Результат интеллектуальной деятельности: СРЕДСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ХОЛЕСТЕРИНА И ТРИГЛИЦЕРИДОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ

Изобретение относится к медицине и может быть применено для создания новых медицинских изделий, позволяющих эффективно осуществлять избирательное снижение содержания холестерина и триглицеридов в сыворотке крови.

В настоящее время доказано, что нарушение липидного спектра крови в частности повышенное содержание холестерина и триглицеридов, является неблагоприятным фактором, увеличивающим риск развития сердечно-сосудистых заболеваний [1]. При этом высокое содержание в крови холестерина и триглицеридов негативно влияет на исход хирургических вмешательств, направленных на васкуляризацию сердечной мышцы.

В практической медицине пациентам с нарушением липидного спектра крови рекомендуют соблюдение специальных диет и назначают соответствующую медикаментозную терапию [2]. В далекозашедших состояниях проводят процедуру по «принудительной» очистке крови от избыточного содержания холестерина и триглицеридов [2, 3]. Для этого плазму крови пациента пропускают через специальные фильтры, в которых происходит связывание растворенных в плазме крови веществ, включая холестерин и триглицериды. Основу таких фильтров составляют сорбенты, способные связывать растворенные в плазме вещества. В качестве сорбентов используют активированный уголь и/или синтетические ионообменные смолы. Однако используемые в настоящее время сорбенты не обладают достаточной селективностью, и при контакте с ними плазма теряет не только избыточные холестерин и триглицериды, но и другие вещества и ионы, содержащиеся в плазме, что ухудшает химический состав крови пациентов. Это обстоятельство в значительной мере снижает эффективность проводимого лечения и возможность его применения у целого ряда пациентов.

Прототипом данного изобретения может служить сорбент, полученный на основе активированного угля [4].

Недостатком этого сорбента служит то, что:

1. Этот сорбент взаимодействует как с липидным спектром, так и белковыми фракциями плазмы крови.

2. Не обладают селективностью.

Задача изобретения - создание средства, позволяющего селективно снижать содержание холестерина и триглицеридов в жидкой фракции крови.

Поставленную задачу решают применением нанокомпозита, представляющего собой углеродсодержащие наночастицы с нанесенными на них органическими функциональными группами липофильной природы, представляющие собой ковалентно связанные с поверхностью радикалы общей формулы -C6H4X, где X - алкильный радикал с числом атомов углерода от 4 и выше, нанесенные посредством взаимодействия углеродсодержащих наночастиц с солями диазония общей формулы XC6H4N2+ -Y, где Y - анион (-HSO4, -Cl, -BF4, -OTs и другие).

Техническим результатом изобретения является разработка средства, позволяющего селективно снижать содержание холестерина и триглицеридов, присутствующих в сыворотке крови.

В предлагаемом изобретении экспериментально показано, что нанокомпозит, представляющий собой углеродсодержащие наночастицы с нанесенными на них органическими функциональными группами липофильной природы, представляющие собой ковалентно связанные с поверхностью радикалы общей формулы -C6H4X, где X - алкильный радикал с числом атомов углерода от 4 и выше, нанесенные посредством взаимодействия углеродсодержащих наночастиц с солями диазония общей формулы XC6H4N2+ -Y, где Y - анион (-HSO4, -Cl, -BF4, -OTs и другие), могут избирательно снижать содержание холестерина и триглицеридов в сыворотке крови.

В патентной и научно-медицинской литературе не найдено сведений о том, что углеродсодержащие наночастицы способны влиять на содержание холестерина и триглицеридов в жидкой фракции крови человека.

Данное свойство углеродсодержащих наночастиц не вытекает из уровня техники в данной области и неочевидно для специалиста.

Изобретение может быть использовано для создания нового эффективного средства, позволяющего осуществлять селективное снижение содержания уровня холестерина и триглицеридов крови с целью коррекции ее липидного спектра и возможно для предотвращения прогрессирования атеросклероза в организме человека.

Исходя из вышеизложенного, следует считать, что предлагаемое изобретение соответствует условиям патентоспособности: «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Изобретение будет понятно из следующего описания.

В образцы сыворотки крови с известным содержанием холестерина и триглицеридов добавляли нанокомпозиты, представляющие собой углеродсодержащие наночастицы с нанесенными на них органическими функциональными группами липофильной природы, содержащими алкильные заместители -C4H9, -C6H11, -C8H15, -C10H21, -C16H33, -C18H35, в концентрации 20 мг/мл и 80 мг/мл, после чего образцы инкубировали в течение 30 минут в термостатируемом шейкере-инкубаторе и центрифугировали при скорости 4000 об/мин в течение 15 минут при комнатной температуре. Содержание холестерина и триглицеридов определяли в надосадочном объеме ферментативно-колориметрическим методом.

Пример

Для получения нанокомпозита используют ароматические соли диазония, выработанные по одному из трех приведенных способов:

1. 0,684 г (3,6 ммоль) п-толуолсульфокислоты растворяют в 8 мл ледяной уксусной кислоты, после полного растворения добавляют при интенсивном перемешивании 0,371 мл (3,6 ммоль) третбутилнитрита. К полученному раствору медленно добавляют 3 ммоль ароматического амина (4-бутиланилина, 4-гексиланилина, 4-дециланилина, 4-додециланилина, 4-гексадециланилина, 4-октадециланилина соответственно). Контроль реакции ведут методом ТСХ (элюент - бензол : этанол 9:1) до исчезновения исходного анилина. По окончании реакции в реакционной массе добавляют 100 мл диэтилового эфира, в результате выпадает осадок соответствующего арендиазоний тозилата. Выпавший осадок сушат на воздухе при комнатной температуре. Выход 94-98%.

2. В 15 мл дистиллированной воды суспензируют 3 ммоль (4-бутиланилина, 4-гексиланилина, 4-дециланилина, 4-додециланилина, 4-гексадециланилина, 4-октадециланилина соответственно), затем добавляют 1,5 мл 50% HBF₄. Перемешивание ведут при 12°C. Подготовленный водный раствор NaNO₂ (3,3 ммоль в 10 мл дистиллированной воды) медленно при интенсивном перемешивании добавляют к получившейся реакционной массе. В результате выпадает осадок бежевого цвета соответствующего арендиазоний тетрафторбората, который отфильтровывают и сушат на воздухе. Выход 94-96%.

3. В 15 мл дистиллированной воды суспензируют 3 ммоль (4-бутиланилина, 4-гексиланилина, 4-дециланилина, 4-додециланилина, 4-гексадециланилина, 4-октадециланилина соответственно) и 1,5 мл HCl концентрированной, после образования белого осадка добавляют 6 ммоль (0,414 г) NaNO₂. При добавлении NaNCh происходит растворение белого осадка, в результате образуется прозрачный раствор соответствующего арендиазоний хлорида. Контроль реакции ведут методом ТСХ (элюент - бензол:этанол 9:1) до исчезновения исходного анилина. В данном случае водный раствор используют на стадии модификации. Ароматическую соль диазония (0,02 г) растворяют в 15 мл дистиллированной воды (ацетонитрил) и добавляют 0,03 г углеродсодержащих наночастиц. Образовавшуюся реакционную смесь интенсивно перемешивают и оставляют при комнатной температуре в течение 30 минут. Из реакционной смеси продукт выделяют при помощи магнита, избыток соли диазония сначала отмывают дистиллированной водой (ацетонитрил), а затем метиловым спиртом, ацетоном и сушат на воздухе. Получают модифицированные наночастицы, на поверхности которых привит соответствующий радикал (4-бутилбензол, 4-гексилбензол, 4-децилбензол, 4-додецилбензол, 4-гексадодецилбензол, 4-окстадодецилбензол соответственно).

Способность модифицированных нанокомпозитов снижать содержание холестерина и триглицеридов в плазме крови пациентов кардиохирургического профиля оценивали in vitro по следующей схеме.

Забор крови у пациентов проводили натощак из локтевой вены методом венопункции в специальные стерильные вакуумные системы «BD Vacutainer®» с наполнителем K₃ ЭДТА - для получения плазмы крови. Сразу после получения образцы плазмы добавлялись в микропробирки с предварительно подготовленными навесками используемых нанокомпозитов.

Выполнено три серии исследований: с использованием немодифицированных углеродсодержащих наночастиц (1-серия); и с использованием нанокомпозитов, представляющих собой углеродсодержащие наночастицы с нанесенными на них органическими функциональными радикалами липофильной природы: 4-бутилбензол (2-серия) и 4-окстадодецилбензол (3-серия). Во всех случаях наноматериал использовали в концентрации 20 и 80 мг/мл.

Микропробирки с пробами в течение 30 минут инкубировали в термостатируемом шейкере-инкубаторе "Stat-fax 2200" при температуре +36,5°C. После чего в течение 15 минут центрифугировали при скорости 4000 об/мин и комнатной температуре на центрифуге «FP-510 Centrifuge» (Labsystems, Финляндия). Исследование уровня холестерина и триглицеридов проводили в надосадке с помощью ферментативного колориметрического метода с использованием наборов реагентов ЗАО Диакон-ДС (Россия). Оценку и учет результатов проводили на биохимическом полуавтоматическом анализаторе Clima МС-15 (Испания) при длине волны 500 нм. Для каждого пациента проводили предварительное контрольное определение содержания холестерина и триглицеридов в плазме крови. Для оценки статистической значимости выявляемых различий использовали критерий Вилкоксона.

Согласно данным, представленным в таблице, добавление в образцы немодифицированных углеродсодержащих наночастиц не приводило к снижению содержания холестерина и триглицеридов.

При использовании нанокомпозита, представляющего собой углеродсодержащие наночастицы с нанесенными на них органическими функциональными группами липофильной природы, статистически значимое снижение содержания холестерина было получено уже при минимальной концентрации нанокомпозитов (20 мг/мл). При использовании большей концентрации нанокомпозитов (80 мг/мл) было отмечено дальнейшее усиление эффекта.

При определении содержания триглицеридов мы не получили их значимого снижения при концентрации нанокомпозитов 20 мг/мл. Однако при концентрации нанокомпозитов 80 мг/мл было получено выраженное до 88% снижение содержания триглицеридов в плазме крови.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что после химической модификации углеродсодержащие наночастицы приобретают способность к снижению содержания холестерина и триглицеридов в плазме крови, усиливающиеся по мере увеличения длины алкильного радикала. При этом белковые фракции крови остались без изменения.

Изобретение может быть применено для разработки новых медицинских изделий, позволяющих эффективно осуществлять избирательное снижение содержания холестерина и триглицеридов в крови.

Литература

1. Thomas Bosch, Simon Gahr, Ulrike Belschner et al. // Direct Adsorption of Low-Density Lipoprotein by DALI-LDL-Apheresis: Results of a Prospective Long-term Multicenter Follow-up Covering 12 291 Sessions / Therapeutic Apheresis and Dialysis. 2006, №10(3), P.210-218.

2. Jiann-Horng Yeh, May-Fen Lee, Hou-Chang Chiu. // Plasmapheresis for Severe Lipemia: Comparison of Serum-Lipid Clearance Rates for the Plasma-Exchange and Double-Filtration Variants // Journal of Clinical Apheresis. 2003, №18, P.32-36.

3. Grundy S.M., Cleeman J.L., Merz C.N. The coordinating committee of the national cholesterol education program // Circulation. 2004, №110, P. 227-239.

4. Воинов В. А. Эфферентная терапия. Мембранный плазмаферез. - С.-Пб: Эскулап, 1997. - с.9-12, 75-80, 84-95.