Фармацевтическая композиция антибактериального действия для парентерального применения, способ ее получения

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ, 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 антибактериальных препаратов для парентерального применения, которые обладают повышенной терапевтической эффективностью при лечении тяжлых форм инфекционновоспалительных заболеваний. Предложенная фармацевтическая композиция содержит в качестве действующего вещества комплекс (бета-лактамный антибиотик+фосфомицин) и высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния. Заявляемый способ получения фармацевтической композиции заключается в смешивании комплекса (бета-лактамный антибиотик+фосфомицин) с высокодисперсным наноструктурированным диоксидом кремния в весовом соотношении от 10:1 до 75:1 по весу, соответственно, а полученную смесь подвергают механической обработке путем ударно-истирающих воздействий для увеличения доли мелкодисперсной фракции. Полученную смесь используют для приготовления инъекционных растворов. Изобретение относится к антимикробным лекарственным препаратам и технологиям их приготовления и может использоваться в медицине и ветеринарии для лечения инфекционно-воспалительных заболеваний, а также в фармацевтической промышленности для производства лекарственных средств. В настоящее время успешная терапия большинства инфекционно-воспалительных заболеваний основана на применении различных антибактериальных препаратов, обладающих широким спектром антимикробного действия и высокой противомикробной активностью в отношении многочисленных штаммов грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, к которым, том числе, относятся бета-лактамные антибиотики, имеющие общим фрагментом в химической структуре бета-лактамное кольцо (цефалоспорины, цефамицины, карбапенемы, монобактамы и пенициллины), а также антибиотик фосфомицин [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. Однако необходимо отметить, что в тех случаях, когда инфекционно-воспалительный процесс вызывается резистентными к фосфомицину и бета-лактамам микроорганизмами, проводимая антибактериальная монотерапия данными препаратами далеко не всегда является эффективной, что вынуждает врачей различных специальностей заменять их антибиотиками из других групп или менять тактику лечения[9, 10, 11, 12, 13]. В связи с этим, разработка новых химико-фармацевтических подходов с целью существенного повышения антимикробной активности фосфомицина и бета-лактамов является актуальной задачей современной экспериментальной фармакологии и практической медицины. В этом направлении особого внимания заслуживают результаты исследований, полученные и опубликованные, преимущественно, в последние годы. Во-первых, показано, что комбинации фосфомицина с антибиотиками из других групп (фосфомицин+фторхинолоны, фосфомицин+аминогликозиды, фосфомицин+бета-лактамы) обладают выраженным эффектом антибактериального синергизма в отношении грам-положительных (в том числе, метициллинрезистентных Staphylococcus aureus) и грамотрицательных (в том числе, Pseudomonas aeruginosa) микроорганизмов [14, 15, 16]. Во-вторых, обнаружено, что самые разнообразные наночастицы могут служить в качестве носителей для доставки различных антибиотиков в очаги инфекционного воспаления с целью повышения их локальной концентрации, и, соответственно, с целью усиления их антибактериального действия, а также в качестве стимуляторов антимикробной активности фагоцитов (преимущественно, макрофагов) и их дополнительного рекрутирования в инфицированные ткани, что, несомненно, может явиться перспективной основой для разработки новых высокоэффективных противомикробных лекарственных средств[17, 18, 19, 20, 21]. Сущность изобретения заключается в том, что с целью усиления терапевтической эффективности фосфомицина и бета-лактамов предлагается использовать наночастицы SiO2 (диоксида кремния), которые, отличаясь фармакологически выгодными свойствами биосовместимости, биораспределения, биодеградации и малотоксичности (независимо от степени выраженности пористости структуры), способны 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 и других органах млекопитающих (т.е. значительно повышать локальную концентрацию антибиотиков в инфицированных зонах), а также существенно увеличивать 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 [22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34]. Изобретение решает задачу создания фармацевтической композиции антимикробного действия для инъекций на основе использования антибиотиков из группы бета-лактамов, антибиотика фосфомицина и наночастиц диоксида кремния, обладающей повышенной терапевтической эффективностью (по сравнению с обычными бета-лактамами и фосфомицином, которые рассматриваются в данном изобретении в качестве прототипа) при лечении инфекционно-воспалительных заболеваний, вызываемых граммположительными и граммотрицательными микроорганизмами. Поставленная задача решается тем, что предлагается фармацевтическая композиция антибактериального действия для инъекций, которая содержит комплекс, состоящий из бета-лактамного антибиотика(50%) + фосфомицина (50%), и высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния в весовом соотношении, равном (10-75): 1. Поставленная задача решается также тем, что предлагается способ получения фармацевтической композиции антибактериального действия для инъекций, включающий смешивание комплекса (беталактамный антибиотик + фосфомицин) с другими компонентами, по которому комплекс (беталактамный антибиотик + фосфомицин) в форме порошка смешивают с порошковым высокодисперсным наноструктурированным диоксидом кремния в весовом соотношении, равном (10-75) : 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 не более 5 мкм, составляла не менее 35%. Для приготовления фармацевтической композиции использовался фосфомицин и бета-лактамные антибиотики (цефазолин, цефуроксим, цефокситин, цефтриаксон, цефтазидим, цефепим, меропенем, азтреонам), 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 бета-лактамов и фосфомицина нано- и микроразмерными частицами BHSiO2, а также уменьшение размеров микрочастиц BHSiO2 при механической активации его смесей с субстанциями бета-лактамов и фосфомицина интенсивными ударно-истирающими механическими воздействиями. Заявляемый способ получения вышеуказанной фармацевтической композиции путем механической активации порошкообразной смеси комплекса (бета-лактамный антибиотик + фосфомицин) и BHSiO2 интенсивными ударно-истирающими воздействиями позволяет по сравнению с известными способами повысить долю мелкодисперсных (размером 5 мкм) частиц BHSiO2, на которых адсорбируются молекулы бета-лактамов и фосфомицина и которые фагоцитируются преимущественно макрофагами [35]. Для этого смесь вышеуказанных веществ в весовом соотношении комплекс (бета-лактамный антибиотик + фосфомицин) : BHSiO2, равном (10-75) : 1, подвергают механической активации путем ударноистирающих воздействий до увеличения весовой доли мелкодисперсной фракции (размер частиц 5 мкм), не менее чем до 35%. Из полученной порошкообразной композиции готовят инъекционные растворы для парентерального введения (разведением е любым известным способом, принятым для бета-лактамов и фосфомицина),состоящие из мелкодисперсных частиц BHSiO2 с обратимо сорбированными на их поверхности молекулами того или иного бета-лактама и фосфомицина. Введение в предлагаемую композицию высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в соотношениях комплекс (бета-лактамный антибиотик + фосфомицин) : BHSiO2 от 10:1 до 75:1 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% от веса композиции, е терапевтическая эффективность (в частности, при лечении бактериального сепсиса у мышей) фактически не отличается от базовой эффективности комплекса (бета-лактамный антибиотик + фосфомицин). 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 комплекса (бета-лактамный антибиотик + фосфомицин) и высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния, взятых преимущественно в соотношениях от 10:1 до 75:1 по весу, подвергают механической активации в шаровых мельницах. Использованный способ получения смесей позволяет в значительной мере избежать химического разложения бета-лактамных антибиотиков и фосфомицина, 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, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa, по сравнению с обычными бета-лактамами и фосфомицином. 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 (бета-лактам + фосфомицин)/BHSiO2. Смесь комплекса (бета-лактам + фосфомицин) и BHSiO2 в весовых соотношениях 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 гранулометрMicro-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 бета-лактамов и фосфомицина в различных вариантах композиции- высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния;- фосфомицин 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 антибиотика. Пример 2. Определение терапевтической эффективности бета-лактамов, фосфомицина и фармацевтических композиций при лечении сепсиса у экспериментальных животных. Исследованы бета-лактамные антибиотики (цефазолин, цефуроксим, цефокситин, цефтриаксон, цефтазидим, цефепим, меропенем, азтреонам) и их мехактивированные в течение 2 ч композиции, состоящие из смеси комплекса (бета-лактам+фосфомицин) и BHSiO2 в весовых соотношениях 30:1, соответственно. Для определения терапевтической эффективности бета-лактамов, фосфомицина и их фармацевтических композиций с BHSiO2, в качестве основы, использовали экспериментальные модели тестирования терапевтической эффективности антибактериальных препаратов на лабораторных животных и метод статистической обработки полученных результатов (%) согласно [36, 37, 38, 39]. Микроорганизмы: Staphylococcus aureus (ATCC25923 F-49), Escherichia coli (ATCC 25922 F50), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853 F-51). 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). Экспериментальные модели сепсиса и схема лечения Мышам внутривенно в объеме 0,5 мл вводилась взвесь суточной культуры Pseudomonas aeruginosa в дозе 5108 КОЕ/мышь или взвесь суточной культуры Staphylococcus aureus в дозе 1010 КОЕ/мышь или взвесь суточной культуры Escherichia 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-х дней вводились различные антибиотики и их порошковые смеси (бета-лактам+фосфомицин, в весовом соотношении 1:1), а также предлагаемая фармацевтическая композиция (бета-лактам+фосфомицин, в весовом соотношении 1:1)/BHSiO2, в одинаковой 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, отражают результаты трх независимых экспериментов, выполненных для каждой исследуемой группы (для исследования группы контроля, а также ка-3 021846 ждого антибиотика и каждой композиции использовано не менее 40 мышей). Таблица 2. Терапевтическая эффективность антимикробной терапии бактериального сепсиса- мехактивированные в течение 2 ч смеси - (бета-лактам + фосфомицин, в весовом соотношении 1:1) / высокодисперсный наноструктурированный кремнезм (BHSiO2), в весовом соотношении 30/1.- в% и в абсолютных значениях (число выживших мышей/число инфицированных мышей).(-) - опыты не проводились ввиду исходно низкой чувствительности микроорганизмов к исследуемым антибиотикам. Как видно из табл. 2, все предлагаемые фармацевтические композиции антибактериального действия (бета-лактам+фосфомицин)/BHSiO2 обладают достоверно повышенной терапевтической эффективностью, по сравнению с обычными бета-лактамами и по сравнению с комбинациями беталактамы+фосфомицин, при лечении сепсиса у экспериментальных животных, вызванного грамположительными (Staphylococcus aureus) и грам-отрицательными (Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa) микроорганизмами (в зависимости от состава). Литература 1. Asbel L.E., Levison M.E. Cephalosporins, carbapenems, and monobactams // Infectious Disease ClinicsJournal of Antimicrobial Chemotherapy. 2004. Vol.53. P.318-324. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Фармацевтическая композиция антибактериального действия для парентерального применения,выполненная в форме порошка для приготовления инъекций, содержащая механоактивированную комплексную антибактериальную смесь, включающую бета-лактамный антибиотик - 50% + фосфомицин 50% и высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния в весовом соотношении комплексная антибактериальная смесь (бета-лактамный антибиотик - 50% + фосфомицин - 50%) : высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния, равном (10-75):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 антибактериального действия для парентерального применения, включающий смешение комплексной антибактериальной смеси в виде порошка(бета-лактамный антибиотик - 50% + фосфомицин - 50%) с порошком высокодисперсного наноструктурированного диоксида кремния в весовом соотношении комплексная смесь (бета-лактамный антибиотик- 50% + фосфомицин - 50%):высокодисперсный наноструктурированный диоксид кремния, равном (1075):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.