СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ СФЕРИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ ИЗ ТРИТЕРПЕНОИДОВ КОРЫ БЕРЕЗЫ
METHOD FOR PRODUCTION OF WATER DISPERSIONS OF SPHERICAL NANO-PARTICLES OF BIRCH BARK TRITERPENOIDS

Изобретение относится к области биотехнологии, преимущественно связанной с получением дисперсий наночастиц для использования в медицине. Данные дисперсии проявляют биологическую активность сами по себе при системном введении в организм, а также могут найти применение в качестве систем доставки в живые организмы биологически активных веществ.
Значительное количество природных и синтезируемых человеком химических структур, потенциально обладающих важными биологическими активностями, не могут быть непосредственно реализованы в качестве субстанций лекарственных препаратов из-за низкой растворимости в воде, существенно снижающей их биодоступность. Примером могут служить смеси веществ, входящих в органические экстракты коры березы. Экстракты коры березы, включающие тритерпеноиды лупанового ряда: бетулин, кофеат бетулина, бетулиновую кислоту, лупеол и ряд сопутствующих веществ, обладают рядом подтвержденных биологических активностей, среди которых адаптогенная, антиоксидантная, антигипоксантная, антимутагенная, гепатопротекторная, гиполипидемическая, противовоспалительная, иммуномодуляторная, противоаллергическая, ноотропная, противовирусная, противобактериальная, противоопухолевая (Патенты РФ №2240799, №2252773, №2266128, №2244554, №2252774, №2264820, №2252775, №2262349).
Однако вещества, составляющие данные экстракты, крайне плохо растворяются в воде (растворимость бетулина в воде, например, не превышает 1 мкг/мл). Известен способ повышения биодоступности плохорастворимых в воде тритерпеноидов за счет получения нанодисперсий данных веществ. Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является способ, изложенный в патенте Российской Федерации №2322091 «Композиция биологически активных веществ и способ получения нанодисперсий ее»; A23L 1/30; A61K 36/00; опубликован 20.04.2008. Суть метода получения дисперсий состоит в инжекции избытка воды (до двадцатипятикратного) в раствор тритерпеноидов березовой коры (до 5 мг/мл) в смешивающихся с водой органических растворителях. В данном способе используется непосредственно сухой экстракт бересты (БЭС), что сопряжено со следующими недостатками. Дисперсии, полученные из таких экстрактов, являются метастабильными. Помимо сферических наночастиц, оптимальных для использования, такие дисперсии могут содержать и кристаллы (фиг.1), в т.ч. и выходящие по размерам за рамки, допустимые для дисперсий, применение которых подразумевает внутрисосудистое введение. Кроме того, по предварительным данным кристаллические наночастицы тритерпеноидов березовой коры могут быть токсичны для клеток эукариот.
Техническим результатом предлагаемого изобретения являются увеличение стабильности получаемой дисперсии сферических наночастиц, а также увеличение монодисперсности и морфологической однородности частиц, составляющих дисперсную фазу.
Указанный технический результат достигается способом получения водных дисперсий сферических наночастиц из тритерпеноидов коры березы, предусматривающим растворение березового экстракта сухого (БЭС) в органических растворителях и инжекцию воды в приготовленный раствор, перед инжекцией воды в раствор БЭС вводят жидкие при нормальных условиях используемые в пищевой промышленности сложные эфиры жирных кислот в количестве от 1% до 10% от массы БЭС. Введение сложных эфиров жирных кислот в количествах менее 1% от массы БЭС неэффективно, а использование более 10% приводит к ухудшению монодисперсности, что связано с неполным включением добавляемых эфиров в состав наночастиц.
Пример 1.
В четырех колбах объемом 50 мл к 1 мл БЭС в ТГФ с концентрацией 5 мг/мл при интенсивном перемешивании прикапывали раствор соевого масла в ТГФ (4.6 мг/мл) для получения четырех образцов: не содержащего соевого масла, а также с содержанием соевого масла 2%, 5% и 10% от массы БЭС соответственно. Введение масла на стадии, предшествующей инжекции воды, приводит к включению масла в состав наночастиц, в конечном итоге способствуя увеличению монодисперсности и морфологической однородности получаемой дисперсии.
После этого впрыскивали 25 мл дистиллированной воды и продолжали интенсивное перемешивание в течение 5 минут при комнатной температуре. Полученную дисперсию упаривали на вакуумно-роторном испарителе до 3 мл при 40°С.
В образце, не содержащем соевого масла, наблюдалось помутнение и выпадение кристаллического осадка в течение 3 ч после получения. Образцы с соевым маслом сохраняли стабильность, для них измеряли средний размер частиц (нм) сразу после получения, а также на 3, 6 и 9 день эксперимента:
Содержание соевого масла, %
сразу после получения
на 3 день
на 6 день
на 9 день
0 (контроль)
204±52
-
-
-
2
201±44
186±45
172±38
204±47
5
186±26
158±19
150±21
143±16
10
186±111
179±106
172±100
168±101
Полученные экспериментальные данные демонстрируют преимущества по указанным параметрам предлагаемого способа по сравнению с прототипом.
Наименьший размер и лучшая стабильность отмечены для дисперсии, содержащей 5% соевого масла (фиг.2). Для образца с содержанием масла 10% наблюдается ухудшение монодисперсности, на электронных микрофотографиях заметны образования, являющиеся, по-видимому, каплями избыточного масла (фиг.3).
Пример 2.
Аналогично примеру 1 проводили получение дисперсий, содержащих 2, 4, 6, 8, 10 и 12% миритола (смесь триглицеридов каприловой/каприновой кислот), или децилолеата, или изопропилпальмитата (использовали 5% растворы соответствующих веществ в ТГФ). Для полученных дисперсий измеряли средний размер частиц (нм):
Содержание, %
миритол
децилолеат
изопропилпальмитат
0 (контроль)
204±52
204±52
204±52
2
2200±2000
186±37
102±22
4
1006±893
160±37
83±10
6
1122±1058
89±14
98±15
8
97±36
165±31
102±68
10
143±23
170±32
155±70
12
200±47
173±35
161±72
Образцы сохраняли стабильность не менее 9 сут.
Из экспериментальных данных видно, что для каждого из используемых масел существует свой оптимум процентного содержания по отношению к БЭС, соответствующий частицам размера 80-150 нм с наименьшими значениями стандартного отклонения. Для миритола, децилолеата и изопропилпальмитата это 10, 6 и 4% соответственно.
Размер и распределение частиц определяли с помощью анализатора Delsa™Nano (Beckman Coulter, Germany). Морфологию наночастиц определяли по электронным микрофотографиям.
Использование предлагаемого способа получения дисперсий наночастиц из смеси тритерпеноидов (при условии использования оптимального соотношения масло/БЭС, которое определяется индивидуально для каждого масла, используемого для стабилизации) обеспечивает следующие преимущества:
1. Увеличение стабильности соответствующей дисперсии.
2. Повышение монодисперсности и морфологической однородности частиц.