ВОДОРАСТВОРИМЫЙ КОМПЛЕКС ВКЛЮЧЕНИЯ БЕТА-ЦИКЛОДЕКСТРИН-ГИСТОХРОМ, ОБЛАДАЮЩИЙ ПРОЛОНГИРОВАННЫМ АНТИОКСИДАНТНЫМ ДЕЙСТВИЕМ
WATER-SOLUBLE COMPLEX OF BETA-CYCLODEXTRINE-HISTOCHROME INITIATION, POSSESSING PROLONGED ANTIOXIDANT ACTION

Изобретение относится к области медицины, а именно к созданию новых форм лекарственных препаратов, в частности касается водорастворимого комплекса включения β-циклодекстрина с гистохромом, обладающего пролонгированной антиоксидантной активностью.
++
Препарат Гистохром представляет собой лекарственную форму индивидуального вещества - природного хиноидного пигмента морских беспозвоночных эхинохрома (2,3,5,6,8-пентагидрокси-7-этил-1,4 нафтохинона, номер государственной регистрации Р №002363/01-2003). Высокая активность гистохрома (ГХ) обусловлена его способностью играть роль активного перехватчика свободных радикалов, а также хелатировать ионы Fe, инициирующих свободнорадикальное окисление.
Известно использование препарата гистохром для лечения глазных заболеваний [RU 2134107 С1, 10.08.1999]. Гистохром применяется в кардиологии для уменьшения размеров инфаркта миокарда и профилактики реперфузионного поражения миокарда [RU 2137472 С1, 20.09.1999], для лечения геморрагического инсульта [RU 2266737 С1, 27.12.2005]. Препарат внесен в Реестр лекарственных средств, разрешенных к применению в Российской федерации. Фармакотерапевтическая группа: антиоксидантное средство.
Гистохром выпускается в двух лекарственных формах: «Гистохром раствор для внутривенного введения, 10 мг/мл» (номер государственной регистрации Р №002363/01-2003) и «Гистохром раствор для инъекций, 0,2 мг/мл» (номер государственной регистрации Р №002363/02-2003) в ампулах из темного стекла в виде раствора для внутривенного, парабульбарного или субконъюнктивального введения.
При дистрофических заболеваниях сетчатки, диабетической ретинопатии, кровоизлияниях в сетчатку и стекловидное тело требуются интравитреальные инъекции соединений с пролонгированным действием, а при заболеваниях переднего отдела глаза - дистрофиях роговицы, глаукоме и катаракте - требуется применение препарата в виде инсталляций.
Однако при вскрытии ампул гистохром при контакте с кислородом воздуха быстро окисляется, поэтому необходимы новые лекарственные формы гистохрома, позволяющие сохранять его эффективность более длительное время.
Известно использование в качестве компонента, способствующего пролонгации активности соединения, кольцевидного макроциклического лиганда β-циклодекстрина (β-ЦД) [Uekama К., Hirayama F., Irie Т. // Chem. Rev. 1998. - Vol.98, №5. - P.2045-2076; Davis M.E., Brewster V.E. // Nature Rev. 2004. Vol.3. P.1023-1035]. При взаимодействии с другими молекулами β-ЦД образует кавитат - комплекс включения типа «хозяин-гость», в котором он является хозяином комплекса. β-ЦД является нетоксичным природным веществом, применяемым в фармакологии, пищевой и парфюмерной промышленности.
Известно использование β-ЦД в качестве средства, повышающего в 40 раз растворимость и в 10 раз специфическую активность антиаритмического средства на основе N(4)-пропилаймалинбромида, на базе которого разработана новая пероральная и инъекционная лекарственная форма для экстренной помощи [RU 2102984 С1, 27.01.1998].
Описаны новые комплексные соединения α-, β- и γ-циклодекстрина с гидрохлоридом ранитидина при молярном соотношении указанных компонентов от 1:1 до 3:1, которые получают из водных растворов или водных суспензий гидрохлорида ранитидина и циклодекстрина путем удаления воды [RU 2143896 С1, 10.01.2000]. Новые соединения могут быть использованы в качестве антигистаминного средства для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также для лечения избыточной кислотности желудочного сока.
Описан также устойчивый комплекс включения S-омепразол и циклодекстрин с молярным соотношением S-омепразола к циклодекстрину от 1:1,5 до 1:5, эффективные при лечении желудочных заболеваний, связанных с кислотностью, и желудочно-кишечных воспалительных заболеваний животных и человека [RU 2313343 С2, 27.12.2007].
Известно водорастворимое комплексное соединение включения дигидрокверцетино-β-циклодекстрин, характеризующееся молярным соотношением указанных компонентов 1:1, обладающего Р-витаминозной, капиляропротекторной, антирадикальной, гепатопротекторной и другими видами активности [RU 2396077 С1, 10.08.2010].
В доступной научно-медицинской и патентной литературе сведений о создании комплекса включения β-циклодекстрин-гистохром и его использовании не найдено.
Задачей изобретения является разработка способа получения комплекса включения β-циклодекстрин-гистохром (βЦД-ГХ), обладающего пролонгированным антиоксидантным действием.
Задача решена новым водорастворимым комплексом включения β-циклодекстрин-гистохром при молярном соотношении указанных компонентов от 1:1 до 3:1.
Авторами впервые установлено, что антиоксидант ГХ может взаимодействовать с макроциклическим лигандом β-ЦД с образованием комплекса включения β-циклодекстрин-гистохром. При этом диапазон соотношения компонентов для производства комплекса включения βЦД-ГХ составляет от 1:1 до 3:1.
Технический результат при использовании изобретения - увеличение длительности антиоксидантного эффекта гистохрома за счет формирования комплекса включения β-циклодекстрин-гистохром.
2
Процесс получения предлагаемого комплекса включения осуществляется в несколько этапов. На первом этапе производят смешивание сухого β-ЦД с бидистиллированной водой (DDHO). Для ускорения растворения β-ЦД производят встряхивание раствора при температуре 55-65°C. После растворения β-ЦД осуществляют его охлаждение до 37-45°C. На втором этапе в полученный раствор β-ЦД добавляют 1% раствор ГХ в объеме, необходимом для получения требуемой концентрации. В полученном водном растворе конечная концентрация β-ЦД соответствует 15 мМоль, а ГХ - от 5 до 15 мМоль, что соответствует диапазону от 3:1 до 1:1 (таблица). На третьем этапе раствор перемещают в термостат, где проводится его встряхивание в течение 1,5-2 часов при температуре 25-45°C, преимущественно 37°C. Полученный раствор помещают в холодильное оборудование и сохраняют при температуре 4-6°C для дальнейшего использования.
Описываемый изобретением процесс получения комплекса включения β-ЦД с ГХ протекает по следующей формуле:
<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mn>42</mn></mrow></msub><msub><mi>H</mi><mrow><mn>70</mn></mrow></msub><msub><mi>O</mi><mrow><mn>35</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mi>β</mi><mo>−</mo><mi>ц</mi><mi>и</mi><mi>к</mi><mi>л</mi><mi>о</mi><mi>д</mi><mi>е</mi><mi>к</mi><mi>с</mi><mi>т</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mi>н</mi></mrow></mtd></mtr></mtable><mtext> </mtext><mo>+</mo><mtext> </mtext><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mn>12</mn></mrow></msub><msub><mi>H</mi><mrow><mn>10</mn></mrow></msub><msub><mi>O</mi><mn>7</mn></msub><mi>N</mi><mi>a</mi></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mi>г</mi><mi>и</mi><mi>с</mi><mi>т</mi><mi>о</mi><mi>х</mi><mi>р</mi><mi>о</mi><mi>м</mi></mrow></mtd></mtr></mtable><mtext> </mtext><mo>↔</mo><mtext> </mtext><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mn>54</mn></mrow></msub><msub><mi>H</mi><mrow><mn>80</mn></mrow></msub><msub><mi>O</mi><mrow><mn>42</mn></mrow></msub><mi>N</mi><mi>a</mi></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mi>к</mi><mi>о</mi><mi>м</mi><mi>п</mi><mi>л</mi><mi>е</mi><mi>к</mi><mi>с</mi><mtext> </mtext><mi>в</mi><mi>к</mi><mi>л</mi><mi>ю</mi><mi>ч</mi><mi>е</mi><mi>н</mi><mi>и</mi><mi>я</mi></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mi>β</mi><mo>−</mo><mi>ц</mi><mi>и</mi><mi>к</mi><mi>л</mi><mi>о</mi><mi>д</mi><mi>е</mi><mi>к</mi><mi>с</mi><mi>т</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mi>н</mi><mo>−</mo><mi>г</mi><mi>и</mi><mi>с</mi><mi>т</mi><mi>о</mi><mi>х</mi><mi>р</mi><mi>о</mi><mi>м</mi></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow>
Изобретение иллюстрируется следующими фигурами: на фиг.1 представлены структуры ГХ и кавитата β-ЦД, образующие комплекс включения β-ЦД с ГХ (βЦД-ГХ); на фиг.2 - ЯМР-спектры кавитата β-ЦД и комплекса включения βЦД-ГХ в различных молярных соотношениях в диапазоне 3,2-5,5 м.д.; на фиг.3 - ЯМР-спектры ГХ и комплекса включения βЦД-ГХ в различных молярных соотношениях в диапазоне 0,75-2,75 м.д.; на фиг.4 - график, демонстрирующий активность перекисного окисления липидов в бидистиллированной воде, растворах гистохрома и комплекса включения βЦД-ГХ в концентрациях 0,5 и 1,0 мМоль каждый.
1
2
Образование комплекса включения β-ЦД с ГХ подтверждено спектрами ядерного магнитного резонанса (Н-ЯМР). Спектры сняты на ЯМР-спектрометре «Bruker AVANCE-400». Растворы βЦД-ГХ различной молярности, β-ЦД и ГХ созданы с использованием оксида дейтерия (DO).
Н
Анализ спектров показал изменение химических сдвигов протонов (δ) в растворах исходных соединений и полученного комплекса, свидетельствующее об образовании нового соединения. Так, в комплексе включения у сигналов протонов молекулы β-циклодекстрина Н-6' (δ 3,81 м.д.) и Н-5' (δ 3,79 м.д.) отмечается сдвиг в сильное поле (фиг.2, где а - β-ЦД; б - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 3:1; в - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 2,5:1; г - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 2:1; д - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 1,5:1; е - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 1:1). Наиболее заметный сдвиг наблюдается в спектре комплекса включения β-циклодекстрин-гистохром в соотношении 1:1.
1
3
2
3
2
2
3
1
2
Спектр ЯМР Н гистохрома позволяет отметить наличие двух основных пиков: триплет CH-группы δ 1,01 м.д. и квартет CH-группы δ 2,55 м.д. При этом имеется их дубляж: 0,92 (т, 3 Н, CH) и 2,34 (к, 2 Н, CH), обусловленный наличием в водном растворе конформационных изомеров мононатриевых солей гистохрома [В.П. Глазунов, Д.В. Бердышев, В.Л. Новиков // Известия Академии наук. Серия химическая. - 2010. - №1. - С.44-55]. Параллельно отмечается наличие слабо выраженных пиков, возникших вследствие разрушения 12-18% молекул гистохрома: 3,56 (к, 2 Н, CH) и 1,09 (т, 3 Н, СН) (фиг.3, a и a).
2
3
1
2
При рассмотрении диапазона комплекса включения наблюдается сдвиг сигналов протонов в слабое поле, принадлежащих молекуле гистохрома, в частности этильному заместителю. Величина наблюдаемого сдвига зависит от соотношения молекул β-циклодекстрина и гистохрома в растворе, которая сопровождается модуляцией конформационной изомерии гистохрома, проявляющейся в изменении соотношения пиков CH- и CH-групп к друг другу (фиг.3, где a и а - гистохром; б - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 1:1; в - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 1,5:1; г - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 2:1; е - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 2,5:1; е - комплекс включения βЦД-ГХ в соотношении 3:1).
Таким образом, описываемый способ получения позволяет создать комплекс включения βЦД-ГХ.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют описываемый способ получения.
Пример 1. Получение 50 мл комплекса включения β-циклодекстрин с гистохромом в молярном соотношении 2:1.
В 40 мл бидистиллированной воды засыпают 851 мг β-ЦД с помещением раствора в термостат при 55°C и встряхиванием до растворения основной массы. Затем проводят охлаждение раствора комплекса включения β-ЦД до 37°C. Далее добавляют 10 мл 1% гистохрома. Раствор общим объемом 50 мл подвергают встряхиванию при 37-45°C в течение 1,5-2 часов. В завершение раствор охлаждается до 4-6°C.
Пример 2. Получение 200 мл комплекса включения β-циклодекстрин с гистохромом в молярном соотношении 1:1.
В 120 мл бидистиллированной воды засыпают 3,4 г β-ЦД с помещением раствора в термостат при 65°C и встряхиванием до растворения основной массы. Затем проводят охлаждение раствора комплекса включения β-ЦД до 37°C. После этого добавляют 80 мл 1% гистохрома. Раствор общим объемом 200 мл подвергают встряхиванию при 37-45°C в течение 1,5-2 часов. В завершение раствор охлаждается до 4-6°C.
Пример 3. Получение 300 мл комплекса включения β-циклодекстрин с гистохромом в молярном соотношении 3:1.
В 260 мл бидистиллированной воды засыпают 5,07 г β-ЦД с помещением раствора в термостат при 65°C и встряхиванием до растворения основной массы. Затем проводят охлаждение раствора комплекса включения β-ЦД до 37°C. После этого добавляют 40 мл 1% гистохрома. Раствор общим объемом 300 мл подвергают встряхиванию при 37-45°C в течение 1,5-2 часов. В завершение раствор охлаждается до 4-6°C.
Для подтверждения того, что комплекс включения βЦД-ГХ обладает пролонгированной антиоксидантной активностью, проводили сравнительную оценку влияния ГХ и βЦД-ГХ на процессы свободнорадикального окисления. Для этого использовали метод перекисного окисления липидов (ПОЛ), где в качестве липидов использовали водный раствор суспензии липопротеидов яичного желтка. Изучаемые соединения - ГХ и комплекс включения βЦД-ГХ - растворяли в бидистиллированной воде до конечных концентраций (1,0 и 0,5 мМоль ГХ) и добавляли к модельной системе, в которой инициировали процессы ПОЛ.
Антиоксидантную активность оценивали по степени угнетения ПОЛ, в виде светосуммы хемилюминесценции (ХЛ) - свечения, возникающего при взаимодействии свободных радикалов. Процессы свободнорадикального окисления в модельных системах инициировали введением сернокислого железа. ХЛ модельной системы регистрировали в течение 5 минут с помощью хемилюминометра ХЛ-003 [Фархутдинов P.P., Лиховских В.А. Хемилюминесцентные методы исследования свободнорадикального окисления в биологии и медицине. Уфа: Изд-во БГМИ, 1995; 110 с].
Результаты эксперимента, проведенного на 10-е сутки изготовления исследуемых соединений, показали, что бидистиллированная вода, не обладающая антиоксидантной активностью, характеризуется наивысшей светосуммой (14,48 у.е.). В 1,0 и 0,5 мМоль растворах ГХ светосумма составила 7,28 и 7,34 у.е., соответственно. Наименьшей активностью ПОЛ характеризовались растворы комплекса включения βЦД-ГХ: 1,0 мМоль - 0,48 у.е. и 0,5 мМоль - 0,20 у.е. (фиг.4).
Таблица
Соотношение объемов и процентные концентрации β-циклодекстрина и гистохрома, используемые для создания комплексов включения β-циклодекстрин-гистохром требуемых молярных соотношений
Требуемое молярное соотношение растворов β-ЦД: ГХ
β-ЦД
ГХ
Используемое соотношение объемов растворов β-ЦД: ГХ
1:1
2,8% раствор
1% раствор
3:2
1,5:1
2,4% раствор
1% раствор
7:3
2:1
2,1% раствор
1% раствор
4:1
2,5:1
2,0% раствор
1% раствор
21:4
3:1
1,95% раствор
1% раствор
13:2