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

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. %:

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. %:

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.