Интерполимерный полиэлектролитный комплекс и пролонгированное иммуностимулирующее средство на его основе, медицинского и ветеринарного назначения
INTERPOLYMER POLYELECTROLYTE COMPLEX AND A PROLONGED IMMUNOSTIMULATING AGENT ON ITS BASIS, FOR MEDICAL AND VETERINARY USE

Изобретение относится к области фармакологии и ветеринарии. Более конкретно, оно раскрывает иммуностимулирующие интерполимерные полиэлектролитные комплексы катионного полимера - полиалкилкарбоновой кислоты, а именно полиакриловой или полиметакриловой, с анионным сополимером - N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина или 4-винилпиридина или 2-винилпиридина, а также способы их получения и применения в качестве иммуностимулирующего средства.
Из уровня техники известен патент RU 2000004 (опубл. 15.02.1993), в котором раскрыты сополимеры N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина со средневязкостной молекулярной массой в диапазоне 29-45 кДа, содержащие 25-40 мольн. % 2-метил-5-винилпиридиновых звеньев, обладающие иммуностимулирующим действием, а также пролонгирующим действием при введении антибиотиков.
В патенте RU 2015993 (опубл. 15.07.1994) раскрыто получение группы сополимеров со средневязкостной молекулярной массой 40 кДа, аналогичных описанным в публикации RU 2000004, в которых среднестатистическое число 2-метил-5-винилпиридиновых звеньев n равно 35, а также показано их противоопухолевое действие.
В патенте RU 2415876 (опубл. 10.04.2011) раскрыты сополимеры на основе N-винилпирролидона, представленные общей формулой:
где мономерное звено М представляет фрагмент 2-метил-5-винилтетразола (МВТ) или 2-метил-5-винилпиридина (МВП), содержание мономерных звеньев n составляет 25-90 мольн. %, а средневязкостная молекулярная масса сополимера Мμ=46-150 кДа, если М представляет МВП, пригодные для применения в качестве адъювантов при изготовлении вакцин.
В патенте RU 2430932 (опубл. 10.10.2011) раскрыты сополимеры на основе N-винилпирролидона, представленные общей формулой:
где мономерное звено М представляет фрагмент 2-метил-5-винилтетразола (МВТ) или 2-метил-5-винилпиридина (МВП), содержание мономерных звеньев n составляет 25-50 мольн. %, а средневязкостная молекулярная масса сополимера Мμ=15-28 кДа, если М представляет МВП, которые являются активаторами продуцирования интерлейкинов-1, вследствие чего могут быть полезны в качестве противораковых агентов.
В работе «Разработка технологии получения субстанции сополимера N-винилпирролидона с 2-метил-5-винилпиридином и разработка лекарственной формы на ее основе» Кочкиной Ю.В., описано иммуностимулирующее лекарственное средство на основе сополимера N-винилпирролидона с 2-метил-5-винилпиридином.
В патенте RU 2430933 (опубл. 10.10.2011) раскрыто применение сополимеров на основе М-винилпирролидона, структура которых описывается приведенной выше общей формулой, в качестве активаторов фагоцитоза.
В патенте RU 2533113 раскрыто применение сополимера на основе N-винилпирролидона в форме фармацевтически приемлемых аддитивных растворимых солей, в качестве иммуностимулятора, пролонгатора действия антибиотиков, активатора продуцирования IL-1 и фагоцитоза.
Все перечисленные сополимеры на основе N-винилпирролидона, содержащие фрагменты 2-метил-5-винилпиридина, представленные в уровне техники, рассматриваются авторами данного изобретения как его ближайшие аналоги. Их главным недостатком является невозможность достижения пролонгированного иммуностимулирующего действия в связи с тем, что высококонцентрированные растворы описанных сополимеров нестабильны при хранении. Кроме того, сополимеры достаточно быстро выводятся из организма, что требует их многократного введения для поддержания терапевтического эффекта.
Целью данного изобретения является расширение арсенала средств на основе сополимеров N-винилпирролидона, обладающих пролонгированным иммуностимулирующим действием, которые могут найти применение в медицине и ветеринарии.
В результате проведенных исследований авторы изобретения установили, что недостатки известного уровня техники могут быть преодолены путем перевода сополимеров на основе N-винилпирролидона в форму их интерполимерных полиэектролитных комплексов (ИПК). Образование ИПК осуществляется за счет взаимодействия карбоксильных групп полиалкилкарбоновой кислоты с пиридиновыми фрагментами сополимеров N-винилпирролидона и 2-метил-5-винилпиридина или 4-винилпиридина или 2-винилпиридина, в результате чего образуется нерастворимый в водных средах и в большинстве органических растворителей ИПК общей структуры (рис. 1).
ИПК в качестве катионного полимера содержит полиакриловую или полиметакриловую кислоты, а в качестве анионного полимера - сополимер N-винилпирролидона и винилпиридина, где винилпиридин выбран из группы: 2-метил-5-винилпиридина или 4-винилпиридина или 2-винилпиридина.
Молекулы катионного и анионного полимеров могут быть введены в ИПК при их различном соотношении, процесс может быть осуществлен в водной среде, органических растворителях и их смесях. Катионный и анионный полимеры могут иметь различные молекулярно-массовые характеристики. Анионный полимер может иметь различное соотношение винилпиридиновых и N-винилпирролидоновых звеньев. Образование и стабилизация ИПК осуществляется за счет образования ионных и водородных связей.
Соотношение катионного и анионного полимеров и их строение влияет на некоторые функциональные свойства материала, включая его иммуностимулирующие свойства и способность к депонированию в месте введения.
ИПК можно использовать в форме суспензий для парентерального введения и в форме имплантата формируемого в месте введения (in situ) в результате совместного или последовательного инъекцирования исходных катионного и анионного полимеров.
ИПК, исходные полимеры и средства на его основе изготавливаются и упаковываются в асептических условиях или стерилизуется в упаковке. Стерильная упаковка может иметь различные формы.
Описание не ограничивает объем притязаний по заявленному изобретению, а описывает и поясняет с помощью примеров его осуществление.
Нижеперечисленные примеры предназначены для иллюстрации изобретения, но они не ограничивают его объем.
Пример 1
Отдельно готовят 2,0% раствор катионного полимера и 10,0% раствор анионного полимера. Для этого катионный полимер помещают в дистиллированную воду и выдерживают при постоянном перемешивании 3-4 часа. Анионный полимер помещают в дистиллированную воду и выдерживают в течение 20-30 минут при температуре 4-10°С и перемешивании до полного растворения полимера. Полученные растворы смешивают при мольном соотношении анионного и катионного полимеров при соотношении пиридиновых звеньев (Ру) и карбоксильных групп (СООН) в соответствие с таблицей 1. Образовавшийся нерастворимый осадок отделяют фильтрованием, промывают и сушат.
Пример 2
Приготовление интерполимерного полиэлектролитного комплекса осуществляется по примеру 1, отличающееся тем, что в качестве катионного полимера используют редко сшитую полиакриловую кислоту марки Acrypol 974Р (Carbomer 974Р).
Пример 3
Приготовление интерполимерного полиэлектролитного комплекса, содержащего химиотерапевтическое средство, осуществляют в асептических условиях аналогично примеру 1. Катионный полимер и химиотерапевтическое вещество помещают в дистиллированную воду и выдерживают при постоянном перемешивании 3-4 часа. Анионный полимер помещают в дистиллированную воду и выдерживают в течение 20-30 минут при температуре 4-10°С и перемешивании до полного растворения полимера. Полученные растворы смешивают при мольном соотношении анионного и катионного полимеров при соотношении пиридиновых звеньев (Py) и карбоксильных групп (СООН) в соответствие с таблицей 2. Образовавшийся нерастворимый осадок отделяют фильтрованием, промывают водой и сушат.
Пример 4
Приготовление суспензии наночастиц (Вариант 13). В асептических условиях интерполимерный комплекс (Вариант 3) диспергируют с использованием высокоскоростного диспергатора в 2-2,5% растворе метилцеллюлозы в течение 15 минут при 30000 об/мин. Суспензию фильтруют последовательно через мембранные фильтры 1,4, 0,45 и 0,22 мкм, разливают в стерильные флаконы, укупоривают и маркируют.
Пример 5
Для приготовления иммуностимулирующего препарата пролонгированного действия в форме микрочастиц (Вариант 14), в асептических условиях 50 мл раствора содержащего 20% катионного полимера и 1% Pluronic F 68 прикапывают в течение 5 минут к 100 мл 80% раствора анионного полимера в хлористом метилене при диспергировании высокоскоростным гомогенизатором при 8000 об/мин. Затем полученную эмульсию смешивают при диспергировании с 150 мл 1% раствора поливинилового спирта (ММ 40 кДа). После чего, полученную дисперсию выдерживают при постоянном перемешивании 6-8 часов для полного удаления органического растворителя. Частицы отделяют фильтрованием, промывают водой, лиофильно высушивают, помещают в стерильные стеклянные флаконы, укупоривают и маркируют.
Пример 6
Для приготовления иммуностимулирующего препарата пролонгированного действия в форме имплантата in situ растворы анионного и катионного полимеров готовят в асептических условиях по примеру 1. Раствор анионного полимера помещают в стерильный флакон или шприц - №1, а раствор катионного полимера в стерильный флакон или шприц - №2, укупоривают и маркируют.
При применении растворы вводят внутримышечно последовательно через одну иглу или одновременно с использованием трехходового коннектора (рис. 2) в объемах, соответствующих мольному соотношению пиридиновых и карбоксильных групп, указанному в таблице 3.
Пример 7
Исследование острой токсичности интерполимерных полиэлектролитных комплексов.
Испытание проводили на здоровых мышах весом 18-20 г в количестве 5 групп по 6 голов. Интерполимерные полиэлектролитные комплексы (Варианты 1,7 и 10) диспергируют в стерильном изотоническом растворе NaCl из расчета 10 масс. % до образования однородной суспензии и вводят каждому животному 0,4 мл суспензии. Животным контрольной группы вводили раствор натрия хлорида. Наблюдение за животными осуществляли в течение 7 суток, на протяжении которых гибели животных в опыте не наблюдалось. Это указывает на величину LD50 для мышей, превышающую 5000 мг/кг и позволяет интерполимерные комплексы, отнести к нетоксичным веществам
Пример 8
Исследование пролонгированного иммуностимулирующего действия ИПК методом миграционной активности колониеобразующих клеток селезенки (эндогенное колониеобразование)
Методика выполнения исследования описана в монографии Переверзев А.Е. Кроветворные колониеобразующие клетки и физические стресс-факторы. - Л.: Наука, 1986. - 172 с. стр. 43-44.
Мышей линии BALB в кассетах по 30 мышей облучают γ-излучением 137Cs с экспозиционной дозой 600 рентген (поглощенная доза 1,5 Гр, что вызывает гибель 50% животных в течение 1-2 месяцев). За 2, 7 и 14 суток до облучения мышам подкожно (в область холки) вводят 0,5 мл суспензии ИПК согласно таблице 4 с концентрацией 5000 мг/кг (доза соединений составляет 2500 мкг/мышь) или равный объем стерильного изотонического раствора NaCl (контрольная группа). На 10 сутки после облучения мышей умерщвляют разрывом шейного отдела позвоночника, извлекают селезенки, которые помещают в фиксатор Боэна. Колонии подсчитывают визуально под лупой.
Иммуностимулирующее действие ИПК оценивают по разности числа колоний в опытных группах по сравнению с контрольной группой. Результаты представлены в таблице 4.