Средство, включающее перфторуглеродную эмульсию (варианты), его применение и способ повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению

Средство, включающее перфторуглеродную эмульсию (варианты), его применение и способ повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к областям медицины, в частности к неотложной медицине, анестезиологии/реаниматологии, к авиационной и космической медицине, водолазной медицине, а также фармацевтической технологии.

Уровень техники

Задача сохранения жизни млекопитающих, в том числе человека, оказавшегося в условиях низких для выживания температур весьма актуальна в настоящее время. Ведется поиск лекарственных средств для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению, которые должны сохранить жизнь пострадавших и снизить пагубные последствия гипотермии.

Известен патент РФ №1520688 [1], в котором целью изобретения является удлинение сроков пребывания млекопитающих в условиях низких температур. Для повышения устойчивости млекопитающих к общему охлаждению животным за 15-30 мин до охлаждения вводят 20-50%-ный раствор полиэтиленоксида (ПЭО) мол.м. 400 или 1500 в дозе 0,001 0,0004 г на 1 г живого веса. Введение этих растворов не вызывает отрицательных явлений, наблюдаемых при введении алкоголя (нарушение координации движений, терморегуляции организма). К недостатку способа относится выявленные колебания токсичности ПЭО-400 и ПЭО-1500 [2].

Известен патент РФ №2010569 [3] согласно которому повышение резистентности к переохлаждению, в частности, в воде достигается введением комбинации реланиума 5 мг/кг с оксибутиратом натрия 500 мг/кг за 30 мин до начала охлаждения. Для практического использования рекомендуется совместный прием внутрь 10 мг реланиума с 2 г. оксибутирата натрия непосредственно перед охлаждением. Увеличение резистентности организма к переохлаждению в воде под действием средства происходит за счет повышения устойчивости нервных центров к действию холода; увеличения резистентности сердца к охлаждению; положительного воздействия на терморегуляторные механизмы. К недостатку этого и последующего изобретения относится высокая летальность в процессе саморазогрева.

В патенте РФ №2268049 [4] приведено аналогичное средство, которое было использовано для восстановления температуры тела в постгипотермическом периоде. В патенте приведены предложения для практического применения фармакологического средства, ускоряющего восстановление температуры тела и уменьшающего летальность в постгипотермическом периоде, после окончания охлаждения организма в холодной воде. Это достигается совместным приемом внутрь реланиума с натрия оксибутиратом перед началом охлаждения в воде. Дозы обоих компонентов рецептуры могут варьировать в терапевтическом диапазоне.

Известно изобретение (патент РФ №2270008) [5], которое относится к созданию лекарственных средств для повышения устойчивости человека и животных к гипотермии. Средство содержит никотиновую и глютаминовую кислоты, рибофлавин, аскорбиновую кислоту, убихинон, янтарную кислоту, полиэтиленоксид и воду в определенном соотношении. Предложен также способ повышения устойчивости человека и животных к гипотермии, заключающийся в том, что для активации жизненно важных биохимических процессов за 30 минут до выполнения работ, связанных с гипотермией, и после их окончания вводят вышеназванное средство. Результаты исследований показывают, что среднее время охлаждения по сравнению с контролем у полиэтиленоксида мол.м. 400 лучше в 1,34 раза, у предлагаемого средства в 2,25 раза, при этом среднее время пребывание в воде 4,0±0,5°C составляет для человека 32,1 минут. К недостатку состава средства можно отнести его воздействие только на обеспечение поддержания тепла за счет утилизации АТФ и запасенной энергии, для обеспечения работы жизненно важных органов и нет данных по восстановлению организма в постгипотермическом периоде. Кроме того, недостатком смеси, судя по ее составу, можно считать увеличение потребления кислорода, которое оно должна вызывать, что, в конечном счете, приведет к еще более быстрому энергетическому истощению и переохлажденного организма [6].

Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в создании нового средства и его применения для повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению, где новое средство, способ и применение свободны от вышеперечисленных недостатков, что на сегодняшний день является актуальной проблемой для лечения подобных заболеваний.

Технический результат состоит в том, что заявленное средство позволяет повышать резистентность клеток жизненно важных органов и тканей к переохлаждению.

Сущность изобретения

Основным аспектом изобретения является средство для повышения резистентности (устойчивости) организма млекопитающих к переохлаждению. Средство содержит фармацевтическую композицию препаратов входящих в группу состоящую из адреноблокатора (1), симпатолитика, истощающего и способствующего разрушению депо катехоламинов (2), антигистаминовый препарат с противорвотным эффектом или без оного (3), ингибитора If-каналов синусного узла (4), дозозависимо воздействующего серотонинергического средства (5), нейролептического средства с гипотермическим эффектом (6), средства, дозозависимо угнетающего синтез или воздействие основных тиреоидных гормонов (7), препарата, содержащего ионы магния или иные ингибиторы NMDA-рецепторов, обеспечивающие предотвращение эксайтотоксичности (8), где композиция дополнительно содержит иные фармацевтические приемлемые добавки. При этом средство дополнительно содержит насыщенный инертным газом носитель - субмикронная перфторуглеродная эмульсия -перфторан.

Следующий аспект изобретения состоит в том, что в составе средства для повышения резистентности (устойчивости) организма млекопитающих к переохлаждению содержит фармацевтическую композицию препаратов, состоящую из: бета-блокаторов, симпатолитиков с адренолитическим действием, антигистаминового препарата, антиангинального препарата с противоишемическим эффектом, серотонинергического средства, нейролептического средства с гипотермическим эффектом, антитиреоидного средства, препарата содержащего ионы магния и дополнительно используют носитель на основе перфторана, насыщенного инертным газом. При этом инертный газ выбирают из группы, состоящей из ксенона, гелия, гексафлюорида.

Следующий аспект изобретения состоит в том, что адреноблокатор является пропранололом или его эффективным аналогом, в качестве антигистаминного препарата с противорвотным эффектом используют дифенгидрамин, в качестве ингибитора If-каналов синусного узла используют ивабрадин, в качестве дозозависимо воздействующего серотонинергического средства выбирают серотонина гидрохлорид или его эффективный аналог, в качестве нейролептического средства с гипотермическим эффектом выбирают перициазин, в качестве средства, дозозависимо угнетающего синтез или воздействие основных тиреоидных гормонов выбирают пропицил, в качестве средства, обеспечивающего предотвращение эксайтотоксичности вследствие гиперактивации NMDA-рецепторов выбирают сульфат магния или его эффективным аналог.

Другим аспектом изобретения является основа фармацевтической композиции, входящей в состав средства, содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:

бета-блокатор пропранолол	0,78-1,18 мас. %
симпатолитик резерпин	0,015-0,024 мас. %
антиангинальный препарат ивабрадин	0,078-0,12 мас. %
антигистаминовый препарат дифенгидрамин	0,098-0,18 мас. %
нейролептический препарат с гипотермным
действием перициазин	0,025-0,035 мас. %
серотонинергическое средство серотонин гидрохлорид	0,25-0,35 мас. %
антитиреоидное средство пропицил	0,07-0,12 мас. %
сульфат магния	0,07-0,16 мас. %
фармацевтически приемлемый растворитель	98-98,61 мас. %

Следующий аспект изобретения состоит в том, что в составе средства используют препарат перфторан, который представляет собой субмикронную эмульсию, в 100 мл которой содержится 10об/% смеси перфторуглеродов, проксанол 268 - 4 вес %, и солевая композиция NaCl - 0,6 г KCl - 0,039 г, MgCl₂ - 0,019 г, NaH₂CO₃ - 0,065 г, NaH₂PO₄ - 0,02 г, глюкоза - 0,2 г.

При этом соотношение объемов раствора фармацевтической композиции и объема носителя перфторана составляет от 1 к 2 до 1 к 3.

Другим аспектом изобретения является то, что в 1 мл перфторана содержится от 0,9 до 1,2 мл ксенона.

Другим аспектом изобретения является способ повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению, по которому терапевтически эффективное количество средства вводят млекопитающему в период перед охлаждением или непосредственно во время охлаждения организма

Другой аспект изобретения состоит в том, что средство вводят однократно в ткани или орган млекопитающего в период перед охлаждением или непосредственно в процессе охлаждения организма.

Другим аспектом изобретения является применение средства для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению, где средство содержит фармацевтическую композицию и носитель перфторан, насыщенный инертным газом ксеноном.

Перечень фигур

Фиг. 1. Проверка результатов применения средства, выполненного на основе фармацевтической композиции и носителя перфторана, для повышения резистентности организма млекопитающих к действию пониженной температуры окружающей среды (0°С). Период охлаждения обозначен горизонтальной линией. Действие фармацевтической композиции и носителя на: А) температуру ядра тела, Б) частоту сердечных сокращений, В) оксигенацию гемоглобина.

Фиг. 2. Проверка результатов применения средства, выполненного на основе фармацевтической композиции и носителя перфторана, насыщенного ксеноном, для повышения резистентности организма млекопитающих к действию пониженной температуры окружающей среды (0°С). Период охлаждения обозначен горизонтальной линией. Действие всех компонентов средства: фармацевтической композиции и носителя, насыщенного ксеноном, на: А) температуру ядра тела, Б) частоту сердечных сокращений, В) оксигенацию гемоглобина.

Описание изобретения

Разработан подход, направленный на предотвращение чрезмерно быстрой гипотермии биообъекта в условиях низких для выживаемости температур с сохранением основных жизненных показателей на уровне стабильного жизнеобеспечения.

В процессе разработки средства для повышения резистентности организма млекопитающих, в том числе для профилактики или лечения переохлаждения был обнаружен состав средства, который приводил к действительным результатам: по восстановлению частоты сокращения сердца (ЧСС), по поддержанию и последующему восстановлению температуры ядра тела млекопитающего, что подтверждает действенность средства для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению. К новому составу относится средство, содержащее фармакологическую композицию из восьми препаратов используемых в терапевтически эффективном количестве.

При этом фармацевтическая композиция, состоящая из восьми препаратов, содержит адреноблокатор, симпатолитик, антигистаминовый препарат, ингибитор If-каналов синусного узла, серотонинергическое средство, нейролептическое средства с гипотермическим эффектом, антитиреоидное средство, препарат, содержащий ионы магния.

Известно, что адренолитическое средство пропранолол входит в группу адреноблокаторов, в состав которой также входят: картеолол, надолол, пенбутолол, пиндолол, пропранолол, соталол, тимолол, карведилол, лабеталол, метопролол, атенолол, эсмолол, ацебуталол и др. В качестве антиангинального препарата, селективно ингибирующего If-каналы синусового узла, используют ивабрадин. Дифенгидрамин входит в группу седативных агентов, блокирующих гистаминовые Н1-рецепторы и холинорецепторы вегетативных нервных узлов. Пропицил используют как антитиреоидное средство, подавляющее систему интратиреоидной пероксидазы. Перициазин используют как препарат с выраженным противорвотным, антихолинергическим, гипотермным и седативным эффектом, умеренно выраженным адренолитическим и экстрапирамидным действием. Основным фармакологическим свойством резерпина является его симпатолитическое действие, обусловленное эффектом истощения катехоламиновых депо с последующим их разрушением за счет инактивирующего действия моноаминоксидазы (МАО). Сульфат магния в составе композиции применяют как неспецифический ингибитор NMDA-рецепторов для предотвращения эксайтотоксичности, спровоцированной гиперактивацией данных рецепторов при переохлаждении.

Основа фармацевтической композиции, входящей в состав средства, содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:

бета-блокатор пропранолол	0,78-1,18 мас. %
симпатолитик резерпин	0,015-0,024 мас. %
антиангинальный препарат ивабрадин	0,078-0,12 мас. %
антигистаминовый препарат дифенгидрамин	0,098-0,18 мас. %
нейролептический препарат с гипотермным
действием перициазин	0,025-0,035 мас. %
серотонинергическое средство серотонин гидрохлорид	0,25-0,35 мас. %
антитиреоидное средство пропицил	0,07-0,12 мас. %
сульфат магния	0,07-0,16 мас. %
фармацевтически приемлемый растворитель	98-98,61 мас. %

Данный вариант композиции включает, но не ограничивают объема изобретения.

Составы вариантов средств, на основе фармакологической композиции, содержащей терапевтически эффективное количество препаратов дополнительно содержит перфторан. В других вариантах состава средств перфторан перед их использованием насыщают инертным газом входящим в группу состоящую из ксенона, гелия, гексафлюорида. В составе средства используют препарат перфторан, который представляет собой субмикронную эмульсию, в 100 мл которой содержится 10 об/% смеси перфторуглеродов, проксанол 268 - 4 вес %, и солевая композиция NaCl - 0,6 г KCl - 0,039 г, MgCl₂ - 0,019 г, NaH₂CO₃ - 0,065 г, NaH₂PO₄ - 0,02 г, глюкоза - 0,2 г.

Соотношение объемов раствора лекарственной композиции и объема носителя составляет от 1 к 2 до 1 к 3. Концентрация инертного газа ксенона в перфторане составляет от 0,9 до 1,2 мл. ксенона в 1 мл перфторана. В качестве фармацевтических приемлемых добавок используют растворители компонентов композиции. В их состав могут входить физ. раствор, раствор Рингера и другие сбалансированные солевые растворы.

Дозы препаратов, входящих в средство, не выходят за пределы терапевтических диапазонов (Машковский М.Д., 1985, т. 1). Композицию целесообразно вводить млекопитающему непосредственно в качестве профилактического средства или во время экстренного лечения млекопитающего от переохлаждения. В предлагаемом средстве вместо действующих и перечисленных препаратов могут быть использованы его аналоги, как по фармакологической группе, так и по оказываемому эффекту.

Средство проверено в экспериментах на 20 белых клинически здоровых крысах линии Wistar массой 200-250 граммов, распределенных на 2 группы по 10 животных в каждой. Приведенные ниже примеры включают, но не ограничивают варианты использования аналогов действующих веществ, входящих в состав средства.

Примеры.

Пример 1. Проверка действия средства в предотвращении переохлаждения у млекопитающих.

В эксперименте использовали крыс линии Wistar, массой 200-250 г, крысы нативные, содержание в стандартных условиях вивария. В течение 0,5 ч регистрируют контрольные физиологические показатели температуры (ректально), частоты сердечных сокращений, частоты дыхания индивидуально у каждого животного с помощью прибора MouseOxPlus. Проводят проверку действия средства, включающего фармкомпозицию из восьми препаратов в комбинации с носителем на основе перфторана для повышения резистентности организма млекопитающих к переохлаждению.

Приготавливают раствор фармкомпозиции в объеме 5 мл, содержащий смесь из восьми препаратов при соотношении компонентов: Пропранолол - 0,983 мас. %, Ивабрадин - 0,098 мас. %, Дифенгидрамин - 0,118 мас. %, Резерпин - 0,0197 мас. %, Серотонина гидрохлорид - 0,295 мас. %, Перициазин - 0,029 мас. %, Пропицил - 0,098мас. %, Магния сульфат - 0,098 мас. %. Подготавливают (размораживают до комнатной температуры) перфторан. В качестве фармацевтически приемлемого растворителя используют физ. раствор, раствор Рингера и другие сбалансированные солевые растворы.

До охлаждения проводят внутрибрюшинное однократное введение 4 мл средства, в котором 1 мл раствора композиции и 3 мл перфторана. После этого крысу укладывают на лед.

Проводят регистрацию изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС), температуры тела млекопитающего, фиксируют данные по оксигенацию гемоглобина после введения лекарственных веществ.

На фиг. 1 приведены результаты проверки воздействия фармакологического средства, содержащего композицию из восьми препаратов и носитель перфторан. На фиг. 1Б приведена диаграмма изменения ЧСС после введения средства. Сразу после введения наблюдается быстрое снижение ЧСС приблизительно в 3 - 4 раза (с 400-450 до 130-150 ударов/мин) после чего величина ЧСС поддерживается на постоянном уровне около 150 ударов/мин в течение всего времени регистрации, как во время, так и после охлаждения: около 7-ми часов. На фиг. 1А приведена диаграмма изменения температуры ядра тела после введения лекарственных веществ при помещении крысы на лед. Измерения проводились одновременно с регистрацией ЧСС, представленной на фиг 1Б. Плавное снижение температуры до 18°С-19°С в течение 2,5 ч. происходит на фоне значительно сниженной ЧСС. После охлаждения примерно до 18°С, животное убирали со льда и оставляли при комнатной температуре в режиме саморазогрева. Охлаждение не оказывало влияние на ЧСС и она оставалась на значительно сниженном стационарном уровне и после того как лед был убран, при этом температура у животного восстанавливалась очень медленно. На фиг. 1В приведены данные по оксигенацию гемоглобина после введения лекарственных веществ. Измерения проводились независимо от представленных выше данных по ЧСС и температуре.

Пример 2. Применение средства, в состав которого входит композиция и носитель перфторан насыщенный инертным газом, для предотвращения переохлаждения у млекопитающих.

Подготавливают раствор фармкомпозиции и смешивают его с перфтораном по аналогии с примером 1. Проводят насыщение средства инертным газом, в качестве которого выбирают ксенон. Насыщение проводят под давлением 4 атм. Перед охлаждением проводят внутрибрюшинное однократное введение 4 мл средства насыщенного ксеноном, в котором содержится 1,0 мл раствора композиции и 3,0 мл перфторана. Затем животное помещают на лед.

На фиг. 2 приведены результаты проверки средства содержащего раствор фармкомпозиции и перфторан, насыщенный ксеноном, для повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению.

Результаты проверки средства показывают, что включение в состав смеси ксенона ограничивает снижение температуры у животного при достижении им 22-23°C через 2,5 часа после начала охлаждения, и не смотря на то, что животное продолжает оставаться на льду, его температура перестает снижаться и остается неизменной в течение следующего часа, а после удаления льда, когда животное переводят в режим саморазогрева, начинает повышаться лишь спустя 2 часа. Получены результаты, указывающие на то, что по сравнению с контрольными крысами, вводимая однократно смесь, состоящая из восьми препаратов, перфторана способствует стабилизация физиологических показателей, а также предотвращению чрезмерного охлаждения животных и их выживанию. Представлены усредненные данные по экспериментам на пяти и более животных.

Промышленная применимость

Средство, приведенное в изобретении, позволяет млекопитающим переносить многочасовое охлаждение за счет перевода организма в стационарное состояние со сниженной ЧСС и температурой и метаболизмом. Разработанное средство характеризуется тем, что после удаления источника охлаждения происходит саморазогрев организма с постепенным возвратом в нормотермное состояние. Общим для изобретения является использование адаптационных возможностей организма к критическим воздействиям за счет эндогенных механизмов терморегуляции. В экспериментах установлено, что разработанное средство статистически достоверно повышает резистентность организма млекопитающих к переохлаждению при введении в состояние гипотермии, и при выходе из состояния гипотермии.

Источники информации

1. Мазалов В.К. и др. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ К ОБЩЕМУ ОХЛАЖДЕНИЮ. Патент РФ №1520688 (27.08.1995).

2. Гучок Г.М. Сравнительное исследование токсичности этиленгликоля, ПЭО-400 и ПЭО-1500 для крыс и мышей в раннем постнатальном онтогенезе. // Криобиология и криомедицина. 1980. 7. С. 34-39.

3. Бажанов Н.О. и др. СРЕДСТВО, ПОВЫШАЮЩЕЕ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА К ГИПОТЕРМИИ. Патент РФ №2010569 (15.04.1994).

4. Бажанов Н.О. СРЕДСТВО, ПОВЫШАЮЩЕЕ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА В ПОСТГИПОТЕРМИЧЕСКОМ ПЕРИОДЕ. Патент РФ №2268049 (20.01.2006).

5. Доронин Ю.К. и др. СРЕДСТВО И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ К ГИПОТЕРМИИ АКТИВИРОВАНИЕМ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Патент РФ №2270008 (20.02.2006).

6. Кулинский В.И., Ольховский И.А. Две адапатционные стратегии в неблагоприятных условиях - резистентная и толерантная. Роль гормонов и рецепторов. //Успехи современной биологии. 1992. Т. 112 (5-6). С. 697-715.

1. Средство для повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению, характеризующееся тем, что оно содержит фармацевтическую композицию препаратов, содержащую следующее соотношение компонентов, мас.%:

бета-блокатор пропранолол	0,78 -1,18
симпатолитик резерпин	0,015-0,024
антиангинальный препарат ивабрадин	0,078-0,12
антигистаминовый препарат дифенгидрамин	0,098-0,18
нейролептический препарат с гипотермным
действием перициазин	0,025-0,035
серотонинергическое средство серотонин гидрохлорид	0,25-0,35
антитиреоидное средство пропицил	0,07-0,12
сульфат магния	0,07-0,16
фармацевтически приемлемый растворитель	98-98,61,

при этом средство дополнительно содержит носитель, где указанный носитель представляет собой перфторуглеродную эмульсию, где соотношение объемов раствора фармацевтической композиции и объема раствора носителя составляет от 1 к 2 до 1 к 3.

2. Средство по п.1, характеризующееся тем, что в качестве префторуглеродной эмульсии используют перфторан.

3. Средство для повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению, характеризующееся тем, что оно содержит фармацевтическую композицию препаратов, содержащую следующее соотношение компонентов, мас.%:

бета-блокатор пропранолол	0,78-1,18
симпатолитик резерпин	0,015-0,024
антиангинальный препарат ивабрадин	0,078-0,12
антигистаминовый препарат дифенгидрамин	0,098-0,18
нейролептический препарат с гипотермным
действием перициазин	0,025-0,035
серотонинергическое средство серотонин гидрохлорид	0,25-0,35
антитиреоидное средство пропицил	0,07-0,12
сульфат магния	0,07-0,16
фармацевтически приемлемый растворитель	98-98,61,

при этом средство дополнительно содержит носитель, насыщенный инертным газом, где указанный носитель представляет собой перфторуглеродную эмульсию, где соотношение объемов раствора фармацевтической композиции и объема раствора носителя составляет от 1 к 2 до 1 к 3.

4. Средство по п.3, характеризующееся тем, что в качестве перфторуглеродной эмульсии используют перфторан.

5. Средство по п.3, где указанный инертный газ выбирают из группы, состоящей из ксенона, гелия, гексафлюорида.

6. Средство по п.3, где указанный инертный газ представляет ксенон.

7. Средство по п.4, где 1 мл перфторана содержит от 0,9 до 1,2 мл ксенона.

8. Способ повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению, характеризующийся тем, что терапевтически эффективное количество средства по любому из предшествующих пунктов вводят млекопитающему однократно.

9. Применение средства по любому из пп. 1-7 в качестве препарата для повышения устойчивости организма млекопитающих к переохлаждению.