CC BY
118
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ________________________________2009, том 52, №5____________________________
ФАРМАКОЛОГИЯ
УДК 6.07.09
М.Д.Халикова, И.Ф.Рахимов, Д.Т.Бобокалонов, З.К.Мухидинов, Ф.М.Ходжаева, Лин-Шу Лиу , академик АН Республики Таджикистан К.Х.Хайдаров СКРИНИНГ НОСИТЕЛЕЙ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ПЕКТИН-ПРОТЕИНОВЫХ ГЕЛЕЙ И МИКРОКАПСУЛ В ОПЫТАХ IN VIVO
НА БЕЛЫХ КРЫСАХ
Инкапсулирование лекарственных средств (ЛС) открывает возможность создания лекарственных препаратов пролонгированного действия со сниженной токсичностью и аллергенностью. По данным эпидемиологических исследований ВОЗ, побочные эффекты лекарственной терапии в структуре смертности достигают до 17 и 25-30% всех побочных эффектов, обусловленных антибиотиками. Следовательно, контролируемая форма введения ЛС, особенно антибактериальных препаратов, по сравнению с обычной формой дает возможность усиливать эффективность ЛС, уменьшает их токсичность и хорошо воспринимается больными, поскольку их применение не вызывает трудностей.
В последние годы полисахариды и белки привлекают внимание ученых в плане создания биосовместимых систем доставки ЛС (СДЛ), стойких к действию ферментов верхнего отдела желудочно-кишечного тракта и преимущественно разрушающихся в кишечном пространстве. Пектиновые вещества относятся к одному из перспективных материалов для создания СДЛ. Способность низкометилированного (НМ) пектина образовывать гель в присутствии ионов металлов явилась основой при создании СДЛ в виде микросфер, микрокапсул и композиций [1,2]. Высокометилированные (ВМ) пектины, образующие растворимые комплексы со многими белками, являются потенциальной полимерной системой для инкапсулирования ЛВ в эмульсионной среде [3,4] и могут найти широкое применение в создании инъекционных и аэрозольных форм лекарственных веществ (ЛВ).
Целью данной работы явилась разработка способа определения дозы введения имоби-лизированного модельного лекарства - пироксикама, и оценка кинетики всасывания лекарства в желудке и кишечнике.
Для исследований использовали пектины, выделенные из следующих источников: цитрусовые низкометилированные (НМ) LM-31 (GENU 12CGXP Kelco): степень этерифика-ции (СЭ) - 31%, содержание галактуроновой кислоты (ГК) - 69.0%, Mw - 308 KD; LM-9 (GENU L/200-СР Kelco): СЭ - 9%, ГК - 69.6, Mw - 466 KD; высокометилированный (ВМ) яблочный (Муминабадский р-н, Таджикистана НМ-АМ): СЭ - 52%, ГК - 68%, Mw - 134 KD, низкометоксилированный и низкомолекулярный яблочный (Шахринауский р-н, Таджикистан, LM-AS): СЭ - 40.3%, ГК - 58.3%, Mw - 18.7 KD. Зеин выделяли из обезжиренной муки
кукурузы [5]. В качестве модельного лекарства использовали нестероидный противовоспалительный препарат пироксикам (РХ).
Зеин-пектиновые (З/П) микросферы формировались двумя способами: а) путём добавления раствора пектина (12 мл) к 75% спиртовому раствору зеина (15 мл), содержащему
2+
РХ и СаС12 (из расчета 30 мг Са на 1 г пектина), при комнатной температуре при перемешивании; б) путем прикапывания раствора пектина (12 мл), содержащего РХ в 3 мл 75% спирта, к 13 мл смеси 75% спиртового раствора зеина и солей двухвалентных металлов (СаС12, 2и804), причем РХ и сшивающих металов брали вдвое больше. Концентрация зеина варьировалась от 50 до 1000 мг, пектина от 200 до 350 мг, РХ от 20 и 50 мг, во всех экспериментах, за исключением комплекса с соотношением З/П 1.4:1, где РХ брали в избытке. Полученные комплексы промывали водой, 50 об.% этанолом с целью удаления несвязанных компонентов и высушивали при +25.. ,+30°С до постоянной массы.
Для определения РХ, связанного в комплексы, к 15 мг сухого материала добавляли 10 мл 75 об.% этанола, содержащего 0.4 вес.% №ОН, 0.5 вес.% Твин-20 и термостатировали при +37оС в течение 18 ч. Общее содержание РХ в супернатанте после центрифугирования определяли по калибровочному графику, построенному по стандартному РХ на спектрофотометре иУ-1 ^егто Spectronic (иК) при 355 нм.
В эксперимент были взяты лабораторные крысы-самцы линии Вистар с изначальной массой тела в 60-61 г. Адаптацию к пектин/зеиновым гелям и микрокапсулам на эмульсионной основе животные проходили в течение 78 дней. Животные содержались в обменных клетках, без ограничения потребления корма и воды, практически с ежедневным взвешиванием, кроме трехдневного обменного периода, и с учетом съеденного корма. В дальнейшем из адаптированных крыс для исследования были выбраны животные с массой 180-200 г.
РХ, инкапсулированный в пектин/зеиновые гели и микрокапсулы на основе яблочного и цитрусового пектинов, вводили крысам несколькими способами: однократно, в/ж, то есть через зонд в желудок, и в виде корма. Разовые дозы РХ в эмульсии микрокапсул составляли 3.74-4.25 мг/кг, а в гелях 15.6-70 мг/кг.
По первому методу животные были разделены на три группы по шесть крыс в каждой. Крысы находились в индивидуальных обменных клетках. Первая группа служила контролем и получала ежедневный лабораторный рацион; вторая содержалась на лабораторном рационе: 1.5 мл эмульсии подсолнечного пектина и лактоглобулина на 100 г сухого корма, что обеспечивало среднесуточное поступление РХ 3.74 мг/кг. Третья группа получала лабораторный рацион + 1.5 мл эмульсии яблочного пектина и лактоглобулина на 100 г корма, что обеспечивало среднесуточное поступление в организм животного 4.25 мг/кг массы тела.
По второму способу животные (две группы по шесть крыс) получали пек-тин/зеиновые гели как корм, при этом 65% от исходного геля было съедено, что составляло 15.6 и 70.0 мг/кг веса.
Через 6 и 24 ч после введения и кормления у крыс брали образцы крови из хвостовой вены, затем их подвергали эвтаназии в камере с двуокисью углерода. Желудок и кишечник препарировали и инкубировали в 50 мл хлороформа при +37оС в течение 60 мин. Раствор фильтровали через стеклянный фильтр, остаток ткани декантировали хлороформом, затем все растворы объединяли и измеряли оптическую плотность при 355 нм. Плазму крови (3 мл) отделяли центрифугированием при 3000 об/мин в течение 10 мин при +10оС. К 2 мл полученной плазмы добавляли 5 мл этилового спирта. Белки, выпавшие в осадок, отделяли центрифугированием. Концентрацию РХ в супернатанте (в сыворотке крови) определяли спектрофотометрически при 335 нм.
Таблица
Динамика распределения пироксикама в кишечнике и крови крыс
после однократного введения различной формы СДЛ
№№ экспериментов Форма СДЛ Доза введенного РХ, мг/кг РХ в тонком кишечнике, мкг/кг РХ в толстом кишечнике, мкг/кг РХ в крови через 6 ч, мг/л РХ в крови через 24 ч, мг/л
1 Эмульсия (подсолнечный пек-тин/p-Lg) 4.25 0.5 0.15 68.0 51.0
2 Эмульсия (яблочный пектин/p-Lg) 3.74 97.5 22.5 34.0 24.3
3 Микросферы (цитрусовый пектин/зеин) 70.00 442.5 0.25 95.0 42.8
4 Микросферы (яблочный пектин/зеин) 15.60 412.5 250.0 78.0 56.7
Статистическую обработку результатов проводили с использованием критерия Стью-дента. За достоверное принимали различие, вероятность которого составляла не менее 95% (р < 0.05).
Динамика распределения активной формы РХ в кишечнике и крови крыс после однократного введения различной формы СДЛ приведена в таблице. Как видно из полученных результатов, РХ хорошо всасывается из желудочно-кишечного тракта. После приема препарата пироксикам в форме эмульсии с дозой ЛВ 4.25 мг максимальная концентрация в плазме крови (в среднем - 68.0 мг/л) достигается через 6 ч. Через сутки его концентрация снизилась до 51.0. Количество РХ в тонком кишечнике было больше, чем в толстом кишечнике, что
свидетельствует о том, что почти 30% РХ высвобождается в тонком кишечнике. После приема внутрь в кровь всасывается 98% принятой дозы. После однократного приема РХ в другой эмульсионной СДЛ при почти одинаковой дозе(3.74 мг) его максимальная концентрация в плазме уменьшалась в два раза, пропорционально принятой дозе за 6 и 24 ч. Однако количество высвободившегося РХ в тонком и толстом кишечнике было значительно выше, чем количество РХ в первом случае. Это указывает на медленную скорость высвобождения РХ из микрокапсул на основе яблочного пектина.
Форма доставки РХ в виде микросфер на основе цитрусового и яблочного пектинов с зеином, хотя и в большей дозе, также показала высокую биодоступность РХ. В данном случае микросферы, полученные на основе пектинов яблок, высвободили ЛВ раньше, чем микросферы на основе цитрусовых. Количество выделенного РХ в тонком кишечнике было таким же, как и с цитрусовым пектином, но с меньшим количеством инкапсулированного РХ. Количество ЛВ в толстом кишечнике также было больше, чем в случае микросфер из цитрусового пектина.
Абсолютная биодоступность РХ в форме эмульсии после приема внутрь почти полная (86-89%) и не зависит от дозы: при приеме РХ в форме СДЛ на основе микрокапсул, полученных из подсолнечного пектина, составляет 98%, при приеме микрокапсул на основе яблочного пектина - 86%. Биодоступность РХ при применении микросфер также была высокой, однако уступала по дозировке и скорости высвобождения ЛВ.
Таким образом, ЛВ, инкапсулированные в СДЛ в форме эмульсии в минимальной дозе 3-4 мг и в форме гидрогелевых микросфер-15-70 мг, представляют собой разновидность формы доставки ЛВ в кишечник. Данный скрининг показал высокую биодоступность ЛВ в форме эмульсии и микросфер с использованием биополимеров пектина, зеина и лактоглобулина молочной сыворотки, которые позволяют получить длительный терапевтический эффект при однократном применении ЛС; избежать колебаний концентрации ЛВ в крови, вызывающих нежелательные побочные явления, и снизить токсичность ЛВ по сравнению с обычной лекарственной формой.
Институт химии им. В.И.Никитина Поступило 16.02.2009 г.
АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Liu L.S., Fishman M.L., Hicks K.B. - Biomaterials, 2003, v. 24, p. 3333-3343.
2. Muhiddinov Z., Khalikov D. at al. - Microcapsul., 2004, 21(7), р.729-41, 2004.
3. Мухидинов З.К., Шарифова З.Б. и др. - Материалы VI Нумановского чтения 29-30 мая 2009 г., Душанбе, с. 114.
4. Шарифова З.Б., Усманова С.Р. и др. - Материалы VI Нумановского чтения 29-30 мая 2009 г., Душанбе, с. 114.
5. Касымова Г.Ф, Бобокалонов Д.Т, Халикова М.Д и др. - Изв. АН РТ. Отд.физ-мат., хим. и геол.наук, 2007, №2 (127), с. 42-50.
М.Ч.Холи^ова, И.Ф.Рахимов,Ч.Т. Бобокалонов, З.К.Мухиддинов, Ф.Хочаева,
Лиин-Шу Лиу, К.Х.Хайдаров ОМУХТАНИ БАРАНДАИ МОДДАХОИ ДОРУВОРЙ ДАР АСОСИ КОМПЛЕКСИ ПЕКТИН-ПРОТЕИН ВА МИКРОКАПСУЛА ДАР ТА^РИБАХОИ IN VIVO БО МУШИ САФЕД
Фармакологияи микросферахо, ки дар асоси зеин, пектин ва доруи пироксикам сохта шудаанд, бо рохи хурондан ба муши сафед, омухта шудааст. Нишон дода шуда-аст, ки контсентратсияи пироксикам дар хун баъди 6 соат аз хама зиёд шуда, баъди як шабонаруз 75%-и он бок;й мемонад.
M.D.Khalikova, LF.Rahimov, D.T.Bobokalonov, Z.K.Muhidinov, F.M.Hodzhaeva,
Lin Shu Liu, K.H.Hajdarov PEKTIN END PROTEIN GELS END MIKROCAPSULS IN THE EXPERIMENTS WITH RETS
This work describes the in vivo experiments with rats on the pectin protein beads end microspores. In this experiment laboratory rats with primary bodies weight in 60-61 have been reset. The rats was feed DDS through a probe in a stomach and in the form of forage. It is shown, that maximal concentration РХ in plasma of blood is achieved through 6 h. The given screening has shown high bioavailability of drug used in the form of emulsion and microspheres allows high therapeutics effect.
