Лікування бактеріальних захворювань органів дихання шляхом місцевого застосування фторхінолонів

1. Спосіб боротьби з бактеріальними захворюваннями органів дихання людей та тварин шляхом місцевого застосування антибактеріально ефективної кількості твердого бетаїну сполуки формули (III) O 3 84696 4 ембонат, у пристроях, придатних для інгаляційного застосування твердої біологічно активної речовини. 9. Застосування за п. 8, де пристрої являють собою інгалятори порошків. Даний винахід стосується застосування лікарських препаратів, що містять похідні хінолонкарбонової кислоти, які можуть бути використані для місцевого лікування захворювань органів дихання, зокрема, легеневих захворювань. Незважаючи на небувалий прогрес у сфері боротьби із бактеріальними інфекційними хворобами, досягнутий протягом останніх 70 років завдяки впровадженню різних класів антибіотиків, важкі легеневі інфекції і сьогодні залишаються серйозною проблемою, зокрема, якщо мова йде про такі легеневі захворювання, як кістозні фібрози, розширення бронхів, а також хронічні обструктивні захворювання дихальних шляхів (COPD), що супроводжуються важко виліковними або взагалі невиліковними інфекціями. Для лікування таких захворювань нерідко застосовують біологічно активні речовини з класу фторхінолонів, зокрема, моксифлоксацин та ципрофлоксацин, оскільки вони мають відносно широкий спектр антибактеріальної дії та високу бактерицидну ефективність. Гідрохлорид моксифлоксацину (І) Як форми застосування моксифлоксацину в EP-B 350 733 вказані таблетки, драже, капсули, пігулки, гранули, супозиторії, розчини, суспензії та емульсії, пасти, мазі, гелі, креми, примочки, присипки та аерозолі. Наскільки відомо, на ринку присутні лише таблетки та (призначені для внутрішньовенного застосування) розчини Сьогодні моксифлоксацин застосовують на практиці для лікування будь-яких захворювань, для яких він запропонований (у тому числі легеневих за хворювань), лише системно. Причиною цього є висока оральна біодоступність препарату та оптимальний розподіл активної речовини. Хоча концентрація активної речовини в сироватці та легенях пацюків після місцевого (інтратрахеального) застосування гідрохлориду моксифлоксацину збільшується інтенсивніше у порівнянні із систематичним (оральним) застосуванням аналогічної кількості цього препарату, однак ця концентрація знижується також відносно швидко (приблизно протягом години) до рівня одержаної при оральному застосуванні концентрації, так що у експериментах на пацюках інтратрахеальне місцеве застосування не дає ніяких переваг у порівнянні із оральним застосуванням. Гідрохлориди ципрофлоксацину та енрофлоксацину (II) уже понад двадцять років є відомими як антибактеріальні похідні хінолонкарбонової кислоти [EP-B 49 355, US-PS 4 670 444], які можуть бути надзвичайно успішно застосовані як для профілактики, так і для лікування системних та місцевих бактеріальних інфекцій, зокрема інфекцій сечовивідних каналів, а ципрофлоксацин поряд з цим є ефективним і при боротьбі зі збудниками сибірської виразки. є антибактеріальною біологічною активною речовиною з класу похідних хінолонкарбонової кислоти, використовуваною для лікування та запобігання отиту, фарингіту, пневмонії, перитоніту, пієлонефриту, циститу, ендокардиту, системних інфекцій, гострого та хронічного бронхіту, септичних інфекцій, захворювань верхніх дихальних шляхів, дифузійного панбронхіоліту, легеневої емфіземи, дизентерії, ентериту, абсцесів печінки, уретриту, простатиту, епідиміту, шлунковокишкових інфекцій, кісткових та суглобних інфекцій, кістозних фіброзів, шкірних інфекцій, післяопераційних інфекцій ран, абсцесів, флегмон, інфекцій ран, інфікованих опіків, опікових ран, інфекцій порожнини рота, інфекцій після стоматологічних операцій, остеомієліту, септичного артриту, холециститу, перитоніту, який супроводжує апендицит, холангіту, внутрішньочеревних абсцесів, панкреатиту, синуситу, мастоїдиту, маститу, тонзиліта, тифу, менінгіту, інфекцій нервової системи, сальпінгіту, ендометриту, статеви х інфекцій, пельвіоперитоніту та інфекцій очей [EP 350 733 В1, US 4 990 517, US 5 607 942, WO 01/45679]. Найбільш важливими показаннями для застосування моксифлоксацину є захворювання дихальних шляхів, зокрема, легень. Зазначеними в EP-B 49 355 формами застосування ципрофлоксацину / енрофлоксацину є таблетки, драже, капсули, пігулки, гранули, супозиторії, розчини, суспензії та емульсії, пасти, мазі, гелі, креми, примочки, присипки та аерозолі. В даний час ципрофлоксацин наявний на ринку у вигляді таблеток, суспензій, крапель для очей та вух, а також придатних для внутрішньовенного вливання розчинів. Несподівано виявили, що боротьба із захворюваннями органів дихання, зокрема бактеріальними легеневими захворюваннями протікає надзвичайно успішно у випадку місцевого 5 84696 застосування ципрофлоксацину або енрофлоксацину у вигляді твердого бетаїну та/або твердої складнорозчинної бетаїнової солі. Така форма застосування дозволяє протягом тривалого часу підтримувати концентрацію активної речовини в легенях на рівні, бажаному для оптимальної з погляду лікуючого лікаря терапії. Одночасно із високою та стійкою концентрацією активної речовини в місці зараження забезпечують її порівняно низьку систематичну концентрацію, так що таким чином відбувається щонайменше радикальне зниження або повне запобігання виникненню побічних впливів, пов'язаних із застосуванням цих ліків, та розвитку небезпечної резистентності внаслідок систематичного тиску відбору. Таким чином об'єктом даного винаходу є спосіб боротьби із захворюваннями органів дихання у людей та тварин, зокрема бактеріально обумовленими захворюваннями легень шляхом місцевого застосування антибактеріально ефективної кількості твердого бетаїн у формули (III) та/або відповідної твердої складнорозчинної солі та застосування зазначених сполук для одержання лікарських засобів, призначених для місцевої боротьби із захворюваннями органів дихання у У контексті даного винаходу під терміном «ембонат» розуміють ембонат, геміембонат та їх суміші. У контексті даного винаходу під терміном «органи дихання» розуміють ніс, ротову порожнину та глотку, а також гортань, трахею та легені, включа 6 людей та тварин, зокрема бактеріально обумовленими легеневими захворюваннями, причому сполуки застосовують у твердій формі. «Складнорозчинними солями» у контексті даного винаходу є солі бетаїну, розчинність яких у воді при 25°C та рівні рН 7 складає менше 0,1 ваг. %, переважно менше 0,01 ваг. %. Такими складнорозчинними солями є солі бетаїну (III) та C16-C18жирних кислот та такі солі бетаїну (III) та кислот, як, наприклад, ембонати, а також солі бетаїну (III) та основ, наприклад, N,N'-дибензилетилендіамін. Об'єктом даного винаходу у переважному варіанті його виконання є спосіб боротьби із захворюваннями органів дихання у людей та тварин, зокрема бактеріально обумовленими легеневими захворюваннями шляхом місцевого застосування антибактеріально ефективної кількості твердого бетаїну формули (III) та/або його ембонату та застосування зазначених сполук для одержання лікарських засобів, призначених для місцевої боротьби із захворюваннями органів дихання у людей та тварин, зокрема бактеріально обумовленими легеневими захворюваннями, причому сполуки застосовують у твердій формі. У особливо переважному варіанті виконання даного винаходу під захворюванням або захворюваннями органів дихання розуміють бактеріально обумовлені захворювання дихальних шляхів або легень, зокрема бактеріально обумовлені легеневі захворювання. Ембонатами (які називають також памоатами) є солі ембонової кислоти формул (IV а) та/або (IV b): ючи дихальні шляхи, а також придаткові пазухи носа та лобову пазуху, причому під дихальними шляхами мають на увазі порожнина носа, ротову порожнину, глотку, гортань, трахею та бронхи. У контексті даного винаходу терміном «місцеве застосування» або «місцева боротьба» у зв'яз 7 84696 ку із захворюваннями органів дихання, зокрема легеневими захворюваннями - на відміну від орального застосування лікарських препаратів, призначених для прийому через шлунково-кишковий тракт, та на відміну від їх внутрішньовенного застосування - позначають інгаляційне застосування активної речовини у придатній для інгаляції формі. Під застосовуваними згідно з винаходом порошкоподібними лікарськими препаратами мають на увазі лікарські препарати, які розпилюють, а потім вдихають. При цьому термінами «інгаляційний» та «інгаляційне застосування» позначають введення лікарських препаратів в органи дихання, зокрема у дихальні шляхи та/або за допомогою дихальних шляхів, переважно у порожнину носа та ротову порожнину та/або за допомогою порожнини носа або ротової порожнини. У контексті даного винаходу під термінами «інтратрахеальний» та «інтратрахеальне застосування» розуміють неінгаляційне введення лікарських препаратів у трахею, зокрема з метою боротьби з легеневими захворюваннями піддослідних тварин, таких як пацюки, які як модель використовують для дослідження інгаляційного застосування. Іншим об'єктом даного винаходу є пристрої, які включають лікарські препарати, що містять бетаїн (III) та/або його тверду складнорозчинну сіль, зокрема її ембонат, та є придатними для інгаляційного застосування таких препаратів у твердій формі, тобто мова йде про розпилювачі (інгалятори порошків), що містять лікарські препарати, до складу яких входить бетаїн (III) та/або його тверда складнорозчинна сіль, зокрема її ембонат, та дозволяють застосовувати ці лікарські препарати у твердому стані шляхом інгаляції. Тверді лікарські препарати у вигляді призначених для інгаляції сухи х порошків загалом містять максимально можливу кількість активної речовини (тобто бетаїну (III) та/або його твердої складнорозчинної солі, зокрема її ембонату). Вміст активної речовини у твердих лікарських препаратах як правило складає щонайменше 60 ваг. %, переважно щонайменше 70 ваг. %, зокрема щонайменше 80 ваг.% та найбільше переважно щонайменше 90 ваг. %, у розрахунку на готовий до застосування лікарський препарат. Якщо необхідність використання будь-яких допоміжних засобів відсутня, то активна речовина може бути єдиним компонентом зазначених лікарських препаратів. Однак виходячи із практичних міркувань, під лікарськими препаратами згідно з винаходом часто розуміють лікарські засоби, які поряд із активною речовиною містять один або кілька допоміжних засобів, використання яких не викликає побоювань з фармакологічної точки зору. Огляд різних придатних лікарських препаратів та відповідних допоміжних засобів представлений, наприклад, у R. Stangl, “An Overview of Innovative Inhalation Devices”, European Pharmaceutical Review, Seiten 50-55, (2002) та цитованій там літературі. До фармакологічно прийнятних допоміжних засобів належать зокрема зв'язувальні засоби (наприклад, кукурудзяний крохмаль, желатин), стабілізатори (наприклад, такі 8 антиоксиданти, як аскорбінова кислота), наповнювачі (наприклад, мікрокристалічна целюлоза, лактоза, сахароза, фосфат кальцію, кукурудзяний крохмаль), змазки (наприклад, тальк, стеаринова кислота, стеарат магнію, кальцію або цинку), ароматичні та/або запашні речовини. При правильному виборі типу та кількості допоміжних речовин одержання придатних лікарських препаратів не викликає ніяких проблем. Лікарські препарати згідно з винаходом можуть бути одержані шляхом подрібнення активної речовини або шляхом розпилювальної сушки відповідних розчинів або суспензій, тобто методами, звичайними для одержання придатних для інгаляції вільно текучих порошкоподібних лікарських засобів. Діаметр часток, використовуваний у загальному випадку як середній об'ємний показник дисперсності твердих лікарських форм (визначений за допомогою лазерного електронографу), складає від 0,2 до 15мкм, переважно від 1 до 5мкм. Середній об'ємний показник дисперсності порошків означає діаметр, нижче та вище значення якого знаходяться відповідно 50% об'єму часток. У переважному варіанті виконання даного винаходу 50%-ному об'ємному показнику твердих лікарських препаратів відповідає діаметр часток від 2 до 5мкм, а 90%-ному показнику відповідає діаметр часток від 6 до 10мкм. У іншому переважному варіанті виконання винаходу тверді лікарські препарати містять активну речовину, зокрема циклофлоксацин-бетаїн з 50%-ним об'ємним показником, який становить від 2 до 5мкм, та з 90%-ним об'ємним показником, який становить від 6 до 10мкм. Діаметр, визначений як 50%-ний та 90%ний (за допомогою лазерного електронографу), є показником, нижче якого знаходяться відповідно 50 та 90% об'єму часток. Так, наприклад, у твердому лікарському препараті з визначеним як 50%ний середній об'ємний показник діаметром часток 2мкм та з визначеним як 90%-ний об'ємний показник діаметром часток 6мкм (50% < 2мкм; 90% < 6мкм) 50% об'єму часток має діаметр менше 2мкм, а 90% об'єму - діаметр менше 6мкм. Загалом для досягнення ефективного результату ви гідним виявилося інгаляційне застосування лікарського препарату у кількості від 0,1 до 20мг/кг, переважно від 0,5 до 7,5мг/кг маси тіла. Незважаючи на зазначені вище дозування, в разі необхідності, а саме в залежності від маси тіла, індивідуальної реакції на активну речовину, типу лікарського препарату та моменту його застосування або інтервалу між застосуваннями, може виявитися необхідним відхилитися від цих дозувань. Так, наприклад, у деяких випадках цілком достатніми можуть виявитися дозування нижче зазначених мінімальних значень, в той час як в інших ситуаціях може виникнути необхідність у перевищенні вказаних верхніх граничних значень. У випадку застосування збільшених кількостей лікарського препарату рекомендується розділити їх на дози та приймати протягом дня. Приклади Одержання ембонату ципрофлоксацину a) Ембонат ципрофлоксацину (IV a; R означає 9 84696 H) 33.1г (0,1 моль) ципрофлоксацин-бетаїну та 38,8г (0,1 моль) ембонової кислоти протягом 1 години нагрівають у 500мл монометилового етеру гліколю зі зворотним холодильником. Після охолодження осад відсмоктують, ретельно промивають етанолом та сушать у високому вакуумі при 120°C. b) Геміембонат ципрофлоксацину (IV b ; R означає H) 66.2г (0,2 моль) ципрофлоксацин-бетаїну та 38,8г (0,1 моль) ембонової кислоти протягом 1 години нагрівають у 500мл монометилового етеру гліколю зі зворотним холодильником. Після охолодження осад відсмоктують, ретельно промивають етанолом та сушать у високому вакуумі при 120°С. Визначення концентрації біологічно активної речовини в легких пацюків Пацюків Wistar жіночої статі (від 80 до 100г) 10 обробляли А1 - 7,5мг/кг ципрофлоксацин-бетаїну (лабораторний зразок) інтратрахеально у вигляді суспензії; А2 - 7,5мг/кг ципрофлоксацин-бетаїну (подрібненого, 50% < 3мкм; 90% < 7мкм) інтратрахеально у вигляді суспензії; В - 7,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину інтратрахеально у вигляді розчину; C - 7,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину внутрішньовенно у вигляді розчину. Через 0,25, 0,5, 1, 3 та 5 годин умертвляли відповідно по три пацюка з кожної групи та витягали легені. Легені гомогенізували за допомогою графобудівника фірми Braun. Методом біологічного аналізу визначали вміст активної речовини у продуктах гомогенізації. Фармакокінетичні показники легень Група застосування А1 А2 В C AUC [мг × год/л] 124 304 3,20 0,497 Смакс [мг/л] 49,1 76 6,65 0,610 t1/2 [години] 1,96 13,47 0,847 0,758 Концентрація легенів у мкг/мл; середні значення трьох тварин Група застосування А1 А2 В C 0,25 годин 49,1 76 6,65 0,61 0,5 годин 44,3 76 1,67 0,35 Показники AUC, Смакс та W2 є важливими фармакокінетичними параметрами, призначеними для опису фармакокінетичних та фармакодинамичних взаємодій [див., наприклад, W.A. Craig, "Pharmacokinetic/pharmacodynamic parameters: rationale for antibacterial dosing of mice and men", Clin. Infect. Dis. 26, 1-12 (1998)]. Інтратрахеальне застосування ципрофлоксацин-бетаїну (лабораторного зразка) сприяє 40кратному зростанню AUC та 8-кратному збільшенню Смакс у порівнянні із інтратрахеальним застосуванням гідрохлориду ципрофлоксацину. Відповідна кінетична перевага є ще більш відчутною у порівнянні із внутрішньовенним застосуванням гідрохлориду ципрофлоксацину (AUC зростає в 250, Смакс у 80 разів). Інтратрахеальне застосування ципрофлоксацин-бетаїну з дисперсністю часток (50% < 3мкм; 90% < 7мкм) забезпечує подальше покращення комплексу фармакокінетичних характеристик (зростання AUC: фактор 612, зростання Смакс: фактор 125 у порівнянні із внутрішньовенним застосуванням гідрохлориду ципрофлоксацину). 1 година 40,1 76 0,63 0,14 3 години 12,6 54 0,10 0 5 годин 7,21 54 0 0 Ефективність у моделі легень, інфікованих за допомогою P. aeruginosa Пацюків Wistar жіночої статі (від 80 до 100г) піддавали інтратрахеальному інфікуванню за допомогою P. aeruginosa DSM 12055 та через 1 та 4 години після інфікування обробляли ципрофлоксацин-бетаїном (лабораторним зразком) інтратрахеально та гідрохлоридом ципрофлоксацину інтратрахеально та внутрівенно. В експериментах використовували різні групи, до складу кожної з яких входило по 5 пацюків. Через 24 години після інфікування тварин умертвляли, витягали легені та гомогенізували їх за допомогою графобудівника фірми Braun. Для визначення кількості мікроорганізмів у легенях гомогенати піддавали плакуванню. У наведеній нижче таблиці вказане зниження кількості мікроорганізмів у легенях (log-одиниці) через 24 години у порівнянні із інфікуванням без обробки (відповідні середні показники для 5 тварин): 11 84696 12 Зниження кількості мікроорганізмів у легенях Група застосування А - 0,8мг/кг ципрофлоксацин-бетаїну інтратрахеально В - 2,5мг/кг ципрофлоксацин-бетаїну інтратрахеально C - 7,5мг/кг ципрофлоксацин-бетаїну інтратрахеально D - 0,8мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину інтратрахеально E - 2,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину інтратрахеально F - 7,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину інтратрахеально G - 2,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину внутрівенно H - 7,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину внутрівенно І - 22,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину вн утрівенно J - 67,5мг/кг гідрохлориду ципрофлоксацину внутрівенно Інтратрахеальне застосування ципрофлоксацин-бетаїну в усі х трьох гр упах приводить до 4-10кратному зниження визначеної у log-одиницях концентрації мікроорганізмів у легенях, в той час як інтратрахеальне застосування гідрохлориду ципрофлоксацину в аналогічних дозуваннях обумовлює значно менше зниження концентрації мікроорганізмів (від 1,1 до 2,8 log-одиниць). Внутрішньовенне застосування гідрохлориду ципрофлоксацину відповідно до сучасного рівня техніки також приводить до значного зменшення кількості мікроорганізмів у легенях (2,8-8,8 logодиниць), однак лише при застосуванні десятикратно збільшених дозувань. Таким чином обробка згідно з винаходом обумовлює набагато менше систематичне навантаження на організм. Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський Зниження кількості мікроорганізмів (log-одиниці) -4,0 -5,8 -10 -1,8 -1,1 -2,8 -2,8 -3,5 -5,4 -8,8 В іншому експерименті з інфікуванням за допомогою P.aeruginosa DSM 12055 здійснювали однократну (через 1 годину після інфікування) інтратрахеальну обробку подрібненим ципрофлоксацин-бетаїном, застосовуваним у вигляді сухого порошку. Дозу у розмірі 10мг/кг застосовували за допомогою інсуфлятора сухи х порошків DP-3 фірми PENN-CENTURY, INC. У контрольних експериментах було встановлено, що легені досягають приблизно від 5 до 20% застосовуваної дози. Відповідно до результатів цього експерименту було виявлено більш ніж шестиразове зниження кількості мікроорганізмів у легенях (у log-одиницях) у порівнянні із необробленою контрольною групою тварин. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601