ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ "МИЦЕОСТИН", СТИМУЛИРУЮЩАЯ РЕГЕНЕРАЦИЮ ОПОРНОЙ ТКАНИ И СУСТАВНОГО ХРЯЩА (ВАРИАНТЫ)
PHARMACEUTICAL COMPOSITION MYCEOSTIN STIMULATING SUPPORTING TISSUE AND ARTICULAR CARTILAGE REGENERATION (VERSIONS)

Изобретение относится к области медицины и фармации, а именно к созданию фармацевтической композиции в виде суспензии для профилактики и лечения нарушений физиологической и репаративной регенерации тканей опорно-двигательной системы - костной ткани и суставного хряща.
3
4
2
3
10
4
6
2
4
2+
2+
-
2+
2-
В образовании и сохранении костной ткани существенное значение имеет кальций и фосфор. В костях кальций представлен фосфатами - Ca(PO) (85%), карбонатами - CaCO (10%), солями органических кислот - лимонной и молочной (около 5%). Вне скелета кальций содержится во внеклеточной жидкости и практически отсутствует в клетках. В состав плотного матрикса кости наряду с коллагеном входит фосфат кальция - кристаллическое минеральное соединение, близкое к гидроксиапатиту Ca(PO)(OH). Часть ионов Са замещена ионами Mg, незначительная часть ионов ОН - ионами фтора, которые повышают прочность кости. Минеральные компоненты костной ткани находятся в состоянии химического равновесия с ионами кальция и фосфата сыворотки крови. Клетки костной ткани могут ускорять отложение или, наоборот, растворение минеральных компонентов при локальных изменениях pH, концентрации ионов Са, HPO , хелатообразующих соединений (Д.Мецлер, 1980).
2+
2+
При уменьшении концентрации ионов кальция возрастает секреция паратиреотропного гормона (ПТГ) и остеокласты увеличивают растворение содержащихся в костях минеральных соединений. ПТГ увеличивает одновременно реабсорбцию ионов Са в почечных канальцах. В итоге повышается уровень кальция в сыворотке крови. При увеличении содержания ионов кальция секретируется кальцитонин, который снижает концентрацию ионов Са за счет отложения кальция в кости в результате деятельности остеобластов.
В плазме крови содержатся фракции связанного с белком (недиффундирующего) кальция (0,9 ммоль/л) и диффундирующего: ионизированного (1,1-1,4 ммоль/л) и неионизированного (0,35 ммоль/л). [Клаттер У. Нарушения минерального обмена и костного метаболизма // Терапевтический справочник Вашингтонского университета. Под ред. М.Вудли и А.Уэлан. М., Практика, 1995, с.502-601; Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия / Пер. с англ. - М., СПб.: Бином, Невский диалект, 2002, 348 с.]
Биологически активным является ионизированный кальций, он проникает в клетки через мембраны, неионизированная форма связана с белками (альбумином), углеводами и другими соединениями. В зависимости от значения pH уровень связывания изменяется. Диапазон колебаний концентрации ионизированного кальция при pH 7,4 составляет от 4,75 до 5,20 мг/100 мл, а процент несвязанного кальция увеличивается при ацидозе и снижается при алкалозе. [Цыганенко А.Я. Клиническая биохимия (Учебное пособие для студентов медицинских вузов) / А.Я.Цыганенко, В.И.Жуков, В.В.Мясоедов, И.В.Завгородний. - М.: Триада-Х, 2002, с.197-199.]
Баланс элемента зависит от многих факторов (состояния желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы, вида и качества пищи, уровня витамина D, приема определенных медикаментов и т.д.), снижается с возрастом и по мере увеличения длительности менопаузы.
Нарушения обмена кальция сопровождаются нарушениями обмена фосфатов и клинически проявляются в изменениях костного скелета.
Известна фармацевтическая композиция - Остеогенон (таблетки, покрытые оболочкой по 830 мг) фирмы Pierre Fabre Medicament Production (Франция), представленная в виде оссеин-гидроксиапатитного комплекса, который включает неколлагеновые пептиды/белки 75 мг, коллагеновые белки 216 мг (что соответствует примерно 291 мг оссеина), кальций 178 мг и фосфор 82 мг (что соответствует примерно 444 мг гидроксиапатита). [Машковский М.Д. Лекарственные средства, 15-е изд. - М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. - 692 с.]
Остеогенон оказывает двойное действие: стимулирует костеобразование (остеобласты за счет оссеинового компонента) и тормозит резорбцию костной ткани (остеокласты благодаря входящему в гидроксиапатит неорганическому кальцию). Препарат применяют для профилактики и лечения остеопороза различной этиологии.
Недостатком Остеогенона является плохая усвояемость гидроксиапатитного комплекса, содержащего кальций в гидроксиапатите в неионизованном состоянии. С другой стороны, коллагены в фармацевтической композиции легко подвергаются микробной контаминации, что требует введения в данный состав большого количества стабилизаторов и консервантов.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является фармацевтическая композиция (патент РФ №2327478, опубл. 2008 г.). Данная композиция применяется для профилактики и лечения нарушений физиологической и репаративной регенерации тканей опорно-двигательной системы - костной ткани и суставного хряща. Композиция включает набор основных ингредиентов минеральной фазы и внеклеточного матрикса опорных тканей: кальция, фосфора, аминокислот, гексозаминов, уроновых кислот.
Недостатком данного состава является большое содержание фосфора (20-50%) в композиции, что может, во-первых, приводить к нарушению фосфатного обмена. Во-вторых, избыточная концентрация фосфора вызывает гиперфосфатемию, что недопустимо при почечной недостаточности, гипопаратиреозе, псевдогипопаратиреозе, рабдомиолизе, распаде опухолей, метаболическом и респираторном ацидозе. Гиперфосфатемия подавляет гидроксилирование 25-гидроксикальциферола в почках и, соответственно, всасывание кальция.
Кроме того, кальций в препарате содержится в смеси минералов в неонизированном виде, что резко снижает его биоусвояемость.
Недостатком препарата «Хондропорон», получаемого в соответствии с прототипом, является неопределенность состава по уроновым кислотам. В соответствии с прототипом уроновые кислоты получают смешением гидролизатов деминерализованного костного матрикса и гиалинового хряща аорты баранов в соотношении 1:2 (многокомпонентная смесь биологически активных веществ), что не обеспечивает постоянства концентрации и чистоту уроновых кислот.
Задачей настоящего изобретения является разработка фармацевтической композиции для профилактики и лечения нарушений физиологической и репаративной регенерации тканей опорно-двигательной системы (костной ткани и суставного хряща), позволяющей улучшить обмен фосфора при нормализации уровня кальция и магния в сыворотке крови, повысить биоусвояемость кальция и репаративную регенерацию костной ткани, улучшить чистоту компонентов в фармацевтической композиции.
Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является более раннее восстановление мягких тканей в случае переломов, сокращение сроков сращивания переломов типа A3 (поперечный), типа В2 (клиновидный), типа С2 (сегментарный), сложных переломов тела и ветви седалищной кости, челюстно-лицевых переломов, а также коррекция уровня кальция, магния и фосфора в сыворотке крови в случае остеопороза и других заболеваний костной ткани. Кроме того, техническим результатом является повышение стабильности композиции вследствие более высокой чистоты используемых компонентов.
Поставленная задача решена группой изобретений путем создания фармацевтической композиции, стимулирующей регенерацию опорной ткани и суставного хряща на основе субстанции "Мицеллат углекислого кальция и магния».
1-й вариант, состав компонентов, мас.%:
Субстанция «Мицеллат углекислого
кальция и магния»
1,0-50,0
Натрия гиалуронат
0,3-1,0
Натрия гидрофосфат дигидрат
0,04-1,50
Калия дигидрофосфат
0,002-0,150
Спирт
1,5-2,5
Нипагин
0,15-0,24
Фруктоза
5,0-15,0
Вода
Остальное до 100
2-й вариант, состав компонентов, мас.%:
Субстанция «Мицеллат углекислого
кальция и магния»
1,0-50,0
Натрия гиалуронат
0,3-1,0
Натрия гидрофосфат дигидрат
0,04-1,50
Калия дигидрофосфат
0,002-0,150
Натрия фторид
0,008-0,015
Аскорбиновая кислота
0,10-0,25
Спирт
1,5-2,5
Нипагин
0,15-0,24
Фруктоза
5,0-15,0
Вода
Остальное до 100
Композиция условно названа «Мицеостин».
Карбонаты кальция и магния используются в виде субстанции «Мицеллат углекислого кальция и магния» при массовом соотношении карбонатов кальция и магния в отрицательно заряженной суспензии от 99:1 до 95:5.
Субстанция «Мицеллат углекислого кальция и магния» представляет собой сложную отрицательно заряженную суспензию, содержащую карбонаты кальция и магния в мицеллярной форме, причем мицеллы имеют переменный состав:
Кроме того, суспензия содержит микроэлементы марганца, меди и железа (ТУ 5743-001-43646913-2006).
3
3
-
2-
Уникальная способность кальция усваиваться организмом из «Мицеллата углекислого кальция и магния» обусловлена отрицательным зарядом частицы мицеллы, создаваемым ионами HCO  и CO . Такие частицы обладают высокой биодоступностью, повышая биоусвояемость кальция.
Для длительного сохранения названного состава «Мицеллата углекислого кальция и магния», действие которого основано на отрицательном заряде частицы мицелл, в состав фармацевтической композиции введен полисахарид из класса гликозаминогликанов - соль эндогенной гиалуроновой кислоты.
3
3
-
2-
2+
2+
Гиалуронат натрия способен адсорбироваться на частице мицеллы без изменения его заряда. В целом, мицелла всегда электронейтральна, заряд частицы определяется адсорбированными ионами, прочно связанными с частицей мицеллы. На рисунке прочно связанные ионы, в данном случае отрицательные HCO  и СО , изображены в виде знака минус внутри частицы, а противоионы - Са и Mg - в виде знака плюс.
Краткое описание чертежей
В исходной суспензии «Мицеллат углекислого кальция и магния» суммарный заряд и дзетта-потенциал мицеллы равен нулю (рис.А). В фармацевтической композиции в отсутствие полисахаридной «защиты» возможно изменение заряда частицы, поскольку другие компоненты способны либо адсорбироваться на поверхности частицы, либо реагировать с противоионами (рис.Б).
Предполагается, что гиалуроновая кислота имеет двухспиральную сетчатую структуру, внутрь ячеек которой могут попадать отрицательно заряженные ионы и коллоидные частицы. [Мецлер Д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке / Д.Мецлер; Пер. с англ. под ред. А.Е.Браунштейна, Л.М.Гинодмана, Е.С.Северина. - Том 1. - М.: Мир, 1980. - 121 с.] Звено глюкуроновой кислоты, существующей в виде натриевой соли, и N-ацетилглюкозаминовое звено в гиалуроновой кислоте в целом электронейтральны и способствуют захвату отрицательно заряженных частиц суспензии «Мицеллат углекислого кальция и магния», препятствуя и взаимодействию с другими компонентами композиции (рис.В).
С другой стороны, гиалуроновая кислота структурирует суспензию и проявляет обволакивающее и регенерирующее действие, тем самым защищая систему желудочно-кишечного тракта [Goa K.L., Benfield P. Hyaluronic acid. A review of its pharmacology and use as a surgical aid in ophtalmology and its therapeutic potential in joint disease and wound healing // Drugs. - 1994. - V.47. - N3. - P.536-566].
В фармацевтическую композицию вводятся фторид-ионы для снижения резорбции костной ткани за счет стимуляции остеобластов в случае необходимости. Для предупреждения побочного влияния фтора в один из предлагаемых составов помимо фторид-иона включили аскорбиновую кислоту.
Фруктоза в качестве вспомогательного вещества выполняет функцию подсластителя, в связи с чем фармацевтическая композиция может быть рекомендована для больных сахарным диабетом.
В качестве консерванта выбран спиртовой раствор нипагина. Известно, что нипагин, представляющий собой метиловый эфир парагидроксибензойной кислоты (парабен), за счет малой токсичности рекомендуется для консервирования лекарственных препаратов, предназначенных для внутреннего применения, в частности гормональных средств. Кроме того, именно этот представитель парабенов лучше всего сочетается с гликозаминогликанами (гиалуроновой кислотой).
Примеры получения композиции:
Пример 1.
В реактор с мешалкой к 30 мл воды внести от 0,3 до 1,0 г натрия гиалуроната, добавить при перемешивании от 1 до 50 г субстанции «Мицеллат углекислого кальция и магния», затем от 5 до 15 г фруктозы. После этого добавить от 0,04 до 1,5 г натрия гидрофосфата дигидрата, от 0,002 до 0,15 г калия дигидрофосфата, от 1,5 до 2,5 г спирта, от 0,15 до 0,24 г нипагина. Полученную смесь довести водой до 100 г.
Состав композиции следующий, мас.%:
Субстанция «Мицеллат углекислого
кальция и магния»
1,0-50,0
Натрия гиалуронат
0,3-1,0
Натрия гидрофосфат дигидрат
0,04-1,50
Калия дигидрофосфат
0,002-0,150
Спирт
1,5-2,5
Нипагин
0,15-0,24
Фруктоза
5,0-15,0
Вода
Остальное до 100
Пример 2.
В реактор с мешалкой к 30 мл воды внести от 0,3 до 1,0 г натрия гиалуроната, добавить при перемешивании от 1 до 50 г субстанции «Мицеллата углекислого кальция и магния», затем от 5 до 15 г фруктозы. После этого добавить от 0,04 до 1,5 г натрия гидрофосфата дигидрата, от 0,002 до 0,15 г калия дигидрофосфата, от 0,008 до 0,015 г натрия фторида, от 0,1 до 0,25 г аскорбиновой кислоты, от 1,5 до 2,5 г спирта, от 0,15 до 0,24 г нипагина. Полученную смесь довести водой до 100 г.
Состав композиции следующий, мас.%:
Субстанция «Мицеллат углекислого
кальция и магния»
1,0-50,0
Натрия гиалуронат
0,3-1,0
Натрия гидрофосфат дигидрат
0,04-1,50
Калия дигидрофосфат
0,002-0,150
Натрия фторид
0,008-0,015
Аскорбиновая кислота
0,10-0,25
Спирт
1,5-2,5
Нипагин
0,15-0,24
Фруктоза
5,0-15,0
Вода
Остальное до 100
Композиции представляют собой суспензии. Составы предлагаемых композиций приведены в таблице.
Таблица
Составы предлагаемой фармацевтической композиции
№ примераСостав водной суспензии, %
1
2
3
4
5
6
7
8
Прототип*, %
Субстанция «Мицеллат углекислого кальция и магния»
1
1
10
20
35
45
50
50
Соединение кальция 30-70
Натрия гиалуронат
1,0
0,3
1,0
0,6
0,7
0,7
0,3
0,6
Уроновая кислота 2-10
Натрия гидрофосфат дигидрат
0,04
0,05
0,08
1,00
1,20
1,30
1,40
1,50
Соединение фосфора
Калия дигидрофосфат
0,002
0,020
0,040
0,050
0,050
0,100
0,130
0,150
20-50
Натрия фторид
0,008
0,009
0,010
0,000
0,011
0,013
0,014
0,015
-
Кислота аскорбиновая
0,10
0,15
0,18
0,00
0,20
0,23
0,24
0,25
-
Спирт
1,5
1,7
1,8
2,0
2,1
2,3
2,4
2,5
-
Нипагин
0,15
0,17
0,18
0,20
0,21
0,22
0,23
0,24
-
Фруктоза
5
7
9
10
11
13
14
15
* Патент РФ 2327478
Пример №4 является предпочтительным.
Доклиническое изучение эффективности фармакологического действия и безопасности предлагаемой композиции проводилось в Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО «Нижегородской государственной медицинской академии Росздрава» (ЦНИЛ ГОУ ВПО «НижГМА Росздрава») в соответствии с требованиями Приказа Минздрава России от 19.06.03 №267 «Об утверждении правил лабораторной практики в Российской Федерации», а также согласно Руководству по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М.: Медицина, 2005. - 832 с. Содержание и уход за животными соответствовали международным правилам содержания и использования лабораторных животных - Guide for care and use of laboratory animals. ILAR publication, 1996, National Academy Press.
Специфическое фармакологическое действие изучено при моделировании глюкокортикоидного остеопороза у крыс, полученных из питомника «Столбовая» ГУ НЦ БМТ РАМП, путем ежедневного внутрибрюшинного введения животным гидрокортизона ацетата.
Проведенные исследования доказали, что предлагаемые фармацевтические композиции обладают выраженным специфическим фармакологическим действием, проявляя репаративно-регенерационное действие по отношению к костной ткани животных, и не оказывают выраженного общетоксического действия при различных дозах и путях поступления в организм экспериментальных животных. Композиции не обладают раздражающим действием, сенсибилизирующего действия не выявлено.
Предложенные фармацевтические композиции являются эффективным и безопасным средством и могут использоваться для профилактики и лечения нарушений физиологической и репаративной регенерации тканей опорно-двигательной системы, включая и больных сахарным диабетом.