СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВИСКОЭЛАСТИЧНОГО ПРОТЕКТОРА ЭНДОТЕЛИЯ РОГОВИЦЫ
METHOD OF PREPARING VISCOELASTIC PROTECTOR OF CORNEAL ENDOTHELIUM

Изобретение относится к химии природных соединений, в частности к способу приготовления вискоэластичного протектора эндотелия роговицы, и может найти свое применение в производстве вискоэластиков для офтальмологии.
7
Известна фармацевтическая композиция на основе гликозаминогликанов, в частности глазные капли, действующими веществами которых являются гликозоаминогликаны в количестве 0.1 мас.% в физиологическом растворе, выделенные из плаценты человека (патент РФ 2216331, МКИ A61K 31/726, A61K 9/08, A61F 9/00, A61P 27/00). Данные гликозоаминогликаны представляют собой смесь, состоящую из гиалуроновой кислоты (46-57%) и гепарина с гепарансульфатом (2-7%).
6
Известен протектор эндотелия роговицы «Визитон-1», содержащий сульфатированные гликозоаминогликаны, производное целлюлозы, буферные соли и воду (патент РФ 2114587, МКИ A61F 9/00, A61K 31/715), предназначенный для защиты эндотелия роговицы от повреждения при экстракции катаракты с имплантацией ИОЛ.
Известен препарат "Глекомен", содержащий сульфатированные гликозоаминогликаны и ионы меди (патент РФ №215158 от 28.10.1999 г.), предназначенный для активации пролиферации эндотелия роговицы.
Одним из лучших вискоэластиков является раствор натрия гиалуроната в сбалансированном солевом буфере. В мировой практике широко применяются следующие вискоэластичные протекторы на основе натрия гиалуроната: "Vislube" (Chemedica AG, Германия); "Amvisc", "Amvisc plus" (Chiron vision, Франция); "Oculocrom" (Croma Pharma GmbH, Австрия); "Healon" (Pharmacia & Upjohn, Швеция).
Однако все перечисленные вискоэластики не включают в свой состав вещества, способные нормализовать биохимические процессы в стекловидном теле, кроме того, они мало доступны из-за высокой стоимости.
6
Известна фармацевтическая композиция, содержащая водорастворимую смесь гликозоаминогликанов, выделенных из роговицы глаз крупного рогатого скота, в которых гликозоаминогликаны взяты в количестве 0,1-1,0 мас.%, остальное - физиологический раствор (патент РФ 2062079, МКИ A61F 9/06).
Недостатком этой фармацевтической композиции на основе гликозоаминогликанов является то, что она имеет ограниченный срок хранения, требует определенной осторожности при хранении и транспортировке.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ приготовления вискоэластичного протектора эндотелия роговицы (Патент RU №2234310, опубл. 20.08.2004). Фармацевтическую композицию готовят: 2,0 г натриевой соли гиалуроновой кислоты (источник получения - бактериальная ферментация, фирма "Sigma-Aldrich", США) растворяют в 98,0 мл фосфатного буферного раствора с pH 7,0-7,4. Растворение ведется при температуре 20°C в течение 48 часов. В процессе растворения раствор подвергают двукратному перемешиванию в течение 8 часов. Получают раствор с вязкостью 290 Па/с. Раствор подогревают на водяной бане до 70°C, фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 2,0 мкм, расфасовывают в стеклянные шприцы по 1 мл и автоклавируют при 120°C в течение 8 минут. Получают стерильный раствор с вязкостью 85 Па/с.
Недостатком такого способа приготовления вискоэластичного протектора эндотелия роговицы является то, что не обеспечивают нормализацию биохимических процессов в стекловидном теле.
Технический результат изобретения - восстановление биохимических процессов в эндотелиальном слое роговицы при постоянном увлажнении роговицы глаза и повышение биосовместимости, что способствует быстрой реабилитации после травм и/или оперативного лечения.
7
8
Задача решается тем, что в способе приготовления вискоэластичного протектора эндотелия роговицы, включающем растворение исходного терапевтического компонента с избыточной вязкостью в фосфатном буфере, фильтрацию и стерилизацию до получения требуемого значения вязкости, в качестве исходного терапевтического компонента используют 3% раствора нативной гиалуроновой кислоты, после растворения вводят 1% пептидного комплекса, состоящий из короткоцепочных пептидов - олигопептидов, а стерилизацию проводят ионизирующим излучением в диапазоне радиационного излучения от 78×10 до 11×10 Мрад.
7
8
7
8
w
Для деструкции гиалуроновой кислоты применяли γ-излучение в диапазоне от 78×10 до 11×10 Мрад, что позволило получить гиалуроновую кислоту с молекулярной массой (M) 40-80 кДа. При этом воздействие на водный раствор гиалуроновой кислоты γ-излучения до 78×10 Мрад не позволяет получить низкомолекулярную гиалуроновую кислоту, а воздействие выше 11×10 Мрад вызывает полное разрушение ГК, что и в том, и в другом случае ведет к отсутствию лечебного эффекта, так как повышенная вязкость протектора может вызывать катаракту, а полное разрушение ГК не дает лечебного эффекта.
Способ осуществляют следующим образом. Готовят 3% раствор нативной гиалуроновой кислоты. Гиалуроновую кислоту разводят в 100 мл фосфатного буферного раствора с pH 7,0-7,4. Получают раствор с вязкостью 300 Па/с. Добавляют 1% пептидного комплекса, состоящего из короткоцепочных пептидов - олигопептидов, состав которых представлен в таблице 1.
Таблица 1
Исследуемые параметры
Хим. формула
Масса
Дельта массы в нанопотоковом режиме
Масса в отн.ед.
GlyTrpIle
C19H26N4O4
374.19541
-2.33
10.692
IleAspIle
C16H29N3O6
359.20564
12.97
8.674
PheArgPro
C20H30N6O4
418.23285
-0.29
9.024
GlnHisHis
C17H24N8O5
420.18697
-5.74
17.732
AlaTrpLys
C20H29N5O4
403.22195
-5.76
8.934
ProHisTyr
C20H25N5O5
415.18557
-11.10
14.407
ThrTrpTrp
C26H29N5O5
491.21687
-12.84
9.460
LysPheThr
C19H30N4O5
394.22162
-7.25
8.854
LysArgMet
C17H35N7O4S
433.24712
10.73
9.102
PheCysMet
C17H25N3O4S2
399.12865
4.19
11.108
IleIle
C12H24N2O3
244.17869
8.67
11.038
AspLysLys
C16H31N5O6
389.22743
16.59
8.863
TrpPro
C16H19N3O3
301.14264
-18.38
10.672
GluThr
C9H16N2O6
248.10084
3.47
5.500
Desmosine
C24H40N5O8
526.28769
-15.37
9.523
Как видно из таблицы 1, пептидные комплексы имеют различный аминокислотный состав с варьирующей молекулярной массой 244-459 кДа. В обнаруженных пептидах превалируют алифатические (лейцин, изолейцин, аланин, глицин) и полярные незаряженные аминокислотные остатки: треонин, пролин, гистидин, серина, также полярные заряженные аминокислотные остатки: аргинин, глутамин, аспарагин, лизин, аргинин. Кроме того, присутствуют димеры изолейцинов, и полимерные трипептиды, в том числе пептиды, содержащие ароматические аминокислотные остатки (триптофан) и полярные незаряженные аминокислотные остатки.
Важно, что в пептидной фракции присутствует десмозин (аминокислота, производная лизина). Благодаря своей разветвленной структуре, которая имеет четыре аминокислотные группы, одна молекула десмозина может входить одновременно в четыре пептидные цепи. Благодаря этому дисахаридные остатки деструктурированной гиалуроновой кислоты стабилизируются и не образуют вновь макромолекулярные комплексы в процессе стерилизации ионизирующим излучением.
7
8
Далее раствор подогревают на водяной бане до 70°C, фильтруют через мембранный фильтр с размером пор 2,0 мкм, расфасовывают в стеклянные шприцы по 1 мл и стерилизуют радиационным методом по ГОСТ Р ISO 11137 в центре радиационной медицины (г. Москва) в диапазоне гамма излучения от 78×10 до 11×10 Мрад. Стерилизацию проводят ионизирующим излучением, вследствие чего вязкость раствора снижается, происходит деструкция гиалуроновой кислоты в свою очередь входящие в состав препарата пептиды стабилизируют гиалуроновую кислоту. Получают стерильный раствор с вязкостью 90 Па/с.
7
8
w
Стерилизацию ионизирующим излучением проводят в диапазоне радиационного излучения от 78×10 до 11×10 Мрад, т.к. при этом снижается молекулярная масса и вязкость раствора, что отражено в таблице 2, где показана зависимость параметров сред немассовой молекулярной массы (M) от поглощенной дозы радиационного излучения.
Таблица 2
Доза, Мрад
M<sub>w</sub>, кДа
Статистическая вязкость водного раствора ГК, дл/г
0
1800
21,0
78×10<sup>7</sup>
180
8,5
11×10<sup>8</sup>
150
5,2
18×10<sup>8</sup>
90
1,3
Для изучения влияния созданного препарата, содержащего пептидный комплекс, на роговицу и другие структуры переднего отрезка глаза, на базе вивария Оренбургского государственного университета проведены экспериментальные исследования на 12 кроликах (24 глаза) породы Шиншилла с использованием ранее разработанных стандартных токсико-гигиенических методов изучения полимерных материалов для внутриглазного использования. Для этого все кролики были поделены на 2 группы: контрольную группу (6 кроликов), использующую препарат по прототипу, и вторую группу из 6-ти кроликов, которым применяли препарат вискоэластичный протектор эндотелия роговицы. Для контрольной группы животных применяли вископротектор "Вискомет", представляющий собой раствор гидроксипропилметилцеллюлозы (производитель - Юнимед Технолоджис Лтд., Индия). В переднюю камеру глаз вводили препараты в количестве 0,2 мл.
Были поставлены 3 серии эксперимента. Исследование выполнено совместно с д.м.н., профессором Нотовой С.В.
1. Биопроба - введение препарата в переднюю камеру глаза кролика с последующей биомикроскопией.
Исследования проводились на 12 животных. Биомикроскопия проводилась через 24 часа после введения препаратов. Воспалительной реакции или каких-либо признаков раздражения не наблюдалось. Конъюктива оставалась спокойной, без инъекции сосудов. Роговица была прозрачной, блестящей, зеркальной. Влага передней камеры прозрачна. Радужка рельефна. Имплантированный материал интактен. Отека эпителия роговицы, преципитации и гиперемии не наблюдалось. Разницы между опытом и контролем не отмечено.
2. Для исследования эндотелиального слоя роговицы применяли контактный зеркальный эндотелиальный микроскоп "TOPCON SP-3000P". Исследования эндотелия роговицы кроликов проводились через 3, 7, 14, и 30 дней после введения препаратов.
Экспериментальные исследования эндотелиального пласта роговицы животных свидетельствовали об отсутствии качественных и количественных изменений эндотелиальных клеток и об идентичности микроскопической картины на опытных и контрольных глазах кроликов. Количество эндотелиальных клеток составило в среднем 3035±20 кл/мм, что соответствует среднестатистической норме.
3. Патогистологическое изучение глаз опытных и контрольных кроликов в сроки 3 и 30 дней после введения "Вискомет" и разработанного препарата вискоэластичного протектора эндотелия роговицы в переднюю камеру показало, что во всех глазах роговица оставалась без изменений, эпителий ее сохранился на всем протяжении, параллельность роговичных коллагеновых пластин и клеточных элементов не нарушена. Десцеметова оболочка хорошо выражена на всем протяжении, слой эндотелиальных клеток без патологических изменений.
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ позволяет получить эффективный биосовместимый стерильный вискоэластичный протектор с заданной вязкостью. Изобретение обеспечивает нормализацию биохимических процессов в стеловидном теле (за счет входящих в состав пептидов), предупреждает тяжелые осложнения, быструю реабилитацию после операций (за счет содержания деструктурированной гиалуроновой кислоты), препарат способен длительное время пребывать в глазу, а при необходимости легко вымывается, не токсичен.