Способ получения композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе глюкаминовой соли хлорина е6, мальтозы и фосфатидилхолина

Способ получения композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе глюкаминовой соли хлорина е6, мальтозы и фосфатидилхолина

Реферат

Изобретение относится к области фармацевтики и медицины и касается способа получения фармацевтической композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе бис(N-метил-D-глюкамин) мононатриевой соли хлорина Е6, мальтозы и фосфатидилхолина.

Одним из современных подходов в разработке лекарств нового поколения является конструирование оригинальных форм на основе субстанций известного спектра действия с использованием современных технологий, позволяющих получать препараты с высокой биодоступностью, терапевтической эффективностью и ослабленными побочными действиями.

К новым технологиям, способным «продлить жизнь» известных лекарственных средств, можно отнести разработки систем транспорта лекарственных препаратов в организме.

Наиболее существенные успехи были достигнуты в разработке транспортных систем на основе фосфолипидных наночастиц, которые имеют ряд преимуществ перед другими. Они нетоксичны, биодеградируемы, не вызывают аллергических реакций, имеют высокое сродство к мембранам клеток. Одной из наиболее ранних систем транспорта биологически активных веществ в организме были липосомы.

Хлорин E6 является одним из наиболее эффективных и успешно используемых в медицинской практике фотосенсибилизаторов для лечения рака и других новообразований методом фотодинамической терапии (ФТД). Хлорин E6 обладает рядом спектральных, физико-химических и энергетических характеристик, выгодно отличающих его от других фотосенсибилизаторов. Например:

- наличие полосы поглощения в длинноволновой области видимого спектра (с максимумом 662 нм в биологических средах), что соответствует области наибольшей оптической прозрачности для биологических тканей;

- высокий индекс контрастности;

- высокий уровень накопления в тканях-«мишенях» по сравнению с интактными тканями;

- высокая фотодинамическая активность;

- сравнительно низкая фототоксичность;

- достаточно быстрое, в течение 24-48 часов, выведение из организма.

Впервые водорастворимые производные хлорофилла для медицинских целей были использованы Е. Snyder (США) в 1942 г, и применялись для профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза, ревматоидного артрита.

В научной литературе об использовании производных хлоринового ряда для фотодинамической терапии было заявлено в 1986 г. В 1994-2001 гг. в России А.В. Решетниковым [1] была разработана технология извлечения из растительного сырья комплекса биологически активных хлоринов, которые содержат в качестве основного компонента хлорин E6, фотоцитотоксическое действие которого на опухоль усиливается, а общие фармакологические показатели улучшаются за счет двух других природных хлоринов, содержащихся в экстракте.

На протяжении двух десятилетий ведутся интенсивные поиски наиболее эффективных фотосенсибилизаторов. В настоящее время в мире разработано и проходят клиническое изучение около 20 различных соединений для ФДТ.

Учитывая, что ФТД вошла в стандарты лечения с 2010 г., хлорин E6 и его производные востребованы на отечественном фармацевтическом рынке и находят все более широкое применение, например, для терапии рака шейки матки, мочевого пузыря, различных слизистых. Однако, несмотря на востребованность, хлорин E6 как субстанция, имеет ряд недостатков, которые ограничивают его широкое потребление, а именно: жидкая форма готовых лекарственных препаратов на основе хлорина E6; небольшой срок хранения и потеря оптических свойств; выведение из организма в течение 36-48 и более часов; фототоксичность.

В связи с этим, чрезвычайно актуальной задачей является поиск новых препаратов для ФДТ и разработка эффективных лекарственных форм уже существующих препаратов, в частности, на основе хлорина E6.

Одной из наиболее удобных, подходящих для ФДТ лекарственных форм хлорина E6, лишенной вышеуказанных недостатков, является композиция на основе хлорина E6, включенного в фосфолипидные наночастицы.

Известно, что хлорин E6 представляет собой гидрофобную субстанцию, и включение ее в фосфолипидные наночастицы является многостадийным процессом.

Известна композиция лекарственного средства в форме фосфолипидных наночастиц для фотодинамической терапии, включающая лекарственное средство, фосфатидилхолин и мальтозу и способ ее получения (патент RU 2391966, 20.06.2010). При этом в случае гидрофобных лекарственных средств, каким является хлорин E6, способ получения композиции в форме фосфолипидных наночастиц требует использования дополнительных растворителей, такого как этанол, что усложняет процесс и требует дополнительной очистки от растворителя. Поэтому чаще хлорин E6 используют в виде его солей.

Известен используемый в качестве фотосенсибилизатора (ФС) препарат Радахлорин (пат. RU 2183956, 27.06.2002), представляющий собой смесь натриевых солей нескольких родственных хлоринов, а также других биологически активных соединений, например пурпурин, хлорин p6. Используемый для получения Радахлорина способ из метилфеофорбида не дает возможности получения препарата в виде хлорина E6 с высокой степенью чистоты.

Препарат Фотодитазин (RU 2144538, 20.01.1998) является N-метил-D-глюкаминовой солью хлорина E6 и представляет собой 0,5% водный раствор, содержащий поливинилпирролидон. Несмотря на то что препарат представляет собой практически чистый хлорин E6 (содержание примесей хлоринового ряда не более 2,5%), срок годности его невелик (менее 1 года), и необходимы специальные условия хранения при пониженной температуре.

Препарат Фотолон (RU 2152790, 20.07.2000), представляет собой комплекс тринатриевой соли хлорина E6 с поливинилпирролидоном в виде лиофилизата для приготовления раствора для внутривенных инфузий. Препарат стабилен при длительном хранении при комнатной температуре, но также представляет собой помимо чистого хлорина E6 примеси производных хлоринов и порфиринов.

Основным недостатком используемых в настоящее время ФС для ФДТ на основе хлорина E6 является их жидкая лекарственная форма, нестабильная при длительном хранении и трудно поддающаяся стандартизации из-за присутствия в ней различных хлоринов и их производных. В связи с этим, наиболее оптимальной лекарственной формой для препаратов на основе хлорина E6 является лиофильно высушенная.

В патенте RU 2367434, 20.09.2009 описан фотосенсибилизатор для фотодинамической терапии в лиофильно высушенной форме, представляющий собой смесь бис(N-метил-D-глюкамин)мононатриевой соли хлорина E6 и мальтозы в соотношении 1:1, а также способ его получения, заключающийся в том, что хлорин E6 суспендируют в воде, добавляют N-метил-D-глюкамин и гидроокись натрия, полученный раствор солей хлорина E6 фильтруют, добавляют мальтозу и лиофилизируют. В данном способе используют стадию фильтрации для выделения солей, что также усложняет процесс.

Получение фармацевтической композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе бис(N-метил-D-глюкамин) мононатриевой соли хлорина E6, мальтозы и фосфатидилхолина в литературе не описано.

Данное разработанное лекарственное средство для фотодинамической терапии в сравнении с препаратами, имеющимися на рынке, обладает рядом преимуществ:

- высоким накоплением в опухоли;

- высоким значением коэффициента контрастности;

- быстрым выведением из организма;

- малым размером наночастиц (до 30 нм), который предотвращает деградацию препарата ретикулоэндотелиальной системой, а также способствует улучшению его фармакодинамики (биотрансформации);

- лиофилизированная лекарственная форма увеличивает срок хранения препарата, удобна в использовании и транспортировке.

Поэтому разработка простого способа получения высокоэффективной фармацевтической композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе бис(М-метил-D-глюкамин)моно-натриевой соли хлорина E6, мальтозы и фосфатидилхолина представляет собой актуальную задачу.

В соответствии с изобретением описывается способ получения фармацевтической композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе бис(N-метил-D-глюкамин) мононатриевой соли хлорина E6, мальтозы и фосфатидилхолина, характеризующийся тем, что к водной суспезии хлорина E6 добавляют при перемешивании водный раствор N-метил-D-глюкамина и раствор гидроокиси натрия в мольном соотношении 1:2:1 с последующим добавлением водного раствора мальтозы (вес. соотн. 1:40 в расчете на хлорин E6). Полученный раствор смешивают с водной эмульсией фосфатидилхолина (вес. соотн. 1:10 в расчете на хлорин E6), и полученную эмульсию подвергают нескольким циклам (6-8) гомогенизации под высоким давлением 600-1000 атм при температуре 40-50°C с последующей нейтрализацией водным раствором щелочи. Полученный раствор собирают в отдельную емкость, фильтруют через предфильтр 3-5 мкм с последующими стерилизующей фильтрацией через фильтр 0,22 мкм и лиофилизацией.

Способ не требует использования токсичных растворителей и стадий выделения индивидуальных солей хлорина E6, так как полученную в результате реакции хлорина E6 с N-метил-D-глюкамином и гидроксидом натрия соль хлорина без выделения смешивают с водным раствором мальтозы и водной эмульсией фосфатидилхолина (вес. соотн. в расчете на хлорин E6: 1:40:10), полученную суспензию подвергают нескольким циклам гомогенизации под высоким давлением 600-1000 атм при температуре 40-50°C с последующими стерилизующей фильтрацией и лиофилизацией.

Способ прост в исполнении и позволяет получать высокоэффективную стабильную фармацевтическую композицию для фотодинамической терапии на основе бис(N-метил-D-глюкамин) мононатриевой соли хлорина E6, в форме фосфолипидных наночастиц размером до 30 нм и имеющей высокий процент включения хлорина E6 в фосфолипидные наночастицы - до 94%, обладающую рядом преимуществ перед другими композициями для фотодинамической терапии. Этими преимуществами являются: высокий процент включения глюкаминовой соли хлорина E6 в фосфолипидные наночастицы, высокая терапевтическая активность и стабильность при хранении. Твердая лекарственная форма ФС на основе хлорина E6 позволяет сохранять препарат при комнатной температуре в течение 3 лет и легко подвергается транспортировке.

Осуществление вышеуказанного способа обеспечивает получение средства для ФДТ на основе хлорина E6, включенного в фосфолипидные наночастицы размером до 30 нм, имеющего высокий процент включения хлорина E6 в наночастицы - до 94%, проявляющего высокую терапевтическую активность, имеющего длительный срок хранения (до 3-х лет) и не требующего специальных условий хранения.

Примеры осуществления изобретения.

Включение соли хлорина E6 в фосфолипидные наночастицы.

Готовят два раствора, используют воду для инъекций.

Раствор А. 30,0 г Lipoid S 100 растворяют в 200 мл воды (pH 6,7) при интенсивном перемешивании.

Раствор Б. 3,0 г хлорина суспендируют в 100 мл, добавляют 300 мл водного раствора 1,98 г N-метил-D-глюкамина, раствор 0,2 г NaOH в 50 мл воды, тщательно перемешивают, выдерживают 30 мин и прибавляют охлажденный до комнатной температуры раствор 120 г мальтозы в 200 мл воды (мальтозу растворяют при нагревании до 40°C).

Растворы А и Б смешивают и тщательно перемешивают с помощью механической мешалки в течение 40 мин до получения однородной эмульсии.

Полученную эмульсию подвергают гомогенизации с помощью гомогенизатора высокого давления Mini-Lab 7.30 Н, Rannie, Дания (APV-гомогенизатор). После каждого цикла осуществляют отбор проб для определения размера частиц.

Параметры процесса гомогенизации: давление 600 - 1000 атм, температура суспензии - 45-50°C, время гомогенизации - 5-7 мин, количество циклов процесса 6-8. По окончании гомогенизации контролируют pH раствора. При необходимости pH полученной суспензии доводят до 7,0-7,6 титрованием 1H раствором NaOH, затем фильтруют последовательно через предфильтр 3-5 мкм и фильтр 0,22 мкм, разливают во флаконы и подвергают сублимационной сушке. Флаконы закрывают резиновыми пробками, обкатывают алюминиевыми колпачками и маркируют.

Полученный препарат анализируют. Примеры получения препарата и результаты его аналитического контроля приведены в таблицах 1, 2.

Аналитические показатели образцов хлорина E6 в составе фосфолипидных наночастиц.

Таблица 1
N п/п	Аналитические показатели	Требования проекта НД	Результаты испытаний
	Параметры процесса
давление при гомогенизации - 600 атм
тем-pa суспензии 42°C; кол-во циклов гомогенизации -6
1.	Размер частиц	≤50 нм	22,8-23,4
2.	Содержание во флаконе
- хлорина E6 (ВЭЖХ)	47,5-52,5 мг	47,8-49,2 мг
- фосфатидилхолина (УФ-спектрометрия)	475-525 мг	479-493 мг
3.	Включение хлорина E6 в фосфолипидные наночастицы	≥80%	89,2-92,3 %

Таблица 2
N п/п	Аналитические показатели	Требования проекта НД	Результаты испытаний
	Параметры процесса
давление при гомогенизации - 1000 атм
тем-pa суспензии 48°C: кол-во циклов гомогенизации - 8
1.	Размер частиц	≤50 нм	21,3-22,4
2.	Содержание во флаконе
- хлорина E6 (ВЭЖХ)	47,5-52.5 мг	48,7-49,8 мг
- фосфптилилхолипа (УФ-спектрометрия)	475-525 мг	482-496 мг
3.	Включение хлорина E6 в фосфолипидные наночастицы	≥80%	92,2-94,0%

Были изучены оптические свойства Хлорина-НФ при его хранении при комнатной температуре в трех наработанных сериях препарата.

Для изучения стабильности препарата были измерены оптические плотности растворов препарата при двух длинах волн и вычислено их соотношение. Отношение оптической плотности при длине волны, равной 403 нм, к оптической плотности при длине волны 655 нм должно быть не менее 4,4. Для этого 10 мг (точная навеска) лиофильно высушенного порошка растворяли в 200 мл очищенной воды. Производили измерение оптической плотности. Было показано, что препарат стабилен в течение 3-х лет (таблица 3).

Таблица 3
Изучение стабильности препарата
K=A403/A655	В момент выпуска	6 мес	1 год	1 год 6 мес	2 года	2 года 6 мес	3 года	3 года 6 мес
Серия 1	7.9	7.8	7.6	7.4	7.2	7.3	7.1	6.9
Серия 2	7.7	7.6	7.5	7.5	7.4	7.4	7.2	7.0
Серия 3	7.8	7.6	7.3	7.3	7.4	7.2	7.3	7.0

Проведены исследования токсичности препарата «Хлорин-НФ» (параметры получения приведены в таблице 2), предназначенного для фотодинамической терапии злокачественных новообразований, на двух видах лабораторных животных - мышах и крысах.

Острая токсичность:

ЛД₅₀ для мышей - 258±29

ЛД₅₀ для крыс - 240±16

Возможной причиной смерти мышей от однократного внутривенного введении препарата «Хлорин-НФ» в летальных дозах являлась острая сердечно-сосудистая недостаточность.

Проведено изучение «хронической» токсичности препарата «Хлорин-НФ» при многократном (в течение 30 дней) внутривенном введении в диапазоне исследуемых доз 1, 12 и 40 мг/кг на крысах и 25 и 50 мг/кг на собаках.

Показано, что введение препарата не влияет на внешний вид, общее состояние и поведение животных, не оказывает негативного влияния на биохимические параметры крови и основные физиологические функции организма, не вызывает патоморфологических изменений, не вызывает раздражения, воспаления или деструкции тканей в месте инъекций, что свидетельствует о хорошей переносимости и безвредности препарата.

В экспериментах in vivo на мышах с привитой опухолью карцинома легкого Льюис была изучена фотоиндуцированная противоопухолевая активность препарата «Хлорин-НФ».

Для облучения использовали светодиодный источник красного света, разработанный в ФГУП «ГНЦ НИОПИК» с максимумом 661±16 нм. Диаметр светового пятна составлял 1,0 см, расстояние от светодиода до облучаемой поверхности 2 мм. Было показано, что при облучении через 15 мин после внутривенного введения препарата в дозе 5,0 мг/кг источником света с плотностью энергии 90 Дж/см² противоопухолевая активность составляла:

торможение роста опухоли (ТРО) 77,6-100%;

увеличение продолжительности жизни (УПЖ) - 85,4%;

коэффициент излеченности (КИ) - 40%;

препарат выводится из организма в течение 24 час.

Таким образом, разработан способ получения высокоэффективной безопасной композицией для использования в фотодинамической терапии на основе глюкаминовой соли хлорина E6, снабженной фосфолипидной наносистемой транспорта. Способ прост в исполнении и позволяет получить твердую лекарственную форму с увеличенным сроком хранения, удобную в использовании и транспортировке.

В отличие от имеющихся на рынке препаратов разработанное лекарственное средство обладает следующими характеристиками:

- высоким накоплением в опухолевых тканях;

- высоким значением коэффициента контрастности;

- быстрым выведение из организма (снижением фототоксического эффекта);

- малым размером наночастиц (до 30 нм), который позволяет предохранить препарат от деградации в ретикулоэндотелиальной системе, а также способствует улучшению его фармакодинамики (всасыванию, биодоступности, метаболизму);

- лиофильно высушенной формой. Такая форма увеличивает срок хранения препарата (до 3-х лет), удобна в использовании и транспортировке.

1. Способ получения фармацевтической композиции для фотодинамической терапии в форме фосфолипидных наночастиц на основе бис(N-метил-D-глюкамин)мононатриевой соли хлорина E6, мальтозы и фосфатидилхолина, характеризующийся тем, что к водной суспензии хлорина E6 добавляют при перемешивании водный раствор N-метил-D-глюкамина и раствор гидроокиси натрия в мольных соотношениях 1:2:1 с последующим добавлением водного раствора мальтозы при весовом соотношении хлорина E6 и мальтозы 1:40, полученный раствор смешивают с водной эмульсией фосфатидилхолина при весовом соотношении хлорина E6 и фосфатидилхолина 1:10 и полученную эмульсию подвергают 6-8 циклам гомогенизации под давлением 600-1000 атм при температуре 40-50°C с последующими стерилизующей фильтрацией и лиофилизацией.

2. Способ по п.1, который включает стадию доведения рН полученной суспензии до 7,0-7,6 раствором NaOH перед стадией стерилизующей фильтрации.