Изучение фармакокинетики цефуроксима по динамике его распределения в жидкости ротовой полости больных синуситами

Изучение фармакокинетики цефуроксима по динамике его распределения в жидкости ротовой полости больных синуситами

О. И. КУЛАПИНА', М. С. МИХАЙЛОВА2

1 Кафедра детских болезней Саратовского государственного медицинского университета им. В. И. Разумовского, Саратов

2 Кафедра аналитической химии и химической экологии Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского, Саратов

Study on Pharmacokinetics of Cefuroxime by Dynamics of Its Distribution in Oral Fluid of Patients with Sinusitis

O. I. KULAPINA, M. S. MIKHAILOVA

Department of СЫЫгеп Diseases, V. I. Razumovsky Saratov State Medical University, Saratov

Department of Аnalytical ^emist^ and ^ernica! Ecology, N. G. Chernyshevsky Saratov State University, Saratov

Описан метод количественного определения цефуроксима в смешанной слюне больных синуситами на спектрофотометре Shimadzu UV-1800, совмещённым с IBM PC. Условия определения: А=266 нм, кварцевая кювета, время анализа 10 минут. Подобраны условия спектрофотометрического определения. Данный метод определения цефуроксима характеризуется высокой специфичностью, точностью, использованием малых объёмов жидкости ротовой полости, экспрессностью и может быть рекомендован для внедрения в клинику для оптимизации лечения больных цефуроксимом. Исследована фар-макокинетика цефуроксима по динамике его распределения в жидкости ротовой полости больных с различной инфекци-онно-соматической патологией.

Ключевые слова: цефуроксим, жидкость ротовой полости, фармакокинетика, УФ-спектрофотометрия.

A method for quantitative determination of cefuroxime in mixed saliva of patients with sinusitis by using spectrophotometer Shimadzu UV-1800, combined with the IBM PC Is described. The conditions of the determination were the following: A=266 nm, a quartz cuvette, the analysis time of 10 minutes. The method for determination of cefuroxime is characterized by high specificity, accuracy, use of small amounts of oral fluid and expressivity.The method may be recommended for the use in the clinical practice for optimizing cefuroxime therapy in patients. The pharmacokinetics of cefuroxime was investigated by the dynamics of its distribution in the oral fluid of patients with various infectious-somatic disorders.

Key words: cefuroxime, oral fluid, pharmacokinetics, UV spectroscopy.

В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУЮЩЕМУ ВРАЧУ

Введение

В настоящее время антибиотики занимают ведущее место в медицине при лечении различных инфекционно-воспалительных заболеваний, для противоинфекционной профилактики в хирургии [1, 2]. Широкое применение антибиотиков привело к развитию резистентных штаммов основных патогенов. Исследователи и клиницисты стараются решить эту проблему следующими путями: синтезом антибиотиков новых поколений, созданием ингибиторов в-лактамаз, комбинированием уже известных антибиотиков, созданием новых лекарственных форм и изменением режима дозирования [1, 2], что в свою очередь требует определения концентрации антибиотиков в различных объектах.

Важной проблемой в настоящее время является создание научных объективных основ эф© О. И. Кулапина, М. С. Михайлова, 2014

Адрес для корреспонденции: 117105 Москва, Нагатинская ул., д. 3а. Редакция журнала «Антибиотики и химиотерапия».

фективного и безопасного применения лекарств, в т.ч. антибиотиков, исследование взаимодействия лекарств с организмом человека, анализ связи между фармакокинетикой лекарств и фармакологическим и терапевтическим эффектами.

Для определения наиболее широко применяемых в-лактамных (в-1ас) антибиотиков — различных пенициллинов и цефалоспоринов в лекарственных препаратах, пищевых продуктах, биосредах используются электрохимические, спектроскопические, хемилюминесцентные, хрома-тографические, микробиологические, иммунологические методы, капиллярный электрофорез [3]. Многие из этих методов требуют дорогостоящего оборудования, реактивов, высококвалифицированных операторов, отличаются длительностью и не применимы для экспресс-контроля за содержанием антибиотиков в клинических и биохимических лабораториях.

При проведении фармакокинетических исследований некоторые препараты довольно быстро подвергаются биотрансформации (окислению,

гидролизу и т.п.). Поэтому используемый метод должен быть достаточно чувствительным для получения надёжных результатов, воспроизводимым, дешёвым и достаточно экспрессным [4].

Одним из перспективных методов определения антибиотиков в фармацевтических формах и биологических жидкостях является спектроскопия. Предложенные спектроскопические методы определения цефалоспоринов отличаются длительностью и многостадийностью, требуют токсичных реагентов, операций нагревания и охлаждения [5, 6], что отрицательно сказывается на состоянии антибиотиков. Данные способы предназначены для определения антибиотиков в лекарственных средах и в силу недостаточной чувствительности не могут быть использованы для анализа биологических сред на содержание антибиотиков.

Неинвазивная оценка основных параметров фармакокинетики и оптимизации назначения препаратов у больных может быть проведена при анализе смешенной слюны (жидкости ротовой полости — ЖРП). В литературе имеются сведения, что из плазмы крови в слюну переносится только свободная фракция препарата [7]. При измерении концентраций препаратов в слюне ширина диапазона терапевтических концентраций практически всегда больше ширины терапевтического диапазона того же препарата в плазме крови [7, 8]. Установлена положительная корреляция между концентрацией антибиотиков в слюне и сыворотке крови [8]

Цель настоящего исследования заключалась в изучении фармакокинетики цефуроксима по динамике его распределения в жидкости ротовой полости больных синуситами с использованием спектроскопического метода.

Материал и методы

В терапии синуситов — воспалениях слизистой оболочки околоносовых пазух — широко применяют /3-лактамные антибиотики: амоксициллин, цефотаксим, цефиксим, цефтри-аксон, цефуроксим [1]. Достоинством цефуроксима является возможность его использования как при внутримышечном введении, так и перорально.

Цефуроксим аксетил («Зиннат») является сложным эфиром цефуроксима, в котором карбоксильная группа заменена эфирным радикалом, что придает устойчивость данному соединению в желудочном соке. Известно, что цефуроксим аксетил разлагается в кишечнике до цефуроксима (рН 5,8—6,5).

Спектрофотометрические исследования проводили на спектрофотометре Shimadzu UV-1800 совмещенным с IBM PC, использовались кюветы из кварцевого стекла 1=1 см. Концентрацию цефуроксима в смешанной слюне определяли способом градуировочного графика. Для отделения белковых компонентов из смешанной слюны использовали центрифугу Wirowka MPW-6. В качестве объекта исследования в работе была выбрана жидкость ротовой полости.

Исследования проведены у практически здоровых лиц (n=10, средний возраст 20+2 года) и больных с инфекцией верхних дыхательных путей — синуситами (n=12, средний

возраст 16+2 года). Фармакокинетические исследования проводили в пробах ЖРП, полученных через каждые два часа после перорального приёма 250 мг цефуроксима в течение всего периода применения препарата. Статистическую обработку проводили согласно [9].

Применяли следующие реактивы: сульфат цинка (ч.д.а.), гидроксид натрия (х.ч.), цефуроксим (фирма Glaxo Operations UK Limited).

Методика спектроскопического определения цефуроксима в смешанной слюне.

Пробоподготовка ЖРП. Процесс пробоподготовки проб для анализа должен быть достаточно простым и воспроизводимым. Вопросы подготовки проб, выбор метода анализа, разработки метода, количественной обработки полученных данных предполагают использование высококвалифицированных специалистов — медиков, биохимиков, химиков-аналитиков [4].

Возможность спектроскопического определения цефу-роксима в ЖРП была показана при исследовании смешанной слюны практически здоровых лиц с внесёнными добавками цефуроксима. Отбор проб смешанной слюны практически здоровых лиц осуществляли путём сплевывания ротовой жидкости в чистые сухие полиэтиленовые пробирки. Пробу отбирали спустя 1—2 часа после приёма пищи, перед сбором ротовую полость ополаскивали водой. Пробу ЖРП центрифугировали в течение 15 мин. при 3500 об/мин. Затем добавляли в пробу 1 мл NaOH (с=0,12 моль/л) и 3 мл ZnSO4 (с=5,4 г/л) и нагревали на водяной бане. После осаждения белков отбирали надосадочную жидкость и снова центрифугировали 15 мин при 3500 об/мин.

Приготовление стандартного раствора цефуроскима. Для приготовления серии водных растворов цефуроксима навеску таблетки 0,046 г, содержащую 250 мг активного вещества, растворяли в мерной колбе вместимостью 25 мл и до метки доводили дистиллированной водой (концентрации исходного раствора 1 мг/мл). Отбирали 2,5 мл исходного раствора цефуроксима в мерную колбу вместимостью 25 мл, получали раствор с концентрацией 100 мкг/мл.

Построение градуировочного графика. Для приготовления серии растворов цефуроксима в жидкости ротовой полости с внесёнными добавками антибиотика помещали в кювету для измерения 0,1—1 мл раствора цефуроксима (с=100 мкг/мл) и до 3 мл добавляли надосадочной жидкости смешанной слюны. Растворы перемешивали и снимали спектры поглощения цефуроксима относительно смешанной слюны без добавления антибиотика. Объём исследуемого раствора задается объёмом кварцевой кюветы, в которой осуществляли перемешивание компонентов.

Строили градуировочный график зависимости оптической плотности (А) в максимуме поглощения от содержания це-фуроксима в пробе биологической среды здорового человека.

Аналогичным образом готовили пробу ЖРП больных синуситами, принимающих цефуроксим. По градуировочному графику находили содержание цефуроксима в смешанной слюне больных.

Результаты и обсуждение

Для спектров поглощения цефуроксима на фоне ЖРП установлено, что lmax=261 нм (рис. 1).

Молярные коэффициенты светопоглощения цефуроксима и цефуроксима аксетила в ротовой жидкости равны и составляют 1,25х 104.

Зависимость оптической плотности от концентрации цефуроксима на фоне ЖРП линейная (рис. 2): диапазон определяемых концентраций цефуроксима в ЖРП составляет 1—50 мкг/мл, минимально определяемое содержание антибиотика составляет 1 мкг/мл.

В ПОМОЩЬ ПРАКТИКУЮЩЕМУ ВРАЧУ

1,1

Рис. 1. Спектры поглощения цефуроксима на фоне смешанной слюны здорового человека при различных концентрациях.

1 — 10,2 мкг/мл; 2— 17 мкг/мл; 3 — 42,4 мкг/мл.

Исследована фармакокинетика цефуроксима у больных с синуситами, принимающими 2 раза в сутки перорально по 250 мг цефуроксима. Во время исследования больные не принимали других лекарств.

На рис. 3 в качестве примера представлена усреднённая зависимость, характеризующиая динамику концентраций цефуроксима в жидкости ротовой полости больной К.

Показано, что максимальная концентрация цефуроксима в ЖРП (77±4 мкг/3 мл) достигается к 14—15 часам после приёма в 8 утра 250 мг препарата, затем происходит уменьшение концентрации до начальных значений. После вечернего приёма (20 ч) 250 мг цефуроксима концентрация препарата в жидкости ротовой полости снова повышается.

Анализ фармакокинетических кривых был проведён с помощью компьютерной программы Borgia (НПП «Наука Плюс»). Рассчитывались значения основных фармакокинетических параметров: Cmax — максимальная концентрация, мкг/мл; Vdss — стационарный объём распределения, л; Kej — константа элиминации; AUC — площадь под фармакокинетической кривой в интервале 0 — 24 ч, мг«ч/л; CLt — общий клиренс, мл/мин; T1/2 — период полувыведения, ч.

Сравнительная характеристика экспериментальных и литературных данных по фарма-кокинетике цефуроксима приведена в таблице.

о, я

0,7

О

Г) 10 го 30 40 50 60

С, И1КГ/«Л

Рис. 2. Зависимость оптической плотности (А) от концентрации цефуроксима в смешанной слюне

20

0

5 ]£1 15 20 25

La

Рис. 3. Зависимость усреднённых концентраций цефуроксима в смешанной слюне больной К. после пе-рорального приёма препарата в дозе 250 г.

Полученные экспериментальные данные по фармакокинетике цефуроксима соответствуют литературным [10].

С учётом сложности анализируемых объектов и самого определяемого вещества достоверность полученных результатов при реализации способа оценивалась следующим образом. В пробу смешанной слюны здорового человека вводили определённый объём стандартного раствора цефуроксима и далее пробу проводили через все операции пробоподго-товки. Погрешность определения не превышала 4%.

Сравнительная характеристика экспериментальных и литературных данных по фармакокинетике цефуроксима

Параметры Экспериментальные данные Литературные данные [10]

Cmax, мкг/мл 15,3+0,3 14,8

л 13,7+0,4 11,1—15,8

AUC, мг*ч/л 35,1+0,1 32,9

CLt, мл/мин 142,6+15,7 133,8+14,7

т1^ ч 1,3+0,2 1,2—1,5

Для оценки возможности спектроскопического определения цефуроксима в лекарственных препаратах исследовано поведение антибиотика в водных средах.

Спектры поглощения водных растворов цефуроксима имеют максимум светопоглощения 1=281 нм (рис. 4). При указанной длине волны соблюдается прямолинейная зависимость оптическая плотность — концентрация антибиотика. Диапазон определяемых содержаний цефурокси-ма в водных растворах составляет 1—50 мкг/мл, минимально определяемое содержание антибиотика составляет 1 мкг/мл.

Для спектров поглощения цефуроксима в водной фазе и на фоне ЖРП, было установлено наличие сдвига 1max в коротковолновую область спектра (1max=20 нм) и уменьшение Amax, что связано с изменением состояния цефуроксима в исследуемых средах (рис. 1, 4). Кислотность свежеприготовленных водных растворов цефуроксима с изменением концентрации не меняется.

Таким образом, нами предложена методика спектроскопического определения цефуроксима в смешанной слюне практически здоровых лиц и больных синуситами. Методика отличается экс-прессностью, возможностью определения активной концентрации антибиотиков в широком концентрационном интервале 1—50 мкг/мл и дает возможность определения цефуроксима в смешанной слюне больных при инфекционных заболеваниях. Данный способ определения использован для изучения фармакокинетики цефуроксима по динамике его распределения в жидкости ротовой полости больных синуситами.

Показана возможность определения цефу-роксима в водных растворах, что может быть использовано при контроле качества фармацевтических препаратов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Яковлев В. П., Яковлев С. В. Рациональная антимикробная фармакотерапия. М.: 2007; 784.

2. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. М.: 2004; 528.

3. Кулапина Е.Г., Баринова О.В., Кулапина О.И. и др. Современные методы определения антибиотиков в лекарственных и биологических средах. Антибиотики и химиотер 2009; 9—10: 53—60.

4. Соколов А.В. Терапевтический лекарственный мониторинг. Качествен клин практ 2002; 1. url: www.medi.ru/doc 9 920112.htm.

5. Morelli B. Derivative spectrophotometry in the analysis of mixtures of cefotaxime sodium and Cefadroxil monohydrate. J Pharm and Biomed Anal 2003; 32: 2: 257—267.

О

250 270 290 310

Д lllllil BWIKKItilM

Рис. 4. Спектры поглощения свежеприготовленных водных растворов цефуроксима при различных концентрации, мкг/мл.

а- 42,4 (1); 33,9 (2); 27,1 (3); 16,9 (4); 10 (5). б-6 (1); 4,8 (2); 3,6 (3); 2,4 (4); 1,2 (5).

6. Amin A.S. Pyrocatechol violet in pharmaceutical analysis. Part I. A spectrophotometric method for the determination of some /в-lactam antibiotics in pure and in pharmaceutical dosage forms. Farmaco. 2001; 56: 3: 211-218.

7. Карнищенко H.H., Хоронъко В В., Сергеева С.А. и др. Фармакокине-тика. Ростов на Дону: 2001; 384.

8. Гончаров И.Б., Ковачевич И.В., Репенкова Л.Г. и др. Влияние анти-ортостатической гипокинезии на фармакокинетику ацетамино-фена и распределение его в слюне здоровых добровольцев. Хим фарм журн 2009; 43: 5: 3—6.

9. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. М.: МедиаСфера 2002; 312.

10. Foord .S.D.Cefuroxime: human pharmacokinetics. Antimicrob Agents Chemother 1976; 9: 5: 741—747.