СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДСТВА, ОБЛАДАЮЩЕГО ГЕПАТОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ
METHOD OF OBTAINING PREPARATION, POSSESSING HEPATOPROTECTIVE ACTION

Изобретение относится к области фармации и может быть использовано для получения средства, обладающего гепатопротекторным действием.
Важным компонентом комплексной терапии больных заболеваниями гепатобилиарной системы являются гепатопротекторы, действие которых направлено на нормализацию метаболизма, функций и структуры паренхимы печени. В настоящее время для лечения вышеназванных заболеваний наряду с такими синтетическими лекарственными средствами как «Гептрал» и препаратами, содержащими эссенциальные фосфолипиды («Эссенциале», «Фосфоглив»), широко используются препараты из растительного сырья («Легалон», «Карсил», «Лив-52»), в основе механизма действия которых лежит антиоксидантная и желчегонная активность (Матвеев А.В., Коняева Е.И., Курченко В.П., Щекатихина А.С. Гепатопротективные свойства силимарина // Эксп. Клин. гастроэнтерол. 2011. №2. С.130-135). Исходя из вышеизложенного и того факта, что большая часть растительных гепатопротекторов являются препаратами зарубежного производства, разработка новых препаратов растительного происхождения для лечения и профилактики заболеваний печени на основе сырья, произрастающего на территории России, является одной из актуальных задач фармации и медицины.
Известен способ получения средства, обладающего гепатопротекторным действием, а именно, полиоксифенилхроманонов (флаволигнанов) путем экстракции плодов расторопши спиртом этиловым 80% дважды в течение 2-3 ч при 35-37°C с последующим упариванием, очисткой спиртом этиловым 50%, обезжириванием четыреххлористым углеродом, извлечением биологически активных веществ (БАВ) хлороформ- спиртовой смесью, упариванием, растворением в спирте этиловом, концентрированием, сушкой и измельчением (Патент №2038091).
Недостатками известного способа являются многостадийность и, как следствие, трудоемкость, а также использование в процессе изготовления токсичных растворителей.
Наиболее близким по достигаемому техническому результату (прототипом) является способ получения средства, обладающего гепатопротекторным действием, а именно, экстракта кукурузных рылец жидкого, основными показаниями к применению которого являются холециститы, холангиты, гепатиты с задержкой желчеотделения (Машковский М.Д. Лекарственные средства. 15-е изд., перераб., испр. и доп. М.: ООО «Изд-во Новая Волна», 2005. 1200 с: ил.), заключающийся в экстрагировании кукурузы столбиков с рыльцами спиртом этиловым 70% вакуум-фильтрационным методом с предварительным вальцеванием сырья (Никифорова Е.Б. Совершенствование технологии, стандартизации жидкого экстракта и получение водоэкстрагируемого фитокомплекса в условиях малоотходной переработки кукурузных рылец: Автореф. дис. канд. фармац. наук. - Пятигорск, 2007. - 24 с).
Недостатками известного способа являются:
- отсутствие в технологическом процессе стадии удаления неиндифферентного для организма экстрагента (спирт этиловый 70%);
- невозможность получения сухого, сыпучего, стабильного продукта, который может быть использован в производстве других лекарственных форм, таких как капсулы, таблетки.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение ассортимента растительных гепатопротекторов и создание более стабильной формы экстракционного препарата (сухого экстракта), гепатозащитного действия из столбиков с рыльцами кукурузы, который не содержит фармакологически неиндифферентный растворитель (спирт этиловый) и удобен для последующего изготовления на его основе дозированных пероральных твердых лекарственных форм.
Технический результат достигается тем, что столбики с рыльцами кукурузы измельченностью 3-5 мм экстрагируют спиртом этиловым 60% при комнатной температуре и соотношении сырье: экстрагент - 1:5,5 методом многоступенчатого противоточного экстрагирования с законченным циклом в батарее из 5 диффузоров при времени экстрагирования на каждой ступени экстракции 4 часа, дополнительно экстрагируют отработанное сырье в 4 и 5 диффузорах используемым экстрагентом, при времени экстрагирования в 4 диффузоре в течение 4 часов, после чего сливают и пропускают через 5 диффузор, выдерживая 16 часов, далее отжимают отработанное сырье, затем объединенное извлечение отстаивают в течение не менее 3 суток при температуре 2-10°C, очищенное извлечение сгущают под вакуумом при 40-50°C, высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 40-50°C до получения сухого экстракта и измельчают.
Авторы предлагают способ получения средства, обладающего гепатопротекторным действием, позволяющий расширить ассортимент препаратов гепатопротекторного действия и создать технологически более совершенную форму экстракционного препарата (сухой экстракт) из данного вида сырья.
Способ осуществляют следующим образом.
Способ проиллюстрирован фиг.1-14.
На фиг.1. представлена зависимость содержания биологически активных веществ в столбиках с рыльцами кукурузы () от периода заготовки сырья, где  - среднее значение;  - доверительный интервал.
На фиг.2А проиллюстрирована диаграмма зависимости истощенности сырья различной измельченности по флавоноидам (в процентах от равновесного содержания) от времени экстрагирования, где S - истощенность сырья в процентах от равновесного содержания; τ - время экстрагирования в часах.
На фиг.2Б представлена диаграмма зависимости истощенности сырья различной измельченности по фенолокислотам (в процентах от равновесного содержания) от времени экстрагирования, где S - истощенность сырья в процентах от равновесного содержания; τ - время экстрагирования в часах.
1
01
На фиг.3А показан графоаналитический расчет коэффициентов вымывания по флавоноидам для сырья различной измельченности, где q - количество оставшихся в сырье флавоноидов; q - начальное содержание флавоноидов.
2
02
На фиг.3Б представлен графоаналитический расчет коэффициентов вымывания по фенолокислотам для сырья различной измельченности, где q - количество оставшихся в сырье фенолокислот; q - начальное содержание фенолокислот.
На фиг.4 даны коэффициенты вымывания для столбиков с рыльцами кукурузы различной измельченности.
На фиг.5 дана таблица по скорости свободного слива извлечений.
<mover accent="true"><mi>X</mi><mo>¯</mo></mover>
<mrow><mi>Δ</mi><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>¯</mo></mover></mrow>
На фиг.6 представлена таблица по данным насыпной массы столбиков с рыльцами кукурузы различной измельченности, где
- среднее значение;
- доверительный интервал.
<mover accent="true"><mi>X</mi><mo>¯</mo></mover>
<mrow><mi>Δ</mi><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>¯</mo></mover></mrow>
На фиг.7 дана таблица по содержанию флавоноидов, фенолокислот и экстрактивных веществ (в %) в излечениях из столбиков с рыльцами кукурузы, полученных с использованием спирта этилового различной концентрации, где
- среднее значение;
- доверительный интервал.
На фиг.8 представлена зависимость выхода биологически активных и экстрактивных веществ от концентрации спирта этилового при получении экстрактов кукурузы столбиков с рыльцами сухих.
На фиг.9 показана теоретическая эффективность экстрагирования столбиков с рыльцами кукурузы при использовании различных способов экстракции.
На фиг.10 дана сравнительная оценка выхода по биологически активным веществам при их извлечении из столбиков с рыльцами кукурузы различными способами (МПЭ - многоступенчатое противоточное экстрагирование).
На фиг.11 представлены выходы по флавоноидам и фенолокислотам (в процентах от содержания в сырье) на стадиях технологического процесса получения экстракта кукурузы столбиков с рыльцами сухого.
<mover accent="true"><mi>X</mi><mo>¯</mo></mover>
<mrow><mi>Δ</mi><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>¯</mo></mover></mrow>
На фиг.12 дана таблица по содержанию биологически активных веществ в экстракте кукурузы столбиков с рыльцами сухом при его хранении, где
- среднее значение;
- доверительный интервал.
На фиг.13 представлены данные по влиянию экстракта кукурузы столбиков с рыльцами сухого на активность ферментов печени крыс (*различия статистически значимы при p<0,05), данные представлены в виде M±m, где M - среднее значение, m - стандартная ошибка среднего значения.
На фиг.14 представлена таблица по влиянию экстракта кукурузы столбиков с рыльцами сухого на основные биохимические показатели, характеризующие функции печени (*различия статистически значимы при p<0,05), данные представлены в виде M±m, где M - среднее значение, m - стандартная ошибка среднего значения.
Столбики с рыльцами кукурузы (Zea Mays L.), семейство злаковых/мятликовых (Gramminae/Poaceae) заготавливают в период молочно-восковой спелости початков кукурузы. Период заготовки выбран исходя из того, что максимальное содержание основных (флавоноиды и фенолокислоты) и сопутствующих (полисахариды и дубильные вещества) групп биологически активных веществ в столбиках с рыльцами кукурузы наблюдается в фазу молочно-восковой спелости початков (фиг.1). Сырье сушат воздушно-теневым способом, упаковывают в двойные бумажные мешки и хранят в сухом прохладном месте.
Измельчают столбики с рыльцами кукурузы до размера 3-5 мм. Данное измельчение выбрано оптимальным, т.к. при указанном размере частиц:
- быстрее наступает близкое к равновесному состояние в системе сырье: экстрагент по флавоноидам (в сравнении с неизмельченным сырьем) и фенолокислотам (в сравнении с измельченностью 5-10 мм, 10-15 мм, 15-20 мм и неизмельченным сырьем) (фиг.2А, 2Б);
- выше значение показателя «коэффициент вымывания» (параметр, характеризующий период «быстрой экстракции») (фиг.3А, 3Б, 4);
- не нарушаются дренажирующие свойства сырья, т.к. скорость свободного слива практически не отличается от аналогичного показателя сырья более крупного измельчения (фиг.5);
- сырье с измельченностью 3-5 мм имеет большую насыпную массу, что позволяет максимально использовать объем диффузора (фиг.6).
3
Емкость диффузора на 100 г столбиков с рыльцами кукурузы измельченностью 3-5 мм равна 640 см.
Экстрагируют столбики с рыльцами кукурузы спиртом этиловым 60% при комнатной температуре, т.к. спирт этиловый хорошо извлекает фенольные соединения, кроме того, этим предупреждается потеря данного летучего экстрагента. Данная концентрация спирта этилового обеспечивает большее извлечение флавоноидов и фенолокислот по сравнению со спиртом этиловым 40% и 50%, большее извлечение экстрактивных веществ и меньший расход ценного экстрагента по сравнению со спиртом этиловым 70% (фиг.7). Кроме того, выход по экстрактивным и биологически активным веществам при получении экстракта на спирте этиловом 60% на 15% превышает аналогичный показатель при получении экстракта на спирте этиловом 70% (фиг.8).
Оптимальное соотношение фаз сырье: экстрагент для столбиков с рыльцами кукурузы с измельченностью 3-5 мм составляет 1:5,5, т.к. оно обеспечивает необходимую величину «зеркала» экстрагента (свободный слой экстрагента) над поверхностью сырья выбранной измельченности.
Процесс экстракции проводят методом многоступенчатого противоточного экстрагирования с законченным циклом в батарее из 5 диффузоров. Данный способ выбран на основании расчета теоретической эффективности экстрагирования (Пономарев В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья. М.: Медицина, 1976, 202 с.) четырех наиболее часто используемых в фармацевтической промышленности способов экстрагирования: 2-х и 3-х ступенчатой ремацерации, многоступенчатого противоточного экстрагирования (МПЭ) с законченным циклом в батарее из 5 или 6 диффузоров. Полученные данные свидетельствуют о том, что наибольший выход БАВ может быть достигнут при 3-х ступенчатой ремацерации, но при этом необходимо использовать значительный объем экстрагента на 100 г сырья, что в дальнейшем может привести к повышению энергетических и экономических затрат производства, так как на заключительном этапе получения сухого экстракта необходимо будет удалить значительные объемы экстрагента. Теоретический выход БАВ при использовании многоступенчатого противоточного экстрагирования с законченным циклом в батарее из 5 диффузоров несколько ниже, но он предполагает уменьшение количества используемого экстрагента на 100 г сырья почти в 2 раза (по сравнению с ремацерацией) и получение более концентрированных извлечений. Увеличение числа диффузоров до 6 нецелесообразно, т.к. прирост выхода биологически активных веществ незначителен и составляет 1,3% (фиг.9).
Для получения экстракта кукурузы столбиков с рыльцами были изучены следующие варианты вышеуказанного метода: экстрагирование в равновесных условиях (длительность ступени экстракции - 4 часа) и в неравновесных условиях (длительность ступени - 3 часа). Выход экстракта, полученного в равновесных условиях, по флавоноидам и фенолокислотам на 24% и 12,5% соответственно превышает аналогичный показатель извлечения, полученного в неравновесных условиях (фиг.10).
В каждый диффузор загружают в равных количествах столбики с рыльцами кукурузы, измельченные до 3-5 мм, в 5-6 приемов для более плотной укладки.
В первый диффузор при открытом спускном кране заливают спирт этиловый 60% до появления его первых порций, затем кран закрывают и добавляют экстрагент «до зеркала» (соотношение сырье: экстрагент в данном и последующих диффузорах составляет 1:5,5).
Диффузор оставляют для настаивания в течение 4 часов, по истечении этого времени производят слив извлечения, которое направляют во второй диффузор. Недостающее «до зеркала» количество экстрагента во втором диффузоре получают путем пропускания необходимого количества спирта этилового 60% через первый диффузор.
В первый диффузор заливают свежую порцию спирта этилового 60% «до зеркала», оба диффузора оставляют для настаивания в течение 4 часов. В дальнейшем экстрагирование проводят аналогично, по принципу противотока, при котором извлечение, полученное из второго диффузора, заливают в третий, из третьего - в четвертый и т.д. Все пять порций свежего экстрагента подают в первый диффузор. После ввода в работу всех диффузоров батареи отбор всех пяти порций готового извлечения производят из головного пятого диффузора, выводя поочередно хвостовые диффузоры.
Экспозиция настаивания на каждой ступени экстрагирования составляла 4 часа (время наступления равновесного состояния в системе сырье: экстрагент) (фиг.2А, 2Б) или 16 часов (с учетом односменной работы предприятия), продолжительность экстрагирования в каждом диффузоре - 48 часов, а общая продолжительность процесса - 3 суток.
Для повышения выхода БАВ (свыше 66%) применяют дополнительное экстрагирование сырья в 4 и 5 диффузорах чистым экстрагентом, вводя его в 4 диффузор и выдерживая в течение 4 часов, после чего сливают и пропускают через 5 диффузор, выдерживая 16 часов, с последующим частичным отжимом отработанного сырья для удаления удержанного извлечения, которое осуществляется путем создания дополнительной нагрузки на верхний перфорированный диск перколятора. Реализация данного способа на практике подтвердила данные расчетов (фиг.10). Выход по флавоноидам и фенолокислотам повысился практически на 20% и составил 88% и 85,46% соответственно.
Полученные извлечения тщательно перемешивают и производят очистку путем отстаивания при температуре 2-10°C в течение не менее 3 суток до формирования плотного осадка, после чего фильтруют.
Очищенное извлечение сгущают под вакуумом при температуре 40-50°C, а затем высушивают в вакуум-сушильном шкафу при температуре 40-50°C до получения сухого экстракта, данные щадящие режимы предупреждают разложение БАВ, о чем свидетельствует высокий выход по флавоноидам и фенолокислотам на стадии сушки (фиг.11) и дальнейшая стабильность действующих веществ экстракта при хранении (фиг.12). Высушенную массу измельчают.
Проведено исследование по выявлению гепатопротекторного действия экстракта кукурузы столбиков с рыльцами сухого в дозах 100 и 200 мг/кг на модели острого токсического гепатита, вызванного введением тетрахлорметана, на 59 белых крысах линии Wistar.
В экспериментах в качестве препарата сравнения был использован «Легалон» - официнальный растительный гепатопротектор, содержащий в качестве действующих веществ сумму флаволигнанов расторопши пятнистой, гепатопротекторное действие которого объясняют антиоксидантной активностью (торможением перекисного окисления липидов), стимуляцией синтеза белка, нормализацией обмена фосфолипидов (Машковский М.Д. Лекарственные средства. 15-е изд., перераб., испр. и доп. М.: ООО «Изд-во Новая Волна», 2005. 1200 с.: ил.).
Для изучения влияния экстракта кукурузы столбиков с рыльцами сухого на течение острого гепатита белые крысы Wistar обоего пола (массой 150-200 г) были разделены на 5 групп по 10-15 животных. Животные содержались в стандартных условиях вивария на обычном рационе и свободном доступе к воде и пище. Экспериментальный острый гепатит вызывали путем внутрижелудочного введения крысам 1 мл 25% масляного раствора тетрахлорметана в течение 6 суток (группы животных №№2-5), интактные животные (группа №1) получали персиковое масло. Гепатопротекторное действие препаратов изучалось при пероральном введении раз в сутки в течение 21 дня в лечебном режиме, т.е. после формирования модельной патологии. Первая и вторая группы (интактные и контрольные животные соответственно) получали через желудочный зонд по 0,5 мл крахмального клейстера 2%; третья группа - эквиобъемные количества крахмального клейстера, содержащего экстракт кукурузы столбиков с рыльцами сухой (100 мг/кг); третья - экстракт кукурузы столбиков с рыльцами сухой (200 мг/кг); четвертая - препарат сравнения Легалон (200 мг/кг).
На 28 день исследования проводили забор крови для определения показателей, характеризующих функции печени - глюкозы, общего билирубина, мочевины, триглицеридов, альбумина, общего холестерина, ферментов: аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (ACT), гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ) и щелочной фосфатазы (ЩФ).
Полученные в результате эксперимента данные подвергали статистической обработке. Данные представлены в виде M±m, где M - среднее значение, m - стандартная ошибка среднего значения. Соответствие выборок закону нормального распределения оценивали по критерию Шапиро-Уилка. Для проверки статистических гипотез о различии между исследуемыми группами в случае ненормального распределения использовали непараметрический критерий Манна-Уитни, в случае нормального распределения - параметрический критерий Стьюдента. Изменение биохимических показателей крови животных контрольной группы оценивали по сравнению с аналогичными показателями интактных животных; групп, получавших экспериментальный препарат в различных дозах и препарат сравнения - контрольных животных.
Интоксикация тетрахлорметаном сопровождалась гиперферментемией, свидетельствующей о разрушении гепатоцитов и развитии холестаза (фиг.13). В группе, принимавшей экстракт кукурузы столбиков с рыльцами сухой в дозировке 100 мг/кг, наблюдалось статистически значимое снижение активности АЛТ, ГГТ и ЩФ, сопоставимое с препаратом сравнения. Активность ACT в сыворотке крови животных, принимавших экстракт кукурузы столбиков с рыльцами в меньшей дозировке, по сравнению с данным показателем контрольных животных снижалась, однако статистически значимых различий выявлено не было. Применение экстракта в большей дозировке (200 мг/кг) не приводило к статистически значимому снижению активности АЛТ, ACT и ЩФ по сравнению с контрольной группой и сопровождалось еще большим увеличением активности ГГТ, что, предположительно, может быть связано с более высокой прооксидантной активностью.
Введение четыреххлористого углерода характеризовалось нарушением всех видов обмена и сопровождалось увеличением в сыворотке крови контрольных животных содержания холестерина, триглицеридов, мочевины и билирубина, а также снижением концентрации глюкозы и альбумина (фиг.14). Введение крысам экстракта кукурузы столбиков с рыльцами в дозировке 100 мг/кг привело к снижению уровней холестерина, триглицеридов и мочевины в плазме крови по сравнению с контрольной группой. У крыс, получавших экстракт кукурузы столбиков с рыльцами сухой в дозировке 200 мг/кг, частично восстанавливался уровень глюкозы. Во всех случаях действие экспериментального препарата было сопоставимо или превышало эффект легалона.
Введение экстракта кукурузы столбиков с рыльцами сухого практически не повлияло на уровни альбумина и билирубина, однако восстановления данных показателей не наблюдалось и в группе животных, принимавших препарат сравнения.
Таким образом, в результате проведенных экспериментов выявлено, что введение экспериментальным животным экстракта кукурузы столбиков с рыльцами сухого в дозировке 100 мг/кг сопровождается снижением гиперферментемии и восстановлением основных показателей липидного и углеводного обмена, а также синтеза мочевины.
Пример выполнения способа
250 г столбиков с рыльцами кукурузы, заготовленных в период молочно-восковой спелости початков кукурузы в конце августа и высушенных воздушно-теневым способом, измельчают до частиц размером 3-5 мм, загружают поровну по 50 г в пять диффузоров в 5-6 приемов для более плотной укладки. Спирт этиловый 60% в количестве 1375 мл порциями по 275 мл заливают в 5 приемов в 1 диффузор. Экстрагирование проводят при 15-25°C по принципу противотока, при котором извлечение, полученное из 2 диффузора, направляется в 3, а из 3 - в 4 и т.д. Экспозиция настаивания составляет 4 или 16 часов. Готовое извлечение получают из 5 диффузора в пять приемов. Затем проводят дополнительное экстрагирование сырья в 4 и 5 диффузорах чистым экстрагентом (150 мл), вводя его в 4 диффузор и выдерживая в течение 4 часов, после чего пропускают через 5 диффузор, выдерживая 4 часа, с последующим частичным отжимом отработанного сырья путем создания дополнительной нагрузки на верхний перфорированный диск диффузора для удаления удержанного извлечения. Общий объем извлечения составляет около 1000 мл.
Полученное извлечение отстаивают при температуре 8°C в течение 3 суток, затем фильтруют, сгущают под вакуумом при температуре 40-50°C, высушивают в вакуум-сушильном шкафу при температуре 40-50°C до получения сухого экстракта и измельчают.
Полученный экстракт представляет собой сыпучий гигроскопичный порошок от светло-коричневого до темно-коричневого цвета, своеобразного запаха, сладковатого вкуса, умеренно растворимый в воде, очень легко растворимый в спирте этиловом 60% и 95%.
Содержание суммы флавоноидов в данном экстракте составляет 1,71±0,03%, фенолокислот - 4,81±0,15%, потеря в массе при высушивании - 3,46±0,15%.
Заявляемый способ получения средства, обладающего гепатопротекторным действием, имеет следующие преимущества перед известным: отсутствие в конечном продукте неиндифферентного для организма экстрагента (спирта этилового) и создание более стабильной формы экстракционного препарата (сухой экстракт) для дальнейшего использования в производстве других технологически более совершенных лекарственных форм. Выявленная на модели острого токсического гепатита активность позволяет создать лекарственный препарат гепатозащитного действия для использования в терапии и, в частности, в гастроэнтерологии.