Компонент, обеспечивающий поверхностно-активные свойства композиций - аналогов препаратов для заместительной сурфактантной терапии легочных заболеваний

 

Изобретение относится к области медицины и касается применения гидрированного соевого фосфатидилхолина (Фосфолипон-90Н) в качестве активного компонента, обеспечивающего поверхностно-активные свойства препаратов для заместительной сурфактантной терапии. Изобретение обеспечивает необходимые для сурфактантной терапии поверхностно-активные свойства препаратов при низкой их стоимости. 2 табл.

Изобретение относится к медицине, а именно к технологии получения лекарственных препаратов для заместительной сурфактантной терапии респираторных дистресс-синдромов (РДС), возникающих у недоношенных новорожденных из-за недоразвития собственной системы легочного сурфактанта и у взрослых в результате некоторых тяжелых шоковых воздействий и заболеваний.

Актуальность проблемы обусловлена чрезвычайно высокой стоимостью имеющихся для лечения этих заболеваний лекарственных препаратов, в частности разрешенного в России (с 1994 года) препарата "Экзосурф" (Exosurf Neonatal, производство фирмы "Wellcome Foundation", Великобритания) - стоимость разовой дозы составляет более 500 долларов США, что связано со сложностью синтеза основного действующего компонента (дипальмитоилфосфатидилхолина - ДПФХ), а также монополией фирмы-производителя. Этот же компонент составляет основу и другого искусственного сурфактантного препарата "АЛЕК" (производство США) и также обуславливает практически столь же высокую стоимость последнего. В мире имеется и ряд других сурфактантных препаратов, получаемых на основе экстрактов из легких свиньи или крупного рогатого скота ("Сурванта", "Куросурф", новый российский препарат "Сурфактант-BL"). Их стоимость также велика (200-400 долларов), и кроме того, в связи с увеличением в последнее время заболеваемости животных (ящуром, губчатым энцефалитом) их использование сопряжено с риском заражения и связанными с этим дополнительными мерами контроля.

Вместе с тем потребность в таких препаратах достаточно велика, так как РДС развивается у 20% недоношенных детей и является основной причиной перинатальной заболеваемости и смертности [1]. В такой стране, как США отмечалось в среднем около 40 000 случаев РДС в год [2], что при экстраполяции на численность населения России может косвенно свидетельствовать о высокой распространенности этого заболевания у нас в стране. Кроме того, у 27% новорожденных с низким весом даже при отсутствии РДС наблюдается "респираторная недостаточность", требующая дополнительного снабжения кислородом или содержания в условиях постоянного повышенного давления. Такое состояние, так же как и РДС, купируется введением экзогенного сурфактантного препарата.

Кроме того, в последние годы возросла частота РДС у взрослых, возникающего как следствие физической травмы, выраженного радиационного или химического поражения легких или передозировки ряда наркотиков (героин или барбитураты).

Все эти случаи обусловлены отсутствием или недостаточностью (у новорожденных) или повреждением (у взрослых) собственного сурфактанта - тонкой, в основном фосфолипидной, пленки на поверхности альвеол, препятствующей их слипанию при выдохе. Ингаляторное введение искусственного сурфактанта восстанавливает возможность дыхания до момента регенерации собственного, эндогенного сурфактанта, для чего в случае РДС новорожденных иногда достаточно 1-2 разовых доз препарата. Однако, естественно, столь высокая стоимость не позволяет использовать его во всех необходимых случаях, что часто приводит к летальному исходу.

Основным компонентом нативного сурфактанта и всех имеющихся на сегодняшний день его аналогов является фосфолипид ДПФХ, в состав которого входит два остатка пальмитиновой кислоты (C_16:0), обеспечивающие его высокие поверхностно-активные свойства: способность "распластываться" и "сжиматься" на границе раздела фаз "вода - воздух" (возникающей на поверхности легочных альвеол в процессе дыхания). Помимо упомянутого выше Экзосурфа ДПФХ является действующим началом других используемых в мире подобных препаратов, в том числе на основе сырья из легких крупного рогатого скота или свиньи, или амниотической жидкости человека [3]. Все они помимо риска переноса возможных болезней от организма-донора также достаточно дороги. Имеются сообщения о смеси насыщенных и ненасыщенных фосфолипидов вместе с триглицеридами и/или стероидами как о составе для заместительной сурфактантной терапии [4].

Наиболее близким к предлагаемой является "композиция для легочного сурфактанта"[1, 5] , на основе которой выпускается препарат "Экзосурф", в каждой ампуле которого содержится 108 мг ДПФХ, 12 мг цетилового спирта (гексадеканола), и 8 мг тилоксапола, для обеспечения плотности физиологического раствора добавляется также 46,75 мг NaCl. Непосредственно перед использованием содержимое ампулы растворяют в 8 мл стерильной воды (конечная концентрация ДПФХ, гексадеканола и тилоксапола составляет соответственно 13,5, 1,5 и 1 мг/мл) [1].

Целью настоящего изобретения является поиск возможности замены синтетического ДПФХ на более доступный по стоимости компонент с близким химическим составом и обладающим близкими поверхностно-активными свойствами.

Следует отметить, что имеются сообщения об использовании в пульмонологии фосфатидилхолина соевых бобов, представляющего собой, главным образом, дилинолеоил-фосфатидилхолин (ДЛФХ), содержащий в отличие от ДПФХ два остатка линолевой (диненасыщенной) жирной кислоты (C_18:2). Однако его вводили не для купирования уже развившегося РДС, а женщинам последних недель беременности - для ускорения формирования сурфактанта плода (т.е. предотвращения РДС), а также для лечения острой и хронической пневмонии [6]. Для лечения же РДС этот фосфолипид в приципе не годится, так как он из-за присутствия двух ненасыщенных углеводородных цепей (вместо двух насыщенных в ДПФХ) не в состоянии обеспечить необходимый уровень поверхностной активности монослоя.

Известен относительно недорогой препарат (268 "евро" за 1 кг) - модифицированный соевый фосфатидилхолин - под торговым названием "Фосфолипон-90Н" (производство фирмы Rhone-Poulenk, Nattermann Phospholipid Gmbh, Германия - Франция). Он представляет собой гидрированный соевый фосфатидилхолин, в котором как результат процесса гидрирования линолевая кислота (C_18:2) заменена на стеариновую (C_18:0). Следствием присутствия в фосфатидилхолине сои небольшого количества смешанных молекулярных видов, содержащих в одной молекуле линолевую и пальмитиновую жирные кислоты, является наличие в "Фосфолипоне-90Н" также и пальмитиновой кислоты (той же, что в ДПФХ), но в значительно меньшем количестве - 14%. Основной же его жирной кислотой (86%) является стеариновая в составе дистеароилфосфатидилхолина.

Фосфолипон-90Н находит применение в фармакологии как основа липосомальных препаратов для внутривенного введения противоопухолевого средства доксорубицина или противогрибкового антибиотика амфотерицина [7]; его используют и как компонент пероральных препаратов для смягчения их раздражающего действия на желудочно-кишечный тракт; так, хлороквин в липосомах из Фосфолипона-90Н эффективен против патогена малярии [7]. Известно также использование Фосфолипона-90Н (синоним - гидрированный соевый лецитин, Soyalecithin NC 95H, Phospholipon® 100H) в наружных и косметических средствах [8, 9], а также в научных исследованиях, связанных с применением липосом [10].

О применении его как компонента ингаляторных препаратов для заместительной сурфактантной терапии сообщений не имеется. Проведенные нами исследования и ниже приведенные примеры указывают на близость поверхностно-активных свойств ДПФХ (и приготовленных на его основе сурфактантных препаратов и композиций, аналогичных существующим препаратам) к таковым для Фосфолипона-90Н. Это свидетельствует о возможности использования данного коммерческого препарата как компонента лекарственных сурфактантных препаратов вместо ДПФХ. Представлено сравнение поверхностно-активных свойств пленок на поверхности раздела фаз "вода - воздух", моделирующей поверхность легочных альвеол. Пленки были образованы как из чистых фосфолипидов - ДПФХ и Фосфолипона 90-Н, так и из приготовленных на их основе сурфактантных препаратов - лекарственной формы "Экзосурфа" (содержащей помимо ДПФХ также гексадеканол, тилоксапол и NaCl) и приготовленного препарата точно такого же состава, но с заменой ДПФХ на Фосфолипон-90Н.

Результаты показывают, что по параметрам поверхностного натяжения и поверхностной адсорбции на границе раздела фаз "вода - воздух" Фосфолипон-90Н может быть адекватным (при значительно меньшей стоимости) заменителем ДПФХ в составе композиции фосфолипидных препаратов для заместительной сурфактантной терапии, в частности препарата "Экзосурф".

Пример 1.

В контейнер цифрового тенсиометра К 10ST Kruss GMBX (Германия - Франция) с площадью поверхности 15 см² помещали 9,5 мл 0,9% раствора NaCl и измеряли поверхностное натяжение водной поверхности (на границе раздела с воздухом) с помощью платиновой пластины (регистрируя силу удерживания пластины на поверхности). При этом поверхностное натяжение составляло 70 мН(миллиньютон)/м, что соответствует известной величине для водной поверхности [8]. Поверхностная активность фосфолипидов определялась по их способности снижать эту исходную величину.

Для определения поверхностной активности навески сравниваемых фосфолипидов - ДПФХ (фирмы Sigma, США) и Фосфолипона-90Н (фирмы "Rhone-Poulenk", Франция) растворяли в смеси хлороформ-этанол, 9: 1, до концентрации 2,3 мг/мл; 2-5 мкл раствора осторожно наслаивали на поверхность раствора NaCl в контейнере до образования на водной поверхности фосфолипидной пленки (вследствие нерастворимости фосфолипидов в воде и их амфифильной структуры). Определяли с помощью той же платиновой пластины поверхностное натяжение образовавшейся пленки.

Аналогичные измерения проводили также с готовым препаратом Экзосурф (фирмы "Wellcome", Великобритания), а также с такой же композицией, но с использованием Фосфолипона-90Н вместо ДПФХ. Для этого 108 мг Фосфолипона-90Н и 12 мг цетилового спирта (гексадеканола), растворяли в 1,5 мл этилового спирта и резко впрыскивали шприцом в 8 мл раствора NaCl, содержащего 8 мг тилоксапола (тритона WR-1339). Полученный раствор подвергали гомогенизации путем нескольких повторных резких продавливаний через иглу шприца до получения гомогенного непрозрачного раствора.

Для учета возможного влияния самой процедуры приготовления препарата, отличающейся, естественно, от таковой при промышленном приготовлении Экзосурфа, мы приготовили композицию с составом Экзосурфа в наших лабораторных условиях. При этом брали все те же количества компонентов (108 мг ДПФХ, 12 мг гексадеканола и 8 мг тилоксапола в 8 мл 0,9% NaCl), но соединяя их путем вышеописанной лабораторной процедуры получения Фосфолипонсодержащей композиции. Результаты определения поверхностного натяжения приведены в таблице 1.

Как видно, ДПФХ и Фосфолипон-90Н имеют сходные величины поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение лекарственного препарата Экзосурфа несколько выше, чем его основного компонента, ДПФХ за счет присутствия других его компонентов, необходимых для солюбилизации и поверхностного альвеолярного распространения фосфолипида - гексадеканола и тилоксапола.

Приготовленная в лабораторных условиях композиция того же состава (т.е. с использованием тех же соотношений ДПФХ, гексадеканола и тилоксапола) оказалось близкой по величине поверхностного натяжения к приготовленной в тех же условиях аналогичной композиции, но содержащей вместо ДПФХ Фосфолипон-90Н.

Это указывает на сходство использованных фосфатидилхолинов (фактически ДПФХ и дистеароилфосфатидилхолина, ДСФХ) в отношении способности снижать поверхностное натяжение, что, в свою очередь, обуславливает сходство по этому параметру композиции, включающей Фосфолипон-90Н, со свойствами Экзосурфа.

Пример 2.

В данном примере измеряли другой параметр, характеризующий поверхностно-активные свойства - поверхностную адсорбцию, определяющую при лекарственном использовании способность фосфолипидных молекул, ушедших в водную фазу альвеол при выдохе, вновь возвращаться на поверхность при расширении альвеол в условиях последующего вдоха. Под величиной поверхностной адсорбцией обычно подразумевают поверхностное натяжение, достигаемое через 20 минут после введения водной эмульсии фосфолипида в объем водной фазы. Для этого в контейнер цифрового тенсиометра К 10ST Kruss GMBX, содержащий 9,5 мл NaCl (с поверхностью 15 кв. см) быстро вводили 0,5 мл (до концентрации фосфатидилхолина 0,54 мг/мл) тестируемой фосфолипидной эмульсии - коммерческого Экзосурфа, его полного аналога, приготовленного в лабораторных условиях или приготовленного в тех же условиях такого же препарата, но с Фосфолипоном-90Н вместо ДПФХ.

Содержимое контейнера перемешивали мешалкой в течение 10 секунд, после чего фиксировали процесс снижения поверхностного натяжения за счет постепенной адсорбции молекул фосфатидилхолина из водной фазы на границу раздела "вода -воздух". После достижения минимального поверхностного натяжения кривые выходили на плато (соответствующее максимально возможному поверхностному концентрированию фосфолипидных молекул). При этом величины поверхностной адсорбции были следующими (табл. 2).

Различия поверхностной адсорбции самого Экзосурфа и приготовленной композиции того же состава недостоверны, что говорит о практическом отсутствии влияния технологии на этот параметр, определяемый, как видно, именно составом композиции.

Композиция же с составом Экзосурфа, но в которой ДПФХ заменен на Фосфолипон-90Н, обладает также и поверхностной адсорбцией, аналогичной таковой для Экзосурфа, так же как и близкой величиной поверхностного натяжения, продемонстрированной в примере 1. Практически одинаковыми величинами поверхностной адсорбции обладают и сами исходные компоненты - ДПФХ и фосфолипон.

Таким образом, как поверхностное натяжение, так и поверхностная адсорбция у предложенной композиции с составом Экзосурфа, но с заменой ДПФХ на Фосфолипон-90Н, близки к таковым для исходной композиции Экзосурфа. Это указывает на сходство этих композиций в отношении поверхностно-активных свойств, лежащих в основе заместительной сурфактантной терапии легочных заболеваний, и, следовательно, на возможность использования Фосфолипона 90-Н в качестве заменителя дорогостоящего ДПФХ в будущих сурфактантных препаратах.

Источники информации 1. Гребенников В.А., Миленин О.Б., Рюмина И.И. Респираторный дистресс-синдром у новорожденных. М., 1995.

2. Fujiwara Т., Robertson В. in "Pulmonary surfactant", ed. B. Robertson et al., Elsevier, Amsterdam, 1992, 561-92.

3. Morley С., in "Pulmonary surfactant", ed. B. Robertson et al., Elsevier, Amsterdam, 1992, p.605-633.

4. Патент США, 5134129, кл. 514/78, 514/547, 514/925, 1993.

5. Патент США 5110806, кл. 514/78, 128/203.12, 128/207.14, 1992.

6. Gundermann K. -J. , in "The "essential" Phospholipids as a membrane therapeutic", Szczecin, 1993, 193-194.

7. Peeters P.A.M., de Leest K., Eling W. et al. Chloroquine blood levels after administration of the Liposime-Encapsulated Drug. Pharm. Res. 1989, 6(9), 787-93.

8. Gestztes A., Mezei M. Topical anesthesia of the Skin by Liposome encapsulated Tetracaine. Anesth. Analg., 67, 1079-81 (1988).

9. Mezei M. Biodisposition of topically Applied Monoxidyl in Liposomal, Solution, Suspension and Gel dosage forms. Springer Verlag, Berlin, 1987.

10. Nishihata Т. , Kotera К., Nakano Y. Yamazaki M. Rat percutaneous Transport of diclofenac and influence of hydrogenated soya phospholipids. Chem.Pharm. Bull. 1987, 3509, 38007-38012.

11. Sun В. Experimental studies of neonatal surfactant disfunction and surfactant therapy in meconium aspiration syndrome. Karolinska Institute, Stockholm, Sweden, 1993, 6-67.

Формула изобретения

Применение Фосфолипона-90Н в качестве активного компонента, обеспечивающего поверхностно-активные свойства препаратов для заместительной сурфактантной терапии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2