Фармацевтическая композиция антимикробного действия для парентерального применения, способ ее получения

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ АНТИМИКРОБНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЛИМОНОВ ВИКТОР ЛЬВОВИЧ (RU) Изобретение относится к фармакологии, медицине 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 инфекционно-воспалительных заболеваний. Предложенная фармацевтическая композиция содержат в качестве действующего вещества антибиотикгликопептид и высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния. Заявляемый способ получения фармацевтической композиции заключается в смешивании субстанции антибиотикагликопептида с высокодисперсным наноструктурированным диоксидом кремния, отличающийся 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) "Ванкомицин" РЛС. Регистр лекарственных средств России. Энциклопедия лекарств. Москва,"РЛС-2009, 2008, с. 204 Изобретение относится к антимикробным фармацевтическим препаратам и технологиям их приготовления и может использоваться в медицине для лечения инфекционно-воспалительных заболеваний, а также в фармацевтической промышленности для производства лекарственных средств. В настоящее время для обеспечения успешной терапии многих инфекционно-воспалительных заболеваний (эндокардит, сепсис, инфекции костей и суставов, инфекции нижних отделов дыхательных путей, инфекции кожи и мягких тканей и др.), вызываемых грамположительными микроорганизмами Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis (включая метициллин-устойчивые штаммы), Streptococcus viridians, Streptococcus pyogenes и Streptococcus pneumoniae (включая пенициллин-устойчивые штаммы), Enterococcus faecalis и др., в практической медицине широко применяются антибиотикигликопептиды, имеющие международные непатентованные наименования - ванкомицин, тейкопланин и др. [1, 2]. Однако необходимо отметить, что в ряде случаев, когда инфекционный процесс вызывается в разной степени резистентными к антибиотикам-гликопептидам микроорганизмами, проводимая монотерапия данными препаратами зачастую не является эффективной, что вынуждает специалистов заменять их другими препаратами (как правило, дорогостоящими) или использовать их в высоких дозах в сочетании с антибиотиками из других групп, тем самым существенно увеличивая риск развития нежелательных побочных эффектов [3, 4, 5]. В связи с этим, разработка новых подходов с целью существенного повышения антимикробной активности и клинической эффективности антибиотиков-гликопептидов 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 во внутрь микроорганизмов и в клетки иммунной системы (макрофаги), с целью повышения концентрации этих препаратов в зоне инфекционного воспаления, и, соответственно, усиления их антимикробных свойств, а также для стимуляции антибактериальной активности макрофагов и их дополнительного рекрутирования в инфицированные ткани, является перспективным направлением развития оригинальных технологий и методов антибиотикотерапии[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]. Сущность изобретения заключается в том, что с целью усиления терапевтической эффективности антибиотиков-гликопептидов 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 легких, печени, почках, селезнке, лимфоузлах, сердце, коже, мочевом пузыре и других органах млекопитающих(т.е. значительно увеличивать концентрацию антибиотиков 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 антимикробных препаратов при лечении инфекционно-воспалительных заболеваний [14, 15, 16, 17, 18, 19,20, 21, 22, 23, 24]. Изобретение решает задачу создания фармацевтической композиции антимикробного действия для инъекций на основе использования антибиотиков-гликопептидов и наночастиц диоксида кремния, обладающей повышенной терапевтической эффективностью (по сравнению с обычными гликопептидами,которые рассматриваются в данном изобретении в качестве прототипа) при лечении инфекционновоспалительных заболеваний, вызываемых грамположительными микроорганизмами. Поставленная задача решается тем, что предлагается фармацевтическая композиция антимикробного действия для инъекций, которая содержит антибиотик-гликопептид и высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния в весовом соотношении, равном (10-70) : 1. Поставленная задача решается также тем, что предлагается способ получения фармацевтической композиции антимикробного и действия для парентерального применения, включающий смешивание антибиотика-гликопептида с другими компонентами, по которому антибиотик-гликопептид в форме лиофилизированного порошка смешивают с порошковым высокодисперсным наноструктурированным диоксидом кремния в весовом соотношении, равном (10-70): 1, и полученную смесь подвергают механической обработке путем ударно-истирающих воздействий. Терапевтическая эффективность предлагаемой фармацевтической композиции повышается, если полученную смесь подвергают механической обработке путем ударно-истирающих воздействий таким образом, чтобы доля частиц высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, имеющих размер 5 мкм, составляла не менее 35%. Для приготовления фармацевтической композиции использовались антибиотики-гликопептиды ванкомицин и тейкопланин, 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, име-1 021847 ющие размеры 100 мкм. В основу выбора состава композиции положено явление обратимой сорбции молекул антибиотикагликопептида нано- и микроразмерными частицами BHSiO2, a также уменьшение размеров микрочастицBHSiO2 при механической активации его смесей с субстанцией антибиотика-гликопептида интенсивными ударно-истирающими механическими воздействиями. Заявляемый способ получения вышеуказанной фармацевтической композиции путем механической активации порошкообразной смеси антибиотика-гликопептида и BHSiO2 интенсивными ударноистирающими воздействиями позволяет по сравнению с известными способами повысить долю мелкодисперсных ( 5 мкм) частиц BHSiO2, на которых адсорбируются молекулы антибиотика-гликопептида и которые фагоцитируются макрофагами [25]. Для этого смесь вышеуказанных веществ в весовом соотношении антибиотик-гликопептид :BHSiO2, равном (10-70) : 1, подвергают механической активации путем 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-гликопептидов),состоящие из мелкодисперсных частиц BHSiO2 с обратимо сорбированными на их поверхности молекулами антибиотика-гликопептида. Введение в предлагаемую композицию высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в соотношениях антибиотик-гликопептид : 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(в частности, при лечении бактериального сепсиса у мышей) фактически не отличается от базовой эффективности исходного антибиотика-гликопептида. Для получения композиций использован механохимический подход, заключающийся в обработке смеси твердых компонентов интенсивными механическими воздействиями - давлением и сдвиговыми деформациями, реализуемыми преимущественно в различного типа мельницах, осуществляющих ударно-истирающие воздействия на вещества. Смесь твердой субстанции антибиотика-гликопептида 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 антибиотикагликопептида, достичь полной гомогенности порошкообразных компонентов по сравнению с получением смесей простым смешением компонентов, или выпариванием их растворов и, как следствие, обуславливает 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 бактериального сепсиса, вызванного Staphylococcus aureus, по сравнению с обычным антибиотиком-гликопептидом. Таким образом, использование заявляемой фармацевтической композиции и способ е получения обеспечивает следующие преимущества: 1) клинически значимое повышение эффективности и качества антимикробной терапии тяжлых форм инфекционно-воспалительных заболеваний, снижение смертности; 2) экологическая безопасность, безотходность и малозатратность технологии фармацевтического производства. Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Получение твердой композиции антибиотик-гликопептид/BHSiO2. Смесь антибиотикагликопептида и BHSiO2 в весовых соотношениях 10:1, 30:1 и 50:1 по весу обрабатывается в течение 1, 2 и 4 часов 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 антибиотиков (в %) частицами BHSiO2, приведены в табл. 1. Таблица 1. Гранулометрический состав водных суспензий, степень сорбции и содержание антибиотиков в различных вариантах композиции- высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния. 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-гликопептидов. Пример 2. Определение терапевтической эффективности антибиотиков-гликопептидов и фармацевтической композиции при лечении сепсиса. Исследованы ванкомицин, тейкопланин и мехактивированные в течение 2-х часов композиции, состоящие из смеси ванкомицин или тейкопланин:BHSiO2 в весовых соотношениях 30:1 и 50:1, соответственно. Для определения терапевтической эффективности антибиотиков-гликопептидов и фармацевтических композиций с BHSiO2 использовали модифицированную экспериментальную модель сепсиса и метод статистической обработки полученных результатов (2) [26, 27, 28]. Микроорганизмы: Staphylococcus aureus (ATCC25923 F-49). 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 г.,755). Экспериментальная модель сепсиса и схема лечения Мышам внутривенно в объеме 0,5 мл вводилась взвесь суточной культуры Staphylococcus aureus в дозе 1010 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-х дней вводился ванкомицин и тейкопланин и три варианта фармацевтической композиции (ванкомицин или тейкопланин/BHSiO2) в дозе 50 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, отражают результаты четырх независимых экспериментов, выполненных для каждой исследуемой группы. Таблица 2. Терапевтическая эффективность антимикробной терапии бактериального сепсиса- в % и в абсолютных значениях (число выживших/число инфицированных животных);- по сравнению с ванкомицином;- по сравнению с тейкопланином. Как видно из табл. 2, предлагаемая фармацевтическая композиция (антибиотикгликопептид/BHSiO2) обладает достоверно повышенной терапевтической эффективностью (более чем в 1,3 раза), по сравнению с обычным ванкомицином и тейкопланином, при лечении сепсиса у экспериментальных животных, вызванного Staphylococcus aureus. Таким образом, исходя из полученных данных, можно сделать вывод о том, что предлагаемая фармацевтическая композиция антимикробного действия для парентерального применения (антибиотикгликопептид/BHSiO2) обладает достоверно повышенным терапевтическим эффектом при лечении тяжлых инфекционно-воспалительных заболеваний, по сравнению с обычным ванкомицином или тейкопланином (прототипами изобретения). Литература 1. Rybak M., Lomaestro В., Rotschafer J.C. et al. Therapeutic monitoring of vancomycin in adult patients:Journal of Antimicrobial Chemotherapy. - 2004. - Vol.53. - P.318-324. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Фармацевтическая композиция антимикробного действия для парентерального применения, отличающаяся тем, что она выполнена в форме порошка для приготовления инъекций, содержащая в свом составе механоактивированную смесь порошка антибиотика-гликопептида и высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в весовом соотношении антибиотик-гликопептид:высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния, равном (10-70):1, причм доля частиц высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, имеющих размер 5 мкм, составляет не менее 35% от их общего количества. 2. Способ получения фармацевтической композиции антимикробного действия для парентерального применения, включающий смешение порошка антибиотика-гликопептида с порошком высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в весовом соотношении антибиотик-гликопептид: высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния, равном (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.