Патент на изобретение №2255939

(54) ГЛИЦЕРАТЫ КРЕМНИЯ, ОБЛАДАЮЩИЕ ТРАНСКУТАННОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ МЕДИКАМЕНТОЗНЫХ СРЕДСТВ, И ГЛИЦЕРОГИДРОГЕЛИ НА ИХ ОСНОВЕ

(57) Реферат:

Описываются глицераты кремния, обладающие транскутанной проводимостью медикаментозных добавок, состав которых отвечает формуле S_i(С₃Н₇O₃)₄· хС₃Н₈O₃, где 3 x 10 с динамической вязкостью 4,6-28,5 Па· сек (20±0,5° С), полученные взаимодействием тетраэтоксисилана с глицерином в мольном соотношении 1:(7-14) в присутствии тетрабутоксититана (0,06 моль/моль тетраэтоксисилана) с удалением образующегося этилового спирта при нагревании реакционной массы до 120-130° С и выдержкой при этой температуре в течение не менее 3 часов, и глицерогидрогели на основе элементоорганических глицератов, содержащие воду и гелеобразующую добавку, которые содержат в качестве элементоорганических глицератов глицераты кремния, состав которых отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· хС₃Н₈O₃, где 3 х 10 а в качестве гелеобразующей добавки содержат электролит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глицераты кремния 8,2-65,1

электролит 0,1-0,6

вода остальное

Таким образом, предлагаемые соединения – глицераты кремния, а также глицерогидрогели на их основе являются физиологичеки активными веществами, обладающими транскутанной проводимостью медикаментозных средств с возможным широким спектром применения в медицине. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к новым химическим соединениям, а также к глицерогидрогелям на их основе, обладающим транскутанной проводимостью медикаментозных средств, которые могут найти применение в качестве физиологически-активной гелевой основы трансдермальных терапевтических систем, обладающих высокой пенетрирующей способностью.

Известно применение диметилсульфоксида (димексида) ДМСО в качестве биологически активного вещества, проявляющего транскутанную и противовоспалительную активность (Машковский М.Д. Фармацевтический справочник, М.: Медицина, 1993, т.1, с.222).

Но димексид часто не переносится больными, имеет неприятный запах, вызывает аллергические реакции, ингибирует эндогенное дыхание, снижает оксигенацию тканей.

Известны в качестве транскутанных проводников биоразлагаемые вещества сложной структуры, в частности группа сложных эфиров длинноцепочечных алифатических кислот с N,N-дизамещенными аминоспиртами [Патент РФ №2165265, А 61 К 47/16, 2000 год], которые усиливают абсорбцию для фармацевтических композиций местного применения.

Одним из недостатков известных усилителей абсорбции является невозможность эффективно использовать их для лечения заболеваний человека, поскольку многие из них имеют повышенные показатели токсичности, вызывают реакцию и/или раздражение на коже в месте их применения.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является гелевая форма сольва-токомплекса “тетракоптан гидроксо-тетракис (окси-3,4-дигидроксипропил)титана с декан-1,2,3-тригидроксипропаном”, обладающего транскутанной проводимостью медикаментозных добавок (тизоль). Продукт нетоксичен, проявляет высокую транскутанную активность по отношению к исследованным лекарственным средствам: йодиду калия, салициловой и аскорбиновой кислотам (Патент РФ №1838318, C 01 F 7/28, 1993 год).

Как известно, титан не является эссенциальным (жизненно необходимым) элементом, поэтому наличие его в известном сольватокомплексе не может оказывать существенного влияния на жизнедеятельность организма при использовании комплекса в качестве транскутанного проводника лекарственных средств.

Таким образом, перед авторами стояла задача получить новые биологически активные соединения и гели на их основе, обладающие наряду с высокой транскутанной проводимостью лекарственных средств и нетоксичностью также возможностью оказывать дополнительное положительное воздействие на организм, что предполагает более широкий по сравнению с прототипом спектр применения в медицине.

Поставленная задача решена путем применения новых соединений, а именно глицератов кремния, обладающих транскутанной проводимостью медикаментозных средств, состав которых отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· xC₃H₈O₃, где 3 x 10, с динамической вязкостью 4.6-28.5 Па· сек (20±0.5° С), полученных взаимодействием тетраэтоксисилана с глицерином в мольном соотношении 1:(7-14) в присутствии тетрабутоксититана (0.06 моль/моль тетраэтоксисилана) с удалением образующегося этилового спирта при нагревании реакционной массы до 120-130° С и выдержкой при этой температуре в течение не менее 3 часов.

Поставленная задача также решена путем использования глицерогидрогелей на основе элементоорганических глицератов, содержащих воду и гелеобразующую добавку, которые в качестве элементоорганических глицератов содержат глицераты кремния, состав которых отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· xC₃H₈O₃, где 3 x 10, а в качестве гелеобразующей добавки содержат электролит, например соляную кислоту, хлорид натрия, хлорид кальция, фторид калия и др., при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глицераты кремния 48.2-65.1

электролит 0.1-0.6

вода остальное

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известны биологически активные соединения, состав которых отвечает выше указанной формуле, полученные предлагаемым способом, а также глицерогидрогели на их основе, содержащие компоненты в заявляемых интервалах.

Кремний является эссенциальным элементом для нормального функционирования организма человека. Важная биологическая роль кремния является предпосылкой для использования соединений кремния в качестве пенетранта – переносчика лекарственных средств. Известна способность кремния концентрироваться в определенных органах, а также стимулировать рост соединительной и эпителиальной ткани при использовании соединений кремния для борьбы с такими заболеваниями как язвы, ожоги, раны и др. Содержание кремния в органах и тканях при различных заболеваниях может значительно изменяться и не исключено, что нарушение его обмена может являться причиной целого ряда заболеваний [Воронков М.Г., Зелчан Г.И., Лукевиц Э.Я. Кремний и жизнь. Биохимия, фармакология и токсикология соединений кремния. Рига: Зинатне, 1978, 587 с.].

Следовательно, решение вопроса об использовании органических соединений кремния в качестве транспортных форм лекарственных средств с учетом возможности влияния на кремниевый обмен является актуальной задачей.

Предлагаемые глицераты кремния, а также глицерогидрогели на их основе, обладая высокой транскутанной проводимостью лекарственных средств, нетоксичностью, местной антибактериальной активностью, являются удобной формой для местного применения, что дает возможность не только использовать различные трансдермальные терапевтические системы, но и позволяет, кроме того, регулировать кремниевый обмен в организме человека, восполняя в случае недостатка его содержание.

Способ получения предлагаемых новых соединений – глицератов кремния, состав которых отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· xС₃Н₈O₃, где 3 x 10, отличается простотой и может быть осуществлен следующим образом. Способ предусматривает реакцию тетра-этоксисилана с глицерином в мольном соотношении 1:(7-14) в присутствии катализатора – тетрабутоксититана (0.06 моль/моль тетраэтоксисилана) с последующим удалением образующегося этилового спирта при нагревании реакционной массы до 120-130° С и выдержкой при этой температуре в течение не менее 3 часов. Полученный продукт представляет собой густую белую жидкость с динамической вязкостью 4.6-28.5 Па· сек (20±0.5° С) в зависимости от значений x в формуле и охарактеризован данными элементного анализа, рефрактометрии, ИКС, ДТА. Динамическую вязкость определяют на вискозиметре ротационного типа Viscotester 6^R.

Глицерогидрогели на основе предлагаемых глицератов, состав которых отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· xС₃Н₈O₃· уН₂O, где 3 x 10, 20 у 40, могут быть получены следующим образом. К полученной субстанции глицератов кремния при температуре 80-95° С и перемешивании добавляют воду в присутствии гелеобразующей добавки – электролита (например, соляной кислоты, хлорида натрия, хлорида кальция, фторида калия и др.), в количестве 0.1-0.6 мас.% от общего веса до получения однородного геля различной консистенции в зависимости от соотношения x и у в формуле [мас.% глицератов кремния 48.2-65.1], прозрачного или полупрозрачного, от белого цвета до бесцветного, без запаха, устойчивого при хранении. Продукты охарактеризованы данными элементного анализа, рефрактометрии, ИКС, ДТА, которые подтверждают образование геля в заявляемых условиях.

Химизм образования кремнийорганических глицератов включает каталитическую реакцию алкоголиза тетраэтоксисилана с выделением теоретического количества спирта и образованием смеси тетракис- (в основном), трис- и бис-глицератов кремния: Si[OCH₂-CH(OH)-CH₂OH]₄, [OCH₂-CH(OH)-CH₂O]Si[OCH₂-CH(OH)-CH₂OH]₂ и Si[OCH₂-CH(OH)-CH₂O]₂, и процессы их поликонденсации, диспропорционирования, перегруппировок, возможные при повышенных температурах и приводящие в избытке глицерина к получению продукта, состав которого соответствует формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· xС₃Н₈О₃. При взаимодействии образующейся смеси глицератов кремния с водными растворами возможен ускоряемый различными добавками гидролиз связей Si-O-C с образованием связей Si-O-H и Si-O-Si, приводящий в конечном счете к формированию дисперсной фазы. Образующиеся частицы дисперсной фазы соединяются между собой в рыхлую пространственную сетку, которая содержит в своих ячейках дисперсионную среду (вода и глицерин), лишая текучести систему в целом. Стабилизации образующегося геля способствует также комплексообразование по связям Si-O-Si, Si-O-C и С-О-Н, Н-O-Н с образованием сольватокомплексов.

Содержание глицератов кремния в глицерогидрогеле определяется наиболее приемлемой консистенцией геля для практического использования его как в качестве самостоятельного средства для местного применения, так и основы трансдермальных терапевтических систем. Содержание электролита менее 0.1 мас.% оказывает слабое гелеобразующее действие, содержание более 0.6 мас.% уже не способствует гелеобразованию, но может привести к ухудшению физико-химических и биологических свойств геля.

Нижеследующие примеры характеризуют способ получения глицератов кремния и кремнийорганических глицерогидрогелей на их основе, а также биологическую активность соединений.

Пример 1

В одногорлую круглодонную колбу, снабженную двурогой насадкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают 63.37 г (0.688 моль) глицерина. В нагретый до 60° С глицерин при перемешивании порционно добавляют 10.24 г (0.046 моль) тетраэтоксиси-лана в присутствии 1.01 г (0.003 моль) тетрабутоксититана (что составляет в мольном соотношении тетраэтоксисилан:глицерин=1:14). Реакционную массу прогревают в течение 3 часов при температуре 100° С с обратным холодильником, затем для удаления спирта вакуумируют на роторном испарителе до постоянного веса (что соответствует убыли теоретического количества этилового спирта) при остаточном давлении 2-5 мм рт.ст. и температуре 130° С, а затем выдерживают при этой же температуре в течение 3 часов. Получают продукт в виде густой белой жидкости в количестве 64.56 г (выход 99%) с динамической вязкостью 4.6 Па· сек (20±0.5° С), n_Д ²⁰=1.4777, неограниченно смешивающейся с водой. Состав полученного продукта отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· 10С₃Н₈O₃.

Найдено, %: С 38.59; Н 8.32; Si 2.10. C₄₂H₁₀₈O₄₂Si

Вычислено, %: С 38.41; Н 8.29; Si 2.14.

Наличие основных групп и связей в ИК-спектре валентных и деформационных колебаний подтверждается полосами поглощения в области ( , см^-1): 3400 (ОН); 1050 (С-O в С-O-Н перв.); 1110 (С-O в С-O-Н втор.); 2935, 2880 (С-Н); 1220 (СН₂).

Пример 2

В одногорлую круглодонную колбу, снабженную двурогой насадкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают 62.53 г (0.679 моль) глицерина. В нагретый до 60° С глицерин при перемешивании порционно добавляют 20.27 г (0.097 моль) тетраэтоксиси-лана в присутствии 1.99 г (0.0058 моль) тетрабутоксититана (что составляет в мольном соотношении тетраэтоксисилан:глицерин=1:7). Реакционную массу прогревают в течение 3 часов при температуре 100° С с обратным холодильником, затем для удаления спирта вакуумируют на роторном испарителе до постоянного веса (что соответствует убыли теоретического количества этилового спирта) при остаточном давлении 2-5 мм рт.ст. и температуре 120° С, а затем выдерживают при этой же температуре в течение 3 часов. Получают продукт в виде густой белой жидкости в количестве 65.09 г (выход 99%), неограниченно смешивающейся с водой, с динамической вязкостью 28.5 Па· сек (20±0.5° С), n_Д ²⁰=1.4833. Состав полученного продукта отвечает формуле Si(C₃H₇O₃)₄· 3С₃Н₈O₃.

Найдено, %: С 37.99; Н 8.02; Si 4.10. C₂₁H₅₂O₂₁Si.

Вычислено, %: С 37.72; Н 7.84; Si 4.20.

Наличие основных характеристических валентных и деформационных колебаний подтверждается полосами поглощения в областях по примеру 1.

Пример 3

К полученному по примеру 1 продукту в количестве 64.56 г при 80° С приливают порционно при перемешивании 35.44 г (массовое соотношение вода:остаток=1:1.82) подкисленной воды (рН 1.0), что соответствует содержанию 0,1 г (0,1 мас.% НСl от общего веса). Перемешивание проводят при температуре 80-95° С.

Получают продукт в виде полупрозрачного бесцветного геля в количестве 100.0 г (выход 100%); n_Д ²⁰=1.4548. Состав продукта отвечает формуле Si(C₃H₇O₃)₄· 10С₃Н₈O₃· 40Н₂O.

Найдено, %: С 24.76; Н 9.17; Si 1.30. C₄₂H₁₈₈O₈₂Si.

Вычислено, %: С 24.80; Н 9.32; Si 1.38.

Гель нерастворим в обычных органических растворителях, не полностью растворим в воде.

Получение кремнийорганического глицерогидрогеля подтверждают данные рефрактометрического и термогравиметрического методов исследования.

Показатели преломления глицерогидрогеля и смеси глицератов кремния (субстанции для получения геля) с водным раствором составляют соответственно n_Д ²⁰ 1.4548 и n_Д ²⁰ 1.4221. Теоретически рассчитанное значение показателя преломления для смеси по аддитивной схеме с учетом процентного содержания компонентов n_Д ²⁰ 1.4356 [n_Д ²⁰ 1.4777 для субстанции и n_Д ²⁰ 1.3321 для воды].

Термогравиметрические исследования проведены на дериватографе фирмы MOM, тип ОД – 102 при скорости нагрева 5° /мин. Сравнительные данные для геля и смеси глицератов кремния с водным раствором свидетельствуют о существенном повышении термостойкости в случае геля; наиболее термостойкими являются глицераты кремния (фиг.1, таблица 1).

Для кремнийорганического глицерогидрогеля, состав которого отвечает формуле Si(C₃H₇O₃)₄· 10 C₃H₈O₃· 40Н₂O, определены параметры острой токсичности, транскутанная и антибактериальная активность (см. ниже).

Пример 4

К полученному по примеру 1 продукту в количестве 64.56 г при 80° С приливают порционно при перемешивании 35.44 г водного раствора, содержащего 0,1 г фторида калия (0,1 мас.% от общего веса, массовое соотношение вода:остаток=1:1.82). Перемешивание проводят при температуре 80-95° С.

Получают продукт в виде прозрачного бесцветного геля в количестве 100.0 г (выход 100%); n_Д ²⁰=1.4550. Состав продукта отвечает формуле Si(C₃H₇O₃)₄· 10 С₃Н₈O₃· 40 Н₂O.

Найдено, %: С 24.76; Н 9.17; Si 1.30. C₄₂H₁₈₈O₈₂Si.

Вычислено, %: С 24.80; Н 9.32; Si 1.38.

Гель нерастворим в обычных органических растворителях, не полностью растворим в воде.

Пример 5

К полученному по примеру 1 продукту в количестве 64.56 г при 80° С приливают порционно при перемешивании 35.44 г водного раствора, содержащего 0,6 г хлорида кальция (0,6 мас.% от общего веса, массовое соотношение вода:остаток=1:1.82). Перемешивание проводят при температуре 80-95° С.

Получают продукт в виде полупрозрачного белого геля в количестве 100.0 г (выход 100%); n_Д ²⁰=1.4542. Состав продукта отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· 10 C₃H₈O₃· 40 Н₂O.

Найдено, %: С 24.76; Н 9.17; Si 1.30. C₄₂H₁₈₈O₈₂Si.

Вычислено, %: С 24.80; Н 9.32; Si 1.38.

Гель нерастворим в обычных органических растворителях, не полностью растворим в воде.

Пример 6

К полученному по примеру 2 продукту в количестве 65.09 г при 80° С приливают порционно при перемешивании 34.91 г водного раствора, содержащего 0.6 г (0,6 мас.% от общего веса) хлорида натрия (массовое соотношение вода:остаток=1:1.86). Перемешивание проводят при температуре 80-95° С.

Получают продукт в виде прозрачного бесцветного геля в количестве 100.0 г (выход 100%); n_Д ²⁰=1.4306. Состав продукта отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· 3 C₃H₈O₃· 20 Н₂О.

Найдено, %: С 24.63; Н 9.17; Si 2.62. C₂₁H₉₂O₄₁Si.

Вычислено, %: С 24.51; Н 9.01; Si 2.73.

Гель нерастворим в обычных органических растворителях, не полностью растворим в воде.

Пример 7

К полученному по примеру 2 продукту в количестве 48.24 г при 80° С приливают порционно при перемешивании 51.76 г (массовое соотношение вода:остаток=1:0.93) подкисленной воды [рН~0.5, что соответствует содержанию в нем 0,6 г (0,6 мас.%) НСl]. Перемешивание проводят при температуре 80-95° С.

Получают продукт в виде прозрачного бесцветного геля в количестве 100.0 г (выход 100%); n_Д ²⁰=1.4217. Состав продукта отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· 3С₃Н₈O₃· 40Н₂O.

Найдено, %: С 18.02; Н 9.70; Si 1.95. C₂₁H₁₃₂O₆₁Si.

Вычислено, %: С 18.15; Н 9.58; Si 2.2.

Гель нерастворим в обычных органических растворителях, не полностью растворим в воде.

Определение острой токсичности

Испытания проведены в Уральской государственной медицинской академии.

Исследование острой токсичности кремнийорганического глицерогидрогеля, состав которого соответствует формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· 10С₃Н₈O₃· 40Н₂O, проведено согласно Руководству по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ [М.: ЗАО “ИИА (Премидиум)”, 2000, 398 с.] на белых мышах обоего пола массой 18-23 г и белых крысах также обоего пола массой 180-230 г. Экспериментальные животные содержались в виварии при температуре 18-20° С в условиях естественного светового цикла на стандартной диете при свободном доступе к пище и воде. Субстанцию исследуемого вещества вводили в желудок через зонд и внутрибрюшинно однократно в форме 50% и 10% водных гелей. Всего испытано шесть доз на 12 группах мышей (по 6 самок и 6 самцов) и 12 группах крыс (также по 6 самок и 6 самцов).

После введения субстанции геля ежечасно наблюдали за поведением животных в течение первых суток, а в последующие 13 дней – ежедневно. В процессе эксперимента регистрировались в зависимости от дозы общая двигательная активность животных, нервно-мышечная возбудимость, рефлексы (болевой, роговичныи), вегетативные реакции (саливация, диурез, дифекация).

Параметры острой токсичности рассчитаны методом пробит-анализа (М.Л.Беленький, 1963) и соответствуют следующим величинам: ЛД₅₀ для мышей при внутрижелудочном введении 670 мг/кг массы животного, для крыс 870 мг/кг; ЛД₅₀ для мышей при внутрибрюшинном введении 448 мг/кг, для крыс 699 мг/кг.

Таким образом, испытуемое вещество, кремнийорганический глицерогидрогель, относится к малотоксичным соединениям (IV класс опасности).

Исследование транскутанной проводимости (чрескожной проницаемости)

Сущность метода заключается в измерении степени диффузии исследуемого препарата через естественные мембраны из интактной кожи (in vitro). Опыты проводили на изолированной коже практически здоровых половозрелых самцов белых крыс линии Вистар массой 225-250 г, содержавшихся на стандартном сбалансированном рационе вивария. Взятые с передней стенки живота крысы под общим эфирным наркозом лоскуты кожи освобождали от подкожной жировой клетчатки, удаляли с поверхности кожи волосяной покров, промывали изотоническим раствором хлорида натрия, после чего проверяли под лупой на целостность поверхностной части эпидермиса.

Подготовленную таким образом кожу прочно закрепляли на основаниях полых стеклянных трубок диаметром 1.0 см с выемкой для лигатуры. В образовавшиеся цилиндры наливали по 5 мл испытуемого раствора. Основание каждого цилиндра с кожей погружали в отдельный бюкс с 5 мл изотонического раствора хлорида натрия. Отмечали уровень жидкости для контроля целостности кожи и прочности ее закрепления лигатурой. Каждую серию опытов проводили параллельно при одинаковой температуре и времени выдержки. В некоторых случаях использовали стеклянные трубки с отогнутыми вверх основаниями для предотвращения оседания осадка на поверхности кожи. Использовали также диффузионные камеры различных конструкций. Таким образом, кожа служила мембраной, разделяющей два раствора с различной концентрацией диффундирующего вещества. После определенной экспозиции [20 и 15 час соответственно при температурах (36±1)° С и (20±2)° С)] изотонические растворы в бюксах анализировали на содержание веществ, проникших через всю толщу кожи.

В качестве методов физико-химического анализа прошедших через кожу веществ использовали УФ-спектроскопию (органические вещества), а также атомно-абсорбционную и атомно-эмиссионную спектрофотометрию (калий, кремний, титан). Ипользовали спектрофотометры фирмы Перкин Элмер 403 (РЕ-403) (атомно-абсорбционный метод) и Жобен-Ивон (JY-48) (атомно-эмиссионный метод); УФ-спектрофотометр UV -ViS.

Степень чрескожной проницаемости (Р) оценивали в % к исходной концентрации исследуемого вещества, учитывая, что объемы растворов над и под мембраной из кожи – одинаковы.

Каждая серия опытов включала изучение чрескожной проницаемости одного из 4 исследуемых лекарственных препаратов (каждого – на лоскутах кожи одной крысы): йодид калия, салициловая кислота, лидокаина гидрохлорид и диклофенак натрия. Исходные концентрации препаратов в изотонических растворах составляли 1.0 или 1.8%. При этом проводилось определение степени чрескожной проницаемости исследуемых препаратов в присутствии следующих добавок (10%): ДМСО, глицераты кремния [Si(С₃Н₇O₃)₄· 10С₃Н₈O₃], кремнийорганический глицерогидрогель [Si(С₃Н₇O₃)₄· 10С₃Н₈O₃· 40 Н₂O], тизоль [Тi(С₃Н₇O₃)₄· 10С₃Н₇О₃· 40 Н₂О]. Контролем служил изотонический раствор с лекарственными препаратами без добавок. Результаты представлены на фиг.2.

Как следует из приведенных на чертеже данных, глицераты кремния и глицерогидрогель на их основе являются активными транскутанными проводниками исследованных медикаментозных средств: йодида калия, салициловой кислоты, лидокаина гидрохлорида и диклофенака натрия, не только не уступающими по активности тизолю, но даже несколько превосходящими его. При этом наиболее активными являются глицераты кремния – субстанция для получения глицерогидрогеля.

Следует также отметить, что влияние как кремнийорганического глицерогидрогеля, так и титанорганического (тизоля) на чрескожную проницаемость исследованных препаратов зависит от природы препарата и может быть различным по отношению к ДМСО. Выявлен ряд особенностей в свойствах по сравнению с тизолем: чрескожная абсорбция кремния по сравнению с титаном по данным атомно-эмиссионной спектрофотометрии в несколько раз выше.

Определение антибактериальной активности

Исследование антимикробных свойств кремнийорганического геля, состав которого соответствует формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· 10С₃Н₈O₃· 40 Н₂O, проведены в Центре военно-технических проблем биологической защиты НИИ Микробиологии МО РФ относительно пяти штаммов тест-культур микроорганизмов, являющихся возбудителями некоторых инфекционных заболеваний: Staphylococcus aureus 209 Р, Escherihia coli 25922, Bacillus subtilis ATCC 6633, Salmonella typhimurium 55, Candida albicans 690.

Культуры штаммов получены из музейной коллекции Государственного института стандартизации и контроля им. Л.А.Тарасевича.

Антимикробную активность образцов определяли в соответствии с Методическими указаниями по изучению противомикробной активности фармакологических веществ и Методическими указаниями по изучению противогрибковой активности фармакологических веществ (Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ, 2000).

Для изучения антимикробных свойств геля использовали метод диффузии в агар, применяемый для оценки антибиотических свойств продуцентов антибиотиков и антибиотиков в виде готовых лекарственных препаратов, преимущественно в форме мазей для наружного применения, а также общепринятый количественный метод последовательных серийных разведении в жидкой питательной среде.

При изучении активности синтезированного геля и контрольных образцов методом диффузии в агар в стерильные чашки Петри (пластмассовые разового использования) разливали питательную агаризованную среду (с содержанием аминного азота 30 мг% и рН 7.0-7.2). Предварительно в расплавленную и охлажденную до 45-48° С среду вносили соответствующую тест-культуру в концентрации 1· 10⁷ микробных клеток (по оптическому стандарту мутности) на 1 см³ среды. После застывания и подсушивания питательной среды в течение 60 мин на ее поверхность накладывали кольца из нержавеющей стали с внутренним диаметром кольца (6.0±0.1) мм и высотой (2.5±0.1) мм. В кольца помещали навески исследуемых соединений, вазелина и линимента стрептоцида 5%-ного растворимого (в качестве контроля), а также для сравнения тизоль. Масса навесок, помещенных в кольца, составляла ~ 50 мг. По величине зоны ингибирования роста вокруг кольца (диаметру роста) после 20-часового инкубирования при температуре (36±1)° С судили об отсутствии или наличии и о степени выраженности антибактериального действия исследуемых соединений. Результаты представлены в таблице 2.

Как видно из данных таблицы 2, более выраженным является антибактериальное действие геля в отношении культур тест-штамма Staphylococcus aureus 209 Р и Bacillus subtilis ATCC 6633: на чашках уже через 18-20 часов вокруг образца геля отмечали задержку роста культур, что указывает на их угнетение (по сравнению с вазелином) антибиотическим веществом, содержащимся в геле. Зона угнетения роста вокруг образца геля на чашках составляла 11.0-12.2 мм. В отношении грамотрицательных бактерий гель проявляет несколько меньшую активность. При этом во всех случаях значительно уступает по активности контрольному образцу – линименту стрептоцида: зона угнетения 18,0-22,5 мм.

Изучаемый образец геля не подавлял роста культуры Candida albicans.

Образец сравнения, тизоль, при непосредственном контакте не способен подавить рост ни одного из исследуемых тест-микроорганизмов.

В исследованиях методом серийных разведений использовали жидкую питательную среду – мясо-пептонный бульон без глюкозы с рН 7.2-7.4. Антибактериальную активность образцов исследовали в диапазоне концентраций 200.0-0.64 мг· см^-3 в отношении тест-микроорганизмов Staphylococcus aureus 209 Р, Escherihia coli 25922 и Bacillus subtilis ATCC 6633. Точные навески образцов вносили в пробирки, затем стерильно приливали 2 мл мясо-пептонного бульона. Контролем роста тест-культур служили пробирки, в которые не вносили образцы соединений. Во всех вариантах опытов микробная нагрузка составляла 1· 10⁶ КОЕ (колониеобразующих единиц) на 1 см³ питательной среды. O степени антибактериальной активности соединения судили по величине МПК (мг· см^-3) – наименьшей концентрации вещества, при которой отсутствовал видимый рост соответствующей тест-культуры после 20-часового инкубирования при температуре (36±1)° С.

Установлено, что в случае тест-культур Staphylococcus aureus 209 Р и Bacillus subtilis ATCC 6633 рост микроорганизмов полностью подавляется при значениях МПК, равных 100 мг· см^-3; для Escherihia coli 25922 эта величина составляет 200 мг· см^-3. Образец сравнения, тизоль, не способен полностью подавить рост исследуемых тест-культур, хотя при концентрации, большей 200 мг· см^-3, несколько ингибирует их рост. Следует отметить, что величина МПК, составляющая 100-200 мг· см^-3, свидетельствует о слабой антибактериальной активности по сравнению со стандартными величинами для антибиотиков, например гинтамицин сульфата (по данным литературы в случае Staphylococcus aureus, от 0.1 до 16 мг· см^-3), что не позволяет говорить об исследуемом кремнийорганическом глицерогидрогеле как об активном антибактериальном препарате системного действия.

Однако установлено, что кремнийорганический глицерогидрогель обладает местным антибактериальным действием различной степени выраженности в отношении всех (за исключением Candida albicans 690) исследуемых штаммов, но наиболее значительно этот эффект проявляется при использовании тест-культур Staphylococcus aureus 209 Р и Bacillus subtilis ATCC 6633.

Таким образом, предлагаемые соединения – глицераты кремния, а также глицеро-гидрогели на их основе являются физиологичеки активными веществами, обладающими транскутанной проводимостью медикаментозных средств с возможным широким спектром применения в медицине.

Формула изобретения

1. Глицераты кремния, обладающие транскутанной проводимостью медикаментозных средств, состав которых отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· хС₃Н₈O₃, где 3 х 10, с динамической вязкостью 4,6-28,5 Па· с (20±0.5° С), полученные взаимодействием тетраэтоксисилана с глицерином в мольном соотношении 1:(7-14) в присутствии тетрабутоксититана (0,06 моль/моль тетраэтоксисилана) с удалением образующегося этилового спирта при нагревании реакционной массы до 120-130° С и выдержкой при этой температуре в течение не менее 3 ч.

2. Глицерогидрогели на основе элементоорганических глицератов, содержащие воду и гелеобразующую добавку, отличающиеся тем, что они содержат в качестве элементоорганических глицератов глицераты кремния, состав которых отвечает формуле Si(С₃Н₇O₃)₄· хС₃Н₈O₃, где 3 x 10, а в качестве гелеобразующей добавки содержат электролит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глицераты кремния 48,2-65,1

Электролит 0,1-0,6

Вода Остальное

РИСУНКИ

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Учреждение Институт органического синтеза Уральского отделения Российской академии наук (Учреждение ИОС Уро РАН)

НИЛ

Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Силафарм”

Договор № РД0008916 зарегистрирован 22.05.2006

Извещение опубликовано: 10.07.2006 БИ: 19/2006

* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия