PL247297B1 - Sposób otrzymywania włókniny bioaktywnej do zastosowania w materiale opatrunkowym o działaniu przeciwnowotworowym - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania włókniny bioaktywnej, w którym do roztworów dodaje się kwercetynę i oddziałuje polem elektrostatycznym. Sposób charakteryzuje się tym, że przygotowuje się pierwszy roztwór w skład którego wchodzą dwa rozpuszczalniki organiczne o pH 5-7 w proporcji 70:30 do których dodaje się biodegradowalny i biozgodny polimer, po czym całość miesza się podgrzewając roztwór w temp. 80 - 100°C i utrzymując go w zadanej temperaturze w czasie 2h godzin, następnie schładza do temperatury pokojowej 22°C w czasie 30 minut, przy czym w trakcie schładzania przygotowuje się drugi roztwór będący mieszaniną dwóch rozpuszczalników organicznych o pH 5-7 w proporcji 70:30, do którego dodaje się kwercetynę w ilości 6 - 9% w stosunku do polimeru i pozostawia do rozpuszczenia w czasie 30 min, po czym obydwa roztwory miesza się, następnie poddaje działaniu polem elektrostatycznym w zakresie 0,8 — 1,05 kV/1 cm otrzymując włókna, które się następnie suszy.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania włókniny bioaktywnej do zastosowania w materiale opatrunkowym o działaniu przeciwnowotworowym. Wytworzony materiał opatrunkowy stosuje się w obszarze wycięcia nowotworu, jako materiał bioaktywny zapobiegając powstawaniu nowotworu.

W stanie techniki znane są materiały opisane m.in. w artykule „Bioactive Agent-Loaded Eleotrospun Nanofiber Membranes for Accelerating Healing Process: A Review” gdzie autorzy opisują możliwości otrzymywania mikro i nanowłókien będących połączeniem m.in. (i) żelantyny z PCL, (ii) DNA z PLGA, (iii) kolagenu, elastyny z politlenkiem etylenu (PEO) a także innych kombinacji, które po połączeniu są przekształcane w włókna tworzące włókniste rusztowanie badane pod kątem aplikacji w obszarze skóry, kości, serca lub nerwów. Działanie to nie koliduje z przedmiotem niniejszego zgłoszenia, ponieważ kwercetyna jest łączona z PLA i PEO i badana pod kątem oddziaływania przeciwnowotworowego dedykowanego do usuwania komórek nowotworowych z zaindukowanym chemioterapeutykami przedwczesnym starzeniem. W artykule „Quercetin and curcumin in nanofibers of polycaprolactone and poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate): Assessment of in vitro antioxidant activity” autorzy łączą kwercetynę lub kurkuminę z polikaprolaktonem (PCL) oraz poli(hydroksymalan-ko-hydroksywaleranianem (PHB-HV) a następnie przekształcają w nanowłókna otrzymywane w polu elektrostatycznym. Materiały te badane są pod kątem działania przeciwutleniającego. Działanie to nie koliduje z przedmiotem niniejszego zgłoszenia gdzie kwercetyna jest łączona z PLA i PEO i badana pod kątem oddziaływania senolitycznego. W artkule „Fast Disintegrating Quercetin-Loaded Drug Delivery Systems Fabricated Using Coaxial Electrospinning” autorzy otrzymują nanowłókna rdzeń-powłoka połączone z kwercetną i dodecylosiarczanem sodu (SDS) oraz poliwinylopirolidonu (PVP) mogą ulec szybkiemu uwolnieniu w ciągu 1 minuty. Rozwiązanie to nie koliduje z przedmiotem niniejszego zgłoszenia gdzie połączenie kwercetyny następuje z PLA i PEO i ma na celu oddziaływać w sposób wydłużony w czasie na nowotwór i działanie to wykazano w czasie nawet 72 h od zanurzenia, natomiast szybkość uwalniania następuje już w czasie pierwszych milisekund co również udowodniono w badaniach. W artykule „Quercetin loaded cosm-nutraceutical electrospun composite nanofibers for acne alleviation: Preparation, characterization and experimental clinical appraisal” autorzy kwercetynę łączą z polialkoholem winylowym (PVA) olejkami eterycznymi i przekształcają w nanowłókna, które następnie badane są pod kątem oddziaływania na trądzik. Rozwiązanie to nie koliduje z przedmiotem niniejszego zgłoszenia ze względu na różnicę w doborze materiałów (PLA, PEO, kwercetyna) oraz obszaru zastosowania (senolityki). W patencie nr WO2013035072A1 nanowłókna są łączone z substancjami roślinnymi oddziaływującymi z tkanką skórną. Rozwiązanie to nie koliduje z pomysłem dotyczącym zgłoszenia ponieważ bazuje na kombinacji polipeptydów i tyrozyny. W patencie nr US9194058B2 mikro i nanowłókna są przekształcane w włókna rdzeń-powłoka które są kandydatami potencjalnych materiałów jako nośników substancji bioaktywnych. W rozwiązaniu tym autorzy opisują możliwość wykorzystania polimerów takich jak PCL, PLGA, PLA, PEG i inne. Rozwiązanie również nie koliduje z przedmiotem zgłoszenia w którym substancja bioaktywna (kwercetyna) jest łączona z PLA i PEO.

Mikro i nanowłókna mogą być otrzymywane różnymi technikami: (i) syntezą w szablonie, (ii) ciągnieniem, (iii) rozdzielaniem faz, (iv) samoorganizacją molekularną, (v) chemicznym osadzaniem z fazy gazowej (O/D) oraz (vi) elektroprzędzeniem. Otrzymywanie włókien w polu elektrostatycznym (elektroprzędzenie) jest najwydajniejszym sposobem otrzymywania mikro i nanowłókien. Z tego powodu materiały te są łączone z różnymi dodatkami: (i) organicznymi, (ii) nieorganicznymi, (iii) antybakteryjnymi, (iv) antygrzybicznymi, (v) lekami, (vi) cytostatykami, (vii) cząstkami metali, (viii) cząstkami ceramiki, (ix) innym polimerem/polimerami a także (x) innymi dodatkami.

Łączenie z substancjami bioaktywnymi może następować przez:

(i) mieszanie na etapie roztworu lub (ii) nanoszenie substancji bioaktywnych na powierzchnię włókien po procesie ich otrzymania.

Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania włókniny bioaktywnej, w którym do roztworów dodaje się kwercetynę i oddziałuje polem elektrostatycznym, charakteryzujący się tym, że przygotowuje się pierwszy roztwór w skład którego wchodzą dwa rozpuszczalniki organiczne o pH 5-7 w proporcji 70:30 do których dodaje się biodegradowalny i biozgodny polimer, po czym całość miesza się podgrzewając roztwór w temp. 80-100°C i utrzymując go w zadanej temperaturze w czasie 2 h godzin, następnie schładza do temperatury pokojowej 22°C w czasie 30 minut, przy czym w trakcie schładzania przygotowuje się drugi roztwór będący mieszaniną dwóch rozpuszczalników organicznych o pH 5-7 w proporcji 70:30, do którego dodaje się kwercetynę w ilości 6-9% w stosunku do polimeru i pozostawia do rozpuszczenia w czasie 30 min, po czym obydwa roztwory miesza się, następnie poddaje działaniu polem elektrostatycznym w zakresie 0,8-1,05 kV/1 cm otrzymując włókna, które się następnie suszy. W sposobie kwercetyna ma postać proszku. Rozpuszczalniki organiczne o pH 5-7 stanowi aceton i chloroform.

Zaletą sposobu otrzymywania materiału opatrunkowego o działaniu przeciwnowotworowym jest ograniczanie proliferacji linii nowotworowych: U2-0S, MG-63, SaOS2 oraz wysoka elastyczność umożliwiająca dostosować otrzymaną włókninę stosownie do obszaru aplikacji. Ponadto materiał po spełnieniu swej funkcji ulega biodegradacji w środowisku tkankowym nie pozostawiając po sobie śladu w organizmie.

Wynalazek opisują poniższe przykłady wykonania, niestanowiące jego ograniczenia.

Przykład I

1. Przygotowanie dwóch roztworów - w roztworze pierwszym (A) rozpuszczalniki: aceton i chloroform miesza się w proporcji 70:30. Następnie dodaje się materiały polimerowe w postaci PLA (polilaktyd) w formie granulatu i PEO (politlenek etylenu) w postaci proszku i intensywnie miesza podgrzewając roztwór do temperatury 90°C i utrzymując go w zadanej temperaturze w czasie 2 h godzin, działanie to umożliwia rozpuszczenie obydwu materiałów polimerowych. Tak powstały roztwór po rozpuszczeniu polimerów poddaje się schłodzeniu do temperatury pokojowej 22°C w czasie 30 minut. W trakcie schładzania przygotowywany jest drugi roztwór (B) będący mieszaniną acetonu i chloroform w proporcji 70:30 do którego dodaje się kwercetynę w postaci proszku i pozostawia do rozpuszczenia w czasie 30 min. Po ochłodzeniu roztworu (A) zawierającego PLA i PEO dodawany jest roztwór (B) zawierający kwercetynę w ilości 9% w stosunku do materiału polimerowego. Po połączeniu obu roztworów A i B stosunek PLA do PEO i do kwercetyny wynosi: 10/1/1.

2. Przekształcenie roztworu w rusztowanie - włókninę: powstały według pkt 1 roztwór A i B umieszcza się w urządzeniu wykorzystującym pole elektrostatyczne do przekształcania wyjściowych roztworów w włókna. Wyjściowy roztwór rurkami teflonowymi jest transportowany do elektrody dodatniej (dyszy) z prędkością 15 ml/h, po wypełnieniu całego układu załączone jest pole elektrostatyczne 1,05 kV/1 cm co rozpoczyna proces przekształcania roztworu w włókna opadająca na elektrodę ujemną (kolektor) tworząc włókninę. W trakcie tego procesu wyjściowe rozpuszczalniki (aceton i chloroform) ulegają odparowaniu.

3. Suszenie - otrzymane według pkt 2 włókna w postaci włókniny poddawane są suszeniu w czasie 24 h suszarce próżniowej utrzymującej temperaturę 25°C w celu odparowania resztek zastosowanych rozpuszczalników. Otrzymujemy włókninę bioaktywną.

Przykład II

1. Przygotowanie dwóch roztworów - w roztworze pierwszym (A) rozpuszczalniki: aceton i chloroform miesza się w proporcji 70:30. Następnie dodaje się materiał polimerowy PLA (polilaktyd) w formie granulatu i intensywnie miesza podgrzewając roztwór do temperatury 90°C i utrzymując go w zadanej temperaturze w czasie 2 h godzin, działanie to umożliwia rozpuścić materiał polimerowy. Tak powstały roztwór po rozpuszczeniu polimerów poddaje się schłodzeniu do temperatury pokojowej 22°C w czasie 30 minut. W trakcie schładzania przygotowywany jest drugi roztwór (B) będący mieszaniną acetonu i chloroform w proporcji 70:30 do którego dodaje się kwercetynę w ilości 6% w stosunku do materiału polimerowego i pozostawia do rozpuszczenia w czasie 30 min. Po ochłodzeniu roztworu (A) zawierającego PLA i PEO dodawany jest roztwór (B) zawierający kwercetynę, po połączeniu obu roztworów A i B stosunek PLA do kwercetyny wynosi: 10/1.

2. Przekształcenie roztworu w rusztowanie - włókninę: powstały według pkt 1 roztwór (AB/PLA/Q) umieszcza się w urządzeniu wykorzystującym pole elektrostatyczne do przekształcania wyjściowych roztworów w włókna. Wyjściowy roztwór rurkami teflonowymi jest transportowany do elektrody dodatniej (dyszy) z prędkością 15 ml/h, po wypełnieniu całego układu załączone jest pole elektrostatyczne 1,05 kV/1 cm co rozpoczyna proces przekształcania roztworu w włókna opadające na elektrodę ujemną (kolektor) tworząc włókninę. W trakcie tego procesu wyjściowe rozpuszczalniki (aceton i chloroform) ulegają odparowaniu.

3. Suszenie - otrzymane według pkt 2 włókna w postaci włókniny poddawane są suszeniu w czasie 24 h suszarce próżniowej utrzymującej temperaturę 25°C w celu odparowania resztek zastosowanych rozpuszczalników. Otrzymujemy włókninę bioaktywną.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania włókniny bioaktywnej, w którym do roztworów dodaje się kwercetynę i oddziałuje polem elektrostatycznym, znamienny tym, że przygotowuje się pierwszy roztwór w skład którego wchodzą dwa rozpuszczalniki organiczne o pH 5-7 w proporcji 70:30, do których dodaje się biodegradowalny i biozgodny polimer, po czym całość miesza się podgrzewając roztwór w temp. 80-100°C i utrzymując go w zadanej temperaturze w czasie 2 h godzin, następnie schładza do temperatury pokojowej 22°C w czasie 30 minut, przy czym w trakcie schładzania przygotowuje się drugi roztwór będący mieszaniną dwóch rozpuszczalników organicznych o pH 5-7 w proporcji 70:30, do którego dodaje się kwercetynę w ilości 6-9% w stosunku do polimeru i pozostawia do rozpuszczenia w czasie 30 min, po czym obydwa roztwory miesza się, następnie poddaje działaniu polem elektrostatycznym w zakresie 0,81,05 kV/1 cm otrzymując włókna, które się następnie suszy.
2. 2. Sposób otrzymywania włókniny bioaktywnej według zastrz. 1, znamienny tym, że kwercetyna ma postać proszku.
3. 3. Sposób otrzymywania włókniny bioaktywnej według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalniki organiczne o pH 5-7 stanowi aceton i chloroform.