Эмульсия перфторорганических соединений медицинского назначения и способ её получения

Эмульсия перфторорганических соединений медицинского назначения и способ её получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области биофизики и медицины, в частности к лекарственным средствам, предназначенным для лечения кровопотерь, гипоксических и ишемических состояний, улучшения доставки кислорода кровью, сохранения изолированных перфузируемых органов и тканей.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

ПАВ	поверхностно-активное вещество
П-268, F-268	проксанол 268, плюроник-268
ПФД	перфтордекалин
ПФМЦП	перфторметилциклогексилпиперидин
Ко-продукты ПФМЦП	изомеры перфторметилпропил (метилциклопентил) амина, цис/транс-перфторметилпропил (4-метилциклогексил) амин, перфторметилбутил- (4- метилциклогексил) амин, цис/транс-перфтор-N-(4- метилциклогексил)-2-метилпирролидин
ПФОБ	перфтороктилбромид
ПФОЖ	перфторорганическая жидкость, представляет смесь перфтортрипропиламина и его копродуктов: цис- и трансизомеры перфтор-1-пропил-3,4- диметилпирролидона и перфтор-1-пропил-4-метилпиперидин.
ПФС, ПФУ	перфторуглероды, перфторированные соединения
ПФТБА	перфтортрибутиламин
ПФТПА (ПАФ-3)	перфтортрипропиламин
СФЛ	фосфолипиды сои
ФЛ	фосфолипиды
ЯФЛ	фосфолипиды яичного желтка
n	волновой экспонент
СV	объемное содержание фторуглеродной фазы в эмульсиях ПФУ (мл/дл)
а	средний диаметр частиц
λ	длина волны
Ip	индекс реактогенности

Успех разработки инфузионных сред, включающих в себя эмульсии перфторорганических соединений (ПФС) во многом зависит от физико-химических свойств выбранных ПФС, физико-химических свойств эмульсий на их основе и технологии получения эмульсий ПФС.

ПФС, предназначенные для создания на их основе медицинских препаратов, представляют собой полностью фторированные органические соединения разных классов. По внешнему виду это прозрачные бесцветные жидкости без запаха, большой плотности - примерно в 2 раза тяжелее воды. Необычайная прочность связи C-F (485,6 кДж/моль) приводит к тому, что межмолекулярные силы у этих соединений очень слабые. Проявлением слабых межмолекулярных сил в ПФУ является их аномально высокая способность растворять газы, в том числе и газы крови.

Благодаря прочности связи C-F, ПФС характеризуются химической инертностью. ПФС плохо растворяются в Н₂О и не подвергаются метаболизму в организме. Химическая инертность ПФС не означает инертности биологической. ПФУ, введенные внутривенно в виде эмульсий, задерживаются в органах и тканях, причем время пребывания в органах зависит от природы ПФС и дозы вводимой эмульсии.

Изучение биологических свойств ПФС разных классов показали, что скорость выведения из органов зависит от ряда связанных между собой физико-химических параметров этих соединений: структуры и молекулярной массы, температуры кипения и упругости пара, а также критической температуры растворения ПФУ в гексане (Т_кр). Т_кр. - это температура, при которой смешиваются друг с другом равные объемы исследуемого соединения и гексана. Т_кр рассматривают как меру относительной растворимости ПФУ в липидах, которая характеризует скорость их прохождения через мембраны. Чем ниже Т_кр, тем лучше соединение растворимо в липидах и тем оно быстрее выводится из организма. В табл. 1 приведены значения физико-химических параметров, используемых в качестве критерия выбора для ПФУ медицинского назначения.

Таблица 1Значения критической температуры растворения в гексане (Ткр), упругости пара (Р) и периода полувыведения из органов (t1/2) для различных ПФС [1].
Перфторированные соединения	ММ	Ткр	Р, мм рт.ст (37°)	t1/2, сутки
Бицикло[4.3.0]нонан	412	13	33	4
Декалин	462	22	12	7
Декагидроаценафтен	524	24	2	7
N-(4-металциклогексилпиперидин)	595	38	1	60(90)
1-пропил-2 метилпиперидин	483	35	19	24
Трипропиламин	521	43	17	65
Трибутиламин	671	61	1	900
Дигексиловый эфир	652	59	2	500

Согласно приведенным данным, четко прослеживается корреляция между Т_кр и t_1/2 (период полувыведения). Для упругости пара такой зависимости не обнаруживается. В большей степени связаны между собой Т_кр и ММ ПФС. Оптимальным диапазоном ММ для ПФУ считается интервал 460-520. В целом, все предложенные критерии по отбору ПФС для биологических целей не противоречат друг другу, но носят качественный характер. В настоящее время внимание исследователей, занятых разработкой и изучением эмульсий ПФС, сосредоточено на относительно небольшом числе соединений. В таблице 2 и 3 приведены структурные формулы и основные физико-химические характеристики наиболее известных ПФС.

Таблица 2.Структурные формулы наиболее известных и перспективных ПФУ.
Перфтордекалин (ПФД)ММ 462	Перфтортрипропиламин (ПФТПА)ММ 521	Перфтортрибутиламин (ПФТБА)ММ 671
Перфтортриметилбицикло-нонан (ПФТмН)ММ 562	Перфторметилизохинолин (ПФмИХ)ММ 495	Перфторметилциклогексилпиперидин (ПФМЦП)ММ 595
Перфторокталбромид (ПФОБ)CF3-(CF2)6-CF2BrММ 499	бис-перфторбутилэтен (F-44E)С4F9-СН=СН-С4F9ММ 464	бис-фторгексилэтен (F-66E)C6F13-CH=CH-C6F13ММ 664

В ходе изучения первичных биологических свойств различных ПФС было выработано важное требование - отсутствие в них неидентифицируемых примесей. Присутствие примесей с неизвестными свойствами может исказить истинную картину поведения основного вещества при внутривенном введении животным (задержка в органах, токсичность, влияние на различные системы организма).

Таблица 3.Физико-химические свойства ПФС, составляющих основу медицинских препаратов [2].
Свойства	ПФД	ПФТПА	ПФМЦП	ПФОБ	ПФДБ
Химическая формула	C10F18	С9F21N	C12F23N	C8F17Br	C10F21Br
Молекулярная масса, г/моль	462	521	595	499	599
Температура кипения, °С	142	131	168	143	180
Давление пара, мм рт.ст, (37°С)	12,7	18,0	2,0	10,5	1,5
Критическая температура растворения, Ткр °С	22	44	40	-20	7
Растворимость кислорода мл/100 мл (об.%), (37°С)	40	45	40	53	-
Период полувыведения, t1/2	7	65	90(60)	4	40
Примечание: ПФД/ПФТПА составляют основу препарата Флюосол-ДА (Fluosol DA); ПФД/ПФМЦП - препарата Перфторан; ПФОБ/ПФДБ являются основой различных марок препарата Оксигент (Oxygent).

Жидкие ПФС являются плохими растворителями для различных водорастворимых биологически активных веществ. Поэтому для применения ПФС в качестве кислородпереносящих сред их диспергируют в водном растворе эмульгатора до образования тонкодисперсных эмульсий.

Способность к газообмену для эмульсий ПФС определяется общим количеством кислорода, содержащимся в эмульсии, концентрация которого подчиняется закону Генри: прямо пропорциональна парциальному давлению кислорода. Принцип физического растворения газов в ПФС распространяется и на эмульсии ПФС. Количество О₂, растворенного в эмульсии, зависит от содержания фторуглеродной фазы и не зависит от размера частиц, то есть количество растворенного в эмульсиях ПФУ кислорода близко к расчетным значениям при сложении значений содержания этого газа в каждой фазе в отдельности (количество растворенного кислорода в водной фазе плюс количество растворенного кислорода в ПФС). Содержание инертных газов в смесях эмульсия ПФС/плазма также подчиняется правилу сложения объемов газа в каждой фазе. Таким образом, количество любого газа, содержащегося в эмульсии ПФУ, может быть рассчитано в соответствии с физическими законами их растворимости, исходя из парциального давления газа и объемного соотношения фракций ПФС/Н₂О. Это значит, что содержание кислорода в эмульсиях ПФУ будет тем выше, чем выше его парциальное давление или напряжение (pO₂) и доля фторуглеродной фазы.

Специфическое (функциональное) действие любого препарата при введении в организм определяется его переносимостью, которую характеризуют величиной ЛД₅₀, и отсутствием побочного действия, проявляющегося главным образом в виде реактогенности. Величина ЛД₅₀ для эмульсий ПФУ в значительной мере зависит от размера частиц. Средний диаметр частиц для эмульсий ПФУ не должен превышать 0,2 мкм. При увеличении доли крупных частиц (со средним диаметром, превышающим 0,4 мкм) с 3% до 10% ЛД₅₀ для названных эмульсий снижается более чем в 2 раза. Выявление возможной реактогенности у эмульсий ПФУ - один из наиболее сложных вопросов, который необходимо решать при создании на их основе лекарственной формы для внутрисосудистого введения. При введении реактогенного препарата человеку может развиться разная по степени проявления «аллергическая» реакция от легкого покраснения кожи вплоть до анафилактоидной реакции с остановкой дыхания и сердца.

Большинство исследователей считают, что реактогенность в основном зависит от природы эмульгатора, используемого для диспергирования фторуглеродной основы эмульсии и формирующего адсорбционный (поверхностный) слой вокруг частиц. Сложилось устойчивое представление о том, что в эмульсиях первого поколения причиной реактогенности был неионогенный ПАВ блок-сополимер полиоксиэтилена и полиоксипропилена Pluronic F 68 (F-68) и что его замена на природные фосфолипиды полностью ликвидирует проблемы реактогенности. Эта точка зрения не совсем верна, поскольку жировые эмульсии несмотря на то, что они стаблизированы природными фосфолипидами, все-таки обладают реактогенностью. Реактогенность эмульсий ПФС также не может быть ликвидирована просто использованием фосфолипидов в качестве эмульгатора и стабилизатора ПФС. Действительно, оказалось, что реактогенность эмульсий ПФС определяется прежде всего свойствами поверхности эмульгированных частиц, то есть состоянием стабилизирующего частицы слоя эмульгатора. Однако наряду с химической структурой - природой молекул ПАВ, ключевыми параметрами, определяющими как стабильность дисперсной системы, так и возможность развития побочных реакций являются: прочность связи ПАВ с масляным «ядром» частиц эмульсии, характер расположения молекул ПАВ на поверхности, плотность их упаковки, выраженность адсорбционных свойств по отношению к белкам и другим биологически активным молекулам, находящимся в кровотоке, и, наконец, размер частиц эмульсии. О последнем параметре, следует сказать особо: уменьшение среднего размера частиц эмульсии в препарате Перфторан, стабилизированным только блок-сополимером полиоксиэтилена и полиокиспропилена - проксанолом 268, являющимся близким аналогом F-68, способствовало резкому уменьшению частоты развития побочных реакций. Отсюда ясно, что поверхностные явления (т.е. взаимодействие двух гетерогенных систем - эмульсии и крови или плазмы) в поведении эмульсий ПФУ при внутривенном введении играют решающую роль при формировании рецептуры и технологии получения эмульсий ПФС. И здесь следует опытным путем подбирать как состав масляного «ядра» и взаимодействующего с ним ПАВ, так апробировать приемлемость принятой технологии получения эмульсий ПФС.

При разработке представленной в настоящем изобретении эмульсии ПФС медицинского назначения и способа ее получения мы исследовали каждую рецептуру и элемент технологии по биологическому эффекту с помощью анимационной модели. Известно, что у кроликов одним из эквивалентов реактогенной реакции на введении эмульсий ПФС является резкое падение содержания нейтрофильных лейкоцитов в периферической крови. В эксперименте при оценке возможной реактогенности эмульсий ПФС используется показатель, называемый индекс реактогенности Ip, который определяется по следующей формуле: Ip=Ск/Со, где Ск и Со - количество нейтрофилов в процентах к исходному уровню в контрольной и опытной группах животных. Если величина Ip через 5 и 20 минут после введения препарата не превышает 3, то вероятность реактогенности минимальна [3].

Известны различные способы получения эмульсий ПФС. Эмульсии масло-вода, к которым относятся эмульсии ПФС и фторуглеродная основа, является масляной фазой, получают с затратой энергии. Измельчение масляной фазы проводят с помощью воздействия ультразвука или механическим путем.

При ультразвуковом воздействии диспергирование происходит за счет разрывающих усилий резких локальных изменений давления, которые возникают вследствие двух причин. Во-первых, чередования локальных сжатий и расширений в жидкости при прохождении волны; во-вторых, воздействия кавитаций, т.е. образования и спадания полостей, заполняемых растворенным в жидкости газом. Энергия и мощность ультразвукового воздействия, необходимого для получения субмикронной эмульсии столь велики, что наряду с диспергированием приводят с разрыву связи C-F. В результате в водной фазе эмульсии появляется высоко токсичные концентрации ионов F^-, порядка 3-5 мМ. Эмульсия с таким содержанием F^- не пригодна ни для возмещения кровопотери, ни для сохранения перфузируемых органов, ее следует очищать от избыточного количества F^- посредством пропускания через ионообменную смолу. Вторым недостатком эмульсий ПФС, полученных с помощью ультразвукового диспергирования, является чрезвычайно широкая величина дисперсии: при среднем размере частиц 0,1 мкм может встречаться значительная доля частиц с размером более 0,4 мкм и частиц с размером менее 0,01 мкм.

Механическое диспергирование за счет встряхивания или энергичного перемешивания позволяют получать только грубодисперсные эмульсии ПФС с неприемлемым для биомедицинского использования размером: более мм. Для получения тонкодисперсных эмульсий используют метод выдавливания вещества дисперсной фазы через тонкие отверстия в дисперсионную среду под большим давлением (метод экструзии), что приводит к разрыву движущей струи жидкости на капли. Диспергирование вызывается градиентом давления и силами гидравлического трения. Обычно наработку эмульсий ПФС осуществляют на гомогенизаторах высокого давления. Закрепление достигнутого на гомогенизаторах измельчения частиц, т.е. стабилизация эмульсий, достигается с помощью ПАВ или эмульгаторов. Их стабилизирующее действие объясняется двумя причинами: во-первых, снижением избытка межфазной поверхностной энергии или снижением поверхностного натяжения; во-вторых, образованием структурно-механического барьера (адсорбционного слоя), обеспечивающего устойчивость частиц и препятствующего их контакту или слипанию.

Среди большого числа ПАВ только немногие отвечают требованиям возможности их использования для получения препаратов, предназначенных для внутривенного введения (табл. 4).

Таблица 4Основные поверхностно-активные вещества, используемые для получения эмульсий ПФУ
Название	Структурная формула	Основные характеристики
Проксанол-268 (Плюроник F-68)		Синтетический блок-сополимер, ММ˜13000 (П-268) и ˜9000 (F-68), х - число звеньев блока ПОЭ*, у - число звеньев ПОПР. Хорошо растворим в воде.
Фосфолипиды		Природное соединение. R1 и R2 - различные цепи жирных кислот.
Лецитин (яичного желтка)	R3=Н(СН3)3	MM - 760-870. Практически не растворим в воде.
* ПОЭ - полиокись этилена; ПОПР - полиокись пропилена.

До настоящего времени используются главным образом два эмульгатора для получения эмульсий ПФС - проксанол-268 (плюроник-F-68) и фосфолипиды природного сырья (яичного желтка, сои и др.).

Структура проксанола не соответствует характерным особенностям молекул водорастворимых ПАВ, которые имеют полярную головку (гидрофильная часть) и неполярный хвост (гидрофобная часть). У проксанола две цепи полиокиси этилена (ПОЭ) обуславливают гидрофильный характер молекул, образуя водородные связи с молекулами H₂O. Метальные группы блока полиокиси пропилена (ПОПр) обусловливают липофильные свойства его молекулы. Соотношение блоков ПОЭ: ПОПр для F-68 и П-268 в среднем одинаково и составляет 80:20. Стабилизирующее действие этих эмульгаторов главным образом обусловлено стерическим эффектом защитной пленки, образуемой молекулами ПАВ вокруг частиц ПФУ. При этом наряду с ПАВ, связанным в адсорбционном слое, значительная часть молекул ПАВ образует разнообразные мицеллярные структуры в водной фазе, в том числе свободные от ПФС. Между молекулами ПАВ, находящимися в адсорбционном слое и в мицеллах в водной фазе, устанавливается динамическое равновесие, необходимое для стабилизации адсорбционного слоя с одной стороны, а с другой - нарушающее плотность упаковки молекул ПАВ в адсорбционном слое при длительном хранении.

Фосфолипиды (ФЛ) представляют собой смесь соединений природного происхождения, общая структура которых отражена в табл. 4. ФЛ не растворимы в воде и одновременно не являются хорошим липофильным агентом по отношению к различным ПФС, хотя в бислое частиц фосфатидилхолина (ФХ) частично растворяются ПФД и ПФТПА. Взаимодействие ФЛ и ПФС в водной фазе носит двойственный характер. Возможно заключение ПФС в ламелярные структуры ФЛ и (или) образование монослоев ФЛ, необратимо связанных с поверхностью частиц. Возможно существование неоднородных частиц в эмульсиях ПФС/ФЛ, т.е. частиц, покрытых защитным слоем ФЛ и свободных ФЛ. Эта неоднородность может быть связана с особенностями технологического процесса и/или с избытком ФЛ по отношению к фторуглеродной фазе.

Для тонкодисперсных эмульсий ПФС определяющим механизмом снижения степени дисперсности (укрупнение частиц) является изотермическая или молекулярная перегонка вещества дисперсной фазы от мелких частиц в более крупные частицы путем диффузии молекул ПФС через дисперсионную среду. Этот процесс называют еще созреванием эмульсии по Оствальду или переконденсацией. Движущей силой этого процесса является большее давление насыщенного пара над частицами меньших размеров сравнительно с более крупными. В этом случае важным параметром является также степень растворимости ПФС в водной среде. Предотвращение переконденсации может иметь решающее значение для сохранения агрегативной устойчивости эмульсий ПФУ, т.е. сохранения ими дисперсности и индивидуальности частиц. Основные пути дестабилизации - молекулярная диффузия и меньшая значимость флокуляции или коагуляции - характерны и для относительно разбавленных эмульсий ПФУ, в которых содержание фторуглеродной фазы не превышает 20% (по объему), и для более концентрированных эмульсий ПФУ, в которых объемная фракция фторуглеродной фазы составляет 50%.

Известны пути стабилизации эмульсий ПФУ. Общий принцип стабилизации коллоидных систем - предотвращение механизмов их разрушения. Введение в эмульсии ПФС/ФЛ сахаров и отрицательно заряженных соэмульгаторов (минорных компонентов ФЛ) предотвращает процесс флокуляции частиц за счет изменения пространственных взаимодействий молекул ПАВ в адсорбированном слое, а также и за счет увеличения электростатических сил отталкивания между частицами.

Снижение основного процесса разрушения эмульсий ПФС, вызываемого молекулярной диффузией, достигают обычно введением во фторуглеродную основу второго компонента (дополнительного перфторированного соединения) менее растворимого в воде, имеющего более высокую температуру кипения и замедляющего этот процесс.

Этот принцип стабилизации использован при разработке препаратов флюозол-ДА, перфторан и оксигент. В таблице 5 представлены сводные данные по составу и физико-химическим свойствам названных препаратов.

Таблица 5.Сводные данные по составу препаратов Флюосол-ДА (Япония), Перфторан (Россия), Оксигент (США) /2/.
Составные компоненты препаратов	Концентрация (% вес/объем)
ФлюосолДА	Перфторан	Оксигент
AF0104	AF0143	AF0144
ПФД	14	13	-	-	-
ПФТПА	6	-	-	-	-
ПМЦП	-	6,5	-	-	-
ПФОБ	-	-	90	87	58
ПФДБ	-	-	-	3	2
Плюроник F-68 (проксанол-268)	2,72	4	-	-	-
Фосфолипиды	0,4	-	4	5,4	3,6
Калия олеат	0,032	-	-	-	-
Буфер
Двухвалентные катионы	+	+	-	-	-

В первых двух препаратах к ПФД, составляющему большую часть масляной фазы, введены добавки перфторированных соединений ПФТПА и ПФМЦП, более высококипящих и менее растворимых в воде. В качестве эмульгатора использован водорастворимый плюроник F-68 с добавками ФЛ (флюозол ДА) или его аналог проксанол-268 (перфторан). По физико-химическим параметрам препараты не очень отличаются друг от друга. Их относят к препаратам первого поколения, общий недостаток которых заключается в необходимости хранения в замороженном состоянии из-за недостаточной стабильности. В случае препарата оксигент к его фторуглеродной основе - ПФОБ добавлен ПФДБ, который имеет более высокую температуру кипения и менее растворим в воде. Преимущество препарата оксигент, относящегося ко второму поколению, определяется возможностью хранения его в не замороженном состоянии. Кроме того, ПФОБ, составляющий фторуглеродную основу препарата, быстро выводится из организма, примерно с той же скоростью, что и ПФД (t_1/2 ˜ 4 и 7 дней соответственно).

Препарат Оксигент является коммерческим названием инфузионных сред, несколько различающихся по составу.

Роль эмульгатора при получении эмульсий не сводится только к снижению межфазового поверхностного натяжения в системе Н₂О/ПФС, необходимому для уменьшения дисперсности. Изменение природы эмульгатора может повлиять на скорость процесса молекулярной диффузии. Перспективными признаны фторированные ПАВ-ФПАВ, содержащие в своей молекуле гидрофобную фторированную и гидрофильную нефторированную части. Большой успех по синтезу ФПАВ для ПФУ достигнут в последние годы французской школой химиков [4]. Общая структура синтезированных ФПАВ представляет комбинацию полифторированной цепи и полярной головки. В качестве соединительного звена этих элементов берется углеводородная цепь. Полярная головка выбирается из природных веществ или их производных. ФПАВ, содержащие в качестве полярной головки спирты или производные сахаров, проявляют синергизм с плюроником F-68. Использование в качестве полярной головки фосфолипидов, фосфатов сахаров или фосфатидилхолина в составе ФПАВ увеличивает стабильность эмульсий ПФУ, содержащих природные ФЛ в качестве эмульгатора. Предложен также новый класс смешанных ФПАВ для стабилизации ПФУ [4]. Молекулы этого класса ФПАВ представляют собой блок из двух линейных составных частей - углеводородной и перфторированной. Общие формулы этих соединений записываются следующим образом:

C_nF_2n+1C_mH_2m+1 или С_nF_2n+1СН=СНС_mН_2m+1

Авторы называют эти молекулы "dowel", что означает в дословном переводе «шпонка» или иначе соединительный элемент, скрепка.

Считается, что молекулы ФПАВ общего линейного строения RH-RF выполняют роль закрепляющего элемента, углеводородный конец которого входит в липидную пленку, окружающую частицы ПФУ, а другой, фторированный, входит в масляную фазу ПФУ, то есть молекулы типа RH-RF улучшают адгезивные свойства поверхностного слоя ПАВ.

До настоящего времени ПФД и ПФОБ являются наиболее приемлемыми соединениями при создании эмульсий медико-биологического назначения в силу того, что они наиболее быстро выводятся из организма по сравнению с другими перфторированными соединениями.

Известны патенты [5, 6], в которых предложены составы кровезаменителя, фторуглеродной основой которого являются смеси двух ПФС (ПФД/ПФМЦП или ПФД/ПФТБА или ПФОБ/ПФМЦП); смеси трех ПФС (ПФОБ/ПФД/ПФМЦП или ПФОБ/ПФД/ПФТБА) и даже смеси четырех ПФС (ПФОБ/ПФД/ПФМЦП/ПФТБА), взятых в различных соотношениях. Диспергируют указанные смеси с помощью водорастворимого эмульгатора проксанола П-268. Использование этого эмульгатора не позволяет хранить эмульсии названных составов при положительной температуре. Кроме того, после размораживания эмульсии данного типа имеют ограниченный срок хранения при +4°С (не более 1 месяца). Это их главный недостаток.

Запатентованы эмульсии с использованием фторированных ПАВ (ФПАВ). Микроэмульсии ПФС, содержащие ФПАВ [7], до настоящего времени не нашли практического применения в качестве инфузионной среды, скорее всего, в силу недостаточной стабильности в условиях in vivo. Известен другой состав эмульсий ПФС, полученных с использованием смешанного ФПАВ, содержащего в молекуле фторофильную и липофильную части [8]. Эти эмульсии хотя и сохраняют средний диаметр частиц при положительных температурах хранения, но только в течение 3 месяцев.

Известен патент [9], в котором источником ФЛ для получения эмульсий ПФС служит жировая эмульсия Liposyn 10%. В качестве фторуглеродной основы эмульсий запатентованы три группы ПФС. В первую группу входят перфторциклоалканы или перфторалкилциклоалканы (в том числе ПФД, ПФметилдекалин, ПФпергидрофенантрен и др.). Вторая группа включает в себя перфторалкилнасыщенные гетероциклические соединения. Третью группу составляют перфторированные третичные амины - ПФТПА, ПФТБА и др. Включен в число используемых ПФС и ПФОБ. Однако с помощью названной эмульсии Liposyn 10% не удалось получить стабильную эмульсию ПФД. Максимальный срок ее хранения составил 25 дней.

В патенте [10] использованы ФЛ яичного желтка для получения эмульсий ПФС. Содержание фторуглеродной фазы в этих средах варьируется в широких пределах от 10 до 50 об.%, а содержание ФЛ - от 0,5 до 7 вес.%. В качестве масляной фазы в патенте используется какой-либо один ПФС, выбранный из широкого класса соединений. В частности группа перфторгидрофенантренов с числом атомов фтора от 1 до 24, а также ПФД; перфторированные амины; ПФОБ; перфторметиладамантан и перфторпергидрофенантрен.

Основное внимание в двух вышеназванных патентах уделяется методам сохранения различных органов и систем с использованием полученных эмульсий ПФС. Перед началом физиологических экспериментов наработанные эмульсии смешивают с кристалоидными растворами и/или с онкотическими агентами (альбумин, гидроксиэтилкрахмал). Предложенные эмульсии хотя и относятся к эмульсиям второго поколения, но имеют существенный недостаток. В обоих патентах отсутствуют результаты наблюдений за стабильностью предложенных эмульсий, т.е. сохранении размера частиц при длительных сроках хранения (более месяца). Патенты [9, 10] мы рассматриваем в качестве аналогов.

Более близкой по сущности к заявляемой эмульсии ПФС является эмульсия, предложенная в [11]. Эта эмульсия, взятая за прототип, относится к числу эмульсий второго поколения и содержит быстро выводящееся перфторированное соединение в количестве от 40 до 50 об.% и перфорированную добавку более высококипящего соединения в количестве от 5 до 10 об.%. В качестве быстро выводящегося ПФС используют ПФД или ПФОБ (основной компонент), а в качестве добавки - ПФМЦП. Эмульгатором служат ФЛ яичного желтка или сои.

ПФМЦП является стабилизатором эмульсии, снижающим скорость процесса молекулярной диффузии (переконденсации) основного компонента ПФД или ПФОБ и используется при получении эмульсий другого состава, в частности препарата Перфторан. Главным недостатком заявленной в [11] эмульсии ПФС является относительно большой средний диаметр частиц - больше 0,2 мкм.

Задачей настоящего изобретения является увеличение стабильности эмульсии и улучшения ее качества, т.е. сохранения биосовместимости с биологической средой (кровью, плазмой или сывороткой) при хранении в незамороженном состоянии не менее 12 месяцев.

Для этого предложена эмульсия ПФС медицинского назначения, содержащая быстро выводящиеся соединения ПФД и ПФОБ, перфторорганическую (перфторированную) добавку и фосфолипиды, отличающаяся тем, что содержит фосфолипиды в виде дисперсии, приготовленной гомогенизацией под давлением не менее 100 атм в водно-солевой среде, а перфторорганическая добавка представляет собой смесь перфорированных третичных аминов - перфтортрипропиламина и его копродуктов: цис- и трансизомеров перфтор-1-пропил-3,4диметилпирролидона и перфтор-1-пропил-4-метилпиперидина.

Эмульсия характеризуется тем, что суммарная концентрация ПФС в эмульсии находится в пределах от 2 до 40 об.%;

Эмульсия характеризуется тем, что композиция быстро выводящихся ПФС содержит ПФД и ПФОБ в соотношении от 10:1 до 1:10, перфторорганическая добавка составляет от 1% до 50% от общего содержания ПФС в эмульсии.

Эмульсия характеризуется тем, что перфторорганическая добавка в виде указанных перфторированных аминов дополнительно содержит перфтор-N-метилциклогексилпиперидин и его копродукты: изомеры перфторметилпропил (метилциклопентил) амина, цис/транс-перфторметилпропил (4-метилциклогексил) амин, перфторметилбутил-(4- метилциклогексил) амин, цис/транс-перфтор-N-(4-метилциклогексил)-2- метилпирролидин.

Эмульсия характеризуется тем, что содержит дисперсию ФЛ яичного желтка или дисперсию ФЛ сои или их смесь в водно-солевой среде в концентрации от 0,2 до 5 вес.%.

Эмульсия, характеризуется тем, что дисперсия ФЛ в водно-солевой среде содержит адъювант в количестве от 1 до 15% от суммарного содержания ФЛ; адъювантом является растительное масло: соевое, подсолнечное или касторовое.

Эмульсия характеризуется тем, в качестве адъюванта содержит смесь растительных масел, выбранных из группы, включающей соевое, подсолнечное и касторовое масла в эффективном соотношении.

Эмульсия характеризуется тем, что водно-солевая среда содержит натриевые и калиевые соли хлоридов и фосфатов и моносахарид маннитол в воде для инъекций и концентрация компонентов водно-солевой среды имеет осмотическое давление в диапазоне от 100 до 350 мосмолей на литр.

Эмульсия характеризуется тем, что средний диаметр частиц не превышает 0,2 мкм и находится в пределах 0,06-0,2 мкм.

Эмульсия характеризуется тем, что срок ее хранения в незамороженном виде при + 4°С составляет не менее 12 месяцев.

Способ получения заявленной эмульсии перфторорганических соединений, включающий получение дисперсии фосфолипидов гомогенизацией под давлением не менее 100 атм в водно-солевой среде с последующей тепловой стерилизацией, гомогенизацию под давлением указанных перфторорганических соединений в дисперсии фосфолипидов и тепловую стерилизацию готовой эмульсии.

Способ получения заявленной эмульсии ПФС характеризуется тем, что гомогенизируют ПФС в дисперсии ФЛ под давлением от 300 до 650 атм.

Способ получения заявленной эмульсии ПФС характеризуется тем, что дисперсию ФЛ стерилизуют при температуре 100°С.

Способ получения заявленной эмульсии ПФС характеризуется тем, что эмульсию ПФС стерилизуют при температуре 100°С.

Как указано выше, задачей изобретения является увеличение стабильности эмульсии и улучшения ее качества, т.е. сохранения биосовместимости с биологической средой (кровью, плазмой или сывороткой) при хранении в незамороженном состоянии не менее 6-12 месяцев. Термин «биосовместимость» не определен однозначно в научной литературе и включает в себя различные значения и нуждается в уточнении применительно к эмульсиям ПФС. В цитируемых выше патентах [8-11] под термином биосовместимость используются следующие представления - относительно большая скорость выведения из органов выбранных ПФС; способность сохранять ткани и органы, через сосуды которых перфузируется эмульсия ПФС; сравнительно низкая токсичность для животных (на уровне не менее двух объемов циркулирующей крови). Эти представления не исключают друг друга, но не отражает самого первого этапа - взаимодействия дисперсных частиц ПФС с плазмой и кровью при попадании эмульсии ПФС в сосудистое русло. Мы рассматриваем явление биосовместимости, начиная со степени выраженности взаимодействия (реагирования) эмульсии ПФС с биологической средой (кровью, плазмой или сывороткой). Результат этого взаимодействия можно оценивать не только in vivo, но прежде всего в опытах in vitro по степени стабильности эмульсии при влиянии на нее ряда факторов, моделирующих повреждение адсорбционного слоя при хранении и попадании эмульсии в кровоток.

Качество и стабильность эмульсий ПФС принято характеризовать, исходя из размера частиц: средний диаметр частиц в эмульсиях ПФУ не должен превышать 0,2-0,3 мкм. Такой подход недостаточен для дисперсных препаратов медико-биологического назначения, вводимых внутривенно. Это связано с тем, что частицы ПФУ, как чужеродный материал, при попадании в сосудистое русло взаимодействуют с белками и молекулами других соединений, находящихся в плазме, а также с клетками крови. Общий характер взаимодействия зависит от свойств поверхности частиц. Функциональная активность (газотранспортная функция) эмульсий ПФУ также во многом зависит от совместимости поверхности эмульгированных частиц с кровью и плазмой, поскольку в случае, например, активации системы комплемента на чужеродной поверхности происходит запуск каскада реакции, вызывающих спазм сосудов и нарушение регионарного кровотока. Следует отметить также, что стабильность эмульсий в условиях in vitro во многом определяется свойствами адсорбционного слоя ПАВ вокруг частиц (прочность, топография поверхности и др.). В свете сказанного вопрос о стабильности эмульсий ПФУ не может быть решен только с помощью обычных коллоидно-химических методов изучения размера частиц без оценки особенностей структуры. Весьма актуальным является разработка для этой цели достаточно простых методов и подходов, позволяющих получать информацию о размере частиц и целостности их структуры. При этом необходимо также уточнить само понятие структуры применительно к эмульсиям ПФУ.

Прогресс в изучении стабильности эмульсий ПФУ in vitro и in vivo связан с расширением и углублением самого понятия структуры эмульсий ПФУ и разработкой методов ее изучения. Понятие стабильности какого-либо препарата или вещества определяется устойчивостью его свойств. Параметры, используемые для характеристики свойств эмульсий ПФУ, не являются исчерпывающими характеристиками их стабильности. Проведенные опыты расширили представления о критериях стабильности эмульсий ПФС с учетом особенностей их структуры.

Стабильность эмульсий ПФУ принято оценивать на основании изменения размера частиц при хранении. Такой чисто коллоидно-химический подход недостаточен. Для эмульсий ПФУ, являющихся основой препаратов, предназначенных для внутривенного введения, большое значение приобретает информация об их стабильности не только в опытах in vitro, но и возможность предсказывать их стабильность при циркуляции в сосудистом русле. Получение таких сведений может быть достигнуто, если более четко обозначить представление о структуре эмульсий ПФУ. Частицы эмульсий ПФУ имеют структуру двухслойного шара, в центре которого находится ПФУ (ядро частицы), а