Комплексные соли ацексамовой кислоты, стимулирующие регенерацию костной ткани, ускоряющие процессы репаративного остеогенеза, стимулирующие минерализацию костной ткани при остеопорозе
COMPLEX SALTS OF ACIDUM ACEXAMICUM, STIMULATING REGENERATION OF BONE TISSUE, ACCELERATING PROCESSES OF REPARATIVE OSTEOGENESIS, STIMULATING MINERALIZATION OF BONE TISSUE IN OSTEOPOROSIS

Изобретение относится к области медицины, конкретно, к комплексным солям ацексамовой кислоты формулы (1, 2), обладающим способностью стимулировать регенерацию костной ткани, ускорять процессы репаративного остеогенеза и стимулировать минерализацию костной ткани при остеопорозе:
2-Этил-6-метил-3-гидроксипиридиния N-ацетил-6-аминогексаноат (1),
N-Ацетил-6-аминогексаноат серебра (2).
Уровень техники.
Одной из актуальных проблем медицины является лечение травматизма с переломами костных тканей в результате дорожно-транспортных происшествий, аварий, различных чрезвычайных ситуаций.
Зачастую длительность лечения по сращиванию костей приводит к потери трудоспособности и инвалидизации населения. К частым переломам шейки бедра и предплечья приводит такое заболевание, как остеопороз, при котором снижается плотность костной ткани. По данным ВОЗ смертность от переломов шейки бедра достигает 20% и около 50% по данным Минздрава РФ. Остеопороз и травмы по данным статистики (ВОЗ) занимают третье место в структуре общей летальности. В последнее время прослеживается возрастание смертности от травм.
Актуальным направлением современной травматологии и ортопедии является изыскание новых способов оптимизации репаративной регенерации костной ткани как при переломах для ускорения сращивания костей, так и при остеопорозе для восстановления плотности костной ткани, остеосинтеза.
В настоящее время в Перечне жизненно необходимых и важнейших лекарственных средств РФ на 2018 год содержится 3 препарата:
- Бивалос (стронция ранелат) фирмы «Сервье» (Франция) для стимулирования остеогенеза; препарат применяется в виде суспензии для лечения остеопороза, остеоартроза.
- Алендроновая кислота, применяется для лечения остеопороза и для профилактики переломов.
- Золедроновая кислота, в виде раствора для инъекций. (Инструкции по медицинскому применению, PC Л, 2012, с. 954-955.
Эти препараты имеют существенные побочные эффекты (боли в ЖКТ, язва пищевода, язва желудка, миалгия, боли в костях, суставах, мышечные судороги и др.). Алендроновая кислота, Инструкция по применению, medside/ru).
Ацексамовая кислота (АК) является производным аминокапроновой кислоты, но свойствами ингибитора фибринолиза не обладает. Ускоряет очищение раневой поверхности от некротических масс, уменьшает экссудативные процессы, активирует рост грануляционной ткани, васкуляризацию и эпителизацию ран. Стимулирует образование костной мозоли, ускоряет срастание переломов костей. Предупреждает развитие келлоидных рубцов.
АК применяют для лечения длительно не заживающих ран, ожогов, а также при закрытых переломах, особенно при длительном несрастании тканей, для ускорения образования послеоперационного косметического рубца.
Применяют наружно (в виде 5%-ной мази или примочек), а также внутрь (в виде 25%-ного раствора) (М.Д. Машковский, Лекарственные средства, М., "Новая волна", 2013, стр. 700).
В настоящее время ацексамовая кислота в виде субстанции и лекарственной формы в России не производится.
В патенте РФ №2488383, 2013 г. (Твердая дозированная фармацевтическая композиция, обладающая способностью уменьшать экссудацию, ускорять очищение раны от некротических масс, а также ускорять эпителизацию и регенерацию).
Твердая дозированная фармацевтическая композиция, содержащая ацексамовую кислоту, обладающая способностью уменьшать экссудацию, ускорять очищение раны от некротических масс, а также ускорять эпителизацию и регенерацию тканей, отличающаяся тем, что она содержит ацексамовую кислоту, аминоуксусную кислоту, сорбит, натрия цикламат, ароматизатор пищевой Апельсин 9374240 при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Ацексамовая кислота (АК)
45,0-55,0
Аминоуксусная кислота
1,80-2,20
Сорбит
39,24-47,96
Натрия цикламат
3,60-4,40
Ароматизатор пищевой Апельсин 9374240
0,36-0,44
Фармацевтическая композиция выполнена в виде саше.
Известно применение АК в комбинации с другими препаратами (лидокаин, офлоксацин) в виде спрея для лечения раневых поверхностей (патент РФ №2416394, 2011 г.).
Известна фармацевтическая композиция для местного применения, обладающая антибактериальным и некролитическим действием, содержащая в качестве одного из компонентов АК, выполненная в виде мягкой лекарственной формы (мази, или геля, или суппозиториев, или капсул для ректального применения (патент РФ №2082399, 1997 г.).
В патенте US 4960917 А, 1990 г. описано получение цинковой соли АК, которая обладает противоязвенными свойствами.
Изобретение US 3974215, 1976 г. относится к новому способу получения солей кальция и магния с ацексамовой кислотой. Способ, согласно изобретению, включает взаимодействие непосредственно ацетил-капролактама с гидроксидом кальция или магния в водном растворе.
В работе US 3809760 А, 1974 г. описан моногидрат ацексамата кальция. Полученный продукт ускоряет процесс рубцевания и позволяет получить качественный шрам в экспериментах на животных.
Способ получения соединения присоединения между эконазолом и ацексамовой кислотой, патент ЕР 0214357 В1, 1990 г. Предложены кремы и суппозитории для лечения гинекологических заболеваний.
Среди производных 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина известен ряд препаратов, обладающих широким спектром биологической активности, в том числе антиоксидантной и мембраностабилизирующей: Эмоксипин, Мексидол. Этоксидол и др.
Препарат Эмоксипин, глазные капли, представляет собой гидрохлорид 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина. (М.Д. Машковский, Лекарственные средства, М., "Новая волна", 2013, стр. 772).
Препарат обладает свойствами антиоксиданта и антигипоксанта, а также сосудопротектора и антиагреганта. Антиоксидантные свойства Эмоксипина обеспечивают нейтрализацию свободных радикалов, прекращение цепных окислительных реакций, а, следовательно, предотвращают повреждение жизненно-важных биологических молекул - ДНК, белков, ферментов, мембранных структур клеток и т.д. Свойство антигипоксанта позволяет Эмоксипину предотвращать кислородное голодание внутренних органов и тканей за счет доставки большего количество газа и усиления его проникновения через сосудистую стенку и мембрану клеток. Сосудопротекторное свойство Эмоксипина выражено в способности придавать прочность, гладкость и эластичность стенке сосуда. Одновременно с увеличением прочности сосудистой стенки снижается ее проницаемость. Гладкая поверхность сосудов позволяет снизить "склеивание" клеточных элементов крови, а также предотвратить их фиксацию на стенках вен и артерий, что позволяет обеспечить антиагрегантное свойство Эмоксипина. Благодаря данному эффекту также улучшается текучесть крови, то есть уменьшается ее вязкость. Помимо уменьшения "склеивания" клеток крови, Эмоксипин усиливает процессы рассасывания тромбов, снижает проницаемость сосудов и предотвращает кровоизлияния, а также способствует скорейшему рассасыванию последних. При патологиях сердца Эмоксипин оказывает сосудорасширяющее действие, способствует локализации и четкому отграничиванию очага поражения при инфаркте, усиливает силу сокращений и нормализует проведение импульсов, предотвращая нарушения сердечного ритма. В целом Эмоксипин увеличивает устойчивость тканей организма к недостатку кислорода и кровообращения.
http://www.tiensmed.ru/news/emoxipin-d9i.html
2-Этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинат (этилметил-гидроксипиридина сукцинат, торговое название - Мексидол и др.) широко применяется в медицине, а также ветеринарии в качестве антиоксидантного и антигипоксического средства, характеризующегося широким спектром фармакологического действия и высокой эффективностью (ноотропное и транквилизирующее действие - Пат. RU 2065299, противоишемическое и антиатеросклеротическое действие - Пат. RU 2144822, антиангинальное - Пат. RU 2168993, гепатопротекторное - Пат. RU 2189817, антибактериальное - Пат. RU 2157686 и другие).
Известны композиции на основе 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцината в виде различных лекарственных форм: раствора для парентерального введения (Приказ МЗ РФ от 31.12.1996 №432 «Раствор Мексидола 5% для инъекций», Пат. РФ 2205640, 2380089, 2398583), таблеток (Приказ МЗ РФ от 26.01.1998 №21 «Мексидол таблетки, покрытые оболочкой, 0,125 г»), капсул (Пат. РФ 2144822, 2145855), перевязочного материала (Пат. РФ 2149648) и др.
Этоксидол, 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоат (РФ 2377237, 2008 г.).
Этоксидол относится к числу ингибиторов свободнорадикальных процессов, оказывает анксиолитическое, противосудорожное, антитоксическое, мембранопротекторное, ноотропное действие, увеличивает устойчивость организма к стрессу. Улучшает кровоток в зоне ишемии, обладает антиишемическими свойствами, обнаруживает гиполипидемическое действие, ограничивает зону ишемического повреждения, снижает содержание липопротеидов низкой плотности и общего холестерина.
Этоксидол увеличивает резистентность организма к воздействию разных повреждающих факторов, к кислородозависимым патологическим состояниям (ишемия и гипоксия, шок, нарушения мозгового кровообращения, интоксикация антипсихотическими средствами и алкоголем). Благодаря применению препарата улучшаются мозговой метаболизм, кровоснабжение головного мозга, реологические свойства крови и микроциркуляция, уменьшается агрегация тромбоцитов, стабилизируются мембранные структуры клеток крови (тромбоцитов и эритроцитов) при гемолизе.
Механизм действия Этоксидола обусловлен его антиоксидантным, мембранопротекторным и антигипоксантным действием. Он уменьшает вязкость мембраны, ингибирует перекисное окисление липидов, увеличивает текучесть мембраны, активность супероксидоксидазы и соотношение липид-белок. Модулирует активность мембраносвязанных ферментов (аденилатциклазы, кальций-независимой фосфодиэстеразы, ацетилхолинэстеразы), рецепторных комплексов, что приводит к усилению их способности связывания с лигандами, способствует улучшению синоптической передачи, транспорта нейромедиаторов, сохранению структурно-функциональной организации биомембран.
http://www.neboleem.net/jetoksidol.php
Препараты серебра. Препараты серебра оказывают вяжущее и противовоспалительное действие. В чистом виде и в концентрированных растворах прижигают ткани. Ионы серебра обладают сильными антибактериальными свойствами, которые начинают проявляться при очень малых концентрациях (олигодинамическое действие).
В медицинской практике используют следующие препараты серебра.
Серебра нитрат (Argenti nitras, Argentum nitricum; синоним ляпис; список А). Применяют в виде карандашей для прижигания бородавок, грануляций и т.п.; в разведенных растворах (0,1-0,25%) - как вяжущее и противомикробное средство для примочек, в виде глазных капель, а также для спринцеваний.
Протаргол (Protargolum) - коллоидный препарат серебра. Содержит 7,8-8,3% серебра. Применяют 1-3% растворы протаргола для промывания мочеиспускательного канала и мочевого пузыря при циститах и уретритах, в виде капель для носа при хронических ринитах у детей, в виде глазных капель при конъюнктивитах, блефаритах.
Колларгол (серебро коллоидальное; Collargolum; список Б) - коллоидный препарат, содержит 70% серебра. Применяют в виде 0,2-1% раствора для промывания гнойных ран, 1-2% раствора для промывания мочевого пузыря при хронических циститах и уретритах, а также в виде глазных капель при гнойных конъюнктивитах и бленнорее.
Таким образом для создания лечебного средства, обладающего свойствами стимулирования регенерации костной ткани, ускоряющего процессы репаративного остеогенеза, стимулирующего минерализацию костной ткани целесообразны синтез и изучение новых комплексных солей ацексамовой кислоты.
Раскрытие изобретения.
Целью изобретения является синтез комплексные соли ацексамовой кислоты, стимулирующих регенерацию костной ткани, ускоряющих процессы рапаративного остеогенеза, стимулирующие минерализацию костной ткани при остеопорозе.
Поставленная цель достигается синтезо N-ацетил-6-аминогексаноат серебра и 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния N-ацетил-6-аминогексаноат.
Технический результат заключается в синтезе новых соединений и в изучении их биологической активности.
1. Синтезы производных N-ацетил-6-аминогексановой кислоты
Пример 1
N-Ацетил-6-аминогексаноат серебра
В трехгорлую колбу снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником загружают 400 мл воды, 3,46 г (0,02 м) N-ацетил-6-аминогексановой кислоты и при перемешивании добавляют 2.4 г (0,01 м) оксида серебра, массу нагревают до 70-75°С. Полученный раствор фильтруют, из фильтрата отгоняют воду в вакууме. Осадок перекристаллизовывают из этилового спирта.
Получают 3.4 г почти белового мелкокристаллического порошка.
пл.
Т 235°C с разложением. Растворим в воде.
8
14
3
CHNOAg, мм 280,07.
Найдено, %: С 34,27; Н 5,12; N 4,97.
Вычислено, %: С 34,31; Н 5,04; N 5,00; О 17,14; Ag 38,42.
-1
-
ИК-спектр, v см; 3321, 3172 (NH); 1553 (СОО); 1545 (NHCO)
рН 6,5, 1% раствор в воде.
Пример 2
2-Этил-6-метил-3-гидроксипиридиния N-ацетил-6-аминогексаноат.
Аналогично примеру 1 загружают 30 мл воды, 2,6 г (0,015 м) N-ацетил-6-аминогексановой кислоты, 2,06 г (0,015 м) 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина, массу перемешивают при 25-30°С до получения раствора. Полученный раствор фильтруют, от фильтрата отгоняют воду в вакууме. Осадок перекристаллизовывают из изопропилового спирта.
Получают 4,2 г почти белого мелкокристаллического порошка.
пл
Т. 105-107°С. Растворим в воде.
16
26
2
4
CHNO, мм 310,39.
Найдено, %: С 61,97; Н 8,51; N 8,97.
Вычислено, %: С 61,92; Н 8,44; N 9,03; О 20,62.
-1
+
ИК-спектр, v см; 3310 (NH); 2560 (N пиридиния); 1620 (С=С аром) 1565 (NHCO).
рН 1% раствора в воде 5,6.
2. Биологическая активность комплексные солей ацексамовой кислоты
Пример 3.
Острая токсичность комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты формулы (1, 2) и прототипа.
Острая токсичность комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты изучена в опытах на белых беспородных мышах (180 особей обоего пола весом 18-22 г, полученных из питомника филиала «Столбовая» ФГБНУ НЦБМТ ФМБА России) при внутрижелудочном введении субстанций комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты и прототипа в крахмальной слизи в объеме 0,3-0,5 мл.
50
Показатель ЛД рассчитывали методом Личфилда-Уилкоксона (кн. Е.В. Арзамасцев, И.В. Березовская, О.В. Верстакова и др. Методические рекомендации по изучению общетоксического действия лекарственных средств / Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. - М.: Гриф и К, 2012. - С. 25-35; Гуськова Т.А. Токсикология лекарственных средств. - М: Издательский дом "Русский врач". - 2003. - С. 20-24.). Результаты исследования комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты, а также прототипа, представлены в табл. 1.
Из предлагаемых в таблице данных хорошо видно, что соль 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния более, чем в 1,3 раза менее токсична, нежели прототип, а серебряная соль сопоставима по показателю острой токсичности с прототипом при внутрижелудочном введении. Причем, при внутрижелудочном способе введения соль 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния N-ацетил-6-аминогексановой кислоты относится к классу 4 (малотоксичные вещества) классификации токсичности химических веществ в соответствии с ГОСТом 12.1.007 - 76 (Березовская И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности при парентеральных способах введения // Хим. - фарм. журнал. - 2003. - Т. 37, №3. - С. 32-34).
Пример 4.
Терапевтическая активность по минерализации костей комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты на модели экспериментального остеопороза у кроликов.
Терапевтическая активность комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты формулы (1, 2) изучена в опытах на кроликах породы «Советская шиншилла» (48 особей-самок весом 3,0-3,5 кг, полученных из питомника филиала «Столбовая» ФГБНУ НЦБМТ ФМБА России) при введении внутрь соли 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридиния в дозе 56 мг/кг и серебряной соли в дозе 46 мг/кг ежедневно в течение 10-30 суток в крахмальной слизи в объеме 4,5-5,0 мл.
2
Экспериментальный остеопороз воспроизводили методом (Конев В.А. и соавт. Способ создания модели остеопороза у кролика в эксперименте RU 2480843). Контроль минеральной плотности кости осуществляли методом рентгенологической денситометрии по показателю BMD (г/см) до формирования остеопороза, а также на 10 и 30 сутки после формирования остеопороза и введения комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты.
Результаты исследования терапевтического действия по стимуляции минерализации костей на модели экспериментального остеопороза представлены в табл. 2. Из представленных в табл. 2 данных хорошо видно, что предлагаемые соединения вызывают ускорение процессов минерализации костей кролика при сравнении с контрольными сериями животных и препаратом сравнения более, чем в 1,2 раза превосходящую прототип при введении внутрь как на десятый, так и на тридцатые сутки лечения.
Таким образом, в отличие от прототипа, комплексные соли N-ацетил-6-аминогексановой кислоты формулы (1, 2) отличаются большим потенциалом стимулировать минерализацию костной ткани на модели экспериментального остеопороза у кроликов.
Пример 5.
Терапевтическая активность комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты формулы (1, 2) по стимуляции регенерации костной ткани на модели экспериментального перелома ребра у мышей.
Экспериментальная модель воспроизводилась у наркотизированных половозрелых мышей SHK весом 18-22 г (48 особей), полученных из питомника филиала «Андреевка» ФГБНУ НЦБМТ ФМБА России. Изучение терапевтической активности комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты общей формулы (1, 2) и N-ацетил-6-аминогексановой кислоты (прототип) по стимуляции репаративного остеогенеза у животных проводили по методу Гребневой и соавт.(Гребнева О.Л. и др. Экспериментальная модель для изучения процессов репаративного остеогенеза / Сибирский медицинский журнал. - 2011. - Т. 26, №1. - С. 135-139.).
Результаты исследования процессов репаративного остеогенеза у мышей с экспериментальным переломом ребра под действием комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты приведены в табл. 3.
Курсовое внутрижелудочное введение комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты формулы (1, 2) в течение 10 и 30 дней сопровождалось ускорением процессов репаративного остеогенеза при сравнении с прототипом - N-ацетил-6-аминогексановой кислотой. Количество костных и хрящевых клеток, а также микрососудов в единице площади периоста (параоссальной ткани) в области регенерации кости, определяемое микроскопическим методом с использованием морфометрической техники, в группах животных получавших внутрижелудочно ежедневно комплексные соли N-ацетил-6-аминогексановой кислоты на 10-е и 30-е сутки опыта превышало аналогичные показатели в контрольных группах и группах животных, получавших прототип.
Таким образом, по силе стимулирующего эффекта, а также скорости его наступления комплексные соли N-ацетил-6-аминогексановой кислоты формулы (1, 2) превосходят прототип.
Острая токсичность комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты формулы (1, 2) при внутрижелудочном введении мышам
Примечание: * - различия статистически достоверны (р=0,018, одномерный дисперсионный анализ, критерий t Стьюдента)
Влияние комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты общей формулы (1) при внутрижелудочном введении кроликам с экспериментальным остеопорозом на плотность минерализации бедренной кости
а
Примечание: * - различия статистически достоверны при сравнении с контролем;  - различия статистически достоверны при сравнении с прототипом (одномерный дисперсионный анализ, критерий Даннета)
Влияние комплексных солей N-ацетил-6-аминогексановой кислоты общей формулы (1) при внутрижелудочном введении мышам с экспериментальным переломом ребра на количество клеток и микрососудов на единицу площади периоста (0,0025 мм)
а
Примечание: * - различия статистически достоверны при сравнении с контролем;  - различия статистически достоверны при сравнении с прототипом (одномерный дисперсионный анализ, критерий Даннета)