Средство, обладающее местно-анестезирующим действием
Владельцы патента RU 2313341:
Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский медицинский институт" (НОУ ВПО КМИ) (RU)
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) (RU)
Федеральное государственное учреждение "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова" Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (ФГУ МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова Росздрава) (RU)
Изобретение относится к области медицины, конкретно к производному 2,9-дизамещенного имидазо[1,2-а]бензимидазола, обладающему более эффективным местноанестезирующим действием, в качестве которого предлагается дигидрохлорид 9-(2-пирролидиноэтил)-2-(4-фторофенил)-имидазо[1,2-а]бензимидазола формулы I:
6 табл.
Изобретение относится к области медицины, конкретно к средству, обладающему местно-анестезирующим действием, которое после проведения клинических испытаний может быть предложено для местного обезболивания при различных хирургических вмешательствах, в послеоперационном периоде, для терапии хронических болевых синдромов и т.д.
В последнее время, несмотря на довольно большое количество препаратов, относящихся к группе лекарственных местно-анестезирующих средств, все большее значение приобретает изыскание новых обезболивающих препаратов. Это диктуется потребностями клиник, которые не всегда удовлетворены эффективностью известных препаратов. Тем более данные экспериментальных исследований и практика обезболивания в клинике показывают, что у ряда веществ местно-анестезирующая активность при разных видах анестезии может быть неодинакова. Так, некоторые высокоактивные при инфильтрационной и проводниковой анестезии препараты малоактивны при терминальном способе обезболивания, так как плохо проникают через кожу и слизистые оболочки. Кроме того, местно-анестезирующие препараты обладают довольно высокой токсичностью, при этом последняя, как правило, возрастает с повышением эффективности средств и проявляется в виде их резорбтивного действия (наиболее опасные - воздействие на ЦНС и кардиодепрессорные эффекты) и местнораздражающих эффектов (вплоть до некробиотического действия).
Местно-анестезирующим средством нового поколения является лидокаин, который находит широкое применение при инфильтрационном, проводниковом, спинномозговом и, иногда, терминальном методах обезболивания (А.И.Левшанков, А.Л.Костюченко, Е.Т.Ростомашвили и др. Каудальная эпидуральная анестезия при операциях на нижних конечностях в травматологии и ортопедии. Анестезиол. и реаниматол., 1992, №5-6, с.15-17; М.Д.Машковский, 1998).
Лидокаин обычно хорошо переносится, однако иногда может вызывать коллапс, анафилактическую реакцию, изменения в содержании цитоплазматических белков, поверхности и форме эритроцитов (Г.И.Карицкий, А.Н.Куйбида и др. Выведение из анафилактического шока с клинической смертью после введения лидокаина. Вестн. хир. им. И.И.Грекова, 1987, №4, с.131; Н.Х.Вахидов, И.А.Абдуллаева, Т.Р.Мурадов. Успешная реанимация больных после побочной токсической реакции на введение лидокаина. Журнал ушных, носовых и горловых болезней, 1989, №6, с.60-61; E.Nidhiguchi et al. Factors of the share change of human erythrocytes induced with lidocaine. Cell. struct, and Funct, 1989, Vol.14, p.569-577; М.Д.Машковский, 1998).
Большого внимания заслуживает также местный анестетик маркаин (бупивакаин), который находит практическое применение в качестве средства для спинномозговой, эпидуральной, каудальной, внутрисуставной анестезии, при проведении парацервикальной и ретробульбарной блокад (например, R.P.Alston. Spinal anaecthisis with 0,5% bupivacaine 3 ml: Comparison of plain and hyperbarric solutions administered to seated patients. Brit. J. Anaesrth, 1988, Vol.61, №4, p.385 - 389; A.R.Wolf, R.D.Val-ley, D.W.Fear et al. Bupivacaine for caudal analgesia in infants and children: the optimal effective concentration. Anaesthesiology, 1988, Vol.69, №1, p.101-105).
Следует отметить, что маркаин, подобно дикаину, не только высокоактивный, но и весьма токсичный анестетик (Н.Б.Рациборинская. Местно-анестезирующие свойства некоторых новых производных пиперидина и индола. Автореф. дис.... канд. мед. наук. Ростов-на-Дону, 1991; J.Kambarn, B.Mets, R.Hickman et al. Comparative systemic toxicity of intravenously infused bupivacaine (B), cocaine (C) and lidocaine (L) inpigs: [Abstr.] Int. Anesth. Res. Soc. 66th Congr., San Francisco, Calif., March 13-17, 1992; Anesth. and Analg., 1992, Vol.74, №25, p.87), что требует повышенного внимания при его использовании в практической медицине. Кроме того, маркаин может вызывать генерализованную сыпь, отек Квинке, стридор гортани, бронхоспазм (H.Gacl, V.Reichert, R.Kaufmann. Localanastheticaintoleranz auf Leitungsanasthesia mit Prilocain und Bupivacain. Allergologie, 1992, Bd. 15, №3, S.89-91).
Известно производное в ряду 1,2-дизамещенных имидазо[1,2-а]-бензимидазола, а именно дигидрохлорид 1-(3-пирролидинопропил)-2-фенилимидазо[1,2-а]бензимидазола, обладающий местно-анестезирующим действием при инфильтрационной, проводниковой и спинномозговой анестезии /патент РФ №2160265, C07D 487/04, А61К 31/4188,2000 г./. Соединение обладает высокой местно-анестезирующей активностью, в том числе инфильтрационной (ЭК50 в мМ=0,31), однако имеет достаточно высокую острую токсичность (ЛД50 в мМ/кг=0,110) и соответственно недостаточно высокий терапевтический индекс инфильтрационной активности (ЛД50/ЭК50=3538,5).
Техническим результатом изобретения является уменьшение токсичности и увеличение широты терапевтического действия инфильтрационной активности местно-анестезирующего средства.
Технический результат достигается выявлением местно-анестезирующего эффекта при поверхностной (терминальной), инфильтрационной и спинальной анестезии у дигидрохлорида 9-(2-пирролидиноэтил)-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола формулы I:
Изобретение обладает изобретательским уровнем, так как в ряду 2,9-дизамещенных имидазо[1,2-а]бензимидазола не известны соединения, проявляющие местно-анестезирующее действие.
Ниже приведен способ получения соединения I, который заключается во взаимодействии 1-пирролидиноэтил-2-аминобензимидазола с 4-фтор-фенацилбромидом и дальнейшей циклизации промежуточно образующегося бромида 1-пирролидиноэтил-3-(4-фторфенацил)-2-аминобензимидазолия II до 9-пирролидиноэтил-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола и переводе трициклического основания в дигидрохлорид I:
Пример. Стадия 1. Бромид 2-амино-1-(2-пирролидиноэтил)-3-(4-фтор-фенацил)бензимидазолия (II). В горячий раствор 2,3 г (10 ммоль) 2-амино-1-(2-пирролидиноэтил)бензимидазола в 150 мл ацетона вносят 2,17 г (10 ммоль) 4-фторфенацилбромида. Смесь перемешивают до растворения последнего, нагревают до начала выпадения осадка и оставляют стоять в течение 4-6 ч при комнатной температуре. Затем выпавший осадок отфильтровывают, тщательно промывают ацетоном. Выход 88,8%, т.пл. 179-180°С. Найдено, %: С 56,34; Н 5,45; Br 17,68; F 4,36; N 12,56. C21H24BrFN4O. Вычислено, %: С 56,38; Н 5,41; Br 17,86; F 4,25; N 12,52.
Стадия 2. Дигидрохлорид 9-(2-пирролидиноэтил)-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола (I). Кипятят 0,89 г (2 ммоль) соли II в 50 мл воды до полного протекания реакции (3-5 ч, контроль - ТСХ). Затем раствор подщелачивают и выделившееся основание экстрагируют хлороформом. Экстракт пропускают через слой Al2О3 (элюент - CHCl3). Остаток после испарения CHCl3 из элюата растворяют в ацетоне и подкисляют раствором HCl в 2-PrOH, получая дигидрохлорид I. Выход 81,63%, т.пл. 257-258°С (разл., 2-PrOH). Спектр ЯМР 1Н, δ, м.д.: 2,08 (4Н, кв, -(СН2)2-); 3,31 (2Н, т, NCH2); 3,64 (2Н, т, NCH2); 3,76 (2Н, т, NCH2); 5,17 (2Н, т, NCH2); 7,21 (2Н, т, 3',5'-Н); 7,47 (2Н, дт, 2',6'-Н); 7,86-8,20 (4Н, м, аром. Н); 8,48 (1Н, с, 3-Н); 12,40 (1Н, ушир. с, N+H); H+ в обмене.
Найдено, %: С 59,79; Н 5,60; Cl 16,78; F 4,44; N 13,39. C21H21FN4·2HCl.
Вычислено, %: С 59,86; Н 5,50; Cl 16,83; F 4,51; N 13,30.
Ниже приведены результаты фармакологических исследований соединения I.
В основу исследований положены Методические указания по изучению местно-анестезирующей активности фармакологических веществ (Игнатов Ю.Д., Червякова И.В., Васильев Ю.Н., Галенко-Ярошевский А.П., Жуков В.Н. Методические указания по изучению местно-анестезирующей активности фармакологических веществ //В кн.: Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ /Под общей редакцией чл.-корр. РАМН, проф. Р.У.Хабриева, 2-изд., перераб. и доп., М.,ОАО Изд-во "Медицина", 2005, с.364-392).
Эксперименты проведены в соответствии со статьей 11-й Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964), "Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных" (1985) и Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ №267 от 19.06.2003 г.).
Поверхностную (терминальную) анестезию исследовали в экспериментах на роговице глаз кроликов с использованием метода Ренье-Валета (Прянишникова Н.Т., Шаров Н.А. Тримекаин. Фармакология и клиническое применение. Л.: Медицина, 1967, 239 с.), при этом параллельно изучали возможное раздражающее действие по Setnicar (Setnicar I. Tolerance indices of some phenoxyethylamino derivatives with local anaesthitic properties //Arzneim. Forsch., 1966, Bd. 16, №5, S.623).
Инфильтрационную анестезию исследовали в опытах на морских свинках (Ю.Д.Игнатов и соавт., 2005; Bulbring E., Wajda J. Biological comparison of local anaesthetica II]. pharmacol. and exp. therap., 1945, vol.85, №1, p.78-84).
Спинальную анестезию изучали в экспериментах на крысах "бескровным" методом, разработанным в НИИ фармакологии РАМН (Ю.Д.Игнатов и соавт., 2005). При этом изменение болевых порогов определяли путем механического раздражения корня хвоста.
Острую токсичность исследовали [определяли среднюю летальную (смертельную) дозу - ЛД50] в опытах на мышах при подкожном введении (Прозоровский В.Б. Использование метода наименьших квадратов для пробит-анализа кривых летальности //Фармакол. и токсикол., 1962, Т. 25, №1, с.115-119).
В качестве препарата сравнения были взяты лидокаин (при исследовании поверхностной и инфильтрационной анестезии) и маркаин (при изучении спинальной анестезии).
Статистическую обработку данных, учитываемых в градированной форме, проводили по М.Л.Беленькому (Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта., Л., 1963, 152 с.) и с помощью таблиц Н.Н.Самойлова (Самойлов Н.Н. Таблицы значений средней ошибки и доверительного интервала средней арифметической величины вариационного ряда., Томск, 1970, 63 с.).
Учет результатов исследований, выраженных в альтернативной форме, определение ЛД50, ЭК50, границ доверительного интервала и терапевтического индекса, или широты терапевтического действия (ЛД50/ЭК50) осуществляли по методам, описанным В.Б.Прозоровским (1962) и М.Л.Беленьким (1963).
Установлено, что в условиях поверхностной анестезии в опытах на роговице глаз кроликов индексы Ренье, выражающие силу обезболивающего действия в исследованных концентрациях, для соединения I в 0,25, 0,5 и 1,0% растворах составляют 210,7, 1078,8 и 1204,7, тогда как для лидокаина в 1,0, 2,0 и 5,0% растворах - 297,9, 354,8 и 676,9 соответственно (табл.1).
Соединение I, как и лидокаин, в исследованных растворах не оказывает раздражающего действия на конъюнктиву глаз.
| Таблица 1. | ||
| Сравнительная активность (по индексам Ренье) соли I и лидокаина при поверхностной анестезии в опытах на роговице глаз кроликов | ||
| Концентрация, % | Индекс Ренье1 | |
| I | лидокаин | |
| 0,25 | 210,7±60,8 (64,2÷356,2) | - |
| 0,5 | 1078,8±63,3 (926,8÷1230,8) | - |
| 1,0 | 1204,7±48,8 (1087,5÷1321,9) | 297,9±20,7 (248,2÷347,6) |
| 2,0 | 354,8±17,8 (315,6÷394,0) | |
| 5,0 | 676,9±21,3 (625,7÷728,2) | |
| 1Представлены средние арифметические, вычисленные из 6 (для I) и 8 (для лидокаина) опытов, со стандартной ошибкой средней. | ||
| Примечание. В скобках: круглых - доверительные границы при р=0,05. |
Временные интервалы наступления анестезии и начала полного обезболивания при инстилляции в конъюнктивальный мешок глаза растворов соединения I (0,5 и 1,0%) и лидокаина (1,0, 2,0 и 5,0%) были в пределах 2 и 3 мин соответственно; исключение составлял 0,25% раствор соли I, для которого первый показатель был равен 3-5 мин, второй - 5 - 8 мин. Время окончания полной анестезии и общая продолжительность обезболивания под влиянием 0,25, 0,5 и 1,0% растворов соединения I составляло 12,5 и 31,7, 34,2 и 66,7, 55,8 и 75,0 мин, а при использовании 1,0, 2,0 и 5,0% растворов лидокаина - 5,8 и 18,8, 7,4 и 22,5, 25,6 и 35,4 мин соответственно (табл.2).
По местно-анестезирующей активности - при сопоставлении ЭК50, выраженных в мМ, и терапевтических индексов - соединение I соответственно в 20,1 раза более значимо и в 9,6 раза имеет большую широту терапевтического действия, чем лидокаин (табл.3).
При инфильтрационной анестезии в экспериментах на морских свинках минимальной обезболивающей концентрацией для соли I является 0,0156%, для лидокаина - 0,0625%. Полный обезболивающий эффект (100%-ная анестезия в течение 30 мин) вызывает соль I в 0,125% растворе, тогда как лидокаин - в 0,5% растворе (табл.4).
Сопоставление ЭК50, выраженных в мМ, показало (табл.5), что соединение I в 6,95 раза более активно, чем лидокаин. При этом по широте терапевтического действия его в 3,30 раза превосходит лидокаин.
В условиях спинальной анестезии в опытах на крысах соединение I и маркаин, взятые в 0,5% растворе, вызывали обезболивающий эффект практически сразу после введения их в спинномозговой канал. Глубина анестезии через 5 мин (для обоих веществ) и в течение 40-45 мин (для соли I) и 30-35 мин (для маркаина) составляла 100%. Длительность обезболивающего действия под влиянием I была равна 76,0, а при использовании маркаина - 44,5 мин, т.е. по этому показателю первое вещество в 1,71 раза превосходило второе (табл.6). Соединение I, подобно маркаину, вызывало слабовыраженное угнетение дыхания в течение 7-15 мин.
Таким образом, соединение I по активности при поверхностной и инфильтрационной анестезии и широте терапевтического действия значительно превосходит лидокаин, а при спинальном обезболивании - маркаин.
Кроме того, соединение I менее токсично (ЛД50 в мМ/кг=0,500) и превосходит по терапевтическому индексу инфильтрационной активности (ЛД50/ЭК50=9152,2; таблица 5) дигидрохлорид 1-(3-пирролидинопропил)-2-фенилимидазо[1,2-а]бензимидазола (ЛД50 в мМ/кг=0,110; ЛД50/ЭК50=3538,5; таблица 4 описания к патенту №2160265) соответственно в 4,5 и 2,6 раза.
На основе соединения I представляется возможным создание местно-обезболивающего лекарственного средства, предназначенного для поверхностной, инфильтрационной и спинальной анестезий.
| Таблица 2 | |||||
| Сравнительная характеристика временных параметров действия соли I и лидокаина при поверхностной анестезии в опытах на роговице глаз кроликов | |||||
| Соединение и препарат | Концентрация, % | Начало анестезии, мин | Начало полной анестезии, мин | Окончание полной анестезии1, мин | Общая продолжительность анестезии1, мин |
| I | 0,25 | 3-5 | 5-8 | 12,5±0,90 | 31,7±1,77 |
| 0,5 | 2 | 3 | 34,2±1,77 | 66,7±5,30 | |
| 1 | 2 | 3 | 55,8±7,07* | 75,0±7,95* | |
| Лидокаин | 1 | 2 | 3 | 5,8±0,66 | 18,8±1,33 |
| 2 | 2 | 3 | 7,4±0,66 | 22,5±0,66 | |
| 5 | 2 | 3 | 25,6±1,33 | 35,4±1,99 | |
| 1Представлены средние арифметические, вычисленные из 6 (для I) и 8 (для лидокаина) опытов, со стандартной средней ошибкой. *p<0,001 - относительно лидокаина, взятого в соответствующей (1%) концентрации |
| Таблица 3 | ||||||||
| Сравнительная активность [по ЭК50 и терапевтическому индексу (широте терапевтического действия)] соединения I и лидокаина при поверхностной анестезии в опытах на роговице глаз кроликов | ||||||||
| Соединение и препарат | Местно-анестезирующая активность | Токсичность 0,5% раствора при подкожном введении мышам | Терапевтический индекс | |||||
| ЭК50 | относительная1 | ЛД50 | относительная1 | абсолютный | относительный1 | |||
| % | мМ | мг/кг | мМ/кг | |||||
| I | 0,39 [18] (0,28÷0,54) | 9,3 | 20,1 | 210,5 [40] (204,9÷216,3) | 0,500 | 0,47 | 539,7 | 9,6 |
| Лидокаин | 5,05 [24] (3,87÷6,57) | 187,0 | 1,0 | 258,1 [35] (271,9±299,0) | 1,056 | 1,0 | 56,5 | 1,0 |
| Примечание. В скобках: круглых - доверительные границы при p=0,05, квадратных - количество опытов. |
| Таблица 4 | ||||||
| Сравнительная активность (по индексам Бюльбринг и Уэйд) соединения I и лидокаина при инфильтрационной анестезии в опытах на коже морских свинок (n=6) | ||||||
| Соединение и препарат | Индексы Бюльбринг и Уэйд при концентрациях, % | |||||
| 0,0156 | 0,0312 | 0,0625 | 0,125 | 0,25 | 0,5 | |
| I | 16,5 [45,8] (14,3÷18,7) | 18,2 [50,5] (17,2÷19,1) | 30,7 [85,2] (27,1÷34,2) | 36,0 [100,0] | ||
| Лидокаин | 9,8 [27,3] (7,2÷12,4) | 22,7 [63,0] (19,0÷26,4) | 29,8 [82,9] (26,2÷33,5) | 36,0 [100,0] | ||
| Примечание. В скобках: круглых - доверительные границы при p=0,05, квадратных - количество опытов. |
| Таблица 5 | ||||||||
| Сравнительная активность [по ЭК50 и терапевтическому индексу (широте терапевтического действия)] соединения I и лидокаина при инфильтрационной анестезии в опытах на коже морских свинок | ||||||||
| Соединение и препарат | Местно-анестезирующая активность | Токсичность 0,5% раствора при подкожном введении мышам | Терапевтический индекс | |||||
| ЭК50 1 | относительная | ЛД50 | относительная | абсолютный | относительный | |||
| % | мМ | мг/кг | мМ/кг | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| I | 0,023 [18] (0,015÷0,035) | 0,55 | 6,95 | 210,5 [40] (204,9÷216,3) | 0,500 | 0,47 | 9152,2 | 3,30 |
| Лидокаин | 0,103 [18] (0,080÷0,133) | 3,82 | 1,0 | 285,1 [35] (271,9÷299,0) | 1,056 | 1,0 | 2765,3 | 1,0 |
| 1При расчете ЭК50 для соединения I использованы индексы Бюльбринг и Уэйд (в %) при концентрациях 0,0156, 0,0312 и 0,0625%, для лидокаина - 0,0625, 0,125 и 0,25%. | ||||||||
| Примечание. В скобках: круглых - доверительные границы при p=0,05, квадратных - количество опытов. |
| Таблица 6 | ||||||
| Сравнительная активность соединения I и маркаина при спинальной анестезии в опытах на крысах | ||||||
| Соединение и препарат | Концентрация, % | Количество животных | Анестезия | Количество животных, у которых анестезия не наступила, % | Количество погибших животных, % | |
| глубина, % | длительность, мин | |||||
| I | 0,5 | 10 | 100,0 | 76,0±7,25* | 30 | 10 |
| Маркаин | 0,5 | 10 | 100,0 | 44,5±3,18 | 20 | 10 |
Применение дигидрохлорида 9-(2-пирролидиноэтил)-2-(4-фторофенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола формулы I
в качестве средства, обладающего местно-анестезирующим действием.
