Препарат для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных
Владельцы патента RU 2392944:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет (RU)
Изобретение относится к ветеринарной фармации, в частности к препаратам для повышения резистентности организма животных, содержащим селен. Препарат для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных, включающий селен и воду для инъекций, стабилизатор, в качестве которого используют высокомолекулярный азотсодержащий полимер, а селен взят в наноразмерном состоянии и нулевой валентности (Se°) при определенном соотношении компонентов. Изобретение обеспечивает повышение усвояемости препарата и снижение его токсичности. 4 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к ветеринарной фармации, в частности к препаратам для повышения резистентности организма животных, содержащим селен в наноразмерном состоянии, и может быть использовано для регулирования метаболических процессов и снижения частоты проявления селенового дефицита в организме животных.
Уровень техники
Известен комплексный поливитаминный препарат, регулирующий метаболические процессы и снижающий частоту проявления селенового дефицита в организме животных, в том числе птиц, содержащий селен и масляный растворитель, при этом он содержит в своем составе селен в виде натрия селенита, ретинола ацетат в качестве витамина А, а масляным растворителем является масло кукурузных зародышей, а компоненты взяты в следующих соотношениях:
| ретинола ацетат (250 тыс. МЕ/мл) | 60 мл |
| натрия селенит | 1 г |
| масло кукурузных зародышей | до 1000 мл |
(см. пат. RU №2250099, кл. А61К 9/08, А61К 33/04, А61К 31/07, А61К 35/78, опубл. 20.04.2005 г.).
Недостатками данного препарата являются высокая токсичность, недостаточная усвояемость селена из-за большого размера частиц селена.
Известен противоанемический и ростостимулирующий препарат для животных, включающий комплекс железа, марганца, меди, кобальта, селена и цинка с динатриевой или дикалиевой солью этилендиамин-N,N'-диянтарной кислоты и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит йод при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| динатриевая или дикалиевая соль этилендиамин-N,N'-диянтарной кислоты | 15-25 |
| железо (III) | 1,5-5,5 |
| марганец (II) | 0,25-3,0 |
| медь (II) | 0,12-0,55 |
| кобальт (II) | от более 0,05 до 0,3 |
| цинк (II) | 0,05-1,5 |
| селен (IV) | от более 0,03 до 0,06 |
| йод (I) | 0,01-0,08 |
| вода | остальное |
В препарате в качестве источника йода (I) содержится йодистый калий и/или йодистый натрий (см. пат. RU №2263504, кл. А61К 31/295, А61Р 7/06, опубл. 10.11.2005 г.).
Недостатками данного препарата являются высокая стоимость, плохая усвояемость и высокая токсичность.
Известен препарат, содержащий селенит натрия и витамин Е, который с успехом используется для профилактики послеродовых заболеваний у крупного рогатого скота. Так, комплексное применение селенита натрия и витамина Е способствовало снижению мастита в стадах на 30% и более (см. Smith A.M. and Picciano М.Ф. Evidence for increased selenium requirement for the rat during pregnancy and lactation. - J. of Nutrition, 1986, v.H6, N6, p.1068-1079.; Smith I., Hogan J. Vitamin E and selenium can help lover incident of mastitis. - Zarge anim. Veter., 1988, 43, 6, 20-24).
Недостатками данного препарата являются недостаточная усвояемость и высокая токсичность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является препарат, содержащий селен и воду для инъекций (см. Кудрявцев А.П. Применение селена в ветеринарии. - Земля сибирская и Дальневосточная. - 1975, №10. - С.36-37).
Недостатками данного препарата являются плохая усвояемость селена, относительно высокая токсичность.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка препарата, содержащего селен в наноразмерном состоянии и в нулевой валентности, обладающего за счет этого малой токсичностью, высокой усвояемостью, что способствует быстрому лечению и профилактике нарушения обмена селена у сельскохозяйственных животных.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению усвояемости препарата, уменьшению токсичности за счет того, что селен используют в наноразмерном состоянии и нулевой валентности.
Технический результат достигается с помощью препарата для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных, включающего селен, стабилизатор и воду для инъекций, при этом в качестве стабилизатора используют высокомолекулярный азотсодержащий полимер, способный стабилизировать наночастицы селена, а селен взят в наноразмерном состоянии и нулевой валентности (Se°) при следующем соотношении компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 0,0001-1,0 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | 0,1-10,0 |
| вода для инъекций | остальное |
Исследования процессов всасывания лекарственных веществ и проведенные опыты показали, что на терапевтическую эффективность особое влияние оказывают следующие факторы, которые и названы фармацевтическими:
1) физическое состояние лекарственного вещества (размер частиц, форма кристаллов, наличие или отсутствие заряда на поверхности частиц и др.);
2) химическая природа лекарственного вещества (соль, кислота, основание, количество гетероциклов, эфирные связи, комплексные соединения и т.д.);
3) вспомогательные вещества, их природа, физическое состояние, количество;
4) вид лекарственной формы и пути ее введения;
5) фармацевтическая технология.
Среди перечисленных факторов наибольшее значение имеют такие факторы, как физическое состояние лекарственного вещества, наличие вспомогательных веществ и их природа.
Вопросам измельчения в фармацевтической технологии придается особое значение. Известно, что с уменьшением размера частиц резко увеличивается поверхностная энергия измельчаемого лекарственного вещества. При тонком измельчении лекарственные вещества лучше растворяются, быстрее и полнее участвуют в химических реакциях и т.д. Измельчение может существенным образом влиять на терапевтическую активность лекарственных веществ вследствие изменения процессов их всасывания. Это происходит при изменении растворимости лекарственных веществ, скорость которой прямо пропорциональна площади поверхности и обратно пропорциональна величине частиц вещества (см. Кондратьева Т.С., Иванова Л.А., Зеликсон Ю.И., Куприна Н.А., Денисова Т.В. Технология лекарственных форм. - Том 1. - М.: Медицина. - 1991. - С.496).
Таким образом, препарат разработан для применения в инъекционной форме, при его получении используются относительно дешевые средства, в т.ч. и в качестве стабилизатора - азотсодержащая высокомолекулярная полимерная составляющая, а в качестве растворителя используется вода, являющаяся универсальным растворителем, наиболее дешевым и биологически доступным для организма, этот препарат гораздо легче синтезировать и дешевле производить. К недостаткам селеноорганических препаратов можно отнести сложность и высокую стоимость производства, их высокие дозы (от 0,2 до 10 мг/кг и более). Терапевтическая доза предлагаемого препарата колеблется в пределах 0,015-0,035 мг/кг по ДВ, что делает его значительно дешевле относительно сравниваемых препаратов.
Сущность получения препарата для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных заключается в следующем.
Препарат для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных получают восстановлением неорганических производных селена в высших степенях окисления с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена размером до 100 нм и стабилизируют полиэлектролитом (высокомолекулярным азотсодержащим полимером, способным стабилизировать наночастицы селена), при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 0,0001-1,0 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | 0,1-10,0 |
| вода для инъекций | остальное |
В качестве азотсодержащих полимеров могут быть использованы:
поливинилпирролидон (азотсодержащий гетероциклический полимер):
желатин (продукт трансформации коллагена, представляющего собой наиболее распространенную группу животных белков), который также является азотсодержащим полимером природного происхождения
хитозан (продукт частичной деполимеризации и дезацетилирования хитина), который также является азотсодержащим полимером природного происхождения
и другие азотсодержащие полимеры, способные стабилизировать наночастицы нульвалентного селена.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного выполнения получения препарата для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных.
Пример 1. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 0,00001 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (поливинилпирролидон) | 0,01 |
| вода для инъекции | остальное |
Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов:
| селен (Se°) | 0,0001 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (поливинилпирролидон) | 0,1 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 1,0 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (поливинилпирролидон) | 10,0 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 4. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 1,5 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (поливинилпирролидон) | 15,0 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 5. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 0,00001 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (желатин) | 0,01 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 6. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 0,0001 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (желатин) | 0,1 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 7. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 1,0 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (желатин) | 10,0 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 8. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 1,5 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (желатин) | 15,0 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 9. Препарат получают восстановлением неорганического производного селена с образованием атомов селена в нулевой степени окисления или нульвалентных, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена и стабилизируют полиэлектролитом, при этом берут следующее соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 0,00001 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (хитозан) | 0,01 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 10. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее соотношение компонентов:
| селен (Se°) | 0,0001 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (хитозан) | 0,1 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 11. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее
соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 1,0 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (хитозан) | 10,0 |
| вода для инъекций | остальное |
Пример 12. Проводят аналогично примеру 1, но берут следующее
соотношение компонентов в мас.%:
| селен (Se°) | 1,5 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | |
| (хитозан) | 15,0 |
| вода для инъекций | остальное |
Результаты биохимических исследований препаратов нульвалентного наноселена, стабилизированного различными азотсодержащими полимерами, приведены в таблице 1.
Исходя из приведенных данных можно сделать вывод, что наиболее оптимальными препаратами являются препараты, полученные в примерах 3, 7 и 11, которые далее были испытаны на лабораторных белых мышах.
Для определения летальных доз препарата используют клинически здоровых белых мышей массой 20-22 г. Исследования проводят согласно «Методическим указаниям по токсикологической оценке новых препаратов для лечения и профилактики незаразных болезней животных» (ВНИИ незаразных болезней животных, 1987 г.). Способом введения был выбран парентеральный, т.к. этот препарат предназначен для внутримышечного введения сельскохозяйственным животным. При внутримышечном введении препарата в максимально возможных количествах гибели животных не отмечалось, результаты исследования на острую токсичность при внутрибрюшинном способе введения представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||
| Острая токсичность препаратов нульвалентного наноселена, стабилизированного азотсодержащими полимерами при однократном внутрибрюшинном введении для белых мышей (мг ДВ/кг) | ||||||
| Вид полимера-стабилизатора | Параметры токсичности | SLD50 | ||||
| МПД | LD16 | LD50 | LD84 | LD100 | ||
| Поливинилпирролидон | 10,17 | 25,38 | 32,9 | 44,18 | 56,4 | ±0,3 |
| Желатин | 6,24 | 17,31 | 23,4 | 36,15 | 48,71 | ±0,4 |
| Хитозан | 8,79 | 22,73 | 29,7 | 39,93 | 53,2 | ±0,09 |
| Селенит натрия (прототип) | 0,53 | 5,13 | 8,11 | 9,23 | 10,16 | ±0,07 |
Для оценки влияния лекарственной формы на гематологические показатели использовали лабораторных белых мышей; животным опытных групп вводили внутримышечно испытуемые препараты в различных дозах.
| Таблица 3 | |||||
| Гематологические показатели крови белых мышей после введения наноселена, стабилизированного поливинилпирролидоном | |||||
| Группа | Доза, мг/кг | Эритроциты, млн/мкл | Цветной показатель, ед. | Гемоглобин, г/л | Лейкоциты, тыс/мкл |
| Контр. | - | 7,8 | 1,14 | 150 | 7,3 |
| Поливинил-пирролидон | 0,016 | 8,2 | 1,1 | 153 | 6,9 |
| 0,032 | 10,7 | 0,96 | 174 | 7,5 | |
| 0,064 | 9,3 | 1,02 | 161 | 6,5 | |
| Желатин | 0,016 | 8,0 | 1,11 | 149 | 7,7 |
| 0,032 | 10,2 | 0,99 | 152 | 7,9 | |
| 0,064 | 9,4 | 1,03 | 157 | 7,7 | |
| Хитозан | 0,016 | 8,1 | 1,14 | 151 | 7,1 |
| 0,032 | 10,5 | 1,00 | 169 | 7,2 | |
| 0,064 | 8,9 | 1,07 | 167 | 7,3 | |
| Na2SeO3 (прототип) | 0,1 | 8,0 | 1,09 | 157 | 7,2 |
Результаты исследования свидетельствуют, что препараты для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных оказывают стабилизирующее действие на гемопоэз, а наиболее благоприятные результаты были получены после его применения в дозах 0,016 и 0,032 мг/кг.
Для оценки влияния нульвалентного наноселена, стабилизированного азотсодержащим полимером, на организм и прирост живой массы использовали клинически здоровых кроликов.
| Таблица 4 | |||||
| Динамика живой массы кроликов после применения препаратов нульвалентного наноселена, стабилизированного азотсодержащими полимерами, для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных в дозе 0,022 мг/кг, кг (n=25) | |||||
| Вид полимера-стабилизатора | До введения | Через 8 дней | Через 15 дней | Через 23 дня | Через 31 день |
| Поливинилпирролидон | 2,27±0,4 | 2,41±0,3 | 2,52±0,4 | 2,66±0,4 | 2,74±0,3 |
| Желатин | 2,49±0,5 | 2,56±0,5 | 2,61±0,4 | 2,67±0,5 | 2,71±0,5 |
| Хитозан | 2,21±0,4 | 2,30±0,4 | 2,39±0,4 | 2,48±0,4 | 2,56±0,4 |
| Na2SeO3 (прототип) | 2,37±0,5 | 2,42±0,4 | 2,50±0,4 | 2,56±0,3 | 2,59±0,3 |
| Контроль | 2,40±0,3 | 2,50±0,3 | 2,58±0,3 | 2,63±0,3 | 2,73±0,3 |
Анализ полученных результатов свидетельствует об увеличении содержания селена, активности каталазы и активности пероксидазы в крови опытных животных, при том что в контрольной группе эти показатели оставались на прежнем уровне.
Что касается прототипа, в котором использовался селенит натрия, то проведенные эксперименты подтверждают то, что его применение сопровождается меньшим положительным эффектом.
Резюмируя проведенные исследования, можно сделать выводы о том, что применение препарата способствует активизации системы антиоксидантной защиты организма, что выражается в увеличении активности каталазы, пероксидазы и снижении концентрации малонового диальдегида в крови - недоокисленного продукта свободнорадикальных реакций. При анализе динамики содержания селена в крови наблюдают увеличение концентрации последнего до физиологической нормы в течение недели. Применение препарата характеризовалось уменьшением уровня холестерина в крови до физиологических норм и нормализацией белкового обмена.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующее преимущества:
- уменьшение токсичности,
- высокую усвояемость и доступность для организма,
- повышение антиоксидантного эффекта,
- снижение затрат на производство,
- удобность введения и дозировки.
Препарат для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных, включающий селен и воду для инъекций, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стабилизатор, в качестве которого используют высокомолекулярный азотсодержащий полимер, а селен взят в наноразмерном состоянии и нулевой валентности (Se°) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| селен (Se°) | 0,0001-1,0 |
| высокомолекулярный азотсодержащий полимер | 0,1-10,0 |
| вода для инъекций | остальное |
