Комплекс поливинилпирролидона и 1,4-ди-n-окиси 2,3-бис-(оксиметил)хиноксалина(диоксидина) и его применение в качестве антимикробного комплекса с пролонгированным эффектом

Комплекс на основе поливинилпирролидона и 1,4-ди-N-окиси 2,3-бис-(оксиметил)хиноксалина (диоксидина) формулы (I) обладает антибактериальной активностью по отношению к анаэробной и смешанной инфекции с пролонгированным эффектом.

Комплексы получают взаимодействием поливинилпирролидона с диоксидином в интервале весовых соотношений реагентов 10:1-6:1 (1:0.05-1:0.09 моль) в водном растворе при температуре 20-25°С. Структурная формула полученных комплексов подтверждена ИК-спектроскопией. Комплексы поливинилпирролидона с диоксидином обладают антибактериальным действием на аэробы и анаэробы, что позволяет их использовать против смешанной инфекции. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в терапии, стоматологии, гинекологии, хирургии, урологии и других областях, где возможно возникновение анаэробной или смешанной инфекции.

Предрасполагающими факторами к развитию этих инфекций могут являться: длительное применение антибиотиков; оперативные вмешательства и травмы, где наблюдалось около 38% случаев развития сепсиса; при гнойно-септических воспалительных процессах в брюшной полости этот параметр составляет 60-90%, а при абсцессах легких, печени и т.п. развитие инфекции достигает 80%. Значительное место в патогенезе эндогенной инфекции принадлежит синергизму микробов. Приблизительно 2/3 инфекций, в которых участвуют анаэробные возбудители, являются смешанными, однако комплексных препаратов действующих одновременно на анаэробы и аэробы практически нет.

К известным препаратам, обладающим активностью в отношении анаэробной и смешанной инфекции, используемых при оперативных вмешательствах, относятся хлоргексидинбиглюконат [Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 1993, т.2, с.415] и соли полигексаметиленгуанидиния [Патент РФ №2143905 от 13.01.1997, Бюл. №1, 2000]. Эти препараты используют для обработки рук медицинского персонала, гнойных ран, инъекционных и операционных полей, а также для стерилизации медицинского инструментария [Патент РФ №2122865 от 17.04.1997, Бюл. №34, 1998]. Известны антимикробные препараты, получившие широкое распространение в борьбе с анаэробной инфекцией, - это препараты метроимидозольного ряда (метронидазол, тинидазол, орнидазол) [Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина 1993, т.2, с.425; Ивченко В.И., Мельник В.М. Применение метронидазола и его орнидазол) [Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 1993, т.2, с.425; Ивченко В.И., Мельник В.М. Применение метронидазола и его аналогов в хирургии. Клиническая хирургия, 1983, №1, с.45-48], действие которых основано на ингибировании репликации ДНК бактерий. Однако эти вещества в воде растворяются с трудом и поэтому требуют неоднократного их использования. Значительной бактериальной активностью обладают некоторые производные хиноксолина. Установлено, что препараты этой группы высокоэффективны при острых бактериальных инфекциях, в том числе при инфекциях трудно поддающихся лечению другими антимикробными средствами, так как оказывают влияние на смешанную инфекцию. К инъекционным типам этой группы препаратов относится диоксидин [Машковский М.Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 1993, т.2, с.355-357]. Он эффективен при инфекциях, спровоцированных вульгарным протеем синегнойной палочкой, тигеллами, клебсиеллами, сальмонеллами, стафилококками, стрептококками, патогенными анаэробами, в том числе клостридиями, вызывающими газовую гангрену. Однако максимальная суточная доза этого препарата не должна превышать 0.7 г вещества, что соответствует 70 мл 1% раствора диоксидина. Это требует повторных инъекций, а длительность лечения зависит от тяжести заболевания, эффективности терапии и переносимости препарата пациентами, так как при его применении возможны побочные явления, что требует тщательного врачебного наблюдения. Поэтому проблема увеличения пролонгированных свойств диоксидина весьма назрела.

Создание препаратов на основе диоксидина, обладающих пролонгированным действием, является актуальной задачей, поскольку позволит сократить количество препарата, используемое для лечения тяжелобольных.

Наиболее близким аналогом является препарат с пролонгированным действием, полученный на основе поливинилпирролидона и метронидазола, терапевтическая активность антибактериального средства сохраняется и практически не действует на аэробы. Более того, следует особо подчеркнуть, что в результате широкого применения метронидазола в клинической практике для лечения тяжелых гнойно-воспалительных процессов различной локализации: гнойных плевритов, эмпиемы плевры, абсцесса легкого, перитонитов, циститов, ран с наличием глубоких полостей, абсцессов мягких тканей, флегмон и т.п., в последнее время отмечается нарастающая до 40% резистентность к этому препарату.

Целью настоящего изобретения является получение антимикробного комплекса на основе поливинилпирролидона и 1,4-ди-N-окиси 2,3-бис-(оксиметил)хиноксалина (диоксидина), обладающей антибактериальной активностью по отношению к анаэробной и смешанной инфекции с пролонгированным эффектом.

Указанная цель достигается тем, что для получения комплекса к водному раствору поливинилпирролидона с ММ от 9000 до 35000 при температуре 20-25°С и перемешивании добавляется водный раствор диоксидина при весовом соотношении компонентов 10:1÷6:1(1:0.05÷1:0.09 мольное).

Структурная формула полученного комплекса соответствует следующему строению:

ММ комплексов 9900-39000

Строение полученного комплекса подтверждается данными ИК-спектроскопией.

В ИК-спектрах полоса при 1681 см^-1, характерная для валентных колебаний С=О групп в поливинилпирролидоне, в комплексах является дублетной с компонентами при ν=1670 и 1681 см^-1, что свидетельствует об образовании водородной связи между >С=О^...Н-О-СН₂ [Водородная связь / под редакцией Соколова Н.Д. М.: Наука, 1981, с.283; Кирш Ю.Э. Поли-N-винилпирролидон и другие поли-N-виниламиды. М.: Наука, 1998, с.98]. Одновременно в ИК-спектре модифицированного полимера появляется полоса при 1300 см-¹, что свидетельствует о наличии в макромолекулах свободной ≥N→O и отсутствии водородных связей по этой группе. Полоса при 3458 см^-1, характерная для межмолекулярной водородной связи в исходном полимере, смещается в область 3400 см^-1, интенсивность полосы ν=1170 см^-1, характерной для колебания связанных групп С-ОН, значительно снижается. Вовлечение второй гидроксильной группы диоксидина в процесс межмолекулярного взаимодействия с поливинилпирролидоном незначительно, так как полученные комплексы полностью растворимы.

Изложенное выше иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение комплекса I взаимодействием поливинилпирролидона ММ=9000 с диоксидином при весовом отношении компонентов 10:1 соответственно (1:0.05 моль).

К раствору 4 г (0.0360 моля) поливинилпирролидона в 20 мл воды при 20°С добавляют раствор 0.4 г (0.0018 моля) диоксидина в 16 мл воды и перемешивают. Строение выделенного лиофильным выслушиванием комплекса I доказывают ИК-спектроскопией. Молекулярная масса, определенная вискозиметрическим методом, составляет 9900±200. Количество звеньев в макромолекулах согласно формуле составляет n=77, m=4.

Пример 2. Получение комплекса II взаимодействием поливинилпирролидона ММ=35000 с диоксидином при весовом отношении компонентов 10:1 соответственно (1:0.05 моль). Синтез и исследование полимерного комплекса осуществляют аналогично примеру 1.

К раствору 4 г (0.0360 моля) поливинилпирролидона в 20 мл воды добавляют при 25°С раствор 0.4 г (0.0018 моля) диоксидина в 16 мл воды. ММ полученного комплекса 39000±500; n=299, m=16.

Пример 3. Получение комплекса III взаимодействием поливинилпирролидона ММ=9000 с диоксидином при весовом отношении компонентов 6:1 соответственно (1:0.09 моль). Синтез и исследование полимерного комплекса осуществляют аналогично примеру 1.

К раствору 4 г (0.0360 моля) поливинилпирролидона в 26 мл воды добавляют при 25°С раствор 0.72 г (0.0032 моля) диоксидина в 36 мл воды. ММ полученного комплекса 11000±300; n=64, m=7.

Исследование антибактериальной активности полученных комплексов

В работе по идентификации аэробной и анаэробной микрофлоры использовали бактериологический комплекс "Autosceptor". К испытуемым 1% препаратам добавляли 20-часовые культуры тест-штаммов бактерий. Плотность культуры соответствовала 10⁹ КОЕ/мл. Анаэробные микроорганизмы выделяли в чистой культуре и идентифицировали с помощью бак-анализатора "Autosceptor" ("Becton-Dickinson", США). Для выращивания анаэробных организмов использовали систему BBl GasPak (США) с посевом материала на агар Schaedler с добавлением крови. Учет результата роста колоний бактерий на плотных питательных средах проводили через 48 часов инкубации при 37°С в анаэробных условиях (80% азота, 10% углекислого газа, 10% водорода). Опыты проводили в сравнении с 1% раствором диоксидина и 0.5% раствором метронидазола. В качестве контроля использовали соответствующие питательные среды, в которые вместо исследуемых комплексов и низкомолекулярных антибактериальных препаратов вносили дистиллированную воду. Результаты анализа представлены в Таблице 1. Приведенные результаты свидетельствуют, что полученные композиции на основе поливинилпирролидона и диоксидина антимикробного действия полученных комплексов (1% по отношению к диоксидину) показали, что концентрация диоксидина на терапевтическом уровне при одноразовом их использовании сохранялась в течение 48 часов.

Таблица 1
Антимикробные свойства комплексов, диоксидина, метронидазола и прототипа in vitro
Препарат	Аэробы	Анаэробы
E.coli	Pseudomon. aerugmosa	Acinetobacter baumanii	Staphylococcus aureus	Bacteroides fragilis	Bacteroides distasonis	Peptococcus asaccharolyticus	Clostridium septicum
Комплекс I	S	S	S	S	S	S	S	S
Комплекс II	S	S	S	S	S	S	S	S
Комплекс III	S	S	S	S	S	S	S	S
Диоксидин	S	S	S	S	S	S	S	S
Метронидазол	R*	R	R	R	S	S	S	S
Прототип (метропол)	R*	R	R	R	S	S	S	S
Примечание:	- в дозе 1 мл 1% водного раствора на 0.1 мл микробной взвеси
	R - рост микроорганизмов продолжается,
	S - полное подавление микроорганизмов
	* определение проводилось до 1000 мкг/мл

1. Комплекс поливинилпирролидона и 1,4-ди-N-окиси 2,3-бис-(оксиметил)хиноксалина (диоксидина), формулы

2. Применение комплекса по п.1 в качестве антимикробного комплекса с пролонгированным эффектом.