СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО КОНЪЮГАТА ГИДРАЗОНА ИЗОНИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ
METHOD FOR PRODUCING POLYMER CONJUGATE OF ISONICOTINIC ACID HYDRAZONE

Изобретение относится к области медицины, а именно к лекарственным противотуберкулезным средствам.
Известен препарат для лечения туберкулеза изониазид гидразид изоникотиновой кислоты (ГИНК) - эффективное противотуберкулезное средство, широко применяемое в медицинской практике (Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 1993, ч.1, с.366-367). Однако он обладает рядом недостатков, к числу которых следует отнести прежде всего высокую токсичность и нерастворимость в воде.
С целью снижения токсичности и придания свойства растворимости разработан способ получения ее производного - 1-изоникотинил-2-глюкозилгидразона дигидрата (изоглюкозил). Данный препарат обладает существенно пониженной токсичностью и способностью к растворению в воде (Патент РФ №2279438, С07Н 5/04, 2005).
Известен препарат для лечения туберкулеза, представляющий собой комплекс гидразина изоникотиновой кислоты с двухвалентным железом, который оказывает выраженное бактериостатическое действие на штаммы микобактерий туберкулеза, устойчивых к действию ГИНК и стрептомицина (заявка РФ №94023447, А61К 31/15, 1996).
Как известно, туберкулез и другие микобактериальные инфекции вызывают наибольшее число смертей. Одна из серьезнейших проблем в лечении туберкулеза состоит в необходимости поддержания постоянной высокой концентрации противотуберкулезного препарата не только в кровотоке, но и в специальных клетках - макрофагах. Обычное лечение направлено на уничтожение возбудителя - Mycobacterium tuberculosis - только в кровотоке, поэтому оно малоэффективно и требует серьезной химиотерапии с использованием чрезвычайно высоких дозировок лекарственных препаратов в течение длительного времени, как в случае использования изониазида и изоглюкозила.
Известно, что полимерные матрицы используются для создания лекарственных средств с пролонгированным действием и контролируемым высвобождением субстанции. Винильные полимеры с углеводными боковыми цепями, несущие свободные полуацетальные гидроксилы - поли-3-акрилоил-D-глюкоза и поли-3-метакрилоил-D-глюкоза - были использованы для создания соответствующих гидразонов на основе гидразона изоникотиновой кислоты (изониазида). Данные аналоги, отличаясь пониженной токсичностью, при сохранении антимикобактериальной активности лекарственной субстанции обладают пролонгацией действия в организме (А.И.Сливкин, В.Л.Лапенко, А.А.Болгов. Синтез лекарственных аналогов хитозана. Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2005. №2. С.205).
Существенным недостатком предложенного способа является использование не биодеградируемых синтетических полимеров поли-3-акрилоил-D-глюкозы и поли-3-метакрилоил-D-глюкозы, что ограничивает возможность их использования в медицинской практике.
Известны способы иммобилизации изониазида в структуру хитозана (А.И.Сливкин, В.Л.Лапенко, А.А.Болгов. Синтез лекарственных аналогов хитозана. Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2005. №2. С.206). Согласно одному из них хитозан со степенью полимеризации 9-10 и степенью деацетилирования (СД) 90% обрабатывали спиртовым раствором NaOH, промывали этанолом и вакуумировали. Полученный хитозан, гидразид изоникотиновой кислоты (ГИНК) и воду перемешивали при температуре 70°С в течение 60 минут. Остаток, полученный после вакуумирования образовавшегося раствора, эстрагировали спиртом в отношении избытка ГИНК. Содержание ГИНК в составе аналога хитозана - 5.7%. Согласно другому способу олигохитозан, полученный деполимеризацией пероксидным методом со степенью полимеризации 9-10 и СД 90% в виде раствора в воде, и раствор эпихлоргидрина в спирте перемешивали 30 мин при 25°С и 60 мин при 70°С. К фильтрату полученного раствора добавляли ГИНК и термостатировали при 20°С 20 мин и после введения ацетилхлорида перемешивали при 70°С в течение 60 минут. Удаляли избыток гидразида изоникотиновой кислоты и высушивали в вакууме. Концентрация связанного гидразида изоникотиновой кислоты в составе полученного аналога - 23.5%.
Недостатком этих способов является низкая концентрация связанного гидразида изоникотиновой кислоты в структуре хитозана. Задачей изобретения является разработка способа получения препарата, способного проникать внутрь макрофагов. Технический результат заключается в увеличении адсорбции лекарства внутрь макрофагов и его биоразлагаемости.
Технический результат достигается тем, что способ получения полимерного конъюгата гидразона изоникотиновой кислоты заключается в приготовлении раствора (6-13 мас.%) предварительно очищенного низкомолекулярного хитозана (средняя молекулярная масса 3, 9 и 30 кДа) в 2 мас.% водной уксусной кислоте, прибавлении 40 мас.% водного раствора формальдегида (4 мас.%), диспергировании системы с помощью механической мешалки в течение 30 минут при температуре 25°С и 60 минут при 70°С, в дальнейшем прибавлении гидразида изоникотиновой кислоты (1,5 мольный избыток по отношению к хитозану) и каталитических количеств ацетилхлорида при перемешивании и нагревании при температуре 70°С в течение 4 часов, по окончании процесса реакционную массу вакуумируют, твердый остаток экстрагируют этиловым спиртом и сушат при температуре 20°С в вакууме.
Существенным преимуществом использования хитозана в качестве матрицы для изониазида является то, что благодаря своей химической природе он имеет значительное сродство к клеточной мембране, что должно способствовать увеличению адсорбции лекарства внутрь макрофагов и его биоразлагаемости.
Пример 1. Получение конъюгатов изониазида с низкомолекулярным хитозаном (3 кДа) через метиленовый спейсер путем последовательного окисления высокомолекулярного хитозана и дальнейшего превращения с формальдегидом и изониазидом.
ср
2
3
5 г Хитозана (СД>90% и ММ 550 кДа) обрабатывали 150 мл 2% водным раствором уксусной кислоты в трехгорлой колбе (емкость 250 мл) с обратным холодильником при перемешивании в течение 40-60 минут. Наблюдали образование неоднородной гелеобразной массы с высокой вязкостью (визуальная оценка). Водный раствор НО вводили через боковое горло колбы до содержания перекиси водорода в системе 1% мас. Реакционную смесь при перемешивании термостатировали при 70-80°С в течение 60 минут. Протекание реакционного процесса сопровождалось визуально отмеченным резким снижением вязкости геля и в заключении образованием гомогенного раствора. 6.5 мл 40% водного раствора формальдегида ввели через боковое горло в систему и перемешивали при 70-75°С 1 час. В раствор N-гидроксиметил аналога хитозана ввели 3.5 г изониазида и термостатировали при перемешивании 90 мин. Фильтрат реакционной смеси вакуумировали, а сухой остаток обработали 150 мл спирта для экстракции не прореагировавшего изониазида и других примесей. Выделенный конъюгат N-гидроксиметил хитозана с изониазидом представляет собой слабо окрашенный порошок, хорошо растворимый в воде. Выход 4 г. Концентрация связанного гидразида изоникотиновой кислоты в структуре полученного аналога (фармакопея X) составляет 26.0%.
Пример 2. 3.8 г Хитозана с ММ 30 кДа (СД 90%) в виде раствора в 60 мл 2% уксусной кислоты и 6.5 мл 40% водного раствора формальдегида перемешивали 30 минут при 25°С и 60 минут при 70°С. Фильтрат полученного раствора, после вакуумирования с уменьшением объема на 10-15%, смешивали с 4,5 г гидразида изоникотиновой кислоты и, после введения 0,01 мл ацетилхлорида в качестве катализатора, термостатировали при 70°С в течение 5 часов. Твердый остаток после вакуумирования экстрагировали этиловым спиртом. Высушенный в вакууме продукт после экстракции - водорастворимое темно-коричневое вещество. Концентрация связанного гидразида изоникотиновой кислоты в структуре полученного аналога, определявшаяся йодометрическим титрованием (фармакопея X), составляет 29.4%.
Пример 3. 3.8 г Хитозана с ММ 9 кДа (СД 90%) в виде раствора в 60 мл 2% уксусной кислоты и 6.5 мл 40% водного раствора формальдегида перемешивали 30 минут при 25°С и 60 минут при 70°С. Фильтрат полученного раствора, после вакуумирования с уменьшением объема на 10-15%, смешивали с 4,5 г гидразида изоникотиновой кислоты и, после введения 0,01 мл ацетилхлорида в качестве катализатора, термостатировали при 70°С в течение 5 часов. Твердый остаток после вакуумирования экстрагировали этиловым спиртом. Высушенный в вакууме продукт после экстракции - водорастворимое темно-коричневое вещество. Концентрация связанного гидразида изоникотиновой кислоты в структуре полученного аналога, определявшаяся йодометрическим титрованием (фармакопея X), составляет 31.2%.
Пример 4. 3.8 г Хитозана с MM 3 кДа (СД 90%) в виде раствора в 60 мл 2% уксусной кислоты и 6.5 мл 40% водного раствора формальдегида перемешивали 30 минут при 25°С и 60 минут при 70°С. Фильтрат полученного раствора, после вакуумирования с уменьшением объема на 10-15%, смешивали с 4,5 г гидразида изоникотиновой кислоты и, после введения 0,01 мл ацетилхлорида в качестве катализатора, термостатировали при 70°С в течение 5 часов. Твердый остаток после вакуумирования экстрагировали этиловым спиртом. Высушенный в вакууме продукт после экстракции - водорастворимое темно-коричневое вещество. Концентрация связанного гидразида изоникотиновой кислоты в структуре полученного аналога, определявшаяся йодометрическим титрованием (фармакопея X), составляет 29.4%.