СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДСТВА, ОБЛАДАЮЩЕГО ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫМ ДЕЙСТВИЕМ
METHOD FOR PREPARING AGENT SHOWING ANTI-INFLAMMATORY ACTION

Изобретение относится к области фармации и касается способа получения средства, обладающего противовоспалительным действием.
Препараты растительного происхождения в настоящее время могут занять достойное место в комплексной терапии воспалительных заболеваний, так как обладают мягким действием, что обусловлено родством метаболизма растительной и животной клеток, а также близостью химического строения биологически активных веществ растительного и животного происхождения. Учитывая вышеизложенное, а также тот факт, что широко применяемые синтетические нестероидные противовоспалительные препараты обладают рядом серьезных побочных эффектов (ульцерогенность, нефротоксичность, гепатотоксичность и др.), которые наиболее выражены при длительном применении, поиск новых эффективных лекарственных средств природного происхождения, обладающих выраженным противовоспалительным действием, является актуальным.
Среди растительных сырьевых источников, содержащих биологически активные вещества (БАВ) противовоспалительного действия, следует выделить листья осины обыкновенной (Populus tremula L.), семейство ивовых (Salicaceae), род тополь (Populus), содержащие в значительных количествах различные фенольные соединения (флавоноиды, фенологликозиды, фенолокислоты, дубильные вещества). Следует отметить, что в народной медицине листья осины широко используются в качестве противовоспалительных, противоревматических, обезболивающих, противогеморроидальных средств. Несмотря на вышеизложенное, до настоящего времени отсутствуют официнальные лекарственные средства из листьев осины обыкновенной.
Известен способ получения средства, обладающего противовоспалительным действием, из листьев ивы в виде настоя, представляющего собой водную вытяжку из высушенных измельченных листьев ивы, получаемую путем экстрагирования сырья кипящей водой при соотношении компонентов 1:10, времени настаивания 30 мин, охлаждения - 45 мин (Патент №2189828).
Недостатками известного способа являются:
невозможность извлечения всего комплекса БАВ, обладающих противовоспалительным действием, в частности флавоноидов,
возможность разрушения фенологликозидов при заливании кипящей водой,
химическая и микробиологическая нестабильность водных извлечений при хранении (срок хранения не более 1 суток).
Наиболее близким по достигаемому результату, прототипом,
является способ получения средства, обладающего противовоспалительным действием путем экстракции листьев осины водой, спиртом этиловым 20%, 40% и 70% в соотношении 1:10 (Лобанова И.Ю., Турецкова В.Ф. Влияние вида экстрагента на состав извлечений из листьев осины обыкновенной // Молодежь - Барнаулу: материалы Х городской НПК молодых ученых (17-21 ноября 2008 г.), Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2009, Т.2, С.95-96).
При этом выявлено, что наиболее оптимальным является использование спирта этилового 40%, при применении которого экстракт характеризуется повышенным содержанием экстрактивных веществ.
Недостатками известного способа являются:
затраты значительного количества экстрагента, присутствие в конечном продукте неиндифферентного экстрагента (спирт этиловый 40%), возможность выпадения осадка экстрактивных веществ при хранении, некомпактность и невозможность дальнейшего использования в производстве других технологически более совершенных лекарственных форм, таких как капсулы, таблетки.
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение выхода биологически активных веществ за счет использования более совершенного способа экстрагирования (многоступенчатое противоточное экстрагирование) и создание более стабильной формы экстракционного препарата (сухого экстракта) противовоспалительного действия из листьев осины обыкновенной.
Технический результат достигается тем, что листья осины обыкновенной измельченностью 5-10 мм экстрагируют спиртом этиловым 40% при комнатной температуре и при соотношении сырье:экстрагент 1:4 методом многоступенчатого противоточного экстрагирования с законченным циклом в батарее из 5 диффузоров в течение 6-16 часов однократно, с последующим промыванием отработанного сырья в 4 и 5 диффузорах используемым экстрагентом и его отжимом, затем объединенное извлечение отстаивают в течение не менее 3 суток при температуре 6-10°С, очищенное извлечение сгущают под вакуумом при 40-50°С, высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 40-50°С до получения сухого экстракта и измельчают.
Авторы предлагают способ получения средства, обладающего противовоспалительным действием, позволяющий увеличить выход основных БАВ листьев осины обыкновенной и создать более стабильную форму экстракционного препарата (сухого экстракта) из данного вида сырья.
Способ осуществляют следующим образом.
Способ проиллюстрирован фиг.1-11.
На фиг.1 проиллюстрирована диаграмма зависимости истощенности сырья различной измельченности по флавоноидам (1А) и фенологликозидам (1Б) (в процентах от равновесного содержания) от времени экстрагировании, где I - измельченность 5-10 мм; II - 10-15 мм; III - 15-20 мм.
1
01
2
02
На фиг.2 показан графоаналитический расчет коэффициентов вымывания по флавоноидам (2А) и фенологликозидам (2Б) для сырья различной измельченности: I - 5-10 мм; II - 10-15 мм; III - 15-20 мм; где q - количество оставшихся в сырье флавоноидов; q - начальное содержание флавоноидов; q - количество оставшихся в сырье фенологликозидов; q - начальное содержание фенологликозидов.
На фиг.3 даны коэффициенты вымывания для листьев осины обыкновенной различной измельченности.
На фиг.4 дана таблица по скорости свободного слива извлечений.
На фиг.5 представлена таблица по данным насыпной массы листьев осины обыкновенной различной измельченности.
На фиг.6 дана таблица по содержанию флавоноидов и экстрактивных веществ в излечениях из листьев осины обыкновенной, полученных с использованием воды и спирта этилового различной концентрации.
На фиг.7 дана таблица по выбору оптимального способа экстрагирования листьев осины обыкновенной.
На фиг.8 показан выход по флавоноидам на стадии экстракции листьев осины обыкновенной и на стадии сушки полученных извлечений по флавоноидам и фенологликозидам.
На фиг.9 представлена таблица по стабильности при хранении экстракта листьев осины сухого.
На фиг.10 представлены данные по влиянию экстракта листьев осины сухого и входящей в его состав суммы фенольных соединений на развитие воспалительного отека.
На фиг.11 представлена таблица по влиянию экстракта листьев осины сухого и входящей в его состав суммы фенольных соединений на образование воспалительной гранулемы (X±m).
Способ получения средства, обладающего противовоспалительным действием
Листья осины обыкновенной (Populus tremula L.), семейство ивовых (Salicaceae), род тополь (Populus), заготавливают после окончания плодоношения (июнь-август). Сырье сушат воздушно-теневым способом, упаковывают в двойные бумажные мешки и хранят в сухом прохладном месте.
3
Измельчают листья до размера 5-10 мм. Данное измельчение выбрано оптимальным, т.к. при указанном размере частиц (в сравнении с измельченностью 10-15 и 15-20 мм) быстрее наступает близкое к равновесному состояние в системе сырье:экстрагент (по флавоноидам и фенологликозидам) (фиг.1А, 1Б); выше коэффициент вымывания (параметр, характеризующий период «быстрой экстракции») (фиг.2А, 2Б, 3), не нарушаются дренажирующие свойства сырья (скорость свободного слива практически не отличается от аналогичного показателя сырья более крупного измельчения) (фиг.4). Сырье с измельченностью 5-10 мм имеет наибольшую насыпную массу, что позволяет максимально использовать объем диффузора (фиг.5). Емкость диффузора на 100 г листьев осины обыкновенной измельченностью 5-10 мм равна 1390 см.
Экстрагируют листья осины обыкновенной спиртом этиловым 40%. Данная концентрация спирта этилового обеспечивает максимальное извлечение экстрактивных веществ по сравнению с водой, спиртом этиловым 20% и 70%; извлекает большее количество флавоноидов по сравнению с водой и спиртом этиловым 20% и одинаковое количество флавоноидов со спиртом этиловым 70% (фиг.6), а также по сравнению со спиртом этиловым 70% обеспечивает меньший расход ценного экстрагента.
Экстрагирование проводят при комнатной температуре, т.к. спирт этиловый хорошо извлекает фенольные соединения (фиг.6), кроме того, этим предупреждается потеря данного летучего экстрагента.
Оптимальное соотношение фаз сырье:экстрагент для листьев осины обыкновенной с измельченностью 5-10 мм составляет 1:4, т.к. оно обеспечивает необходимую величину «зеркала» экстрагента (свободный слой экстрагента) над поверхностью сырья с выбранной измельченностью.
Процесс экстракции проводят методом многоступенчатого противоточного экстрагирования с законченным циклом в батарее из 5 диффузоров (Пономарев В. Д. Экстрагирование лекарственного сырья. М.: Медицина, 1976, 202 с.). Данный способ экстрагирования выбран путем сравнительной оценки 3 вариантов экстрагирования, как наиболее часто используемых в фармацевтической промышленности: 2- и 3-ступенчатой ремацерации, многоступенчатого противоточного экстрагирования с законченным циклом в батарее из 5 диффузоров (фиг.7). Полученные данные свидетельствуют о том, что наибольший выход БАВ может быть достигнут при 3-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.
В каждый диффузор загружают в равных количествах листья осины, измельченные до 5-10 мм в 5-6 приемов для более плотной укладки.
В первый диффузор при открытом спускном кране заливают спирт этиловый 40% до появления его первых порций, затем кран закрывают и добавляют экстрагент «до зеркала» (соотношение сырье:экстрагент в данном и последующих диффузорах составляет 1:4).
Диффузор оставляют для настаивания в течение 6 часов, по истечении этого времени производят слив извлечения, которое направляют во 2-й диффузор. Недостающее «до зеркала» количество экстрагента во втором диффузоре получают путем пропускания необходимого количества спирта этилового 40% через первый диффузор.
В 1-й диффузор заливают свежую порцию спирта этилового 40% «до зеркала», оба диффузора оставляют для настаивания в течение 16 часов. В дальнейшем экстрагирование проводят аналогично, по принципу противотока, при котором извлечения, полученные 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 6 часов (время, близкое к наступлению равновесного состояния в системе сырье:экстрагент) (фиг.1А, 1Б) или 16 часов (с учетом односменной работы предприятия), продолжительность экстрагирования в каждом диффузоре - 50 часов, а общая продолжительность процесса - 5 суток.
Для повышения выхода БАВ (свыше 75%) дополнительно применяют промывание отработанного сырья (шрота) в 4 и 5 диффузорах чистым экстрагентом, вводя его в 4 диффузор и выдерживая в течение 6 часов, после чего сливают и пропускают через 5 диффузор, выдерживая 16 часов, с последующим отжимом шрота для удаления удержанного извлечения. Реализация данного способа на практике подтвердила данные расчетов (фиг.8). Выход по флавоноидам повысился на 8,5% и составил 86%.
Полученные извлечения тщательно перемешивают и производят очистку путем отстаивания при температуре 6-10°С в течение не менее 3 суток до формирования плотного осадка, после чего фильтруют.
Очищенное извлечение сгущают под вакуумом при температуре 40-50°С, а затем высушивают в вакуум-сушильном шкафу при температуре 40-50°С до получения сухого экстракта, данные щадящие режимы предупреждают разложение БАВ, о чем свидетельствует высокий выход по флавоноидам и фенологликозидам на стадии сушки (фиг.8) и дальнейшая стабильность экстракта при хранении (фиг.9). Высушенную массу измельчают.
Проведено исследование по выявлению противовоспалительного действия экстракта листьев осины сухого в дозах 100, 150, 180 мг/кг на моделях острого и хронического воспаления на 57 беспородных крысах.
В экспериментах в качестве препарата сравнения была использована кислота ацетилсалициловая (КАС) - нестероидный противовоспалительный препарат, представляет собой салициловый эфир уксусной кислоты.
КАС была выбрана в качестве препарата сравнения, поскольку в листьях осины, как известно, содержится фенологликозид салицин, который, согласно данным литературы, проявляет сопоставимую с кислотой ацетилсалициловой противовоспалительную активность (Кузьмин В.Ю. Противовоспалительные эффекты извлечений из листьев ивы корзиночной: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Томск, 2004. 25 с.; Рассыпнова С.С., Турецкова В.Ф., Зверев Я.Ф. Изучение противовоспалительного действия экстракта из коры Populus tremula (Salicaceae) и входящих в его состав фенольных соединений // Растит. ресурсы. 2010, Т. 46, Вып. 3, С. 103-108).
Противовоспалительное действие кислоты ацетилсалициловой объясняется влиянием на процессы, протекающие в очаге воспаления: уменьшением проницаемости капилляров, понижением активности гиалуронидозы, ограничением энергетического обеспечения воспалительного процесса, путем торможения образования АТФ и др. Существенное значение в механизме противовоспалительного действия имеет ингибирование простагландинсинтетазы (Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: ООО «Издательство Новая Волна, 2005, - 1200 с.).
Острое воспаление. Для изучения влияния экспериментального препарата и входящих в его состав фенольных соединений на развитие острого воспаления белые крысы линии Vistar обоего пола (массой 150-200 г) были разделены на 5 групп по 8-10 животных. Животные содержались в стандартных условиях вивария на обычном рационе и свободном доступе к воде и пище. На протяжении 14 дней первая группа (контроль) получала через желудочный зонд по 0,5 мл воды; вторая - эквиобъемные количества водного раствора, содержащего экстракт листьев осины сухой (100 мг/кг); третья - экстракт листьев осины сухой (150 мг/кг); четвертая - экстракт листьев осины сухой (180 мг/кг); пятая - сумму выделенных фенольных соединений (7,5 мг/кг), шестая - препарат сравнения кислоту ацетилсалициловую (100 мг/кг).
По окончании введения исследуемого суммарного препарата и входящей в его состав суммы фенольных соединений у крыс моделировали острое воспаление инъекцией под плантарный апоневроз 0,1 мл 1%-ного раствора каррагенина. Объем задней конечности измеряли онкометрически до - и через 60, 120 и 240 минут после введения флогистика (Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под ред. Р.У. Хабриева. М.: Медицина, 2005, 832 с.).
Степень противовоспалительной активности (Р) вычисляли по известной формуле:
к
где V - среднее увеличение объема лапы в контроле;
о
V - среднее увеличение объема лапы в опыте.
Если полученная величина была равна или превосходила 30%, то она рассматривалась как показатель выраженной противовоспалительной активности (Тринус Ф.П., Мохорт Н.А., Клебанов Б.М. Нестероидные противовоспалительные средства. Киев: Здоровье, 1975, 278 с.).
Полученные в результате эксперимента данные обрабатывали статистически методом вариационных рядов с использованием t-критериев Стьюдента. Различия сравниваемых данных представлены в виде доверительного интервала (X±m). Достоверными считали различия при достигнутом уровне значимости p<0,05.
Применение цельного экстракта, начиная с дозы 100 мг/кг, выявило наличие противовоспалительного действия, которое в этой дозировке проявилось через 120 мин после введения, а в дозе 150 и 180 мг/кг уже через 60 мин после введения флогистика (фиг.10). Эффект стабилизировался на протяжении всего периода наблюдения независимо от дозы на уровне 18-20%, и лишь при использовании дозы 180 мг/кг к концу периода наблюдения (через 4 часа после введения флогистика) отмечался более существенный эффект, равный 35%, который можно охарактеризовать как выраженное противовоспалительное действие. Сходную противовоспалительную активность на уровне 22-27% даже в минимальных дозах (7,5 мг/кг) проявила сумма фенольных соединений, выделенная из листьев осины обыкновенной. Время проявления противовоспалительного действия изучаемых объектов, которое начиналось уже через 60 мин после введения флогистика и сохранялось на протяжении 4 часов, указывает на вовлечение содержащихся в них биологически активных веществ в подавление не только быстрых механизмов противовоспалительного эффекта (высвобождение гистамина), но и с последующим их подключением к ингибированию более медленных механизмов воспалительной реакции (противовоспалительные цитокины). Полученный эффект превышал антифлогистическую активность КАС, взятую в дозе 100 мг/кг на использованной нами модели острого воспаления.
Хроническое воспаление. Пролиферативное воспаление моделировали, используя методику хлопчатобумажной гранулемы. Под эфирным наркозом крысам подкожно в область спины имплантировали стерильные шарики массой 20 мг. После 14 дней введения изучаемых экстракционных препаратов и препарата сравнения шарики извлекали вместе с развившейся вокруг них воспалительной гранулемой, после чего их взвешивали (определяли влажную массу), затем высушивали при температуре 60°С в течение суток до постоянной массы и вновь взвешивали (определяли сухую массу). Величина прироста массы шариков являлась показателем степени развития гранулематозной ткани. Выраженность экссудативного компонента воспалительного процесса определяли по разности между массой влажных и сухих гранулем (Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под ред. Р.У. Хабриева. М.: Медицина, 2005, 832 с.).
В эксперименте с изучением влияния экстракта листьев осины сухого и выделенной суммы фенольных соединений на процесс хронического воспаления противовоспалительная активность препаратов подтвердилась (фиг.11). При этом наибольший эффект проявился в отношении подавления процесса пролиферации, что выразилось в значительном снижении сухой массы образовавшийся гранулемы. Так, если у интактных крыс сухая масса гранулемы составила 22,6±1,61 мг, то при использовании различных доз экстракта данный показатель снижался на 22-25%, колеблясь в пределах от 17,0 до 17,6 мг. Наибольшую степень достоверности по указанному показателю продемонстрировала доза 180 мг/кг (p<0,01). При этом влажная масса воспалительной гранулемы, равно как и разность между влажной и сухой массой, существенно не изменились, что еще раз подтверждает преимущественное воздействие препарата на пролиферативный (продуктивный) компонент воспалительной реакции. Аналогичные результаты были получены при применении суммы фенольных соединений, которая обусловила снижение сухой массы гранулемы на 24,8% (p<0,01). Следует отметить, что близкая, хотя и несколько более слабая противовоспалительная активность в условиях хронического воспаления была выявлена у КАС, которая в дозе 100 мг/кг привела к уменьшению сухой массы гранулемы приблизительно на 15%.
Предлагаем пример конкретного выполнения способа
500 г листьев осины обыкновенной, заготовленные в конце июня и высушенные воздушно-теневым способом, измельчают до частиц размером 5-10 мм, загружают поровну по 100 г в пять диффузоров в 5-6 приемов для более плотной укладки. Спирт этиловый 40% в количестве 2000 мл порциями по 400 мл заливают в 5 приемов в 1 диффузор. Экстрагирование проводят при 20-22°С по принципу противотока, при котором извлечение, полученное из 2 диффузора, направляется в 3, а из 3 в 4 и т.д. Экспозиция настаивания составляет 6 или 16 часов. Готовое извлечение получают из 5 диффузора в пять приемов. Дополнительно проводят промывание отработанного сырья (шрота) в 4 и 5 диффузорах чистым экстрагентом (250 мл), вводя его в 4 диффузор и выдерживая в течение 6 часов, после чего пропускают через 5 диффузор, выдерживая 16 часов, с последующим отжимом шрота для удаления удержанного извлечения. Общий объем извлечения составляет около 1200 мл.
Полученное извлечение отстаивают при температуре 8°С в течение 3 суток, затем фильтруют, сгущают под вакуумом при температуре 40-50°С, высушивают в вакуум-сушильном шкафу при температуре 40-50°С до получения сухого экстракта и измельчают.
Полученный экстракт представляет собой сыпучий аморфный, гигроскопичный порошок от светло-желтого до коричневого цвета, своеобразного запаха, горького вкуса, очень легко растворимый в воде, спирте этиловом 40% и 95%.
Содержание суммы флавоноидов в данном экстракте составляет 6,43±0,024%, фенологликозидов 14,26±0,513% при влажности сырья 4,35±0,133%.
Заявляемый способ получения средства, обладающего противовоспалительным действием, имеет следующие преимущества перед известным: увеличение выхода основных биологически активных веществ листьев осины обыкновенной за счет выбора оптимальных параметров технологического процесса (измельченность сырья, концентрация экстрагента, соотношение сырье:экстрагент, время настаивания), использования более совершенного способа экстрагирования (многоступенчатое противоточное экстрагирование), и создание более стабильной формы экстракционного препарата (сухой экстракт) для дальнейшего использования в производстве других технологически более совершенных лекарственных форм. Выявленная на моделях острого и хронического воспаления активность позволяет создать лекарственный препарат противовоспалительного действия для использования в терапии.