Наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии Российский патент 2023 года по МПК A61K31/167 A61K31/381 A61K9/14 A61K47/04 A61K47/36 A61P23/00 

Изобретение относится к области фармакологии и медицины, а именно к новым лекарственным препаратам для применения в качестве местного анестетика длительного действия с целью облегчения проведения небольших хирургических операций и манипуляций в стоматологии, травматологии и хирургии.

Местные анестетики – группа препаратов, регулярно использующаяся в стоматологии, травматологии и хирургии для проведения хирургических манипуляций. Данные препараты вызывают местную анестезию на протяжении от 30 минут до 4 часов, что вполне достаточно для проведения самой операции, но недостаточно для снятия послеоперационного болевого синдрома, который может длиться до 3-7 дней, для купирования которого приходится принимать дополнительно анальгетики, в том числе и наркотического действия (Borgeat A., Aguirre J. Update on local anesthetics / Borgeat A., Aguirre J. // Curr Opin Anaesthesiol. – 2010. - №23(4). - pp. 466-71).

Увеличение продолжительности действия местного анестетика можно достичь путем создания лекарственной формы с замедленным высвобождением, либо созданием химической субстанции, имеющей более длительный местный анестезирующий эффект. В последнее время большинство исследований сосредоточено на первом способе достижения результата (Kang R.S., Jin Z, Gan T.J. A novel long-acting local anesthetic - HTX-011 (ZYNRELEF™) for postoperative pain control / Kang R.S., Jin Z, Gan T.J. // Expert Rev Clin Pharmacol. – 2022. №15(10). – pp. 1147-1153).

Одним из способов решения проблемы является применение наноструктурных местных анестетиков, обладающих пролонгированным эффектом, так как удлинение анестезирующего эффекта способно отсрочить наступление болевого синдрома, тем самым повысить качество жизни пациента и оказываемых услуг в клинической практике.

Исследователи показали эффективное применение мультиламиллярных и униламеллярных липосом с артикаином для анестезии подглазничного нерва у лабораторных животных. Преимуществом нашего изобретения перед приведенным аналогом является то, что наша разработка показала преимущество по выраженности местноанестезирующего эффекта в сравнении с артикаином в одинаковой дозе (Silva C.B., Groppo F.C., Santos C.P., Serpe L., Franz-Montan M., Paula Ed, Ranali J., Volpato M.C. Anaesthetic efficacy of unilamellar and multilamellar liposomal formulations of articaine in inflamed and uninflamed tissue / Silva C.B., Groppo F.C., Santos C.P., Serpe L., Franz-Montan M., Paula Ed, Ranali J., Volpato M.C. // Br J. Oral Maxillofac Surg. – 2016. - №54(3). – pp. 295-300).

Также существует разработка, в которой авторы инкапсулировали артикаин в полимерную оболочку из эпсилон-капролактона и применяли местно для стоматологической анестезии. Недостатками данной композиции являются, во-первых, многошаговый синтез частиц, требующий большего количества дорогостоящих реагентов в отличии от предлагаемого нами изобретения. Во-вторых, предлагаемая исследователями инкапсулированная форма артикаина способна превосходить по длительности эффекта свободный артикаин, только при большей в два раза концентрации анестетика в месте нанесения (Batista da Silva C., Volpato M.C., Muniz B.V., Dos Santos C.P., Serpe L., Ferreira L.E.N., de Melo N.F.S., Fraceto L.F., Groppo F.C., Franz-Montan M. Promising potential of articaine-loaded poly(epsilon-caprolactone) nanocapules for intraoral topical anesthesia. / Batista da Silva C., Volpato M.C., Muniz B.V., Dos Santos C.P., Serpe L., Ferreira L.E.N., de Melo N.F.S., Fraceto L.F., Groppo F.C., Franz-Montan M. // PLoS One. – 2021. - №16(2)).

Известен анестезирующий состав, содержащий нейроактивный стероидный анестетик, составленный с циклодекстрином, где нейроактивный стероидный анестетик выбран из группы, состоящей из альфадолона, альфаксалона, прегнанолона или их соли, и где циклодекстрин представляет собой сульфобутиловый эфир β-циклодекстрина и где молярное соотношение нейроактивного стероидного анестетика к циклодекстрину находится в пределах от 1:1,6 до 1:2,5, за исключением альфадолона, где соотношение комплексообразования находится в пределах от 1:2 до 1:2,5 (RU 2574022, МПК A61K 31/56, A61K 47/26, A61P 23/00, A61P 25/20, опубл. 27.01.2016).

К недостаткам анестезирующего состава следует отнести низкую продолжительность действия местного анестетика и многошаговый способ получения анестезирующего состава, требующий большего количества дорогостоящих реагентов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является микроколлоидный раствор пропофола для анестезии. Предложена водная композиция для анестезии, которая содержит пропофол в качестве активно действующего вещества, ПЭГ-660-12-гидроксистеарат в качестве солюбилизатора, бензилового спирта, или хэтолорн, или парабены в качестве консерванта, токоферол и аргинин или глицин при активном содержании компонентов, мас.%. В состав могут быть добавлены ГАМК-агонисты, например, аминофенилмасляная кислота, местные анестетики, например лидокаин, альфа-2-адреномиметики, например ксилазин (RU 2535001, МПК A61K 31/05, A61K 31/167, A61K 31/355, A61K 31/198, A61K 47/00, A61K 9/107, A61P 23/00, A61P 23/02, опубл. 10.12.2014).

К недостаткам данного микроколлоидного раствора пропофола для анестезии следует отнести низкий местноанестезирующий эффект и высокую токсичность лекарственной формы.

Технический результат заключается в повышении местноанестезирующего эффекта, снижении токсичности и болевого эффекта непосредственно от введения и обеспечении безопасности перспективного применения.

Технический результат достигается за счет применения альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина.

Сущность изобретения заключается в том, что наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:

альгинат натрия 0,015-0,018 кальций хлорид 0,025-0,03 хитозан 0,008-0,01 соль артикаина 0,95-1,0 деионизованная вода остальное

В качестве действующего вещества был выбран гидрохлорид артикаина – амидный анестетик, плохо проникающий через гематоэнцефалический и плацентарный барьеры, а также не оказывающий выраженных токсических системных эффектов.

Альгинат натрия – биоразлагаемый полимер, используется в качестве пищевой добавки, обладающий способностью не оказывать раздражающего действия на слизистые оболочки. Кроме того, альгинат натрия способен в кислых средах или в присутствии ионов кальция образовывать сфероидные наноструктуры, способные накапливать в себе различные низкомолекулярные вещества.

Пример 1. Наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии.

Базовый состав наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии и оптимальное количество компонентов, мас.%:

альгинат натрия 0,015 кальций хлорид 0,025 хитозан 0,009 соль артикаина 1,0 деионизованная вода остальное

Способ получения наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии заключается в следующем: в 29,397 мас.% деионизованной воды при температуре в 40°С и непрерывном перемешивании растворили 0,015 мас.% альгината натрия, получив раствор с концентрацией 0,6 мг/мл. Затем в 8,798 мас.% деионизованной воды при температуре в 40°С и непрерывном перемешивании растворили 0,025 мас.% кальция хлорида, получив раствор с концентрацией 3,35 мг/мл. Также в 12,756 мас.% деионизованной воды при температуре в 40°С и непрерывном перемешивании растворили 0,009 мас.% хитозана, получив раствор с концентрацией 0,8 мг/мл. Затем в 49 мас.% деионизованной воды при температуре в 40°С и непрерывном перемешивании растворили 1,0 мас.% соли артикаина, получив раствор с концентрацией 20,0 мг/мл (в пересчете на артикаин). К раствору альгината натрия при перемешивании приливался раствор соли артикаина. Через 5 минут добавляется раствор кальция хлорида. Раствор оставляется на 30 минут при постоянном перемешивании на магнитной мешалке со скоростью 3000 об/мин. Кальций хлорид здесь добавляется с целью полимеризации альгината натрия и создания ядер для частиц. К получившемуся полиэлектролитному комплексу добавляется по каплям раствор хитозана. Полученный коллоид обрабатывается ультразвуком в течении 5 минут при мощности 250W. Альгинат-хитозановые наночастицы синтезировались путем покрытия хитозаном ядер из альгината натрия, в которых находится действующее вещество.

Размер полученных наночастиц наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии составил 312±34 нм, их распределение по размерам представлено на фиг. 1.

Изучение эффективности инкапсулирования местных анестетиков методом ультрафильтрации представлено ниже.

В стакан для ультрафильтрации устанавливали полупроницаемую целлюлозную мембрану с диаметром пор 12-14 кДа, после чего в него поместили 25 мл раствора наночастиц наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии при непрерывном перемешивании со скоростью 120 об/мин. В стакане с помощью азота создали повышенное давление в 0,3 МПа. Ультрафильтрацию проводился в течении 13-15 часов до получения ультрафильтрата объёмом 20 мл в котором содержится свободное действующее вещество, чьё количество определяли методом спектрофотометрии в УФ-области спектра. У полученного образца также было измерено значение pH, для определения возможности его применения на лабораторных животных. Результаты изучения эффективности инкапсулирования местных анестетиков методом ультрафильтрации представлены в табл. 1.

Наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии наиболее приближена к физиологическому значению pH человека, что обеспечит безопасность его перспективного применения и снизит болевой эффект непосредственно от введения.

3D-реконструкция наночастиц наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии представлена на фиг. 2.

С помощью метода сканирующей электронной микроскопии на микроскопе QUANTA 200i 3D (FEI, США) было получено изображение наночастиц наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии – фиг. 3.

Изучение цитотоксичности наночастиц наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии методом МТТ-теста на клеточной культуре L929 представлено ниже.

Изучение цитотоксичности производили по стандартной методике на культуре клеток фибробластов мыши L929. Фибробласты мыши культивировались на среде DMEM c 10% эмбриональной телячьей сыворотки в стандартных условиях: атмосфера 5% СО2, при температуре 37 °С и влажности 5% в инкубаторе.

Для эксперимента в экспоненциальную фазу роста клетки были рассеяны в 96-луночный планшет в объеме 100 мкл среды DMEM с 10 % эмбриональной телячьей сыворотки. Клетки инкубировали 24 часа, затем добавляли наносуспензию на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии. Также для сравнения была изучена токсичность пустых альгинат-хитозановых частиц и гидрохлорида артикаина в эквивалентных разведениях. В качестве пассивного контроля использовали 100 мкл 0,15 М раствор хлорида натрия. Итоговый объём раствора в лунках составляет 200 мкл. Время экспозиции с исследуемыми препаратами составило 24 часа.

После указанного выше интервала времени инкубации среду заменяли на свежую и добавляли 30 мкл раствора МТТ (концентрация 5 мг/мл). После чего клетки инкубировали в течение 3 ч в стандартных условиях инкубатора, затем среду аспирировали и в лунки добавляли 150 мкл 100 % ДМСО (который использовали в данном случае для лизирования клеток). Далее планшеты помещали в шейкер на 20 минут для полного растворения образовавшегося формазана. Для оценки оптической плотности использовали мультимодальный ридер Thermo Scientific Varioskan LUX при длине волны 492 нм против референсной 620 нм. Клеточную жизнеспособность определяли, как соотношение оптической плотности образца к оптической плотности контроля, выраженное в процентах.

Полученные данные представлены на фиг. 4. Исходя из результатов данных можно сделать вывод, что наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии не превосходит по токсичности пустые альгинат-хитозановые частицы и гидрохлорид артикаина, а в ряде случаев и обладают меньшей токсичностью.

Изучение местноанестезирующего эффекта наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии представлено ниже.

Специфическую активность исследовали на белых беспородных крысах. Опыт проводился на 40 крысах обоих полов, массой 200-220 г. Со спин животных была удалена шерсть с помощью крема для депиляции, что в значительной мере снизило травматизм, обеспечивая должную чувствительность кожи, после чего на спине было сделано 4 отметки площадью 1 см² на расстоянии 3 см друг от друга – фиг. 5.

В зоны 1 и 4 вводили изотонический раствор хлорида натрия в объёме 0,5 мл, а в зоны 2 и 3 вводили наносуспензию на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии в объёме 0,5 мл. Животных разделили на 2 группы по 5 особей (табл. 2).

Чувствительность в месте введения определяли прикосновением инъекционной иглы (по 6 прикосновений с промежутками 3-4 секунды). Эксперимент длился до восстановления чувствительности, но не более 48 часов. После завершения эксперимента за лабораторными животными велось наблюдение ещё в течение 7 дней, для выявления возможного местно-раздражающего действия.

Местноанестезирующая активность наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии по сравнению с гидрохлоридом артикаина в зависимости от времени представлен на фиг. 6.

Также был проведён тест чувствительности через 24 и 48 часов, который показал отрицательный результат во всех случаях. Наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии обладает выраженным местноанестезирующим эффектом длительностью от 6 до 8 часов, при этом частичная анестезия сохраняется до 10 часов, что в 10-15 раз больше, нежели у классических (ненаноструктурных) анестетиков.

Также в ходе эксперимента было установлено отсутствие у наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии выраженного местнораздражающего эффекта, проявляющегося в виде изъязвления кожных покровов на 2-4 сутки после введения, в отличие от простого введения гидрохлорида артикаина. Это связано с достаточно низким уровнем pH у данного препарата, что и приводило к возникновению подобных травм.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет повысить местноанестезирующий эффект, снизить токсичность и болевой эффект непосредственно от введения и обеспечить безопасность перспективного применения за счет применения альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина.

Изобретение создано за счет средств Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (соглашение 15420ГУ/2020 от 21.06.2020).

Таблица 1

Название Действующее вещество Концентрация инкапсулированного анестетика, мг/мл Концентрация свободного анестетика, мг/мл Соотношение инкапсулированного анестетика к свободному pH Наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии Артикаин 8,54 1,46 5,85 6,82

Таблица 2

№ группы, п/п Вводимый препарат Концентрация по действующему веществу, мг/ мл 1 Артикаина гидрохлорид 10 мг/мл 2 Наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии 10 мг/мл

Настоящее изобретение относится к наносуспензии на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии, содержащей следующее соотношение компонентов, мас. %: альгинат натрия 0,015-0,018; кальций хлорид 0,025-0,03; хитозан 0,008-0,01; гидрохлорид артикаина 0,95-1,0; деионизованная вода остальное. Настоящее изобретение обеспечивает повышение местноанестезирующего эффекта, снижение токсичности и болевого эффекта непосредственно от введения и безопасность перспективного применения. 6 ил., 2 табл., 1 пр.

Наносуспензия на основе альгинат-хитозанового полиэлектролитного комплекса с гидрохлоридом артикаина для местной анестезии, содержащая следующее соотношение компонентов, мас. %:

альгинат натрия 0,015-0,018 кальций хлорид 0,025-0,03 хитозан 0,008-0,01 гидрохлорид артикаина 0,95-1,0 деионизованная вода остальное