СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ СФЕРИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ
METHOD OF MIXTURE RECOVERY FOR PREPARING WATER DISPERSIONS OF SPHERICAL NANOPARTICLES

Изобретение относится к области биотехнологии, преимущественно связанной с получением дисперсий наночастиц для использования в медицине. Данные дисперсии проявляют биологическую активность сами по себе при системном введении в организм, а также могут найти применение в качестве систем доставки в живые организмы биологически активных веществ.
Тритерпеноиды березовой коры обладают множественной активностью, однако низкая растворимость в воде резко снижает биодоступность и, как следствие, эффективность данных веществ. Известны способы повышения биодоступности плохорастворимых в воде тритерпеноидов за счет получения нанодисперсий данных веществ. Суть методов получения дисперсий состоит в инжекции избытка воды (до двадцатипятикратного) в раствор тритерпеноидов березовой коры (до 5 мг/мл) в смешивающихся с водой органических растворителях. Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является способ, изложенный в патенте Российской Федерации №2322091 «Композиция биологически активных веществ и способ получения нанодисперсий ее»; A23L 1/30; А61К 36/00; опубликован 20.04.2008. В данном способе используется непосредственно сухой экстракт бересты без определения оптимального состава смеси и без изменения содержания компонентов, что сопряжено со следующими недостатками. Дисперсии, полученные из таких экстрактов, являются метастабильными. Нагревание полученных дисперсий, например, в целях термической стерилизации вызывает кристаллизацию бетулина и уменьшение диаметра наночастиц, по-видимому, вследствие снижения вязкости материала частиц. Помимо сферических наночастиц, оптимальных для использования, такие дисперсии могут содержать и кристаллы, в т.ч. и выходящие по размерам за рамки, допустимые для дисперсий, применение которых подразумевает внутрисосудистое введение. Кроме того, по предварительным данным кристаллические наночастицы тритерпеноидов березовой коры могут быть токсичны для клеток эукариот.
Так как сферические наночастицы из состава тритерпеноидов бересты, указанного в патенте РФ №2322091, метастабильны, их получение возможно только в условиях кинетического контроля.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является выделение смеси для получения из тритерпеноидов березовой коры стабильных водных дисперсий сферических наночастиц с высокой морфологической однородностью (т.е. содержащих исключительно сферические частицы) без обработки ультразвуком и при комнатной температуре.
Для достижения указанного технического результата следует получить наночастицы в термодинамически контролируемых условиях. В этом случае в результате инжекции помимо аморфных сферических наночастиц оптимального состава образуются фракции кристаллов, которые могут быть отделены фильтрацией или центрифугированием. Смесь тритерпеноидов, получающаяся после упаривания досуха сферических аморфных наночастиц, может быть проанализирована для определения соотношения тритерпеноидов березовой коры, оптимального для формирования сферических аморфных наночастиц, или использована без определения количественного соотношения компонентов для получения водной дисперсии сферических аморфных наночастиц путем повторной инжекции.
Пример 1.
50 мг экстракта (экстрагент: толуол, либо ацетон, либо изопропиловый спирт) березовой коры растворяли в 10 мл тетрагидрофурана (5 мг/мл). В данный раствор инжектировали 250 мл воды, в результате чего сформировалась дисперсия, содержащая как субмикронные частицы, о чем свидетельствовала опалесценция раствора, так и кристаллы. Кристаллические примеси удаляли фильтрацией, оставшиеся частицы упаривали досуха на роторном испарителе.
Выделенная твердая смесь тритерпеноидов была проанализирована методом ТСХ с последующей денситометрической обработкой и включает в себя, % мас.:
лупеол
~50
3-О-кофеат бетулина
~20
бетулин
~30
Данную смесь растворяли в тетрагидрофуране до концентрации 5 мг/мл и инжектировали в получившийся раствор, как и в первом случае, двадцатипятикратный избыток воды. В сформировавшейся при этом дисперсии грубых взвесей не наблюдалось, образовавшиеся наночастицы имели исключительно сферическую форму и размеры до 150 нм (фиг.1). Дисперсия стабильна в течение 6 месяцев.
Пример 2.
Аналогично примеру 1, за исключением использования центрифугирования для отделения кристаллических примесей.
Пример 3.
Предлагаемый способ выделения смеси оптимального состава для получения сферических наночастиц их тритерпеноидов березовой коры подтверждался следующим экспериментом.
Выделенные в индивидуальном виде тритерпеноиды березовой коры смешивали в соотношении, определенном в примере 1: лупеол (10 мг), 3-O-кофеат бетулина (4 мг) и бетулин (6 мг) и растворяли в 4 мл тетрагидрофурана. В раствор инжектировали двадцатипятикратный избыток воды. Образовавшаяся дисперсия (фиг.2) содержит только сферические наночастицы диаметром около 180 нм и стабильна в течение 6 месяцев.
Размер и распределение частиц определяли с помощью спектрометра NICOMP-380 (Particle Sizing Systems, США). Морфологию наночастиц определяли по электронным микрофотографиям.
Использование предлагаемого способа выделения смеси оптимального состава смеси для получения дисперсий наночастиц из смеси тритерпеноидов обеспечивает следующие преимущества:
а) использование смеси оптимального состава увеличивает однородность морфологии получаемых наночастиц, что позволяет получать наночастицы исключительно сферической формы, без примесей кристаллов, а также иных наночастиц несферической формы;
б) использование смеси оптимального состава позволяет получать дисперсии наночастиц в термодинамически контролируемых условиях и не требует охлаждения растворов и/или обработки ультразвуком при получении наночастиц.