Автореферат и диссертация по медицине (14.00.41) на тему:Оценка эффективности трансдермальных терапевтических систем на основе анализа фармакокинетических параметров

Басок Юлия Борисовна

Оценка эффективности трансдермальных терапевтических систем на основе анализа фармакокинетических параметров (экспериментальное исследование)

14.00.41 - Трансплантология и искусственные органы 14.00.25 - Фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

- ' ^

Москва - 2009

003481169

Работа выполнена в ФГУ «Федеральном научном центре трансплантологии искусственных органов имени академика В.И. Щумакова» Минздравсоцразвития РФ.

Научные руководители:

Доктор биологических наук (14.00.41), профессор

Доктор биологических наук (14.00.25),

Севастьянов Виктор Иванович Серёгина Милентина Васильевы

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор

Барчуков Валерий Гаврилович

Доктор биологических наук профессор

Новикова Светлана Петровна

Ведущая организация:

ФГУ "Научно-исследовательский институт физико-химической медицин Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию"

Диссертационного совета Д.208.055.01. при ФГУ «ФНЦ трансплантологии искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития РФ по адресу: 123182, г. Москва, ул. Щукинская, д.1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «ФНЦ трансплантологии искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития РФ. Автореферат разослан «_»_2009 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д.208.055.01, доктор медицинских наук,

профессор Шевченко Ольга Павловна

Защита диссертации состоится «_»

2009 г. в

часов на заседани

Актуальность темы

Одной из ключевых проблем при создании искусственных органов является разработка биосовместимых материалов с необходимым комплексом физико-химических свойств. Прогресс в области биоматериаловедения стимулировал исследования по разработке новых лекарственных форм пролонгированного действия с использованием систем доставки из биосовместимых материалов: нано-, микро- и макрокапсулы, аппликационные и имплантируемые системы.

Трансдермальные терапевтические системы (TTC) являются дозированными лекарственными формами, обеспечивающими проникновение лекарственных веществ (JIB) через неповреждённый кожный покров в систему кровообращения. Чрескожная доставка, являясь аналогом внутривенного капельного введения JIB, обеспечивает постоянную концентрацию препарата в крови в течение длительного времени, но отличается более легким способом применения. Отсутствие первичного контакта с печенью снижает не только вероятность возникновения отрицательных побочных эффектов, но и терапевтическую дозу JIB. (Kaestli LZ et al., 2008). В настоящее время известны TTC, содержащие никотин, нитроглицерин, гормональные препараты, фенганил, лидокаин, оксибутинин, клофелин, скополамин и другие (Scheindlin S., 2004).

Известно, что традиционные способы введения JIB имеют некоторые недостатки из-за короткого периода полувыведения, возникновения побочных эффектов, разрушения активного начала в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) и раздражающего действия лекарства на слизистую ЖКТ.

В отделе по исследованию биоматериалов ФГУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития РФ были разработаны матричные TTC ацетилсалициловой кислоты (АСК) и хлорпропамида (Севастьянов В.И. и др., 2000; Тихобаева A.A. и др., 2003; Севастьянов В.И. и др. 2004).

Проведённые эксперименты in vitro доказали способность TTC АСК и TTC хлорпропамида поддерживать постоянную скорость диффузии лекарственных веществ через кожу в течение двух суток. Специфическая фармакологическая эффективность TTC хлорпропамида и АСК была показана в экспериментах in vivo (Шумаков В.И. и др., 1999; Тихобаева A.A. и др., 2005). Однако прямых доказательств чрескожной доставки перечисленных ЛВ в кровь, которые могут быть получены в результате фармакокинетических исследований, не было.

Сравнительно недавно была разрешена для клинического примене инъекционная лекарственная форма антидота угарного газа - ацизола в (Трофимов Б. 2005). Фармакокинетические исследования ацизола показали, что его лечеб! концентрация при внутримышечном способе введения держится в крови лишь 1,5 часа, что осложняет применение препарата на этапах эвакуации и при оказании само взаимопомощи. В связи с этим возникла необходимость в разработке пролонгирован формы ацизола.

Разработка новой трансдермальной формы ацизола и количественная оце динамики концентраций ЛВ при аппликации TTC хлорпропамида, TTC АСК и Т ацизола в крови экспериментальных животных стали предметом настоящ исследования.

На момент начала работы трансдермальные или чрезслизистые лекарственн формы ацизола не существовали.

Целью работы явилось доказательство на основе фармакокинетичес исследований наличия в кровотоке ацизола, ацетилсалициловой кислоты хлорпропамида при аппликации трансдермальных терапевтических систем.

Задачи исследования

Исходя из поставленной цели, основные задачи работы сводились к следующему

- разработать систему трансдермальной доставки ацизола на основе биосовместим материалов;

- оценить биологическую безопасность и функциональные свойства TTC ацизола;

- исследовать фармакокинетические параметры АСК, хлорпропамида и ацизола экспериментальных животных при их трансдермальной введении;

- провести сравнительный анализ фармакокинетических параметров А хлорпропамида и ацизола при трансдермальном и традиционных способах введения.

Научная новизна

1. Разработана первая матричная трансдермальная терапевтическая система ациз на основе эмульсионной композиции и доказана ее биологическая безопасность.

2. В условиях in vitro показана принципиальная возможность чрескожной диффузии ацизола с постоянной скоростью из матричной трансдермальной терапевтической системы.

3. Выявлена специфическая фармакологическая эффективность ацизола на экспериментальных животных при его трансдермальной доставке.

4. Доказано присутствие в кровотоке экспериментальных животных терапевтических концентраций АСК, хлорпропамида и ацизола при трансдермальном способе их введения.

5. В фармакокинетических исследованиях на экспериментальных животных показано преимущество трансдермального способа введения АСК, хлорпропамида и ацизола по сравнению с традиционными способами.

Положения, выносимые па защиту

1. Разработанный состав трансдермальной системы доставки ацизола в условиях in vitro обеспечивает постоянную скорость потока ЛВ в течение 48 часов.

2. Наличие специфической фармакологической эффективности и биологическая безопасность трансдермальной терапевтической системы ацизола показаны в условиях in vivo.

3. В фармакокинетических исследованиях получено прямое доказательство присутствия ацизола, ацетилсалициловой кислоты и хлорпропамида в крови при трансдермальном способе их введения.

Реализация материалов диссертации

На основе результатов исследования были составлены проект фармакопейной статьи, лабораторный регламент и инструкция по применению TTC ацизола, которые могут быть представлены в Фармакологический комитет для принятия решения о разрешении клинических испытаний трансдермальной системы доставки ацизола.

Практическая значимость

Результаты изучения TTC ацизола, TTC АСК и TTC хлорпропамида in vitro, исследования их специфической эффективности и фармакокинетики позволяют

рекомендовать эти трансдермальные системы доставки для проведения клиническ исследований.

Разработан и внедрён в практику ФГУ «Федеральном научном цен трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Щумаков Минздравсоцразвития РФ метод высокоэффективной жидкостной хроматографии д количественного определения хлорпропамида.

Связь работы с крупными научными программами

Данная диссертационная работа выполнялась в соответствие с тем государственного контракта от 12 мая 2005 г. № ВНК8/6-2005 «Исследования разработке новых систем контролируемой доставки малых доз лекарственн препаратов для оказания медицинской помощи раненым и поражённым на этап медицинской эвакуации» в рамках национального проекта «Здоровье». В процес выполнения данной работы была разработана TTC антидота угарного газа ацизола.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены межинститутских семинарах ФГУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных орган им. акад. В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития РФ (2007; 2008; 2009 гг.), I Всероссийском съезде трансплантологов (г. Москва, 9-10 ноября 2008 г.), Mosco Bavarian Joint Advanced Student School (г. Москва, 2-11 марта 2009 г.), 3-е Международной научной конференции «Экспериментальная и клиническа фармакология» (республика Беларусь, г. Минск, 23-24 июня 2009 г.), X Китайск Российском Симпозиуме «Новые материалы и технологии» (Китай, г. Дзясин, 20 - 2 октября 2009 г.).

Публикации

Результаты проведённых исследований отражены в 6 печатных работах.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, трёх глав основного содержания, включая обзо литературы, методическую главу, результаты и их обсуждение, а также заключения выводов. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 2

рисунков, 21 таблицу, список литературы из 182 наименований, из них 57 российских и 125 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы Материалы

В экспериментах in vitro и in vivo использовали субстанции: ацизол (ФСП 420409269102) Иркутского института химии им. А.Е.Фаворского; АСК (серия № 0311051) фирмы «Шандонг Ксинхуа» (Китай) и хлорпропамид (серия М53700040) фирмы «Dipharma Francis» (Испания).

Калибровочные кривые при количественном определении активного метаболита АСК - салициловой кислоты (CK) в крови получали для субстанции серии № 64/228/112 («Пятигорская фармфабрика ГП», Россия).

Для разработки состава TTC ацизола были выбраны:

- «Композиция акриловая адгезивная для трансдермальных терапевтических систем» ТУ 9398-003-54969743-2006 (ЗАО «Биомир сервис», Москва);

- «Композиция эмульсионная «вода в масле» для трансдермальных терапевтических систем» ТУ 9398-004-54969743-2006 (ЗАО «Биомир сервис», Москва);

- трехслойная повязка из нетканого материала ТУ 64-2-534-95 (ООО «Пальма», Москва);

- пленка Супрасорб F (Lohmann Rauscher, Германия);

- этиловый спирт (ФСП 42-0035-0298-00).

В фармакокинетических исследованиях на экспериментальных животных использовали образцы TTC ацизола, TTC АСК и TTC хлорпропамида, имеющие вид пластырей (2,5 х 4 см) с площадью активной поверхности 10 см2. Лекарственные формы для чрескожного введения препаратов содержали 50 мг АСК, 5 мг хлорпропамида и 100 мг ацизола.

Экспериментальные животные:

Специфическую фармакологическую эффективность TTC ацизола и фармакокинетику ацизола при трансдермальном и традиционном введении изучали на белых беспородных половозрелых крысах массой 180 - 220 г.

Исследования фармакокинетики АСК и хлорпропамида проводили на кролика породы «Шиншилла» массой от 2,75 до 3,25 кг.

Методы исследования

Определение скорости высвобождения лекарственного вещества

В модельных экспериментах по определению скорости высвобождения ацизола и матрицы использовали TTC площадью 10 см2, содержащие по 50 мг JIB.

Динамику высвобождения ацизола из TTC изучали на приборе VK 7000/701 (VARIAN, США). Высвобождение ацизола из образцов TTC исследовали пр постоянном перемешивании со скоростью (50±5) об/мин и температуре 37 °С. Отбо проб проводили каждый час в течение 3 часов. Оптическую плотность получении растворов определяли на спектрофотометре Cecil 7200 (Cecil, Великобритания) пр длине волны, соответствующей максимальному собственному поглощению ацизол (223±2) нм с последующим вычислением относительного (в процентах) количества J1 перешедшего из TTC в раствор за определенный промежуток времени.

Исследование диффузии JIB через кожу кроликов в экспериментах in vitro

Моделирование чрескожного переноса ацизола проводили в стеклянны диффузионных ячейках Франца при температуре 37 °С. Образцы TTC ацизол площадью 10 см2, содержащие по 50 мг, 100 мг или 200 мг JIB, освобождённые о защитной плёнки, вместе с неконсервированной кожей кролика фиксировали межд фланцами ячейки, приемную камеру заполняли физиологическим раствором. Проб отбирали в течение 48 часов через определённые интервалы времени.

Количество ацизола в растворе определяли на атомно-адсорбционном анализатор Analyst А100 (PerkinElmer, США) методом атомно-адсорбционной спектроскопии. Дл построения калибровочной кривой использовали ГСО 7837-2000 водного раствор ионов цинка.

Испытания биологической безопасности TTC ацизола и ее компонентов экспериментах in vivo.

Исследование токсического, сенсибилизирующего и раздражающего действ TTC ацизола проводили согласно ГОСТ Р ИСО 10993.10-99 «Медицинские издели Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 10. Исследовани раздражающего и сенсибилизирующего действия» и ГОСТ Р ИСО 10993.11-9

«Медицинские изделия. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 11. Исследование общетоксического действия» совместно с сотрудниками испытательной лаборатории биологической безопасности медицинских изделий ФГУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития РФ (руководитель лаборатории д.б.н. Перова Н.В.).

Изучение специфической фармакологической эффективности трансдермальной лекарственной формы ацизола

Наличие специфической фармакологической эффективности TTC ацизола было показано в совместных исследованиях с ФГУН Института токсикологии ФМБА (Санкт-Петербург) с применением метода ингаляционных затравок экспериментальных животных (п=100) при концентрациях угарного газа (г/м3) на уровне LC50 (токсичная) и LCg4 (сублетальная).

Исследование процентного выхода JIB из TTC ацизола, TTC АСК и TTC хлорпропамида в условиях in vivo

Для исследования были взяты образцы TTC ацизола, TTC АСК и TTC хлорпропамида, площадью 10 см2, содержащие 50 мг, 5 мг и 100 мг JIB соответственно. Время контакта TTC с кожей кролика составляло 24 часа. После аппликации TTC разрезали на части и переносили в колбу, заполненной 150 мл дистиллированной воды. Закрытую колбу помещали в водяную баню на 1 час. Полученный раствор переносили в мерную колбу через бумажный фильтр. Извлечение повторяли 2 раза в тех же условиях, перенося полученные растворы в ту же мерную колбу. :

Количественное определение ацизола проводили спектрофотометрическим методом, а хлорпропамида - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. В связи с тем, что АСК в водном растворе при нагревании гидролизуется, в пробах количественно оценивали продукт гидролиза - СК методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Тактика проведения фармакокинетических исследований ацизола, АСК и хлорпропамида при использовании трансдермальных систем доставки и традиционных способов введения

При изучении фармакокинетики ацизола каждую временную точку исследовали н 6 животных. 90 животных было использовано для изучения трансдермального введен и 90 для внутримышечного введения. Для чрескожного введения применяли TTC содержанием ацизола 100 мг.

В исследованиях фармакокинетики АСК и хлорпропамида животные был разделены на две группы по 6 особей. Первой группе животных препараты вводил однократно перорально, второй - трансдермально в дозах: АСК - 50 мг/ хлорпропамид - 5 мг/кг.

При трансдермальном и традиционном введении дозы были одинаковы. TT апплицировпи на чисто выбритый участок кожи спины у основания шеи, обработанны водно-спиртовым раствором для улучшения контакта TTC с кожей. Забор кров производился до введения препарата, а также в дискретные интервалы времени течение 24-30 часов.

Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии

Количественный анализ ацизола в пробах плазмы крови выполняли совместно ФГУН Институтом токсикологии ФМБА (Санкт-Петербург) в линейном градиентно режиме элюирования на приборе Beckman Gold System (США), снабженном двойнь™ насосом (мод. 126), УФ-детектором (мод. 166) при скорости потока 1 мл/мин Разделение компонентов проб осуществляли на колонке длиной 250 мм и внутренни диаметром 4.6 мм, заполненной сорбентом Spherisorb Phenyl зернением 5 мкм (Sigma Aldrich, США), подвижная фаза - смесь ацетонитрила и 0,005 M калия дигидрофосфата Длина волны (225 нм) при спектрофотометрическом детектировании соответствовал максимуму поглощения препарата. В качестве внутреннего стандарта был выбра нипагип (метиловый эфир параоксибензойной кислоты). Обработку экспериментальны данных проводили с помощью пакета программ Gold (версия 7.12). Предел обнаружен ацизола составлял около 10 нг/мл.

Количественно АСК, его метаболит, CK, и хлорпропамид в пробах плазмы кров определяли методом градиента подвижных фаз с использованием жидкостного хроматографа Gilson с насосом 321 pump, детектором uv/vis-151 (Gilson, США-Франция) и колонки Диабонд С16Т (Элсико, Россия) при длине волны 237 нм для АСК и CK и 240 для хлорпропамида. Подвижные фазы - ацетонитрил (Merck, Германия) и 0,03% водный

раствор фосфорной кислоты (Merck, Германия), рН = 2,5. Скорость подачи подвижных фаз для определения АСК и СК составляла 0,6 мл/мин, а для хлорпропамида - 1 мл/мин.

Экспериментальные данные хроматографического исследования обрабатывали с помощью программного обеспечения UniPoint™. Чувствительность метода для АСК составила 100 нг/мл, для СК - 500 нг/мл. Предел обнаружения хлорпропамида был равен 100 нг/мл.

Образцы перед хроматографическим исследованием фильтровали через лолитетрафторэтиленовую мембрану (фирмы Supelco, США).

Метод оценки фармакокинетических показателей

Фармакокинетические параметры рассчитывали модельно-независимым способом с помощью методов интегральных моментов, на основе следующих параметров: D -введённая доза (мг/кг), AUC - суммарная площадь под кривой «концентрация - время» (ч-мкг/мл), Тмакс - время достижения максимальной концентрации (ч), Смаке -максимальная концентрация (мкг/мл), |3 - константа скорости элиминации (ч"1), Тт -период полувыведения препарата из организма (ч), AUMC - суммарная площадь под кривой момента (ч2-мкг/мл), MRT - среднее время удержания препарата в организме (ч). Относительную биодоступность (F), вычисляли как отношение площадей под кинетической кривой, при транедермальном и традиционном введении ЛВ.

где AUC - площадь под кинетической кривой, D - доза препарата.

Методы статистического анализа полученных данных

Обработку данных проводили с использованием стандартного пакета программ Microsoft Excel. Находили средние значения вариант, стандартную ошибку, среднеквадратичные отклонения. Достоверность различий определяли, используя t-критерий Стьюдента. Различия считали достоверными при р<0,05.

AUC

транедермалъно * ^традиционно традиционно * ^транедермалъно

F =

(1),

AUC

Результаты и их обсуждение

Выбор биосовместимой матрицы для TTC ацизола

В таблице 1 представлены результаты динамики высвобождения ацизола из TTC полимерной и эмульсионной матрицей. В качестве матрицы TTC ацизола был исследованы «Композиция акриловая адгезивная для трансдермальных терапевтически систем» ТУ 9398-003-54969743-2006 и «Эмульсионная композиция «вода в масле» Т 9398-004-54969743-2006 (ЗАО «Биомир сервис», Москва).

Таблица

Результаты «теста высвобождения» ацизола в модельный раствор из TTC

с разными видами композиций

Вид композиции количество JIB в модельном растворе, %

1 час 2 часа 3 часа

полимерная (п=5, ±а) 10,4±2,0 19,0±3,0 37,4±3,4

эмульсионная (п=5, ±а) 25,6 ±3,6 43,9 ±3,8 64,7 ±4,3

Как видно из таблицы 1, ацизол из TTC на основе эмульсионной композици высвобождается с большей скоростью. За 3 часа инкубации из нее в раствор выходит 60 % JIB, содержавшегося в лекарственной форме, из TTC ацизола с полимерно композицией ~ 40%, что, с точки зрения минимизации остаточного количества JIB TTC, свидетельствует в пользу образцов «эмульсионной» TTC.

Исследование диффузии ацизола из TTC через кожу кролика в экспериментах i

vitro

Таблица

Диффузия ацизола через кожу кролика в условиях in vitro из TTC различного вид

Вид TTC (композиция) Количество ацизола в TTC, мг Скорость диффузионного потока ацизола через кожу in vitro, мкг/ч Высвобождение ацизола из TTC, %

«полимерная» (п=5, ±а) 50 17±3 1,3 - 1,9

100 57±14 2,0 - 3,4

200 119±23 2,3 - 3,4

«эмульсионная» (п=5, ±о) 50 500±180 31-65

100 1100±310 38-68

200 1840±430 34-55

Как следует из представленных в таблице 2 данных, с увеличением содержания JIB в TTC от 50 мг до 200 мг использование эмульсионной композиции позволяет увеличить скорость чрескожной диффузии ацизола из TTC в 15 - 30 раз по сравнению с полимерной.

Кроме того, в случае эмульсионной композиции высвобождается значительно больше JIB (до 68%), чем из полимерной (до 3,4%).

При аппликации «эмульсионной» TTC, содержащей 100 мг JIB, зависимость массы ацизола, прошедшего через кожу кролика, от времени аппликации носит линейный характер (рис.1), что говорит о постоянной скорости диффузии ЛВ через кожу в этот период.

На основании вышесказанного для проведения дальнейших доклинических исследований была выбрана TTC ацизола на основе эмульсионной композиции «вода в масле».

Рисунок 1. Диффузия ацизола в условиях in vitro из TTC ацизола на основе эмульсионной композиции (100 мг JIB)

Полученные доказательства чрескожного переноса ацизола позволили перейти к доклиническим испытаниям новой лекарственной формы антидота и изучению фармакокинетических параметров трансдермальном формы в условиях in vivo.

Доклинические исследования биологической безопасности разработанной TTC ацизола в экспериментах in vivo

В экспериментах, проведенных согласно ГОСТ ИСО 10993.10-99, при исследовании токсического, сенсибилизирующего и раздражающего действия TTC

ацизола на организм была доказана биологическая безопасность как компонентов TTC, так и конечного изделия.

Изучение специфической фармакологической эффективности трансдермальной лекарственной формы ацизола

При исследовании специфической фармакологической эффективности TTC ацизола на половозрелых беспородных белых крысах (п=100) показано, что применени TTC с дозой 100 мг и дозой 200 мг ацизола за 24 часа до острого отравления угарны газом оказывает умеренно выраженное защитное действие (по критерию выживаемости в отношении острого токсического действия оксида углерода на уровне токсичной сублетальной дозы.

Изучение фармакокинетического профиля ацизола при чрескожном внутримышечном способах введения

Усредненные фармакокинетические кривые представлены на рисунке 2. Пр трансдермальном введении ацизол обнаруживался в крови через 30 минут, достиг максимального уровня через 2 часа (Смаке = 350-470) мкг/мл. Далее концентрация J сохранялась на стационарном уровне в течение последующих 4 часов и составлял порядка 400 мкг/мл (421,47±11,88 мкг/мл), после чего концентрация в пробах плазмь крови уменьшалась и через 24 часа после аппликации определялась в минимальны количествах (менее 0,01 мкг/мл).

После внутримышечного введения концентрация ацизола начинала определяться системном кровотоке через 5 минут. Максимум концентрации Сшах достигается чере 15 минут и составляет порядка 350 мкг/мл (358,16±60,55 мкг/мл), после чег концентрация ацизола в пробах плазмы крови уменьшалась и через 8 часов поел введения определялась в минимальных количествах (~ 0,01 мкг/мл). .

Необходимо отметить, что концентрация ацизола в крови при чрескожно. введении оставалось на постоянном высоком уровне (421,47±11,88) мкг/мл в течение часов, что можно отнести к преимуществам трансдермальной системы достав препарата, так как ацизол используется исключительно в экстремальных ситуация когда сохранение высокой концентрации антидота в организме требуется в течени продолжительного времени.

Рисунок 2. Усредненная динамика концентрации ацизола в плазме крови экспериментальных животных при трансдермальном (п=90) и внутримышечном (п=90) введении

Результаты исследования динамики концентрации ацизола в плазме крови экспериментальных животных (крысы) после однократного трансдермального и внутримышечного введения представлены в таблице 3.

Таблица 3

Фармакокинетические параметры ацшола у крыс при трансдермальном и внутримышечном введении препарата

Параметры Способ введения

транедермальный (п=90, ±а) внутримышечный (п=90, ±а)

Смаке, мкг/мл 415,80±36,66 358,16±60,55

Тмакс, ч 3,67±1,37 0,25±0,00

Р, 1/ч 0,22±0,01 1,13±0,01

Т,/2, Ч 3,11±0,03 0,61±0,01

AUC, ч-мкг /мл 2637,60±218,83 349,47±63,85

AUMC, ч*-мкг /мл 11821,95±411,29 309,81±24,22

MRT, ч 4,48±0,05 0,89±0,01

Снижение концентрации ацизола в крови при использовании TTC характеризовалось временем половинного убывания Т1/2 порядка 3 часов (3,11±0,03 часов). Общее среднее время присутствия препарата в организме (показатель MRT) составил порядка 5 часов (4,48±0,05 часов).

При внутримышечном введении антидота период полувыведения (показатель Т|/2) был равен (0,61±0,01) часа. Общее среднее время присутствия препарата в организме (показатель MRT) составил порядка 0,8 часов (0,89±0,01 час).

Из полученных результатов следует, что при применении равных концентраций препарата при транедермальном и внутримышечном введении величина периода полувыведения и среднее время удержания ацизола при его чрескожной доставке я в 5 раз больше.

Таким образом, транедермальный способ введения ацизола способствует пролонгированию лекарственного эффекта.

Фармакокинетическое исследование АСК при транедермальном и пероралъном введении

Усредненные фармакокинетические кривые для АСК и CK представлены на рис. 3 и 4, соответственно.

Рисунок 3. Усредненная динамика концентрации АСК в плазме крови экспериментальных животных (п=6) после перорального и транедермального введения

Рисунок 4. Усредненная динамика концентрации СК в плазме крови экспериментальных животных (п=6) после перорального н трансдермального введения

При пероральном введении максимальные значения концентраций АСК (2,11±0Д4) мкг/мл и его метаболита - СК (174,8±6,42) мкг/мл определяются в пробах плазмы крови через (0,08 ±0,02) и (0,75±0,12) часов, соответственно. В течение первого часа наблюдаются высокие концентрации АСК и СК в крови в результате быстрого всасывания ЛВ через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта (рис. 3 и 4). Затем наблюдается быстрое снижение концентраций АСК и СК в крови.

При трансдермалыюм введении АСК и СК начинают определяться в плазме крови через 0,25 часов. Максимум концентрации АСК (0,45±0,03) мкг/мл достигается через (2,01±0,50) часа. Через 4 часа аппликации концентрация АСК в крови выходит на стационарный уровень (0,20±0,04) мкг/мл и сохраняется на этом уровне в течение еще 20 часов (до конца аппликации).

Следует отметить, что определяемые концентрации АСК в крови выше минимального терапевтического уровня (10 нг/мл) в течение 24 часов, что достаточно для оказания антиагрегационного действия. Это подтверждается раннее проведёнными исследованиями фармакологического действия АСК in vivo (Басок Ю.Б. и др., 2008) и на здоровых добровольцах (Тихобаева А.А. и др., 2004) при чрескожном введении, в ходе которых было выявлено, что продолжительность антиагрегационного эффекта для TTC АСК составляет не менее 24 часов

Максимальная концентрация СК при этом составляет (11.20±0.40) мкг/мл и достигается через (4,00±1,35) часа от начала аппликации TTC АСК. Таким образом,

максимальные концентрации АСК и СК при трансдермальном введении значительно меньше (в 4,7 и 15,6 раз, соответственно), чем при пероральном.

Концентрация метаболита при трансдермальном введении АСК ниже, чем при пероральном введении. Это можно отнести к преимуществу трансдермальных систем доставки, так как снижает вероятность возникновения побочных эффектов.

Фармакокинетические параметры препарата и его метаболита представлены в таблице 4.

Таблица 4

Фармакокинетические параметры АСК и СК у кроликов при трансдермальном и пероральном введении препарата

Параметры Способ введения

транедермальный (п=6, ±а) пероральный (п=6, ±с)

АСК СК АСК СК

Смаке, мкг/мл 0,45±0,03 11,20±0,40 2,11±0,14 174,80±6,42

Тмакс, ч 2,01±0,50 4,00±1,35 0,08±0,02 0,75±0,12

Р, 1/ч 0,10±0,02 0,14±0,02 0,41±0,03 0,27±0,05

Тш, ч 7,26±1,05 5,07±0,74 1,71±0,39 2,59±0,37

AUC, ч-мкг /мл 5,06±0,97 163,36±4,91 1,88±0,24 656,78±54,39

AUMC, ч3-мкг /мл 53,02±12,50 1197,18±221,44 4,62±1,18 2455,29±485,58

MRT, ч 10,48±1,13 7,32±0,97 2,46±0,23 3,74±0,51

Как видно из таблицы 4, период полувыведения Ту2 при традиционном приёме препарата для АСК составил (1,71±0,39) часов и для СК - (2,59±0,37) часов. Среднее время удержания лекарственного вещества и его метаболита в организме составило (2,46±0,23) часов для АСК и (3,74±0,51) часов для СК.

Снижение концентрации АСК и СК при трансдермальном введении характеризуется временем половинного убывания Т1/2 и соответствует (7,26±1,05) и (5,07±0,74) часов. Общее среднее время присутствия препарата и его метаболита в организме составляет при чрескожном введении (74,03±5,93) и (7,32±0,97) часов для АСК и СК, соответственно.

Величина периода полувыведения и среднее время удержания АСК в организме при использовании TTC в 4 раза больше, чем при пероральном. Такое увеличение

важнейших фармакокинетических параметров (Ti/2 и MRT) при трансдермалыюм введении может быть обусловлено непрерывным поступлением небольших доз JIB через кожу в кровоток на протяжении всего времени использования TTC.

Период полувыведения и среднее время удержания СК при трансдермальном введении, выше, чем при пероральном в 2 раза.

Сравнительно недавно в научной литературе появились данные о разработке углеводородного геля, содержащего АСК (Ammar H. et al., 2006). В проведённых экспериментах in vitro было показано снижение агрегации тромбоцитов при его накожном применении. Фармакокинетических исследований данной лекарственной формы не проводилось. Заметим, что TTC в отличие от гелей обеспечивают более высокую точность дозирования.

Из современных разработок наиболее близким аналогом TTC АСК можно считать буккальную форму «Асколонг» (содержание АСК в форме 100 мг), поддерживающую терапевтическую концентрацию АСК в крови в течение 6 часов (Кокурина Е.В. и др., 1998). Однако отметим, что TTC АСК не оказывает раздражающего действия при длительном контакте с кожей, в то время как при использовании буккальной формы «Асколонг» замечена возможность раздражения слизистой оболочки полости рта (Кокурина Е.В. и др., 1998).

Исследование фармакокинетических параметров хлорпропамида при использовании TTC и пероральном приёме

Усредненные фармакокинегические кривые для хлорпропамида представлены на рисунке 5.

3,5

3,0 1

с с 2,5

M

И 2.0

5 g

¡1

Uf

}f

трансдермальнык способ введения

- пероральный способ введения

0,0 !

10 15 : Время, ч

25

30

35

Рисунок 5. Усредненная динамика концентрации хлорпропамида в плазме крови экспериментальных животных при трансдермальном (п=6) и пероральном (п=6) введении

Как видно из рисунка 5, концентрация хлорпропамида в плазме крови при трансдермальном введении через 0,75 часов составляет 0,33 мкг/мл и через 3 ч. достигает значения 0,78 мкг/мл. Возрастание концентрации хлорпропамида продолжается до уровня (1,24±0,04) мкг/мл. Затем происходит незначительное концентрационное понижение хлорпропамида в пробах плазмы крови. Однако достоверных отличий концентраций хлорпропамида в плазме крови с 3 часов и до конца аппликации TTC не наблюдается, поэтому можно сказать, что относительно постоянная концентрация JIB на уровне (0,75±0,11) мкг/мл сохраняется в плазме крови в течение 27 часов. При этом следует отметить, что определяемые в пробах концентрации хлорпропамида выше минимального терапевтического уровня в период с 0,75 до 30 часов аппликации, что достаточно для оказания сахаропонижающего действия.

При пероральном введении концентрация хлорпропамида в плазме крови экспериментальных животных возрастает в течение первых четырёх часов и достигает максимума (3,16±0,17) мкг/мл, затем происходит снижение концентрации до уровня (1,61 ± 0,15) мкг/мл через 12 часов, и через 24 часа ЛВ в пробах плазмы крови не определяется.

Фармакокинетические параметры ЛВ при разных способах введения хлорпропамида представлены в таблице 5.

Таблица 5

Фармакокинетические параметры хлорпропамида у кроликов при

трансдермальном и пероралыюм введении препарата

Параметры Способ введения хлорпропамида

транедермальный (п=6, ±а) пероральный (п=6, ±о)

Смаке, мкг/мл 1,24±0,04 3,16±0,17

Тмакс, ч 5,00±0,00 4,00±0,00

Р, 1/ч 0,13±0,02 0,08±0,02

Tl/2, Ч 8,31±1,12 5,08±0,56

AUC, ч-мкг /мл 19,30±3,41 37,95±2,22

AUMC, ч2-мкг /мл 277,95±14,50 231,49±45,58

MRT, ч 11,99±1,00 7,33±0,08

Трансдермальное введение хлорпропамида характеризуется значением периода полувыведения Тш равным (8,31± 1,12) ч. Общее среднее время присутствия препарата в организме MRT составляет (11,99±1,00) ч.

При пероральном введении максимальные значения концентрации хлорпропамида (3,16±0,17) мкг/мл определяются в пробах плазмы крови через (4,00±0,00) ч (см. таблицу 5). Такая высокая концентрация хлорпропамида в крови в течение первых часов может быть объяснена быстрым всасыванием лекарственного вещества через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. Последующее снижение концентрации хлорпропамида характеризуется временем половинного убывания Т]Д порядка (5,08±0,56) ч. Среднее время удержания лекарственного вещества в организме -показатель MRT - составляет для хлорпропамида при пероральном введении (7,33±0,08) ч.

Максимальная концентрация хлорпропамида при трансдермальном введении значительно меньше (в 2,5 раза), чем при пероральном приёме, что снижает вероятность возникновения побочных эффектов. Величина периода полувыведения хлорпропамида и среднее время удержания препарата в организме при использовании TTC в 2 раза больше, чем при пероральном приёме. Такое увеличение важнейших фармакокинетических параметров (Т^ и MRT) при трансдермальном введении может быть обусловлено непрерывным поступлением препарата через кожу в кровоток на протяжении всего времени использования TTC.

Исследование процентного выхода ЛВ из TTC ацизола, TTC АСК и TTC хлорпропамида в экспериментах на животных

В таблице 6 приведены результаты исследования количества JIB, вышедшего в системный кровоток из TTC ацизола, АСК и хлорпропамида in vivo.

Таблица 6

Процентный выход JIB in vivo из TTC ацизола, АСК и хлорпропамида

ЛВ Содержание ЛВ в лекарственно й форме, мг Количество ЛВ, оставшееся в TTC после аппликации, мг Количество ЛВ, прошедшее в системный кровото при аппликации, %

Ацизол (п=3, ±а) 100 74,09±7,99 35,00±7,99

АСК (п=3, ±а) 50 34,74±1,59 30,52±3,16

Хлорпропамид (п=3, ±о) 5 1,34±0,17 74,20±3,40

После аппликации TTC на кожу кроликов в течение суток из лекарственных форм в организм вышло (25,91±7,99) мг ацизола, (15,26±1,59) мг АСК и (3,66±0,17) мг хлорпропамида, что составляет (35,00±7,99) %, (30,52±3,16) % и (74,20±3,40) % от изначально заложенного количества JIB в TTC ацизола, TTC АСК и TTC хлорпропамида и, соответственно.

Исследование биодоступности ацизола, АСК и хлорпропамида при использовании TTC по сравнению с традиционными способами введения

Биодоступность ЛВ понимается как часть ЛВ, достигающая системного кровотока после внесосудистого введения. Результаты исследования биодоступности ацизола, АСК и хлорпропамида при аппликации с учётом процентного выхода перечисленных ЛВ из TTC в сравнении с традиционными способами введения препаратов представлены в таблице 7.

Таблица 7

Биодоступность ацизола, АСК и хлорпропамида при использовании TTC

ЛВ Относ, биодоступность, %

Ацизол (п=6, ±а) 2229±160

АСК (п=6,±а) 868,22±60

Хлорпропамид (п=6, ±а) 80±19

Биодоступность ацизола при аппликации TTC в ~ 22 раза больше, чем при внутримышечном введении, а у АСК при чрескожном введении по сравнению с

пероральным приёмом ЛВ этот параметр увеличился в ~ 9 раз. Увеличение биодоступности ацизола и АСК при трансдермалыюм введении по отношению к традиционному можно объяснить поступлением ЛВ в системное кровообращение, минуя первичное прохождение через желудочно-кишечный тракт и печень, что приводит к замедлению метаболизма лекарственных препаратов.

Как видно из таблицы 7 биодоступность хлорпропамида при чрескожном введении относительно перорального составила (80±19)%, что показывает незначительные различия в количестве лекарственного вещества, попадающего в системный кровоток, при трансдермальном и пероральном применении препарата, что может быть связано с высокой Смаке и длительным периодом полувыведения хлорпропамида при его введении per os.

Необходимо отметить, что хотя биодоступность хлорпропамида при чрескожном и традиционном введении препарата экспериментальным животным одинакова, в проведённых ранее предварительных клинических испытаниях было показано, что гипогликемический эффект при применении TTC хлорпропамида (5мг) длится не менее 6 суток после аппликации (Шумаков В.И. и др., 1999).

Заметим, что различие относительных биодоступностей АСК, хлорпропамида и ацизола при чрескожном введении вероятно является следствием индивидуальных особенностей всасывания, распределения в организме, метаболизма и экскреции исследованных ЛВ.

Заключение

В ходе выполнения работы был выбран и оптимизирован состав новой лекарственной формы - транедермальной терапевтической системы ацизола - антидота угарного газа. Анализ диффузии ацизола в условиях in vitro и результаты «теста высвобождения» показали достоверные преимущества TTC ацизола на основе эмульсионной композиции «вода в масле» по сравнению с TTC ацизола на основе полимерной композиции. Доказано, что в условиях in vitro TTC ацизола позволяет осуществлять доставку ЛВ через неповрежденный кожный покров с постоянной скоростью в течение не менее 48 часов.

Результаты, полученные в ходе доклинического фармакокинетического исследования TTC, содержащих 100 мг ацизола, 50 мг АСК и 5 мг хлорпропамида,

обозначили эффективность и безопасность, а также ряд основных преимуществ данног способа введения перечисленных лекарственных препаратов в организм.

При проведении фармакокинетических исследований в условиях in vivo был обнаружено не только наличие ацизола, АСК и хлорпропамида в крови при аппликаци TTC, но и выявлена способность трансдермальных форм этих препаратов поддерживат постоянную концентрацию ЛВ в крови до 27 часов.

Необходимо отметить, что при аппликации TTC ацизола, АСК и хлорпропамид концентрации препаратов в крови находились в диапазоне концентраци терапевтического действия JIB.

Также была показана более высокая биодоступность АСК и ацизола пр использовании TTC по сравнению с традиционными способами введения (ацизол увеличение в 22 раза; АСК - увеличение в 9 раз).

Изучение специфической эффективности совместно с полученным доказательствами наличия ЛВ в крови при чрескожном введении и результатам фармакокинетических исследований TTC ацизола, АСК и хлорпропамида позволяю перейти к стадии их клинических испытаний, что даст возможность сделат окончательный вывод о терапевтической эффективности и об удобстве использовани TTC данных лекарственных препаратов. Выводы

1. Разработана новая трансдермальная лекарственная форма ацизола использованием в качестве депо ЛВ эмульсионной композиции «вода в масле», условиях in vitro доказано, что при изменении содержания ацизола в трансдермально форме от 50 до 100 мг скорость диффузии меняется с (500 ± 180) мкг/(см2-ч) до (1840 430) мкг/(см2-ч) и остаётся постоянной в течение двух суток.

2. В экспериментах in vivo, проведённых в соответствии с национальным стандартами ГОСТ Р ИСО 10993-99 «Изделия медицинские. Оценка биологическо действия медицинских изделий» установлена биологическая безопасное разработанной TTC ацизола.

3. В экспериментах in vivo на половозрелых беспородных белых крысах (п=10 доказано умеренно выраженное защитное действие трансдермальной формы ацизо. (ЮОмг/ТТС и 200 мг/ТТС) при ее аппликации за 24 часа до острого отравления оксидо углерода.

4. Доказано, что величина периода полувыведения и среднее время удержания ацизола при его трансдермальном введении половозрелым беспородным белым крысам (п=90) в 5 раз, а относительная биодоступность в 22 раза больше, чем при внутримышечном введении (п=90).

5. Показано, что применение трансдермалыюго способа введения АСК в дозе 50 мг/кг обеспечивает в течение суток концентрацию JIB в системном кровотоке экспериментальных животных (кролики породы Шиншилла, п=6) равной 10 нг/мл. Величина периода полувыведения и среднего времени удержания АСК для трансдермальной формы (п=6) в 4 раза больше, а относительная биодоступность в 9 раз выше, чем при пероральном приёме (п=6).

6. Установлено, что при аппликации TTC хлорпропамида на кожу кроликов (п=6) постоянная концентрация ЛВ в крови поддерживается в течение не менее 27 часов. При одинаковой биодоступности величина периода полувыведения и среднее время удержания ЛВ в организме для трансдермальной формы хлорпропамида (п=6) в 2 раза больше, чем для пероральной формы (п=6). При этом максимальная концентрация хлорпропамида в крови после аппликации TTC хлорпропамида в 3 раза меньше по сравнению с пероральным способом введения.

Практические рекомендации

Для обнаружения хлорпропамида в крови рекомендуется использовать метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, который позволяет определить препарат в пробе количественно при концентрации ЛВ выше 100 нг/мл и качественно при концентрации ЛВ выше 40 нг/мл.

Имеющиеся экспериментальные данные по исследованию скорости диффузии ацизола через интактную кожу в условиях in vitro и результаты «теста высвобождения» показали, что использование в составе TTC ацизола эмульсионной композиции «вода в масле» вместо акриловых адгезивов позволяет увеличивать диффузионный поток ЛВ в несколько раз (от 15 до 30 раз в зависимости от содержания ЛВ в TTC).

Показанная информативность метода фармакокинетического анализа при изучении TTC ацизола, АСК и хлорпропамида in vivo позволяет рекомендовать его использование при разработке новых TTC.

По данным фармакокинетических исследований ацизол появляется в крови через полчаса от начала аппликации TTC и сохраняется в крови не менее 18 часов, что

необходимо учитывать при разработке программы клинических исследований.

Областью применения разработанной трансдермальной системы доставки ацизола является использование её в качестве антидотного средства против отравления монооксидом углерода, продуктами горения органических веществ при пожарах, в очагах крупномасштабных техногенных катастроф и химических аварий, при ликвидации чрезвычайных ситуаций и бедствий, в зонах повышенного риска возгорания и при недомоганиях, вызванных автомобильными выхлопами.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Басок Ю.Б.. Полухина О.С., Саломатина Л.А., Севастьянов В.И. Сравнительный анализ фармакокинетики хлорпропамида при использовании трансдермальной терапевтической системы и традиционном способе введения. Вестник трансплантологии и искусственных органов, 2008, №6, С. 24-26.

2. Басок Ю.Б.. Полухина О.С., Тихобаева A.A., Саломатина Л.А., Севастьянов В.И. Экспериментальное исследование фармакологических свойств трансдермальной терапевтической системы ацетилсалициловой кислоты. Вестник трансплантологии и искусственных органов, 2008, № 4, С. 38-41.

3. Басок Ю.Б.. Полухина О.С., Саломатина Л.А. Особенности фармакокинетики лекарственных веществ при трансдермальной способе введения. Материалы IV Всероссийского съезда трансплантологов, г. Москва, 9-10 ноября 2008, С. 294-295.

4. Севастьянов В.И., Саломатина Л.А. , Кузнецова Е.Г., Серегина М.В., Басок Ю.Б. Трансдермальная лекарственная форма ацизола - антидота угарного газа. Перспективные материалы, 2008, № 6, С. 55-59.

5. Полухина О.С., Басок Ю.Б.. Саломатина Л.А., Севастьянов В.И. Экспериментальное исследование фармакокинетики ацетилсалициловой кислоты при трансдермальной способе введения. Экспериментальная и клиническая фармакология, 2009,

6. Басок Ю.Б.. Саломатина Л.А., Алексеева О.С., Зайцева М.А., Севастьянов В.И. Исследование фармакокинетики ацетилсалициловой кислоты, хлорпропамида и ацизола при аппликации трансдермальных терапевтических систем. Материалы 3-ей международной научной конференции «Экспериментальная и клиническая фармакология», республика Беларусь, г. Минск, 23-24 июня 2009, С. 18-20.

Заказ № 524. Объем 1 ил. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Петроруш». г. Москва, ул. Палиха-2а, тел. 250-92-06 www.postator.ru

Актуальность темы

Одной из ключевых проблем при создании искусственных органов является разработка биосовместимых материалов с необходимым комплексом физико-химических свойств. Прогресс в области биоматериаловедения стимулировал исследования по разработке новых лекарственных форм пролонгированного действия с использованием систем доставки из биосовместимых материалов: нано-, микро- и макрокапсулы, аппликационные и имплантируемые системы.

Трансдермальные терапевтические системы (ТТС) являются аппликационными дозированными лекарственными формами, пластырями, обеспечивающими проникновение лекарственных веществ (JIB) через неповреждённый кожный покров в систему кровообращения. Чрескожная доставка, являясь аналогом внутривенного капельного введения JIB, обеспечивает постоянную концентрацию препарата в крови в течение длительного времени, но отличается более легким способом применения. Отсутствие первичного контакта с печенью снижает не только вероятность возникновения отрицательных побочных эффектов, но и терапевтическую дозу JIB. (Kaestli LZ et al., 2008). В настоящее время известны ТТС, содержащие никотин, нитроглицерин, гормональные препараты, фентанил, лидокаин, оксибутинин, клофелин, скополамин и другие (Scheindlin S., 2004).

Необходимым этапом в комплексе работ по разработке и внедрению новых лекарственных средств в медицинскую практику является проведение доклинических испытаний, включая изучение фармакокинетики в эксперименте на животных. Полученная информация позволяет качественно и количественно оценить преимущества и недостатки новой формы JIB.

Известно, что традиционные способы введения JIB имеют существенные недостатки из-за короткого периода полувыведения, возникновения побочных эффектов, разрушения активного начала в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) и раздражающего действия лекарства на слизистую ЖКТ.

Длительная терапия таблетированными формами антиагрегационного препарата ацетилсалициловой кислоты (АСК) может привести к развитию таких хронических заболеваний как язва желудка и двенадцатиперстной кишки (Hwang HS et al., 2009). Кроме того, при гидролизе эфирной группы неспецифическими эндогенными эстеразами уже в слизистой оболочке ЖКТ из АСК образуется- метаболит, салициловая кислота (СК). В зависимости от формы пероральноупотребляемая АСК деацетилируется на 50-80% до и во время первого прохождения через печень (Broome ТА et al., 2003).

Традиционный пероральный способ введения сахаропонижающего препарата, хлорпропамида, имеет ряд существенных недостатков, связанных с неспособностью поддерживать постоянную контролируемую концентрацию препарата в крови, часто приводящей к побочным эффектам, включая дисфункцию печени, желудочно-кишечного тракта и органов кроветворения, а также появление аллергических реакций (Shon JH et al., 2005).

В Отделе по исследованию биоматериалов ФРУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В:И. Шумакова» Минздравсоцразви-тия сравнительно недавно были разработаны матричные ТТС ацетилсалициловой кислоты (АСК) и хлорпропамида (Севастьянов В.И. и др., 2000; Тихо-баева А.А. и др., 2003; Севастьянов В.И. и др. 2004).

Проведённые эксперименты in vitro доказали способность ТТС АСК и ТТС хлорпропамида поддерживать постоянную скорость диффузии лекарственных веществ через кожу в течение двух суток. Специфическая фармакологическая эффективность ТТС хлорпропамида и АСК была, показана в экспериментах in vivo (Шумаков В.И. и др., 1999; Тихобаева А.А. и др., 2005). Однако прямых доказательств наличия перечисленных JTB в крови, которые могут быть получены в результате фармакокинетических исследований, не было.

В настоящее время разрешены для клинического применения лекарственные формы антидота угарного газа - ацизола в виде раствора для инъекций и капсул (Трофимов Б.А., 2005). Однако фармакокинетические исследования показали, что лечебная концентрация при внутримышечном способе введения держится в крови лишь 1,5—2 часа, а при пероральном использовании 2 — 2,5 часа, что осложняет применение ацизола на этапах эвакуации и при оказании само- и взаимопомощи. В связи с этим возникла необходимость в разработке пролонгированной формы ацизола.

Разработка новой лекарственной формы ацизола — трансдермальной системы доставки ацизола и количественная оценка динамики концентраций JTB при аппликации ТТС ацизола, ТТС АСК и ТТС хлорпропамида стали предметом настоящего исследования.

На момент начала работы трансдермальные или чрезслизистые лекарственные формы ацизола не существовали.

Целью работы явилось доказательство на основе фармакокинетических исследований наличия в кровотоке ацизола, ацетилсалициловой кислоты и хлорпропамида при аппликации трансдермальных терапевтических систем.

Задачи исследования

Исходя из поставленной цели, основные задачи работы сводились к следующему:

- разработать систему трансдермальной доставки ацизола на основе биосовместимых материалов;

- оценить биологическую безопасность и функциональные свойства ТТС ацизола;

- исследовать фармакокинетические параметры АСК, хлорпропамида и ацизола на экспериментальных животных при их трансдермальном введении;

- провести сравнительный анализ фармакокинетических параметров АСК, хлорпропамида и ацизола при трансдермальном и традиционных способах их введения.

Научная новизна

1. Разработана первая матричная трансдермальная терапевтическая система ацизола на основе эмульсионной композиции и доказана ее биологическая безопасность.

2. В условиях in vitro показана принципиальная возможность чрескожной диффузии ацизола с постоянной скоростью из матричной трансдермальной терапевтической системы.

3. Выявлена специфическая фармакологическая эффективность ацизола на экспериментальных животных при его трансдермальной доставке.

4. Доказано присутствие в кровотоке экспериментальных животных терапевтических концентраций АСК, хлорпропамида и ацизола при трансдермальном способе их введения.

5. В фармакокинетических исследованиях на экспериментальных животных показано преимущество трансдермального способа введения АСК, хлорпропамида и ацизола< по сравнению с традиционными способами. Положения, выносимые на защиту

1. Разработанный состав трансдермальной системы доставки ацизола в условиях in vitro обеспечивает постоянную скорость потока JIB в течение 48 часов.

2. Наличие специфической фармакологической эффективности и биологическая безопасность трансдермальной терапевтической системы ацизола показано в условиях in vivo.

3. В фармакокинетических исследованиях получено прямое доказательство присутствия спирторастворимых лекарственных веществ ацизола, ацетилсалициловой кислоты и хлорпропамида в крови при трансдермаль-ном способе введения.

Реализация материалов диссертации

На основе результатов исследования были составлены проект фармакопейной статьи, лабораторный регламент и инструкция по применению ТТС ацизола, которые могут быть представлены в Фармакологический комитет для принятия решения о разрешении клинических испытаний трансдермаль-ной системы доставки ацизола.

Практическая значимость

Результаты изучения ТТС ацизола, ТТС АСК и ТТС хлорпропамида in vitro, исследования их специфической эффективности и фармакокинетики позволяют рекомендовать эти трансдермальные системы доставки для проведения клинических исследований.

Разработан И' внедрён в практику ФГУ «Федеральном научном центре трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Щумакова» Минздравсоцразвития метод высокоэффективной жидкостной хроматографии для количественного определения хлорпропамида.

Связь работы с крупными научными программами

Данная диссертационная работа выполнялась в соответствие с темой государственного контракта от 12 мая 2005 г. № ВНК8/6-2005 «Исследования по разработке новых систем контролируемой доставки малых доз лекарственных препаратов для оказания медицинской помощи раненым и поражённым на этапах медицинской эвакуации» в рамках национального проекта

Здоровье». В процессе выполнения данной работы была разработана ТТС ацизола, антидота угарного газа.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на межинститутских семинарах ФГУ «ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. акад. В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития (2007; 2008; 2009 гг.), IV Всероссийском съезде трансплантологов (г. Москва, 9-10 ноября 2008 г.), Moscow-Bavarian Joint Advanced Student School (г. Москва, 2-11 марта 2009 г.); 3-ей Международной научной конференции «Экспериментальная и клиническая фармакология» (республика Беларусь, г. Минск, 23-24 июня 2009 г.), X Китайско-Российском Симпозиуме «Новые материалы и технологии» (Китай, г. Дзясин, 20 - 24 октября 2009 г.).

Публикации

Результаты проведённых исследований отражены в 6 печатных работах.

Структура и объём диссертации

выводы

1. Разработана новая трансдермальная лекарственная форма ацизола с использованием в качестве депо ЛВ эмульсионной композиции «вода в масле». В условиях in vitro доказано, что при изменении содержания ацизола в трансдермальной форме от 50 до 100 мг скорость диффузии меняется с (500 ±

О О

180) мкг/(см -ч) до (1840 ± 430) мкг/(см -ч) и остаётся постоянной в течение двух суток.

2. В экспериментах in vivo, проведённых в соответствии с национальными стандартами ГОСТ Р ИСО 10993-99 «Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий» показана биологическая безопасность и отсутствие токсичности разработанной ТТС ацизола.

3. В экспериментах in vivo на половозрелых беспородных белых крысах (п=100) доказано умеренно выраженное защитное действие трансдермальной формы ацизола (ЮОмг/ТТС и 200 мг/ТТС) при ее аппликации за 24 часа до острого отравления оксида углерода.

4. Доказано, что величина периода полувыведения и среднее время- удержания ацизола при его трансдермальном введении половозрелым беспородным белым крысам (п=90)<в 5 раз, а относительная биодоступность в 22 раза больше, чем при внутримышечном введении (п=90).

5. Показано, что применение трансдермального способа введения АСК в дозе 50 мг/кг обеспечивает в течение суток концентрацию ЛВ в системном кровотоке экспериментальных животных (кролики породы Шиншилла, п=6) равной 10 нг/мл. Величина периода полувыведения и среднего времени удержания АСК для- трансдермальной формы (п=6) в 4 раза больше, а относительная биодоступность в 9 раз выше, чем при пероральном приёме (п=6).

6. Установлено, что при аппликации ТТС хлорпропамида на кожу кроликов (п=6) постоянная концентрация ЛВ в крови поддерживается в течение не менее 27 часов. При одинаковой биодоступности величина периода полувыведения и среднее время удержания JIB в организме для трансдермальной формы хлорпропамида (п=6) в 2 раза больше, чем для пероральной формы (п=6). При этом максимальная концентрация хлорпропамида в крови после аппликации ТТС хлорпропамида в 3 раза меньше по сравнению с перораль-ным способом введения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для обнаружения хлорпропамида в крови рекомендуется использовать метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, который позволяет определить препарат в пробе количественно при концентрации ЛВ выше 100 нг/мл и качественно при концентрации ЛВ выше 40 нг/мл.

Имеющиеся экспериментальные данные по исследованию скорости диффузии ацизола через интактную кожу в условиях in vitro и результаты «теста высвобождения» показали, что использование в составе ТТС ацизола эмульсионной композиции «вода в масле» вместо акриловых адгезивов позволяет увеличивать диффузионный поток ЛВ в несколько раз (от 15 до 30 раз в зависимости от содержания ЛВ в ТТС).

Показанная информативность метода фармакокинетического анализа при изучении ТТС ацизола, АСК и хлорпропамида in vivo позволяет рекомендовать его использование при разработке новых ТТС.

По данным фармакокинетических исследований ацизол появляется в крови через полчаса от начала аппликации ТТС и' сохраняется в крови не менее 18 часов, что необходимо учитывать при разработке программы клинических исследований.

Областью применения разработанной трансдермальной системы доставки ацизола является использование её в качестве антидотного средства против отравления монооксидом углерода, продуктами горения органических веществ при пожарах, в очагах крупномасштабных техногенных катастроф и химических аварий, при ликвидации чрезвычайных ситуаций и бедствий, в зонах повышенного риска возгорания и при недомоганиях, вызванных автомобильными выхлопами.