Средство для лечения или профилактики заболеваний, вызванных нехваткой йода

 

Изобретение относится к применению крахмала в качестве вещества, образующего комплекс с иодом, для поучения сухих фармацевтических композиций, применимых в виде капсул или таблеток. Спиральная структура молекулы амилазы и ее способность образовывать комплекс с йодом делает крахмал (амилазу) требуемым носителем при введении йода (J_z) в составе сухой порошковой композиций, применимой в виде капсул или таблеток. Изобретение заключается в применении указанного комплекса при лечении или предотвращении болезней, вызванных недостатком йода, включая дисплазию молочной железы, рак молочной железы, эндометриоз, предменструальный синдром. Сухие композиции йода превосходят известные водные растворы йода по удобству приема. 2 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к применению крахмала в качестве вещества, образующего комплекс с йодом, для получения сухих порошковых фармацевтических композиций, применимых в виде капсул или таблеток.

Более точно, изобретение относится к введению молекулярного йода (I₂) пациентам, страдающим от болезней, вызванных недостатком йода, путем приема указанными пациентами йодо-крахмального комплекса в виде сухой композиции.

Известно лечение болезней вызванных недостатком йода, введением нуждающимся в этом пациентам водного раствора, содержащего элементарный йод I₂ (патент США N 4816255, автор Гент и др., выдан 28 марта 1989 и заявка WO90/07339, автор Гент и др., опубликована 12 июля, 1990).

Введение пациентам водного раствора молекулярного йода имеет ряд недостатков, включая необходимость в специальных дозаторах с селективными мембранами, служащими для того, чтобы пациент не мог проглотить кристаллический йод. Нормирование суточной дозы также представляет собой проблему, связанную с такими приспособлениями.

(Смотри патент США N 4384960, выданный Полли). В заявке WO90/07339, автор Гент и др., опубликованной 12 июля 1990, описан способ получения водного раствора элементарного йода, свободного от каких-либо микро- и макрочастиц йода. В данном способе кристаллы йода были помещены в герметичный пластиковый пакет или контейнер, который был помещен в воду с температурой около 20^oC. Кристаллы йода сублимировались и пары йода проходили черед пластик в воду, образуя чистый раствор элементарного йода, не содержащий каких-либо частиц твердого вещества. Температура воды воздействует на скорость сублимации гранулированного йода и, тем самым, влияет на время стабилизации чистого раствора при требуемой концентрации. Таким образам нормирование суточной дозы также представляет собой проблему при применении данного способа, известного из техники. Кроме того, данный способ получения чистого раствора элементарного йода не является способом, приемлемым для его применения несведущими в медицине лицами.

Из патента США N 2927058, 1960 г. известно приготовление и фармацевтическое использование сухих йодо-крахмальных композиций. Однако применение их для лечения или профилактики заболеваний, вызванных недостатком, йода не описано и не известно.

Авторами настоящего изобретения и предложено применение сухого крахмало-йодного комплекса (в виде порошков, капсул или таблеток) для орального приема пациентами, страдающими от различных болезней, вызванных недостатком йода, или для их предотвращения.

Настоящее изобретение применимо при лечении болезней, вызванных недостатком йода, включая дисплазию молочной железы, рак молочной железы, эндометриоз и предменструальный синдром.

На чертеже изображена молекулярная схема йодо-амилозного комплекса, в котором молекулы йода показаны в виде твердых шариков, расположенных внутри витков амилозной спирали.

Виду очевидных недостатков при введении водного раствора молекулярного йода стало ясным, что йод следует вводить в виде капсул или таблеток. Настоящее изобретение относится к сухим фармацевтическим композициям, содержащим йод, и к введению йода в виде капсул или таблеток. Данный способ введения йода, как полагают, превосходит известные из техники способы и преодолевает ряд недостатков, связанных с введением элементарного йода в виде водного раствора.

Крахмал, в целом, содержит смесь амилазы, водорастворимой фракции с прямой цепью, и амилопектина, водонерастворимой разветвленной фракции, В зависимости от источника получения крахмала данные две фракции присутствуют в различных соотношениях. После обработки кислотой или под воздействием ферментов компоненты крахмала постепенно гидролизуются до декстрина, представляющего собой смесь полисахаридов с низкой молекулярной массой, (+)-мальтозы и наконец, D-(+)-глюкозы. Как амилоза, так и амилопектин состоят из звеньев из D-(+)-глюкозы, однако различаются молекулярной массой и формой.

Особо важным фактором для настоящего изобретения является структура амилазы, представляющей собой линейный 1,4-ацеталь полимер глюкозы. Таким образом, амилоза состоит из цепей множества звеньев D- (+)-глюкозы, причем каждый углерод C-1 каждого звена глюкозы соединен с помощью альфа-гликозидной связи с углеродом C-4 следующего звена глюкозы. Именно альфа-связь с углеродом ацеталя оказывает основное влияние на общую форму макромолекулы амилозы, придавая ей уникальные физические свойства и возможности взаимодействия, в которые молекула анилозы может вступать с молекулами меньших размеров.

Амилоза является спиральной молекулой, содержащей глюкозные остатки, которые перевиты друг с другом, образуя спираль со свободно переплетенными витками, внутри которой имеется центральная трубчатая полость. Ряд мелких молекул, включая ионы трииодида (I^-₃) или ионы полииодида (I^-₅) вплоть до (I^-₁₁) образуют стабильные комплексы с амилозой. Как известно, йодо-крахмальный комплекс окрашен в темносине-фиолетовый цвет, который может служить в качестве теста на наличие либо анилозы, либо йода. Кроме того, обесцвечивание йодо-амилозного комплекса в течение некоторого времени применялось как тест на активность амилозы. Как следует из структуры, ясно, что окрашивание происходит в результате взаимодействия между рядами молекул I₁₃, ориентированных конец-в-конец внутрь трубчатой полости структуры амилозы (Органическая химия, Кемп-Веллачио, издательство Worth Publishers, Inc, 1980, с.994) Именно уникальные физические свойства молекулы амилозы, входящей в состав крахмала, послужили тому, что крахмал стал рассматриваться как вещество, идеально подходящее для образования комплекса с йодом и получения сухих фармацевтических композиций, которые могут применяться орально в виде капсул или таблеток. Данные сухие композиции йода превосходят известные водные растворы йода, применяемые при лечении вызванных недостатком йода болезней таких, как дисплазия молочной железы, рак молочной железы, эндометриоз и предменструальный синдром.

Настоящее изобретение относится к применению крахмала в качестве вещества, образующего комплекс с йодом, для получения йодо-крахмального комплекса и, более точно, к применению амилозы, как компонента крахмала для получения йода-амилолозного комплекса, показанного на чертеже (Взят из Органической химии, Кемп-Велаччио, издательство Worth Publishers Inc. 1980, с. 994).

Линейный компонент крахмала главным образом отвечает за поглощение йода. Данный йодо-крахмальный комплекс имеет спиральную конфигурацию, показанную на чертеже, внутри которой расположены ионы трииодида (I^-₃) или ионы полииодида (I^-₅) до (I^-₁₁). Наиболее распространенным, однако, является йодо-амилозный комплекс, содержащий ионы трииодида. Молекулярная масса или молекулярно-массовое распределение крахмала (амилозы) является критическим фактором, определяющим способность крахмала образовывать комплекс с йодом.

Минимальная длина цепи амилозы, при которой она окрашивается в характерный синий цвет, составляет около 30-40 звеньев D-глюкозы, при наличии полости, длина которой точно соответствует длине 11-атомной полииодидной цепи. Сорт, партия, качество, источник, время сбора и место произрастания являются факторами, оказывающими влияние на содержание амилозы с линейной структурой в крахмалах. В настоящем изобретении предпочтительными является крахмал с высоким содержанием амилозы. Количество йода, как таковое, в комплексе определяется количеством йода, поступившего в комплекс, а не количеством йода, который может быть связан амилозой. Предпочтительным крахмалом для получения йодо-крахмальной композиции является крахмал Хайлон N 7. Данный сорт крахмала представляет собой крахмал особой очистки, производимый компанией Nacan Products, Торонто, Онтарио, Канада, являющейся дочерней компанией National Starch & Chemical Company, Нью-Джерси. Крахмал получают из гибридной зерновой культуры и он содержит 70 процентов амилозы и 30 процентов амилопектина.

При получении йодо-крахмального(амилозного) комплекса должен применяться высококачественный повторно сублимированный йод, поскольку в конечном итоге йод будет использован для лечения пациентов.

При определении способа получения требуемого йодо-крахмального комплекса должно быть изучено влияние температуры на способность крахмала абсорбировать йод. Эффективно действующая температура наилучшим образом описана Хетчен (Аналитическая Химия, т. 54, с. 2002, 1982). При более высоких температурах (особенно при 60^oC) в структуре и (или) в количестве витков крахмала, вступающих в реакцию с йодом (ионами трииодида) происходят зависящие от температуры изменения. Фактически термическое обесцвечивание синего йодо-крахмального комплекса является результатом ухудшения качества под воздействием высокой температуры или "распрямления" витков крахмала вокруг йода (ионов трииодида (I^-₃) или других). Данный феномен, называемый эффектом гистерезиса, обратим при температуре по крайней мере до 40^oC. Было обнаружено, что в йодо-крахмальном комплексе, заявленном в настоящем изобретении, молекулы начинают "распрямляться" при 40^oC. Колориметрические изменения начинают происходить при температуре порядка 50-60^oC, а полное обесцвечивание - при температуре около 60 - 80^oC.

Как указывалось выше, первоначально йод находится в йодо-крахмальном комплексе в виде ионов трииодида (I^-₃). Однако, как известно из техники, йод, применяемый для лечения или предотвращения вызванных недостатком йода болезней представляет собой элементарный или молекулярный йод. Неожиданно было обнаружено, что сухой йодо-крахмальный комплекс, в первую очередь содержащий I^-₃ , при введении его пациентам обеспечивает их требуемым элементарным йодом I₂, необходимым для лечения или предотвращения болезней, вызванных недостатком йода.

Для понимания того, как I₂ поступает в организм пациента, необходимо понять, как йод, находящийся преимущественно в виде трииодида высвобождается из крахмала. Существуют три различных способа высвобождения йода из молекул крахмала, а именно: а) термический при температуре свыше 40^oC, когда витки амилозы "распрямляются"; b) с помощью кислотного гидролиза крахмала до D-глюкозы в водном растворе; c) с помощью обработки альфа-амилазой.

Подробное описание двух последних способом смотри, например, "Крахмал, Химия и Технология", Робит. стр. 94.

Именно при применении последнего способа, т.е. при обработке альфа-амилазой происходит расщепление in vitro крахмала. Слюнная альфа-амилаза расщепляет крахмал (амилозу) на высшие олигосахариды и в конечном итоге глюкозу. В результате дальнейшей активности альфа-амилазы в желудке происходит дальнейшее расщепление крахмала и высвобождение йода. Другими ферментами, дополнительно расщепляющими данные фрагменты, являются гликозидазы (альфа-1-4 и альфа-1-б). Данные ферменты выделяются кистевидными клетками тонкого кишечника и поджелудочной железой. Данные ферменты не оказывают какого-либо воздействия на крахмал сами по себе, однако в результате их комбинированного действия завершается преобразование крахмала в D-глюкозу.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения йодо-крахмальный комплекс инкапсулируют с помощью, например, желатина. Заключенный в капсулу йодо-крахмальный комплекс достигает желудка в неповрежденном виде. Желудочные кислоты размягчают желатиновую капсулу таким образом, что ее содержимое, т.е. йодо-крахмальный комплекс высвобождается в верхней тонкой кишке. Комплекс затем подвергается воздействию содержимого верхней тонкой кишки, включающего альфа- амилазу, желчь и ферменты поджелудочной железы, содержащие амилазу и глюкзидазы. Амилаза с помощью желчи усваивает амилозу и тем самым высвобождает I^-₃ из комплекса.

I^-₃ не может существовать в виде молекулы (вне комплекса) и немедленно расщепляется на I₂ и I^-, I^- захватывается натрием, калием и белками, находящимися в продуктах питания и образует иодиды, в то время как I₂ абсорбируется в виде I₂, очевидно таким же образом, как и I₂, введенный с помощью водного носителя.

Из вышеизложенного следует, что йодо-крахмальный комплекс (I^-₃) оказался в соответствии с настоящим изобретением идеально подходящим для получения сухой композиции для орального применения, благодаря непосредственному преобразованию ионов трииодида в I₂ in vitro. Йодо-крахмальный комплекс в виде капсул согласно настоящему изобретению был использован при лечении женщин в связи с расстройствами, вызванными недостатком йода. Полученные с помощью сухой композиции результаты оказались такими же, что и полученные ранее результаты применения водной композиции.

Пример 1. Йодо-крахмальный комплекс, применяемый согласно настоящему изобретению может быть получен следующим способом. Крахмал помещают в водный раствор молекулярного йода (ВРМИ) при комнатной температуре (20^oC) (300 мг йода на литр) при соотношении 1 г крахмала на 100 мл ВРМИ и выдерживают в течение 12 ч при 20^oC. Раствор йода получают, поместив 50 г гранулированного йода в свободную от ионов воду при 20^oC на 4 дня. При данном сочетании происходит следующая химическая реакция: I₂+H₂O = HOI+I^-+I₂+I^-₃ Соотношение I₂ и I₃ зависит от температуры, как указывалось выше, причем при повышении температуры увеличивается количество I₃. Раствор пропускают через микропористый фильтр, после чего он готов для соединения с крахмалом, ВРМИ соединяется с амилозой крахмала и образует комплекс первоначально I^-₃ с витками амилозы I₂ и I^-, присутствующие в ВРМИ сжимаются в витках до I^-₃ . Именно благодаря данному сочетанию происходит колориметрическое изменение и окрашивание в синий цвет.

По истечении 12 ч нахождения раствора AM1 в крахмале отстоявшийся слой воды сливают и исследуют на наличие йода. Полученный йодо-крахмальный комплекс подвергают вакуумной сушке и затем механически распыляют, после чего он готов для инкапсулирования, предпочтительно при концентрации 3 мг йода на 100 мг крахмала.

Вышесказанная доза в 3 мг йода на 100 мг крахмала является предпочтительной суточной дозой, предназначенной для лечения вызванных недостатком йода болезней, таких как дисплазия молочной железы, рак молочной железы, эндометриоз и предменструальный синдром. Суточная доза 0,08 мг на килограмм массы тела является достаточной.

Идеальный комплекс содержит количество йода в составе йодо-крахмального комплекса, достаточное чтобы получить 3 мг I₂ на 100 мг крахмала таким образом, что может быть использовано непосредственное инкапсулирование без фильтров. Тем не менее величина конфигурации йода/амилазы может быть изменена, если это необходимо для инкапсулирования.

Несмотря на то, что применение дополнительных фармацевтических адъювантов не является необходимым, соответствующие фармацевтические адъютанты, наполнители, растворители и т. д. могут входить в состав фармацевтической композиции, если потребуется.

Пример 2. Сухой йодо-крахмальный комплекс, применимый для терапевтического использования, может быть также получен путем введения паров гранулированного йода в контакт с крахмалом.

Крахмал, Хайлон N 7, (100 г) введен во взаимодействие с 20 г гранулированного йода таким образом, чтобы между двумя компонентами не было прямого контакта. Йод сублимирует и образует комплекс с крахмалом за счет ничтожного количества влаги в крахмале.

Реакцию осуществляют в герметичном контейнере, а контакт между крахмалом и парами йода поддерживают в течение 10 дн при 20^oC. Конечную точку оценивают колориметрически, когда 3 мг йода, образуют комплекс со 100 мг крахмала.

Пример 3. Исследования Mimetix MX02-CLN-05.

В Сиэтле, штат Вашингтон (США) было проведено клиническое исследование, в ходе которого 92 женщины, страдающие кистозно- фиброзной мастопатией, по принципу слепого отбора принимали плацебо или от 2 до 5 мг/сут водного препарата двухатомного йода. Для определения степени тяжести болезни была применена оценочная шкала от 0 до 66, причем чем выше показатель, тем выше степень тяжести болезни.

В таблице приведены результаты оценки по шкале до и после лечения.

Разница в состоянии между группами, проходившими активное лечение и лечение с помощью плацебо, оказалась статистически значимой (p<0,001).

Приведено краткое изложение данных исследования Mimetix MX02-CLN-05.

Число женщин, принимающих препарат на февраль 1996 890 Возраст (средний ± среднеквадратичное отклонение) 48±10 лет Вес 69±13 кг Рост 162±6 см
Число принимающих 3 мг/сут 293
Число принимающих 6 мг/сут 591
Число принимающих 9 или 12 мг/сут 6
Приведенные данные показывают, что оптимальная доза, необходимая для лечения кистозно-фиброзной мастопатии, составляет 3 - 6 мг йода в сутки.

Формула изобретения

1. Применение сухого крахмалойодидного комплекса в качестве средства для лечения или профилактики заболеваний, вызванных нехваткой йода, таких как дисплазия молочной железы, рак молочной железы, эндометриоз, предменструальный синдром.

2. Применение по п.1, отличающееся тем, что крахмалойодидный комплекс содержит около 3 мг I₂ на 100 мг крахмала.

3. Применение по п.1, отличающееся тем, что крахмалойодидный комплекс содержит I^-₃ и I^-₅ - I^-₁₁.в

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2