Способ получения катализатора для разложения пероксида водорода при обработке контактных линз

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА ПРИ ОБРАБОТКЕ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗ(71) Заявитель Учреждение Белорусского государственного университета Научно-исследовательский институт физико-химических проблем(72) Авторы Соколов Валерий Георгиевич Бирюкова Наталья Маратовна(73) Патентообладатель Учреждение Белорусского государственного университета Научно-исследовательский институт физико-химических проблем(57) Способ получения катализатора для разложения пероксида водорода при обработке контактных линз, включающий нанесение слоя платины на керамическое формовочное основание, отличающийся тем, что формовочное основание для катализатора выполняют из керамики с размером пор 8-300 нм, полученной спеканием при 1000-1100 С однородной смеси оксидов магния, кремния, алюминия, титана и бария, платиновый слой наносят химическим восстановлением платины из раствора, содержащего 0,2-1,0 г платинохлористоводородной кислоты, 0,05-0,10 г полибутилтитаната, 0,07-0,15 г гликолевой кислоты и изопропиловый спирт до 100 г, путем погружения формовочного основания в указанный раствор на 20-30 минут с последующей сушкой при 250-300 С в течение 20-30 минут и промывкой в щелочном растворе борогидрида натрия. Изобретение относится к офтальмологии, а именно к уходу за контактными линзами всех типов. В Республике Беларусь, как и во всех развитых странах Европы и Америки, резко возрастает уровень пациентов, нуждающихся в коррекции зрения. Около 40 пациентов отдают предпочтение контактной коррекции зрения с помощью контактных линз (КЛ), за которыми необходим ежедневный уход 1. Он заключается в очистке от протеиновых и других отложений, дезинфекции, смазке и хранении контактных линз в контейнере с раствором в течение периода, когда контактные линзы не используются (обычно ночное хранение). Все эти функции выполняют универсальные растворы и глазные капли 13526 1 2010.08.30 специального назначения. Однако это не означает, что они могут применяться во всех случаях и всеми пациентами. Как показывает опыт, иной раз более предпочтительны системы по уходу, основанные на пероксиде водорода (22). Более того, порой единственным средством для ухода за контактными линзами, которыми может пользоваться пациент, если желает продолжать носить линзы (вследствие высокого процента аллергиков среди пациентов), является именно пероксидная система 2. В началевека на рынке появились КЛ нового поколения (силикон-гидрогелевые),отличающиеся большей кислородопроницаемостью и одновременно лучшими физикомеханическими свойствами (большей жесткостью) по сравнению с гидрогелевыми линзами высокого влагосодержания (75 и более). Это дало возможность пациентам значительно повысить комфортность ношения КЛ и их пролонгированного использования(ношение не снимая КЛ в течение двух недель и более) с плановой заменой КЛ через месяц или квартал 3. Однако с улучшением комфортности при ношении силикон-гидрогелевых КЛ появились новые проблемы, в частности прокрашивание роговицы, изменение характера белковых отложений на КЛ и другие, что потребовало изменения подходов в выборе средств обработки и дезинфекции этих КЛ 4. Немногочисленные попытки решения появившихся проблем уже показали, что практически единственным на сегодняшний период средством для эффективной обработки таких линз при различных режимах ношения являются системы ухода на основе пероксида водорода. Известно, что 3 раствор 22 способен эффективно уничтожать широкий спектр микроорганизмов бактерии, грибы, дрожжи, споры и вирусы 6, а потому является очень эффективным дезинфицирующим средством. Установлено, что эффективную дезинфекцию обеспечивает погружение линзы в раствор 22 на 10 минут, однако, чтобы обеспечить достаточный уровень уничтожения грибов и простейших одноклеточных организмов, необходимо большее время дезинфекции, а именно 1-4 часа. В то же время для уничтожения цист акантамебы требуется погружение линзы в раствор 22 на 6 часов. Таким образом, при использовании пероксидной системы рекомендуется оставлять линзу в растворе на ночь. Однако пероксид водорода необходимо нейтрализовать перед одеванием КЛ, чтобы избежать ожога склеры. Существует несколько способов нейтрализации 22 каталитический, реагентный и разбавление. Наиболее эффективным способом разложения 22 признан каталитический способ. В качестве катализатора используют либо фермент (каталазу), либо металлическую платину 6. Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату к заявленному способу является катализатор для разложения пероксида водорода в его водном растворе и применение такового катализатора при уходе за контактными линзами 7, который представляет собой нанесенный на формовочное основание платиновый слой с помощью ионного напыления . Формовочное основание может быть выполнено из пластмассы либо из другого подходящего материаланосителя, например керамики и т.п. Для увеличения прочности сцепления платины с поверхностью формовочного основания можно наносить платину на слой из- подложку на поверхности формовочного основания. Формовочное основание (носитель для катализатора) может иметь рельефную поверхность, при этом слой платины, который наносится в виде тонкой пленки, будет повторять неровности поверхности, так что при небольших размерах формы достигается большая площадь каталитически активной поверхности. Предпочтительная концентрация платины в известном способе получения катализатора лежит в области от 0,1 до 1 г/м 2. Необходимо отметить, что после завершения реакции разложения 22 получившийся раствор не должен содержать примесей, вымывшихся из формовочного основания с нанесенным катализатором. 2 13526 1 2010.08.30 К недостаткам известного способа каталитической нейтрализации 22 можно отнести следующее быстрое снижение каталитической активности платинового катализатора за счет блокирования поверхности катализатора продуктами загрязнения белкового происхождения и другими отложениями, вымывающимися из КЛ сложная технология нанесения платинового катализатора на носитель (вакуумное напыление) и, соответственно, большие энергозатраты относительно малая величина каталитически активной поверхности, что связано с характером самого процесса нанесения (напыления) катализатора и структурой формовочного основания. Задачей настоящего изобретения явилось увеличение эффективности катализатора при разложении 22 в системах очистки КЛ, увеличение срока службы катализатора при одновременном снижении расхода платины и энергозатрат. Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе получения катализатора для разложения пероксида водорода при обработке контактных линз, включающем нанесение слоя платины на керамическое формовочное основание, формовочное основание для катализатора выполняют из керамики с размером пор 8-300 нм, полученной спеканием при 1000-1100 С однородной смеси оксидов магния, кремния, алюминия, титана и бария, платиновый слой наносят химическим восстановлением платины из раствора,содержащего 0,2-1,0 г платинохлористоводородной кислоты, 0,05-0,10 г полибутилтитаната, 0,07-0,15 г гликолевой кислоты и изопропиловый спирт до 100 г, путем погружения формовочного основания в указанный раствор на 20-30 минут с последующей сушкой при 250-300 С в течение 20-30 минут и промывкой в щелочном растворе борогидрида натрия. Пример 1 Платиновый слой наносят химическим восстановлением платины из раствора, содержащего, г платинохлористоводородная кислота 0,10 полибутилтитанат 0,10 гликолевая кислота 0,15 изопропиловый спирт до 100 г,на формовочное основание из керамики с размером пор 8-300 нм, полученной спеканием при 1000-1100 С однородной смеси оксидов магния, кремния, алюминия, титана и бария,платиновый слой наносят химическим восстановлением платины путем погружения формовочного основания в указанный раствор на 20 минут с последующей сушкой при 250 С в течение 30 минут и промывкой в щелочном растворе борогидрида натрия. Пример 2 Платиновый слой наносят, как в примере 1, из раствора, содержащего, г платинохлористоводородная кислота 0,20 полибутилтитанат 0,05 гликолевая кислота 0,07 изопропиловый спирт до 100 г,путем погружения в указанный раствор на 25 минут с последующей сушкой при 300 С в течение 20 минут. Пример 3 Платиновый слой наносят, как в примере 1, из раствора, содержащего, г платинохлористоводородная кислота 0,7 полибутилтитанат 0,08 гликолевая кислота 0,10 изопропиловый спирт до 100 г,путем погружения в указанный раствор на 30 минут с последующей сушкой при 270 С в течение 25 минут. 3 13526 1 2010.08.30 Сравнительный анализ результатов использования известного и предлагаемого материалов для разложения 22 при обработке КЛ показал возможность снижения расхода платины как минимум в два раза при одновременном увеличении срока службы катализатора в 3-6 раз и более. В таблице приведены значения степени разложения 22 в контейнере (10 мл) при обработке КЛ по известномуи предлагаемому способам (1, 2, 3 соответственно в примерах 1-3) получения катализатора для разложения 22 в зависимости от продолжительности процесса (, мин.) Степень разложения 22 в зависимости от продолжительности процесса при использовании известного способа получения материалаи полученного по предлагаемому способу в примерах 1, 2, 3 Степень разложения 22,,Время, , мин. 1 2 3 25 10 80 60 70 50 30 93 75 80 100 80 97 85 90 125 82 97,5 88 93 150 85 98 89 94 175 88 98 92 95 200 90 98 93 96 250 94 99 96 97 300 99 99 99 99 Методом атомно-эмиссионной спектроскопии показано, что в составе раствора после каталитического разложения пероксида водорода с использованием заявляемого катализатора содержание платины составляет менее 10-30/0, что менее 410-8 гион/л. Других неорганических примесей не обнаружено. Методом ИК-спектроскопии установлено отсутствие продуктов деструкции материала контейнера под воздействием катализатора при разложении пероксида водорода в заявляемом способе и вымывающихся из контейнера органических примесей. Выбранный способ получения платинового катализатора для разложения пероксида водорода является наиболее надежным и экономически выгодным в силу следующих причин 1. Формирование катализатора происходит в мелких порах носителя, труднодоступных для больших белковых молекул, их фрагментов и других отложений, блокирующих каталитическую поверхность, что увеличивает срок его службы. 2. Более высокая скорость разложения 22 позволяет увеличивать степень дезинфекции КЛ без увеличения общей длительности процесса (например, за счет введения катализатора в контейнер с раствором через 1-3 часа после погружения в них КЛ). 3. Способ получения катализатора не требует сложного аппаратурного оформления и вакуумной техники. Источники информации 1. Минаев Ю.Л. Основные свойства растворов для обработки и хранения контактных линз // Веко - приложение к журналу Глаз. - М., 2007. -6. - С. 27. 2. Соколов В.Г., Бирюкова Н.М., Завадский С.Л. Пероксидно-катализная система ухода за контактными линзами // Медицинская панорама. - Мн., 2008. -1. - С. 38. 13526 1 2010.08.30 3. Бреннан Н.А., Шантал Коулз М.-Л. Где можно использовать силикон-гидрогелевые линзы в повседневной практике // Вестник оптометрии. - М., 2003. -5. - С. 35. 4. Суини Д., Ки Л., Джелберт И., Санкаридарг П.Р., Холден Б., Скотницки Ч., Стефенсен Э., Кови М., Рао Дж. Н. Клинические свойства силикон-гидрогелевых контактных линз // Вестник оптометрии. - М., 2002. -1. - С. 43. 5. Марк П. Андре, Патрик Дж. КЭРОЛАЙН. Отложения на мягких контактных линзах// Глаз. - 1998. -3. - С. 32-33. 6. Патент 6369112, 12.07.98. Обработка контактных линз водным раствором, содержащим бигуанидное дезинфицирующее средство, стабилизированное тилаксополом. 7. Патент 19522950 1, 02.01.1997. Катализатор для разложения перекиси водорода в его водном растворе и применение такового катализатора при уходе за контактными линзами. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5