Наноразмерные пироуглеродные порошки железа как биоферромагнетики

ния БД или БЭ, от проведения исследований БЭ одной или более низких дозировок можно отказаться, основываясь на данных растворения in vitro и данных БЭ самой высокой дозировки [8].

Фармакопея США регламентирует отказы от проведения исследований БЭ более чем на 20 ЛП, выпускаемых в нескольких дозировках (алпразолама таблетки, буспирона гидрохлорида таблетки, диклофенака натрия таблетки с замедленным высвобождением, толметина натрия капсулы и таблетки и др.).

Если разработан соответствующий метод изучения растворения и его результаты указывают, что параметры растворения ЛП не зависят от его дозировки, то достаточно предоставить профили растворения в одной среде растворения, чтобы поддержать отказ от испытаний in vivo при условии доказанной БЭ максимальной дозировки ЛП. С другой стороны, FDA рекомендует представить данные в трех средах (рН 1,2, 4,5 и 6,8). При сравнении профилей растворения различных дозировок одного и того же ЛП, фактор сходимости (similarity factor) - f2 должен быть >50. В данном случае, исследования БЭ ЛП можно не проводить, если его дозировки ниже той, на которой проведены исследования БЭ [8].

Однако, для ЛП, которые растворяются очень быстро (за <15 минут растворяется >85% ЛВ), подобный подход неприменим. Также руководство FDA не рекомендует использовать IVIVC в тех случаях, когда изменения в технологии производства ЛП приводят к изменению механизма высвобождения [1]. Отказ от проведения испытаний на добровольцах может быть разрешен при изменении места производства, замене производственного оборудования, изменении технологического процесса и состава ЛФ в соответствии с надежной IVIVC. Эти изменения могут колебаться от незначительных модификаций, которые не влияют на эффективность ЛП, до значительных, где полученной корреляции недостаточно, чтобы объяснить изменение регуляторным органам [1,5,8]. Все сказанное выше в равной степени относится к ЛП с длительным высвобождением ЛВ. IVIVC может также применяться при изучении изменения технических характеристик теста растворения для конкретного ЛП.

Несмотря на публикации, где доказывается установление IVIVC уровня А, в большей части этих работ отсутствует оценка прогноза корреляции. Имеется лишь ряд публикаций, где представлена валидированная корреляция. FDA требует, чтобы корреляции всех уровней оценивались исходя из предсказуемости, а средний процент ошибки прогноза для параметров биодоступности <10% указывает, что обнаруженная корреляция достоверна.

Регуляторные органы с осторожностью относятся к возможности выдачи разрешения на отказ от проведения исследований БЭ. Существует несколько обстоятельств, позволяющих регуляторному органу разрешить заявителю не проводить исследований БЭ оральной ЛФ воспроизведенного ЛП. Необходимо доказать, что ЛВ, входящее в состав ЛП, относится к первому классу BCS, если в состав ЛФ не будут включены вспомогательные вещества, которые могут повлиять на всасывание ЛВ. Обоснованное доказательство высокой проницаемости потребует проведения фармакокинетических исследований in vivo или in situ. В данной статье кратко изложены основные положения этих требований, касающихся доказательств высокой проницаемости ЛВ, а требования к выполнению исследований по кинетике растворения представлены в отечественных рекомендациях [7]. Отказ от проведения исследований БЭ может быть также разрешен в случае доказательства корреляции уровня А между данными кинетики растворения ЛП in vitro и его всасыванием in vivo.

Литература

1. FDA, Center for drug evaluation and research. Guidance for industry: Extended release oral dosage forms: development, evaluation, and application of in vitro/in vivo correlations.1997.

2. Сергиенко В.И., Бондарева И.Б. Математическая статистика в клинических исследованиях. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001.

3. The United States Pharmacopeia 27-Nation.Formul.22, 2003.

4. Жердев В.П. и др.//Фарматека. 2003. № 5. С. 109-112.

5. FDA, Center for drug evaluation and research. Guidance for industry: Dissolution testing of immediate release solid oral dosage forms. 1997.

6. Emami J. // J Pharm Pharm Sci. 2006. Vol. 9 № 2. P. 169.

7. Проведение качественных исследований биоэквивалентности лекарственных средств // Метод. указ-я МЗ и соцразвития. M., 2008. C. 28.

8. FDA, Center for drug evaluation and research. Guidance for industry: Waiver of in vivo bioavailability and bioequivalence studies for immediate-release solid oral dosage forms based on а Biopharmaceutics Classification System. 2000.

УДК 537.622.4:546.26/.72]-022.532

НАНОРАЗМЕРНЫЕ ПИРОУГЛЕРОДНЫЕ ПОРОШКИ ЖЕЛЕЗА КАК БИОФЕРРОМАГНЕТИКИ

С.А. АНТИПОВ, Г.Ц. ДАМБАЕВ, А.Е. ЕРМАКОВ, О.В. КОКОРЕВ, Л.И. СВАРОВСКАЯ, М. А. УЙМИН, Т. А. ФЕДУЩАК, И. А. ХЛУСОВ*

Выполнены физико-химические исследования нанопорошков железа в углеродной оболочке, полученных методом газофазного синтеза. Выявлена противоопухолевая активность фосфолипидных композитов, содержащих химически инертные нанопорошки Fe(C), относительно клеток аденокарциномы Эрлиха

Ключевые слова: нанотехнология адресной доставки лекарств

В настоящее время одним из приоритетных направлений экспериментальной и клинической онкологии является разработка нанотехнологий адресной доставки лекарственных препаратов при комбинированном лечении опухолей [1]. Реализация указанных подходов возможна с использованием наноразмерных ферромагнетиков, частности, наноразмерных порошков железа и его оксидов или гидроксидов, полученных химическими методами [2]. Следует отметить, что наноферромагнетики обладают токсичностью в отношении здоровых тканей и компонентов биологических жидкостей [3]. Кроме того, обнаружено блокирующее действие наноразмерного оксида Fe3Ü4 на передачу электрического импульса по нейронной сети, и возможность перехода его у-формы в среде изотонического раствора в а-модификацию, приводящее к потере магнитных свойств.

Нанопорошки металлов, синтезированные физическими методами обладают существенной метастабильностью, энергонасыщенностью и высокой реакционной способностью в различных химических превращениях [4]. Представляется вполне резонным опробовать для медицинских целей магнитные нанопорошки с поверхностью, химически инертной в биологических условиях. С этой точки зрения эффективными могут оказаться нанопорошки металлов, покрытые защитной пироуглеродной оболочкой, которая надежно защитит металлическое ядро от воздействия внешних реагентов. Литературные сведения о применении такого рода объектов в составе биосистем весьма ограничены и касаются в основном химической модификации их поверхности [5].

Цель — изучение физико-химических свойств газофазного нанопорошка железа в углеродной оболочке и его активности в отношении бактерий, культур здоровых и опухолевых клеток.

Материал и методы. Нанопорошки магниевого феррита MgFe2Ö4 и оксида железа Fe3Ü4 были получены методом газофазного синтеза. Устойчивость нанопорошков на воздухе определяли на дериватографе Q-1500 D; форму и размер частиц - на электронном микроскопе JEOL-840; инфракрасные и спектры комбинационного рассеяния (КР-спектры) записывали на ИК-Фурье спектрометре Nexus Nikolet N5700 (образцы были запрессованы в таблетки KBr). Каталитическую активность нанопорошков относительно реакций, протекающих по свободнорадикальному механизму, оценивали в соответствии с методиками, разработанными в ГУ Институте химической физики РАН (г. Москва), на модельной реакции радикального инициированного окисления кумола при 600С (инициатор АИБН, С8И^4, азо-бис-изобутиронитрил). Измерения проведены на микрокалориметре МКДП-2 (изготовлен в НИИ химии нефти СО РАН, г. Томск, чувствительность регистрации теплового потока 10-6 Дж/см). Наличие кислотных центров на поверхности наноферромагнетиков определяли методом термодесорбции газообразного аммиака [6]. Магнитные свойства нанопорошков выявляли с помощью весов Фарадея. При исследовании биоактивности наноферромагнетика на модельных клеточных структурах, в качестве дисперсионных сред использовали изотонический (0,9%) р-р хлорида натрия и фосфатный буферный раствор, а также раствор противоопухолевого препарата Цисплатин-ЛЭНС.

Методы оценки биологической активности. Нанодисперсии Fe(C) готовили в 0,9% р-ре NaCl и с раствором цитостатика (Цисплатин-ЛЭНС, в дозе 0,5 мг/мл) в присутствии фосфолипид-ного концентрата из растительного лецитина, содержащего 98% фосфатидилхолина, в ультразвуковом поле (12 кГц). Стерилизацию образцов осуществляли на бетатроне СИНУС-2 (НИИ силь-

Сибирский ГМУ. 634050, г. Томск, Московский тракт, 2; Институт изики металлов УрО РАН. 620041, Екатеринбург, ГСП-170, ул. .Ковалевской, 18; НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы Сибирского физико-техническогоинститута при Томском ГУ. 634045, г.Томск, ул.19 гв. Дивизии, 17; Институт химии нефти СО РАН, 634021, Томск, пр. Академический, 3г.

ноточной электроники СО РАН, г. Томск). В работе использовали мышей линии С57В1/6 лаборатории биомоделирования ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН. В цитостатическом тесте in vitvo в качестве клеток-мишеней применяли культуры спленоцитов мышей и клеток перевиваемой карциномы Эрлиха. Техника постановки цитостатического теста соответствовала международному стандарту ISO 10993-5. Свежевыделенные спленоциты мышей (5х105 клеток на лунку) инкубировали совместно с представленными композитами в течение 24 часов в 96 луночных планшетах в полной культуральной среде при 37°С при 100% влажности с 5% СО2. Использовали популяции клеток, исходная жизнеспособность которых составляла не менее 90%.

Для определения числа клеток в суспензии и их жизнеспособности использовали 0,4% раствор трипанового синего. Число клеток в камере Гаряева определяли по формуле:

Х=АхВх104,

где А - число клеток в 25 исчерченных квадратах камеры Гаряева, В - разведение. Процент жизнеспособных клеток вычисляли по формуле:

Х=(Ах100%)/В,

где А - трипаннегативные клетки, В - все клетки в просчитанных квадратах камеры Гаряева.

Влияние нанопорошка Fe(C) на рост микрофлоры исследовали на примере ассоциации углеводородокисляющих бактерий Micrococcus (вегетативные, округлые неподвижные клетки размером около 0,5 мкм) и Bacillus (спорообразующие, подвижные клетки) в условиях периодического культивирования на минеральной среде Раймонда с добавлением 0,5% н-гексадекана в качестве единственного источника углерода и энергии. Нанопорошок вносили в количестве 0,07%. Продолжительность эксперимента составила 20 суток при 300С и встряхивании на термокачалке при 120 об/мин. Численность микрофлоры определяли посевом на агаровую мясо-пептонную среду (МПА) [7].

Методы статистической обработки. Статистическую обработку результатов проводили методами вариационной статистики с использованием стандартного пакета программ «Statistica-б». Достоверность различий между выборками оценивали с помощью непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни для случая двух независимых выборок, если распределение изучаемого признака ненормально или неизвестно.

Результаты. Наноразмерные порошки железа Fe(C) в углеродной оболочке и его оксидов были приготовлены путем испарения металла с последующей его конденсацией в потоке инертного газа, содержащего углеводороды. В процессе газофазного синтеза на поверхности частиц происходит высокотемпературный пиролиз определенного углеводорода. Образующийся в результате этого углерод осаждается на поверхности наночастиц. Средний размер частиц нанопорошка железа в углероде, использованных в данной работе, не превышал 10 нм (рис. 1), а магниевого феррита MgFe2O4 и оксида железа Fe3O4 - 18 нм. Хорошо известно, что любое химическое взаимодействие в гетерогенной системе начинается на границе раздела фаз. Именно поэтому представлялось важным получить как можно более полную информацию о физико-химических свойствах нанопорошка и, особенно, о состоянии его поверхности.

В соответствии с ИК-спектрами, на поверхности нанопорошка железа в углероде отсутствуют функциональные группы. Согласно результатам термодесорбционного анализа, молекулы-зонды NH3 на гетерогенной поверхности нанопорошка Fe(C) не сорбируются. Это свидетельствует об отсутствии как протонных, так и кислотных центров Льюиса.

В отличие от Fe(C), ИК спектры нанопорошков Fe3O4 и MgFe2O4 содержат полосы валентных колебаний в области 400600 см-1, характерные для связей металл-кислород и полосы хемосор-бированных молекул воды в области 3400 см-1.

Рис. 1. Электронная микрофотография нанопорошка Fe(O).

Кривые намагничивания исследованных ферритов (рис. 2) характеризуются крутым начальным участком, что свойственно магнитомягким веществам, к которым и относятся эти соединения в массивном состоянии. Для Ре(С) начальный участок кривой намагничивания более пологий, что связано с малостью размеров частиц и обусловленным этим явлением суперпарамагнетизма.

-•-Г*0 1W0S07 f#C 11WM (Я — му *20« .112100»

Q- f

о *аоо

н.э

Рис. 2. Кривые намагничивания, для нанопорошков Ге(С) и М§Еез04,

Без04

В Рамановском спектре нанопорошка Ре(С) (рис. 3) присутствуют два больших пика, что позволяет предположить для углеродной оболочки присутствие в ней двух гибридных состояний - Бр3 и Бр2. Толщина внешнего защитного слоя >1-2 нм.

1200 1600 2000 2400 2800 3200

Raman shift I'm3-)

Рис. 3. Рамановский спектр нанопорошка Ге

Из спектра дифференциального термического анализа (ДТА) следует, что нарушение сплошности углеродного слоя на поверхности нанопорошка железа происходит только при температуре >1800С (рис. 4), что говорит о надежном капсулировании металлического ядра от воздействия окружающей среды.

Т, "С

Рис. 4. ДТА-спектр Ге

С целью оценки химического состояния активных центров на поверхности добавляемого компонента и для сравнения тепловых эффектов нанодисперсий (нанопорошок+изопропилбензол) относительно холостого образца - (изопропилбензол + гомогенный инициатор АИБН) использовали кинетический метод микрокалориметрии основан на регистрации выделения или поглощения теплоты в модельной реакции инициированного окисления изопропилбензола, протекающей в присутствии гомогенных или гетерогенных добавок.

Было обнаружено, что тепловые эффекты ^), зарегистрированные для образцов Ре(С) и Рез04, по уровню значений соответствовали физическим процессам смачивания и адсорбции (значения Q+11х105 Дж/сек и - 44х105 Дж/сек соответственно), но не связаны с протеканием основной реакции. В то же время наноразмерный магниевый феррит М§Ре204 катализирует (или инициирует) собственно реакцию окисления изопропилбензола, о чем свидетельствует высокое значение теплового эффекта Q=1209x105 Дж/сек, почти вдвое превышающее тепловой эффект для холостой реакции ^=660*105 Дж/сек), инициированной АИБН (!=60°С; скорость инициирования Wi=6.8х10-8 л/моль-с ).

Электронный спектр поглощения цисплатина после контакта с нанопорошком Ре(С) остается неизменным в течение 24 часов (рис.5), что является еще одним подтверждением химической индифферентности данного наноферромагнетика.

А | С1 ^ Pt' NH3 ч N11,

Рис. 5. Электронный спектр поглощения цисплатина

Результаты физико-химического тестирования поверхности нанопорошка Ре (С) говорит об отсутствии центров, обусловливающие проявление химической активности в реакциях, протекающих по кислотному и свободно-радикальному механизмам.

После подтверждения химической инертности нанопорошка железа в углеродной оболочке и надежности капсулирования его металлического ядра, было изучено влияние наноразмерных частиц Ре(С) на активность углеводородокисляющих ассоциации бактерий. В ходе эксперимента был зарегистрирован рост бактерий, окисляющих н-гексадекан, который отражается нормальной 8-образной кривой (рис. 6). При этом установлено, что присутствие нанопорошка не влияло на продолжительность адаптационной фазы (0-1 сутки), но существенно удлиняло фазу экспоненциального роста (в контроле 2-3 суток, в опыте 2-8 суток).

10 12 14 16

Рис 6. Влияние нанопорошка Ре(С) на рост микроорганизмов.

Вследствие этого максимальная численность микроорганизмов в присутствии Ре(С) превышает контрольный уровень в 4 раза и составляет на 8-е сутки около 80х106клеток/мл. Вполне правомерен вопрос: является ли наблюдаемый эффект отражением специфичности поверхности наноразмерных частиц?

Ранее мы уже сообщали о стимуляции роста бактерий в аналогичных условиях в присутствии наноразмерных порошков на основе оксидов железа, синтезированных способом механохи-мической активации [8]. При этом нанопорошки были взяты в 15 раз большем количестве, чем Ре(С). Их рассматривали как наносорбенты в системе (нанопорошок+субстрат+бактерии), способные аккумулировать питательные вещества, создавать условия для обмена между минеральными, органическими, газообразными компонентами и стимулировать рост микроорганизмов.

Что же может являться причиной наблюдаемого эффекта увеличения численности клеточных культур в данном эксперименте с использованием Ре(С)? Прежде всего, необходимо учитывать тот факт, что использованные микроорганизмы имеют размер ~0,5 мкм. Это в значительной мере превышает собственный размер частиц нанопорошка (<10 нм). Согласно принципам сродства и аддитивности, в первую очередь будет происходить взаимодействие двух гидрофобных компонентов гетерогенной системы, а именно смачивание нанопорошка н-гексадеканом, который является питательным субстратом. Правомерно предположить последующую адгезию [Ре(С)+гексадекан] на поверхности бактерий, обволакивание клеточных структур наночастицами порошка и образование на мембране микробов конгломератов до 100-200 нм. Для бактерий это будет равнозначно возрастанию площади поверхности гетерофазного контакта с питательной средой, и, как результат -рост численности микроорганизмов.

Определение противоопухолевой активности композитов. Предварительные тесты показали, что добавление водных сред к

газофазному нанопорошку Fe(C), сопровождается его коагуляцией. Причиной является гидрофобная углеродная оболочка на поверхности нанопорошка, препятствующая образованию устойчивых водных нанодисперсий. Вследствие этого противоопухолевую активность в условиях экспериментов in vitro определяли для нанопорошка Fe(C) в составе соответствующих композитных систем. Эти композиты могли содержать цитостатик, нанопорошок в сочетании с фосфоли-пидным концентратом, фракцию жира или компоненты в отдельности (табл.). Образующиеся нанодисперсии сохраняли устойчивость в течение суток. В качестве биомоделей использовали селезеночные клетки (норма) и опухолевые клетки аденокарциномы Эрлиха (патология).

Таблица

Цитотоксическая активность в отношении опухолевых и нормальных клеток in vitro в зависимости от состава композита

№ гру Состав компонентов Число жизнеспособных опухолевых клеток, % Достоверность в сравнении с предыдущей группой, р Число жизнеспо- собных селезеноч- ных клеток, % Достоверность в сравнении с предыдущей группой, р

1 0,9% раствор №С1 100±7 100±8

2 Цисплатин + 0,9%раствор №С1 77±5 р1 <0,05 72±6 р1<0,05

3 Фос фолипидный концентрат + Цисплатин + 0,9% раствор №С1 20±4 р2<0,05 44±5 р2<0,05

4 Фосфолипидный концентрат + Цисплатин + 0,9% раствор №С1 + жир 13±3 27±4 Р3<0,05

5 Фосфолипидный концентрат + Цисплатин + 0,9% раствор №С1 + жир + Ре(С) 12±2 34±4

6 Фосфолипидный концентрат + 0,9% раствор №С1 + Ре(С) 3±1 Р5<0,05 54±5 Р5<0,05

7 Фосфолипидный концентрат + Цисплатин + 0,9% раствор №С1 + Ре(С) 0 р3<0,05 р5<0,05 р6<0,05 22±3 р3<0,05 р5<0,05 р6<0,05

Примечание: п - число проведенных экспериментов; р 1-р6 - указаны достоверные различия с величинами в группе, имеющей соответствующий номер.

Графические результаты тестирования на опухолевых клетках карциномы Эрлиха представлены на рис.7. Как следует из табл., композит № 1 соответствует холостому эксперименту (на рис.7 точка 1). Положение точки 2 отражает действие исключительно цисплатина растворенного в 0,9% р-р КаС1. При добавлении к этому раствору фосфолипидного концентрата, его цитоста-тическая активность увеличивается, число жизнеспособных опухолевых клеток снижается до 21% (композит №3). При последующем добавлении жировой фракции, количество жизнеспособных опухолевых клеток снижается до 13% (композит № 4). Не наблюдается существенных различий после введения в композит №4 наночастиц Ре(С) (композит №5).

Значительное уменьшение (практически до нуля) жизнеспособности опухолевых клеток происходит для композитов с Ре(С) (композит № 6) и с цисплатином (композит № 7), не содержащих жировую компоненту.

Анализ результатов данного эксперимента говорит о том, что в присутствии фосфолипидного концентрата частицы Ре(С) сами по себе и в комплексе с цисплатином, оказывают наиболее выраженное цитотоксическое действие на опухолевые клетки, понижая их жизнеспособность в течение 24 часов до 0-2%.

композит

Рис. 7. Цитотоксическая активность композитов содержащих наночастицы РеС на опухолевых клетках аденокарциномы Эрлиха. По оси абсцисс -номер группы композитов по табл.

Вр

Определение токсичности композитов в отношении здоровых селезеночных клеток. Результаты по цитотоксическому тестированию композитов для нормальных клеток селезенки мышей С57БЬ/6 приведены на рис.8. Как следует из графика, композит № 2 (с цисплатином, 0.0001 мг/мл; без наночастиц и прочих компонентов) незначительно снижает жизнеспособность нормальных селезеночных клеток (до 72%).

Рис.8. Цитотоксическая активность композитов на нормальные селезеночные клетки мышей C57BL/6. По оси абсцисс - номер группы композитов согласно табл.

При добавлении к этому раствору фосфолипидной фракции цитотоксическая активность увеличивается, число жизнеспособных спленоцитов падает до 44% (композит № 3). При добавлении жировой фракции число жизнеспособных селезеночных эффекторов снижается до 27% (композит № 4). Частицы Fe(C) повышают статус жизнеспособности спленоцитов по сравнению с предъидущими композитами (уровень жизнеспособных клеток составляет 54%, композит №6), менее выраженной в сравнении с опухолевыми клетками. Добавление цисплатина к композиту наночастиц (суспензия № 7) вызывает умеренный цитотоксический эффект на спленоциты по сравнению с опухолевыми клетками (рис. 7, 8).

Выводы. Впервые обнаружено, что животная жировая и растительная фосфолипидная фракции, а также наночастицы Fe(C) могут оказывать собственное цитотоксическое действие на опухолевые клетки. Фосфолипидный композит, содержащий цисплатин и нанопорошок Fe(C), обеспечивает 100% гибели опухолевых клеток карциномы Эрлиха in vitro при сохранении фракции жизнеспособных спленоцитов. Полученные данные представляют несомненный фундаментальный и практический интерес для разработки и испытания эффективных, наноразмерных, магнитоуправляемых систем доставки цитостатиков для лечения опухолевых заболеваний in vivo.

Литература

1. Torchilin V. P. Targeted Pharmaceutical Nanocarriers for Cancer Therapy and Imaging // The AAPS J.2007.Vol.9(2).Article 15.

2. BabincovaM. et al. // Radio Eng. 2000. Vol.9. P.12-13.

3.Oberdorster G., et al. // Environ Health Perspect, 2005.

Vol.113(7). P.823-839.

4. Сергеев Г.Б. Нанохимия. - М.: Изд-во МГУ, 2003. 287 с.

5.Grass.R.N et al. // Angew. Chem. 2007.Vol. 46. P.4909.

6.Восмериков А.В и др. // Кинетика и катализ. 2004. Т.45, №2. С. 232-236.

7.Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Ленинград: Наука, 1974. 193 с.

8.Сваровская Л.И и др. Нано. тр-в 6-й междун. конф. «Высокие технологии».СПб: Изд-во политех. универ-та, 2008. Т.2. С. 149-151.

THE NANOSIZED PIROCARBON IRON POWDERS AS BIOFERROMAGNETICS

S. ANTIPOV, G. DAMBAEV, ERMAKOV, O. KOKAREV,

L SVAROVSKAY, M UYMIN, T FEDUSHAK, I. KHLUSOV

Summary

The physical - chemical research of iron in a carbon cover obtained by method of gas-phase synthesis has been carried out. Antineoplastic activity of phospholipids’ composites containing chemically inert Fe(C) nanopowders against Erlikh carcinoma cells is found.

Key words: nanopowders in a carbon cover

УДК 536.7;621.794;64, 087

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОНОСИТЕЛЕЙ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

К.В. АЛЕКСЕЕВ, Р.Н. АЛЯУТДИН, Е.В. БЛЫНСКАЯ, Б.Т. КВИНХ*

Представлены широко распространенные направления в технологии получения наносомальных систем доставки биоактивных агентов. Указаны особенности процесса производства в зависимости от структурных составляющих материалов и ряда основных фармако-технологических факторов, изучается влияние физико-химических параметров на формирование заданных свойств систем доставки. Ключевые слова: наноносители лекарственных веществ

В современной фармацевтической технологии одним из наиболее значимых подходов к решению вопроса роста степени эффективности и безопасности химиотерапии является разработка и создание дозированных лекарственных форм, характеризующихся наличием показателя направленности действия.

Селективность их влияния обуславливается модификацией параметров систем доставки, в среде которых ведущие позиции занимают заданные наноразмерные параметры системы носителей. Основными коммерческими и терапевтическими целями использования данных видов носителей лекарственных веществ являются: увеличение биодоступности при пероральном приеме; повышение стабильности; развитие лекарственных форм для внутривенного пути введения; направленная доставка лекарственных веществ; управление циклом существования лекарственной формы (защита путем использования подходящих технологий).

Наиболее известным примером, иллюстрирующим степень развития в данной области, является микроэмульсия преконцен-трата циклоспорина (Sandimmun - Neoral), которая позволила минимизировать неустойчивость, характерную для фармакокинетических параметров Sandimmun. Также на фармацевтическом рынке существуют такие препараты, как наноэмульсия этомидата (Etomidat-Lipuro), диазепама (Diazep am- Lipuro), мицеллярная смесь (Valium-MM, Konakion), липосомальная смесь (Ambisome).

Непосредственно саму технологию изготовления наносистем можно подразделить на две большие категории относительно природы используемых в синтезе материалов: липидные наноносители; полимерные наноносители

Липидные наносители. Используемые материалы. Основными ингредиентами являются лекарственное вещество, липид, эмульгатор и вода. В зависимости от особенностей применения могут присутствовать такие группы веществ, как осмотические агенты, матричные системы для лиофилизации, буферные растворы и т.д. Для снижения риска возникновения острой или хронической токсичности при приеме лекарственной формы на основе липидных наноносителей чаще используют физиологические липиды. Как правило, термин «липиды» используется в очень широком смысле этого слова и включает в себя триглицериды, моностеараты, жирные кислоты, воски и т.д. [18].

Выбор эмульгатора зависит от способа введения препарата и в большей степени ограничен при парентеральном пути приема. Наиболее часто используемые для этих целей группы веществ включают в себя различные виды полисорбатов, лецитина, желчных кислот и т.д. Анализ методик изготовления. В основе большинства используемых на сегодняшний день методик лежит процесс гомогенизирования составляющих с применением различных режимов и моделей гомогенизаторов и непосредственно эмульгирования, микроэмульгирования.

Гомогенизация: гомогенизация с высокой степенью измельчения (роторная); ультразвуковое диспергирование.

Оба метода распространены и достаточно просты в исполнении. Однако в случае ультразвукового способа диспергирования может возникнуть загрязненность лекарственной формы микрочастичками корпуса диспергатора. Ahlin et al. использовал роторный гомогенизатор для изготовления липидных наноносителей путем размягченного эмульгирования. Он исследовал влияние различных параметров, характеризующих процесс (время эмульгирования, скорость перемешивания, условия охлаждения и т.д.) на размер частиц и величину зета-потенциала. В большинстве случаев, средний размер частиц в диапазоне от 100 до 200 нм был получен при значении скорости перемешивания 20 000 - 25 000 оборотов в минуту в течение 8-10 минут.

* ГУ НИИ фармакологии им. В.В. Закусова РАМН 131547 Москва, ул. Балтийская, д.8; 119991 Москва, ул. Трубецкая, д.8