Фармацевтическая субстанция для лечения инфицированных ран различного генеза

Изобретение относится к фармацевтике, а именно к фармацевтической субстанции для получения лекарственного средства для лечения инфицированных ран. При этом субстанция характеризуется включением эффективного количества активных компонентов мирамистина и хитозана, а также уксусной кислоты в качестве вспомогательного вещества и воды при следующем содержании ингредиентов, в % (масс.): Мирамистин - 0,05, Хитозан - 1,0, Уксусная кислота - 0,6, Вода очищенная - до 100,0. Способ получения фармацевтической субстанции характеризуется тем, что хитозан смешивают с 0,5%-ным раствором уксусной кислоты, постоянно перемешивают и приливают воду до получения суспензии, перемешивают до полного растворения хитозана и оставляют стоять до получения гелеобразного раствора, затем иммобилизуют антимикробный препарат мирамистин на хитозан при комнатной температуре при массовом соотношении хитозан и мирамистин 20:1 и получают путем лиофилизации при температуре -40°С субстанцию хитозан-мирамистин в форме рыхлой губчатой массы, причем вода удаляется из замороженной субстанции путем сублимации льда. Изобретение обеспечивает получение биологически активного соединения: комплекса хитозана с антимикробным препаратом мирамистином (КХМ), а также расширение арсенала ранозаживляющих и антимикробных средств. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и представляет собой инновационную фармацевтическую субстанцию, способную применяться как самостоятельно, так и в комплексе с ферментами класса гидролаз, способными расщеплять пептиды и белки и/или анестетическими агентами для лечения инфицированных ран различного генеза.

В хирургической практике нередко встречается осложненное течение раневого процесса, причем первое место среди всех возможных осложнений занимает нагноение раны. Нагноение возникает в результате развития и прогрессирования инфекции в поврежденных тканях - при травме, в послеоперационных ранах, что связано как с внешними, так и с внутренними причинами, а также в ранах, образовавшихся после вскрытия различных гнойников. Развитие гнойной инфекции определяется взаимодействием макро- и микроорганизмов. Критический уровень микроорганизмов, способствующий развитию инфекции, составляет 10⁵-10⁶ бактерий на 1 г ткани. В ранах с повреждением локальной тканевой защиты инфекционный процесс может развиться и при меньшем уровне микроорганизмов.

Формирование устойчивости микроорганизмов к широко используемым в клиниках устаревшим препаратам диктует необходимость разработки новых лекарственных средств с широким спектром активности не только в отношении аэробного, но и анаэробного компонента, а также строго соответствующих фазе раневого процесса.

Одним из современных подходов в разработке лекарств нового поколения является конструирование оригинальных форм на основе субстанций известного спектра действия с использованием современных инновационных технологий, позволяющих получить препараты с высокой терапевтической эффективностью и, что немало важно, с минимальными побочными эффектами. Такой подход позволяет разработать инновационное лекарственное средство в более короткие сроки и с существенно меньшими экономическими затратами.

Как известно, процесс разработки, синтез или получение фармацевтической субстанции с использованием методов биотехнологии является наиболее трудоемким и дорогостоящим этапом производства. В свете вышесказанного является актуальной и необходимой разработка такой фармацевтической субстанции, которая обладала бы комплексной терапевтической активностью, способствовала более быстрому заживлению ран, эффективнее очищала раневую поверхность от гнойно-некротических масс, обеспечивала антимикробное действие, производство которой в то же время было бы менее затратным.

Известно немало технологических решений соединения действующего лекарственного или биологически активного вещества с матрицей. Но вне зависимости от типа взаимодействия активный центр вещества должен быть свободен и лекарство должно иметь возможность выходить из носителя для воздействия на субстрат, в данном случае - выходить в рану.

Например, известно антимикробное средство для лечения ран и ожогов на основе коллагена и сангвиритрина (патент РФ 2014089). Средство обладает антимикробной и ранозаживляющей активностью, обеспечивает сокращение сроков заживления ран.

Известен клей антисептический ранозаживляющий (Патент РФ №2185155 от 20.07.2002). Изобретение относится к медицине и касается клея, который включает мирамистин, спирт этиловый и клей БФ-6 в определенном соотношении. Клей обладает выраженным антибактериальным, антифугальным действием, усиливает регенерацию и не оказывает аллергического действия на окружающие ткани.

В Патенте №2284824 от 18.03.2005 «Клей хирургический антисептический АРГАКОЛ» описан клей, содержащий гидролизат коллагена, натриевую соль альгиновой кислоты, катапол, диоксидин, повиаргол. Изобретение обеспечивает повышение антимикробной активности и регуляцию скорости биодеградации покрытия в зависимости от уровня воспалительного процесса в ране, что приводит к ускорению заживления ран.

Однако данные препараты не являются прямыми аналогами разрабатываемой субстанции.

К косвенным аналогам, т.е. аналогам по назначению, можно отнести мазь «Левомеколь», порошок «Банеоцин», мазь и гель «Солкосерил». Однако перечисленные выше препараты не содержат протеолитиков, без которых невозможно полноценное очищение раны от нежизнеспособных тканей и экссудата, следовательно, нет благоприятных условий для образования грануляций и регенерации. Таким образом, разработка новых комплексных субстанций существенно расширит сегодняшний арсенал средств по уходу за сложными ранами.

Как уже было отмечено, на современном фармацевтическом рынке России существуют препараты, созданные для лечения и заживления инфицированных ран, в том числе представляющие собой комбинации.

Например, в патенте RU 2115418 («Комбинированное химиотерапевтическое средство "бутол" для лечения местной раневой инфекции и воспалительных заболеваний» от 23.01.98 г.) описано комбинированное химиотерапевтическое средство для лечения местной раневой инфекции и воспалительных заболеваний, содержащее антисептик - хинозол, отличающееся тем, что дополнительно содержит антибиотик - стрептомицин. Однако данная фармацевтическая композиция выполнена в виде раствора, что заметно отражается на пролонгированности действия композиции, а также ее биодоступности. Кроме того, средство не соответствует описанным выше критериям.

Другой препарат, активно используемый в лечении инфицированных ран, - «Левомеколь» (Производитель ОАО «Нижфарм», Россия). Этот комбинированный препарат для местного применения оказывает противовоспалительное и противомикробное действие, активен в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов (стафилококков, синегнойных и кишечных палочек). Легко проникает вглубь тканей без повреждения биологических мембран, стимулирует процессы регенерации. В присутствии гноя и некротических масс антибактериальное действие сохраняется. Однако спектр действия на патогенную микрофлору входящих в состав препарата активных субстанций недостаточно широк. При применении мази «Левомеколь» возможны аллергические реакции в случаях гиперчувствительности к компонентам препарата.

Комбинированный антибактериальный препарат «Банеоцин» оказывает бактерицидное действие. Неомицин и бацитрацин, входящие в состав препарата, проявляют синергизм действия. Бацитрацин является полипептидным антибиотиком, который ингибирует синтез клеточной оболочки бактерий, активен против грамположительных микроорганизмов. Неомицин является аминогликозидом, который ингибирует синтез белков бактерий. Препаратом широкого спектра антимикробного действия является повидон-йод, который воздействует на большинство грамположительных и грамотрицательных бактерий, при этом его действие более продолжительное, если сравнивать с неорганическим йодом. Механизм действия-взаимодействие с белками клеточной стенки микроорганизмов с образованием йодаминов. Активен, в основном, в отношении грибов, вирусов.

Эффективным лекарственным средством для лечения ран является мазь «Стелланин» - стимулятор регенерации тканей, антибактериальное и противовоспалительное средство, обладающее обезболивающим и ранозаживляющим действием. Активным компонентом препарата Стелланин® является 1,3-диэтилбензимидазолия трийодид. Механизм фармакологической активности препарата заключается в непосредственном регенерационном действии 1,3-диэтилбензимидазолия на поврежденные кожные покровы. Активный йод, входящий в состав препарата, инактивирует белки бактериальной стенки и ферментные белки бактерий, оказывая тем самым бактерицидное действие.

Гель «Пронтосан» для обработки и увлажнения контаминированных ран любого генеза также обладает широкой противомикробной активностью. Гель способствует устранению запаха из раны, разрушению и удалению биологической пленки. Обладает выраженной эффективностью при лечении ран с медленной эпителизацией. Совместим практически с любыми повязками, не обладает аллергическим и раздражающим действием, не имеет цвета и запаха.

Гель для заживления ран «АППОЛО» предназначен для лечения ран различного происхождения, язв, пролежней. Основой препарата является гидрогель с введенными в его состав препаратами: антисептиком мирамистином и анестетиком анилокаином. Гель обладает обезболивающим эффектом в течение 1,5 часов после нанесения, предотвращает инфицирование раны и, что немаловажно, благодаря структуре геля на коже не остается косметических дефектов в виде рубцов.

Также известны гидрогелевые композиции на основе альгината натрия. Например, «Колегель» с димексидом - антимикробное, противовоспалительное и стимулирующее регенерацию лечебное средство, использующееся в хирургии для лечения длительно незаживающих ран, трофических язв и ожогов.

Биологическая композиция для лечения ран «Коллахит» содержит коллаген, сшитый глутаровым альдегидом или глиоксалем, и хитозан, выделенный из панциря крабов. Композиция дополнительно может содержать антисептические препараты, например фурагин, и анестетик, например анилокаин («Коллахит-ФА»). Композиция «Коллахит» применяется в качестве раневого покрытия в виде пористых губок и пленок. Покрытия «Коллахит» способствуют росту грануляционной ткани, стимулируют эпителизацию, обеспечивают безрубцовое заживление ран, обладают антимикробным эффектом и местно-анестезирующим действием.

Таким образом, задача по разработке новых фармацевтических субстанций, превосходящих существующий уровень техники, а именно субстанций и средств с комплексной протеолитической, антимикробной и регенерирующей активностью для местной терапии инфицированных ран различного генеза, остается актуальной.

Задача решалась посредством разработки технологии получения фармацевтической субстанции, которая состоит из активных компонентов и оказывает терапевтическое воздействие на рану. Ключевые инновационные решения сводятся к получению биологически активного соединения: комплекса хитозана с антимикробным препаратом мирамистином (КХМ).

Исходя из вышеуказанных актуальных проблем, для достижения поставленной задачи была разработана фармацевтическая субстанция, которая потенциально может состоять в комбинации с ферментами класса гидролаз, способными расщеплять пептиды и белки, и/или анестетическими агентами. Субстанция представляет собой инновационный комплекс хитозан-мирамистин (КХМ). Комплекс является оригинальным по составу и способу получения. В доступных патентных и литературных источниках не найдены данные по получению других подобных композиций с антимикробным препаратом мирамистин на основе производных глюкозамина. Предпочтительной формой конечного лекарственного средства является гель.

Для повышения стабильности и оказания пролонгированного действия мирамистина целесообразно осуществлять его иммобилизацию на носитель с образованием невалентно связанных комплексов. Учитывая особенности введения (раневая поверхность), к предполагаемому комплексу предъявляются следующие требования: биосовместимость с тканями человека, отсутствие аллергических реакций, пирогенного и токсического действия на здоровые ткани.

В результате экспериментальных исследований по подбору оптимального носителя для получения комплексов с мирамистином и химопсином был выбран хитозан, представляющий собой продукт деацетилирования хитина.

Природный полимер-полисахарид хитозан имеет уникальный комплекс свойств - биосовместимость, биодеградируемость, нетоксичность на фоне высокой биологической и сорбционной активности, что позволяет отнести этот аминополисахарид к немногочисленной группе промышленно доступных, экологически безопасных полимеров, исключительно подходящих для использования в медицинских целях.

При деацетилировании около 60% хитин становится растворимым в кислоте и превращается в хитозан. Это происходит путем протонирования свободных аминогрупп при рН примерно ниже 5.

В хитозане присутствуют функциональные группы, такие как: -ОН, NHCOOCH₃, -NH₂. Аминогруппы придают хитозану свойства катионного полиэлектролита (pKa≈6.5) с уникальными свойствами. Материалы на основе хитозана обладают положительным зарядом NH³⁺ групп, благодаря чему способны удерживаться на отрицательно заряженных поверхностях или удерживать на себе биомолекулы с низкой изоэлектрической точкой, образуя интерполиэлектролитные комплексы (ИПЭК). Реакция образования таких комплексов в водных растворах полностью обратима. В комплексах отмечено два типа участков: упорядоченные участки, которые образованы противоположно заряженными звеньями обоих полиэлектролитов, связанных друг с другом (А), и участки, которые чередуются с дефектами или петлями, образованными последовательностями разобщенных звеньев полиэлектролитов (В). Благодаря наличию гидрофильных звеньев в дефектных участках (В), интерполиэлектролитные комплексы набухают в воде. Гидрофобные упорядоченные участки (А) ограничивают способность к набуханию и обуславливают их нерастворимость в воде. Благодаря своей химической природе хитозан способен к различным видам взаимодействия с образованием четырех основных типов связей: ковалентных, ионных, водородных, гидрофобных, а также связей по типу комплексообразования, в котором хитозан выступает в роли комплексообразователя.

Таким образом, основой комплекса предпочтительно является хитозан, так как доказано ранозаживляющее действие хитозана, которое может быть объяснено такими механизмами, как активация иммунного ответа через стимуляцию макрофагов и использование ацетилглюкозамина в качестве предшественника мукополисахаридов, которые непосредственно участвуют в создании биоструктур, стимулируют пролиферацию фибробластов, увеличивают выделение медиаторов иммунного ответа. Механизм стимулирующего влияния хитозана на иммуногенез связывают с адъювантным действием полимеров, с их способностью оказывать влияние на процессы, происходящие на начальных этапах иммуногенеза, по-видимому, на этапе захвата антигена макрофагами и передачи антигенной информации В-лимфоцитам. Увеличение времени контакта антигена с макрофагами приводит к усилению иммунологического стимула. Кроме влияния на звено иммуногенеза, связанного с макрофагами, хитозан вызывает изменения миграции и кооперативных взаимодействий клеток, участвующих в иммунном ответе, а эффект стимуляции клеточного взаимодействия может быть опосредован через систему комплемента.

Разработка фармацевтической субстанции - комплекса КХМ - хитозан - мирамистин

КХМ обладает полирезистентностью к антибиотикам, усиливает функциональную активность иммунных клеток, стимулируя местный (неспецифический) иммунитет, способствует захвату антигена макрофагами, накоплению его в лизосомной фракции, не обладает местно-раздражающим действием и аллергизирующими свойствами.

В рамках решения проблемы заживления раны большую роль играет использование препаратов, которые обладают мощным антимикробным действием и в то же время свободны от побочных эффектов, которые вызывают антибиотики. Помимо антибиотиков это могут быть антисептики или бактериолитические ферменты, т.е. препараты, оказывающие бактерицидное или бактериостатическое действие путем лизиса клеточной стенки микроорганизмов.

Был осуществлен экспериментальный выбор антимикробного компонента. С этой целью были получены полимерные композиции на основе кислоторастворимого хитозана: хитозан-мирамистин; хитозан-лизоцим и хитозан-хлоргексидин. Проводилась иммобилизация антимикробных препаратов в разных концентрациях на хитозановый носитель (лизоцима, хлоргексидина, мирамистина). Концентрация хитозана 1,0%, как это было определено при разработке первой ФС.Полученные композиции в форме геля также подвергались лиофильной сушке. После получения лиофилизата была проведена оценка антибактериального действия полученных комплексов. Изучение антибактериального действия хитозан-лизоцим, хитозан-хлоргексидин, хитозан-мирамистин проводилось на штаммах Esherichia coli и Staphylococcus aureus.

Из антисептиков (для медицинского использования, в том числе для лечения ран) наиболее широко применяются мирамистин и хлоргексидин, представителем бактериолитических ферментов является лизоцим. На этапе разработки технологии второй инновационной субстанции было решено сравнить эти препараты и выбрать наиболее подходящий антимикробный компонент новой субстанции.

Лизоцим - фермент класса гидролаз, функционирует как антибактериальный агент, катализируя гидролиз полисахарида, входящего в состав клеточных стенок ряда бактерий. Этот полисахарид образован чередующимися остатками N-ацетилглюкозамина (NAG)h N-ацетилмурамовой кислоты (NAM), соединенными β-1,4-гликозидной связью (полисахаридные цепи сшиты короткими пептидными фрагментами).

Бактериолитический эффект лизоцима хорошо известен и подтвержден многолетним клиническим применением. Исследования показывают, что грамположительные бактерии могут быть разрушены полностью, в то время как грамотрицательные бактерии подвергаются бактериолизису только, когда дополнительно разрушается их клеточная стенка.

Избирательное действие лизоцима на клеточные оболочки преимущественно грамположительных бактерий связано с различиями в составе клеточных оболочек грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов: грамположительные микроорганизмы, в отличие от грамотрицательных бактерий, не содержат ароматических аминокислот -пролина, гистидина, аргинина. В оболочке грамотрицательных бактерий содержится больше липополисахаридов. Биологическая роль лизоцима не ограничивается только антибактериальным действием, он принимает участие в защитных, иммунных реакциях организма, в процессах регенерации и заживлении ран.

Хлоргексидина биглюконат (в основном применяется в виде растворов различных концентраций) является местным антисептиком с преимущественно бактерицидным действием. Хлоргексидина биглюконат по химической структуре близок к бигумалю и является дихлорсодержащим производным бигуанида. Механизм действия основан на его способности изменять свойства клеточной мембраны микроорганизма. После диссоциации солей хлоргексидина образовавшиеся катионы вступают в реакцию с оболочками бактерий, имеющими отрицательный заряд. При этом липофильные группы препарата способствуют дезагрегации липопротеиновой мембраны бактерий, вследствие чего происходит нарушение осмотического равновесия и потеря калия и фосфора из клетки бактерии. Под действием препарата происходит разрушение цитоплазматической мембраны бактерии и нарушение ее осмотического равновесия, вследствие чего наступает гибель бактерии.

Препарат эффективен в отношении штаммов следующих микроорганизмов: Trichomonas vaginalis, Neisseriagonorrhoeae, Chlamidia spp., Bacteroides fragilis, Treponema pallidum, Gardnerella vaginalis. Кроме того хлоргексидина биглюконат активен в отношении Ureaplasma spp. и умеренно активен в отношении некоторых штаммов Proteus spp. и Pseudomonas spp. К действию препарата устойчивы вирусы (кроме вируса герпеса), а также споры грибов.

Мирамистин - бензилдиметил [3-(миристоиламино)пропил]аммоний хлорид моногидрат. Данное соединение обладает выраженным бактерицидным действием в отношении аэробных и анаэробных бактерий, грамположительных (Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus subtilis, Bacillus anthracoides) и грамотрицательных организмов (Shigella, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella), как в виде монокультур, так и в виде ассоциаций (синегнойная палочка и стафилококк, эшерихии и стафилококки), включая госпитальные штаммы, обладающие полирезистентностью к антибиотикам. Молекулы препарата воздействуют на наружную оболочку микробной клетки, что приводит к ее разрушению и гибели. В основе его биологического действия лежит прямое влияние на мембраны клеток микроорганизмов, притом, что на клетки макроорганизма он влияет очень слабо. Мирамистин способен угнетать энзиматическую активность клеток патогенных микроорганизмов, что хорошо в отношении антибактериальной активности, но может существенно повлиять и на ФА препаратов, так как химическая модификация белковой глобулы может существенно влиять на стабильность ферментов. Результаты проведенных опытов показали, что мирамистин не приводит к падению ФА использованных, как нативных, так и иммобилизованных в хитозановый гель ферментов.

Мирамистин обеспечивает антимикробное и фунгицидное действие, усиливает функциональную активность иммунных клеток при стимуляции местного (неспецифического) иммунитета, ускоряет процесс заживления ран, обеспечивает снижение резистентности патогенных микроорганизмов к антибактериальной терапии, способствует активации защитных реакций в месте применения за счет активации поглотительной и переваривающей функции фагоцитов. Не повреждает грануляции и жизнеспособные клетки кожи, не угнетает краевую эпителизацию, не обладает местно-раздражающим действием.

Пример 1

Опыт ставился с использованием 1,0% раствора хитозана. Раствор готовится путем постоянного перемешивания при комнатной температуре. После полного растворения хитозана раствор оставляли на сутки при комнатной температуре для дальнейшего структурирования.

Далее производилась иммобилизация антимикробных препаратов в разных концентрациях на хитозановый носитель (лизоцима, хлоргексидина, мирамистина).

Антисептики мирамистин и хлоргексидин и бактериолитический фермент лизоцим в различных количествах: 0,1 мг/мл, 0,5 мг/мл и 1,0 мг/мл растворялись в 1,0% растворе хитозана (рН 5,5), подвергались перемешиванию на магнитной мешалке при комнатной температуре в течение двух часов.

В ходе проведения эксперимента необходимо было выбрать адекватный метод сушки, наиболее щадящий по отношению к биологически активным веществам, входящим в композицию. В случае высушивания на воздухе при комнатной температуре образуются тонкие хрупкие пленки.

Одним из вариантов высушивания является лиофильная сушка - способ мягкой сушки, при котором высушиваемое вещество замораживается и посредством вакуума происходит возгонка растворителя. Образцы после лиофильной сушки легко растворяются, что упрощает лабораторные исследования. Это возможно благодаря тому, что объем высушиваемой смеси меняется незначительно за счет образования мелкокристаллической структуры.

Выбор лиофильной сушки в получении экспериментальных субстанций обусловлен рядом преимуществ:

- благодаря низкой температуре отсутствует опасность микробиологического заражения;

- благодаря высокому вакууму отсутствует опасность окисления нестабильных веществ кислородом;

- в высушиваемом продукте остается менее 1% влаги, потому его можно долго хранить.

Кроме перечисленных достоинств данного метода в данном случае имеет место удаление избыточного количества уксусной кислоты, используемой для растворения хитозана. Высушенный материал сохраняет свою структурную целостность и биологическую активность в большей мере, чем пленки, высушенные на воздухе. При увлажнении материал восстанавливает свои первоначальные свойства.

Лиофилизация гелеобразных растворов ферментов в хитозане проводится в замороженном состоянии под вакуумом, при этом вода удаляется из замороженной субстанции путем сублимации льда, т.е. превращения его в пар, минуя жидкую фазу.

Гелеобразный раствор расфасовывают по 100 мл в контейнеры, замораживают в морозильной камере при температуре - 40°С и помещают в вакуумную камеру лиофильной сушильной установки для сублимации льда. Общий объем загрузки 0,5 л (500 г). Проводят два цикла лиофильной сушки. Время сушки ~20-24 часа. Получают лиофилизированную субстанцию в форме рыхлой массы (комочки и пластины).

После получения лиофилизата была проведена оценка антибактериального действия полученных комплексов. Изучение антибактериального действия хитозан-лизоцим, хитозан-хлоргексидин, хитозан-мирамистин проводилось на штаммах Esherichia coli и Staphylococcus aureus.

Видовой состав был представлен следующими микроорганизмами:

- Esherichia coli (АТСС 25922);

- Staphylococcus aureus (АТСС 6538-Р).

Антибактериальную активность изученных объектов исследовали методом «колодцев». Бактерии культивировали на L-бульоне при температуре 37°С в течение 20 часов. Затем с помощью методов количественного учета микроорганизмов, а именно метода Коха, определяли количество клеток в 1 мл исходной суспензии. Для дальнейшего исследования использовали разведения, дающие обсемененность среды на чашке Петри 10⁴ и 10⁶ КОЕ/мл, что соответствует обсемененности раны на начальном и конечном этапах заболевания.

Из полученных разведений, предварительно тщательно перемешанных, производили высев на поверхность агаровой пластинки в чашки Петри стерильной пипеткой в количестве 0,1 мл. Объем внесенной суспензии распределяли по поверхности среды стерильным шпателем.

Помимо поверхностного роста на агаровой пластинке был применен метод роста микроорганизмов в толще агарового слоя. Для осуществления данного метода были подготовлены колбы с расплавленным L-агаром с температурой не выше 40°C (предварительно автоклавированный), в которые вносился инокулят заданной концентрации. Далее содержимое колб разливалось по чашкам Петри по 25-30 мл.

Метод «колодцев» (сквозной)

Предварительно на агар помещали полый цилиндр диаметром 8,0 мм, что позволяло создать колодцы заданной глубины и диаметра. После засева в колодцы помешался исследуемый раствор объемом 100 мкл. В качестве объектов сравнения использовали стерильную дистиллированную воду. Рабочая температура опыта 37°С, что соответствует температуре больного. В качестве объектов исследования использовались следующие материалы:

- хитозан-лизоцим («квадрат» 1×1),

- хитозан-хлоргексидин («квадрат» 1×1),

- хитозан-мирамистин («квадрат» 1×1),

- хитозан («квадрат» 1×1).

Опыты проводились в двух сериях. При работе с образцами Хт-Л, Хт-Хр и Хт-М контролем служил хитозановый гель, масса препарата составляла около 10 мг. Чашки маркировались на обратной стороне.

После помещения образцов на среду, засеянную клетками, и внесения раствора или порошка в колодцы, а также простого наложения «квадрата» 1×1 на поверхность агара, чашки помещали в термостат, где они инкубировались в течение 20 часов при 37°С. По окончании инкубации проводили подсчет задержки зоны роста. При измерении зоны ориентировались на полное ингибирование видимого роста. На Фигуре 1 наглядно представлен Staphylococcus aureus 104 КОЕ/мл («колодцы»): 1 - хитозан-мирамистин, 2 - хитозан-лизоцим, 3 - хитозан-хлоргексидин, 4 - хитозан. На Фигуре 2 наглядно представлена Е. Coli, 106 КОЕ/мл («колодцы»): 5 - хитозан-мирамистин, 6 - хитозан-лизоцим, 7 - хитозан, 8 - хитозан-хлоргексидин.

Как видно из полученных данных, исследованные препараты обладают биоцидными свойствами по отношению к стафилококку, аналогичные данные получены по E. Coli. Действие мирамистина является более выраженным по сравнению с лизоцимом и хлоргексидином. Хитозан не обладает биоцидными свойствами по отношению к изученным культурам.

На основании результатов проведенных экспериментальных работ было определено, что оптимальным антимикробным компонентом комплекса является мирамистин. Выбор мирамистина, который можно считать антисептиком нового поколения широкого спектра действия, объясняется тем, что его терапевтическое действие будет более эффективным и полноценным по сравнению с другими исследуемыми препаратами. Кроме того, предварительные исследования показывают, что мирамистин и химопсин в составе предпочтительной гелевой композиции обладают аддитивным действием при лечении экспериментальных гнойных ран. Хлоргексидин может оказать инактивирующее действие на протеолитический компонент.

Характеристика фармацевтической субстанции - комплекса хитозан-мирамистин (КХМ)

По агрегатному состоянию комплекс хитозан-мирамистин КХМ представляет собой лиофилизированную массу в виде комочков или пластинок белого или светло-желтого цвета, изготовленную на основе хитозана кислоторастворимого.

Пример 2. Технология получения фармацевтической субстанции - комплекса хитозан-мирамистин (КХМ)

Первой стадией технологического процесса является приготовление 1,0% раствора хитозана в 0,5% (не более 1,0%) уксусной кислоте. Параметры процесса: комнатная температура; концентрация уксусной кислоты - 0,5% (не более 1,0%) масс; концентрация хитозана - 1,0% масс.

На второй стадии технологического процесса происходит иммобилизация антимикробного препарата мирамистина - бензилдиметил [3-(миристоиламино) пропил] аммоний хлорид моногидрата на высокомолекулярный полисахарид хитозан с образованием комплекса хитозан-мирамистин (КХМ). В молекулах мирамистина и хитозана присутствуют функциональные группы, по которым образуются водородные связи и гидрофобные контакты, вследствие чего образуются полисахаридные конъюгаты хитозана с мирамистином. Параметры процесса: комнатная температура; время иммобилизации - два часа; концентрация мирамистина - 0,05% масс (0.5 мг/мл); рН 4,5-5,5.

В результате проведения серии экспериментов было зафиксировано следующее:

- оптимальным методом получения композиции с мирамистином является метод физической иммобилизации с последующей лиофильной сушкой;

- оптимальным полимером для получения композиции является хитозан;

- оптимальное массовое соотношение мирамистин/хитозан равно 1:20.

Предпочтительный состав комплекса КХХ - хитозан-мирамистин (количество, в % (масс)):

Мирамистин - 0,05

Хитозан - 1,0

Уксусная кислота - 0,6

Вода очищенная - до 100,0

Пример 3. Физико-химические свойства полимерной композиции комплекса КХМ (хитозан-мирамистин)

Как видно из представленной картины снятых ИК-спектров хитозана, мирамистина и хитозан-мирамистина, в бинарной смеси (КХМ) невозможно выделить характеристические пики мирамистина из-за совпадения полос поглощения. На Фигуре 3 изображен ИК-спектр хитозан-мирамистин, на Фигуре 4 ИК-спектр хитозана, на Фигуре 5 ИК-спектр мирамистина в нативной форме, на Фигуре 6 ИК-спектры мирамистина, хитозан-мирамистина и хитозана. Особенно информативна Фигура 6, отражающая ИК-спектры всех компонентов в увеличенном масштабе.

Спектрофотометрический метод определения мирамистина (УФ-спектры)

Возможной качественной реакцией на мирамистин является снятие УФ-спектров. С помощью данной методики производится качественное определение мирамистина в комбинированных медицинских препаратах по УФ-спектру. На Фигуре 7 представлены УФ-спектры поглощения мирамистина, хитозана и комплекса хитозан-мирамистин.

Метод основан на сравнении спектра неизвестного соединения с известным, идентичность спектров указывает на идентичность структур исследуемых соединений. В УФ спектроскопии измеряется оптическое поглощение в диапазоне длин волн от 170 нм до 400 нм. Для спектроскопии мирамистина применяют УФ излучение в диапазоне 190-300 нм, так как они поглощают именно в этой области спектра.

На спектрофотометре UV-Vis-СФ 2000 снимают УФ-спектр поглощения 0,06% водного раствора испытуемого препарата - комплекса хитозан-мирамистин в области длин волн от 240 нм до 280 нм в кювете толщиной 10 мм.

Для сравнения и идентификации снимают УФ-спектры поглощения 0,06% водных растворов хитозана и мирамистина в этой же области в кювете толщиной 10 мм.

Ультрафиолетовый спектр поглощения 0,06% водного раствора испытуемого вещества в области от 240 нм до 280 нм должен иметь:

- максимумы при длинах волн (257±2) нм, (262±2) нм, (268±2) нм;

- минимумы при длинах волн (25±92) нм, (266±2) нм;

- плечо при длине волны от (252±2) нм до (254±2) нм.

Количественное определение мирамистина

Метод основан на неводном титровании препарата раствором кислоты хлорной в кислоте уксусной в присутствии индикатора кристаллического фиолетового до появления голубого окрашивания и устанавливает количественное определение мирамистина в комбинированных медицинских препаратах.

5% раствор ртути окисной ацетата. 5 г ртути окисной ацетата помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и растворяют в теплой уксусной кислоте ледяной. После охлаждения объем раствора доводят уксусной кислотой ледяной до метки (ГФ XII).

0,1 М раствор кислоты хлорной (НСЮ4) в кислоте уксусной. Для приготовления уксуснокислого раствора хлорной кислоты рассчитанный объем применяемого раствора исходной хлорной кислоты (V см3) медленно, при перемешивании, вливают из бюретки в мерную колбу вместимостью 1 дм³ с ледяной уксусной кислотой, прибавляют из бюретки рассчитанный объем уксусного ангидрида (V1 см³), перемешивают, доводят объем раствора уксусной кислотой до метки и снова перемешивают. Раствор годен для применения 24 ч.

Объем раствора хлорной кислоты, необходимый для приготовления 1 дм³ уксуснокислого раствора хлорной кислоты концентрации с (HClO4)=0,1 моль/дм³, (V) в кубических сантиметрах вычисляют по формуле:

где А - массовая доля хлорной кислоты в применяемом растворе, %;

ρ - плотность применяемого раствора хлорной кислоты, г/см³;

10,046 - 0,1 молярной массы эквивалента хлорной кислоты.

В связи с тем, что применяемый раствор хлорной кислоты содержит воду и при введении его в 0,5% уксусной кислоты попадает некоторое количество воды, мешающее в дальнейшем титрованию, это количество воды следует связать уксусным ангидридом. Необходимый для этого объем уксусного ангидрида (Vi) в кубических сантиметрах вычисляют по формуле:

где (100 - А) - массовая доля воды в применяемом растворе хлорной кислоты, %;

А - массовая доля хлорной кислоты в применяемом растворе, %;

V - объем применяемого раствора хлорной кислоты, рассчитанный для приготовления титрованного раствора, см3;

ρ - плотность применяемого раствора хлорной кислоты, г/см3;

ρ1 - плотность уксусного ангидрида, г/см3;

102,09 - относительная молекулярная масса уксусного ангидрида;

18,02 - относительная молекулярная масса воды.

Массовая доля уксусного ангидрида в уксусной кислоте не должна превышать 0,001%.

Около 0,3 г (точная навеска) препарата растворяют в 10 мл 0,5% растворе уксусной кислоты, прибавляют 5 мл предварительно нейтрализованного раствора ртути окисной ацетата (5% раствор в кислоте уксусной) и титруют 0,1 М раствором кислоты хлорной в кислоте уксусной до голубого окрашивания (индикатор - 0,05 мл раствора кристаллического фиолетового). Параллельно проводят контрольный опыт.

1 мл 0,1 М раствора хлорной кислоты соответствует 0,04391 г мирамистина. Данная реакция может быть использована для определения мирамистина в составе бинарной смеси - фармацевтической субстанции КХМ.

Таким образом, в результате экспериментов были зафиксированы и подтверждены свойства заявленной фармацевтической субстанции, ее качественный и количественный состав и отработана технология ее получения. Разработанная инновационная субстанция способна применятся как самостоятельно, так и предпочтительно в комплексе с ферментами класса гидролаз, способными расщеплять пептиды и белки, а также анестетиками, что заметно улучшает потенциал разработанной фармацевтической субстанции.

Субстанция в составе готовой лекарственной формы может представлять собой мазь, спрей, крем или гель. Гелевая форма препарата для лечения ран, особенно сложных, длительно незаживающих, является предпочтительной как в силу использования водной основы, так и других серьезных преимуществ: мягкое воздействие на рану, сохранение влажной среды, понижение температуры раны, обезболивающий эффект.

Предпочтительный состав и способ получения субстанции указывает на то, что ее получение не требует высоких затрат и подходит для промышленного производства. Данная возможность определяет доступность, пролонгированность и универсальность субстанции, способствует расширению арсенала ранозаживляющих и антимикробных средств.

1. Фармацевтическая субстанция для получения лекарственного средства для лечения инфицированных ран, характеризующаяся включением эффективного количества активных компонентов мирамистина и хитозана, а также уксусной кислоты в качестве вспомогательного вещества и воды при следующем содержании ингредиентов, в % (масс.):

Мирамистин - 0,05

Хитозан - 1,0

Уксусная кислота - 0,6

Вода очищенная - до 100,0

2. Способ получения фармацевтической субстанции по п. 1, характеризующийся тем, что хитозан смешивают с 0,5%-ным раствором уксусной кислоты, постоянно перемешивают и приливают воду до получения суспензии, перемешивают до полного растворения хитозана и оставляют стоять до получения гелеобразного раствора, затем иммобилизуют антимикробный препарат мирамистин на хитозан при комнатной температуре при массовом соотношении хитозан и мирамистин 20:1 и получают путем лиофилизации при температуре -40°С субстанцию хитозан-мирамистин в форме рыхлой губчатой массы, причем вода удаляется из замороженной субстанции путем сублимации льда.