Способ определения биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов Российский патент 2024 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к способам изучения свойств лекарственных препаратов, и может быть использовано для оценки биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов.

Биоадгезией называют явление прилипания материалов к биологическим поверхностям. Для характеристики прилипания к слизистым оболочкам также используется термин «мукоадгезия» (PalacioML, BhushanB. Bioadhesion: are view of concepts and applications. Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2012 May 28;370(1967):2321-47. doi: 10.1098/rsta.2011.0483).

При фармацевтической разработке офтальмологических лекарственных препаратов, выборе вида и оптимального состава лекарственных форм имеется необходимость в оценке биоадгезии.

Способность к биоадгезии к слизистой поверхности конъюнктивы глаза является необходимым свойством для офтальмологических лекарственных форм (мазей, гелей, лекарственных пленок и др.). Биоадгезия способствует фиксации лекарственного препарата на конъюнктиве глаза и обеспечению его фармакологического действия в течение продолжительного времени (Burhan AM, Klahan B, Cummins W, Andrés-Guerrero V, Byrne ME, O'Reilly NJ, Chauhan A, Fitzhenry L, Hughes H. Posterior Segment Ophthalmic Drug Delivery: Role of Muco-Adhesion with a Special Focuson Chitosan. Pharmaceutics. 2021 Oct 14;13(10):1685. doi: 10.3390/pharmaceutics13101685).

Известен способ изучения биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов с использованием в качестве модели биологической адгезионной поверхности таких материалов, как стекло, жесть, алюминий. Для оценки адгезии глазную лекарственную пленку наносили на поверхность из указанных материалов, скальпелем делали нарезы в форме решетки. Адгезию оценивали по количеству сегментов, сцепленных с подложкой, не осыпающихся во время прорезания и легком трении тупой стороной скальпеля после высыхания пленки (П.Г. Мизина. Биоадгезия. Методы определения (обзор). – Химико-фармацевтический журнал. – 2001. – т.35, №10. – С.27-29).

Недостатком данного способа является несоответствие условий эксперимента применению офтальмологического лекарственного препарата на слизистой поверхности конъюнктивы глаза.

Для оценки биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов широко используют устройства для механических измерений и слизистые ткани животных в качестве адгезионной поверхности(Методы анализа мукоадгезии: от фундаментальных исследований к практическому применению в разработке лекарственных форм / Е. А. Киржанова, В. В. Хуторянский, Н. Г. Балабушевич [и др.] // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2014. – № 3(8). – С. 61-82), например, эндотелий роговой оболочки глаза кролика (П.Г. Мизина. Биоадгезия. Методы определения (обзор). – Химико-фармацевтический журнал. – 2001. – т.35, №10. – С.27-29).

Известен способ оценки биоадгезии офтальмологических гелей с использованием в качестве адгезионной поверхности размороженных глаз новозеландского кролика. Разрезы различной толщины (2, 4, 6 и 8 мм) в роговице кролика были заполнены гидрогелями. Затем запечатанные глаза подключали к системе тестирования давления разрыва, где шприцевой насос подавал воздух в переднюю камеру глаза до тех пор, пока повышение давления не приводило к разрыву гидрогеля, в то время как датчик давления регистрировал соответствующее давление (KhalilI A, Saleh B, Ibrahim DM, Jumelle C, Yung A, Dana R, Annabi N. Ciprofloxacin-loaded bioadhesive hydrogels for ocular applications. BiomaterSci. 2020 Sep 15;8(18):5196-5209. doi: 10.1039/d0bm00935k).

Недостатками указанных способов является использование биологических материалов, подвергающихся гнилостному разложению в процессе эксперимента, трудоемкость. Кроме того, использование данной модели является негуманным, так как предусматривает умерщвление животных.

Наиболее близким к заявляемому изобретению и взятым в качестве прототипа является способ оценки биоадгезии офтальмологических лекарственных пленок, в котором моделью слизистой поверхности конъюнктивы глаза является стеклянная пластина, покрытая нетканым материалом, на который нанесен 20%-ный раствор муцина свиного желудка. Биоадгезию определяли механическим методом - измерением силы отрыва пластины от лекарственной пленки посредством взвешивания груза и фиксации момента отрыва (Тураева, А. Р. Изучение влияния вспомогательных веществ на биофармацевтические показатели лекарственной формы "глазные плёнки" / А. Р. Тураева, Е. О. Бахрушина, И. И. Краснюк // Медико-фармацевтический журнал Пульс. – 2022. – Т. 24, № 7. – С. 33-39. – DOI 10.26787/nydha-2686-6838-2022-24-7-33-39).

Недостатком данного способа является использование в качестве адгезионной поверхности стекла и нетканого материала, не соответствующих по химической природе конъюнктиве глаза.

Задачей заявленного изобретения является разработка способа оценки биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов механическим методом, с использованием адгезионной поверхности биологического происхождения, имитирующей слизистую оболочку конъюнктивы глаза.

Техническим результатом заявленного изобретения является новый эффективный способ оценки биоадгезии, позволяющий сравнивать адгезионные свойства офтальмологических лекарственных препаратов.

Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве (адгезиметре) в качестве модели слизистой поверхности конъюнктивы глаза (адгезионной поверхности) для оценки биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов механическим методом по измерению силы отрыва лекарственного препарата от адгезионной поверхности используется подскорлуповая оболочка куриного яйца.

Новым является использование природной белковой мембраны – подскорлуповой оболочки куриного яйца, имитирующей слизистую оболочку глаза, что обеспечивает адекватность условий эксперимента по оценке биоадгезии реальным условиям применения офтальмологических лекарственных препаратов, а также повышает эффективность и экономичность исследований за счет использования доступного и устойчивого к разложению в условиях эксперимента материала адгезионной поверхности.

Подскорлуповая оболочка представляет собой плотную эластичную пленку, выстилающую внутреннюю поверхность скорлупы куриного яйца. Пленка имеет 2 слоя, соединенных между собой и разделяющихся в месте воздушной камеры. Подскорлуповая оболочка состоит из коллагеноподобных белковых волокон, переплетенных между собой. По химическому составу подскорлуповая оболочка имеет белковую природу в виде кератиновых и муциновых волокон. Между волокнами пространство заполнено протеином (ShiY, ZhouK, LiD, GuyonnetV, HinckeMT, MineY. Avian Eggs hell Membrane as a Novel Biomaterial: A Review. Foods. 2021 Sep 14;10(9):2178. doi: 10.3390/foods10092178), (Использование подскорлупной оболочки куриных яиц / Д. Ю. Исмаилова, О. Н. Ерохина, С. В. Зиновьев, В. Г. Волик // Птица и птицепродукты. – 2020. – № 4. – С. 58-60. – DOI 10.30975/2073-4999-2020-22-4-58-60).

По сравнению с известными аналогами заявляемое изобретение имеет технико-экономические преимущества:

Во-первых, по сравнению с моделями адгезионных поверхностей из стекла, пластика и металла подскорлуповая оболочка куриного яйца является биологическим объектом, что повышает достоверность данных, полученных в эксперименте, и способствует созданию эффективных офтальмологических лекарственных препаратов.

Во-вторых, по сравнению с биологическими моделями – тканями глаза животных – использование подскорлуповой оболочки куриного яйца является экономичным и воспроизводимым, т.к. подскорлуповая оболочка не подвергается гнилостному разложению в условиях эксперимента, что повышает эффективность исследований.

Заявленное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», т.к. заявленный способ может быть осуществлен с применением стандартного оборудования (адгезиметра) и известных приемов.

Осуществление изобретения

Сырое куриное яйцо разбивают ножом. Подскорлуповую оболочку размером около 1×1 см² вручную или с помощью пинцета отделяют от скорлупы в средней части куриного яйца, промывают изотоническим (0,9%-ным) раствором натрия хлорида или жидким лекарственным средством – аналогом слезы.

Для измерения биоадгезии (силы отрыва, исследуемого офтальмологического лекарственного препарата от адгезионной поверхности – подскорлуповой облочки) используют адгезиметры механического или электронного типа.

Подскорлуповую оболочку куриного яйца размером около 1х1 см² помещают на пластину адгезиметра так, чтобы внутренняя слизистая поверхность оболочки, обращенная к яичному белку, находилась сверху. На данную внутреннюю слизистую поверхность оболочки помещают 0,5-2 г исследуемого офтальмологического лекарственного препарата, приводят датчик адгезиметра в соприкосновение с лекарственным препаратом и определяют силу отрыва в соответствии с Инструкцией по эксплуатации адгезиметра.

Пример осуществления изобретения

Исследование биадгезии офтальмологических лекарственных препаратов в лекарственных формах «гель глазной» и «мазь глазная».

Биоадгезию офтальмологических лекарственных препаратов определяли на адгезиметре «Анализатор текстуры TA.XTplus» (StableMicroSystems, Великобритания). Анализатор текстуры измеряет максимальное усилие (силу отрыва, ньютон), необходимое для отделения лекарственного препарата от адгезионной поверхности. Сила отрыва характеризует биодгезию: возрастание силы отрыва лекарственного препарата от адгезионной поверхности свидетельствует о большей биоадгезии лекарства.

Объектами исследования явились офтальмологические лекарственные препараты:

Декспантель® - Декспантенол, гель глазной стерильный 5%, производство АО «Татхимфармпрепараты», № серии: 11021,

Тетрациклин® - Тетрациклин, мазь глазная стерильная 1%, производство АО «Татхимфармпрепараты», № серии: 711222.

Были использованы яйца куриные пищевые деревенские столовые первой категории, изготовитель: ООО «Птицефабрика Вараксино», дата изготовления: 04.02.2023.

Подскорлуповую оболочку размером около 1×1 см² получали способом ручной очистки от скорлупы в средней части сырого куриного яйца.

Подскорлуповую оболочку промывали в течение 1 минуты аналогом слезы ДЕФИСЛЁЗ (Гипромеллоза капли глазные стерильные 3мг/мл, производство ОАО «Синтез», № серии: 120522) и помещали на пластину «Анализатора текстуры TA.XTplus» так, чтобы внутренняя слизистая поверхность оболочки, обращенная к яичному белку, находилась сверху.

0,5 г офтальмологического лекарственного препарата помещали на подскорлуповую оболочку куриного яйца. Тензодатчик производил сжатие до контакта с лекарственным препаратом, а затем возвращался в исходное положение. Показания прибора (сила отрыва, ньютон) регистрировались в автоматическом режиме.

Результаты изучения биоадгезии лекарственных препаратов «Декспантенол, гель глазной стерильный 5%» и «Тетрациклин, мазь глазная стерильная 1%» представлены соответственно в таблицах №1 и №2.

Таблица 1. Изучение биоадгезии лекарственного препарата «Декспантенол, гель глазной стерильный 5%»

№ п/п Сила отрыва, N 1 2,459 2 2,303 3 3,166 4 2,079 5 2,039 6 3,154 Среднее арифметическое ±
стандартное квадратичное отклонение 2,53 ± 0,51

Таблица 2. Изучение биоадгезии лекарственного препарата «Тетрациклин, мазь глазная стерильная 1%»

№ п/п Сила отрыва, N 1 0,444 2 0,474 3 0,690 4 0,589 5 0,475 6 0,528 Среднее арифметическое ± стандартное квадратичное отклонение 0,53 ± 0,09

Расчет t-критерия Стьюдента в программе EXEL позволил установить достоверность различий (уровень значимости р<0,05) между показателями силы отрыва лекарственных препаратов «Декспантенол, гель глазной стерильный 5%» и «Тетрациклин, мазь глазная стерильная 1%» (Начало формы. Значение t-критерия Стьюдента: 8.57, число степеней свободы f = 10, критическое значение t-критерия Стьюдента = 2.228 при уровне значимости α = 0,05).

Полученные данные свидетельствуют о том, что биоадгезия глазного геля на водорастворимой основе («Декспантенол, гель глазной стерильный 5%») выше, чем биодгезия глазной мази на вазелин-ланолиновой основе («Тетрациклин, мазь глазная стерильная 1%»).

Таким образом, механический способ определения биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов с использованием в качестве адгезионной поверхности подскорлуповой оболочки куриного яйца является воспроизводимым и эффективным, так как позволяет с высокой степенью достоверности выявить различия в биоадгезионных свойствах офтальмологических лекарственных препаратов.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности. Раскрыт способ определения биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов, включающий механический метод измерения силы отрыва лекарственного препарата от адгезионной поверхности, где в качестве адгезионной поверхности используют подскорлуповую оболочку куриного яйца размером 1×1 см², которую предварительно промывают изотоническим 0,9%-ным раствором натрия хлорида или жидким лекарственным средством – аналогом слезы. Изобретение обеспечивает создание эффективного способа оценки биоадгезии, позволяющего сравнивать адгезионные свойства офтальмологических лекарственных препаратов. 2 табл., 1 пр.

Способ определения биоадгезии офтальмологических лекарственных препаратов, включающий механический метод измерения силы отрыва лекарственного препарата от адгезионной поверхности, отличающийся тем, что в качестве адгезионной поверхности используют подскорлуповую оболочку куриного яйца размером 1х1 см², которую предварительно промывают изотоническим 0,9%-ным раствором натрия хлорида или жидким лекарственным средством – аналогом слезы.