VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Разработка разогревающих мазей на основе эфирномасличных растений и эфирные масла. Достижения и перспективы, современные тенденции изучения и применения
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Аннотация: в работе представлены данные по разработке новых мазей, являющихся разогревающим средством для спортивной медицины и нацеленных на болеутоляющее, заживляющее и успокаивающее действие. В состав мазей вошли лекарственные растительные средства в комбинации с эфирными маслами, обладающими целебными свойствами.
Цель работы: создание разогревающих мазей для спортивной медицины на основе эфирных масел, выделенных их эфирномасличных растений.
Задачи работы:
По средствам описания химических и физических свойств определить, какие эфирные масла и лекарственные растения, в которых они содержатся, применяются для разогрева мышц и суставов перед физическими нагрузками для профилактики и снижения риска травмы поврежденных участков кожи и при наружных повреждениях тканей.
Собрать необходимый материал (сырье: имбирь, красный перец, горчица), провести фармакогностический анализ сырья и рассмотреть его взаимодействие на ткани кожи.
Приготовить настойки с разным соотношением количества сырья, а так же провести их качественный анализ.
Приготовить мази на основе вазелина, метилцеллюлозы, сырья и эфирных масел, добавленных в обе основы в одинаковых пропорциях. Рассмотреть и сравнить характер их воздействия на нанесенные ткани кожи непосредственно перед физическими нагрузками или после получения травмы.
Актуальность: актуальность моей работы заключается в том, что бы уменьшить степень возможности повреждения тканей кожи, мышц и суставов во время различных физических нагрузок по средствам разогревающих свойств растений, содержащихся в приготовленных мазях. А так же для регенерации кожи при растяжениях, ушибах и других повреждениях кожных покровов вследствии снятия воспаления и замедления процессов их патологического изменения, в том числе обезболивающих и заживляющих действий содержащихся веществ в лекарственных растениях и выделенных их них эфирных масел.
Научная новизна работы: преимущество моих продуктов заключается в специфическом и индивидуальном составе мазей и их защищающем и регенерирующем влиянии на нанесенные участки кожи.
С глубокой древности травы занимали важное место в традиционной медицине многих цивилизаций. Далее рассмотрены основные системы траволечения у разных народов в равное время. Некоторые из них на данный момент могут показаться ненаучными, однако представленный ими подход к проблемам здоровья сегодня, на наш взгляд, так же актуален, как и 5000 лет назад.
Истоки траволечения на Западе. На данный момент основателем медицины принято считать Гиппократа, но средневековая Европа ставила на первое место Галена – врача, жившего во II в. Большую часть своей жизни он изучал «жидкости тела» (то есть кровь, слизь, черную и желтую желчь) и классификации трав по их основным свойствам (горячие, холодные, сухие и влажные). В VII в. эти воззрения были развиты арабскими врачами, в том числе Авиценной. Галенизм и по сей день господствует в медицинской школе Юнани, признаваемой мусульманским миром и Индией.
Начиная примерно с 1700 г. до н. э. египетские папирусы повествуют о целебной силе многих самых обычных растений, таких как чеснока и можжевельника, их лечебные свойства известны, таким образом, уже около 4000 лет. Во времена Рамсеса III конопля применялась для лечения глаз (сейчас же ее рекомендуют к применению при глаукоме), а маковыми экстрактами успокаивают плачущих младенцев.
Около 460 – 370до н. э., ко времени Гиппократа древнегреческие целители усвоили ассирийские и индийские доктрины, ознакомились с лекарственными растениями, такими как имбирь и базилик и заложили основы теории 4 «гуморов», или главных «жидкостях тела».
Примерно к 60 г. относится труд Педания Диоскорида «о лекарственных средствах», остававшийся 1500 лет настольным справочником. Многие из его рецептов до сих пор распространены: петрушка – как мочегонное, фенхель – как стимулятор лактации, мандра обыкновенная в смеси с медом – как отхаркивающее.
С течением времени медицинские воззрения становились прогрессивнее, и около 100 г. до н. э. медицина начала превращаться в прибыльное занятие, так как врачи лечили пациентов дорогими снадобьями. Против этого выступал Клавдий Гален (около 130 – 200, уроженец Пергамы – Малой Азии). Он переосмыслил многие идеи Гиппократа и систематизировал теорию о «жидкостях тела». Его учению придерживались на протяжении нескольких столетий – у римлян, арабов в средневеково Европе; его воззрения сохранились вдо сих пор существующей медицинской школе Юнани.
С падением в V в. Римской империи, центр медицинской науки переместился на Восток, и изучение галеновой теории продолжалось главным образом в Константинополе и Персии.
В 2500 г. до н. э. появляется такой термин, как «АЮРВЕДА» (происходящее двух санскритских слов: аюр – «жизнь», и веда – «знание»). Ее основное положение заключается в том, что каждый человек сам ответственен за свое здоровье. Подобно древнегреческой и традиционной китайской медицине, аювердическая традиция связывает микрокосм человека со всей Вселенной. Стержень системы: прана – дыхание жизни, агни – дух света и огня, сома– проявление гармонии, взаимосвязи и любви.
До китайского вторжения в 1959 г. медицина в Тибете контролировалась ламами, была тесно связана с религией, поэтому студенты – медики заучивали четыре сложных трактата – тантры. Врачи использовали пение мантр и медитацию, чтобы «зарядить» лекарства и увеличит их действенность, а травы собрали в самое сопутствующее с точки зрения астрологии время.
С 2500 г. до н. э. прослеживается история древней традиционной Китайской медицины. Написанные в то время тексты до сих пор используются среди врачей. Задача традиционной китайской медицины состоит в восстановлении и поддержании гармонии и равновесия, что повышает эффективность работы естественных целительных сил организма. В основе лечения – травы, которые дополняются другими видами терапии, в том числе иглоукалыванием (акупунктурой) и специальным массажем.
Каждому элементу соответствует целый ряд простых логических ассоциаций – с органами тела, эмоциональным состоянием, издаваемыми человеком звуками, цветами, вкусами и временами года. Китайские целители в поисках причины заболевания, часто исследуют связи между элементами. Например, печеночного (дерева) патология может быть вызвана почечной (вода) недостаточностью, а болезни желудка (земля) – проблемами с печенью и так далее.
Начало теоретической медицины в Китае положил Хуанди – Желтый император, который жил в середине второго тысячелетия до н. э. Китайская медицина вновь стала эталонной национальной системой только в 1960-х гг.
Сейчас классическим традициям следуют лишь потомственные китайские врачи, тогда как корейские, вьетнамские и японские целители практикуют более древние способы врачевания. В китайской медицине различаются 5 типов вкусов, характеристика которых делится на горячие и холодные, например острый и сладкий относятся к согревающим, а кислый, горький и соленый – к охлаждающим. Помимо этого, каждые растения влияют на индивидуальные органы. К примеру, сладкие и острые травы действуют на наружные органы и органы, которые находятся выше пояса. А кислые, соленые и горькие травы нацелены на внутренние органы и органы ниже пояса. Кроме того, острый вкус стимулирует работу органов, соленый направлен на сокращение мышц, сладкий обладает тонизирующим воздействием на организм, горький направляет ци вниз, а соленый предназначен для смягчающего действия.
С наступлением средневековья, не остались не замеченными традиции европейской фитотерапии. С распространением христианства стал прогрессировать международный обмен, как медицинскими знаниями, так и лекарственными травами.
Наиболее известными травами нового времени являлись чистец лекарственный, верба, чернобыльник, тысячелетник и подорожник.
К 30-м гг. XVI в. врач и алхимик Парацельс произвел революцию в европейской медицине. Ученый был против прописывания сложных и часто смертельных слабительных и рвотных средств, настаивая на возврат к более простым лекарствам, подбираемым в соответствии с Учением о сигнатурах, согласно которому внешний вид растения указывает на то, какую болезнь оно лечит. Иногда эта теория оказывалась на удивление справедливой. Такие же взгляды до сих пор распространены в Африке.
Уже не одно столетие различают экстракты отдельных видов растений, например эфирные масла. Начиная сXVIII в. травники выделили и использовали в лечении активные вещества растений. К сожалению, из-за перехода от трав к таблеткам современная медицина утратила способность сочетать травы так, чтобы уменьшить токсичность готового средства, а так же использовать все части растения, содержащие компоненты, снижающие риск побочных эффектов.
Одним из первых выделенных лекарств из растений является морфин, описанный в 1803 г. Сходным методом вскоре были выделены аконитин из борца, эметин из рвотного корны, атропин из белладонны и хинин из коры хинного дерева. Все эти средства, относящиеся к алкалоидам, сначала были произведены из растительного сырья, а впоследствии их научились синтезировать. Одними их первых в массовое производство были выпущены слабительные пилюли.
Перелом произошел в 1852 г., когда впервые было синтезировано одно из активных веществ ивовой коры – салицин. Позднее его удалось превратить в менее раздражающее желудок соединение – ацетилсалициловую кислоту, которая в 1899 г. была выпущена на рынок фармацевтической фирмой «Байер» под названием «аспирин».
Менее чем за 100 лет растительные экстракты заполнили аптечные полки.
И без них по рецептам продается большое количество препаратов эфедрина (используются в основном при кашле, ОРЗ, сенной лихорадке и бронхиальной астме). При глаукоме используют пилокарпин из пилокарпуса перистолистного, лейкемию лечат винкристином из мадагаскарского барвинка, а строфантин из ядовитого сока Strophanthuskombe, которым в Африке смазывают конечности стрел и назначают при тяжелых болезнях сердца.
Действие химических препаратов может отличаться от изначального растительного сырья, из-за того, что чрезмерной активности некоторых экстрагированных веществ. Таким образом, раувольфия змеевидная (Rauwolfiaserpentina) веками использовалась в аюрведической медицине, например при укусах змеи, головной боли, нервозности, лихорадке, болях в животе. На Западе она распространилась как сильный транквилизатор и применялась при повышенном кровяном давлении, а так же для лечения шизофрении и психозов. В 1947 г. фирма CIBA экстрагировала из раувольфии алкалоид резерпин и выпустила на его основе препарат, направленный на лечение гипертонии – серпасил. Но вскоре обнаружилось, что резерпин вызывает опасные побочные эффекты, включая в себя тяжелую депрессию и резкое снижение частоты сердечных сокращений (брадикардию). К началу 60-х гг. в Великобритании лекарства из раувольфии стали продавать только по рецептам, тем самым запретив их использование для самолечения. Стоит заметить, что в других странах Европы, а также в Азии раувольфию продолжают употреблять в качестве транквилизатора.
На данный момент в официальной медицине континентальной Европы распространено использование лекарств из трав, а производство лекарственных препаратов, прошедших клинические испытания, поставлено на конвейер.
Далее представлена теоретическая часть работы.
Качественный анализ сырья (а именно имбирного порошка, порошка красного перца и горчицы)
Проведена химическая реакция на обнаружение наличия непредельных связей (пинена – бициклического терпена (монотерпена)) в исследуемом сырье вследствие добавления перманганата калия к исследуемому сырью:
Нагреваем сухое сырье.
Происходит улетучивание сырья, так как эфирные масла представляют собой летучие при высоких температурах кислородосодержащие вещества, которые в свою очередь являются производными изопрена (углеводорода).
Охлаждаясь, сырье остается в соседней пробирке
Затем добавляем перманганат калия (KMnO4), наблюдается обесцвечивание перманганата калия вследствие окисления пинена (фиолетовая окраска исчезает).
П
роисходит выпадение хлопьевидного осадка оксида марганца IV (MnO2), цвет осадка – бурый.
Реакция с индивидуальным порошком сырья: поместили в пробирку 1 с 3 мл воды. Пробирку 1 снабдили газоотводной трубкой, конец которой опущен в пробирку 2, помещенную в стакан с холодной водой. Жидкость в первой пробирке нагрели до кипения и перегнали в пробирку 2 1 – 2 мл дистиллята. Появление запаха. Половину дистиллята перенесли в пробирку 3. В пробирку 2 добавили 1 – 2 капли бромной воды, вследствие присоединения брома в пинену (по месту разрыва двойной углеводородной связи) бромная вода обесцвечивается. В пробирку 3 добавили 1 – 2 капли 2%-го раствора перманганата калия, раствор обесцвечивается.
Последовательность приготовления настоек:
В баночки положить порошок сырья в определенных пропорциях и залить медицинским спиртом в соотношении 1/5. Оставить настаиваться примерно на две недели в сухо, теплое и темное место. По истечении выше указанного срока процеживаем настойку с помощью марлевого мешочка от сырья и отфильтрованную жидкость переливаем в баночки темного цвета.
Состав настоек
Имбирная настойка:
5 мг сухого порошка – имбирь
2,5 мг сухого порошка – горчица
2,5 мг сухого порошка – красный перец
50 мл – медицинский спирт
Итог: 40 мл отфильтрованной имбирной настойки
Настойка красного перца:
5 мг сухого порошка – красный перец
2,5 мг сухого порошка – имбирь
2,5 мг сухого порошка – горчица
50 мл – медицинский спирт
Итог: 40 мл отфильтрованной настойки красного перца
Горчичная настойка:
5 мг сухого порошка – горчица
2,5 мг сухого порошка – имбирь
2,5 мг сухого порошка – красный перец
Итог: 40 мл отфильтрованной горчичной настойки
Качественный анализ настоек (а именно имбирной, красного перца и горчицы)
Проведена химическая реакция на наличие в сырье дубильных веществ (танинов), которые являются природными полифенолами и дают интенсивно-окрашенные (черные, темно-синие, фиолетовые) комплексы с хлоридом железа (III):
Помещаем в пробирку извлечение из сырья (настойку)
Взаимодействие экстракта определенного вещества с добавленным хлоридом железа III (FeCl3)
Полученные вещества – фенолы
Так же проведена реакция на наличие капсаицина (алкалоида, содержащегося в различных видах стручкового перца рода Capsicum)
В первой пробирке происходит взаимодействие экстракта перца с реактивом Драгендорфа – калия тетрайодовисмутат (KBiJ4), который образует оранжевые, красно-бурые или кирпично-красные нерастворимые осадки йодида алкалоида.
Во второй пробирке происходит взаимодействие экстракта перца с реактивом Вагнера Бушарда – трийодид калия (KJ3), который образует с алкалоидами бурые, трудно растворимые в воде осадки.
Микроскопический анализ сырья (имбиря, перца и горчицы)
Были определены признаки анатомического строения сырья и установлена подлинность конкретного растения:
Поперечный срез имбиря под микроскопическим увеличением 10/0.25 (имбирь, настоянный два дня в растворе спирт и глицерин 1/1)
Поперечный срез имбиря под микроскопическим увеличением 40/0.65
Срезы кожуры имбиря под микроскопическим увеличением 40/0.65
Порошок имбиря под микроскопическим увеличением 40/0.65
Порошок перца под микроскопическим увеличением 40/0.65
Порошок горчицы под микроскопическим увеличением 40/0.65
Последовательность приготовления разогревающих мазей (основа – вазелин) в домашних условиях (имбиря, красного перца и горчицы):
В миске на водяной бане расплавить вазелин, добавить растительное сырье и нагревать 50 минут
Смесь слить через марлевый мешочек в кувшин
Надеть резиновые перчатки и отжать содержимое мешочка горячим в тот же кувшин
Смешать в отдельной емкости необходимое количество эфирных масел
Добавить выбранные эфирные масла в кувшин со смесью и размешать
Готовую смесь быстро разлить по чистым, темным банкам с широким горлышком
Хранить мазь в холодильнике не больше шести месяцев.
Состав мазей на основе вазелина (произведенных в домашних условиях)
Имбирная мазь
вазелин – 220 г
имбирный порошок – 8,25 г
эфирные масла: гвоздика – 18 капель, можжевельник – 18 капель, розмарин – 18 капель.
Перцовая мазь
вазелин – 220 г
порошок красного перца – 8,25 г
эфирные масла: лаванда – 18 капель, можжевельник – 18 капель, гвоздика – 18 капель.
Горчичная мазь
вазелин – 220 г
горчичный порошок – 8,25 г
эфирные масла: лаванда – 18 капель, мята – 18 капель, роза – 18 капель.
Последовательность приготовления разогревающих мазей (основа – вазелин) на кафедре технологии МГМУ им. Сеченова (имбиря, красного перца и горчицы):
В выпарительной чашке греем основу вазелина – 9 г.
Отвешиваем 9 г вазелина, часть расплавленной в выпарительной чашке на водяной бане вазелина помещаем в ступку
Добавляем сырье (порошок)
Смешиваем с остальной частью основы (не разогретого вазелина).
Состав мазей на основе вазелина (произведенных на кафедре технологии МГМУ им. Сеченова)
Имбирная мазь
Вазелин – 9 г
Имбирный порошок – 1 г
Эфирные масла: гвоздика – 1 капля, можжевельник – 1 капля, розмарин – 1 капля.
Перцовая мазь:
вазелин – 9 г
порошок красного перца – 1 г
эфирные масла: лаванда – 1 капля, можжевельник – 1 капля, гвоздика – 1 капля.
Горчичная мазь:
вазелин – 9 г
горчичный порошок – 1 г
эфирные масла: лаванда – 1 капля, мята – 1 капля, роза – 1 капля.
Последовательность приготовления разогревающих мазей (основа – метилцеллюлоза) на кафедре технологии МГМУ им. Сеченова (имбиря, красного перца и горчицы):
По правилу Дерягина (3% метилцеллюлозы на 100 мл воды – постепенное добавление с набуханием основы)
50 мл воды и 1,5 г метилцеллюлозы (гелиевая основа)
Метилцеллюлоза набухает
После набухания добавляем остальную воду
Состав мазей на основе метилцеллюлозы (произведенных на кафедре технологии МГМУ им. Сеченова):
Имбирная мазь
метилцеллюлоза в воде – 9 г
имбирный порошок – 1 г
эфирные масла: гвоздика – 1 капля, можжевельник – 1 капля, розмарин – 1 капля.
Перцовая мазь:
метилцеллюлоза в воде – 9 г
порошок красного перца – 1 г
эфирные масла: лаванда – 1 капля, можжевельник – 1 капля, гвоздика – 1 капля.
Горчичная мазь:
метилцеллюлоза в воде – 9 г
горчичный порошок – 1 г
эфирные масла: лаванда – 1 капля, мята – 1 капля, роза – 1 капля.
Результаты:
Произведен фармакогностический анализ сырья, качественный анализ настоек, а так же макроскопический анализ эфирных масел, выделенных из эфирномасличных растений и впоследствии добавленных в мази.
Рассмотрен и сравнен их характер взаимодействия на ткани кожи перед физическими нагрузками и для наружных повреждений тканей.
Созданы настойки имбиря, красного перца и горчицы.
На выходе всей проведенной работы изготовлены разогревающие мази (на основе вазелина и метилцеллюлозы) для спортивной медицины (имбирная мазь, мазь красного перца и горчичная мазь).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
К. Г. Ткаченко. Эфирномасличные растения и эфирные масла, достижения и перспективы, современные тенденции изучения и применения. Вестник Удмуртского университета – 2011 – Вып. №4
С. Я. Соколов. Справочник по лекарственным растениям – 1988 – 464с.
В. В. Карпук. Фармакогнозия – 2011 – 340 с.
С. А. Войткевич. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии – 1999 – 245 с.
Т. Литвинова. Ароматерапия: профессиональное руководство в мире запахов – 2003 – 152 с.
В. В. Николаевский. Ароматерапия. Справочник – 2000 – 336 с.
П. Девис. Ароматерапия от А до Я – 2004 – 672 с.
Д. И. Виноградов. Получение, состав, свойства и применение эфирных масел – 2006 – 430 с.
Д. Райман. Домашний парфюмер – 2007 – 240 с.
Д. В. Браун. Ароматерапия – 2007 – 272 с.
В. Селлар. Энциклопедия эфирных масел – 2005 – 400 с.
И. А. Муравьев. Технология Лекарств: учебник: в 2т. – т.1.- М: Медицина – 1980
Пенелопа Оуди. Полный медицинский травник – 1993 – 192 с.