Способ наноэмульгирования куркумина и производных куркумина

СПОСОБ НАНОЭМУЛЬГИРОВАНИЯ КУРКУМИНА И ПРОИЗВОДНЫХ КУРКУМИНА В данном документе раскрыт способ наноэмульгирования сильно липофильных полифенольных соединений с применением неионного поверхностно-активного вещества и неионного сорастворителя с помощью звуковой энергии для увеличения водной растворимости. Область изобретения Данное изобретение относится к новому способу наноэмульгирования сильно липофильных полифенольных соединений, таких как куркуминоиды, с применением неионных поверхностно-активных веществ и неионного сорастворителя в определенной концентрации вместе с помощью звуковой энергии для увеличения водной растворимости. Предпосылки изобретения Куркуминоиды представляют собой куркумины и производные куркуминов с различными химическими группами. Эти соединения представляют собой полифенолы и дают желтый цвет. Характеристики многих куркуминоидных соединений являются неподходящими для разработки лекарства, поскольку они имеют плохую растворимость в воде при кислотном и физиологическом рН, а также быстро гидролизуются в щелочных растворах. Поэтому синтезируются производные куркумина для увеличения их растворимости и, следовательно, биодоступности (Studies on curcumin and curcuminoids XXXI. Symmetricand asymmetric curcuminoids: Stability, activity and complexation with cyclodextrin. Авторы: Tomren M.A.,Masson M., Losson T., Tonnesen H.H. Источник: INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS 338 (1-2): 27-34 JUN 29 2007). Куркуминоиды растворимы в диметилсульфоксиде (ДМСО), ацетоне и этаноле (Formulation and characterization of curcuminoids loaded solid lipid nanoparticles. Авторы: Tiyaboonchai W., Tunpradit W., Plianbangchang P. Источник: INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS 337 (1-2): 299-306 JUN 7 2007, но плохо растворимы в липидах. Можно увеличить их растворимость в водной фазе поверхностно-активными веществами или совместными поверхностно-активными веществами (Antioxidant activities of curcumin, demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin. Авторы: Jayaprakasha G.K., Rao L.J., Sakariah K.K. Источник: FOOD CHEMISTRY 98 (4): 720-7242006). Синтезированы производные куркумина, которые возможно могут быть более сильными, чем куркумин. Наиболее известные производные имеют разные заместители на фенильных группах (Formulation and characterizationof curcuminoids loaded solid lipid nanoparticles. Авторы: Tiyaboonchai W., Tunpradit W., Plianbangchang P. Источник: INTERNAHONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS 337 (1-2): 299-306 JUN 7 2007. В настоящее время растет спрос на диметоксикуркумин и куркуминоиды из-за их недавно открытой биологической активности (Antioxidant activities of curcumin, demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin. Авторы: Jayaprakasha G.K., Rao U., Sakariah K.K. Источник: FOOD CHEMISTRY 98 (4): 720-724, 2006). Натуральные куркуминоиды являются экстрагированными из растения Curcuma longa, и они в основном содержат 3 составляющие: а) куркумин, b) диметоксикуркумин, с) бисдиметоксикуркумин. Некоторые исследования показали, что их фармакологические действия сравнимы с таковыми кортикостероидов и нестероидных противовоспалительных лекарств. Фиг. 1 Куркумин (фиг. 1 В) был выделен в 1815 г. и структурно определен в 1910 г. Другие куркуминоиды,выделенные из Curcuma longa, включают диметоксикуркумин (фиг. 1 С), бисдиметоксикуркумин (фиг. 1D), цис-транс-геометрический изомер куркумина (фиг. 1 Е) и циклокуркумин (фиг. 1F). Таким образом, с точки зрения их структуры, очевидно, что растворимость куркуминоидов очень плохая в водных растворах. Таким образом, в настоящее время целый ряд исследований посвящен увеличению их растворимости в воде, и известные технические решения, релевантные данному рассмотрению, перечислены ниже.PCT/US 2007/005829 описывает куркуминоидные составы, имеющие повышенную биодоступность,которые предусматривают и содержат куркуминоид, антиоксидант, ингибитор глюкуронидации и растворимый в воде фармацевтически приемлемый ингибитор. Кроме того, представлен способ лечения болезни Альцгеймера и других возрастных болезней посредством введения такой композиции, а также способ солюбилизации куркуминоидов через наноэмульсии.PCT/KR 2004/000529 описывает способ солюбилизации куркумина и диспергирования в воде. Способом готовят водорастворимый куркумин посредством ковалентного связывания сахара с куркумином,тем самым, превращая куркумин, который был не растворимым в воде, в водорастворимый куркумин.Biji Т. Kurien et al. описали еще один способ солюбилизации куркумина путем применения тепловой энергии (Improving the Solubility and Pharmacological Efficacy of Curcumin by Heat Treatment-ASSAYBisht et al. инкапсулировали куркуминовые частицы с использованием наноинкапсуляции, называя их "нанокуркумин". Polymeric nanoparticle-encapsulated curcumin ("nanocurcumin"): a novel strategy forM. (Masson, M.), Loftsson T. (Loftsson, T.), Tonnesen H.H. (Tonnesen, H. Hjorth). Источник: INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS 338 (1-2): 27-34 JUN 29 2007). Хорошо известно, что куркумин имеет очень низкую биодоступность, поскольку он подвергается метаболизму очень быстро, и в результате выделяется 98% куркумина. Несмотря на то, что только 2% соединения поглощается организмом, он все равно показывает значительную эффективность в лечении множества болезней. Хотя применение неионных поверхностно-активных веществ обсуждалось для цели солюбилизации в вышеупомянутой литературе, они оказываются в различном контексте. Применяемые поверхностноактивные вещества были добавлены для того, чтобы сделать эмульсии и подобное, а не для непосредственной солюбилизации куркуминоидов. Поэтому целью данного изобретения является увеличение водной растворимости сильно липофильных полифенольных соединений, таких как куркуминоиды, с применением неионных поверхностно-активных веществ и неионного сорастворителя при определенной концентрации вместе с помощью звуковой энергии. Цель данного изобретения Основной целью данного изобретения является солюбилизация сильно липофильных полифенольных соединений, подобных куркуминоидам (натуральным и синтетически полученным), в амфифильной среде, приводящая к увеличению растворимости в воде. Описание графических материалов Фиг. 1 - кривая доза-эффект, показывающая увеличение, зависящее от концентрации, в переносе наноэмульгированного LI01008 через А 549 клеточные монослои; фиг. 2 - график, показывающий концентрацию в сыворотке LI01008 (BDMC) (мкг/мл) через 12 ч после введения; фиг. 3 - график, показывающий размер 98% наноэмульгированного куркумина; фиг. 4 - график, показывающий размер 98% несоставленного куркумина; фиг. 5 - график, показывающий размер наноэмульгированного BDMC. Краткое изложение изобретения Данное изобретение раскрывает новый способ наноэмульгирования сильно липофильных полифенольных соединений, таких как куркуминоиды, с применением неионных поверхностно-активных веществ и неионного сорастворителя при определенной концентрации вместе с помощью звуковой энергии для увеличения водной растворимости. Подробное описание изобретения Данное изобретение далее будет описано подробно с определенными предпочтительными и факультативными вариантами осуществления так, что их различные аспекты могут быть более понятными и оцененными. Как используется в данном документе, выражение "поверхностно-активное вещество" означает поверхностное активное средство, которое действует посредством снижения поверхностного натяжения воды и делает возможной растворимость липофильных соединений. Как используется в данном документе, выражение "сорастворитель" в данном контексте означает растворитель, который синергетически увеличивает растворимость липофильного соединения данного изобретения. Согласно данному изобретению предусмотрен способ солюбилизации липофильных соединений,таких как куркуминоиды, с применением неионного поверхностно-активного вещества и неионного сорастворителя с помощью звуковой энергии. Поверхностно-активные вещества являются амфифильными, это означает, что они содержат гидрофобный хвост и гидрофильную голову. Поэтому они растворимы и в гидрофобных средах, и в воде. Они бывают 2 типов: а) ионные, b) неионные. Данное изобретение предполагает применение неионных поверхностно-активных веществ фармацевтического назначения. Применяемые поверхностно-активные вещества могут быть выбраны из полисорбата-80 и -20, полоксамеров, октоксинола и любого фармацевтически приемлемого неионного поверхностно-активного вещества. Также упомянут сорастворитель в способе солюбилизации, который обеспечивает увеличенную растворимость, благодаря синергизму. Сорастворитель, используемый при этом, представляет собой полиэтиленгликоль (ПЭГ-400). Также можно использовать ПЭГ. Согласно способу данного изобретения при добавлении поверхностно-активного вещества и сорастворителя к куркуминоидам смесь необходимо тщательно перемешать, а затем подвергнуть обработке ультразвуком или использованию звуковой энергии 25 кГц в течение 15-30 мин в зависимости от размера образца для солюбилизации куркуминоида. До 2,5% куркуминоидов могут быть солюбилизированными с применением способа данного изобретения. Обработка ультразвуком делает возможной солюбилизацию куркуминоида посредством разрушения межмолекулярных взаимодействий и нековалентных связей, тем самым, способствуя увеличенной растворимости в воде. Интересной особенностью куркуминоидов является сопряженная диеновая система в их структуре, которая придает им терапевтические свойства. Звуковая энергия не является достаточно мошной, чтобы разрушить эти ковалентные связи, и, следовательно, терапевтическое свойство куркуминоидов остается без повреждения. Синергическая активность для солюбилизации куркуминоидов возможна из-за взаимодействия куркуминоидов с гидрофобной полостью неионных поверхностно-активных веществ, которая присутствует как длинная цепь гидрофобного хвоста, который делает возможным дополнительное комплексообразование с сорастворителем, который сообщает слабый заряд всему комплексу, при содействии звуковой энергии, обеспеченной обработкой ультразвуком. Этот слабый заряд содействует увеличенной растворимости в водных системах. В соответствии с данным изобретением способ солюбилизации куркуминоидов включает следующие этапы, на которых а) перемешивают смесь куркуминоида и неионного поверхностно-активного вещества полисорбата 80 в соотношении 1:10;b) добавляют неионный сорастворитель, полиэтиленгликоль в соотношении 1:10 относительно куркумина с непрерывным перемешиванием для того, чтобы тщательно диспергировать куркуминоидные частицы в среде;c) подвергают вышеупомянутую смесь обработке ультразвуком в течение 15-30 мин со звуковой энергией, или до тех пор, пока куркуминоиды не будут полностью солюбилизированными, или до тех пор, пока не будет видимых частиц в смеси; иd) диспергируют вышеупомянутую смесь в водной фазе с последующим тщательным перемешиванием для солюбилизации куркуминоидов в воде. Композиции, полученные при помощи солюбилизированных куркуминоидов согласно вышеупомянутому способу, показали значительное увеличение в транспорте куркумина и улучшенную биодоступность. Состав сделан при помощи уникального способа наноэмульгирования, который помогает соединению стать более гидрофильным без какого-либо структурного изменения в соединении, что, тем самым, способствует лучшему транспорту и абсорбции, которая подтверждается обоими исследованиямиin vitro и in vivo. Преимущество данного изобретения состоит в том, что куркуминоиды, применяемые для солюбилизации, можно брать вплоть до 2,5%, что является более высоким уровнем для любого фармацевтического состава. Соотношение куркуминоида и неионного поверхностно-активного вещества находится в диапазоне 1:10. Подобным образом соотношение куркуминоида и неионного сорастворителя находится в диапазоне 1:10. Неионные поверхностно-активные вещества и неионные сорастворители присутствуют в растворе в количестве 1% каждый. Таким образом, очевидно, что сильно липофильная молекула, подобная куркуминоидам, может быть солюбилизированной эффективно посредством использования способа данного изобретения, который является простым и не предполагает никаких сложных методик. Хотя применение поверхностно-активных веществ документально подтверждено в солюбилизации липофильных соединений в гидрофильной среде, в литературе нет сообщений об их применении в сочетании с неионным сорастворителем с последующим применением звуковой энергии для солюбилизации того же. Таким образом, данное изобретение может распространяться на солюбилизацию других липофильных терапевтических соединений, где предполагаются требующие много времени и сложные методики. Таким образом, данное изобретение имеет три аспекта, которые делают его неотъемлемым в промышленном масштабе и являются 1) экономными, 2) несложными методиками, 3) с пониженными затратами времени. Следующие примеры, которые включают предпочтительные варианты осуществления, будут служить для иллюстрации практического применения данного изобретения, понятно, что показанные детали являются примерами и служат иллюстративным обсуждением предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения. Пример 1. Способ наноэмульгирования куркумина. 12 г 98% куркумина помещают в аналитический стакан и добавляют 212 г полисорбата-80 и 224 г полиэтиленгликоля 400 и смесь обрабатывают ультразвуком в течение 30 мин при 25 кГц до полного растворения. Пример 2. Способ наноэмульгирования бис-о-диметилкуркумина. 12 г бис-о-диметилкуркумина помещают в аналитический стакан и добавляют 212 г полисорбата-80 и 224 г полиэтиленгликоля 400 и смесь обрабатывают ультразвуком в течение 30 мин при 25 кГц до полного растворения. Пример 3. Методика приготовления глазного состава. Приготовление раствора А: 1) точно взвешивают 20 г гидроксипропилметилцеллюлозы и добавляют ее в сосуд, содержащий 2 л воды (10% объема партии), который нагревают до приблизительно 90 С и выдерживают всю ночь; 2) на следующий день указанный раствор перемешивают до полного диспергирования, доводят объем до 6 л (30% объема партии) очищенной водой и тщательно перемешивают его для получения гомогенной дисперсии; 3) фильтруют указанный раствор через 2-мкм фильтр предварительной очистки в накопительный сосуд. Затем этот раствор автоклавируют. Приготовление раствора В: 1) заново собирают 14 л очищенной воды в технологический сосуд, точно взвешивают 4,67 г Буры,добавляют в технологический сосуд, перемешивают до полного растворения; 2) точно взвешивают 4 мл раствора бензалкониум хлорида, добавляют в технологический сосуд и перемешивают до полного растворения; 3) точно взвешивают 20 г эдетата динатрия, добавляют в технологический сосуд при перемешивании до полного растворения и 4) точно взвешивают 159 г хлорида натрия и добавляют его в технологический сосуд при перемешивании до полного растворения. Приготовление раствора С: 1) точно взвешивают 12 г 98% куркумина и добавляют его в аналитический стакан; 2) точно отмеряют 212 г полисорбата-80 и добавляют в аналитический стакан подходящего размера; 3) точно отмеряют 224 г полиэтиленгликоля 400 и добавляют его в стакан и 4) смесь обрабатывают ультразвуком в течение 30 мин до полного растворения. Приготовление раствора партии: 1) добавляют раствор С к раствору В и тщательно перемешивают; 2) фильтруют раствор через 0,2-мкм фильтр в автоклавированном накопительном сосуде, содержащем раствор А; 3) проверяют рН, который должен быть в диапазоне 5,8-6,4. Пример 4. Данные гранулометрического состава частиц для наноэмульгированного куркумина 98% и BDMC. Исследование гранулометрического состава частиц, проводимое на наноэмульгированном составе,дополнительно подтвердило, что молекулы куркумина существуют как наноразмерные частицы в настоящем составе. Исследование доказывает, что молекула куркумина, которая изначально составляет 374 нм в несоставленной форме, эмульгируется в частицы размером 8-11 нм с помощью уникального способа, который отмечен для такого усиленного транспорта и эффективности куркумина из данного состава. Исследование проводили с использованием анализатора размера частиц Malvern. Карта интенсивности рассеивания в зависимости от угла является главным источником информации, применяемой для вычисления размера частиц. Рассеивание частиц точно предсказывается моделью рассеивания Ми, позволяющей точное измерение в самом широком возможном динамическом диапазоне. При измерении лазерной дифракции частицы проходят через сфокусированный лазерный луч. Эти частицы рассеивают свет при угле, который обратно пропорционален их размеру. Угловую интенсивность рассеянного света затем измеряют сериями фотосенсорных детекторов. Преимущество такого исследования заключается в том, что нет подготовки образца. Исследование, проводимое по гранулометрическому составу частиц 98% куркумина, а также наноэмульгированного BDMC и 98% куркумина, четко показало, что размеры частиц наноэмульгированногоBDMC и 98% куркумина находились в диапазоне 8-11 нм, что является идеальным размером наноэмульгированного соединения по сравнению с размером частиц несоставленного 98% куркумина, который составлял 373 нм. Это четко показывает, что способ наноэмульгирования, доведенный до конца, эффективно превратил частицы большого размера в наноразмерные покрытые куркуминоидные частицы. Могут наблюдаться дополнительные пики, что обеспечено высокомолекулярными вспомогательными веществами, применяемыми для приготовления состава. Полученные результаты показывают, что данный способ наноэмульгирования, применяемый в исследовании, является простым и эффективным. Пример 5. Исследование биодоступности in vivo, проведенное на наноэмульгированном бис-одиметилкуркумине (BDMC). Биодоступность вышеупомянутого состава исследовали на клеточной линии А 549 фибробластов карциномы легкого человека. Они представляют собой прилипающие клетки со способностью быстрого роста. Клетки культивировали в среде DMEM (модифицированная по способу Дульбекко среда Игла),пока они не достигли 90% слияния, после чего их разделили в 12-луночные планшеты. Когда в культуральных планшетах наблюдали 90-100% слияние, их использовали для эксперимента. Обычно плотность засева 105 клеток на лунку может привести к 90% слитым культурам за 3 дня. Исследовали эффект концентрации наноэмульгированного бис-о-диметилкуркумина зависимым от дозы образом на эффективность транспорта указанного соединения в линии эпителиальных клеток А 549. Определение эффекта дозы с использованием различных концентраций состава данного изобретения проводили для исследования эффекта одного фармакокинетического параметра на транспорт бис-одиметилкуркумина в клетках А 549. Кривая доза-эффективность, показанная на графике (фиг. 1), представляющем выполненное исследование, показывает, что безусловно имеется зависимое от концентрации увеличение транспорта наноэмульгированного бис-о-диметилкуркумина через монослои клеток А 549, и, следовательно, можно сделать вывод, что концентрация безусловно является ключевым параметром в транспорте наноэмульгированного бис-о-диметилкуркумина. Транспорт состава, приготовленного согласно способу, раскрытому выше, далее был исследован invivo для ткани глаза кроликов в жидкости стекловидного тела. Жидкость стекловидного тела, таким образом, собрали и анализировали с использованием HPLC (высокоэффективная жидкостная хроматография). Соединение было транспортировано в выявляемых количествах и оценено при разных промежутках времени. Пример 6. Противокатарактная эффективность in vivo глазного состава 98% куркумина. Эксперимент эффективности in vivo на противокатарактный эффект состава показывает, что соединение способно проникать через глазные барьеры, достигать сетчатки и предотвращать образование катаракты у крыс. Исследование проводили для определения противокатарактного эффекта глазного состава 98% куркумина для разработки безопасного и эффективного лечения для предотвращения или задержки катаракты. Животных разделили на группы: группа I (контроль), группа II (селенит натрия) и группа III (лечение). На 10-й день постнатального периода глазной состав 98% куркумина закапали местно в глаза только животным группы III. 2 ч спустя подкожно ввели селенит натрия (25 мкМ/кгвес тела 5 мл/кгвес тела) животным групп II и III, после чего 5 мкл LP002-09 закапали местно в глаза только животным группы III. Глазной состав 98% куркумина закапывали трижды в день с интервалом 4 ч в течение одной недели, в то время как животных групп I и II не трогали на протяжении всего периода дозирования. Во время закапывания 98% куркумина веки крысят были аккуратно и осторожно открыты и удерживались примерно одну минуту для предотвращения разливания глазного состава 98% куркумина. Все животные наблюдались индивидуально на протяжении всего периода наблюдения на любые клинические признаки болезни и летальность. В день осмотра, т.е. когда крысята впервые открывают свои глаза, развитие катаракты наблюдали по присутствию или отсутствию помутнения расширением зрачка 0,8% тропикамидом. Катаракту оценивали по шкале от 0 до 4 согласно методике, описанной Muranov et al., (2004). Оценка 0 означала нормальные прозрачные хрусталики, оценка 1 означала субкапсулярное помутнение; оценка 2 означала ядерную катаракту, оценка 3 означала сильную ядерную катаракту; оценка 4 означала плотное помутнение, охватывающее все хрусталики, и результаты представлены в таблице ниже. Высокозначимый (Р 0,0001) при 5% уровне по сравнению с леченными селенитом натрия. Результаты. Ни одно животное не показало клинические признаки токсичности и летальность на протяжении всего периода эксперимента. Все глаза животных группы I (контроль) были выявлены чистыми. У животных группы II, которым ввели селенит натрия, развилась катаракта типа плотного помутнения в 70% глаз, сильная ядерная катаракта в 20% глаз и ядерная катаракта в 10% глаз, в то время как у животных группы III (лечение) наблюдалось отсутствие катаракты в 55% глаз (11 глаз), сильная ядерная катаракта в 10% (2 глаза), ядерная катаракта в 10% (2 глаза) и субкапсулярное помутнение в 25% глаз (5 глаз). При этих экспериментальных условиях, таким образом, заключено, что закапывание глазного состава 98% куркумина в глаз крысят Wistar эффективно снижает действие катаракты, вызываемой селенитом. Следовательно, эксперименты заключают, что куркумин транспортируется лучше из состава данного изобретения, что, тем самым, ведет к увеличенной биодоступности и, следовательно, к улучшенной эффективности. Исследования оральной биодоступности in vivo, выполняемые на крысах, показали в 14 раз улучшенную биодоступность, что четко показано на графике (фиг. 2) (график, приведенный ниже, розовая линия - несоставленный, голубая линия - составленный). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ наноэмульгирования натуральных и синтетически полученных куркуминоидов, где способ включает следующие этапы, на которых:a) подготавливают смесь куркуминоидов и неионного поверхностно-активного вещества, выбранного из полисорбата-80 и -20, полоксамеров, октоксинола, путем их перемешивания в соотношении 1:10;b) добавляют неионный сорастворитель, являющийся полиэтиленгликолем, в соотношении 1:10 относительно куркуминоидов с непрерывным перемешиванием, чтобы тщательно диспергировать куркуминоиды в смеси;c) подвергают полученную смесь обработке ультразвуком в течение 15-30 мин или до полной солюбилизации куркуминоидов, или до отсутствия видимых частиц в смеси иd) диспергируют смесь в водной фазе с последующим тщательным перемешиванием для солюбилизации куркуминоидов в воде. 2. Способ по п.1, где натуральные куркуминоиды выбирают из куркумина, бисдиметоксикуркумина и/или диметоксикуркумина. 3. Способ по п.1, где синтетические куркуминоиды выбирают из синтетически полученного бис-о-6 019446 диметилкуркумина и/или других диметилированных куркуминоидов. 4. Способ по п.1, где куркуминоиды присутствуют в количестве от 0,04 до 2,5% мас./об. 5. Способ по п.1, где при наноэмульгировании получают частицы солюбилизированных куркуминоидов. 6. Способ по п.1, где размер частиц солюбилизированных куркуминоидов находится в диапазоне 811 нм.