ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ НА ОСНОВЕ ГЛИЦИНА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
GLYCINE-BASED PHARMACEUTICAL COMPOSITION OF PROLONGED ACTION AND METHOD OF ITS OBTAINING

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к фармацевтическим композициям для изготовления препарата глицина пролонгированного действия на основе биодеградируемых полимеров и вспомогательных веществ.
Фармакологическое действие глицина отражается в изменении многих функций, и предполагаемый спектр специфической фармакологической активности, и показания к применению его весьма многообразны, хотя не всегда обоснованы экспериментально и не всегда имеют клиническое подтверждение.
Согласно современным данным глицин является одним из наиболее широко применяемых препаратов в психоневрологической клинической практике. Представляется, что его терапевтическая эффективность обусловлена:
- универсальным антистрессорным действием, не сопровождающимся седативным эффектом;
- способностью нормализации состояния нервной системы в период гипервозбуждения, переутомления и интоксикации;
- нормализацией психоэмоционального и неврологического состояния;
- улучшением умственной работоспособности, памяти;
- наличием ноотропного эффекта;
- детоксицирующим действием препарата при химических (в т.ч. лекарственных) интоксикациях.
Следует отметить и другие важные свойства глицина, позволяющие применять его при разных заболеваниях:
- отсутствие противопоказаний и побочного действия;
- отсутствие возрастных ограничений при приеме;
- широкий диапазон подбора индивидуальных дозировок;
- возможность создания комплексных схем лечения в сочетании с другими лекарственными средствами.
Глицин повышает эффективность как типичных, так и атипичных антипсихотических лекарственных средств. В патенте US 6162827 A1 "Treatment of negative and cognitive symptoms of schizophrenia with D-serine" запатентован способ лечения шизофрении, а именно снижения негативных симптомов шизофрении, с помощью глицина.
Глицин проникает в большинство биологических жидкостей и тканей организма, в том числе в ограниченном кол-ве в головной мозг; метаболизируется до воды и углекислого газа, накопление его в тканях не происходит.
Известна фармацевтическая композиция пролонгированного действия на основе глицина, содержащая 98,1-99,8 мас.% неагломерированных частиц лекарственного вещества - аминоуксусной кислоты (глицина), покрытых полимерной оболочкой (микрокапсул), включающих 97,6-99 мас.% лекарственного вещества и 1-2,4 мас.% пленкообразующего, 0,1-1,0 мас.% смазывающего и 0,1-0,9 мас.% воды. В композицию вводится рыхлитель, представляющий собой лекарственное вещество, в количестве 0,1-10 мас.% от массы полученной смеси. Способ получения композиции включает предварительное получение кристаллов, покрытых полимерной оболочкой (микрокапсул), путем нанесения на неагломерированные частицы лекарственного вещества оболочки из связующего и добавления смазывающего и разрыхляющего компонентов. В ходе получения микрокапсул и/или в ходе их промежуточного хранения содержание влаги в оболочке доводят до концентрации не более 0,5 мас.%, а перед добавлением смазывающего и разрыхляющего компонентов микрокапсулы увлажняют водой до 0,1-0,9 мас.%. Полученная композиция может контролироваться по времени распадаемости без использования дополнительных вспомогательных веществ (RU 2171673 С1, опубл. 10.08.2001). Лекарственное средство на основе такой композиции применяется сублингвально. Время распадаемости таблетки составляет не менее 10 минут и не более 30 минут.
Известно, что наличие гемато-энцефалического барьера (ГЭБ) затрудняет лечение многих заболеваний центральной нервной системы, так как он не пропускает целый ряд лекарственных препаратов, в том числе и глицин.
Плохая проницаемость глицина через ГЭБ побуждает врачей применять многограммовые количества глицина (30-100 г на разовый прием), которые, однако, не достигают терапевтического эффекта, возможно, из-за сравнительно быстрого разрушения без токсических последствий, а также вследствие непреодолимости тканевых барьеров, в частности ГЭБ. Длительное циркулирование в кровеносном русле оптимальных количеств глицина может максимально использовать низкую пропускную способность ГЭБ для глицина. Создание средств доставки и одновременно депонирования глицина с помощью наночастиц повышает и биодоступность, и эффективность глицина как фармакологического агента.
Задачей предложенного изобретения является создание высокоэффективной композиции глицина пролонгированного действия, обеспечивающего его высокую биодоступность.
Таким образом, необходимость иметь постоянный источник глицина, способный в течение определенного времени обеспечивать поддержание требуемого для клеток уровня глицина, является доминантным фармакологическим критерием при выборе параметров нового препарата. В качестве такого источника или депо, поддерживающего оптимальный уровень глицина в режиме текущих потребностей, предложено использовать наночастицы, нагруженные глицином. В наносомальной форме глицин способен воздействовать как на поля глициновой рецепции в локальной сублингвальной области, так и в других глицин-рецептных областях организма, ликвидируя физиологический и даже патофизиологический дефицит в этом важном медиаторе.
В связи с изложенным для создания глицинового депо наилучшим образом подходят биодеградируемые полимеры, которые, будучи введенными в организм, способны длительно циркулировать в организме в течение контролируемого времени (часы-дни).
Техническим результатом изобретения является повышение биодоступности действующего вещества - глицина вследствие использования в композиции биодеградируемого полимера, благодаря которому коэффициент прохождения и усвояемость глицина увеличиваются и время активности глицина в организме возрастает.
Технический результат достигается фармацевтической композицией пролонгированного действия, включающей неагломерированные частицы, содержащие лекарственное вещество глицин и вспомогательные вещества, в которой неагломерированные частицы представляют собой наночастицы размером от 170 до 500 нм, содержащие биодеградируемый полимер, в качестве вспомогательных веществ поливиниловый спирт (ПВС) в качестве ПАВ, полоксамер в качестве стабилизатора и криопротектор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глицин
1÷50
Биодеградируемый полимер
25÷65
Поливиниловый спирт
15÷30
Полоксамер
0,3÷2,5
Криопротектор
5÷20
При этом в качестве биодеградируемого полимера композиция включает биоусвояемое вещество, выбранное из ряда полилактидов, или полилактид/гликолидов, или полибутил-цианокрилат.
В качестве криопротектора композиция включает D-Маннит, или глюкозу, или крахмал в количестве 5÷20 мас.%.
Технический результат также достигается способом получения вышеописанной фармацевтической композиции, включающим получение смеси лекарственного вещества глицина со вспомогательными веществами и ее высушивание с получением неагломерированных частиц, в котором для получения смеси глицина со вспомогательными веществами смешивают раствор биодеградируемого полимера в органическом растворителе (ацетон, хлороформ и т.п.) с водным раствором полоксамера и глицина, подогревают смесь для удаления органического растворителя, фильтруют ее, добавляют в смесь криопротектор и перемешивают, а высушивание полученной смеси осуществляют путем ее лиофилизации с получением порошка.
Изобретение обеспечивает получение нового наноформного препарата пролонгированного действия «Н-глицина» на основе биодеградируемых полимеров. Преперет состоит из наночастиц биодеградируемого полимера, нагруженных действующим веществом - глицином, что привело к возрастанию биодоступности активного вещества, поскольку наряду с транспортом свободных молекул ожидается поступление в кровеносное русло глицина, ассоциированного с наночастицами. Процесс усвоения будет происходить не только в ротовой полости, но и на разных уровнях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), для этой цели использован специальный полимер, а именно биодеградируемый, т.е. ферментативно разрушаемый. Благодаря новому составу появляется возможность снизить частоту и дозу приема препарата. Также нанопрепарат пролонгированного действия Н-Глицин в перспективе позволит расширить спектр показаний к применению препарата, в частности в качестве антипсихотического, позволит повысить эффективность курса фармакотерапии по установленным показаниям.
Препарат пролонгированного действия «Нано-Глицин», кратко «Н-Глицин», принадлежащий к метаболикам, как фармакологическое средство относят к препаратам метаболитного уровня действия. Действующим веществом нанопрепарата пролонгированного действия «Н-Глицин» является аминоксилота глицин. Препарат «Н-Глицин» по внешнему виду представляет собой порошкообразную пористую массу белого и желтого цвета. Может использоваться для приготовления порошка, таблетки, капсулы, раствора глицина, а также инъекционной формы пролонгированного действия.
Новый препарат наноразмерной лекарственной формы оказывает седативное (успокаивающее), мягкое транквилизирующее (противотревожное) и слабое антидепрессивное действие. По результатам доклинического исследования препарат можно классифицировать как практически не токсичный. Установлено: лекарственная форма апирогенна и не обладает раздражающим действием.
Специфическая активность «Н-Глицина» оказалась существенно выше, чем у препаратов сравнения (RU 2171673 С1), и проявлялась через 24 и 48 часов, чего не наблюдалось у последнего.
Разработаны состав и способ получения порошкообразной наноразмерной лекарственной формы препарата «Н-Глицин».
Предложенный способ основан на методе эмульгирования, которым получены наночастицы на основе биодеградируемого полимера.
В состав предложенной композиции входят:
- глицин - действующее вещество.
- биодеградируемый полимер (полилактид, или полилактид/гликолид, или полибутил-цианоакрилат, или иной),
- поливиниловый спирт (ПАВ),
- полоксамер - стабилизатор,
- криопротектор (D-Маннит, или крахмал, или глюкоза, или иной).
Поливиниловый спирт используется в качестве ПАВ - стабилизатора вторичной эмульсии при получении полимерных наночастиц, нагруженных глицином.
Полоксамер используется в качестве стабилизатора первичной (вода в масле) эмульсии при получении полимерных наночастиц. Полоксамеры (другие названия - плюроники, проксанолы) - это неионогенные ПАВ, представляющие собой блок-сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля с молекулярной массой 4-15 тысяч. Полоксамеры применены в изобретении в качестве специализированного средства отдельного технологического этапа. Назначение этапа заключается в получении относительно устойчивого пространственного распределения молекул глицина, что достигается растворением его в растворе полоксамера, выступающего в роли особой реакционной среды. Этим достигается своеобразная пространственная «фиксация» молекул глицина. Создание такой реакционной среды, представляющей собой дисперсную систему или специфический коллоидный раствор, открывает возможность и, как установлено нами экспериментально, становится необходимым условием формирования на последующих технологических этапах наночастиц, нагруженных глицином, которые возможно перевести в готовую лекарственную форму.
Предложенная композиция может включать различные полоксамеры, например, Полоксамер-188 в количестве 0,3÷1,5 мас.% или Плюроник F127 в количестве 0,5÷2,5 мас.%.
Криопротектор, например, D-Маннит, или крахмал, или глюкоза, используется для предупреждения слипания наночастиц при лиофилизации, а также для обеспечения ресуспендирования готовой формы до отдельных частиц при формировании коллоидной мицеллярной системы при употреблении.
Ниже приведены примеры рецептур предложенной композиции.
Пример 1
Композиция G1-1,
в мас.%:
Глицин
31,5
Полилактид/гликолид PLGA 50/50
31,5
Поливиниловый спирт
25,0
Плюроник F127
1,0
D-Маннит
11,0
Соотношение глицин: PLGA 50/50 составляет 1:1.
Пример 2
Композиция Gl-2,
в мас.%:
Глицин
10,0
Поли(DL-лактид)-СООН
57,5
(PLA-COOH)
Поливиниловый спирт
24,5
Полоксамер 188
2,7
D-Маннит
5,3
Соотношение глицин: PLA-СООН составляет 1:6
Пример 3
Композиция G1-5,
в мас.%:
Глицин
11,8
Поли(DL-лактид)
47,8
(DL-PLA)
Поливиниловый спирт
29,2
Полоксамер 188
15
D-Маннит
9,7
Соотношение глицин: DL-PLA составляет 1:4.
Пример 4
Композиция Gl-4,
в мас.%:
Глицин
5,8
Полилактид/гликолид (PLGA 50/50)
57,8
Поливиниловый спирт
16,2
Полоксамер 188
0,6
Крахмал
19,6
Соотношение глицин: PLGA 50/50 составляет 1:10
Пример 5
Композиция G1-3,
в мас.%:
Глицин
19,7
Полибутил-цианоакрилат РВСА
39,4
Поливиниловый спирт
28,1
Полоксамер 188
1,4
Глюкоза
11,4
Соотношение глицин: РВСА составляет 1:2.
В таблице 1 приведено распределение по размерам нагруженных лицином наночастиц биодеградируемых полимеров.
Таблица 1
Шифры образцов
Унимодальный анализ
Распределение частиц по размерам
Значение размера, нм
Среднее значение, нм
Стандартное отклонение, нм
Коэффициент вариации, %
G1-1
590
502
21
4,2
G1-2
443
324
57
18
G1-3
352
279
75
27
Gl-4
256
168
90
53
G1-5
413
287
73
25
Р≤0,05
Избыток глицина может вызвать дискомфортное состояние, однако препарат является практически не токсичным по результатам экспериментальных доклинических исследований.
Необходимо отметить также отсутствие у лекарственной формы препарата «Н-Глицин» раздражающего действия на стенку вены, покровные ткани (кожу, подкожную клетчатку), мышцы и апирогенность вводимых растворов. Новый препарат хорошо переносится и безвреден. Повышенная биодоступность глицина позволила сократить прием препарата в 5 раз.
Предложенный способ получения фармацевтической композиции осуществляется следующим образом.
Для получения наночастиц по разработанной технологии действующее вещество добавляется в реакционную смесь, которая представляет собой раствор отобранного биодеградируемого полимера
Пример получения Н-глицина.
При перемешивании на магнитной мешалке растворяли в хлороформе PLGA 50/50 и через 5 минут получали раствор «А».
При перемешивании на магнитной мешалке растворяли в воде глицин и полоксамер и получали раствор «Б».
При перемешивании в раствор «А» порциями добавляли раствор «Б». Осуществляли гомогенизацию с получением первичной эмульсии. Добавляли ПВС и при перемешивании осуществляли повторную гомогенизацию.
Выпаривали хлороформ под вакуумом в роторном испарителе. После упаривания получали коллоидный раствор глицин-полимер. Данный раствор мог содержать крупные частицы, для отделения которых осуществляли фильтрование через стеклянный фильтр. Затем добавляли D-Маннит и растворяли его. Затем осуществляли лиофилизацию в течение 20÷22 ч при 0.03÷0.1 мБар. Получали белый лиофилизованный порошок.
Ниже приведены результаты испытаний животных в тесте «Открытое поле», подтвердившие высокую эффективность предложенной фармацевтической композиции.
«Открытое поле» (ОП) - классическая испытательная методика для изучения поведения грызунов в незнакомой стрессогенной обстановке - открытой, ярко освещенной площадке.
Исследование на крысах проведено на установке - ОП, которая представляет собой квадратную площадку размером 100×100 мм, огороженную стенкой высотой 400 мм (материал - матовый полистирол). Площадка разделена на 25 квадратов и имеет равномерную освещенность 90 люкс.
Открытое поле для мышей представляет круглую арену диаметром 600 мм со стенкой высотой 600 мм, разделенную на 36 равновеликих секторов.
В таблице 2 приведены результаты испытаний по изучению влияния заявленного препарата Н-Глицин на поведение крыс. Сравнительный анализ влияния Н-Глицина и препарата сравнения - субстанции Глицин на поведение белых крыс в тесте «открытое поле» через 1 час после в/б введения препаратов показал, что Н-Глицин оказывает выраженное достоверное анксиоседативное действие во всем диапазоне испытанных доз (4,25 мг/кг, 8,5 мг/кг, 12,75 мг/кг). При этом показатели выраженности анксиолитической и седативной составляющих оказались существенно выше под действием Н-Глицина, что указывает на более высокую его эффективность.
Так, продолжительность латентного периода схода со стартовой площадки (ЛП) оказалась в группах Н-Глицин в 5-10 раз выше, чем в группах Глицин при соответствующих дозировках. Причем абсолютное значение продолжительности ЛП в группах Н-Глицин в меньшей степени зависело от дозы препарата (3,3 сек-5,0 сек), чем в группах препарата сравнения - субстанции Глицин (0,3 сек-1,0 сек).
Сравнительный анализ влияния Н-Глицина и препаратов сравнения Глицин производства МХФП и Глицин производства «Биотики» на поведение мышей линии C55Bl/6 - и BALB/c-самцов в тесте «Открытое поле» после в/в введения препаратов (таблица 3) показал, что одноразовое введения Н-Глицина оказывало достоверное успокаивающее действие во всем диапазоне испытанных доз (30 мг/кг, 15 мг/кг, 5 мг/кг), в то время как в/в введение препаратов сравнения Глицин (МХФП) и Глицин («Биотики») сопровождалось существенным отличием от поведения животных контрольных групп только под действием препаратов в дозах 30 мг/кг и 15 мг/кг и практически не оказывало заметного влияния в дозе 5 мг/кг. Причем выраженность действия Н-Глицина в наименьшей дозе (5 мг/кг) была эквивалентна действию высшей из доз препаратов сравнения (30 мг/кг).
Важно отметить, что при введении Н-Глицина наименьшая из испытанных доз (5 мг/кг) по эффективности оказалась равноэффективной наибольшей из испытанных доз с препаратами сравнения (30 мг/кг). Н-Глицин в наименьшей из испытанных доз оказывал воздействие на показатели поведения, а препараты сравнения в этой дозе не оказывали существенного влияния.
Полученный результат показывает, что Н-Глицин производил существенное анксиолитическое, мягкое успокаивающее действие на показатели поведения мышей инбредных линий C55Bl/6 и BALB/c при испытании в тесте "открытое поле".
Специфическое успокаивающее действие более четко проявилось при испытаниях на мышах линии BALB/c, при этом Н-Глицин оказал более выраженное воздействие на показатели поведения мышей, чем препараты сравнения Глицин МХФП и Глицин "Биотики". Равноэффективная доза оказалась в 5-6 раз ниже, чем у препаратов сравнения (5 мг/кг при действии Н-Глицина относительно 30 мг/кг, при действии препаратов сравнения).
В таблицах 3-6 приведены результаты сравнительного исследования отсроченных эффектов препарата пролонгированного действия Н-Глицин на крысах при разных путях введения.
Показатели поведения крыс в ОП являются прогностическими характеристиками уровня тревожности (страха) и устойчивости к эмоциональному стрессу. По современным представлениям, поведение животного в ОП отражает, главным образом, реализацию конфликтного взаимодействия двух мотиваций - наследуемой программы (инстинкта) исследования новой среды (реакция на новизну) и инстинкта самосохранения, отражающегося в стремлении минимизировать возможную опасность со стороны новой, незнакомой среды (Leonard, 1989). Исследование новой среды осуществляется путем поведенческих реакций ГДА и ВДА. Стойки рассматриваются как способ дистантного обследования пространства, как показатель исследовательской активности (Саркисова и др., 1996), чувствительный к уровню тревожности или действию анксиолитиков (Крупина и др., 1996). Тактика обследования поля непосредственным образом - выход в центр, отходы в направлении к центру, свободное пересечение пространства, рассматривается как показатель снижения уровня тревожности. В целом считается, что снижение общей подвижности животных в данном тесте является следствием повышения уровня их эмоционального напряжения. Стремление минимизировать возможную опасность со стороны новой среды, в крайнем проявлении, может вызвать полную неподвижность (реакция «замерзания» (freezing)). Стартовое помещение животного непосредственно на пол арены создает условия для регистрации реакции животного на эмоциогенный фактор "неожиданность", при этом размещение крыс в центре арены в большинстве случаев инициирует избегательную реакцию с коротким латентным периодом (ЛП), и чем выше уровень тревожности, тем короче продолжительность ЛП. При более низком уровне тревожности животные стартуют после ориентировочной реакции, которая занимает некоторое время. Влияние классических транквилизаторов отражается в увеличении значения ЛП, частоты и продолжительности выхода в центральный и прилегающий к нему секторы поля.
В соответствии с изложенной интерпретацией, под влиянием однократного системного введения Н-Глицина крысам при разных путях введения - как орально, так и внутрибрюшинно, проявлялось существенное анксиолитическое и успокаивающее влияние препарата на поведение крыс при испытании животных в тесте "Открытое поле" через 1 час, 24 часа и через 48 часов от момента одноразового введения препарата, чего не наблюдалось в условиях эксперимента после введения субстанции Глицин или препарата сравнения Глицин производства МХФП.
Н-Глицин через 1 час после введения (таблица 2) оказывал выраженное достоверное анксиоседативное действие во всем диапазоне испытанных доз (4,25 мг/кг, 8,5 мг/кг, 12,75 мг/кг), тогда как субстанция Глицин оказывала достоверные изменения поведения крыс только в больших дозах (8,5 мг/кг, 12,75 мг/кг). При этом показатели выраженности анксиолитической и седативной составляющих, оказались существенно выше под действием Н-Глицина, что указывает на более высокую его эффективность по отношению к препарату сравнения,
Одноразовое оральное (в/ж) введение Н-Глицина крысам через 24 часа или через 48 часов от момента введения (таблица 6) оказывало достоверное анксиолитическое и успокаивающее действие во всем диапазоне испытанных доз (4,25 мг/кг, 12,75 мг/кг, 25,5 мг/кг), в то время как в/б введение препарата сравнения Глицин МХФП или Глицин "Биотики" ни через 24 часа (таблица 4), ни через 48 часов (таблица 5) от момента орального введения не сопровождалось существенным изменением поведения относительно показателей контрольных групп. Достоверных различий от показателей поведения животных контрольных групп не выявлено ни при одной из испытанных доз. Следовательно, Н-Глицин проявил отсроченный специфический эффект через 24 часа и через 48 часов, что указывает на пролонгацию специфического анксиоседативного действия препарата. Данным качеством и видом активности препараты сравнения не обладают.
В испытаниях на мышах установлено, что Н-Глицин производил существенное анксиолитическое и мягкое успокаивающее действие на показатели поведения мышей инбредных линий С55Вl/6 и BALB/c при испытании в тесте «Открытое поле» после в/в введения (таблица 3). Специфическое успокаивающее действие препаратов более четко проявилось при испытаниях на мышах линии BALB/c, при этом Н-Глицин оказал существенно более выраженное воздействие на показатели поведения мышей, чем препараты сравнения Глицин МХФП и Глицин "Биотики". Равноэффективная доза у препарата Н-Глицин оказалась в 5-6 раз ниже, чем у препаратов сравнения (5 мг/кг при действии Н-Глицина относительно 30 мг/кг, при действии препаратов сравнения), что указывает на достоверно большую эффективность препарата Н-Глицин в данном испытании.
Приведенные результаты также подтверждают более высокую эффективность Н-Глицина по сравнению с ближайшим аналогом, поскольку в нем глицин присутствует в той же форме, что и в препаратах сравнения, использованных в исследованиях.