RU2000132198A - Многофункциональная частица для структурирования биологической среды - Google Patents

Claims (93)

1. Структура биологической среды, включающая высокодисперсную нано-частицу гидратированного оксида; биологическую ткань; и окружающую среду, упомянутая структурированная биологическая среда включает трехстороннюю биологическую систему.

2. Структура по п. 1, где упомянутая частица имеет по существу сферическую форму.

3. Структура по п. 1, где упомянутая частица обладает избирательным электрическим притяжением к аномально заряженным областям поверхности упомянутой биологической ткани так, чтобы покрывать упомянутые области посредством предоставления упомянутых стабильных трехсторонних биологических систем, предотвращая проникновение токсина через упомянутую поверхность ткани.

4. Структура по п. 1, где упомянутая частица обладает избирательным электрическим притяжением к бактериальным поверхностям так, чтобы покрывать упомянутые поверхности посредством предоставления упомянутых стабильных трехсторонних биологических систем, препятствуя проявлению бактериальной активности, включая ионный или другой обмен через мембрану.

5. Структура по п. 1, где упомянутая частица находится в виде порошка.

6. Структура по п. 1, где упомянутая частица находится в пилюле, спрессованной с антиаггрегационным компонентом для дисперсии упомянутого порошка при переваривании.

7. Структура по п. 1, где упомянутая частица находится в пористом пакетике для погружения в воду и упомянутый пористый пакетик в сухом состоянии предотвращает просачивание упомянутых частиц так, чтобы предотвратить ингалирование упомянутых частиц.

8. Структура по п. 1, где упомянутая частица находится в капсуле со стенками, которые способны растворяться, для применения по меньшей мере при проглатывании и растворении в воде.

9. Структура по п. 1, где упомянутая частица имеет модифицированную структуру поверхности.

10. Структура по п. 9, где упомянутая поверхность частицы имеет гидроксильные группы, которые подвергают метилированию, предоставляя частицу с поверхностью, имеющей метилированные участки, причем упомянутая поверхность частицы является частично гидрофобной и частично гидрофильной.

11. Структура по п. 10, где упомянутая частица имеет ИК спектр с пиком при 3750 нм, демонстрирующим процент гидрофильности, и с пиком при 2980 нм, демонстрирующим процент гидрофобности.

12. Структура по п. 1, где упомянутая частица является механической смесью гидрофобных и гидрофильных частиц, имеющей ИК спектр с пиком при 3750 нм, демонстрирующим процент гидрофильных частиц, и с пиком при 2980 нм, демонстрирующим процент гидрофобных частиц.

13. Структура по п. 10, где упомянутая частица имеет приблизительно 10-90% гидрофобных поверхностных групп, и, соответственно, 90-10% гидрофильных поверхностных групп.

14. Структура по п. 10, где упомянутая частица обладает электрическим потенциалом, оказывающим влияние на ионные каналы в упомянутой биологической ткани.

15. Структура по п. 14, где множество упомянутых частиц образует спиральную структуру.

16. Структура по п. 10, где упомянутая частица обеспечивает стабильную тиксотропную водно-масляную эмульсию.

17. Эмульсия по п. 16, дополнительно аэрированная для обеспечения водно-масляно-газовой эмульсии.

18. Структура по п. 10, где упомянутая частица является протравленной взаимосвязанными внутренними каналами, вытравленными в ней, благодаря чему образуется предельно высокая площадь поверхности на единицу твердой массы.

19. Структура по п. 18, где упомянутая поверхность частицы имеет соотношение гидрофильных и гидрофобных поверхностных групп, составляющее приблизительно от 0,1 до 0,3.

20. Структура по п. 18, где взаимосвязанные внутренние каналы упомянутой частицы заполняют компонентом для медленного высвобождения в упомянутой трехсторонней системе.

21. Структура по п. 18, где взаимосвязанные внутренние каналы упомянутой частицы дополнительно протравливают, вызывая распад упомянутой частицы на еще более маленькие нано-частицы размером приблизительно до 10 нм.

22. Структура по п. 21, где упомянутая частица в упомянутых более маленьких нано-частицах характеризуется соотношением гидрофильных и гидрофобных поверхностных групп, составляющим приблизительно от 0,4 до 0,8.

23. Структура по п. 10, где упомянутые оставшиеся гидроксильные группы на упомянутой поверхности частицы дополнительно модифицируют так, чтобы контролировать по меньшей мере один из следующих параметров: поверхностный заряд, рН и электрический потенциал.

24. Структура по п. 23, где упомянутые дополнительные модификации представлены в виде выступов на упомянутой поверхности частицы.

25. Структура по п. 24, где упомянутые выступы частицы имеют такой же химический состав, как и упомянутая частица.

26. Структура по п. 24, где упомянутые выступы частицы имеют химический состав, отличающийся от состава упомянутой частицы.

27. Структура по п. 24, где упомянутые выступы частицы состоят по меньшей мере из одного из следующих веществ: металлов, неметаллов, макромолекул, антибиотиков, витаминов, микроэлементов и органических веществ.

28. Структура по п. 24, где упомянутые выступы частицы имеют разветвленную форму.

29. Структура по п. 28, где упомянутые выступы частицы имеют множественные разветвленные участки.

30. Структура по п. 28, где упомянутые разветвленные выступы частицы имеют такой же химический состав, как и упомянутая частица.

31. Структура по п. 28, где упомянутые разветвленные выступы частицы имеют химический состав, отличающийся от состава упомянутой частицы.

32. Структура по п. 31, где упомянутые выступы частицы состоят из различных химических составов, а каждый состав наслаивают последовательно на ранее образованный выступ.

33. Структура по п. 32, где упомянутая частица является трехмерной электрически заряженной пространственной матрицей в упомянутой среде, определяемой упомянутыми различными химическими составами.

34. Структура по п. 24, где упомянутые выступы частицы присоединены к упомянутой частице посредством слабой связывающей силы, так что упомянутые выступы могут отделяться при обработке по меньшей мере одним из следующих факторов; воздействие ультразвуковых волн высокой интенсивности и погружение в жидкость.

35. Структура по п. 34, где упомянутые отделенные выступы частицы создают нано-частицы размером приблизительно до 10 нм.

36. Структура по п. 34, где упомянутые отделенные выступы частицы вступают в электростатическое взаимодействие.

37. Структура по п. 24, где упомянутые метилированные участки упомянутой частицы деметилируют и добавляют вторую группу выступов с зарядом, противоположным заряду первой группы выступов, с образованием частицы с двумя группами выступов, имеющими противоположные заряды.

38. Структура по п. 1, где упомянутая частица приобретает заряд через двойной электрический слой для того, чтобы быть способной к электростатическому взаимодействию с участками третьего компонента.

39. Структура по п. 1, где упомянутая частица является способной к изменению заряда на противоположный в соответствии с рН окружающей среды.

40. Структура по п. 1, где упомянутая частица используется для направленного воздействия на микроорганизмы различных типов.

41. Структура по п. 1, где упомянутая частица способна взаимодействовать по меньшей мере с пораженными участками клеток или бактерией, в то время как упомянутая частица сохраняет высокую абсорбционную способность и избирательность.

42. Структура по п. 1, где упомянутая частица способна адсорбировать токсичные вещества, образованные в результате жизнедеятельности и разложения биосистемы.

43. Структура по п. 1, где упомянутая частица характеризуется двойным действием, так, что любая биологическая функция, вызванная присутствием упомянутой частицы, сопровождается по меньшей мере одним из следующих процессов: нейтрализации, абсорбции и разрушения токсичного продукта.

44. Структура по п. 1, где упомянутая частица характеризуется широким спектром взаимодействий, от межмолекулярных до химических, с по меньшей мере одним из: окружающей средой и границей любой системы, расположенной в ней.

45. Структура по п. 1, где упомянутая частица проявляет, при появлении третьего компонента упомянутой трехсторонней биологической системы, активные самоорганизующие свойства, отвечая таким образом адекватно и избирательно на появление упомянутого третьего компонента и на его заряженное состояние, формируя посредством этого локальную стабильную трехкомпонентную систему.

46. Структура по п. 1, где упомянутая частица проявляет избирательность действия в зависимости от размера и формы объекта, от заряда, от гидрофильности-гидрофобности образца и от доступности функциональных групп.

47. Структура по п. 1, где упомянутая частица способна структуризовать биоокружение с образованием по меньшей мере одного из локально негомогенных участков и нано-размерных флуктуаций, взаимодействуя через сеть трехмерных связей, содержащую неорганическую частицу.

48. Структура по п. 1, где упомянутая частица образует упомянутую трехстороннюю биологическую систему, в которой упомянутая окружающая среда включает структурированные тиксотропные биожидкости, упомянутая система действует как аналог мембран, препятствуя транспорту бактерии, или продуктов ее питания и растворенных неорганических соединений и ионов.

49. Структура по п. 48, где упомянутая частица образует стабильную трехмерную структуру в тиксотропной окружающей среде при контакте с неживым компонентом, и образует нестабильную структуру, которая обладает изменчивой тиксотропией при контакте с живым компонентом.

50. Структура по п. 1, где упомянутая частица обладает способностью к адсорбции и хемисорбции, и к образованию хелатов, позволяющей выделять неорганические и органические компоненты.

51. Структура по п. 50, где упомянутая частица обладает адсорбционной способностью к взаимодействию с гидрофобно-гидрофильными участками биообъектов, а также к специфическому взаимодействию с компонентами живой окружающей среды.

52. Структура по п. 1, где упомянутая частица представляет собой сочетание положительно и отрицательно заряженных частиц, обеспечивающее капсулирование бактерий.

53. Структура по п. 10, где упомянутая частица имеет упомянутые гидрофильные частицы, которые используются для инактивации бактерий в блоке структуризованной воды, с практическим разрывом связей между бактериями и окружающей средой.

54. Структура по п. 10, где упомянутую частицу используют для по меньшей мере одного из: межмолекулярного взаимодействия с гидрофобными участками мембраны, накопления и удаления жиров.

55. Структура по п. 10, где упомянутая частица характеризуется конкретным гидрофобно-гидрофильным балансом на поверхности, способствующим образованию разветвленной трехмерной сети в системе невзаимодействующего гидрофобно-гидрофильного окружения через поверхность твердого тела.

56. Структура по п. 10, где упомянутая частица характеризуется данным гидрофобно-гидрофильным балансом на поверхности, вызывающим протекание химических реакций специфических поверхностных гидроксильных групп с хлоридами металлов, создавая высоко неоднородную гетерогенную окружающую среду с новыми тиксотропными свойствами, различными зарядами, различными фотохимическими возможностями и другими измененными свойствами.

57. Структура по п. 24, где упомянутую частицу образуют с помощью ряда слоев активных ингредиентов, которые капсулируются в покрытиях, обеспечивающих медленное высвобождение.

58. Структура по п. 52, где упомянутая частица имеет активные ингредиенты, которые высвобождаются последовательно, и последний активный ингредиент абсорбирует продукты реакции.

59. Структура по п. 24, где упомянутые выступы частицы образуют систему "ключ к замку", посредством чего закрывают ионный канал, капсулируют микроб и защищают его от воздействия окружающей среды.

60. Структура по п. 10, где упомянутые гидроксильные группы заменяют по меньшей мере на один из неорганических радикалов и органических радикалов, включающих группу, состоящую из аминов, спиртов, иода и брома, приводя к образованию связей донорно-акцепторного типа, комплексов с переносом заряда координационного типа, ковалентных связей и дисперсионному взаимодействию с функциональными радикалами биологического объекта.

61. Структура по п. 24, где упомянутая частица является механической смесью упомянутых частиц, которые по разному заряжены в присутствии воды, в зависимости от рН окружающей среды, и, следовательно, по разному будут взаимодействовать друг с другом и с конкретными участками биологических мембран.

62. Структура по п. 24, где упомянутую частицу подвергают механическому смешиванию с последующим помещением веществ с гетерогенными структурами в водную среду, что приводит к образованию ксерогелей с ультрагетерогенной пористой структурой.

63. Способ модификации поверхности высокодисперсных нано-частиц гидратированных оксидов путем частичного метилирования, где упомянутый способ включает стадии: тепловой обработки упомянутых частиц в открытом сосуде при соответствующей температуре для того, чтобы удалить абсорбированную и связанную структурную воду; взаимодействия упомянутых термообработанных частиц с функциональными органическими молекулами в газообразной фазе при высокой температуре для метилирования поверхностных гидроксильных групп; удаления избытка реагента и продуктов реакции; гидролиза непрореагировавших хлоридных групп на упомянутой поверхности путем нагревания в присутствии насыщенного водяного пара; заключительного нагревания в по меньшей мере в открытом сосуде или в инертной атмосфере; и охлаждения, так что упомянутые нано-частицы становятся модифицированными посредством частичного метилирования их поверхности.

64. Способ по п. 63, где стадии взаимодействия упомянутых обработанных теплом частиц протекают в течение приблизительно 5-60 мин, при температуре, составляющей приблизительно 200-300^oС, продолжительность упомянутого воздействия определяет процент упомянутого метилирования.

65. Способ по п. 63, где стадию гидролиза проводят при температуре, составляющей приблизительно 250-300^oС в течение приблизительно одного часа.

66. Способ по п. 63, где упомянутую заключительную стадию нагревания проводят при температуре, составляющей приблизительно 200-300^oС.

67. Способ по п. 63, дополнительно включающий стадию проверки процента метилирования с помощью ИК спектроскопии, упомянутые гидроксильные группы проявляются приблизительно при 3750 нм, а упомянутые метильные группы проявляются приблизительно при 2980 нм.

68. Способ по п. 63, дополнительно включающий стадию протравливания неметилированных участков поверхности для того, чтобы создать взаимосвязанные внутренние каналы, обеспечивающие упомянутым частицам высокую площадь поверхности на единицу массы.

69. Способ по п. 63, дополнительно включающий стадию дополнительной модификации упомянутых частично метилированных частиц путем создания шиповидных выступов на упомянутой поверхности упомянутых частиц в участках, которые не были метилированы, путем тепловой обработки в присутствии желательного компонента.

70. Способ по п. 69, дополнительно включающий стадию отслеживающего контроля роста упомянутых выступов путем измерения интенсивности упомянутого пика гидроксильных групп при 3750 нм с помощью ИК спектроскопии.

71. Способ по п. 69, где упомянутые шиповидные выступы включают по меньшей мере один из: SiO₂, Al₂O₃ и TiO₂.

72. Способ по п. 69, где стадию тепловой обработки в присутствии SiO₂ проводят по меньшей мере при одной из температур: 200^oС, 400^oС и 650^oС.

73. Способ по п. 69, где стадию тепловой обработки в присутствии по меньшей мере одного из Al₂O₃ и TiO₂ проводят при температуре, составляющей приблизительно 200-400^oС.

74. Способ по п. 69, дополнительно включающий стадии нагревание упомянутых частиц приблизительно до 500-700^oС для деметилирования упомянутых метилированных участков упомянутой поверхности частицы, посредством этого также метилирование упомянутых шиповидных выступов для образования защитного колпачка; и создание второго типа выступов на упомянутых деметилированных участках путем тепловой обработки в присутствии второго компонента, так, чтобы второй тип выступов образовался на упомянутых деметилированных участках.

75. Способ по п. 74, дополнительно включающий стадию: повторение частичного метилирования упомянутой частицы до получения разветвленных выступов.

76. Способ по п. 63, дополнительно включающий стадии: создание капелек размером приблизительно 50-100 микрон с помощью ультразвукового диспергатора; загружение упомянутых капелек в камеру со слоем упомянутых гидрофобных частиц, так, что упомянутые капельки становятся покрытыми упомянутыми частицами благодаря сталкивающим силам; и введение упомянутых покрытых капелек в эмульсию при турбулентном перемешивании, так, что упомянутые гидрофобные частицы будут позволять внедрение в масляную среду, приводя к образованию эмульсии с высоким содержанием воды.

77. Способ по п. 76, где упомянутую стадию введения упомянутых покрытых капелек проводят в окружающей среде, обогащенной газом, для того, чтобы создать водно-масляно-газовую эмульсию.

78. Способ по п. 77, где упомянутый газ является по меньшей мере одним из воздуха и озона.

79. Структура по п. 10, где сочетание частично гидрофильных и гидрофобных частиц реализовано в зубной пасте.

80. Структура по п. 79, где упомянутые частично гидрофильные частицы разрушают сцепление между зубным налетом и эмалью зубов.

81. Структура по п. 80, где упомянутые частично гидрофобные частицы адсорбируют зубной налет, высвобождаемый упомянутыми частично гидрофильными частицами.

82. Структура по п. 79, где зубная паста дополнительно включает частицы с отрицательным электрическим зарядом для обработки воспаленной ткани десен.

83. Гидрофобная частица по п. 79, дополнительно включающая фтор для непосредственной доставки к зубной эмали.

84. Структура по п. 79, где зубная паста дополнительно включает фтор.

85. Структура по п. 79, где упомянутые частично гидрофильные частицы и упомянутые частично гидрофобные частицы составляют менее чем приблизительно 20% от общей массы упомянутой зубной пасты.

86. Структура по п. 10, где упомянутая частица является сочетанием гидрофильных и гидрофобных частиц, которые реализованы в жевательной резинке для применения в качестве средства для ухода за зубами.

87. Структура по п. 10, где упомянутая частица предназначена для применения в медицинской области.

88. Структура по п. 10, где упомянутая частица предназначена для применения в косметической области.

89. Структура по п. 10, где упомянутая частица предназначена для применения в гигиенической области.

90. Структура по п. 10, где упомянутая частица предназначена для применения в пищевой промышленности.

91. Структура по п. 10, где упомянутая частица предназначена для применения в сельскохозяйственной области.

92. Структура по п. 10, где упомянутая частица предназначена для применения в обработке воды.

93. Структура по п. 10, где упомянутая частица предназначена для применения в дезинфекции.