Результат интеллектуальной деятельности: ВЕТЕРИНАРНОЕ ИМПЛАНТИРУЕМОЕ СРЕДСТВО ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к средствам ветеринарной медицины и может быть использовано в пушном звероводстве и животноводстве для повышения сохранности молодняка и продуктивности животных.

Прогресс ветеринарной фармакологии обеспечивается постоянным поиском и созданием новых высокоэффективных и безопасных препаратов. Установлено, что многие факторы окружающей среды, такие как несбалансированное кормление, стрессы различной этиологии, действуют на организм животных неблагоприятно. Все это приводит к снижению естественной резистентности и нарушению воспроизводительной способности и, следовательно, снижению их продуктивности [Смирнов А.П., Пигалев С.А.. Естественная резистентность организма зверей в условиях безвыгульного содержания. Минсельхоз СССР. - Саратов. - 1983. - 60].

В связи с этим разработка, исследование и производство фармакологических средств профилактики и лечения болезней, связанных с нарушением обмена веществ, а также средств стимуляции роста и продуктивности животных является актуальным направлением в ветеринарии.

Для увеличения прироста живой массы животных рекомендованы синтетические гормональные препараты, такие как тестостероны, метиландростендиол и др. [Падучева А.Л., Гормональные препараты в животноводстве. М.: Россельхозиздат, 1979, 231]. Известно также применение синтетического пептида - тимогена в качестве средства для повышения роста и сохранности молодняка [RU №2111756, опубл. 27.05.1998 г.]. Для интенсивности роста и сохранности поголовья поросят известно применение селенопирана в гидрофобном носителе в дозе 14 мг селенопирана на одного поросенка путем однократной инъекции подкожно или внутримышечно новорожденным поросятам [RU 2157690, опубл. 20.10.2000].

К сожалению, применяемые известные фармакологические препараты на разных этапах технологического процесса выращивания животных действует кратковременно. Возникает необходимость применения их по определенным схемам в течение всего периода выращивания животных, что ведет к удорожанию сельскохозяйственной продукции.

Эту проблему решает применение в ветеринарии имплантатов пролонгированного действия, содержащих мелатонин и полимерный носитель. Мелатонин является гормоном шишковидной железы, регулирующим биологический ритм процессов жизнедеятельности животных [AU 7830581, опубл. 17 06.1982; US 4882137, опубл. 21.11.1989]. Указанные имплантаты имеют низкий уровень пролонгации мелатонина (менее 20 суток), способ их изготовления технологически сложен и многостадиен.

Известны ветеринарные препараты, разработанные в России, содержащие мелатонин и полимерную основу, способствующие ускорению созревания волосяного покрова пушных зверей [SU 157948, опубл. 23.07.1990; RU 2122787, опубл. 10.12.1998]. Но и они не лишены некоторых существенных недостатков, а именно: содержат частично биодеструктируемую полимерную основу, что приводит к неполному выделению действующего вещества - мелатонина; кроме этого данные препараты эффективны при обязательном включении в рацион переваримого протеина в количестве 6-8 г на 100 ккал корма.

Известно применение в качестве полимерной основы ветеринарных имплантируемых препаратов, содержащих синтетический мелатонин, полиэтилцианакрилат [RU 2096044, опубл. 20.11.1997]; интерполимерного комплекса полиметакриловой кислоты и полиэтиленгликоля (или полипропиленгликоля) эквимольного состава [RU 2390333, опубл. 27.05.2010]. Недостатком препаратов такого типа является также недостаточно длительный период пролонгированного действия - 40-60 суток.

Наиболее близким по технической сущности являются имплантируемые ветеринарные средства пролонгированного действия, содержащие мелатонин или мелатонин с ксимедоном, биодеструктируемую полимерную основу, технологические добавки (пластификатор) [RU 2219910, опубл. 27.12.2003 - прототип]. В качестве биодеструктируемой полимерной основы используют водорастворимые производные целлюлозы, предпочтительно микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ) со степенью полимеризации 150-200, с применением технологических добавок для придания композиции необходимых физико-механических свойств или полимеры на основе этилцианакрилата (циакрин-ЭО) с применением пластификатора. Ксимедон является известным иммуномодулирующим препаратом, обладающим комбинированным лечебным эффектом, не имеет побочных действий, не вызывает аллергических реакций, не обладает какой-либо гормональной активностью и не влияет на эндокринный гомеостаз.

Однако известные имплантируемые средства пролонгированного действия по патенту-прототипу имеют:

- недостаточно длительный период пролонгированного действия (не более 60 суток). Поскольку срок выращивания молодняка свиней до перевода на откорм, как правило, составляет 90-120 дней, то для применения в свиноводстве период пролонгированного действия препаратов должен быть не менее 90-100 суток;

- не обладают антимикробным действием, т.е. могут вызвать воспалительные процессы в тканях при имплантации препарата под кожу животного.

Задача изобретения - новые имплантируемые мелатонинсодержащие препараты пролонгированного действия для ветеринарии, расширяющие арсенал известных высокоэффективных лекарственных ветеринарных средств, повышающие сохранность и продуктивность сельскохозяйственных животных и обладающие антимикробной активностью.

Технический результат - новые ветеринарные имплантируемые средства длительного пролонгированного действия (не менее 100 суток), обладающие антимикробным действием и повышающие сохранность и продуктивность сельскохозяйственных животных.

Технический результат достигается применением новых ветеринарных имплантируемых мелатонинсодержащих средств, где в качестве полимерной основы используют продукт полимеризации медицинского клея «Сульфакрилат» (ТУ 9398-063-03633913-2010), представляющего смесь этилового эфира α-цианакриловой кислоты (74-84 мас.%), сульфоланметакрилата (9,4-13 мас.%), бутилового эфира акриловой кислоты (6,6-13 мас.%). Медицинский клей «Сульфакрилат» обладает биологической совместимостью с тканями живого организма и рекомендован к использованию в хирургической практике для выполнения нестандартных сложных оперативных вмешательств [RU 2156140, опубл. 20.09.2000]. В уровне техники не обнаружены сведения об использовании вышеупомянутого медицинского клея для создания имплантируемых препаратов.

Заявляются два ветеринарных имплантируемых средства на основе мелатонина следующего состава:

Отличительной особенностью заявляемых ветеринарных средств пролонгированного действия является биоразлагаемая полимерная основа, получаемая полимеризацией медицинского клея «Сульфакрилат», что обеспечивает длительное пролонгированное действие, выраженную антимикробную активность, однократное применение препаратов в течение всего срока выращивания животных.

Введение действующих веществ ниже 5 (мелатонин) и 3 (ксимедон) мас.% не обеспечивает ожидаемого эффекта, выше 50 (мелатонин) и 25 (ксимедона) мас.% - экономически нецелесообразно. Содержание полимерной основы ниже 50 мас.% не обеспечивает необходимых пролонгирующих свойств заявляемых средств.

Лекарственной формой предлагаемых средств являются таблетки цилиндрической формы массой 0,040±0,010 г диаметром 2,0-2,4 мм коричневого цвета (оттенки не нормируются). Приготовление модельных таблеток препарата осуществляют смешиванием компонентов, брикетированием, размалыванием брикетов и таблетированием полученного гранулята аналогично [RU 2267318, опубл. 10.01.2006].

Расчетным методом определен класс опасности предлагаемых средств. Расчет производится в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (приказ Министерства природных ресурсов РФ от 15 июня 2001 г. №511). Класс опасности для заявляемых препаратов установлен как 4 (малоопасные препараты).

Для проведения испытаний были получены как опытные образцы препаратов по прототипу (примеры 1, 2), в которых в качестве полимерной основы использован полиэтилцианакрилат, получаемый полимеризацией циакрина-ЭО по ТУ 2435-353-00208947-2001, так и препаративные формы (таблетки) заявляемых средств (примеры 3-10).

Пример 1. Прототип: состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены смешением компонентов, брикетированием, размалыванием брикетов и таблетированием полученного гранулята аналогично [RU 2267318, опубл. 10.01.2006].

Пример 2. Прототип: состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 3. состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 4. Состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 5. Состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 6. Состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 7. Состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 8. Состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 9. Состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 10. Состав на 1 таблетку массой 40 мг, мг (мас.%):

Опытные образцы таблеток были приготовлены аналогично примеру 1.

Пример 11. Изучение пролонгирующей способности препаратов

Поскольку скорость высвобождения действующих веществ из лекарственной формы препаратов коррелирует с их пролонгирующей способностью, была изучена кинетика выделения мелатонина и ксимедона из опытных образцов заявляемых препаратов в среде кровезаменяющего раствора (жидкости ЛИПК) аналогично [RU 2096044, опубл. 20.11.1997]. Исследуемые образцы в количестве 10 мг помещали в мерную колбу вместимостью 50 мл, добавляли 50 мл жидкости ЛИПК с консервантом, закрывали колбу пробкой и помещали в термостат при температуре 37°C. Пробы по 5 мл отбирали на 10, 30, 50, 60, 80, 90, 100 сутки эксперимента. После отбора каждой пробы в мерную колбу добавляли по 5 мл жидкости ЛИПК с консервантом.

Содержание мелатонина и ксимедона в растворах определяли методом УФ-спектроскопии, используя законы Бугера-Ламберта и Бера [Л.А. Казицына, Н.Б. Куплетская. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М., «Высшая школа», 1971 г., с. 12], определив коэффициенты экстинкции веществ в максимумах аналитических полос поглощения: 278 нм для мелатонина и 308 нм для ксимедона.

Как видно из данных, приведенных в таблице 1, биодеструктируемый полимер клея «Сульфакрилат» обеспечивает достаточно равномерное выделение действующих веществ в заявляемых ветеринарных препаратах в течение 90-100 суток (примеры 3-10). В образцах препаратов-прототипов (примеры 1, 2) выделение мелатонина и ксимедона происходит гораздо быстрее, время пролонгированного действия препаратов составляет всего 50-60 суток.

Пример 12. Испытание опытных образцов ветеринарных препаратов в пушном звероводстве

С целью изучения влияния разрабатываемых ветеринарных препаратов пролонгированного действия, содержащих синтетический мелатонин и ксимедон, на основе полимера «Сульфакрилат» на организм норок проведены производственные испытания опытных образцов на норковой ферме СХП "Кощаковский" Пестречинского района Республики Татарстан в июле-ноябре 2013 г.

Для испытаний было изготовлено 5 опытных образцов заявляемых ветеринарных средств и 2 образца по способу-прототипу. В опыте было использовано 70 голов норок стандартного окраса 3-месячного возраста, разделенных на опытные и контрольную группы.

Испытуемые препараты в количестве одной таблетки на 1 голову норки были имплантированы каждому зверю в подкожную клетчатку области между лопатками при помощи шприца-иглы по ТУ 64-1-3177-77 с внутренним диаметром иглы 2,5 мм. Место инъекции и иглу стерилизовали 70%-ным спиртом. Дата имплантации - 4 июля 2013 г. Разница в привесе живой массы зверей опытных и контрольной групп составила от 10 до 20%. Звери опытных групп были забиты в период с 19.09.2013 г. по 25.09.2013 г.; звери контрольной группы - 14.11.2013 г. Сохранность зверей в опытных группах составила 100%, в контрольной группе - 90%. Пушнина после выделки соответствовала ГОСТ 19878.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Пример 13. Испытания опытных образцов ветеринарных препаратов в свиноводстве

В испытаниях было использовано 30 голов поросят 17-19-суточного возраста, разделенных на три группы - 2 опытные и 1 контрольная. Животным первой опытной группы были имплантированы подкожно в область внутренней поверхности бедра при помощи шприца-иглы по ТУ 64-1-3177-77 с внутренним диаметром иглы 2,5 мм 2 таблетки заявляемого средства, имеющих состав, аналогичный примеру 9. Второй опытной группе животных имплантировали 2 таблетки ветеринарного средства-прототипа, имеющего состав, аналогичный примеру 2. Место инъекции и иглу стерилизовали 70%-ным спиртом. Контрольная группа животных не получала никаких препаратов. Результаты по приросту массы и сохранности поросят представлены в таблице 3.

Установлено, что применение заявляемого препарата в свиноводстве обеспечивает сохранность поросят до 100% и прирост их живой массы до перевода на откорм в возрасте 106 суток (2 фаза технологического процесса выращивания свиней) на 30-40% по сравнению с контрольными животными. Препарат по патенту-прототипу с периодом пролонгированного действия до 60 суток имели наибольшую интенсивность роста живой массы на 58 сутки эксперимента - до 42%, у поросят, обработанных заявляемым препаратом, прирост массы составил 32,4% по сравнению с контрольной группой животных. На 73 сутки эксперимента прирост живой массы поросят, обработанных препаратом-прототипом, по сравнению с контрольными животными составил 15,7%%; прирост массы поросят с заявляемым препаратом - 36,6%. На 106 сутки эксперимента живая масса поросят с препаратом-прототипом превосходила значения контрольной группы в среднем на 11%, у поросят с заявляемым препаратом прирост живой массы составил 39,4%.

Таким образом, прирост живой массы поросят, обработанных препаратом, содержащим полимер «Сульфакрилат», на 106 сутки эксперимента в 3,5 превзошел значения прироста живой массы поросят, обработанных препаратом-прототипом.

Для оценки доброкачественности мяса подопытных поросят, подвергнутых имплантации на 106-е сутки эксперимента, был произведен убой по одному поросенку из опытной группы животных, которым имплантировали заявляемый препарат и контрольной группы (необработанные препаратом поросята).

Ветеринарно-санитарную экспертизу мяса проводили при помощи органолептических показателей, которые устанавливали в соответствии с ГОСТ 7269-79, учитывая внешний вид и цвет поверхности тушек, состояния жира, консистенцию и запах мяса, прозрачность и аромат бульона при варке, количество микробов (кокков и палочек) в мясе. Химические и микроскопические анализы проводили на основании ГОСТ 23392-78.

Исследования мяса были проведены через 24 часа после убоя. Органолептическое исследование показало, что мясо свиней как опытной, так и контрольной групп отвечало требованиям свежего, доброкачественного мяса. По окончанию органолептического исследования была проведена проба варкой. Было установлено, что бульон, полученный из мяса опытного и контрольного поросенка, соответствует нормам, установленным для свежего доброкачественного мяса: ароматный, прозрачный, с каплями жира на поверхности. Результаты исследования приведены в таблице 4. Данные, приведенные в таблице 4, показывают, что результаты физико-химических исследований мяса всех групп не имеют существенного отличия друг от друга и соответствуют нормам, предусмотренным для свежего доброкачественного мяса.

Таким образом, можно сделать заключение, что мясо подопытных животных по своим органолептическим, микробиологическим и физико-химическим показателям можно расценивать как доброкачественное.

Результаты исследований крови поросят, подвергнутых имплантации заявляемым препаратом, содержащим мелатонин (25 мас.%), ксимедон (11 мас.%) и биодеструктируемый полимер «Сульфакрилат» свидетельствуют о том, что такие показатели крови, как эритроциты, лейкоциты, гемоглобин, находятся в пределах физиологической нормы. Достоверных различий в изменении лейкоцитарной формулы (базофилы, эозинофилы, нейтрофилы, лимфоциты, моноциты) у опытных и контрольных животных не выявлено.

Пример 14. Изучение антимикробной активности

Антимикробную активность определяли в соответствии с требованиями: ГФ 12, ОФС. 42-0067-07, с. 163-166.

Тест-микроорганизмы, использованные в экспериментах:

Бактерии: Staphylococcus aureus 6538-Р золотистый стафилококк;

Bacillus cereus 8035 грамположительная почвенная бактерия;

Escherichia coli 25922F-50 кишечная палочка;

Pseudomonas aeruginosa 9027 синегнойная палочка;

Candida albicans 885-653 диплоидный грибок (молочница).

Как видно из данных, приведенных в таблице 5, препарат-прототип не обладает антимикробным действием в отношении выбранных микроорганизмов. Препарат по примеру 5 на основе полимера медицинского клея «Сульфакрилат» (действующее вещество мелатонин) обладает антимикробным действием в концентрации 50 мг/мл в отношении S. aureus и Е. coli, в концентрации 25 мг/мл в отношении В. cereus, проявляет антимикробное действие в отношении Pseudomonas aeruginosa в концентрации 100 мг/мл, в концентрации 10 мг/мл в отношении Candida albicans.

Наличие в составе препарата продукта полимеризации медицинского клея «Сульфакрилат» наряду с мелатонином и ксимедоном приводит к появлению высокой антимикробной активности. Так, заявляемый препарат по примеру 9 обладает антимикробным действием в концентрации 25 мг/мл в отношении S. aureus, В. cereus, E. coli, Pseudomonas aeruginos и Candida albicans, т.е. в отношении всех выбранных микроорганизмов.

Таким образом, предлагаются новые имплантируемые мелатонинсодержащие препараты для ветеринарии, расширяющие арсенал известных ветеринарных лекарственных средств, повышающие сохранность и продуктивность сельскохозяйственных животных, обладающие существенными преимуществами:

1. Длительным периодом пролонгированного действия (не менее 100 суток), что позволяет применять их в свиноводстве, где период действия ветеринарных имплантируемых средств должен составлять не менее 90-100 суток, причем применять их однократно в течение всего срока выращивания животных;

2. Обладают выраженным антимикробным действием в отношении S. aureus, B. cereus, E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, что исключает возможность воспалительных процессов в тканях при введении препарата под кожу животного.

3. Использование клея «Сульфакрилат» в качестве полимерной основы исключает необходимость применения технологических добавок (пластификаторов), поскольку в составе медицинского клея имеется бутиловый эфир акриловой кислоты, обеспечивающий необходимые физико-химические характеристики композиции, что упрощает технологию получения заявляемых препаратов.

Промышленная применимость. Заявляемые ветеринарные имплантируемые средства могут найти применение в пушном звероводстве, животноводстве, ветеринарной медицине. Выпуск первых опытно-промышленных партий запланирован на 1 кв.-2 кв. 2015 г. ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН и ООО «Научно-производственное предприятие "Ветта-Сервис"».