Результат интеллектуальной деятельности: Способ коррекции острого панкреатита у крыс с использованием энтеросорбента на основе монтмориллонита

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии.

По известным литературным источникам – острый панкреатит является основной причиной госпитализации среди желудочно-кишечных расстройств во многих странах [Lankisch PG, Apte M, Banks PA. Acute pancreatitis. Lancet. 2015;386(9988):85-96]. Оценка уровня амилазы в сыворотке крови или моче является краеугольным камнем в диагностике острого панкреатита. Повышение концентрации амилазы мочи более 512 Ед/л у человека при наличии соответствующей симптоматики указывает на острое воспаление поджелудочной железы [Muniraj T, Dang S, Pitchumoni CS. Pancreatitis or not? – elevated lipase and amylase in ICU patients. J Crit Care. 2015;30(6):1370–1375]. Повышение эффективности лекарственной терапии острого панкреатита является актуальной задачей современной фармакологии.

При проведении исследований фармакологической активности энтеросорбентов на основе минерала монтмориллонита при моделировании диареи, вызванной серотонином; диареи, вызванной MgSO₄; диареи, вызванной касторовым маслом; изолированной кишечной петли; острого и хронического повреждения печени и L-аргинин - индуцированного острого панкреатита, показано что энтеросорбенты на основе монтмориллонита имеют дозозависимую антидиарейную, детоксикационную активность, высокую сорбционную активность по отношению к энтеротоксину E.сoli, терапевтическую эффективность при экспериментальном панкреатите [Тишин А. Н., Покровский М. В., Тишина О. М. и др. Изучение сорбционной активности энтеросорбента на основе монтмориллонита по отношению к энтеротоксину E.coli на модели изолированных петель кишки. Кубанский научный медицинский вестник. 2017;24(3):106-113; Тишин А.Н., Покровский М.В., Тишина О.М. и др. Применение энтеросорбента на основе монтмориллонита при острой диарее (экспериментальное исследование). Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, Т. 25, №4, 2017. – С. 551-64; Tishin A.N., Tishina O.M., Yakushev V.I., Beskhmelnicyna E.A., Linnik M.S., Krivoruchenko V.B. Preclinical study of pharmacological activity of enterosorbente on the basis of montmorillonite. Research result: pharmacology and clinical pharmacology. 2017;3(3):37-54].

Как правило, глинистые материалы используются в нативном, то есть в неизмененном, виде. Тем не менее, химическая модификация может улучшить адсорбционную способность глины, что приводит к ее широкому использованию в новых технологиях [Heavy metal adsorbents mercapto and amino functionalized palygorskite: preparation and characterization / X. Liang, Y. Xu, X.Tan [et al.] // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2013. – V. 426. – P. 98-105; The antibacterial properties of modified bentonite deposit tam bo / Bui Quang Cu, Nguen Hoai Chao, A.I. Vesentsev [et al.] // Research result: pharmacology and clinical pharmacology. – 2016. – Vol. 2, № 3. – P.63-74]. Кислотная активация смектитовых глин с помощью соляной и серной кислот приводит к изменению их состава, площади поверхности и пористости, а также к усилению их поглощающих свойств [Komadel, P. Acid activation of clay minerals / P. Komadel, J. Madejová // Handbook of Clay Science. In: Bergaya, F., Lagaly, G.(Eds.). – Amsterdam: Elsevier, 2013. – P. 385-409; Karimi, L. The role of bentonite particle size distribution on kinetic of cationexchange capacity / L. Karimi, A. Salem // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2011. – Vol. 17, № 1. – P. 90-95]. Кроме того, кислотная обработка удаляет ионы кальция с поверхностей и краевых участков слоев, что увеличивает общий отрицательный заряд [Masindi, V. Defluoridation of drinking water using Al3-modified bentonite clay: optimization of fluoride adsorption conditions / V. Masindi, W.M. Gitari, T. Ngulube // Journal Toxicological and Environmental Chemistry. – 2014. Vol. 96, №9. – P. 1294-1309; Murray, H.H. Traditional and new applications for kaolin, smectite, and palygorskite: a general overview / H.H. Murray // Applied Clay Science. – 2000. – Vol. 17, № 5-6. – P. 207-221].

Опубликованы результаты исследования активности энтеросорбента на основе монтмориллонита на модели острого панкреатита [Изучение активности энтеросорбента на основе монтмориллонита на модели острого панкреатита / А.Н. Тишин, В.И. Якушев, Е.А. Бесхмельницына, О.М. Тишина, М.С. Линник // Молодежная наука и современность: материалы 82-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвящённой 82-летию КГМУ (19-20 апреля 2017 г.). – Курск: Изд-во КГМУ, 2017. – Т. 2. – С. 217]. Острый панкреатит моделировался путем внутрибрюшинного введения раствора L-аргинина в фосфатном буфере (pH=6,8) в дозе 1 г/кг. Через 12 часов и затем через равные промежутки времени в количестве 3 раз крысам внутрижелудочно вводили водную суспензию энтеросорбентов под лабораторными шифрами К00, К01, К02 и препарат Смекта в дозах 770 мг/кг. У животных забирали кровь и исследовали следующие показатели: амилаза, аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, глюкоза, триглицериды. В результате исследования показана терапевтическая эффективность энтеросорбента на основе монтмориллонита К00. Достоверных различий между К00 и Смектой выявлено не было (p<0,05).

Недостатком данного решения является то, что наблюдаемая активность амилазы сыворотки крови при коррекции острого панкреатита энтеросорбентом К00 не достигает целевых значений (у интактных крыс 215±3 Ед/л [Tishin A.N., Tishina O.M., Yakushev V.I., Beskhmelnicyna E.A., Linnik M.S., Krivoruchenko V.B. Preclinical study of pharmacological activity of enterosorbente on the basis of montmorillonite. Research result: pharmacology and clinical pharmacology. 2017;3(3):37-54]) и более чем в 5 раз отличается от значений интактных крыс.

Наиболее близким к заявленному решению является способ коррекции острого панкреатита у крыс с использованием энтеросорбента на основе монтмориллонита [Тишин А.Н. Доклиническое изучение фармакологической активности энтеросорбента на основе монтмориллонита : дис. ... канд. мед. наук : 14.03.06 / А.Н. Тишин. – Белгород, 2018. – 190 с.], включающий моделирование острого панкреатита путем внутрибрюшинного однократного введения раствора L-аргинина в фосфатном буфере (pH=6,8) в дозе 1,5 г/кг, затем коррекцию патологии путем введения энтеросорбента на основе монтмориллонита одновременно с L-аргинином и далее каждые 12 часов суммарно в количестве 4 раз крысам внутрижелудочно, в качестве энтеросорбента используют Crim_04. Энтеросорбент на основе монтмориллонита под лабораторным шифром Crim_04 обладает дозозависимой терапевтической эффективностью при экспериментальном панкреатите, индуцированном L-аргинином, снижает активность амилазы, трансаминаз, триглицеридов, глюкозы в сыворотке крови, наиболее выраженной в дозе 1500 мг/кг.

Опытный образец энтеросорбента Crim_04 представляет собой порошок от желтоватого или серовато-белого цвета до серовато- или коричневато-жёлтого цвета с запахом ванилина. В состав опытного образца входят монтмориллонит, модифицированный ионами серебра, ванилин; декстроза моногидрат; сахарин натрия, аэросил 200. Массовая доля монтмориллонита составляет 62,4%, содержание серебра – 0,15% [Тишин А.Н. Доклиническое изучение фармакологической активности энтеросорбента на основе монтмориллонита : дис. ... канд. мед. наук : 14.03.06 / А.Н. Тишин. – Белгород, 2018. – 190 с.].

Недостатком данного решения является то, что наблюдаемая активность амилазы сыворотки крови у крыс при коррекции острого панкреатита энтеросорбентом Crim_04 в дозе 1500 мг/кг не достигает целевых значений и более чем в 3,7 раза отличается от значений активности амилазы у интактных крыс.

Задачей предлагаемого изобретения является создание более эффективного способа коррекции острого панкреатита у крыс с использованием энтеросорбента на основе монтмориллонита, активированного соляной кислотой, с содержанием монтмориллонита 62,1 масс.%; серебра 0,11 масс.%; органических добавок (декстрозы, ванилина, сахарина) 37,79 масс.%.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является эффективный способ коррекции острого панкреатита у крыс с использованием энтеросорбента на основе монтмориллонита, активированного соляной кислотой, с содержанием монтмориллонита 62,1 масс.%; серебра 0,11 масс.%; органических добавок (декстрозы, ванилина, сахарина) 37,79 масс.%, подтверждаемый результатами биохимического исследования, обладающий выраженным снижением активности амилазы в сыворотке крови крыс по сравнению с прототипом.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ коррекции острого панкреатита у крыс с использованием энтеросорбента на основе монтмориллонита, включающий моделирование острого панкреатита путем внутрибрюшинного однократного введения раствора L-аргинина в фосфатном буфере pH=6,8 в дозе 1,5 г/кг, затем коррекцию патологии путем введения внутрижелудочно энтеросорбента на основе монтмориллонита одновременно с L-аргинином и далее каждые 12 часов суммарно в количестве 4-х раз, причем в качестве энтеросорбента используют активированный соляной кислотой опытный образец лекарственного средства под лабораторным шифром К03-17, с содержанием монтмориллонита 62,1 масс.%; серебра 0,11 масс.%; органических добавок: декстрозы, ванилина, сахарина 37,79 масс.%, в дозе 770 мг/кг.

Основным преимуществом предлагаемого способа является то, что введение энтеросорбента на основе монтмориллонита, активированного соляной кислотой, под лабораторным шифром К03-17 в исследуемой дозе 770 мг/кг приводит к более выраженному снижению активности амилазы в сыворотке крови крыс по сравнению с прототипом, что подтверждается результатами биохимического исследования и свидетельствует об уменьшении воспаления поджелудочной железы.

Следует отметить актуальность изучения эффективности нового энтеросорбента на основе монтмориллонита, активированного соляной кислотой, под лабораторным шифром К03-17 с содержанием монтмориллонита 62,1 масс.%; серебра 0,11 масс.%; органических добавок (декстрозы, ванилина, сахарина) 37,79 масс.% при коррекции острого L-аргинин-индуцированного панкреатита у крыс с оценкой биохимических показателей крови.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА К03-17 ДЛЯ ДОКЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Наработка опытных образцов выполнялась в помещениях чистоты класса D, в соответствии с требованиями разработанного регламента на производство лекарственного средства на основе монтмориллонитовых глин Крымского месторождения.

Таблица 1

Физико-химические свойства и микробиологическая чистота объекта: «Бактерицидный энтеросорбент на основе минерала монтмориллонит», опытный образец лекарственного средства К03-17.

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Исследование выполнено на крысах-самцах линии Wistar массой 200±20 г. Острый панкреатит моделировался путем внутрибрюшинного однократного введения раствора L-аргинина в фосфатном буфере (pH=6,8) в дозе 1,5 г/кг (n=20 животных). Интактным животным внутрибрюшинно вводилось эквиобъемное количество 0,9% раствора натрия хлорида (n=20 животных). Одновременно с L-аргинином и затем через каждые 12 часов суммарно в количестве 4 раз крысам внутрижелудочно вводили водную суспензию энтеросорбента под лабораторным шифром К03-17 в дозе 770 мг/кг и препарата «Смекта» в дозе 770 мг/кг. Оценивалась летальность и выживаемость животных в группах за первые сутки. Животные выводились из эксперимента под наркозом через 72 часа после индукции острого панкреатита. У животных забирали кровь для биохимического исследования. Исследовали следующие показатели: активность амилазы сыворотки крови (Ед/л), аспартатаминотрансферазы (АсАТ, Ед/л), аланинаминотрансферазы (АлАТ, Ед/л), содержание глюкозы (ммоль/л), триглицеридов (ТГ, ммоль/л).

Биохимические показатели определялись с помощью стандартных наборов реактивов фирмы АО «Диакон» (Россия) на биохимическом анализаторе URIT-800 Vet (URIT Medical Electronic Co., Ltd., Китай).

Первичные данные, полученные в ходе эксперимента, подвергались статистической обработке методами математической статистики. Вычисляли среднее арифметическое значение, стандартное отклонение и стандартную ошибку среднего. Результаты представлены в виде M±m, где M – среднее арифметическое значение, m – стандартная ошибка среднего. Достоверность различий между показателями в группах оценивали с помощью t-критерия Стьюдента. Статистически достоверными считали различия на уровне значимости p<0,05. Статистическую обработку данных производили с помощью программ для статистического анализа Microsoft Office Excel 2010 и STATISTIKA 10.0 для Windows.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Согласно протокола, животные выводились из эксперимента под наркозом через 72 часа после индукции острого панкреатита.

Установлено, что внутрибрюшинное введение L-аргинина в дозе 1,5 мг/кг приводило к повышению летальности в группе до 33% в первые сутки после индукции острого панкреатита. Так же это приводило к повышению активности амилазы сыворотки крови, активности трансаминаз, повышению уровня триглицеридов и глюкозы плазмы крови (табл. 2).

Установлено, что энтеросорбент на основе монтмориллонита под лабораторным шифром К03-17 обладает терапевтическим эффектом при моделировании острого L-аргинин-индуцированного панкреатита у крыс. В экспериментальных группах при применении энтеросорбента под шифром К03-17 в дозе 770 мг/кг летальность в первые сутки составила 5%. Эффект энтеросорбента К03-17 выражается в уменьшении активности амилазы, АсАТ, АлАТ, уменьшении уровней триглицеридов и глюкозы в сыворотке крови крыс, что свидетельствует об уменьшении воспаления поджелудочной железы.

Таблица 2

Результаты изучения влияния энтеросорбента К03-17 в сравнении с препаратом «Смекта» на биохимические показатели крови крыс на фоне моделирования острого панкреатита (М±m).

Примечание: * - при p<0,05 в сравнении с интактной группой; ** - при p<0,05 в сравнении с контрольной группой.

Установлено, что энтеросорбент на основе монтмориллонита под лабораторным шифром К03-17 обладает более выраженной терапевтической эффективностью на модели острого L-аргинин-индуцированного панкреатита у крыс по сравнению с препаратом «Смекта». Это выражается в достоверном снижении активности амилазы, АсАТ, АлАТ, уменьшении уровней триглицеридов и глюкозы в сыворотке крови крыс (p<0,05). Причем, активность амилазы в сыворотке крови в группе с коррекцией острого панкреатита К03-17 достоверно снижается на 63% (p<0,05) по сравнению с группой контроля. Коррекция К03-17 достоверно выше по сравнению с препаратом «Смекта» на 20,3% (p<0,05) по показателю активности амилазы в сыворотке крови.

Данные биохимического исследования позволяют сделать вывод, что введение энтеросорбента на основе монтмориллонита, активированного соляной кислотой, под лабораторным шифром К03-17 в дозе 770 мг/кг приводит к более выраженному снижению активности амилазы в сыворотке крови крыс по сравнению с препаратом «Смекта» в дозе 770 мг/кг и прототипом (Crim_04 в дозах 385 мг/кг, 770 мг/кг, 1500 мг/кг), что свидетельствует о наиболее выраженной коррекции острого L-аргинин-индуцированного панкреатита у крыс энтеросорбентом на основе монтмориллонита К03-17 в дозе 770 мг/кг.