СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТА-ЛАКТАМНЫХ АНТИБИОТИКОВ В ВИДЕ ГЕЛЯ ПОЛИМЕРНОГО КОМПЛЕКСА С ИОНАМИ СЕРЕБРА
METHOD OF OBTAINING BETA-LACTAM ANTIBIOTICS IN FORM OF POLYMER COMPLEX GEL WITH SILVER IONS

Изобретение относится к области фармацевтической химии, а именно к способам получения антибиотиков.
Известен способ получения бета-лактамных антибиотиков в виде гелей полимерных комплексов с ионами серебра (Алексеева Е.П., Алексеев В.Г., Пахомов П.М. Исследование гелеобразования в системе оксациллин-серебро(I) // Межвузовский сб. науч. трудов «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов, 2010. С.9-11),
содержащий
- приготовление водного раствора натриевой соли оксациллина концентрации 0,1÷1,0 моль/л;
- приготовление водного раствора нитрата серебра концентрации 0,1÷1,0 моль/л;
- смешивание полученных растворов при температуре 10÷40°С с образованием дисперсии белого цвета;
- выдерживание дисперсии без перемешивания в течение 15 минут до ее обесцвечивания с образованием бесцветного прозрачного геля.
Технический результат данного изобретения заключается в том, что бета-лактамные антибиотики в виде геля полимерного комплекса с производными оксациллина (3,3-диметил-6-(5-метил-3-фенилизоксазол-4-карбоксамидо)-7-оксо-4-тиа-1-азабицикло[3.2.0] гептан-2-карбоновой кислоты) - клоксациллином, диклоксациллином, флоксациллином, получены без использования дополнительных полимерных загустителей (гидроксиэтилцеллюлозы, поливинилового спирта, поливинилпирролидона, полиакриловой кислоты), обладают более высокой антагонистической активностью, чем гель полимерного комплекса ионов серебра с оксациллином (Таблицы 1, 2).
Технический результат достигается тем, что способ включает приготовление водно-органических растворов натриевой соли антибиотиков концентрации 0,1÷1,0 моль/л, водного раствора нитрата серебра концентрации 0,1÷1,0 моль/л, смешивание полученных растворов при температуре 10÷40°С с образованием дисперсии белого цвета, выдерживание дисперсии без перемешивания в течение 5÷7 минут до ее обесцвечивания с образованием бесцветных прозрачных гелей. В качестве водно-органических растворов используются смеси, содержащие 50÷90% (объемных) и 10÷50% (объемных) органического растворителя, а в качестве антибиотика - производные оксациллина: клоксациллин, диклоксациллин, флоксациллин. По окончании реакции проводится отбор проб гелей, исследование проб гелей методом динамического светорассеяния с определением диаметра агрегатов в диапазоне 50÷200 нм, исследование проб гелей методом просвечивающей электронной микроскопии с определением диаметра стержнеобразных частиц в диапазоне 10÷30 нм.
Изобретение поясняется графическими материалами (Фиг.1÷11) и Таблицами 1, 2.
Фиг.1. Структурные формулы клоксациллина, диклоксациллина и флоксациллина.
Фиг.2. Фотография водной суспензии полимерного комплекса клоксациллина с ионами серебра.
Фиг.3. Фотография водной суспензии полимерного комплекса диклоксациллина с ионами серебра.
Фиг.4. Фотография водной суспензии полимерного комплекса флоксациллина с ионами серебра.
Фиг.5. Фотография водного геля полимерного комплекса клоксациллина с ионами серебра.
Фиг.6. Фотография водного геля полимерного комплекса диклоксациллина с ионами серебра.
Фиг.7. Фотография водного геля полимерного комплекса флоксациллина с ионами серебра.
Фиг.8. Фотография структуры геля полимерного комплекса клоксациллина с ионами серебра, полученная методом просвечивающей электронной микроскопии.
Фиг.9. Фотография структуры геля полимерного комплекса диклоксациллина с ионами серебра, полученная методом просвечивающей электронной микроскопии.
Фиг.10. Фотография структуры геля полимерного комплекса флоксациллина с ионами серебра, полученная методом просвечивающей электронной микроскопии.
Фиг.11. Диаграмма распределения частиц в растворе по размерам: а - клоксациллин, б - диклоксациллин, в - флоксациллин.
Таблица 1. Антагонистическая активность гелей и водных растворов натриевых солей оксациллина, клоксациллина, диклоксациллина, флоксациллина и нитрата серебра по отношению к тест-культурам патогенных и условно патогенных микроорганизмов.
Таблица 2. Антагонистическая активность геля на основе оксациллина и водных растворов натриевой соли оксациллина и нитрата серебра по отношению к тест-культурам.
Описание изобретения
Молекулы клоксациллина, диклоксациллина и флоксациллина (Фиг.1) содержат способные к комплексообразованию фрагменты: иминогруппу NH=, электронодонорный азот в циклах, гидроксидную группу OH-, Cl и S.
Координационное число ионов серебра со степенью окисления +1 соответствует двум или трем, в зависимоти от природы лиганда (молекулы, способной образовывать координационные связи с катионами металлов), и пространственных затруднений при образовании комплексов.
+
Радиус катиона Ag - 1,3 Ангстрема, на уровне ионных радиусов активных комплексообразователей: переходных элементов. Наличие в оксациллине и его производных активных электронодонорных групп и сравнительно невысокий уровень стереохимических препятствий, благодаря малому диаметру катиона серебра(I), способствуют образованию прочных многоядерных полимерных комплексов.
Водно-органические растворители обладают более высокой проникающей способностью по сравнению с водой. Это отражается и на времени реакции (в нашем случае - это снижение времени реакции на несколько минут) и на способности готового препарата проникать под кожные покровы. Например, диметилсульфоксид применяется в виде водных растворов (10÷50%) или в составе мазей как местное противовоспалительное и обезболивающее средство для увеличения трансдермального переноса действующих веществ. Диметилсульфоксид и этиловый спирт, при их использовании в гелях, повышают проницаемость кожи по отношению к гелю.
Производные оксациллина в настоящее время выпускаются в виде следующих лекарственных форм: таблетки, капсулы, порошки для приготовления инъекционных растворов, мази на вазелиновой основе. Соотношение антибиотик: серебро не менее 1 и не более 9. Образующуюся дисперсию серебряной соли антибиотика белого цвета (Фиг.2, 3, 4) оставляют без перемешивания в течение 5÷7 минут до превращения ее в тиксотропный, бесцветный прозрачный гель (Фиг.5, 6, 7).
Гелеобразование обусловлено полимеризацией молекул серебряных солей антибиотика и образованием полимерных комплексов, составляющих молекулярную сетку гелей. Существование таких комплексов обнаруживается и подтверждается исследованием гелей физико-химическими методами.
1. Метод просвечивающей электронной микроскопии.
Пробу гелей наносили на стандартную медную сетку с полимерной подложкой из формвара (поливинилформаля) толщиной около 100 нм, сушили вакуумированием, помещали в электронный микроскоп «Leo 912 АВ OMEGA» («Carl Zeiss», Германия) и фотографировали. На снимках (Фиг.8, 9, 10) видно, что молекулярная сетка геля состоит из переплетенных стержнеобразных частиц, имеющих практически одинаковый диаметр около 10÷20 нм. Диаметр стержнеобразных частиц в различных пробах геля (с различными исходными концентрациями бета-лактамных антибиотиков и нитрата серебра) колеблется в диапазоне 10÷30 нм.
2. Метод динамического светорассеяния
Пробы гелей смешивали с двукратным объемом воды до получения гомогенных растворов. Исследование растворов методом динамического рассеяния лазерного излучения на приборе Malvern Zetasizer Nano ZS выявило наличие в нем агрегатов размером около 50÷200 нм. Диаграмма распределения частиц в растворе по размерам представлена на Фиг.11.
Результаты исследования антимикробной активности гелей и исходных компонентов для их приготовления методом диффузии в агар на газоне тест культур Bacillus subtilis 6633, Staphylococcus aureus P209 АТСС 25923, E. coli ATCC 25922, Shigella sonnei III №1908, Salmonella typhimurium 5715, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Candida albicans ATCC 885-653 методом приведены в Таблице 1. Гели показали высокую антибактериальную активность в отношении всех культур.
Примеры выполнения способа
Пример 1.
3
Готовим раствор натриевой соли клоксациллина. В 30 мл воды растворяем 2 г NaCLOxa. Готовим раствор нитрата серебра(I). В 20 мл воды растворяем 0,4 г AgNO. Выливаем оба раствора в один стакан, интенсивно перемешиваем и оставляем полученную суспензию белого цвета без перемешивания на 5 минут. В течение этого времени визуально наблюдается обесцвечивание системы и образование тиксотропного бесцветного прозрачного геля. Исследование проб геля физико-химическими методами показывает образование полимерных комплексов клоксациллина с ионами серебра(I).
Пример 2.
2
2
3
Готовим водно-органический растворитель, содержащий 10 объемных % этанола и 90 объемных % воды. Готовим раствор натриевой соли диклоксациллина (NaCLOxa). В 70 мл водно-органического растворителя растворяем 6 г NaCLOxa. Готовим раствор нитрата серебра(I). В 30 мл водно-органического растворителя растворяем 0,6 г AgNO. Выливаем оба раствора в один стакан, интенсивно перемешиваем и оставляем полученную суспензию белого цвета без перемешивания на 7 минут. В течение этого времени визуально наблюдается обесцвечивание системы и образование тиксотропного бесцветного прозрачного геля. Исследование проб геля физико-химическими методами показывает образование полимерных комплексов диклоксациллина с ионами серебра(I).
Пример 3.
3
Готовим водно-органический растворитель, содержащий 25 объемных % диметилсульфоксида и 75 объемных % воды. Готовим раствор натриевой соли флоксациллина (NaFLOxa). В 70 мл водно-органического растворителя растворяем 10 г NaFLOxa. Готовим раствор нитрата серебра(I). В 30 мл водно-органического растворителя растворяем 0,6 г AgNO. Выливаем оба раствора в один стакан, интенсивно перемешиваем и оставляем полученную суспензию белого цвета без перемешивания на 15 минут. В течение этого времени изуально наблюдается обесцвечивание системы и образование тиксотропного бесцветного прозрачного геля. Исследование проб геля физико-химическими методами показывает образование полимерных комплексов флоксациллина с ионами серебра(I).
Гели на основе производных оксациллина совмещают в себе как бактерицидные свойства серебра, так и антибактериальные свойства антибиотиков широкого спектра действия, термически устойчивы: сохраняют свои свойства при нагревании до температуры не выше 90°С. Могут быть приготовлены в любом медицинском учреждении: их компоненты доступны и не являются дорогими.
Таблица 1
Клоксациллин
Исследуемые образцы
Зоны подавления роста тест-культур, мм
B. subtilis 6633
S. aureus ATCC 25923
E. coli ATCC 25922
Sh. sonnei III №1908
Salmonella typhimurium 5715
P. aeruginosa ATCC 27853
C. albicans ATCC 885-653
Раствор AgNO<sub>3</sub>
14
13
18
12
11
8
12
NaСLOxa
18
8
18
4
5
3
2
Гель
24
16
19
16
13
16
15
Диклоксациллин
Исследуемые образцы
Зоны подавления роста тест-культур, мм
B. subtilis 6633
S aureus ATCC 25923
E. coli ATCC 25922
Sh. sonnei III №1908
Salmonella typhimurium 5715
P. aeruginosa ATCC 27853
C. albicans ATCC 885-653
Раствор AgNO<sub>3</sub>
14
13
18
12
11
8
12
NaСL<sub>2</sub>Oxa
16
10
18
4
6
9
2
Гель
25
14
19
14
15
17
16
Флоксациллин
Исследуемые образцы
Зоны подавления роста тест-культур, мм
B. subtilis 6633
S. aureus ATCC 25923
E. coli ATCC 25922
Sh. sonnei III №1908
Salmonella typhimurium 5715
P. aeruginosa ATCC 27853
C. albicans ATCC 885-653
Раствор AgNO<sub>3</sub>
14
13
18
12
11
8
12
NaFLOxa
14
6
9
6
16
4
8
Гель
23
16
20
15
18
15
18
Таблица 2
Исследуемые образцы
Зоны подавления роста тест-культур, мм
В. subtilis 6633
S. aureus ATCC 25923
E. coli ATCC 25922
Sh. sonnei III №1908
Salmonella typhimurium 5715
P. aeruginosa ATCC 27853
C. albicans ATCC 885-653
Раствор AgNO<sub>3</sub>
14
13
18
12
11
8
12
Раствор натриевой соли оксациллина
22
7
18
0
0
0
0
Гель
24
12
17
16
13
16
10