Спосіб одержання нанокомпозита медичного призначення

Реферат: Спосіб одержання нанокомпозита медичного призначення включає нанесення лікарської речовини на високодисперсний носій шляхом адсорбції цільової речовини з її водного розчину з наступним відділенням від рідини і висушуванням отриманого продукту. Як лікарську речовину застосовують амінокислоту, вибрану з групи, що включає гліцин, аланін, фенілаланін, в 3 концентрації 0,08-0,25 г/дм . Як носій використовують багатошарові вуглецеві нанотрубки довжиною 1-10 мкм і з зовнішнім діаметром 10-20 нм. UA 74256 U (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ НАНОКОМПОЗИТА МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ UA 74256 U UA 74256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нанофармакології, а саме до створення композицій, у яких наночастинки є засобами цілеспрямованої доставки біологічно важливих і лікарських речовин до органів і тканин, сприяючи більш глибокому проникненню їх у організм безпосередньо до патологічного процесу і тим самим підвищенню ефективності лікування. Широко використовуваним носієм лікарських речовин є високодисперсний і особливо нанодисперсний кремнезем [Чуйко А.А. Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния. К.: Наукова думка, 2003; Чекман І.С., Ніцак О.В. Нанофармакологія: Стан та перспективи наукових досліджень // Вісн. фармакології та фармації. - 2007. - № 11]. Останнім часом проводяться дослідження, що направлені на вивчення сорбційних властивостей вуглецевих нанотрубок (ВНТ) та створення на їх основі нанокомпозицій з біологічно активними сполуками для використання у біотехнології та медицині [Маніло М.В, Ар'єв І.А, Литвинов Г.С. Фізико-хімічні властивості вуглецевих наноструктур для біотехнологій // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. - 2011. - Т.9, - №3]. Перспективність використання ВНТ як носія лікарських речовин при створенні медичних нанопрепаратів насамперед визначається нетоксичністю і високою адсорбційною здатністю вуглецю, можливістю отримання високої питомої поверхні ВНТ, а також несхильністю їх до біодеградації. Описано застосування нетоксичних модифікованих карбоксильними групами багатошарових вуглецевих нанотрубок (БВНТ) як протипухлинних агентів [Патент України № 92992, опубл. 27.12.2010, бюл. № 24]. Нанокомпозити полімолочна кислота-ВНТ використовували для електростимуляції клітин [Supronowicz P.R., Ajayan P.M., Ullmann K.R., Arulanandam B.P., Metzger D.W., Bizios R. Novel current-conducting composite substrates for exposing osteoblasts to alternating current stimulation // J. Biomed. Mater. Res. 2002. - 59. - P. 499]. Відомі дослідження з одержання комплексів білків з ВНТ [Shi Kam N.W., Dai H. Carbon Nanotubes as Intracellular Protein Transporters: Generality and Biological Functionality // J.Am.Chem.Soc. 2005. - 127. - P. 6021]. Білковий компонент (стрептовідин, цитохром С, бичачий сироватковий альбумін) наносили на одношарові ВНТ діаметром до 5 нм (отримані методом лазерної абляції) шляхом адсорбції з водного розчину, у якому 0,025 мг/мл ВНТ контактували із 1 ммоль/мл білка протягом 2 годин при кімнатній температурі (прототип). Одержані комплекси білків з ВНТ можуть застосовуватися як переносники молекул. Задачею корисної моделі є розширення асортименту нанокомпозитів наночастинкилікарська речовина як основи для створення засобів медичного призначення. Поставлена задача вирішена у запропонованому способі одержання нанокомпозита, що включає нанесення лікарської речовини на високодисперсний носій шляхом адсорбції цільової речовини з її водного розчину, відділення від рідини та висушування отриманого продукту, в якому як лікарську речовину застосовують амінокислоту, вибрану з групи: гліцин, аланін, 3 фенілаланін, в концентрації 0,08-0,25 г/дм , і як носій використовують багатошарові вуглецеві нанотрубки (БВНТ) довжиною 1-10 мкм і з зовнішнім діаметром 10-20 нм. 3 Нанотрубки вводять у розчин у кількості 0,05-0,15 г/дм , переважно у кількості 0,09-0,11 3 г/дм . Доцільно проводити процес нанесення гліцину і аланіну при рН розчину, що дорівнює 8-12, а фенілаланіну - при рН=4  7, тому що у цих умовах адсорбція протікає найбільш повно. Гліцин - найпростіша амінокислота із аліфатичним вуглеводневим радикалом, яка входить до складу білків і є попередником у біосинтезі порфіринових сполук і пуринових основ нуклеїнових кислот, а також є лікарським засобом (седативної, дезинтоксикаційної дії та ін.) та компонентом парентерального харчування. Аланін - замінна амінокислота, що входить до складу багатьох білків і біологічно активних сполук та є важливим джерелом енергії для головного мозку і центральної нервової системи; укріплює імунну систему шляхом вироблення антитіл; знижує ризик утворення каміння у нирках; регулює рівень глюкози в крові; одна із основних амінокислот, які витрачаються у м'язових тканинах при фізичних навантаженнях. Фенілаланін - амінокислота, яка є сировиною для солодшого у 200 разів за сахарозу харчового пептидного підсолоджувача аспартама. При введенні у організм фенілаланін впливає на настрій, пригнічує біль, покращує пам'ять і здібності до навчання, у зв'язку з чим його використовують при лікуванні артриту, депресії, мігрені, синдрому хронічної втоми та інших захворювань. Створення способу одержання нанокомпозицій вказаних амінокислот і БВНТ надає можливість синтезування нових продуктів, на основі яких можна розробляти сучасні лікарські засоби, які поряд із притаманними відповідним амінокислотам лікувальними властивостями 1 UA 74256 U 5 10 15 20 25 мають здатність до цілеспрямованої доставки до хворого органу чи тканини та регульованого вивільнення ліків у процесі лікування. Нижче наведено конкретні приклади одержання нанокомпозитів амінокислота-БВНТ у відповідності до корисної моделі, що заявляється. Приклади 1-6. Для одержання нанокомпозитів амінокислот і вуглецевих нанотрубок використовували багатошарові вуглецеві нанотрубки виробництва ТОВ "СПЕЦМАШ" (м. Київ) з питомою 2 поверхнею 254 м /г, зовнішнім діаметром 10-20 нм, довжиною 1-10 мкм і вмістом мінеральних домішок не вище 1 %. Такі БВНТ є нетоксичними і не розчиняються у воді, однак отримання їх стійких водних розчинів можна забезпечити додаванням альбуміну, а також шляхом заморожування-відтаювання. Як вихідні амінокислоти (гліцин, аланін, фенілаланін) застосовували реактиви "х.ч." виробництва Reanal (Угорщина). Готували водний розчин амінокислоти та забезпечували необхідний рівень рН додаванням буферного розчину (розчину бури, розчину лугу чи фосфатного буферу). До 100 мл розчину додавали необхідну кількість БВНТ та проводили процес сорбції у темному приміщенні при кімнатній температурі при постійному перемішуванні на водяному шейкері (180 об./хв.) протягом 30-60 хвилин. По закінченню процесу визначали залишкову концентрацію амінокислоти у розчині (методом двохвильової спектроскопії по реакції з нінгідрином при довжині хвиль 580 і 700 нм) і розраховували середню кількість адсорбованої нанотрубками амінокислоти за результатами трьох дослідів. Осад одержаного нанокомпозита відділяли від рідини фільтруванням, ліофільно висушували і отримували готовий продукт у вигляді легкого об'ємного порошку чорного кольору, дисперсність якого визначається дисперсністю застосовуваних БВНТ. Конкретні умови проведення процесу та характеристику одержуваних нанокомпозитів за прикладами 1-6 наведено у таблиці. Таблиця Амінокислота Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Приклад 6 30 35 Гліцин Аланін Фенілаланін Умови процесу Вміст у розчині Склад нанокомпозиту: Час вміст аміно-кислоти (г) на АміноНаноPн контакту, 1 г нанотрубок кислота, трубки, хв. 3 3 г/дм г/дм 0,098 0,1 10 35 16,8±0,8 0,21 0,098 11 45 16,0±0,8 0,1 0,106 9,2 40 7,6±0,4 0,2 0,1 10,2 55 7,9±0,4 0,15 0,097 5 40 20,6±0,2 0,22 0,1 6,5 50 18,8±0,2 Ємність сорбенту, ммоль/г 4,00±0,10 1,00±0,05 1,00±0,05 Дані таблиці показують, що застосовані БВНТ проявляють високу сорбційну здатність в порівнянні з широковідомими сорбентами. Наприклад, ємність БВНТ для гліцину у 2-3 рази вище, ніж ємність монтморилоніту, та у 4-7 разів вище, ніж у сорбентів на основі оксиду алюмінію. Змінюючи параметри процесу адсорбції та застосовану амінокислоту, можна одержувати нанокомпозити, які містять різну кількість лікувальної речовини від 7,5 до 20 і більше грамів амінокислоти на 1 г БВНТ. Вивчення процесу десорбції амінокислот зі складу одержаних нанокомпозитів в умовах фізіологічних значень рН показало, що спочатку процес проходить швидко і протягом 1 години вивільняється до 50 % лікарського засобу, потім швидкість поступово зменшується, а повна десорбція амінокислот досягається протягом 1 доби. Таким чином, на основі нанокомпозитів, які одержано способом, що заявляється, можна створювати лікарські засоби пролонгованої дії. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 1. Спосіб одержання нанокомпозита медичного призначення, що включає нанесення лікарської речовини на високодисперсний носій шляхом адсорбції цільової речовини з її водного розчину з наступним відділенням від рідини і висушуванням отриманого продукту, який відрізняється тим, що як лікарську речовину застосовують амінокислоту, вибрану з групи, що включає гліцин, 2 UA 74256 U 3 5 аланін, фенілаланін, в концентрації 0,08-0,25 г/дм , і як носій використовують багатошарові вуглецеві нанотрубки (БВНТ) довжиною 1-10 мкм і з зовнішнім діаметром 10-20 нм. 3 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що БВНТ вводять у кількості 0,05-0,15 г/дм , 3 переважно у кількості 0,09-0,11 г/дм . 3. Спосіб за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що процес адсорбції гліцину або аланіну проводять при рН=8  12, а фенілаланіну - при рН=4  7. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3