньев имидазольных [V.A. Kuznetsov, А.V. Sorokin, М.S. Lavlinskaya et al. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose with N-vinylimidazole: synthesis and application for drug delivery. 2019. Polymer Bulletin. Vol. 76. P. 4929-4949] или диметиламиноэтилметакрилатных заместителей [L. Fang, N. Wang, M. Zhou, et al. Poly(N,N-dimethylaminoethyl methacrylate) grafted poly(vinyl chloride)s synthesized via ATRP process and their membranes for dye separation. Chinese Journal of Polymer Science. 2015. Vol. 33. P. 1491-1502].
На данный момент нет сведений о комплексах растительного фермента папаина с гиалуроновой кислотой и полисахаридами, модифицированными виниловыми мономерами, такими как графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА).
Известен способ получения гетерогенного препарата на основе папаина, обладающего регенерационными свойствами [Патент RU 2677873 С2, МПК A61K 38/48, A61K 47/30, А61Р 17/02, опубл. 22.01.2019, Бюл. №3]. Данный способ включает обработку матрицы ионообменных волокон ВИОН АН-1 или ВИОН КН-1 раствором папаина, инкубирование, при этом для иммобилизации на ВИОН КН-1 используют 0.2 М ацетатный буфер (рН 4.5-5.5) или 0.05 М боратный буфер с добавлением KCl (рН 9.0-9.5), а для иммобилизации на ВИОН АН-1 - 0.05 М трис-глициновый (рН 9.0) или 0.05 М глициновый (рН 10.0) буфер в расчете 20 мл раствора фермента в концентрации 5 мг/мл на 1 г волокон, инкубирование проводится в течение 24 ч при комнатной температуре, образовавшийся осадок промывают использованным при иммобилизации буфером до отсутствия в промывных водах белка.
Недостатком способа является получение ферментного препарата в твердой фазе, не позволяющей проникать молекулам папаина в глубокие слои кожи.
Запатентован способ стабилизации ферментов - пепсина, химотрипсина, трипсина, панкреатина, папаина и других протеаз, путем добавления в их растворы полисахаридов - гуаровой камеди, ксантановой камеди, камеди бобов рожкового дерева, крахмала, декстрана, пуллулана, альгиновой кислоты, гиалуроновой кислоты, каррагинана, пектина, хитозана и прочих полисахаридов, а также производных целлюлозы: карбоксиметилцеллюлозы, метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы [JPH034791A].
Известен способ получения гетерогенного препарата папаина в геле на основе пищевого хитозана с молекулярной массой менее 100 кДа или сукцината хитозана, включающий иммобилизацию папаина в буферном растворе на матрицу хитозана в соотношении 20 мл раствора фермента в концентрации 1 мг/мл на 1 г носителя; инкубацию при комнатной температуре с периодическим перемешиванием; промывку образовавшегося осадка 50 мМ трис-HCl буфером (рН 7.5) до отсутствия в промывных водах белка, отличающийся тем, что иммобилизацию проводят на матрицу пищевого хитозана с молекулярной массой менее 100 кДа или сукцината хитозана; в качестве буферного раствора для иммобилизации используют 0.05 М глициновый буфер с рН 10.0 или 0.05 М ацетатный буфер с рН 5.8; инкубация проводится в течение 2 часов [Патент RU 2712690, МПК C12N 11/04, C12N 11/10, опубл. 30.01.2020 Бюл. №4].
В отличие от этих двух способов предложенное нами использование полисахаридов (карбоксиметилцеллюлозы и хитозана), модифицированных виниловыми мономерами (N-винилимидазолом или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом) обеспечивает большее количество связей между полисахаридом и ферментом в ходе иммобилизации, что увеличивает прочность образуемого комплекса и пролонгирует процесс высвобождения фермента в область поврежденных тканей. Кроме того, добавление в препарат гиалуроновой кислоты, которая обладает свойством глубокого проникновения в различные слои кожи, будет способствовать более качественному очищению папаином поверхностных слоев кожи и слизистых оболочек от белковых загрязнений.
Известно, что полимеры на основе поли-β-гликозидов (целлюлозы и ее производных, хитозана, гиалуроновой кислоты и т.д.) склонны к образованию пленок, которые могут защитить кожу от пересыхания или обеспечить дополнительную защиту на поверхности раневого повреждения. Однако способность образовывать конъюгаты у таких полимеров несколько ограничена рядом факторов: поверхностным зарядом, типом функциональной группы и т.д. Поэтому для придания ряда новых свойств целесообразно проводить химическую модификацию природных полисахаридов. Так, например, введение азольных заместителей повышает комплексообразующую способность полисахаридов и снижает поверхностный отрицательный заряд карбоксиметилцеллюлозы [V.A. Kuznetsov, А.V. Sorokin, М.S. Lavlinskaya et al. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose with N-vinylimidazole: synthesis and application for drug delivery. 2019. Polymer Bulletin. Vol. 76. P. 4929-4949], а введение звеньев N,N-диметиаминоэтилметакрилата не только снижает поверхностный заряд, но придает водному раствору модифицированного полисахарида стимулочувствительные свойства [V.A. Kuznetsov, А.V. Sorokin, М.S. Lavlinskaya. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and N,N-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. 2020. Polymer Bulletin. DOI: 10.1007/s00289-020-03250-z].
В качестве прототипа служила топическая противомикробная дерматологическая композиция [Патент RU 2668827 С2, МПК A61K 38/08, A61K 31/728, А61Р 31/00, А61Р 17/00, A61K 31/722, опубл. 02.10.2018, Бюл. №28], предложенная в качестве лекарственного средства в медицине и ветеринарии, включающая комбинацию по меньшей мере одного положительно заряженного противомикробного пептида, соединенного с липидом, и гиалуроновой кислоты со средним молекулярным весом от 100 кДа до 800 кДа или одной из ее солей, причем противомикробный пептид представляет собой гексапептид, соединенный с пальмитиновой кислотой, содержащий дисульфидные мостики.
В отличие от прототипа в качестве действующего вещества мы используем не противомикробный пептид, а фермент папаин, который кроме антимикробных обладает противовоспалительными свойствами, не действуя напрямую на очаг воспаления, папаин стимулирует метаболизм, что оказывает влияние на ускорение регенерации воспаленных тканей, увеличивает приток крови и разрушает токсичные вещества в очаге воспаления, выделяемые многими болезнетворными микроорганизмами, ускоряет заживление ран, трофических язв и пролежней, может использоваться при лечении келлоидных рубцов, осложненных форм неврита лицевого нерва, при терапии различных патологий, связанных с развитием рубцово-спаечного процесса: при грыже позвоночного диска, травмах, в хирургической косметологии для лечения гипертрофических рубцов.
Кроме того, добавление нами в раствор графт-сополимеров карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) позволяет путем включения в полисахаридный гель (один из способов физической иммобилизации ферментов) дополнительно стабилизировать папаин и обеспечить ему пролонгированное действие.
Технический результат заявленного изобретения заключается в разработке способа получения иммобилизованного жидкого или гелеобразного ферментного препарата на основе папаина, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты низкомолекулярной (300 кДа), среднемолекулярной (500 кДа) или высокомолекулярной (800 кДа), благодаря чему растворы папаина можно хранить при температурах от 4 до 25°С в течение 21 суток, а фермент при этом становится более стабильным в сравнении с нативным и способен проникать в глубокие слои кожи; при этом внесение в состав препарата модифицированных полисахаридов позволяет не только варьировать вязкость и консистенцию образцов (от жидкого состояния до геля с различной текучестью), но также способствует образованию конъюгатов с ферментом с большим количеством связей и взаимодействий между полисахаридом и ферментом, по сравнению с немодифицированными карбоксиметилцеллюлозой и хитозаном, что дополнительно повышает стабильность препарата и концентрацию активного вещества в пораженном участке кожи, а также обеспечивает контролируемое (порционное) высвобождение папаина, поддерживая его необходимую концентрацию в течение длительного времени. Кроме того, способность модифицированных полисахаридов образовывать устойчивые пленки защищает фермент и обрабатываемый участок кожи от пересыхания, позволяет легко удалить препарат вместе с гноем и экссудатом.
Технический результат достигается тем, что в способе получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты, включающем растворение папаина в водном растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты (500 к Да) или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) в соотношении 10 мг папаина на 2 мл водного раствора низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты (500 кДа) или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) в концентрации 1.5%, при этом осуществляют перемешивание до полного растворения при комнатной температуре; затем ведут иммобилизацию папаина, согласно изобретению иммобилизацию осуществляют путем добавления к полученной смеси графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) при молекулярной массе полисахарида 50-100 к Да в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля.
Фиг. 1. Диаграмма значений каталитической активности папаина в присутствии гиалуроновой кислоты различной молекулярной массы после его хранения при 4°С.
Фиг. 2. Диаграмма значений каталитической активности папаина в присутствии гиалуроновой кислоты различной молекулярной массы после его хранения при 25°С.
Фиг. 3. Таблица 1. Вязкость препаратов, содержащих папаин, гиалуроновую кислоту и полисахариды, модифицированные виниловыми мономерами.
Пример реализации способа.
В качестве объекта исследования был выбран папаин фирмы «Sigma-Aldrich», субстратом для гидролиза служил азоказеин фирмы «Sigma-Aldrich». В качестве стабилизирующих агентов применяли три вида гиалуроновой кислоты (ООО «Лаборатория Гиалика») с молекулярной массой 300 (НМГК), 500 (СМГК) и 800 (ВМГК) кДа. В качестве матрицы для иммобилизации папаина применяли графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) с молекулярной массой 50-100 кДа.
Стабилизацию папаина осуществляли путем растворения его навески массой 10 мг в 2 мл водного раствора гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 300 (НМГК), 500 (СМГК) или 800 (ВМГК) кДа в концентрации 1.5% с последующим перемешиванием при комнатной температуре до полного растворения. Затем к полученной смеси добавляли для иммобилизации папаина графт-сополимер карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) (при молекулярной массе полисахарида 50-100 кДа) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля (табл. 1).
Содержание белка в иммобилизованных препаратах папаина определяли методом Лоури [Lowry О.Н., Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J. Protein measurement with folin-phenol reagent // J. Biol. Chem. - 1951. - V. 193. - P. 265-275]. Измерение уровня протеолитической активности фермента проводили на субстрате азоказеине (Fluka) [Garcia-Carreno, F.L. The digestive proteases of langostilla (Pleuroncodes planipes, Decapoda): their partial characterization and the effect of feed on their composition //Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry - 1992. - V. 103. - P. 575-578]. К 200 мкл образца добавляли 200 мкл трис-HCl буфера (рН 7.5), 800 мкл азоказеина (0.5% в 50 мМ трис-HCl буфере, рН 7.5) и инкубировали 2 часа при 37°С. Далее добавляли 800 мкл трихлоруксусной кислоты (ТХУ) (5%), инкубировали 10 минут при минус 4°С, затем центрифугировали в течение 3 мин при 13000 об/мин для удаления негидролизованного азоказеина. К 1200 мкл супернатанта добавляли 240 мкл 3% NaOH для нейтрализации кислоты, после чего измеряли оптическую плотность опытной пробы при 410 нм в 1 см кювете. Контрольная проба содержала 800 мкл азоказеина, 800 мкл ТХУ, 200 мкл трис-HCl буфера и 200 мкл образца, который вносили после инкубации смеси в течение 2 часов при 37°С. За единицу каталитической активности папаина принимали количество фермента, которое в условиях эксперимента гидролизует 1 мкМ субстрата за 1 мин. Удельную протеолитическую активность папаина рассчитывали по формуле:
ПА=D*1000/120/200/С,
где ПА - протеолитическая активность, мкМ/мин на 1 мг белка,
D - оптическая плотность пробы при 410 нм,
С - концентрация белка в пробе, мг/мл, измеренная по методу Лоури,
120 - время инкубации в минутах,
200 - объем пробы, в мкл,
1000 - пересчет в мкМ.
Статистическую обработку полученных результатов проводили при уровне значимости 5% с использованием t-критерия Стьюдента.
Были проведены исследования стабильности папаина в растворах гиалуроновой кислоты (300, 500 и 800 кДа) по сравнению с нативным энзимом. Препараты инкубировали при 4 и 25°С в течение 0,1,2, 3, 7,14 и 21 суток с дальнейшим измерением протеолитической активности. Полученные результаты отражены на фиг. 1, 2.
В ходе наших экспериментов было выявлено, что гиалуроновая кислота не ингибирует папаин. На фиг. 1 представлена диаграмма зависимости каталитической активности энзима от времени его хранения при 4°С. Установлено, что нативный папаин сохраняет свою каталитическую активность после 7 суток инкубации при 4°С. На 14 день хранения ферментативная способность энзима составляет 23% от начальной. После 21 дня инкубации папаин практически полностью инактивирован (на 95%). Раствор папаина со среднемолекулярной гиалуроновой кислотой (500 кДа) на 7 и 14 сутки хранения снижает свою активность на 32 и 35% соответственно. Энзим сохраняет 36% каталитической способности после 3 недель инкубации. Папаин в растворе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) после 7 дней хранения активен на 73% от исходного уровня. После 14 и 21 дня инкубации при 4°С фермент сохраняет не более 60% активности от интактного образца. Папаин в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) на 7 день хранения теряет 20% каталитической способности. Активность продолжает снижаться после 2 и 3 недель и составляет не более 46% от исходной.
На фиг. 2 изображена диаграмма изменения каталитической активности папаина после его хранения при 25°С. Выявлено, что свободный энзим на 7 сутки инкубации при температуре 25°С сохраняет 50% активности, на 14 и 21 сутки - инактивируется на 96-97%. Раствор папаина в среднемолекулярной гиалуроновой кислоте (500 кДа) после 7 и 14 суток инкубации при температуре 25°С стабильнее раствора нативного фермента и сохраняет 85-87% от исходной протеолитической способности. Раствор папаина в высокомолекулярной гиалуроновой кислоте (800 кДа) на 7 сутки теряет 48% каталитической способности от неинкубированного препарата, при повышении срока хранения происходит более значительная инактивация энзима. Папаин в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) оказался наименее стабильным из растворов фермента в гиалуроновой кислоте.
Из вышеизложенного материала следует, что папаин в растворе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) наиболее стабилен по сравнению с остальными растворами фермента при хранении при 4°С. Раствор папаина в среднемолекулярной гиалуроновой кислоте (500 кДа) после 7 и 14 суток инкубации при температуре 25°С оказался активнее раствора нативного фермента и его растворов в высокомолекулярной и низкомолекулярной гиалуроновой кислоте.
Таким образом, был разработан способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, низкомолекулярной (300 кДа), среднемолекулярной (500 кДа) и высокомолекулярной (800 кДа) гиалуроновой кислоты с последующим добавлением графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) для иммобилизации папаина.
Полученный предложенным способом препарат можно хранить при температурах от 4 до 25°С в течение 21 суток, а папаин при этом становится более стабильным в сравнении с нативным и способен проникать в глубокие слои кожи. Внесение в состав препарата модифицированных полисахаридов позволяет не только варьировать вязкость и консистенцию образцов (от жидкого состояния до геля с различной текучестью), но также способствует образованию конъюгатов с ферментом с большим количеством связей и взаимодействий между полисахаридом и ферментом, по сравнению с немодифицированными карбоксиметилцеллюлозой и хитозаном, что дополнительно повышает стабильность препарата и концентрацию активного вещества в пораженном участке кожи, а также обеспечивает контролируемое (порционное) высвобождение папаина, поддерживая его необходимую концентрацию в течение длительного времени. Кроме того, способность модифицированных полисахаридов образовывать устойчивые пленки защищает фермент и обрабатываемый участок кожи от пересыхания, позволяет легко удалить препарат вместе с гноем и экссудатом.

Claims (1)

  1. Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты, включающий растворение папаина в водном растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты (500 кДа) или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) в соотношении 10 мг папаина на 2 мл водного раствора низкомолекулярной гиалуроновой кислоты (300 кДа) или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты (500 кДа) или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты (800 кДа) в концентрации 1.5%, при этом осуществляют перемешивание до полного растворения при комнатной температуре; затем ведут иммобилизацию папаина путем добавления к полученной смеси графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) при молекулярной массе полисахарида 50-100 кДа в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля.
RU2020125781A 2020-07-28 2020-07-28 Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами RU2750378C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125781A RU2750378C1 (ru) 2020-07-28 2020-07-28 Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125781A RU2750378C1 (ru) 2020-07-28 2020-07-28 Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750378C1 true RU2750378C1 (ru) 2021-06-28

Family

ID=76823064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125781A RU2750378C1 (ru) 2020-07-28 2020-07-28 Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750378C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795425C1 (ru) * 2022-08-01 2023-05-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Способ получения гибридного препарата папаина и карбоксиметилцеллюлозы в виде густого раствора

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1421770A1 (ru) * 1985-08-16 1988-09-07 Всесоюзный кардиологический научный центр АМН СССР Способ получени стабилизированной формы папаина
RU2004136182A (ru) * 2002-05-10 2005-06-27 Колгейт-Палмолив Компани (US) Антибактериальное средство для чистки зубов с улучшенными свойствами против зубного налета и для освежения дыхания
RU2325147C1 (ru) * 2007-02-16 2008-05-27 Дмитрий Вячеславович Мякишев Способ получения фармацевтической композиции в виде мази для лечения грыж межпозвонковых дисков
KR20140052128A (ko) * 2012-10-19 2014-05-07 한불화장품주식회사 저분자량 달팽이 점액 분해물 제조방법 및 이를 함유하는 화장료 조성물
RU2712690C1 (ru) * 2019-03-07 2020-01-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Способ получения препарата папаина в геле на основе пищевого хитозана и сукцината хитозана

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1421770A1 (ru) * 1985-08-16 1988-09-07 Всесоюзный кардиологический научный центр АМН СССР Способ получени стабилизированной формы папаина
RU2004136182A (ru) * 2002-05-10 2005-06-27 Колгейт-Палмолив Компани (US) Антибактериальное средство для чистки зубов с улучшенными свойствами против зубного налета и для освежения дыхания
RU2325147C1 (ru) * 2007-02-16 2008-05-27 Дмитрий Вячеславович Мякишев Способ получения фармацевтической композиции в виде мази для лечения грыж межпозвонковых дисков
KR20140052128A (ko) * 2012-10-19 2014-05-07 한불화장품주식회사 저분자량 달팽이 점액 분해물 제조방법 및 이를 함유하는 화장료 조성물
RU2712690C1 (ru) * 2019-03-07 2020-01-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Способ получения препарата папаина в геле на основе пищевого хитозана и сукцината хитозана

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795425C1 (ru) * 2022-08-01 2023-05-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Способ получения гибридного препарата папаина и карбоксиметилцеллюлозы в виде густого раствора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shivakumar et al. Prospection of chitosan and its derivatives in wound healing: Proof of patent analysis (2010–2020)
JP5642388B2 (ja) 注射用ヒアルロン酸ゲル移植片混合物
EP1152013B1 (en) Functional chitosan derivative
EP0081440B1 (fr) Procédé de préparation de formes nouvelles de collagène natif ou déréticulé, à structure hélicoidale préservée, associées à des mucopolysaccharides et leurs applications notamment dans les domaines cosmétologiques, pharmaceutiques, analytiques et autres
US20070148215A1 (en) Therapeutically active dressings, their manufacture and use
Hou et al. Development of a multifunctional injectable temperature-sensitive gelatin-based adhesive double-network hydrogel
EP0512095A1 (en) METHYLPYRROLIDONCHITOSAN, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND ITS USES.
Bielecki et al. Wound dressings and cosmetic materials from bacterial nanocellulose
EP3003379B1 (en) Pharmaceutical compositions comprising collagen and sodium hyaluronate
Li et al. An injectable collagen peptide-based hydrogel with desirable antibacterial, self-healing and wound-healing properties based on multiple-dynamic crosslinking
Priya et al. Exploring polysaccharide-based bio-adhesive topical film as a potential platform for wound dressing application: A review
Liang et al. Natural hydrogel dressings in wound care: Design, advances, and perspectives
Tahir et al. Biomolecules based hydrogels and their potential biomedical applications: A comprehensive review
WO1996003147A1 (en) Synthesis of chemical gels from polyelectrolyte polysaccharides by gamma-irradiation
Morganti Chitin Nanofibrils in skin treatment
RU2750378C1 (ru) Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе папаина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами
EP0621776B1 (fr) Composition injectable contenant des microcapsules de collagene
KR102280553B1 (ko) 개선된 하이드로젤 지혈제 제조방법 및 그에 따른 지혈제
RU2750377C1 (ru) Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе бромелайна, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами
RU2750382C1 (ru) Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе коллагеназы, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами
CN115353647B (zh) 一种自修复海洋源胶原蛋白肽基复合水凝胶及其制备方法
RU2744457C1 (ru) Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе фицина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами
RU2750376C1 (ru) Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе трипсина, гиалуроновой кислоты и полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами
RU2795425C1 (ru) Способ получения гибридного препарата папаина и карбоксиметилцеллюлозы в виде густого раствора
RU2712690C1 (ru) Способ получения препарата папаина в геле на основе пищевого хитозана и сукцината хитозана