Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Новый местнообезболивающий препарат феррокаин и экспериментальная оценка его селективного депонирования в биологических тканях

г-

ст. сг.

ас о

I—>

Г.1. 00

г.:. сч|

На оравах рухопхск

с

СОХОВА Инна Анатольевна

НОВЫЙ МЕСТНООБЕ35СЛИВАЮЩИЙ ПРЕПАРАТ ФЕРРОКАИН

И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЕГО СЕЛЕКТИВНОГО ДЕПОНИРОВАНИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЯХ

14.00.25 - фармакология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Ростов-на-Дону 1997

Работа выполнена в Ставропольской государственной медицинской академии

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Арушанян Э.Б.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Гаевый М.Д.

доктор медицинских наук, профессор Батурин В.А.

Ведущая организация: Институт фармакологии РАМН

Защита состоится _1997годав асов

на заседании диссертационного совета К 084.53.03. при Ростовском госудгрственном медицинском университете (344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичезакский, 29).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного медицинского университета Автореферат разослан"

_1997 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доцент ^ Борщев П.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В современной хирургической практике около 60% всех вмешательств осуществляется под местной анестезией. Поэтому, несмотря на сравнительно долгую историю применения этого вида обезболивания, не прекращается активный поиск новых лекарственных средств с местноанестезирующими свойствами, совершенствуются приемы самой анестезии. За последнее время в данном направлении достигнут значительный прогресс, в частности, за счет создания оригинальных и высокоэффективных анестетиков типа бупивакаи-на либо ультракаина. Однако наряду с этим предпринимаются попытки оптимизировать клинические возможности и давно апробированных препаратов, которые уже многие годы применяются для обезболивания.

К числу таких средств, заслуживающих определенной модернизации, принадлежит и новокаин. Он давно снискал репутацию малотоксичного и надежного анестетика. Впрочем, уже с начала XX века, времени прихода новокаина в практическую медицину, врачей хирургического профиля не удовлетворяет ряд его вполне очевидных недостатков. К ним принадлежат низкая устойчивость вещества, которая определяет небольшую продолжительность обезболивания, сравнительно частые побочные реакции из-за быстрого рассасывания препарата и последующей генерализации резорбтивного ответа, невозможность контроля за транспортом анестетика в организм и направленной кумуляции в строго определенных тканях, наконец, распространенность нежелательных аллергических реакций (см. П.М.Егоров, 1985; М.И.Кузин, С.Ш.Харнас, 1993, Н.Я Молоканов, И.В.Купреева, 1996).

Указанные недостатки побуждали в прошлом и стимулируют сегодня к поиску способов управления фармакологическими эффектами новокаина К их числу относится ограничение резорбции анестетика из области введения с помощью ваэоконстрикторов(Т.В.Баглык, А.Ф.Пименов, ПГМизина, 1988; Н.Н.Бажанов, С.С.Ганина, 1979; Г.Е.Батрак, А.С.Ку-черук, 1974; I.Aberg, 1980; O.lgarashi, 1992; G.Mastagni, G.Mareska et al„ 1993, F -U.Meyer, 1991) Но сочетание с сосудосуживающими веществами не сняло всех проблем, в силу чего требуется искать новые пути совершенствования фармакологической активности новокаина.

В этой связи наше внимание привлек появившийся в последние годы метод создания лекарственных веществ направленного действия за счет сочетания известных препаратов с особыми магнитными носителями, способными обеспечивать их адресную доставку. В результате удается не только направить фармакологическое средство в строго определенную ткань, но и пролонгировать его действие без увеличения дозировки, а значит, и токсичности (см. Н.А.Брусенцов, 1987; В И Ефременко. 1996, А.С.Мавричев, В.ЕФертман, 1991; Э.К.Рууге,

АН.Русецкий, 1987). Подобный прием с успехом использован при создании новых противоопухолевых агентов, в случае лечения воспалительных процессов при некоторых оториноларингопогичзских заболеваниях, в акушерско-гинекологической практике. О перспективности и принципиальной значимости такого подхода (для целей клинической медицины) .^свидетельствует и тот факт, что направленной доставке лекарственных веществ на магнитной основе был посвящен специальный симпозиум в рамках недавно проходившего IV Российского национального конгресса "Человек и лекарство" (Москва, 1997).

Учитывая это, представлялось важным использовать идею магни-тоуправляемого носительствз для создания оригинального железосодержащего препарата новокаина с последующей оценкой характера его распределения в организме. Указанное положение определило цель и задачи настоящего исследования.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР Ставропольской государственной медицинской академии (номер государственной регистрации 01.970005483), тема исследования утверждена на расширенном заседании Совета Ставропольской медицинской академии. (протокол №8 от 26.03.1997 года).

Цель исследования. Создание мзгнитоуправляемого местного анестетика (феррокаина) и оценка его селективного депонирования в различных тканях животного под действием постоянного и переменного магнитного полей.

Задачи исследования:

1. Создать оригинальный магнитоуправляемый носитель и на его основе получить комплексное соединение с новокаином (феррокаин).

2 Оценить временную динамику депонирования магнитного носителя и феррокаина в мягких и костных тканях животного.

3. Представить сравнительную характеристик влияния постоянного и переменного магнитного полей на распределение в тканях магни-тоулравляемых веществ.

4. Оценить особенности кумуляции феррокаина в сочетании с различными носителями (декстрановые и лолиахриламидиые частицы) в магнитном поле разной стационарности.

Научная новизна. Впервые создан оригинальный магнитоуправ-ляемый носитель(частицы высокодисперсного порошка ферромагнитного железа в оболочке сшитого полиакриламида) и при его сочетании с новокаином получен новый местный анестетик феррокаин. В опытах на животных впервые представлена временная динамика накопления как-самого магнитоносителя, так и комплексного соединения с анестетиком в мягких тканях и костях. Показано, что ферромагнитные свойства удли-\ няют срок пребывания новокаина в организме и способствуют быстрой адресной доставке вещества в определенную ткань. Как установлено, этот процесс эффективнее протекает в мышечных образованиях по

сравнению с костными и слабо выражен на стороне тела, противоположной магнитному воздействию.

При оценке конфигурации кумулятивных кривых впервые обнаружена более выраженная способность постоянного магнитного поля обеспечивать депонирование магнетика и феррокаина в мышечной и костной ткани. У переменного магнитного поля это свойство проявляется слабее. Проведенные исследования позволили также дать сравнительную оценку кумулятивной активности комплексов феррокаина с разными транспортными системами. Впервые установлено, что накопление анестетика успешнее происходит в случае сочетания феррокаина с полиак-риламидными частицами и оказывается заметно слабее при использовании декстранового носителя.

Получен патент на изобретение "Обезболивающее средство фер-рокаин" и положительные решения на выдачу патентов по магнитному носителю "Микрокапсула" и "Способу селективного транспорта и депонирования лекарственных веществ в стоматологии".

Научно-практическая ценность работы. Создан оригинальный ферромагнитный носитель, способный обеспечивать направленный перенос током крови лекарственных средств. В результате сочетания маг-нитоносителя с новокаином удалось получить новое вещество, обладающее высокой магниточувствительностью й запатентованное под названием "феррокаин". За счет своей кумулятивной активности он легко депонируется как в мышечных, так и костных тканях животного и может быть в дальнейшем апробирован в качестве анестетика для регионарного обезболивания, в том числе при проведении стоматологических операций Благодаря сравнительному изучению 'Магнитных полей разной стационарности, представлены доказательства1 более целесообразного использования постоянного магнитного поля с целью ускоренной доставки магнитоуправляемого анестетика в ткани. Эти факты позволяют рекомендовать применение постоянных магнитов для последующих доклинических и клинических испытаний феррокаина. На основании изучения кумулятивных свойств комплексов феррокаина с декстрановыми и поли-акриламидными частицами резонно воспользоваться последними для получения более выраженного фармакологического эффекта. В теоретическом плане результаты настоящей работы могут рассматриваться как экспериментальное обоснование целесообразности разработки новых средств с местнообезболивающим действием и пролонгации их активности на базе магнитоуправляемы носителей.

Положения, выносимые на защиту: .

1 Создание оригинапьного анестетика путем сочетания новокаина и ферромагнитного носителя.

2 В постоянном магнитном поле более существенно, чем при воз-' действии переменным, обеспечивается накопление магнитоносителя и феррокаина в биологических объектах.

3. Феррокаин лучше кумулирует в мышечных образованиях по сравнению с костной тканью.

4. Для успешной доставки феррокаина в ткани целесообразнее использовать полиакриламидные, а не декстрановые частицы.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуж-1 дены на:

XIII European Chemistry at Interfaces Conference (Kiev,Ukraine,September 11-16,1994);

- I Конференции стоматологов Карачаево-Черкессии (г.Черкесск, 11 ноября 1994 г.);

- 1 Международной конференции "Последние достижения в области пищеварительного тракта" (г.Кисловодск, 26-27 января 1995 г.);

-Ill Международной стоматологической конференции "Проблемы реставрационной стоматологии"" (г.Кисловодск, 16-18 ноября 1995 г.);

- XXVI Конференции стоматологов Ставропольского края (г.Ставрополь, 17 мая 1996 г.);

- Межкафедральном совещании кафедры фармакологии и кафедры стоматологии факультета последипломного образования Ставропольской государственной «дедицинской-академии (г.Ставрополь, 28 мая 1997 г.),

- XXVII Конференции стоматологов Ставропольского края (г.Ставрополь, 30 мая 1997 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ. Получен патент на изобретение по заявке "Обезболивающее средство "феррокаин"" (1996), положительные решения на выдачу патентов по заявке "Микрокапсула" по магнитному носителю и по заявке "Способ се-' пективного транспорта и депонирования лекарственных веществ в стоматологии" (1995).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, указателя литературы и приложения. Указатель литературы содержит 229 источников, в том числе 133 отечественных и 96 зарубежных авторов Работа иллюстрирована 9 таблицами и 17 рисунками.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено на 638 белых нелинейных мышах, массой до 40 г Животные содержались в условиях вивария при стандартной температуре и свободном доступе к пище и воде.

Все животные были распределены на 8 групп (табл.1) в зависимости от вводимого препарата и вида магнитного воздействия. Первой группе животных вводили магниточувствительный носитель, который представляет собой высокодисперсный порошок ферромагнитного железа 90-95% и сшитый полиакриламид 5-10% (положительное решение о

агпролеленич "+мь-гных & зависимости от вводимого аешества .

и от эх да внешнего магнитного Бездействия ^

•* Табл.1

Вводимый препарат Вил внешнего магнитного воздействия Количество экспериментальных' животных

1 группа магниточувствительный носитель постоянное,магнитное поле , 12

2 группа магниточувствительный носитель переменное магнитное поле •:.. _ зо ,

3 группа феррокаин (декстраноаыё частицы) •, без воздействия , ' ; ' 76' „ " '

4 группа феррокаин (полнакриламидные частицы! без воздействия ? ;„ 82

5 группа феррокаин (декстрановые частииы) постоянное магнитное поле 80 ; ;

6 : группа феррокаин (декстрановые частицы) переменное магнитное поле 64

- 7 группа " ферргокаин (полиакриламидные частицы) постоянное магнитное поле 76 ;

-. а ■>" 8 группа феррокаин (полиакриламидные частицы) переменное магнитное поле 88

-. ' Всего.?. 638

выдачи патента на изобретение от 30.09.94r. № 94-036608/14(037003) и проводили воздействие постоянным магнитным полем (ПМП); второй-инъецировали магнитомувствительный носитель и воздействовали переменным магнитным полем (ПеМП); в третьей группе применяли раствор феррохаина(декстрановые частицы-Д) без воздействия внешним магнитным полем, эта группа являлась контрольной; четвертой группе вводили раствор феррокаина(лолиакриламидные частицы-Г!) также без магнитного воздействия. В пятой-оценивали депонирование феррокаи-на-Д под влиянием ПМП, а в шестой - ПеМП. Аналогичным образом е седьмой и восьмой группах применяли феррокаин-П в сочетании с ПМП и ПеМП.

В качестве местного магниточуэствительного анестетика нами был использован новый, разработанный совместно с институтом химии поверхности HAH Украины препарат феррокаин, включающий новокаин и носитель. В качестве носителя содержатся частицы высокодисперсного порошка железа в оболочке сшитого полиакриламида при следующем соотношении компонентов масе.%: новокаин - 0,75-3,75; частицы высокодисперсного порошка железа в оболочке сшитого полиакриламида -99,25-96,25 (патент на изобретение № 2065302 "Обезболивающее средство "феррокаин" от 20.08.96 г.).

Возникает естественный вопрос: обладает ли вновь созданный. химический комплекс собственной анестетической активностью. Ответ на него был получен Н.И.Шкловской и соавт., которые в рамках совместной программы по созданию феррокаина провели специальное изучение его специфического действия по сравнении с новокаином.

Опыты выполнены на 5 кроликах массой 2-2,5 кг. У ненаркотизи-рованных животных электрическим током (прямоугольные импульсы, частота 30 Гц, длительность импульса 0,05-0,5 мс, сила тока 50 мА) производили стимуляцию пульпы зуба. При этом индифферентный электрод закрепляли на носовой кости. Анестезию производили в области нижнечелюстного отверстия, ферромагнетик фиксировали в области клыка самарий-кобальтовым магнитом. Эффект оценивали по изменению амплитуды вызванных потенциалов, отводимых контрзлатерально от поверхности черепа униполярным стальным электродом.

Как показали проведенные эксперименты, феррокаин обладает отчетливой анестетической активностью, которая определяется все 120 минут регистрации после введения вещества. Действие же новокаина было кратковременным и выражено крайне слабо уже на 90-й минуте, уступая в этот промежуток времени по силе феррокаину (в сопоставимой концентрации) в 12-14 раз.

В ходе настоящего исследования животным первой и второй групп внутрибрюшинно вводили ферромагнитную суспензию (магнитный носитель) в количестве 0,2 мл (из расчета 5мг/кг). Животным третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой и восьмой групп инъецировали раствор

феррокаина (декстрановые и полиакриламидные частицы) внутрибрю-шинно в количестве 0,1 мл. Ферромагнитную суспензию и раствор феррокаина предварительно помещали в диспергатор ультразвуковой УЗДН-А на 10 сек Диспергатор использовали для получения мелкодисперсной суспензии.

После введения соответствующей жидкости животных, подвергаемых магнитному воздействию, располагали на лабораторном столике (предварительно зафиксировав передние и задние конечности) на расстоянии;^ см от источника переменного магнитного поля и в контакте с источником постоянного магнитного поля. В качестве источника переменного магнитного поля использован аппарат для магнитотерапии "Полюс-1" с синусоидальным током частотой 50 Гц в непрерывном режиме. Электродами являлись прямоугольные индукторы-электромагниты (В.С.Улащик,1986). Учитывали тот факт, что отечественный аппарат "Полюс-1" генерирует пульсирующее постоянное магнитное поле и переменное магнитное поле низкой частоты в непрерывном и прерьтистсм режимах (И.И. Клименко, Е М. Прудникова, 1987). В качестве источника постоянного магнитного поля применяли аппарат для магнитотерапии ПДМТ, который создает максимальную индукцию до 50 мТл, регулируемую ступенями, с контактным расположением индукторов (ААУшаков, 1996).

Воздействие ПМП проводилось с индукцией 33±5 мТл и ПеМП с индукцией 30±7,5 мТл при разных временных режимах воздействия. В каждой группе время воздействие составляло 1,5,10,20,30,60,120 и 180 минут.

После прекращения экспериментов животных умерщвляли методом декалитации под эфирным нарокозом.

Для изучения способности магниточувствительного местного анестетика депонироваться в биологических тканях, а также для сравнительной оценки его депонирования в костных и мягких тканях животного уровень накопленного магниточувствительного анестетика определяли в пробах костной ткани (передней, задней конечностей, а также нижней челюсти) и мягких образованиях передней и задней конечности и боковой поверхности брюшка. Выделенные участки тканей предварительно фиксировали в 40% растворе формалина.

Определение уровня Ферромагнетика.

Учитывая данные литературы , (А.И.Цапин, Г.Ф.Иваненко, Н Н Глущенко, Ю.И.Федоров, 1987), для .определения относительного количества железа, накопленного в тканях, использовали метод атомно-адсорбционного эмиссионного анализа, который позволяет провести количественные расчеты изменения уровня ферромагнитных частиц в тканях

Исследуемые участки тканей помещали в фарфоровые тигли и озоляли в муфельной печи руур (Полоща) при температуре 500° С в течение 1 часа. Полученные зольные остатки смешивали со спектрально чистым порошком графита а соотношении 1:3. Полученные смеси помещали в кратеры угольных электродов и сжигали в штативе РБ-13(Карл Цейсс Йена, ГДР) в режиме дуги переменного тока от универсального генератора 11В1-2. Условия анализа соблюдались следующие; сила тока (I)-7А; емкость (С)- 5тР(микрофарад); индуктивность (Ц 250тН(микрогенри); электроды угольные: нижний- типа "рюмки", диаметр отверстия 3,5 мм, глубина 5 мм, верхний - заточенный на конус.

Спектры фотографировали на спектрографические пластинки ПФС-02 со светочувствительностью 7 ед ГОСТа при помощи спектрографа с дефракционной решеткой РвБ-г (К.Ц.Й.). Ширина щели спектрографа 0,010 ммгзкспозиция 90 сек (полное выгорание проб). Пластинки проявляли в сгандартномпроявителе УП-5 в течение 4 минут.

Рядом со спектрами проб фотографировали шкалу и спектр железа (Ре), необходимые для установления длин аналитических линий элементов. , ч

Расшифровку спектров проводили при помощи спектрографа БР-3 (К.Ц.Й.) с использованием "Атласа для спектрографов с дефракционной решеткой" (Г.Петер, Г.Шиллер, "Карл Цейсс Йена").

Сравнение количественного содержания железа в пробах проводили при помощи микрофотометра. При работе на его предметный столик устанавливали поочередно пластинки с исследуемыми спектрами (эмульсией вверх) и фотометрировали в каждом спектре линию железа (длина волны 3020,5 А) и линию кальция (длина волны 3159 А). Относительное повышение содержания железа в участках тканей, подверженных магнитному воздействию, определяли по формуле:

РРеР'РСаА-РРеА'РСаВ

Ре=——-- , где

РСаВ'РСаА

. РРеВ-оптическая плотность линии железа (длина волн 3020,5 А) в спектрах участков тканей, подверженных магнитному воздействию;

РРеА-оптическая плотность Линии железа (длина волн 3020,5 А) в спектрах участков тканей, не подверженных магнитномпу воздействию;

РСаВ-оптическая плотность линии кальция (длина волн 3159 А) в спектрах участков тканей, подверженных магнитному воздействию;

РСаА-олтическая плотность линии кальция (длина волн 3159 А) в спектрах участков тканей, не подверженных магнитному воздействию.

Результаты расчетов заносили в таблицы и по данным, полученным в ходе экспериментального исследования строили графики.

Статистическая обработка лабораторного материала и его графическое представление были произведены на персональном компьютере

P-120 Acer Aspire 56S. в программах Microsoft Word 7.0 и Microsoft Word Exel 7.0.

Данные проведенных исследований обрабатывали методом вариационной статистики с определением средних:'величйн (М), их ошибок (±т) и достоверности различий (Р) с помощью критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ^ОБСУЖДЕНИЕ

1. Разработка мзгниточувствительного носителя и' оценка его ' распределения в тканях. ' *

В хоДе работы совместно с Институтом химии поверхности НАН Украины был предложен новый магниточувстаительный носитель (МН), включающий магнитный компонент и бйосовместимую полимерную оболочку. На этот комплекс позднее подана заявка на изобретение. В качестве магнитного компонента содержится высокодисперсный порошок железа, а в качестве биосовместимой полимерной оболочки сшитый по- . лиакриламид при следующем соотношении компонетов, масс..%: высокодисперсный порошок железа - 90-95, <v -сшитый полиакриламид - 5-10; фи

Для получения магниточувствительного носителя убрались следующие реагенты:

Акриламид 7ч/ CH2CHCONH2 МРТУ 6-09-356-63; N,N,метилей-бис-йкриламид /ч/ СН2 (NHOCCH=CH2) 2 ТУ 609-195-70; "

Глицерин Н0СН2СН0НСН20Н Тч.д.а./ ГОСТ 6259-52; Этиловый спирт СН2СНЗОН ТУ ИРЕА 20-66; Вода дистилированная МРТУ 6-09-688-63; Рибофлавин - витамин В2 - продукт фирмы "Chemical Company Signa4 США. "••>■•■ а

Частицы ВДПЖ получали по методике, '¿писанной Michailik et al. (1991), путем злеетроосаждения из водного раствора сульфата железа (П) в присутствии олеиновой кислоты, растворенной в органическом растворителе и ислользСванной в качестве стабилизатора. МН получали методом фотоинициировййной полимеризации акриламида на поверхности частиц высокодисперсного порошка железа.

На первой стадии производили адсорбцию фотоинициатора рибофлавина поверхности частиц ВДПЖ. Для этого вначале готовили вод--ный раствор фотоиницкатора 0,5*10-4 . моль/л. Затем проводили адсорбцию рибофлавина на поверхности частиц путем встряхивания их с водным раствором рибофлавина. Количество адсорбированного рибофлавина определяли ло исследованию контактного раствора методом Уф-спектроскопии, предварительно построив график зависимости оптической плотности полосы 440 нм от концентрации раствора. Судя по ре-

■ - 12 зультатам анализа, содержание фотоинициатора на поверхности частиц соответствует 1,5-2,0 монослря. Затем ВДПЖ с адсорбированным на поверхности инициатором вводили в 2% раствор акриламида в глицерине с добавлением сшивающего агента N,N - метйлён-бис-акриламида, раствор которого предварительно помещали в кварцевый реактор, снабженный мешалкой, Синтез производили при непрерывном помешивании и облучении реакционной смеси мощным источником видимого света в течение 2-3 часов при температуре +25° С. Проводили оценку гидролитической и ферментативной устойчивости, а также магнитной восприимчивости МН. Полученные результаты свидетельствовали о том, что новый разработанный МН "Микрокапсула" обладает достаточно высокой гидролитической и ферментативной устойчивость^, проявляет высокую магнитную восприимчивость, что ускоряет его доставку в предназначение место живого организма и пролонгирует высвобождение лекарственного средства или биологически активного вещества.

Следующим этапом работы явилось экспериментальное исследование депонирования нового магниточувствительного носителя в биологических тканях животного под действием постоянного и переменного магнитных полей, такой подход представлялся необходимым для последующей сравнительной оценки характера накопления препарата.

Экспериментальное исследование депонирования МН в биологических тканях животного под действием внешнего магнитного поля (постоянного и переменного) оценивали на стороне воздействия и на противоположной стороне.

В данной серии экспериментов использованы 72 белые нелинейные мыши, которым воздействие осуществляли ПМП с индукцией 33±5 мТл и 80 белых нелинейных мышей, которые получали воздействие ПеМП с индукцией 30±7,5 мТл. Все животные были разделены на восемь подгрупп в зависимости от длительности воздействия магнитным полем (1,5,10,20,30, 60,120 и 180 минут). Сравнительная оценка депонирования МН в различных тканях животного под действием ПМП свидетельствовала о том, что характер распределения вещества существенно коле-' бался на стороне воздействия и на противоположной.

На первой минуте от момента инъекции МН его содержание в тканях оказалось ничтожно малым. По мере увеличения послеинъекционно-го срока при воздействии ПМП обнаружено градуальное нарастание уровня МН в обоих типах тканей (мягкие и костные), достигавшее максимума к 60 минуте. Самое высокое содержание МН оказалось в мышцах передней конечности (0,273+0,003 уе), а наименьшее в костях задней лапки (0,145±0,003 уе). Несмотря на дальнейшее воздействие ПМП, концентрация МН снижалась, на 180-й минуте приближаясь, практически, к первоначальной

Та же закономерность прослежена и на противоположной воздействию стороне, хотя накопление МН происходило существенно слабее(в ряде определений на порядок и ниже), чем на стороне воздействия. .

Резюмируя полученные данные, можно констатировать, что под влиянием постоянного магнитного поля происходит успешная и достаточно быстрая кумуляция разработанного нами МН в мягкой и костной ткани мышей со сходным паттерном кривых накопления как на стороне противоположной воздействию, так и на стороне воздействия ПМП. Правда, в последнем случае МН накапливался в значительно больших-количествах. Вместе с тем, костная ткань в силу своих морфологических и биохимических свойств, а также особенностей васкуляризации, в целом, несколько хуже депонирует МН.

Характер распределения МН в организме животных под влиянием ПеМП, в принципе, подчинялся тем же закономерностям, что и в предыдущем случае. Однако имелись и свои особенности.

Отличие результатов данной серии экспериментов сводилось к нескольким моментам. Во-первых, степень депонирования МН в мягких тканях под действием ПеМП была несколько слабее. Во-вторых, при использовании'ПеМП колебания концентрации МН в большинстве образцов отличались меньшей вариабельностью. В-третьих, оба типа воздействия по разному сказывались на скорости элиминации МН, в случае применения ПеМП она была заметнее ниже.

На стороне использования ПеМП показан идентичный паттерн кумулятивных кривых с максимумом депонирования вещества на 60 минуте при сохранении повышенной кумулятивной активности ткани боковой поверхности брюшка в первые 30 минут после инъекции. Тем не менее масштабы депонирования оказались значительно выше, чем на стороне, противоположной воздействию. Так, если концентрация МН в мягких тканях задней конечности животного составляла 0,196 (+0,03)уе, то в аналогичном образце при облучении с более короткого расстояния уве- " личивалась до 3,742 (±0,003)уе.

Таким образом, воздействие как постоянным, так и переменным магнитным полем способствует постепенному накоплению МН в различных по своим свойствам биологических тканях. Эффект накопления более выражен на стороне воздействия, хотя пик в равной степени достигался через час после инъекции с постепенным спадом депонирования. При этом различия в физических характеристиках магнитного поля определенным образом сказываются на полученных результатах. Учитывая это, в последующем представлялось целесообразным продолжить в сравнительном аспекте изучение обоих типов магнитов.

2. Разработка Феррокаинз.

Известны разные способы получения декстрановых гелей. Среди •наиболее популярных - сшивка декстрана в щелочном растворе обработкой эпихлоргидрином (Кочетков и др.- 1967). Этот способ открывает возможности для получения сшитых декстрановых микросфер путем их формирования в присутствии сшивающего агента.

Однако мы воспользовались другим методом закрепления декстрановых макроцепей на поверхности ВДПЖ за счет использования ами-ног-'ВДПЖ.. Такие соединения получали в результате модификации поверхности исходных высокодисперсных порошков железа гамма-¿аминопропилтриэтокси-силаном,- При этом полученный периодатным окислением альдегиддекстран в мягких условиях образует связи с аминогруппами амино-ВДПЖ (шиффовы основания), которые могут быть стабилизированы борогидридом натрия.

U.SchrOder (1982) описан также способ получения магнитных декстрановых микросфер, согласно которому углевод растворяется в среде с большой диэлектрической проницаемостью (например, в воде), туда ' же вносится (суспендируется) магнитный материал (высокодисперсный магнетит производства Ferrofluic of Corp., США) с размером частиц 10-20 нм. ,

; Полученная суспензия эмульгируется а гидрофобном растворите! ле обработкой ультразвуком при интенсивном перемешивании. Образовавшиеся микрокапли эмульсии типа "вода в масле", содержащие раствор углевода • и магнитный компонент, стабилизируются переносом эмульсии в растворитель, вызывающий кристаллизацию углевода, и промываются ацетоном,-

Основываясь на этом методе, в настоящей работе для получения ВДПЖ»декстрановых макрочастиц растворяли 0,5 г декстрана фирмы "Serva" мол. веса 60 000-90 000 в 1,0 мл воды (50 вес.% декстрана) и смешивали с 0,07 г ВДПЖ (средний размер частиц, поданным злектрон-• ной микроскопии, 100-200 нм). Полученную суспензию вводили в 10,0 мл кукурузного масла и перемешивали со скоростью 5000 об/мин, используя гомогенизатор "Homogenizer type ПРЫ - 302". Эмульсию охлаждали затем на ледяной бане до температуры +4°С и подвергали обработке ультразвуком частоты 44 кГц (ультразвуковой дезинтегратор УЗДН - 2Т ) в течение 1 минуты. Затем смесь вливали при интенсивном пеоемеши? вании в ацетон (объем 200 мл), содержащий стабилизатор эмульсии. Tween - 80 (ОД вес.%), и снрва перемешивали со скоростью 5000 об/мин при помощи гомогенизатора.

Полученные ВДПЖ-декстрановые микрочастицы промывали ацетоном и сушили на воздухе. Для создания ВДПЖ-декстрановых частиц с включением в поры носителя новокаина использовали тот же метод с одной лишь разницей: водная фаза объемом 2,0 мл содержала 25 вес.% декстрана и 5 вес.% новокаина, а кукурузное масло было взято в объеме 25 мл.

Синтезированное таким способом химическое соединение получило условное название "феррокаин - Д".

В качестве другого биосовместимого полимера-носителя нами также использованы оболочки сшитого полиакриламида. Выбрано следующее соотношение компонентов масс.%: новокаин - 0,75-3,75; частицы высокодисперсного порошка ферромагнитного железа в оболочке сшитого полиакриламида - 99,25-96,25. ' :

Конкретно для получения феррокаина брались следующие реагенты: ~

Новокаин - ТУ 64-3-167-84;

Акриламид (ч) СН2=СНCONH2 МРТУ 6-09-356-63;

N-N-метилен-био-акриламид (ч) CH2(NHOCCH=CH2)2;

ТУ 6-09-195-70;

Глицерин Н0СН2СН0НСН20Н (ч.д.а.) ГОСТ 6259-52;

Этиловый спирт СН2СНЗОН ТУ ИРЕА 20 - 66;

Рибофлавин-витамин В2-продукт фирмы "Chemical Company Sigma" США.

На первой стадии производили адсорбцию фотоинициатора на поверхности частиц ВДПЖ. Для этого вначале готовили водный раствор фотоинициатора 0,5*10-4 моль/л. Затем проводили адоорбцию рибофлавина на поверхности частиц путем встряхивания их сводным раствором рибофлавина. Количество адсорбированного рибофлавина определяли по исследованию контактного раствора методом УФ-спектроскопии, предварительно построив график зависимости оптической плотности полосы. 440 нм от концентрации* раствора / Судя по результатам анализа, содержание фотоинициатора ha поверхности частиц соответствует, 1,52,0 монослоя. Затем частицьТ'ВДПЖ вводили в кварцевый реактор, снабженный мешалкой, в который предварительно помещали 2%-ный „ раствор акриламида'в глицерине^ добавлением сшивающего агента N, N-метилен-бис-ак'риламида и новокаина. ■ - i

Синтез проводили при непрерывном-перемешивании и облучении реакционной смеси "мсЭДйым источником видимого света в течение 2-3 часов при температур^ 25°^. Количество новокаина, включенного в сетку сшитого полиакриламида и полученного на поверхности частиц ВДПЖ,. определяли по исследованию контактного раствора после синтеза методом УФ-спектроскопии, по полосам поглощения его 220 и 290 нм. Содержание новокаина в полученном препарате составляло 2,50 масс.% и 97,50 масс.% ВДПЖ с полиакриламидным покрытием..

Новое магнитоуправлчемое соединение, созданное на основе полиакриламида, получило условное название "феррокаин - П".

Таким образом, в результате проделанной работы в наших руках оказалось два местноанестезирующих вещества с магнитными свойствами, особенности распределения которых в организме следовало установить на следующих этапах настоящего исследования. При. этом пред-

ставпялось важным решить две основные задачи. Во-первых, надо было определить характер депонирования комплекса новокаин-МН в тех же биологических тканях, где предварительно определяли концентрацию одного МН в разные сроки после его инъекции. При этом следовало раздельно оценить особенности распределения феррокамна, связанного с разными носителями (декстрановые и полиакриламидные частицы). Во-вторых, было необходимо установить особенности кумуляции обоих соединений под воздействием как постоянного, так и переменного магнитного поля.

3. Особенности депонирования Феррокаина-Д в тканях животного

под действием магнитного поля.

В данной серии экспериментов было использовано 80 мышей, подвергнутых воздействию ПМП и 84 белых мыши, на которых оценивали влияние ПеМП. Всем животным инъецировали раствор феррокаина-Д из расчета 0,1 мл.

Как показало проведенное исследование, распределение анесте-' тика в биологических тканях подчинялось тем же закономерностям, которые установлены ранее лишь для одного МН.

Если рассматривать динамику накопления анестетика во времени на стороне противоположной воздействию, то можно отметить определенные особенности рисунка кумулятивных кривых. В частности, в большинстве тканей, за исключением кожно-мышечных образований передней конечности и нижнечелюстной кости, уровень феррокаина-Д в целом оказался достаточно низким. Вместе с тем его максимум достигался несколько быстрее, чем обычно - к 30-й минуте после инъекции (рис.1). На пике кумуляции в таких образцах концентрация веществ только в 1,5-2 раза превышала значения, полученные на 5-й минуте после-инъекционного периода, для мягких тканей задней конечности это различие в сравнительном плане составляло, например, 0,077+0,002 уе и 0,042 ±0,003 уе соответственно. С другой стороны, элиминация феррокаина-Д явно задерживалась, и даже на 180 минуте регистрации его содержание оставалось достаточно высоким.

Несколько отличные результаты получены при оценке характера депонирования феррокайна-Д в мягких тканях передней конечности и кости нижней челюсти. В первом случае отмечено самое эффективное депонирование, также достигавшее максимума к 30-й минуте. (0,124±0,001 уе, р<0,001). Высокая кумулятивная способность данного типа образцов отмечалась ранее и в других сериях экспериментов. Что касается нижнечелюстной кости, то здесь пик кумуляции приходился на 60-ю минуту после введения феррокаина и составлял 0,097+0,002 уе вещества (р<0,05).

Мягкие ткани Костные ткани

1" постоянное мл гнитное пол* яереы«кно» магнитно« пол« 3- к©йтр£>льк»я группа (бе* действия »н«ви«го

магиитиэго ПОЛЯ|

Рис. I

Сравнительная оценка уровня депонирования феррокаина (декстрановые частицы) в мягких и костных тканях животного

Согласно полученным результатам в серии опытов при использовании переменного магнитного поля оно, подобно эффекту постоянного магнита, неодинаково меняло депонирование феррокаина-Д в тканях животного, различающихся по локализации и своим биологическим свойствам.

На стороне, противоположной воздействию, процесс депонирования вещества, в целом, по своей интенсивности уступал аналогичному эффекту ПМЛ. В частности, на 5-й минуте регистрации величина депонирования для большинства исследованных образцов на 25-30% уступала результатам, которые получены в тот же промежуток времени под влиянием ПМП. Единственное исключение составляли мягкие ткани боковой поверхности брюшка, где уровень вещества оказался заметно выше: 0,047±0,003 уе, а под действием ПМП - 0,33 ±0,003 уе. И в последующие сроки (на 10 и 20 минутах) указанная ткань продолжала превос-, ходить по кумулятивной активности остальные образцы. Через час после инъекции максимум депонирования феррокаина-Д (в ткани брюшка) был немногим более 0,08 уе, хотя на пике эффекта в ПМП данный показатель составил 0,072±0,002 уе.

Помимо менее интенсивного накопления феррокаина-Д воздействие ПеМП отличала меньшая скорость его кумуляции. Во всех тканях, за исключением костей нижней челюсти, максимум депонирования обнаружен на 60-й минуте послеинъекционного периода, причем и по такому критерию самый высокий уровень накопления показан в ткани брюшка (следует повторно указать, что в случае ПМП приоритетные свойства найдены у мягких тканей передней конечности).

Существенно, по нашему мнению, и то обстоятельство, что ПеМП слабее обеспечивало депонирование анестетика в костях нижней челюсти. По такому признаку ока уступала остальным образцам, кроме костей задней конечности.

С другой стороны, под влиянием ПеМП дольше, чем в случае применения ПМП, происходила элиминация вещества из организма. По крайней мере во всех изученных мягких тканях содержание феррокаина-Д к 180 минуте послеинъекционного периода не успевало вернуться к уровню его на 5-й минуте введения, в отличие от воздействия ПМП.

Резюмируя представленные факты, можно говорить о том, что, ПеМП, по сравнению с ПМП (по большинству исследованных параметров), оказывается менее эффективным способом повышения кумулятивных свойств различных тканей при введении феррокаина-Д.

4. Распределение Феррокаина-П в организме пол влиянием магнитного воздействия.

При изучении способности магниточувствительного анестетика депонироваться в различных тканях в данной серии экспериментов ис-

пользован феррокаин-П, отличающийся меньшим размером частиц носителя. Опыты проведены на 76 белых нелинейных мышах, получавших воздействие ПМП и 88 мышах - ПеМП

В ходе исследования представлялось существенным сопоставить между собой особенности депонирования а различных тканях двух форм феррокаина, связанных с декстрановыми и полиакриламидными частицами под влиянием ПМП. Как установлено, в первом случае накопления вещества происходило гораздо медленнее и в более ограниченных масштабах, чем во втором. Например, если концентрация феррокаина-Д на 30-й минуте послеинъекционного периода в мягких тканях задней конечности составляла 0,077*0,002 уе, то для феррокаина-П тот же показатель оказался почти вдвое выше 0,193*0,002 уе (рис.2). И такое различие было статистически достоверным (при р<0,001). С другой стороны, темпы элиминации анестетика при использовании полиакриламидных частиц были выше, чем в случае феррокаина-Д, если сравнивать тканевой уровень депонированного вещества на 180-й минуте.

В соответствии с ранее приведенными сведениями на стороне воздействия ПМП депонирование феррокаина-П происходило гораздо успешнее при сравнении с результатами накопления вещества на противоположной стороне. Имелись отчетливые различия и с данными использования феррокаина-Д.

Сходным образом достигался пик концентрации вещества во времени, более высокую кумулятивную активность демонстрировали мягкие ткани, по сравнению с костными. Однако степень накопления оказывалась существенно (на порядок и более) выше. Так, на 30-й минуте после введения уровень феррокаина-П в мягких тканях передней конечности на стороне, противоположной воздействию ПМП, составлял 0,262*0,002 уе, а на том же участке на стороне, вблизи источника магнитного излучения, - уже 5,032*0,002 уе. Подобная разница обнаруживала высокую степень достоверности (р<0,001).

Сравнение результатов настоящей серии и сведений, представленных в предыдущем разделе, подтверждает положение, по которому полиакриламидные частицы являются:более надежным носителем для феррокаина, чем декстран. Например, уровень феррокаина-Д на 30-й минуте введения под влиянием ПМП на стороне применения достигал в мягких тканях задней конечности 1,485*0.002 уе, тогда как для феррокаина-П в тот же срок он был равен 3,712*0,001 уе. И подобные разли-' чия существовали для всех видов исследованных тканей.

Таким образом, ПМП обеспечивает более выраженное накопление феррокаина-П по сравнению с феррокаином-Д. В обоих случаях кумулятивный эффект хорошо проявляется лишь на стороне воздействия и резко ослабевает с увеличением расстояния (на противоположной стороне).

4,5

-4 -3,5

3 -2,5 -2 -1,5 I

0,5 О

-«—1

10' 20' 30' время, мин

Мягкие ткани

Костные ткани

1- постоянно« магнитно« пел«

2- П»р«иекно« магнитно« г.ол»

3- контрольн»* группа действия »м*ин«Р© магнитного пол«)

Рис. 2

Сравнительная оценка уровня депонирования феррокаина (полиакриламидные часуицы) в мягких и костных тканях

животного

При анализе результатов »следования, полученных при использовании переменного магнитного поля, замечено, что на стороне воздействия ПеМП масштабы депонирования вещества, естественно, оказывались выше. Однако их сопоставление с эффектом ПМП убеждает в его превосходстве. В частности, на 5-й минуте использования феррокаина-П в сочетании с ПеМП средняя величина кумуляции анестетика (во всех исследованных тканях, кроме брюшка) не превышала 1,5 уе, тогда как в случае ПМП он составляла уже 2,0 уе. Последующий темп накопления также оказывался ниже. На 60-й минуте после инъекции феррокаина-П его концентрация в мягких тканях передней конечности, например, была равна 3,986±0,003 уе, а под действием ПМП в тот же момент времени она составляла 5,054*0,002 уе при значимом (р<0,001) различии этих величин. Высокий уровень накопления анестетика на фоне облучения ПМП, как и в прошлой серии экспериментов, сочетался с некоторым ускорением элиминации вещества из организма по сравнению с результатами/полученными при использовании ПеМП.

Следовательно, сопоставление эффектов депонирования феррокаина-П в случае применения магнитного поля, имеющего разные физические характеристики, позволяет отдать предпочтение ПМП. Оно, как очевидно, приводит к более успешному депонированию анестетика в тканях, чем ПеМП.

ВЫВОДЫ

1. Сочетание высокодисперсного ферромагнитного порошка железа с нозокаиком позволяет получить новое местнообезболивающее вещество феррокаин, которое обладает выраженными магнигочувстви-' тельными свойствами.

2. Установлена определенная временная динамика депонирования магнитоносителя в мягких тканях и костях мышей под действием магнитного поля разной стационарности. Максимум накопления во всех биологических объектах показан на 60-й минуте послеинъекционного периода с последующим градуальным спадом на протяжении трех часов. Постоянное магнитное поле по сравнению с переменным отличается большей эффективностью.

3. Представлена временная характеристика распределения фер-рокаина в разных тканях животного под влиянием магнитного поля. Сильнее происходит кумуляция вещества в мышечных образованиях, чем в костях, и в несколько раз выраженнее на стороне воздействия. Основной причиной могут служить отличия в степени васкуляризации отдельных тканей.

4. Постоянное магнитное поле способствует более значительному накоплению феррокаина, по сравнению с переменным магнитным полем. При этом кумулятивные кривые имеют сходную конфигурацию, но

скорость падения концентрации вещества в тканях неодинакова. К 180 минуте после введения наибольшее содержание феррокаина сохраняется в мышцах передней конечности.

5. Комбинация феррокаина с различными носителями по-оазному сказывается на кумулятивной способности анестетика. Быстрее и в гораздо больших количествах накапливаются комплексы вещества с поли-акриламидными частицами, в противоположность декстрановому носителю. Повышенная кумулятивная активность полиакриламидных частиц может быть следствием меньшей толщины полимерного слоя.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Appreciation of ferromagnetic deposition in soft and bone tissues during the experiment (Sokhov S.T., Shklovskaya N.I., Fedorenko O.M., Kur-batova G.T.). //Abstracts of the XIII European Chemistry at Interfaces Confer-ence.-Kiev,Ukraine,1994.- LP.8.

2. Stady of the structure of a coating on the surface of modified finely dispersed iron powders by spectroscopy (Sokhov S.T., Shklovskaya N.I., Fedorenko O.M., Kurbatova G.T., Oranskaya E.I). //Abstracts of the XIII European Chemistry at Interfaces Conference.Kiev,Ukraine,1994.- P.68.

3. Использование магнитоуправляемых жидкостей для направ-пенного транспорта местных анестетиков в эксперименте (Сохов С.Т.).//Теэисы докладов 1-ой Международной конференции "Последние достижения в области заболеваний пищеварительного тракта".-Кисловодск,1995.-С.47.

4. Разработка способа направленного транспорта и селективного депонирования анестетиков (Сохов С Т.). //Материалы III Международной конференции "Проблемы реставрационной стоматологии",-Кисловодск,1995.-С.11.

5. Исследование местнообезболивающей активности нового маг-' нитоуправляемого анестетика "феррокаина" в эксперименте (Сохов С.Т.). //Материалы III Международной конференции "Проблемы реставрационной стоматологии*.-Кисловодск,1995.- С.11-12.

6. Оценка активности магниточувствительного носителя в эксперименте (Сохов С.Т., Чуйко А.А., Шкловская НИ., Федоренко О.М.).//Материалы III Международной конференции "Проблемы реставрационной стоматологии".-Кисловодск,1995.- С.12.

7. Способ транспорта и депонирования лекарственных веществ в эксперименте (Сохов С Т.). //Сборник научных трудов "Актуальные вопросы клинической стоматологии".-Ставрополь,1997,- С. 108-109.

г

8. Способ селективного транспорта и депонирования лекарственных веществ в стоматологии (Сохов С.Т.). //Положительное решение на выдачу патента по заявке Na 94- 0150017/14(014693).-1995.

9. Магниточувствительный носитель "Микрокапсула" (Сохов С.Т., Шкловская Н.И., Федоренко О.М., Курбатова Г.Т., Гулий Л.И., Чуйко А.А., Мельник Л.В., Баклан C.B.). //Положительное решение на выдачу патента по заявке № 94-036608/14(037003) .-1995.

10. Обезболивающее средство "феррокаин" (Сохов С.Т., Шкловская Н.И., Федоренко О.М., Курбатова Г.Т., Гулий Л.И., Чуйко А А.).//Патемт на изобретение Ni 2065302, кл.61 К 31/715,-Бюлгетень открытий и изобретений. № 23,1996.