[go: up one dir, main page]

RU2750377C1 - Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers - Google Patents

Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers Download PDF

Info

Publication number
RU2750377C1
RU2750377C1 RU2020125715A RU2020125715A RU2750377C1 RU 2750377 C1 RU2750377 C1 RU 2750377C1 RU 2020125715 A RU2020125715 A RU 2020125715A RU 2020125715 A RU2020125715 A RU 2020125715A RU 2750377 C1 RU2750377 C1 RU 2750377C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hyaluronic acid
kda
bromelain
weight hyaluronic
enzyme
Prior art date
Application number
RU2020125715A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Геннадьевна Холявка
Валерий Григорьевич Артюхов
Светлана Михайловна Панкова
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 RU2020125715A priority Critical patent/RU2750377C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750377C1 publication Critical patent/RU2750377C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/55Protease inhibitors
    • A61K38/56Protease inhibitors from plants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • 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
    • C12N11/08Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer

Landscapes

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

Abstract

FIELD: chemical and pharmaceutical industry; medicine.
SUBSTANCE: present invention relates to the field of chemical and pharmaceutical industry and medicine, namely, to a method for producing an immobilized enzyme preparation based on bromelain, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid. The method includes the dissolution of bromelain in an aqueous solution of low-molecular-weight hyaluronic acid 300 kDa or medium-molecular-weight hyaluronic acid 500 kDa or high-molecular-weight hyaluronic acid 800 kDa in a ratio of 10 mg of bromelain per 2 ml of an aqueous solution of low-molecular-weight hyaluronic acid 300 kDa or medium-molecular-weight hyaluronic acid 500 kDa or high-molecular-weight hyaluronic acid 800 kDa at a concentration of 1.5%. Mixing is carried out until complete dissolving at room temperature. Bromelain is then immobilized by adding to the resulting mixture of a graft copolymer of carboxymethylcellulose 50-100 kDa (CMC) or chitosan 50-100 kDa (CHTS) with N-vinylimidazole (VI) or N,N-dimethylaminoethylmethacrylate (DMAEMA) in an amount of 100 to 290 mg to obtain a liquid preparation or 300 to 500 mg to obtain a gel. Due to the invention, bromelain solutions can be stored at temperatures from 4 to 25ºC for 21 days, and the enzyme becomes more stable in comparison with the native one and it is able to penetrate into the deep layers of the skin. The introduction of modified polysaccharides into the composition of the preparation allows not only to vary the viscosity and consistency of the samples (from the liquid state to the gel with different fluidity), but also promotes the formation of conjugates with an enzyme with a large number of bonds and interactions between the polysaccharide and the enzyme, compared with unmodified carboxymethylcellulose and chitosan. This further increases the stability of the preparation and the concentration of the active substance in the affected area of the skin, and provides a controlled (portion) release of bromelain, maintaining its necessary concentration for a long time.
EFFECT: increased stability of the preparation.
1 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу стабилизации бромелайна 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 Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилата (ДМАЭМА). Изобретение может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности, медицинской практике, косметологии.The invention relates to biotechnology, namely to a method for stabilizing bromelain with solutions of hyaluronic acid and graft copolymers with a polysaccharide backbone of carboxymethylcellulose (CMC) or chitosan (CTS) with side chains from homopolymers of N-vinylimidazole (VI) or Ν,-dimethyllate DMAEMA). The invention can be used in the chemical-pharmaceutical industry, medical practice, cosmetology.

Бромелайн (КФ 3.4.22.4) - протеолитический фермент, найденный в различных растениях семейства бромелиевые (Bromeliaceae). Энзим, выделенный из Ananas comosus, является наиболее изученным. Молекула бромелайна из стебля этого растения содержит 285 аминокислотных остатков и представляет собой полипептидную цепь, скрепленную пятью дисульфидными связями и несущую одну сульфгидрильную группу. Оптимум каталитической активности фермента лежит при рН 7-10 в зависимости от субстрата, изоэлектрическая точка - 9.55. Константа Михаэлиса у бромелайна из разных источников имеет величину от 0.007 до 6.6 мМ. Температурный оптимум составляет 62°С.Bromelain (EC 3.4.22.4) is a proteolytic enzyme found in various plants of the bromeliad family (Bromeliaceae). The enzyme isolated from Ananas comosus is the most studied. The bromelain molecule from the stem of this plant contains 285 amino acid residues and is a polypeptide chain linked by five disulfide bonds and bearing one sulfhydryl group. The optimum catalytic activity of the enzyme lies at pH 7-10, depending on the substrate, the isoelectric point is 9.55. The Michaelis constant for bromelain from different sources ranges from 0.007 to 6.6 mM. The optimum temperature is 62 ° C.

Бромелайн широко распространен в медицинской практике, косметологии, кроме того, этот энзим используется в пищевой промышленности в тендеризации (размягчении) мясной продукции, для улучшения ее качества и свойств. Бромелайн применяется при косметическим лечении для уничтожения пигментации и рубцовой ткани [Патент RU 2429028 С2, МПК А61М 35/00, A61K 31/60, А61Р 17/02, А61Р 17/12, опубл. 20.09.2011, Бюл. №26], используется для изготовления лекарства для лечения и/или профилактики глазных болезней, которое обеспечивает уменьшение ангиогенеза [Патент RU 2472523 С2, МПК A61K 38/48, А61Р 27/02, опубл. 20.01.2013, Бюл. №2], входит в состав средств для профилактики заболеваний полости рта [Патент RU 2293551 C1, A61K 8/19, A61K 8/34, A61K 8/36, A61K 8/37, A61K 8/40, A61K 8/55, A61K 8/99, A61Q 11/00, опубл. 20.02.2007, Бюл. №5], профилактики распространения морщин, мимических морщинок, гиперпигментации, вялости и сухости кожи [Патент RU 2558848 С1, МПК A61K 8/98, A61Q 19/08, опубл. 10.08.2015, Бюл. №22]. Бромелайн используется в композиции, включающей гидролизованные белки дрожжей для обеспечения косметической активности и стабильности с течением времени [Патент RU 2491910 С2, МПК A61K 8/02, A61K 8/99, A61Q 5/12, A61Q 7/00, A61K 36/064, А61Р 17/06, А61Р 17/08, А61Р 17/10, опубл. 10.09. 2013, Бюл. №25].Bromelain is widespread in medical practice, cosmetology, in addition, this enzyme is used in the food industry in the tenderization (softening) of meat products, to improve its quality and properties. Bromelain is used in cosmetic treatment to destroy pigmentation and scar tissue [Patent RU 2429028 C2, IPC A61M 35/00, A61K 31/60, A61P 17/02, A61P 17/12, publ. 20.09.2011, Bul. No. 26], is used for the manufacture of drugs for the treatment and / or prevention of eye diseases, which provides a decrease in angiogenesis [Patent RU 2472523 C2, IPC A61K 38/48, A61P 27/02, publ. 01/20/2013, Bul. No. 2], is part of the means for the prevention of oral diseases [Patent RU 2293551 C1, A61K 8/19, A61K 8/34, A61K 8/36, A61K 8/37, A61K 8/40, A61K 8/55, A61K 8/99, A61Q 11/00, publ. 02/20/2007, Bul. No. 5], prevention of the spread of wrinkles, expression lines, hyperpigmentation, lethargy and dryness of the skin [Patent RU 2558848 C1, IPC A61K 8/98, A61Q 19/08, publ. 08/10/2015, Bul. No. 22]. Bromelain is used in a composition comprising hydrolyzed yeast proteins to ensure cosmetic activity and stability over time [Patent RU 2491910 C2, IPC A61K 8/02, A61K 8/99, A61Q 5/12, A61Q 7/00, A61K 36/064, А61Р 17/06, А61Р 17/08, А61Р 17/10, publ. 10.09. 2013, Bul. No. 25].

Гиалуроновая кислота - природный линейный несульфатированный гликозаминогликан, представляющий собой крупные полисахаридные молекулы, состоящие из остатков D-глюкуроновой кислоты и D-N-ацетилглюкозамина, соединенных поочередно β-1,4- и β-1,3-гликозидными связями.Hyaluronic acid is a natural linear unsulfated glycosaminoglycan, which is a large polysaccharide molecule consisting of D-glucuronic acid and D-N-acetylglucosamine residues, connected alternately by β-1,4- and β-1,3-glycosidic bonds.

Существует множество препаратов в медицинской практике, косметологии, фармацевтической промышленности, которые включают гиалуроновую кислоту. Описана композиция на основе гиалуроновой кислоты, которая относится к наполнителям мягких тканей, например, кожным и подкожным наполнителям [Патент RU 2496473 С2, A61K 8/73, A61L 27/20, A61K 47/36, опубл. 27.10.13, Бюл. №30]. Гиалуроновая кислота используется для лечения глазных болезней, входит в состав имплантата, предназначенного для лечения глаукомы [Патент RU 2532333 С2, A61K 31/5575, А61Р 27/06, опубл. 10.11.2014, Бюл. №31]. В офтальмологии высокомолекулярная гиалуроновая кислота входит в состав мази для лечения повреждений переднего отрезка глазного яблока, которая обеспечивает усиление ранозаживляющего эффекта [Патент RU 2173136 C1, A61K 9/06, 31/728, А61Р 27/00, опубл. 10.09.2001]. Описан способ получения стерильного вязкоэластичного биополимера на основе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты для применения в медицине [Патент RU 2501811 С2, С08В 37/00, опубл. 20.12.2013, Бюл. №35]. Гиалуроновая кислота используется как средство, обладающее анаболическим действием и применяемое при патологических состояниях, связанных с мышечной дистрофией [Патент RU 2378007 C1, A61K 38/51, А61Р 21/06, опубл. 10.01.2010, Бюл. №1]. В косметологии известна композиция с омолаживающим действием и лифтинг-эффектом на основе гиалуроновой кислоты, которая позволяет достичь выраженный эстетический результат за счет физиологического механизма стимуляции выработки собственной гиалуроновой кислоты в коже [Патент RU 2543651 C1, A61K 8/44, A61K 8/64, A61Q 19/00, опубл. 10.03.2015, Бюл. №7].There are many drugs in medical practice, cosmetology, and the pharmaceutical industry that include hyaluronic acid. Described is a composition based on hyaluronic acid, which belongs to soft tissue fillers, for example, dermal and subcutaneous fillers [Patent RU 2496473 C2, A61K 8/73, A61L 27/20, A61K 47/36, publ. 10/27/13, Bul. No. 30]. Hyaluronic acid is used to treat eye diseases, is part of an implant intended for the treatment of glaucoma [Patent RU 2532333 C2, A61K 31/5575, A61P 27/06, publ. 10.11.2014, Bul. No. 31]. In ophthalmology, high molecular weight hyaluronic acid is part of an ointment for treating damage to the anterior segment of the eyeball, which enhances the wound healing effect [Patent RU 2173136 C1, A61K 9/06, 31/728, A61P 27/00, publ. 09/10/2001]. Described is a method for producing a sterile viscoelastic biopolymer based on high molecular weight hyaluronic acid for use in medicine [Patent RU 2501811 C2, C08B 37/00, publ. 12/20/2013, Bul. No. 35]. Hyaluronic acid is used as an anabolic agent and is used in pathological conditions associated with muscular dystrophy [Patent RU 2378007 C1, A61K 38/51, A61P 21/06, publ. 10.01.2010, Bul. No. 1]. In cosmetology, a composition with a rejuvenating effect and a lifting effect based on hyaluronic acid is known, which allows achieving a pronounced aesthetic result due to the physiological mechanism of stimulating the production of its own hyaluronic acid in the skin [Patent RU 2543651 C1, A61K 8/44, A61K 8/64, A61Q 19/00, publ. 03/10/2015, Bul. No. 7].

Графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы или хитозана с боковыми цепями из N-винилимидазола или Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилата являются водорастворимыми в широкой области составов, кроме того водные растворы сополимеров, содержащих в боковых цепях звенья Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилата являются термо- и рН-чувствительными и характеризуются наличием нижней критической температуры растворения (НКТР) [V.A. Kuznetsov, Α.V. Sorokin, Μ.S. Lavlinskaya. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and Ν,Ν-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. 2020. Polymer Bulletin. DOI: 10.1007/s00289-020-03250-z]. При содержании звеньев Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилата от 45% выше и близком к нейтральному значению рН величина НКТР находится в области физиологических температур, что позволяет применять такие графт-сополимеры в качестве носителей для целевой доставки лекарственных средств [V.A. Kuznetsov, А.V. Sorokin, Μ.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; V.A. Kuznetsov, Α.V. Sorokin, M.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].Graft copolymers of carboxymethylcellulose or chitosan with side chains of N-vinylimidazole or Ν, Ν-dimethylaminoethylmethacrylate are water-soluble in a wide range of compositions, in addition, aqueous solutions of copolymers containing Ν, Ν-dimethylaminoethyl- and pH-sensitive characterized by the presence of a lower critical dissolution temperature (LCST) [VA Kuznetsov, Α.V. Sorokin, Μ.S. Lavlinskaya. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. 2020. Polymer Bulletin. DOI: 10.1007 / s00289-020-03250-z]. When the content of Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate units is from 45% higher and close to neutral pH, the LCST is in the physiological temperature range, which makes it possible to use such graft copolymers as carriers for targeted drug delivery [V.A. Kuznetsov, A.V. Sorokin, Μ.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; V.A. Kuznetsov, Α.V. Sorokin, M.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].

На данный момент нет сведений о комплексах растительного фермента бромелайна с гиалуроновой кислотой и полисахаридами, модифицированными виниловыми мономерами, такими как графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА).At the moment, there is no information on complexes of the plant enzyme bromelain with hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers, such as graft copolymers of carboxymethyl cellulose (CMC) or chitosan (ChTZ) with N-vinyl imidazole (VI) or Ν, Ν-dimethylaminoethylMA) ...

Известен способ получения гетерогенного препарата на основе бромелайна, обладающего ранозаживляющими свойствами [Патент RU 2677343 С2, МПК A61L 15/38, A61K 38/56, C12N 11/08, А61Р 17/02, опубл. 16.01.2019, Бюл. №3], который включает иммобилизацию бромелайна в буферном растворе на матрице ионообменных волокон ВИОН КН-1 или ВИОН АН-1 в соотношении 20 мл раствора фермента в концентрации 2 мг/мл на 1 г волокон; в качестве буферного раствора для иммобилизации на ВИОН КН-1 используют 0.05 Μ глициновый буфер с рН 9.0-10,5 или 0.05 Μ боратный буфер с рН 8.0 без добавления KCl, а для иммобилизации на ВИОН АН-1 - 0.2 Μ ацетатный буфер с рН 5.0; инкубация проводится в течение 24 часов при комнатной температуре, образовавшийся осадок промывают использованным при иммобилизации буфером до отсутствия в промывных водах белка.A known method of obtaining a heterogeneous drug based on bromelain, which has wound healing properties [Patent RU 2677343 C2, IPC A61L 15/38, A61K 38/56, C12N 11/08, A61P 17/02, publ. 16.01.2019, Bul. No. 3], which includes the immobilization of bromelain in a buffer solution on a matrix of ion-exchange fibers VION KN-1 or VION AN-1 in a ratio of 20 ml of an enzyme solution at a concentration of 2 mg / ml per 1 g of fiber; 0.05 Μ glycine buffer with pH 9.0-10.5 or 0.05 Μ borate buffer with pH 8.0 without addition of KCl is used as a buffer solution for immobilization on VION KN-1, and 0.2 Μ acetate buffer with pH is used for immobilization on VION AN-1 5.0; incubation is carried out for 24 hours at room temperature, the formed precipitate is washed with the buffer used during immobilization until there is no protein in the washings.

Недостатком способа является получение ферментного препарата в твердой фазе, не позволяющей проникать молекулам бромелайна в глубокие слои кожи.The disadvantage of this method is the production of an enzyme preparation in the solid phase, which does not allow the penetration of bromelain molecules into the deep layers of the skin.

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].A patented method for stabilizing enzymes - pepsin, chymotrypsin, trypsin, pancreatin, papain and other proteases, by adding polysaccharides to their solutions - guar gum, xanthan gum, locust bean gum, starch, dextran, pullulan, alginic acid, hyaluronan pectin, chitosan and other polysaccharides, as well as cellulose derivatives: carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose [JPH034791A].

Известен способ получения препарата бромелайна в геле на основе пищевого хитозана и сукцината хитозана, который включает иммобилизацию бромелайна в буферном растворе на матрицу хитозана в соотношении 20 мл раствора фермента в концентрации 5 мг/мл на 1 г носителя; инкубирование 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 либо 0,05 Μ глициновый буфер с рН 8,6 для пищевого хитозана или с рН 9,0-9,5 для сукцината хитозана; либо 0,05 Μ ацетатный буфер с рН 5,5 для пищевого хитозана или 5,0 для сукцината хитозана; инкубирование проводится в течение 2 часов. Изобретение позволяет увеличить скорость ферментативной реакции и повысить эффективность использования полученного препарата, в том числе при осуществлении реакции на твердых поверхностях [Патент RU 2691611, МПК C12N 11/04, C12N 11/10, опубл. 14.06.2019 Бюл. №17].A known method of obtaining a preparation of bromelain in a gel based on food-grade chitosan and chitosan succinate, which includes immobilization of bromelain in a buffer solution on a chitosan matrix in a ratio of 20 ml of an enzyme solution at a concentration of 5 mg / ml per 1 g of carrier; incubation at room temperature with occasional stirring; washing the formed precipitate with 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) until there is no protein in the washings, characterized in that the immobilization is carried out on a matrix of food-grade chitosan with a molecular weight of less than 100 kDa or chitosan succinate; as a buffer solution for immobilization, either 0.05 Μ glycine buffer with a pH of 8.6 for edible chitosan or with a pH of 9.0-9.5 for chitosan succinate is used; either 0.05 Μ acetate buffer with pH 5.5 for edible chitosan or 5.0 for chitosan succinate; incubation is carried out for 2 hours. The invention makes it possible to increase the speed of the enzymatic reaction and to increase the efficiency of using the obtained preparation, including when carrying out the reaction on hard surfaces [Patent RU 2691611, IPC C12N 11/04, C12N 11/10, publ. 06/14/2019 Bul. No. 17].

В отличие от этих двух способов предложенное нами использование полисахаридов (карбоксиметилцеллюлозы и хитозана), модифицированных виниловыми мономерами (N-винилимидазолом или Ν,Ν-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 бромелайном поверхностных слоев кожи и слизистых оболочек от белковых загрязнений.In contrast to these two methods, the proposed use of polysaccharides (carboxymethylcellulose and chitosan) modified with vinyl monomers (N-vinylimidazole or Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate) provides a greater number of bonds between the polysaccharide and the enzyme during immobilization, which increases the strength of the complex formed and prolongs release of the enzyme to the area of damaged tissues. In addition, the addition of hyaluronic acid to the preparation, which has the property of deep penetration into various layers of the skin, will contribute to better cleansing of the surface layers of the skin and mucous membranes from protein contaminants with bromelain.

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.А. Kuznetsov, Α.V. Sorokin, Μ.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 Ν,Ν-диметиаминоэтилметакрилата не только снижает поверхностный заряд, но придает водному раствору модифицированного полисахарида стимулочувствительные свойства [V.A. Kuznetsov, Α.V. Sorokin, Μ.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].It is known that polymers based on poly-β-glycosides (cellulose and its derivatives, chitosan, hyaluronic acid, etc.) tend to form films that can protect the skin from drying out or provide additional protection on the wound surface. However, the ability to form conjugates in such polymers is somewhat limited by a number of factors: surface charge, type of functional group, etc. Therefore, to impart a number of new properties, it is advisable to carry out chemical modification of natural polysaccharides. For example, the introduction of azole substituents increases the complexing ability of polysaccharides and reduces the surface negative charge of carboxymethylcellulose [V.A. Kuznetsov, Α.V. Sorokin, Μ.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], and the introduction of units of Ν, Ν-dimethyaminoethyl methacrylate not only reduces the surface charge, but gives an aqueous solution of the modified polysaccharide stimulus-sensitive properties [V.A. Kuznetsov, Α.V. Sorokin, Μ.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.A topical antimicrobial dermatological composition [Patent RU 2668827 C2, IPC A61K 38/08, A61K 31/728, A61P 31/00, A61P 17/00, A61K 31/722, publ. 02.10.2018, Bul. No. 28], proposed as a drug in medicine and veterinary medicine, comprising a combination of at least one positively charged antimicrobial peptide combined with a lipid and hyaluronic acid with an average molecular weight of 100 kDa to 800 kDa or one of its salts, and the antimicrobial the peptide is a palmitic acid hexapeptide containing disulfide bridges.

В отличие от прототипа в качестве действующего вещества мы используем не противомикробный пептид, а фермент бромелайн, который кроме антимикробных свойств обладает иммуномодулирующим действием, ускоряет процессы репарации тканей в результате деполимеризации межклеточных структур и модификации проницаемости сосудов, применяется для облегчения воспалительных процессов при травмах, снятия отека мягких тканей, а также для ускорения их восстановления после повреждений, обладает противораковыми свойствами и способностью предотвращать образование тромбов.Unlike the prototype, we use not an antimicrobial peptide as an active substance, but the enzyme bromelain, which, in addition to antimicrobial properties, has an immunomodulatory effect, accelerates tissue repair processes as a result of depolymerization of intercellular structures and modification of vascular permeability, is used to alleviate inflammatory processes in trauma, relieve edema soft tissues, as well as to accelerate their recovery from damage, has anti-cancer properties and the ability to prevent the formation of blood clots.

Кроме того, добавление нами в раствор графт-сополимеров карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) позволяет путем включения в полисахаридный гель (один из способов физической иммобилизации ферментов) дополнительно стабилизировать бромелайн и обеспечить ему пролонгированное действие.In addition, the addition of carboxymethylcellulose (CMC) or chitosan (ChTS) with N-vinylimidazole (VI) or да, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) to the solution of graft copolymers of carboxymethylcellulose (CMC) or chitosan (ChTS) allows stabilize bromelain and provide it with prolonged action.

Технический результат заявленного изобретения заключается в разработке способа получения иммобилизованного жидкого или гелеобразного ферментного препарата на основе бромелайна, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты низкомолекулярной (300 кДа), среднемолекулярной (500 кДа) или высокомолекулярной (800 кДа), благодаря чему растворы бромелайна 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 бромелайна, 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.The technical result of the claimed invention consists in the development of a method for obtaining an immobilized liquid or gel-like enzyme preparation based on bromelain, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid of low molecular weight (300 kDa), medium molecular weight (500 kDa) or high molecular weight (800 kDa solution), due to which can be stored at temperatures from 4 to 25 ° C for 21 days, while the enzyme becomes more stable in comparison with the native and is able to penetrate into the deep layers of the skin, while the introduction of modified polysaccharides into the preparation allows not only varying the viscosity and consistency of the samples (from a liquid state to a gel with different fluidity), but also promotes the formation of conjugates with an enzyme with a large number of bonds and interactions between the polysaccharide and the enzyme, compared to unmodified carboxymethylcellulose and chitosan, which further increases the stability of the preparation rat and the concentration of the active substance in the affected area of the skin, and also provides a controlled (portioned) release of bromelain, maintaining its required concentration for a long time. In addition, the ability of modified polysaccharides to form stable films protects the enzyme and the treated area of the skin from drying out, makes it easy to remove the drug along with pus and exudate.

Технический результат достигается тем, что в способе получения иммобилизованного ферментного препарата на основе бромелайна, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты, включающем растворение бромелайна в водном растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты 300 кДа или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты 500 кДа или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты 800 кДа в соотношении 10 мг бромелайна 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%, перемешивание до полного растворения при комнатной температуре; затем проводят иммобилизацию бромелайна путем добавления к полученной смеси графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы 50-100 кДа (КМЦ) или хитозана 50-100 кДа (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля.The technical result is achieved by the fact that in the method of obtaining an immobilized enzyme preparation based on bromelain, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid, including dissolving bromelain in an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa or medium molecular weight hyaluronic acid 500 kDa the ratio of 10 mg bromelain per 2 ml of an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa or medium molecular weight hyaluronic acid 500 kDa or high molecular weight hyaluronic acid 800 kDa at a concentration of 1.5%, stirring until completely dissolved at room temperature; then immobilization of bromelain is carried out by adding to the resulting mixture of graft copolymer carboxymethylcellulose 50-100 kDa (CMC) or chitosan 50-100 kDa (ChTZ) with N-vinylimidazole (VI) or Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) in an amount from 100 to 290 mg for a liquid preparation or 300 to 500 mg for a gel.

Фиг. 1. Диаграмма значений каталитической активности (А) бромелайна в присутствии гиалуроновой кислоты различной молекулярной массы после его хранения при 4°С.FIG. 1. Diagram of the values of the catalytic activity (A) of bromelain in the presence of hyaluronic acid of various molecular weights after storage at 4 ° C.

Фиг. 2. Диаграмма значений каталитической активности (А) бромелайна в присутствии гиалуроновой кислоты различной молекулярной массы после его хранения при 25°С.FIG. 2. Diagram of the values of the catalytic activity (A) of bromelain in the presence of hyaluronic acid of various molecular weights after storage at 25 ° C.

Фиг. 3. Таблица 1. Вязкость препаратов, содержащих бромелайн, гиалуроновую кислоту и полисахариды, модифицированные виниловыми мономерами.FIG. 3. Table 1. Viscosity of preparations containing bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers.

Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.

В качестве объекта исследования был выбран бромелайн 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 бромелайна применяли графт-сополимеры карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) с молекулярной массой 50-100 кДа.Bromelain from Sigma-Aldrich was chosen as the object of the study; azocasein from Sigma-Aldrich was used as a substrate for hydrolysis. As stabilizing agents, we used three types of hyaluronic acid (Laboratory Gialika LLC) with molecular weights of 300 (NMHC), 500 (SMHC), and 800 (HMGC) kDa. Graft copolymers of carboxymethylcellulose (CMC) or chitosan (ChTS) with N-vinylimidazole (VI) or Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) with a molecular weight of 50-100 kDa were used as a matrix for immobilizing bromelain.

Стабилизацию бромелайна 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 бромелайна графт-сополимер карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или хитозана (ХТЗ) (при молекулярной массе полисахарида 50-100 кДа) с N-винилимидазолом (ВИ) или Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля (табл. 1).Bromelain was stabilized by dissolving its 10 mg weighed portion in 2 ml of an aqueous solution of hyaluronic acid with a molecular weight of 300 (LMHC), 500 (SMHC), or 800 (HMHC) kDa at a concentration of 1.5%, followed by stirring at room temperature until complete dissolution. Then to the resulting mixture was added to immobilize bromelain graft copolymer of carboxymethyl cellulose (CMC) or chitosan (ChTZ) (with a molecular weight of the polysaccharide of 50-100 kDa) with N-vinylimidazole (VI) or Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate in the amount of DMA up to 290 mg for a liquid preparation or from 300 to 500 mg for a gel (Table 1).

Содержание белка в иммобилизованных препаратах бромелайна 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 [

Figure 00000001
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 бромелайна принимали количество фермента, которое в условиях эксперимента гидролизует 1 мкМ субстрата за 1 мин. Удельную протеолитическую активность бромелайна рассчитывали по формуле:The protein content in immobilized bromelain preparations was determined by the Lowry method [Lowry ON, Rosebrough NJ, Faar AL, Randall RJ Protein measurement with folin-phenol reagent // J. Biol. Chem. - 1951. - V. 193. - P. 265-275]. Measurement of the level of proteolytic activity of the enzyme was carried out on the substrate azocasein [
Figure 00000001
FL 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] ... To 200 μL of the sample, 200 μL of Tris-HCl buffer (pH 7.5), 800 μL of azocasein (0.5% in 50 mM Tris-HCl buffer, pH 7.5) were added and incubated for 2 hours at 37 ° C. Then, 800 μl of trichloroacetic acid (TCA) (5%) was added, incubated for 10 minutes at minus 4 ° C, then centrifuged for 3 min at 13000 rpm to remove unhydrolyzed azocasein. To 1200 μl of the supernatant, 240 μl of 3% NaOH was added to neutralize the acid, after which the optical density of the experimental sample was measured at 410 nm in a 1 cm cuvette. The control sample contained 800 μl of azocasein, 800 μl of TCA, 200 μl of Tris-HCl buffer and 200 μl of the sample, which was added after incubation of the mixture for 2 hours at 37 ° C. The unit of catalytic activity of bromelain was defined as the amount of enzyme that, under the experimental conditions, hydrolyzes 1 μM of the substrate in 1 min. The specific proteolytic activity of bromelain was calculated using the formula:

ПА=D*1000/120/200/C,PA = D * 1000/120/200 / C,

где ПА - протеолитическая активность, мкМ/мин на 1 мг белка,where PA is proteolytic activity, μM / min per 1 mg of protein,

D - оптическая плотность пробы при 410 нм,D is the optical density of the sample at 410 nm,

С - концентрация белка в пробе, мг/мл, измеренная по методу Лоури,С - protein concentration in the sample, mg / ml, measured by the Lowry method,

120 - время инкубации в минутах,120 - incubation time in minutes,

200 - объем пробы, в мкл,200 - sample volume, in μl,

1000 - пересчет в мкМ.1000 - recalculation in μM.

Статистическую обработку полученных результатов проводили при уровне значимости 5% с использованием t-критерия Стьюдента.The results were statistically processed at a 5% significance level using Student's t-test.

Были проведены исследования стабильности бромелайна 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.Studies have been conducted on the stability of bromelain in hyaluronic acid solutions (300, 500 and 800 kDa) in comparison with the native enzyme. The preparations were incubated at 4 and 25 ° C for 0, 1, 2, 3, 7, 14, and 21 days with further measurement of proteolytic activity. The results are shown in FIG. 12.

В ходе наших экспериментов было выявлено, что гиалуроновая кислота не ингибирует бромелайн. На фиг. 1 представлена диаграмма зависимости каталитической активности энзима от времени его хранения при 4°С. Установлено, что протеолитическая активность нативного бромелайна снижается с 1 до 7 дня инкубации с 80% до 35%. После 21 суток при температуре 4°С фермент сохраняет 32% своей активности. Бромелайн в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты после инкубации при 4°С на 1, 2 и 3 сутки проявляет 95, 87, 65% от исходной протеолитической активности. Энзим, находящийся в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты при 4°С, на 21 день имеет активность 37%. Установлено, что бромелайн в растворе среднемолекулярной гиалуроновой кислоты через 21 день сохраняет 59% своей активности при 4°С. Снижение каталитической способности в данном случае происходит постепенно без резких скачков. Активность бромелайна в растворе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты после инкубации в холодильнике на 21 день составляет 76%.In the course of our experiments, it was revealed that hyaluronic acid does not inhibit bromelain. FIG. 1 shows a diagram of the dependence of the catalytic activity of the enzyme on the time of its storage at 4 ° C. It was found that the proteolytic activity of native bromelain decreases from day 1 to day 7 of incubation from 80% to 35%. After 21 days at 4 ° C, the enzyme retains 32% of its activity. Bromelain in a solution of low molecular weight hyaluronic acid after incubation at 4 ° C on days 1, 2 and 3 shows 95, 87, 65% of the initial proteolytic activity. The enzyme, which is in a solution of low molecular weight hyaluronic acid at 4 ° C, has an activity of 37% on day 21. It was found that bromelain in a solution of medium molecular weight hyaluronic acid after 21 days retains 59% of its activity at 4 ° C. The decrease in catalytic capacity in this case occurs gradually without sharp jumps. The activity of bromelain in a solution of high molecular weight hyaluronic acid after incubation in a refrigerator for 21 days is 76%.

На фиг. 2 изображена диаграмма изменения каталитической активности бромелайна после его хранения при 25°С. При 25°С нативный фермент снижает активность с 77% до 37% с 1 по 7 день инкубации, после 21 дня активность бромелайна составляет 34%. Энзим в растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты после инкубации при 25°С на 1, 2 и 3 сутки сохраняет каталитическую способность на 88, 77, 57% от исходной протеолитической активности, на 21 день препарат бромелайна имеет 36% ферментативной способности. Бромелайн в растворе среднемолекулярной гиалуроновой кислоты через 21 день сохраняет 57% своей активности при 25°С. Показано, что активность бромелайна в растворе высокомолекулярной гиалуроновой кислоты после его хранения при 25°С на 21 день инкубации снижается до 44%.FIG. 2 shows a diagram of the change in the catalytic activity of bromelain after storage at 25 ° C. At 25 ° C, the native enzyme reduces the activity from 77% to 37% from 1 to 7 days of incubation; after 21 days, the activity of bromelain is 34%. The enzyme in a solution of low molecular weight hyaluronic acid after incubation at 25 ° C for 1, 2 and 3 days retains its catalytic ability at 88, 77, 57% of the initial proteolytic activity, on day 21 the bromelain preparation has 36% of the enzymatic ability. Bromelain in a solution of medium molecular weight hyaluronic acid after 21 days retains 57% of its activity at 25 ° C. It was shown that the activity of bromelain in a solution of high molecular weight hyaluronic acid after storage at 25 ° C on the 21st day of incubation decreases to 44%.

Таким образом, был разработан способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе бромелайна, 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 Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) для иммобилизации бромелайна.Thus, a method was developed for preparing an immobilized enzyme preparation based on bromelain, low molecular weight (300 kDa), medium molecular weight (500 kDa), and high molecular weight (800 kDa) hyaluronic acid, followed by the addition of carboxymethyl cellulose graft copolymer (CMC) or chitosan -vinylimidazole (VI) or Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) for the immobilization of bromelain.

При этом полученный предложенным способом препарат можно хранить при температурах от 4 до 25°С в течение 21 суток, а бромелайн 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 бромелайна, 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.In this case, the drug obtained by the proposed method can be stored at temperatures from 4 to 25 ° C for 21 days, while bromelain becomes more stable in comparison with native and is able to penetrate into the deep layers of the skin. The introduction of modified polysaccharides into the preparation allows not only to vary the viscosity and consistency of samples (from a liquid state to a gel with different fluidity), but also promotes the formation of conjugates with an enzyme with a large number of bonds and interactions between the polysaccharide and the enzyme, in comparison with unmodified carboxymethylcellulose and chitosan , which further increases the stability of the drug and the concentration of the active substance in the affected area of the skin, and also provides a controlled (portioned) release of bromelain, maintaining its required concentration for a long time. In addition, the ability of modified polysaccharides to form stable films protects the enzyme and the treated area of the skin from drying out, makes it easy to remove the drug along with pus and exudate.

Claims (1)

Способ получения иммобилизованного ферментного препарата на основе бромелайна, полисахаридов, модифицированных виниловыми мономерами, и гиалуроновой кислоты, включающий растворение бромелайна в водном растворе низкомолекулярной гиалуроновой кислоты 300 кДа, или среднемолекулярной гиалуроновой кислоты 500 кДа, или высокомолекулярной гиалуроновой кислоты 800 кДа в соотношении 10 мг бромелайна 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 проводят иммобилизацию бромелайна путем добавления к полученной смеси графт-сополимера карбоксиметилцеллюлозы 50-100 кДа (КМЦ) или хитозана 50-100 кДа (ХТЗ) с N-винилимидазолом (ВИ) или Ν,Ν-диметиламиноэтилметакрилатом (ДМАЭМА) в количестве от 100 до 290 мг для получения жидкого препарата или от 300 до 500 мг для получения геля.A method of obtaining an immobilized enzyme preparation based on bromelain, polysaccharides modified with vinyl monomers, and hyaluronic acid, including dissolving bromelain in an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa, or a medium molecular weight ratio of hyaluronic acid 500 kDa, or high molecular weight hyaluronic acid in 10 mg kDa hyaluronic acid 2 ml of an aqueous solution of low molecular weight hyaluronic acid 300 kDa, or medium molecular weight hyaluronic acid 500 kDa, or high molecular weight hyaluronic acid 800 kDa at a concentration of 1.5%, while stirring until completely dissolved at room temperature; then immobilization of bromelain is carried out by adding to the resulting mixture of graft copolymer carboxymethylcellulose 50-100 kDa (CMC) or chitosan 50-100 kDa (ChTZ) with N-vinylimidazole (VI) or Ν, Ν-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) in an amount from 100 to 290 mg for a liquid preparation or 300 to 500 mg for a gel.
RU2020125715A 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers RU2750377C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125715A RU2750377C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125715A RU2750377C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750377C1 true RU2750377C1 (en) 2021-06-28

Family

ID=76820210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125715A RU2750377C1 (en) 2020-07-27 2020-07-27 Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750377C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819793C1 (en) * 2023-10-31 2024-05-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method of producing a hybrid preparation of bromelain and chitosan ascorbate in form of a thick solution

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034791A (en) * 1989-05-30 1991-01-10 Kanebo Ltd Stabilization of enzyme
RU2677343C2 (en) * 2017-07-03 2019-01-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method for obtaining heterogeneous preparation based on bromelain with the wound-healing properties
RU2711786C1 (en) * 2018-12-26 2020-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method for producing a heterogeneous bromeline preparation which is covalently bound to a chitosan matrix

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034791A (en) * 1989-05-30 1991-01-10 Kanebo Ltd Stabilization of enzyme
RU2677343C2 (en) * 2017-07-03 2019-01-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method for obtaining heterogeneous preparation based on bromelain with the wound-healing properties
RU2711786C1 (en) * 2018-12-26 2020-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method for producing a heterogeneous bromeline preparation which is covalently bound to a chitosan matrix

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Liliana Gianfreda et al., Enzyme stabilization: state of the art / Molecular and Cellular Biochemistry, 1991, Vol. 100, pp. 97-128. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819793C1 (en) * 2023-10-31 2024-05-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method of producing a hybrid preparation of bromelain and chitosan ascorbate in form of a thick solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Biswas et al. Recent advancement of biopolymers and their potential biomedical applications
Ullah et al. Applications of bacterial cellulose in food, cosmetics and drug delivery
US11787922B2 (en) Hydrophobically modified chitosan compositions
JP3337472B2 (en) Wound healing agent
Weng et al. Non-cytotoxic, in situ gelable hydrogels composed of N-carboxyethyl chitosan and oxidized dextran
JP3094074B2 (en) Polysaccharide gel composition
CN101381411B (en) Sipunculid collagen protein and preparation method thereof
KR20150111372A (en) Injectable filler
KR102280553B1 (en) Improved hydrogel hemostatic agent manufacturing method, and hemostatic agent thereof
CN109806182A (en) A kind of composition and its preparation method and application containing hyaluronic acid and amino acid
KR20110138917A (en) Molecular Weight Control Method of Biodegradable Polymer Using Ultrasonic Decomposition
CN105324486B (en) Method for producing hyaluronic acid and anti-adhesive composition containing hyaluronic acid produced by the production method
RU2750377C1 (en) Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2303984C2 (en) Superbranched amylopectin applicable in methods for surgically and therapeutically treating mammals or in methods for diagnosing diseases primarily as volume plasma-substitute
EP0621776B1 (en) Injectable composition containing collagen microcapsules
CN105820267A (en) Skin wound repairing preparation as well as preparation method and application thereof
RU2750382C1 (en) Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2750378C1 (en) Method for producing immobilized enzyme preparation based on papain, polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2744457C1 (en) Method for obtaining an immobilized enzyme product based on ficin, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2750376C1 (en) Method for obtaining immobilized enzyme preparation based on trypsin, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2795425C1 (en) Method for obtaining hybrid preparation of papain and carboxymethylcellulose in the form of a dense solution
RU2792783C1 (en) Method for obtaining ficin and chitosan acetate hybrid preparation in the form of a dense solution
RU2712690C1 (en) Method of producing papain preparation in gel based on food chitosan and chitosan succinate
RU2771183C1 (en) Method for producing ficin preparation in gel based on carboxymethylcellulose
Raizaday et al. Chitosan and its derivatives as a potential nanobiomaterial: Drug delivery and biomedical application