ПРЕПАРАТ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА СЕЛЕНА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
PREPARATION FOR TREATMENT AND PREVENTION OF SELENIUM METABOLISM DISORDER FOR FARM ANIMALS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к ветеринарной фармации, в частности к препаратам для повышения резистентности организма животных, содержащим селен в наноразмерном состоянии, и может быть использовано для регулирования метаболических процессов и снижения частоты проявления селенового дефицита в организме животных.
Уровень техники
Известен комплексный поливитаминный препарат, регулирующий метаболические процессы и снижающий частоту проявления селенового дефицита в организме животных, в том числе птиц, содержащий селен и масляный растворитель, при этом он содержит в своем составе селен в виде натрия селенита, ретинола ацетат в качестве витамина А, а масляным растворителем является масло кукурузных зародышей, а компоненты взяты в следующих соотношениях:
ретинола ацетат (250 тыс. МЕ/мл)
60 мл
натрия селенит
1 г
масло кукурузных зародышей
до 1000 мл
(см. пат. RU №2250099, кл. А61К 9/08, А61К 33/04, А61К 31/07, А61К 35/78, опубл. 20.04.2005 г.).
Недостатками данного препарата являются высокая токсичность, недостаточная усвояемость селена из-за большого размера частиц селена.
Известен противоанемический и ростостимулирующий препарат для животных, включающий комплекс железа, марганца, меди, кобальта, селена и цинка с динатриевой или дикалиевой солью этилендиамин-N,N'-диянтарной кислоты и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит йод при следующем соотношении компонентов, мас.%:
динатриевая или дикалиевая соль этилендиамин-N,N'-диянтарной кислоты
15-25
железо (III)
1,5-5,5
марганец (II)
0,25-3,0
медь (II)
0,12-0,55
кобальт (II)
от более 0,05 до 0,3
цинк (II)
0,05-1,5
селен (IV)
от более 0,03 до 0,06
йод (I)
0,01-0,08
вода
остальное
В препарате в качестве источника йода (I) содержится йодистый калий и/или йодистый натрий (см. пат. RU №2263504, кл. А61К 31/295, А61Р 7/06, опубл. 10.11.2005 г.).
Недостатками данного препарата являются высокая стоимость, плохая усвояемость и высокая токсичность.
Известен препарат, содержащий селенит натрия и витамин Е, который с успехом используется для профилактики послеродовых заболеваний у крупного рогатого скота. Так, комплексное применение селенита натрия и витамина Е способствовало снижению мастита в стадах на 30% и более (см. Smith A.M. and Picciano М.Ф. Evidence for increased selenium requirement for the rat during pregnancy and lactation. - J. of Nutrition, 1986, v.H6, N6, p.1068-1079.; Smith I., Hogan J. Vitamin E and selenium can help lover incident of mastitis. - Zarge anim. Veter., 1988, 43, 6, 20-24).
Недостатками данного препарата являются недостаточная усвояемость и высокая токсичность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является препарат, содержащий селен и воду для инъекций (см. Кудрявцев А.П. Применение селена в ветеринарии. - Земля сибирская и Дальневосточная. - 1975, №10. - С.36-37).
Недостатками данного препарата являются плохая усвояемость селена, относительно высокая токсичность.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка препарата, содержащего селен в наноразмерном состоянии и в нулевой валентности, обладающего за счет этого малой токсичностью, высокой усвояемостью, что способствует быстрому лечению и профилактике нарушения обмена селена у сельскохозяйственных животных.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению усвояемости препарата, уменьшению токсичности за счет того, что селен используют в наноразмерном состоянии и нулевой валентности.
Технический результат достигается с помощью препарата для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных, включающего селен, стабилизатор и воду для инъекций, при этом в качестве стабилизатора используют высокомолекулярный азотсодержащий полимер, способный стабилизировать наночастицы селена, а селен взят в наноразмерном состоянии и нулевой валентности (Se°) при следующем соотношении компонентов в мас.%:
селен (Se°)
0,0001-1,0
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
0,1-10,0
вода для инъекций
остальное
Исследования процессов всасывания лекарственных веществ и проведенные опыты показали, что на терапевтическую эффективность особое влияние оказывают следующие факторы, которые и названы фармацевтическими:
1) физическое состояние лекарственного вещества (размер частиц, форма кристаллов, наличие или отсутствие заряда на поверхности частиц и др.);
2) химическая природа лекарственного вещества (соль, кислота, основание, количество гетероциклов, эфирные связи, комплексные соединения и т.д.);
3) вспомогательные вещества, их природа, физическое состояние, количество;
4) вид лекарственной формы и пути ее введения;
5) фармацевтическая технология.
Среди перечисленных факторов наибольшее значение имеют такие факторы, как физическое состояние лекарственного вещества, наличие вспомогательных веществ и их природа.
Вопросам измельчения в фармацевтической технологии придается особое значение. Известно, что с уменьшением размера частиц резко увеличивается поверхностная энергия измельчаемого лекарственного вещества. При тонком измельчении лекарственные вещества лучше растворяются, быстрее и полнее участвуют в химических реакциях и т.д. Измельчение может существенным образом влиять на терапевтическую активность лекарственных веществ вследствие изменения процессов их всасывания. Это происходит при изменении растворимости лекарственных веществ, скорость которой прямо пропорциональна площади поверхности и обратно пропорциональна величине частиц вещества (см. Кондратьева Т.С., Иванова Л.А., Зеликсон Ю.И., Куприна Н.А., Денисова Т.В. Технология лекарственных форм. - Том 1. - М.: Медицина. - 1991. - С.496).
Таким образом, препарат разработан для применения в инъекционной форме, при его получении используются относительно дешевые средства, в т.ч. и в качестве стабилизатора - азотсодержащая высокомолекулярная полимерная составляющая, а в качестве растворителя используется вода, являющаяся универсальным растворителем, наиболее дешевым и биологически доступным для организма, этот препарат гораздо легче синтезировать и дешевле производить. К недостаткам селеноорганических препаратов можно отнести сложность и высокую стоимость производства, их высокие дозы (от 0,2 до 10 мг/кг и более). Терапевтическая доза предлагаемого препарата колеблется в пределах 0,015-0,035 мг/кг по ДВ, что делает его значительно дешевле относительно сравниваемых препаратов.
Сущность получения препарата для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных заключается в следующем.
Препарат для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных получают восстановлением неорганических производных селена в высших степенях окисления с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена размером до 100 нм и стабилизируют полиэлектролитом (высокомолекулярным азотсодержащим полимером, способным стабилизировать наночастицы селена), при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
0,0001-1,0
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
0,1-10,0
вода для инъекций
остальное
В качестве азотсодержащих полимеров могут быть использованы:
поливинилпирролидон (азотсодержащий гетероциклический полимер):
желатин (продукт трансформации коллагена, представляющего собой наиболее распространенную группу животных белков), который также является азотсодержащим полимером природного происхождения
хитозан (продукт частичной деполимеризации и дезацетилирования хитина), который также является азотсодержащим полимером природного происхождения
и другие азотсодержащие полимеры, способные стабилизировать наночастицы нульвалентного селена.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного выполнения получения препарата для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных.
Пример 1. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
0,00001
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(поливинилпирролидон)
0,01
вода для инъекции
остальное
Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов:
селен (Se°)
0,0001
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(поливинилпирролидон)
0,1
вода для инъекций
остальное
Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
1,0
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(поливинилпирролидон)
10,0
вода для инъекций
остальное
Пример 4. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
1,5
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(поливинилпирролидон)
15,0
вода для инъекций
остальное
Пример 5. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
0,00001
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(желатин)
0,01
вода для инъекций
остальное
Пример 6. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
0,0001
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(желатин)
0,1
вода для инъекций
остальное
Пример 7. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
1,0
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(желатин)
10,0
вода для инъекций
остальное
Пример 8. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
1,5
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(желатин)
15,0
вода для инъекций
остальное
Пример 9. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
0,00001
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(хитозан)
0,01
вода для инъекций
остальное
Пример 10. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов:
селен (Se°)
0,0001
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(хитозан)
0,1
вода для инъекций
остальное
Пример 11. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее
соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
1,0
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(хитозан)
10,0
вода для инъекций
остальное
Пример 12. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее
соотношение компонентов в мас.%:
селен (Se°)
1,5
высокомолекулярный азотсодержащий полимер
(хитозан)
15,0
вода для инъекций
остальное
Результаты биохимических исследований препаратов нульвалентного наноселена, стабилизированного различными азотсодержащими полимерами, приведены в таблице 1.
Исходя из приведенных данных можно сделать вывод, что наиболее оптимальными препаратами являются препараты, полученные в примерах 3, 7 и 11, которые далее были испытаны на лабораторных белых мышах.
Для определения летальных доз препарата используют клинически здоровых белых мышей массой 20-22 г. Исследования проводят согласно «Методическим указаниям по токсикологической оценке новых препаратов для лечения и профилактики незаразных болезней животных» (ВНИИ незаразных болезней животных, 1987 г.). Способом введения был выбран парентеральный, т.к. этот препарат предназначен для внутримышечного введения сельскохозяйственным животным. При внутримышечном введении препарата в максимально возможных количествах гибели животных не отмечалось, результаты исследования на острую токсичность при внутрибрюшинном способе введения представлены в таблице 2.
Таблица 2
Острая токсичность препаратов нульвалентного наноселена, стабилизированного азотсодержащими полимерами при однократном внутрибрюшинном введении для белых мышей (мг ДВ/кг)
Вид полимера-стабилизатора
Параметры токсичности
SLD<sub>50</sub>
МПД
LD<sub>16</sub>
LD<sub>50</sub>
LD<sub>84</sub>
LD<sub>100</sub>
Поливинилпирролидон
10,17
25,38
32,9
44,18
56,4
±0,3
Желатин
6,24
17,31
23,4
36,15
48,71
±0,4
Хитозан
8,79
22,73
29,7
39,93
53,2
±0,09
Селенит натрия (прототип)
0,53
5,13
8,11
9,23
10,16
±0,07
Для оценки влияния лекарственной формы на гематологические показатели использовали лабораторных белых мышей; животным опытных групп вводили внутримышечно испытуемые препараты в различных дозах.
Таблица 3
Гематологические показатели крови белых мышей после введения наноселена, стабилизированного поливинилпирролидоном
Группа
Доза, мг/кг
Эритроциты, млн/мкл
Цветной показатель, ед.
Гемоглобин, г/л
Лейкоциты, тыс/мкл
Контр.
-
7,8
1,14
150
7,3
Поливинил-пирролидон
0,016
8,2
1,1
153
6,9
0,032
10,7
0,96
174
7,5
0,064
9,3
1,02
161
6,5
Желатин
0,016
8,0
1,11
149
7,7
0,032
10,2
0,99
152
7,9
0,064
9,4
1,03
157
7,7
Хитозан
0,016
8,1
1,14
151
7,1
0,032
10,5
1,00
169
7,2
0,064
8,9
1,07
167
7,3
Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub> (прототип)
0,1
8,0
1,09
157
7,2
Результаты исследования свидетельствуют, что препараты для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных оказывают стабилизирующее действие на гемопоэз, а наиболее благоприятные результаты были получены после его применения в дозах 0,016 и 0,032 мг/кг.
Для оценки влияния нульвалентного наноселена, стабилизированного азотсодержащим полимером, на организм и прирост живой массы использовали клинически здоровых кроликов.
Таблица 4
Динамика живой массы кроликов после применения препаратов нульвалентного наноселена, стабилизированного азотсодержащими полимерами, для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных в дозе 0,022 мг/кг, кг (n=25)
Вид полимера-стабилизатора
До введения
Через 8 дней
Через 15 дней
Через 23 дня
Через 31 день
Поливинилпирролидон
2,27±0,4
2,41±0,3
2,52±0,4
2,66±0,4
2,74±0,3
Желатин
2,49±0,5
2,56±0,5
2,61±0,4
2,67±0,5
2,71±0,5
Хитозан
2,21±0,4
2,30±0,4
2,39±0,4
2,48±0,4
2,56±0,4
Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub> (прототип)
2,37±0,5
2,42±0,4
2,50±0,4
2,56±0,3
2,59±0,3
Контроль
2,40±0,3
2,50±0,3
2,58±0,3
2,63±0,3
2,73±0,3
Анализ полученных результатов свидетельствует об увеличении содержания селена, активности каталазы и активности пероксидазы в крови опытных животных, при том что в контрольной группе эти показатели оставались на прежнем уровне.
Что касается прототипа, в котором использовался селенит натрия, то проведенные эксперименты подтверждают то, что его применение сопровождается меньшим положительным эффектом.
Резюмируя проведенные исследования, можно сделать выводы о том, что применение препарата способствует активизации системы антиоксидантной защиты организма, что выражается в увеличении активности каталазы, пероксидазы и снижении концентрации малонового диальдегида в крови - недоокисленного продукта свободнорадикальных реакций. При анализе динамики содержания селена в крови наблюдают увеличение концентрации последнего до физиологической нормы в течение недели. Применение препарата характеризовалось уменьшением уровня холестерина в крови до физиологических норм и нормализацией белкового обмена.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующее преимущества:
- уменьшение токсичности,
- высокую усвояемость и доступность для организма,
- повышение антиоксидантного эффекта,
- снижение затрат на производство,
- удобность введения и дозировки.