ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЙ ПРЕПАРАТ В ВИДЕ ГЛАЗНЫХ КАПЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ РАЗВЕТВЛЕННЫЕ ПОЛИГЕКСАМЕТИЛЕНГУАНИДИНЫ И СОПОЛИМЕР НА ОСНОВЕ N-ВИНИЛПИРРОЛИДОНА
OPHTHALMIC PREPARATION PRESENTED IN FORM OF EYE DROPS AND CONTAINING BRANCHED POLYHEXAMETHYLENE GUANIDINES AND POLY(N-VINYLPYRROLIDONE)

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к офтальмологическим препаратам, более конкретно к глазным каплям, которые можно применять для лечения синдрома сухого глаза, а также бактериальных конъюнктивитов.
Уровень техники
Синдром сухого глаза является распространенным патологическим состоянием, имеющим различную этиологию. Например, он может быть связан с возрастными изменениями, ношением контактных линз, заболеваниями тканей глаза и др. Основными проявлениями являются недостаточность и прерывистость слезной пленки на роговице, раздражение слизистых оболочек и ощущение дискомфорта в глазу. Кроме того, слезная пленка играет роль местного иммунного барьера. Поэтому нарушение ее целостности или толщины может стать причиной возникновения и развития инфекционных заболеваний глаза.
2
2
Препараты, предназначенные для восполнения слезной жидкости при синдроме сухого глаза, по ряду физико-химических свойств должны быть близки к естественной слезной жидкости здорового человека. Так, плотность должна составлять 1,001-1,009 г/мл, pH находиться в интервале 6,0-7,8, сила адгезии слезной пленки к роговице равна 30-40 дин/см, а поверхностное натяжение составляет 46 дин/см.
В патенте ЕР 0198490 (опубл. 22.10.1986) раскрыты составы увлажняющих капель на основе гидроксиэтилцеллюлозы и полоксамера, содержащие мочевину в качестве консерванта.
В патенте ЕР 0780121 (опубл. 25.06.1997) раскрыты составы глазных капель, содержащих полиакриловую кислоту и поливинилпирролидон в качестве любриканта и соли бензалкония в качестве консерванта.
В патенте ЕР 0342297 (опубл. 23.11.1989) раскрыт водный раствор, имеющий низкое поверхностное натяжение, образующий непрерывный смачиваемый водой абсорбированный слой на гидрофобной поверхности, включающий частично гидролизованный поливинилацетат в комбинации с поливиниловым спиртом. В состав такого раствора входят также декстран, коллидон, цитратно-фосфатный буферный раствор, ЭДТА, хлориды натрия, кальция и хлорбутанол в качестве консерванта.
Общим недостатком указанных решений является наличие у консерванта аллергизирующего эффекта и повреждающего действия на мягкие контактные линзы ввиду высокой реакционной активности их молекул (Материалы статьи «Системы ухода за контактными линзами» / Н.Б.Демина, М.Н.Чиркова, А.В.Астахова, Л.А.Травина // Химико-фармацевтический журнал, 2001, т.35, №2).
В качестве ближайшего аналога авторы рассматривают изобретение, раскрытое в патенте RU 2241444 (опубл. 10.12.2004), обеспечивающее создание капель для лечения синдрома сухого глаза, содержащих любрикант, консервант, фосфатный буфер, хлорид натрия, воду очищенную, отличающиеся тем, что содержат в качестве консерванта полигексаметиленгуанидина фосфат, коллидон VA 64 в качестве любриканта при следующем соотношении компонентов (в масс.%):
Полигексаметиленгуанидина фосфат
0,04-0,1
Натрия фосфат однозамещенный
0,1-0,2
Натрия фосфат двузамещенный
0,2-0,3
Натрия хлорид
0,5-0,7
Коллидон VA 64
3,0-3,5
Вода очищенная
до 100,0
Недостатком аналога является слабое бактериостатическое действие, обусловленное, по сути, линейным строением молекул применяемого в нем полигексаметиленгуанидина.
Поэтому существует потребность в расширении арсенала гидратирующих и бактериостатических средств для лечения синдрома сухого глаза и борьбы с его последствиями, особенно с развитием бактериальных инфекций.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является создание препарата для лечения синдрома сухого глаза, а также возможной сопутствующей бактериальной инфекции, который не оказывает раздражающего действия при длительном применении.
В результате исследований авторы изобретения установили, что недостатки известного уровня техники могут быть преодолены созданием офтальмологического препарата в виде капель, содержащего гексаметиленгуанидин, фосфатный солевой буфер, гидратирующий компонент, в котором гексаметиленгуанидин представлен разветвленными олигомерами формулы (I) в форме гидрохлорида
1
2
3
w
n
w
n
где R представляет  или , a n, n и n равны 1-3, a z равно 0,15-1,10 с молекулярно-массовым распределением M/M от 5,4 до 9,3 при среднемассовой молекулярной массе M в интервале от приблизительно 3800 до 6300 и среднечисловой молекулярной массе M в интервале от приблизительно 600 до 1100, а препарат дополнительно содержит сополимер на основе N-винилпирролидона общей формулы (II):
где мономерное звено М представляет фрагмент 2-метил-5-винилтетразола (МВТ) или 2-метил-5-винилпиридина (МВП):
,
µ
µ
µ
и содержание мономерных звеньев n составляет 25-50 мольн.%, а средневязкостная молекулярная масса M сополимера зависит от природы M: если M представляет МВТ, то M=30-50 кДа; если M представляет МВП, то M=15-40 кДа.
Гидрохлорид полигексаметиленгуанидина (ПГМГ-ГХ) формулы (I) относится к 4 классу токсичности, т.е. не является опасным для человеческого организма, при этом он обладает выраженным микробиоцидным эффектом в отношении основных возбудителей инфекционных конъюнктивитов и кератитов: Pseudomonas, Staphylococcus, Streptococcus, Serratia, Proteus, Enterobacteriaceae, Bacillus.
Сополимер на основе N-винилпирролидона общей формулы (II) также является нетоксичным и проявляет свойства активатора фагоцитоза.
Эффективность ПГМГ-ГХ относительно перечисленных штаммов, определенная методом серийных разведений с питательной средой, оцениваемая минимальной ингибирующей концентрацией, составляет от 1,0 до 300 мкг/мл. Таким образом, минимальная бактериостатическая концентрация ПГМГ-ГХ составляет 0,01%. Для достижения бактерицидного эффекта может быть использована концентрация 0,1-1,5%.
Основными требованиями к растворам, предназначенным для инстилляции в конъюнктивальную полость, являются стерильность, прозрачность, изотоничность, значение pH, близкое к естественному, и продолжительность действия.
Стерильность необходима для обеспечения длительного хранения препарата перед применением. Она также гарантирует отсутствие патогенных микроорганизмов, выделяющих токсичные продукты жизнедеятельности, способных размножаться на конъюнктиве после введения препарата.
Прозрачность является естественным требованием для оптических сред. Изотоничность и близкий к естественному показатель pH создают комфортную среду для клеток конъюнктивы, что исключает их повреждение и неприятные ощущуния (чувства рези или жжения в глазу). Продолжительность действия позволяет уменьшить число инстилляций, что снижает лекарственную нагрузку и делает возможным долговременное применение препарата без значительных побочных эффектов.
Специалисту в данной области очевидны теоретические и экспериментальные способы оценки концентраций компонентов в препаратах подобного типа, наиболее известным из которых является теоретический расчет с учетом изотонических эквивалентов и криометрия при переохлаждении смесью соль/лед.
В итоге обширных исследований авторы установили, что указанным требованиям наилучшим образом удовлетворяют составы, содержащие фосфатный буфер в концентрации 0,3-0,5%, что обеспечивает поддержание pH на уровне 7,2-7,8, соответствующем значению рН слезной жидкости здорового человека. Для создания требуемого осмотического давления в состав следует вводить хлорид натрия в концентрации 0,5-0,7%.
Выбор гидратирующего компонента (полимера, удерживающего влагу на конъюнктиве) должен быть сделан с учетом требования прозрачности, предъявляемого к препарату. Моделью может служить изотоничный раствор хлорида натрия, содержащий максимальную концентрацию ПГМГ-ГХ. Полимеры, физико-химически совместимые с солевым раствором ПГМГ-ГХ и позволяющие получать составы, близкие по вязкости к слезной жидкости (1,2-1,4), пригодны к применению в соответствии с изобретением. Такими являются декстран с молекулярной массой порядка 40кДа (концентрация 3-3,5%), коллидон (сополимер винилпирролидона/винилацетата в мольных соотношениях 6:4, концентрация 3-3,5%) и водорастворимая метилцеллюлоза с молекулярной массой порядка 20 кДа (концентрация 0,05-0,1%).
Таким образом, цель изобретения может быть достигнута с помощью офтальмологического препарата в виде капель, содержащего гексаметилендиамин, фосфатный солевой буфер, гидратирующий компонент, выбранный из группы, состоящей из декстрана, сополимера винилпирролидона/винилацетата и водорастворимой метилцеллюлозы, отличающегося тем, что гексаметилендиамин представлен разветвленными олигомерами формулы (I) в форме гидрохлорида
1
2
3
w
n
w
n
где R представляют или a n, n и n равны 1-3, a z равно 0,15-1,10 с молекулярно-массовым распределением M/M от 5,4 до 9,3 при среднемассовой молекулярной массе M в интервале от приблизительно 3800 до 6300 и среднечисловой молекулярной массе Мв интервале от приблизительно 600 до 1100, а препарат дополнительно содержит сополимер на основе N-винилпирролидона общей формулы (II):
где мономерное звено М представляет фрагмент 2-метил-5-винилтетразола (МВТ) или 2-метил-5-винилпиридина (МВП):
µ
µ
µ
и содержание мономерных звеньев n составляет 25-50 мольн.%, средневязкостная молекулярная масса M сополимера зависит от природы M: если M представляет МВТ, то M=30-50 кДа; если М представляет МВП, то M=15-40 кДа, со следующим содержанием компонентов (в масс.%):
Полигексаметиленгуанидина гидрохлорид
0,01-0,4
Сополимер на основе N-винилпирролидона
0,01-0,05
Фосфатный солевой буфер, содержащий
Дигидрофосфат натрия
0,1-0,2
Гидрофосфат натрия
0,2-0,3
Хлорид натрия
0,5-0,7
Гидратирующий компонент
0,05-3,5
Очищенная вода до
100,0
В первом предпочтительном осуществлении офтальмологический препарат в виде капель имеет состав (в масс.%):
Полигексаметиленгуанидина гидрохлорид
0,05-0,1
Сополимер на основе N-винилпирролидона
0,01-0,03
Фосфатный солевой буфер, содержащий
Дигидрофосфат натрия
0,1-0,2
Гидрофосфат натрия
0,2-0,3
Хлорид натрия
0,5
Гидратирующий компонент (декстран)
3,0-3,5
Очищенная вода
до 100,0
Во втором предпочтительном осуществлении офтальмологический препарат в виде капель имеет состав (в масс.%):
Полигексаметиленгуанидина гидрохлорид
0,1-0,2
Сополимер на основе N-винилпирролидона
0,02-0,05
Фосфатный солевой буфер, содержащий
Дигидрофосфат натрия
0,1-0,2
Гидрофосфат натрия
0,2-0,3
Хлорид натрия
0,5-0,7
Гидратирующий компонент (коллидон)
3,0-3,5
Очищенная вода
до 100,0
В третьем предпочтительном осуществлении офтальмологический препарат в виде капель имеет состав (в масс.%):
Полигексаметиленгуанидина гидрохлорид
0,1-0,2
Сополимер на основе N-винилпирролидона
0,01-0,05
Фосфатный солевой буфер, содержащий
Дигидрофосфат натрия
0,1-0,2
Гидрофосфат натрия
0,2-0,3
Хлорид натрия
0,5-0,7
Гидратирующий компонент (метилцеллюлоза)
0,05-0,15
Очищенная вода
до 100,0
Раствор в соответствии с изобретением пригоден к применению в течение 2 лет, что было подтверждено сравнением физико-химических и микробиологических показателей, полученных для свежефасованного препарата и препарата после хранения. Показатели качества, подлежащие обязательному контролю (рН, поверхностное натяжение, удельное электрическое сопротивление и показатель преломления) для всех препаратов при хранении статистически достоверно (р<0,05)? не отличались от исходных значений.
Время удерживания препарата на роговице можно косвенно оценить по степени выраженности бактериостатического или бактерицидного действия. Оценкой времени удерживания является время, после которого наблюдается рост колонии микроорганизма при бактериостатической концентрации препарата (0,01-0,05%), или время, до которого отсутствует рост колонии микроорганизма при бактерицидной концентрации (0,1-0,4%) в посеве пробы слезной жидкости на соответствующую питательную среду. Проведенные исследования показали, что наибольшее время удерживания препарата (до 8 часов) достигается с применением водорастворимой метилцеллюлозы. Препарат, содержащий сополимер винилпирролидона/винилацетата, удерживается в течение 6-7 часов.
Достижение технического результата изобретения будет далее показано на предпочтительных примерах его осуществления.
Осуществление изобретения
Пример 1. Капли для лечения синдрома сухого глаза
В асептических условиях в стеклянный аппарат с мешалкой, термометром и обогреваемой рубашкой помещают 45-55 мл горячей воды очищенной и последовательно растворяют в ней требуемые (в соответствии с тремя предпочтительными осуществлениями изобретения) количества полигексаметиленгуанидина формулы (I) в виде гидрохлорида, сополимера формулы (II), дигидрофосфата натрия, гидрофосфата натрия, хлорида натрия.
Во втором аналогичном аппарате в оставшемся количестве воды растворяют соответствующее количество выбранного гидратирующего агента. Растворы смешивают в асептической емкости для работы под давлением или при разрежении. После получения прозрачного раствора проводят стерилизацию полученного раствора фильтрованием через мембранный фильтр с отсекающей способностью 0,2 мкм. Стерильный раствор принимают во вторую асептическую емкость, в которой создают и поддерживают необходимое разрежение. Альтернативно, стерилизацию раствора проводят выдерживанием при температуре 120°С в течение 8-12 минут.
После стерилизации готовый препарат порциями по 2 мл фасуют в стерильные капельницы из полиэтилена высокого давления, снабжают навинчиваемыми крышками и помещают в коробки с указанием информации, необходимой для идентификации и применения.
Пример 2. Оценка времени удерживания и бактериостатического действия препарата по минимальной бактериостатической (подавляющей рост) концентрации (МПК) in vitro
Спектр бактерицидной эффективности препаратов в опыте in vitro характеризуют суспензионным методом в соответствии с руководством P 4.2.264 3-10 «Методы лабораторных исследований и испытаний дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности». Исследуют 0,05% раствор гидрохлорида полигексаметиленгуанидина формулы (I) (ПГМГ-ГХ) и препарат, приготовленный в соответствии с примером 1 изобретения.
Минимальную бактериостатическую (МПК) концентрацию определяют микрометодом серийных двукратных разведений в среде Мюллера-Хинтона (Oxoid) в соответствии с нормативным документом «Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам» (МУК 4.2 1890-04).
Препараты с концентрацией активного компонента 1000 мкг/мл, приготовленные на апирогенной дистиллированной воде, разводят 128 мкг/мл питательной среды. Исследования выполняют в 96-луночных планшетах для иммунологических исследований. Готовят серии двукратных разведений исследуемого препарата в среде II Мюллера-Хинтона (Oxoid) в объеме 50 мкл. Для микроорганизмов, плохо растущих на обычных питательных средах, в указанную выше среду добавляют 5% дефибринированной бараньей крови.
Инокулят бактериальных культур из изолированных колоний готовят в виде суспензии по стандарту мутности МакФарланда (0,5) в физиологическом растворе. Суспензию разводят в среде II Мюллера-Хинтона до концентрации 108 КОЕ/мл. Приготовленную суспензию вносят в лунки планшетов (50 мкл/лунка) и готовят разведения в диапазоне концентраций от 128 до 0,0003 мкг/мл. Инокулированные планшеты инкубируют в течение 18 часов при 37°C. Наименьшая концентрация исследуемого препарата, при которой отсутствует видимый рост микроорганизмов, является оценкой МПК.
Для определения МПК Candida albicans из изолированной колонии готовят суспензию в питательной среде Сабуро по стандарту мутности МакФарланда (0,5), что соответствует 106 КОЕ/мл для грибных культур. Серию двукратных разведений препаратов готовят в среде Сабуро в объеме 100 мл. После посева дрожжевых культур планшеты инкубируют 48 часов при 30°С.
Результаты действия на МПК серии последовательных двукратных разведений представлены в таблице 1.
Таблица 1
Микроорганизм (Штамм)
ПГМГ-ГХ
Препарат
Escherichia coli (АТСС 27952)
2
4
Proteus mirabilis (5)
1
1
Staphylococcus aureus (ATCC29213, чувствителен к метициллину)
2
4
Staphylococcus aureus(АТСС 43300, устойчив к метициллину)
2
4
Candida albicans (АТСС 24433)
4
8
Полученные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый препарат обладает более высокой активностью по сравнению с раствором ПГМГ-ГХ.
Пример 3. Лечение синдрома сухого глаза у собак
Эффективность лечения синдрома сухого глаза у собак оценивают по стабильности слезной пленки (пробы по Норну (M.S. Norn, 1969). В соответствии с протоколом исследования в нижний конъюнктивальный мешок инстиллируют 1 каплю 0,2% флюоресцеина-натрия, после чего определяют время от последнего моргания до появления в подкрашенной слезной пленке разрыва в виде черного пятна или щели на поверхности роговицы. Время разрушения слезной пленки является важным показателем ее стабильности.
Результаты оценивают следующим образом:
более 10 секунд
норма
5-10 секунд
меньше нормы
менее 5 секунд
резкое снижение стабильности слезной пленки
Альтернативно способом определения функции слезных желез является общепринятый в мире тест Ширмера, устанавливающий суммарную слезопродукцию. Для этого применяют специальные полоски из фильтровальной бумаги. Полоску сгибают на маркированном конце под углом 40-45° и помещают в нижний конъюнктивальный свод в наружной трети глазной щели: перегиб должен лежать на краю века, а загнутая часть полоски не должна касаться конъюнктивы. Животному закрывают глаз, через 1 минуту достают полоску и учитывают результат, измеряя длину увлажненного участка от линии сгиба.
Собак с диагнозом «кератоконъюнктивит», «синдром сухого глаза» лечили составом, приготовленным в соответствии с примером 1. Раствор инстиллировали 4 раза в сутки в течение 2 недель. Слезепродукцию определяли по методу Ширмера. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2
Животные
Длина увлажненного участка, мм
До лечения
Через 2 недели
Пудель
6
10
Пудель
8
15
Спаниель
10
17
Пекинес
7
20
Пекинес
9
10
Таким образом, через 2 недели после лечения был устранен гнойный конъюнктивит, у животных исчезли болезненный спазм век и светобоязнь. Выделение слезы практически нормализовано (более 15 мм).