Фармацевтическая композиция для лечения туберкулеза, способ ее получения

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЛИМОНОВ ВИКТОР ЛЬВОВИЧ (RU) Изобретение относится к фармакологии, медицине, ветеринарии и к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения оригинальных композитных антимикробных препаратов для парентерального применения, которые обладают повышенной терапевтической эффективностью при лечении тяжлых форм туберкулза и других инфекционновоспалительных заболеваний. Предложенная фармацевтическая композиция содержит в качестве действующего вещества антибиотик-аминогликозид или капреомицин и высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния. Заявляемый способ получения фармацевтической композиции заключается в смешивании субстанции антибиотика-аминогликозида или капреомицина с высокодисперсным наноструктурированным диоксидом кремния и отличается тем, что смесь вышеуказанных веществ в соотношениях от 10:1 до 70:1 по весу соответственно подвергают механической обработке путем ударно-истирающих воздействий для увеличения весовой доли мелкодисперсной фракции. Полученную смесь используют для приготовления инъекционных растворов.(56) "Капреомицин" РЛС. Регистр лекарственных средств России. Энциклопедия лекарств, Москва,РЛС-2009, 2008, с. 407-408"Аминогликозиды" п.12.1.1. РЛС. Регистр лекарственных средств России. Энциклопедия лекарств, Москва, РЛС-2009, 2008, с. 1174-1178 Изобретение относится к антимикробным фармацевтическим препаратам и технологиям их приготовления, может использоваться в медицине и ветеринарии для лечения туберкулза и других инфекционно-воспалительных заболеваний, а также в фармацевтической промышленности для производства лекарственных средств. В настоящее время для лечения туберкулза, вызванного Mycobacterium tuberculosis с множественной лекарственной резистентностью, в практической медицине широко используются инъекционные препараты, в том числе антибиотики-аминогликозиды широкого спектра антибактериального действия(амикацин и канамицин), а также антибиотик из группы полипептидов, имеющий международное непатентованное наименование - капреомицин, преимущественно активный в отношении микобактерий [1-4]. Однако необходимо отметить, что применение этих препаратов не всегда обеспечивает ожидаемую клиническую эффективность, так как некоторые штаммы Mycobacterium tuberculosis в последние годы приобрели к ним резистентность [5, 6]. Следует также подчеркнуть, что в организме человека и животных основной природной клеточной нишей для присутствия, выживания и персистенции микобактерий(Mycobacterim tuberculosis, Mycobacterium bovis, Mycobacterium avium) являются макрофаги (фагоциты),а аминогликозиды и капреомицин обладают значительно меньшей противомикробной активностью в отношении этих (в случае внутриклеточного расположения) возбудителей, по сравнению с другими противотуберкулзными препаратами [7-10]. Кроме того, особого внимания заслуживает тот факт, что одним из существенных механизмов естественной защиты организма от Mycobacterium tuberculosis и других болезнетворных бактерий является выработка макрофагами оксида азота (NO) в ответ на инфекционное вторжение [11-21], который в значительной мере способен потенцировать этиотропное действие некоторых противотуберкулзных препаратов, в частности ципрофлоксацина и изониазида [22, 23]. В связи с этим разработка новых оригинальных подходов с целью существенного повышения антимикробной активности и клинической эффективности антибиотиков-аминогликозидов и капреомицина при лечении туберкулза и других инфекционно-воспалительных заболеваний является актуальной задачей современной экспериментальной фармакологии и практической медицины. В последние годы обнаружено, что использование разнообразных наночастиц в качестве носителей для доставки различных антибиотиков непосредственно в клетки иммунной системы (макрофаги) с целью повышения внутриклеточной концентрации этих препаратов и, соответственно, усиления их антимикробных свойств, а также для стимуляции антибактериальной активности макрофагов и их дополнительного рекрутирования в инфицированные ткани является перспективным направлением развития новых технологий и методов антибиотикотерапии [24-31]. Сущность изобретения заключается в том, что с целью усиления терапевтической эффективности антибиотиков-аминогликозидов и капреомицина предлагается использовать наночастицы SiO2 (диоксида кремния), которые, отличаясь фармакологически выгодными свойствами биосовместимости, биораспределения, биодеградации и малотоксичности (независимо от степени выраженности пористости структуры), способны при парентеральном введении служить в качестве носителя антибиотиков для внутриклеточной доставки в макрофаги, которые концентрированно расположены в очагах воспаления, наблюдаемых в лгких, печени, почках, селезнке, лимфоузлах, сердце, коже, мочевом пузыре и других органах млекопитающих (т.е. значительно увеличивать концентрацию антибиотиков внутриклеточно и в инфицированных зонах), а также существенно повышать противомикробную активность этих клеток иммунной системы (в частности, посредством стимуляции выработки оксида азота), тем самым достоверно усиливать терапевтический эффект противотуберкулзных и других антибактериальных препаратов[32-39]. Изобретение решает задачу создания фармацевтической композиции антимикробного действия для инъекций на основе использования антибиотиков-аминогликозидов и наночастиц диоксида кремния, а также антибиотика капреомицина и наночастиц диоксида кремния, обладающей повышенной терапевтической эффективностью (по сравнению с обычными аминогликозидами и капреомицином, которые рассматриваются в данном изобретении в качестве прототипов) при лечении туберкулза и других инфекционно-воспалительных заболеваний. Поставленная задача решается тем, что предлагается фармацевтическая композиция для лечения туберкулза и других инфекционно-воспалительных заболеваний, которая содержит инъекционный антибиотик (аминогликозид или капреомицин) и высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния в весовом соотношении (10-70):1. Поставленная задача решается также тем, что предлагается способ получения фармацевтической композиции для лечения туберкулза и других инфекционно-воспалительных заболеваний, включающий смешивание антибиотика-аминогликозида или капреомицина с другими компонентами, по которому антибиотик-аминогликозид или капреомицин в форме порошка смешивают с порошковым высокодисперсным наноструктурированным диоксидом кремния в весовом соотношении (10-70):1, и полученную смесь подвергают механической обработке путм ударно-истирающих воздействий. Терапевтическая эффективность предлагаемой фармацевтической композиции повышается, если полученную смесь подвергают механической обработке путм ударно-истирающих воздействий таким образом, чтобы доля частиц высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, имеющих размер 5 мкм, составляла не менее 35%. Для приготовления фармацевтической композиции использовался капреомицин, а также аминогликозиды - канамицин и амикацин, предоставленные российским фармпроизводителем ООО "АБОЛмед". В качестве высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния (далее по тексту: BHSiO2) использовался применяемый в фармации АЭРОСИЛ 200 (МНН - кремния диоксид коллоидный), производимый фирмой "Evonik Degussa Corporation" (Германия), состоящий из наночастиц диоксида кремния округлой формы (средний диаметр 7-40 нм), объединнных в микрочастицы неправильной формы, имеющие размеры 100 мкм. В основу выбора состава композиции положено явление обратимой сорбции молекул антибиотикааминогликозида или капреомицина нано- и микроразмерными частицами BHSiO2, а также уменьшение размеров микрочастиц BHSiO2 при механической активации его смесей с субстанцией антибиотикааминогликозида или капреомицина интенсивными ударно-истирающими механическими воздействиями. Заявляемый способ получения вышеуказанной фармацевтической композиции путм механической активации порошкообразной смеси антибиотика-аминогликозида или капреомицина и BHSiO2 интенсивными ударно-истирающими воздействиями позволяет по сравнению с известными способами повысить долю мелкодисперсных частиц BHSiO2, имеющих размеры (5 мкм), на которых адсорбируются молекулы антибиотика-аминогликозида или капреомицина и которые фагоцитируются преимущественно макрофагами [40]. Для этого смесь вышеуказанных веществ в весовом соотношении антибиотик-аминогликозид или капреомицин:BHSiO2 (10-70):1, подвергают механической активации путм ударно-истирающих воздействий до увеличения весовой доли мелкодисперсной фракции не менее чем до 35%. Из полученной порошкообразной композиции готовят инъекционные растворы для парентерального введения (разведением е любым известным способом, принятым для антибиотиков-аминогликозидов и капреомицина), состоящие из мелкодисперсных частиц BHSiO2 с обратимо сорбированными на их поверхности молекулами антибиотика-аминогликозида или капреомицина. Введение в предлагаемую композицию высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в соотношениях антибиотик-аминогликозид или капреомицин:BHSiO2 от 10:1 до 70:1 по весу,соответственно, определяется сочетанием двух факторов: 1) при увеличении содержания BHSiO2 более 10% от веса композиции у лабораторных животных при е внутривенном введении наблюдаются явления интоксикации; 2) при уменьшении содержания BHSiO2 ниже 1,4% от веса композиции е терапевтическая эффективность фактически не отличается от базовой терапевтической эффективности исходного антибиотика-аминогликозида или капреомицина Для получения композиций использован механохимический подход, заключающийся в обработке смеси тврдых компонентов интенсивными механическими воздействиями - давлением и сдвиговыми деформациями, реализуемыми преимущественно в различного типа мельницах, осуществляющих ударно-истирающие воздействия на вещества. Смесь тврдой порошкообразной субстанции антибиотикааминогликозида или капреомицина и высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния,взятых преимущественно в соотношениях от 10:1 до 70:1 по весу, подвергают механической активации в шаровых мельницах. Использованный способ получения смесей позволяет в значительной мере избежать химического разложения антибиотика-аминогликозида или капреомицина, достичь полной гомогенности порошкообразных компонентов по сравнению с получением смесей простым смешением компонентов или выпариванием их растворов и, как следствие, обусловливает высокую фармакологическую активность фармацевтической композиции. В качестве количественного критерия минимально необходимой дозы механического воздействия удобно использовать метод гранулометрии суспензии получаемой композиции. При этом необходимо,чтобы массовая доля частиц размером не более 5 мкм составила не менее 35%. Механическую обработку порошкообразных смесей осуществляют в ротационных, вибрационных или планетарных мельницах. В качестве мелющих тел могут использоваться шары, стержни и др. Фармакологические испытания полученной композиции на лабораторных животных (мышах) показали, что заявляемая композиция, приготовленная заявляемым способом, обладает значительно повышенной терапевтической эффективностью при лечении туберкулза (вызванного Mycobacterium avium) и бактериального сепсиса (вызванного E.coli), по сравнению с обычным антибиотиком-аминогликозидом и капреомицином. Таким образом, использование заявляемой фармацевтической композиции и способ е получения обеспечивает следующие преимущества: 1) клинически значимое повышение эффективности и качества антимикробной терапии тяжлых форм туберкулза и инфекционно-воспалительных заболеваний, снижение смертности; 2) экологическая безопасность, безотходность и малозатратность технологии фармацевтического производства. Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Получение тврдой композиции антибиотик/BHSiO2. Смесь канамицина или амикацина или капреомицина и BHSiO2 в весовых соотношениях 10:1, 30:1 и 50:1 по весу обрабатывается в течение 1, 2 и 4 ч в шаровой ротационной мельнице. Данные гранулометрического состава водных суспензий полученных вариантов композиции (использовался лазерный гранулометр Micro-Sizer 201), а также ВЭЖХ анализа содержания в них антибиотиков (в % от исходной субстанции) и степени сорбции канамицина, или амикацина, или капреомицина (в %) частицами BHSiO2,приведены в табл. 1. Как видно из табл. 1, выбранные условия получения предлагаемой композиции позволяют увеличить до необходимой величины (не менее 35% от общего веса) долю мелкодисперсной фракции BHSiO2(размер частиц 5 мкм) и при этом избежать химического разложения антибиотиков. Таблица 1 Гранулометрический состав водных суспензий, степень сорбции и содержание антибиотиков в различных вариантах композиции Высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния (МНН - кремния диоксид коллоидный). Пример 2. Определение терапевтической эффективности канамицина, амикацина, капреомицина и фармацевтической композиции при лечении туберкулза и сепсиса у мышей. Исследованы канамицин, амикацин, капреомицин и мехактивированные в течение 2 ч композиции,состоящие из смеси канамицин, или амикацин, или капреомицин:BHSiO2 в весовых соотношениях 30:1 и 50:1 соответственно. Для определения терапевтической эффективности канамицина, амикацина, капреомицина и фармацевтических композиций с BHSiO2 в качестве основы использовали экспериментальные модели тестирования противотуберкулзных и антибактериальных препаратов на лабораторных животных и метод статистической обработки полученных результатов (2) согласно [41-45]. Для определения уровня продукции NO макрофагами использовали методический подход, описанный ранее [46]. Микроорганизмы: Mycobacterium avium (штамм 61-97, полученный из Института экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока СО РАСХН) и Escherichia coli (АТСС 25922 F-50). Животные: эксперименты проводили на гибридных мышах-самцах (СВАC57Black/6)CBF1 в соответствии с "Правилами работ с использованием экспериментальных животных" (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977,755). Экспериментальная модель генерализованного туберкулза и схема лечения. Мышам внутривенно в объеме 0,5 мл вводились Mycobacterium avium в дозе 2108 КОЕ/мышь. Контрольной группе мышей вводился физ. р-р (0,9% раствор натрия хлорида) в объме 0,5 мл. Через 7 суток после инфицирования мышам внутривенно ежедневно однократно в течение 20 дней вводился канамицин,амикацин,капреомицин,канамицин:BHSiO2,амикацин:BHSiO2 и капреомицин:BHSiO2 в дозе 100 мг/кг, разведнной в 0,25 мл физ. р-ра. Контрольной группе мышей по этой же схеме вводился физ. р-р в объме 0,25 мл. Эффективность противотуберкулзной терапии оценивали на 30-е сутки после инфицирования по количеству выживших мышей, а также по количеству у них подкапсульных очагов роста Mycobacteriumavium на поверхности печени. Экспериментальная модель сепсиса и схема лечения. Мышам внутривенно в объме 0,5 мл вводилась взвесь суточной культуры E.coli в дозе 8108 КОЕ/мышь. Контрольной группе мышей вводился физ. р-р (0,9% раствор натрия хлорида) в объме 0,5 мл. Через сутки после инфицирования мышам внутривенно ежедневно однократно в течение 3 дней вводились антибиотики-аминогликозиды и фармкомпозиции в дозе 100 мг/кг, разведнной в 0,25 мл физ. р-ра. Контрольной группе мышей по этой же схеме вводился физ. р-р в объме 0,25 мл. Эффективность антибактериальной терапии оценивали по количеству выживших мышей на 7-е сутки после инфицирования. Полученные данные, представленные в табл. 2 и 3, отражают результаты четырх независимых экспериментов, выполненных для каждой исследуемой группы. Таблица 2 Терапевтическая эффективность терапии генерализованного туберкулза и уровень продукции NO перитонеальными макрофагами мышей in vitro через 10 мин после добавления антибиотиков и фармкомпозиций Как видно из табл. 2, предлагаемая фармацевтическая композиция (канамицин, или амикацин, или капреомицин/BHSiO2), в 2-2,5 раза увеличивая уровень продукции NO в макрофагах, обладает достоверно повышенной терапевтической эффективностью, по сравнению с обычными канамицином, амикацином или капреомицином, при лечении генерализованного туберкулза у экспериментальных животных,вызванного Mycobacterium avium. Таблица 3 Терапевтическая эффективность антимикробной терапии бактериального сепсиса Как видно из табл. 3, предлагаемые фармацевтические композиции антимикробного действия (канамицин или амикацин/BHSiO2) обладают достоверно повышенной терапевтической эффективностью,по сравнению с обычными антибиотиками (канамицин и амикацин), при лечении сепсиса у экспериментальных животных, вызванного Escherichia coli. Таким образом, исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что предлагаемая фармацевтическая композиция антимикробного действия для лечения туберкулза (канамицин, или амикацин, или капреомицин/BHSiO2) и других инфекций (канамицин или амикацин/BHSiO2) обладает достоверно повышенным терапевтическим эффектом, по сравнению с обычными антибиотиками-аминогликозидами и капреомицином (прототипами изобретения). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Фармацевтическая композиция для лечения туберкулза, отличающаяся тем, что она выполнена в форме порошка для приготовления инъекционных растворов, содержащая в свом составе механоактивированную смесь антибиотика капреомицин и высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в весовом соотношении антибиотик капреомицин:высокодисперсный наноструктурированный диоксида кремния (10-70):1, причм доля частиц высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, имеющих размер 5 мкм, составляет не менее 35% от их общего количества. 2. Фармацевтическая композиция для лечения туберкулза, отличающаяся тем, что она выполнена в форме порошка для приготовления инъекционных растворов, содержащая в свом составе механоактивированную смесь антибиотика-аминогликозида и высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в весовом соотношении антибиотик-аминогликозид:высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния (10-70):1, причм доля частиц высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, имеющих размер 5 мкм, составляет не менее 35% от их общего количества. 3. Способ получения фармацевтической композиции для лечения туберкулза, включающий смешение порошка антибиотика капреомицина с порошком высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в весовом соотношении антибиотик капреомицин:высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния (10-70):1, причм полученную смесь подвергают механической обработке путм ударно-истирающих воздействий таким образом, чтобы доля частиц высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, имеющих размер 5 мкм, составляла не менее 35% от их общего количества. 4. Способ получения фармацевтической композиции для лечения туберкулза, включающий смешение порошка антибиотика-аминогликозида с порошком высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в весовом соотношении антибиотик-аминогликозид:высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния (10-70):1, причм полученную смесь подвергают механической обработке путм ударно-истирающих воздействий таким образом, чтобы доля частиц высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, имеющих размер 5 мкм, составляла не менее 35% от их общего количества.