Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ СУБСТАНЦИИ ГИДРАТ КСЕНОНА (Xe⋅6HO)

Изобретение относится к области фармации, медицины, ветеринарии, физики, химии конкретно к способу получения фармацевтической субстанции на основе гидрата ксенона.

Ксенон активно используется в медицине, косметологии и пищевой промышленности. Известны ряд технических решений, в которых описаны различные способы использования ксенона при лечении и профилактике различных заболеваний. Ксенон доставляется в организм человека, как ингаляционным способом, так и при приеме внутрь с использованием различных веществ, содержащих ксенон.

Широко используется способ ксеноновой терапии, который основан на ингаляционном введении ксенона, а именно, вдыхание газовой смеси из ксенона и кислорода. Но для проведения подобной терапии необходимы обученные специалисты и специальное оборудование, что затрудняет проведение ксенонотерапии дома и делает невозможным лечение ксеноном пациентом самостоятельно.

Известны другие способы ксенонотерапии, основанные на растворимости ксенона в жирах, и связанные с приемом предварительно ксенононасыщенных носителей внутрь организма Недостатком этих способов является низкое насыщение ксеноном носителей и вызванная этим необходимость потребления повышенной дозы жирных продуктов (масло, сливки и т.д.), что может негативно повлиять на человека.

Вышеуказанные недостатки устранены в патенте №RU 2706424 С1, в котором предложен новый способ введения ксенона в организм человека при проведении ксенонотерапии, в котором для введения в организм необходимого для профилактики и лечения заболевания количества ксенона используют гидрат ксенона. Однако в нем никак не затрагивается собственно вопрос его получения фармацевтической субстанции.

Патентный поиск не дает информации о способе создания фармацевтической субстанции гидрат ксенона. В литературе описаны несколько способов получения гидрата ксенона, но не в качестве фармацевтической субстанции.

1. High-pressure boundary of hydrate formation in the tetrahydrofuran-water system / A. Yu. Manakov, Y. A. Dyadin, Α. V. Kurnosov[et al.] // Mendeleev Communications. -2000. - Vol. 10. - No 2. - P. 80-81

В рабочую камеру объемом 0.05 мл помещалось около 0.02 г воды и инертный наполнитель (мелко измельченный карбид кремния, кварц, стекло). Камера связывалась капилляром (внутренний диаметр 0.8 мм) с сосудом поршень-цилиндр (максимальный объем 6 мл.), который заполнялся газом при давлении до 2 МПа, а затем ячейка помещалась в камеру высокого давления, где давление 10 МПА и более создавалось с помощью смеси силиконового масла с бензином.

Недостатком данного способа является то, что в готовом продукте неизбежно будет попадание используемых наполнителей.

2. Calorimetric determinations of the compositions, enthalpies of dissociation, and heat capacities in the range 85 to 270 К for clathrate hydrates of xenon and krypton. Y.P. HANDA. J. Chem. Thermodyn 1986, 18. 891-902

Для получения гидрата использовали газ ксенон с чистотой 99.995%, приблизительно 30 г порошкообразного льда. Компоненты были помещены в камеру высокого давления объемом 500 cm³, присоединенной к манометру, и содержащей шесть прутков из нержавеющей стали (1.5 см в диаметре, 18 см длиной). Необходимое количество формирующего гидрат газа закачивалось в камеру, и сосуд помещался на ряд роликов для вращения вдоль его продольной оси в течение 3 дней при температуре (253.0 +/-0.5) K. Кристаллы льда перемалывались падающими прутками, что ускоряло проникновение газа в кристаллическую структуру льда. Реакция обычно завершалась в течение 24 ч, что видно по снижению давления.

Недостатком данного способа является то, что при таком производстве гидрата ксенона в нем будут содержаться продукты износа стержней и стен камеры.

3. Получение клатратов ксенона в воде и исследование их свойств импульсным методом ЯМР / Родин В.В., Архангельский А.Н., Исангалин Ф.Ш., Волков В.Я. // Проблемы криобиологии и криомедицины. – 1984. – №14. – С.8-11. – EDN SMQQAH.

В этой работе описан наиболее близкий аналог из уровня техники способ получения гидрата ксенона схожий с предложенным в настоящей заявке. Но есть и существенные отличия. Брали 0,1—0‚2 мл воды в пирексной ампуле помещали в термостат с температурой 274—278° К под давлением газа ксенон 0,2—1‚2 МПа до образования однородной снегообразной массы. Однако, как указывают сами авторы, полученные «образцы представляли собой смесь клатратного льда и значительного количества жидкой воды (70—80 % молекул в образце)». При таком результате насыщаемость полученных образцов не может превышать 40 единиц объема газа ксенон на единицу объема воды. Прямых измерений насыщаемости авторы не производили. Очевидно, что при такой насыщаемости гидрат ксенона не может быть использован в качестве фармацевтической субстанции.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является получение фармацевтической субстанции гидрат ксенона для производства лекарственного средства.

Технический результат достигается тем, что фармацевтическую субстанцию гидрат ксенона получают путем выдерживания в течение 15 дней дистиллированной воды под давлением газа ксенон от 0,4 до 10 МПа и температурах выше 0°С, до получения твердой фракции, представляющей собой клатратное соединение, состоящее из воды и ксенона (Хе⋅6Н₂О), которое содержит на 1 объем воды до 200 единиц объемов газа ксенона.

Выбор таких условий обусловлен следующим. В работе Истомин, В.А. Газовые гидраты в природных условиях / В.А. Истомин, В.С.Якушев. - Москва: Издательство "Недра", 1992. - 235 с. - ISBN 5-247-02442-7, приведены данные по границе стабильности гидрата ксенона на Р-Т диаграмме. Их можно представить в виде Таблицы 1

При температуре выше 0°С и давлении газа выше указанных значений в Таблице 1, локальное образование микрокристаллов льда, в полостях кристаллической решетки которых располагаются атомы газа ксенона -клатратное соединение, является энергетически выгодным, и образовавшиеся микрокристаллы будут стабильными. По прошествии времени в два-три дня вся граница раздела воды и газа ксенон будет превращена в клатратное соединение. Выдерживание в течение 15 дней под давлением позволяет газу ксенон проникать в более глубокие слои и продолжать рост клатратного соединения.

Сущность способа состоит в следующем:

Рабочая камера для образования фармацевтической субстанции гидрат ксенона, изготавливается из материалов, допустимых к использованию в пищевой и медицинской промышленности, например, из нержавеющей стали AISI 304 (марка 08X18H10). В рабочей камере отсутствуют подвижные элементы, чтобы исключить образование продуктов износа. Также исключено применение каких-либо катализаторов для ускорения процесса.

Процесс образования фармацевтической субстанции гидрат ксенона идет даже при комнатной температуре в условиях использовании давления газа ксенон 6-10 МПа. Однако при таких давлениях появляются дополнительные требования к прочности и надежности рабочей камеры, что требует специальных условий при работе с высокими давлениями и затрудняет визуальный контроль образования фармацевтической субстанции.

При отработке технологии производства фармацевтической субстанции - гидрат ксенона, было установлено, что наиболее оптимальными оказались параметры температуры 3-5°С и давления 0,4-0,8 МПа или 6-10°С и давления 0,8-1,2 МПа. Для этих параметров можно использовать как смотровые окна, так и полностью прозрачную рабочую камеру.

Предлагаемый способ поясняется примером реализации.

Пример.

В рабочую камеру объемом 500 мл добавляется 20 мл дистиллированной воды. Подключается баллон с медицинским газом ксенон особой чистоты. Давление газа в камере задается баллонным редуктором 1,2 МПа. Снаряженная камера помещается в термостат при температуре 6°С. Ксенон с водой начинает образовывать клатратное соединение. Количество газообразного ксенона в рабочей камере будет уменьшаться, что будет заметно по уменьшению давления. Выбор данных параметров объемов обусловлен тем, что в готовом гидрате ксенона будет содержаться 20 мл воды и до 4 л газа ксенон. Уменьшение давления с 1,2 до 0,4 МПа в объеме 500 мл как раз и соответствует уменьшению газообразного ксенона на 4 л. Если начальное давление в рабочей камере было меньше, то при снижении давления до 0,4 МПа его необходимо снова поднять до первоначального уровня. Процедура останавливается после полного исчезновения жидкой фракции воды и получения твердой фракции. Выдержка до 15 дней позволяет получить гидрат ксенона с высокой насыщаемостью. Завершение процесса образования фармацевтической субстанции подтверждается неизменным уровнем давления газа ксенон в рабочей камере.

После завершения процесса образования фармацевтической субстанции снаряженную камеру надо охладить до температур -5-10°С. После снятия давления и открытия камеры извлекаем фармацевтическую субстанции, готовую к применению.