Одним из наиболее рациональных путей повышения терапевтической эффективности лекарственных препаратов является применение различных носителей лекарственных веществ (ЛВ) с регулируемой скоростью их высвобождения в определенном месте организма.
В настоящее время все возрастающий интерес вызывают наносистемы, так как они способны транспортировать ЛВ внутрь клеток, содержащееся в них ЛВ защищено от инактивации и его действие пролонгируется.
Новым направлением в разработке лекарственных средств является использование наночастиц для повышения биодоступности ЛВ при его пероральном введении, и в этом плане несомненный интерес представляют нанокомпозиции на основе интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК), образованных сополимерами (мет)акриловой кислоты (эудрагиты различных марок), которые широко применяются в фармацевтической промышленности, хорошо переносятся и являются биосовместимыми [2, 6, 7, 8, 10]. Разработка нанокомпозиций на основе образованных поли(мет)акрилатами ИПЭК как систем доставки ЛВ в настоящее время только начинает развиваться.
Ранее нами было показано, что пероральные лекарственные формы на основе ИПЭК с использованием эудрагитов способны обеспечивать контролируемую по времени доставку ЛВ в заданные отделы желудочно-кишечного тракта [1, 9]. Кроме того, было установлено, что ИПЭК, образованные сополимерами (мет)этакриловой кислоты эудрагит (Eudragit®) и карбопол (Carbopol®) при пероральном введении экспериментальным животным не оказывают токсического действия [4].
С целью оптимизации лекарственных форм на основе ИПЭК и повышения биодоступности ЛВ нами были разработаны композиции с использованием микро- и наночастиц и ИПЭК, обладающие улучшенными фармако-технологическими и биофармацевтическими характеристиками, что существенно повышает эффективность высвобождения ЛВ [5].
Учитывая, что вещества в форме наночастиц могут обладать иным токсическим действием, чем в обычном физико-химическом состоянии, целью настоящего исследования явилось изучение безвредности применения микро- и наноразмерных частиц ИПЭК с участием сополимеров эудрагит как систем направленной доставки лекарственных веществ в определенные отделы желудочно-кишечного тракта.
Материалы и методы исследования
Фармакологические исследования по определению «острой» токсичности и токсикологических характеристик полученных лабораторных образцов микро- и нанокомпозиций проведены на 162 белых беспородных мышах-самцах массой 17-25 г. согласно «Руководству по проведению доклинических исследований лекарственных средств» [3].
До начала экспериментов все животные содержались в стандартных условиях вивария с естественным световым режимом на полнорационной сбалансированной диете (ГОСТ Р 50258-92) с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997), а также правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ З 51000.3-96 и 51000.4-96). Все исследования были согласованы с комитетом по этической экспертизе.
Было изучено 5 образцов, состоящих из 2-х групп, различающихся диаметром (СD) частиц:
1-я группа состояла из 3-х микроразмерных образцов:
Образец №1: эудрагит ЕРО + альгинат натрия (ЕРО/АЛ); CD = 61.19±13.26 мкм;
Образец №2: эудрагит ЕРО + альгинат натрия (ЕРО/АЛ), покрытых дополнительной субоболочкой эудрагит L100- 55; CD = 136.33±38.96 мкм;);
Образец №3: эудрагит ЕРО +эудрагит S100 (EPO/S100); CD ≥ 10 мкм;
2 группа состояла из 2-х наноразмерных образцов:
Образец №4: эудрагит ЕРО + эудрагит S100 (EPO/S100); CD ≤ 300 нм
Образец №5: эудрагит ЕРО + эудрагит S100 (EPO/S100); 300 нм ≥ СD ≤ 10 мкм;
При определении «острой» токсичности опытные образцы композиций вводили в дозах 1000, 2000 и 3000 мг/кг в желудок в крахмальной слизи с помощью специального зонда. Каждую дозу вводили 6 мышам. Одновременно контрольным группам из 6 мышей вводили крахмальную слизь в том же объеме. Проводили анализ картины общего действия (наличие угнетающего или возбуждающего действия на центральную нервную систему (ЦНС), отличительные особенности в поведении в сравнении с животными контрольной группы).
Оценку влияния композиций на ЦНС проводили по изменению ориентировочно-исследовательской реакции и двигательной активности животных. Для изучения двигательной и исследовательской (ориентировочной) реакции животных использовали метод «открытое поле» на установке «Открытое поле» (НПК Открытая Наука, Москва, Россия). В «открытом поле» в течение 3 мин регистрировали количество пересечений линий и вертикальных стоек, что отражает неспецифический уровень возбуждения; количество заглядываний в отверстия как показатель исследовательской активности животного. Образцы вводили ежедневно перорально в дозе 2000 мг/кг в течение 14 дней.
Результаты экспериментов обрабатывали статистически с вычислением t- критерия Стъюдента.
Результаты исследования
Введение всех исследуемых доз образцов микро- и нанокомпозиций не приводило к гибели животных, не было отмечено признаков интоксикации, поведение мышей опытных контрольных групп не различалось. Введение образцов в дозе 3000 мг/кг (максимальная доза, которую возможно было ввести), не приводило к гибели мышей, поэтому ЛД50 образцов определить не удалось.
Результаты экспериментов представлены в таблице 1.
Таблица 1
Характер общего действия при введении образцов микро- и нанокомпозиций мышам.
№ пп |
Наименование Образца |
Характер общего действия при введении мышам дозы 1000 мг/кг |
Характер общего действия при введении мышам дозы 2000 мг/кг |
Характер общего действия при введении мышам дозы 3000 мг/кг |
1 |
ЕРО/АЛ; CD = 61.19±13.26 мкм |
Все мыши живы. Характер общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
2 |
ЕРО/АЛ+ L100- 55 CD = 136.33±38.96 мкм
|
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
3. |
EPO/S100; CD ≥ 10 мкм |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
4. |
EPO/S100 CD ≤ 300 нм
|
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы
|
5. |
EPO/S100); 300 нм ≥ СD ≤ 10 мкм
|
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Все мыши живы. Характер картины общего действия не отличается от такового у контрольной группы |
Как видно из таблицы, картина общего действия на лабораторных животных всех исследованных образцов была одинаковой: животные опытных и контрольных групп практически не различались, что свидетельствует о том, что исследованные образцы являются практически нетоксичными.
Поскольку одним из основных показателей интоксикации являются изменения со стороны ЦНС, нами была проведена оценка поведения животных в тесте «открытое поле». Этот метод входит в перечень рекомендуемых при токсикологической оценке лекарственных препаратов, в том числе, содержащих наночастицы [3]. Лабораторные образцы нано- и микрокомпозиций вводили белым мышам в дозе 2000 мг/кг внутрь в течение 14 дней и регистрировали показатели исследовательской и двигательной активности. Результаты исследований представлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2
Исследовательская активность белых мышей в «открытом» поле после введения лабораторных образцов в течение 14 дней.
№ №пп |
Состав комплексов и размер |
Доза мг/кг |
Исследовательская активность (число заглядываний в отверстия за 3 мин) M+m |
Р |
1 |
ЕРО/АЛ; CD = 61.19±13.26 мкм |
2000 мг/кг |
31 + 9
|
>0,05 |
2 |
ЕРО/АЛ+ L100- 55 CD = 136.33±38.96 мкм
|
2000 мг/кг |
52 +19 |
>0,05
|
3 |
EPO/S100; CD ≥ 10 мкм |
2000 мг/кг |
39 +10
|
>0,05
|
4 |
EPO/S100 CD ≤ 300 нм
|
2000 мг/кг |
56 + 14 |
>0,05 |
5 |
EPO/S100); 300 нм ≥ СD ≤ 10 мкм
|
2000 мг/кг |
37 + 18
|
>0,05>0,05 |
6 |
Контроль |
|
48 +11 |
|
Таблица 3
Двигательная активность белых мышей в «открытом» поле после введения лабораторных образцов в течение 14 дней.
№ пп№пп |
Состав комплексов и размер |
Дозы мг/кг |
Двигательная активность (число пересеченных линий за 3 мин) M+m |
Р |
1 |
ЕРО/АЛ; CD = 61.19±13.26 мкм
|
2000 мг/кг |
51 + 11 |
>0,05 |
2 |
ЕРО/АЛ+ L100- 55 CD = 136.33±38.96 мкм
|
2000 мг/кг |
59+23 |
>0,05 |
3 |
EPO/S100; CD ≥ 10 мкм
|
2000 мг/кг |
38 + 16 |
>0,05 |
4 |
EPO/S100 CD ≤ 300 нм
|
2000 мг/кг |
46 +17 |
>0,05 |
5 |
EPO/S100); 300 нм ≥ СD ≤ 10 мкм
|
2000 мг/кг |
48 + 16 |
>0,05 |
6 |
Контроль |
|
58 +18
|
|
Как видно из таблиц, ни один из исследуемых образцов при ежедневном введении в течение 14 дней не оказывал влияния на поведенческие характеристики мышей в «открытом поле», не изменяя показателей двигательной и исследовательской активности по сравнению с контрольной группой животных.
Таким образом, проведенные исследования показали перспективность указанного направления, свидетельствующего, что микро- и наноразмерные частицы ИПЭК с участием сополимеров эудрагит могут быть безопасными носителями лекарственных веществ для их направленной доставки в определенные области желудочно-кишечного тракта.
Выводы
1 Микро- и наноразмерные частицы ИПЭК с участием сополимеров эудрагит не оказывают общего токсического действия на мышей при пероральном введении в максимально возможных дозах.
2. Исследуемые образцы на основе микро- и наноразмерных частиц ИПЭК при ежедневном применении в течение 14-ти дней не оказывают влияния на поведенческие характеристики мышей в «открытом поле».
3. Микро- и наноразмерные частицы ИПЭК с использованием сополимеров фармацевтического назначения эудрагит могут позиционироваться как безопасные системы доставки лекарственных веществ в определенные области желудочно-кишечного тракта.
Исследования поддержаны грантом Российского научного Фонда № 14-15-01059
Рецензенты:
Залялютдинова Л.Н., д.м.н., профессор, кафедры фармакологии ГБОУ ВПО Казанский ГМУ Минздрава России, г. Казань;
Валеева И.Х., д.б.н., с.н.с. ГБОУ ВПО Казанский ГМУ Минздрава России, г. Казань.