Лекарственное средство для лечения кератоконуса и других дегенеративных заболеваний роговицы и фармацевтические препараты на его основе

Авторы патента:

КОРИГОДСКИЙ Александр Робертович (RU)

A61P27/02 - офтальмологические агенты

A61K31/7088 - соединения, содержащие три или более нуклеозида или нуклеотида

A61K31/7042 - Соединения, содержащие сахаридные радикалы и гетероциклические кольца

A61K31/13 - амины, например амантадин (A61K 31/04 имеет преимущество)

A61K2121/00 - Лекарства и медикаменты для терапевтических, стоматологических или гигиенических целей (изготовление специальных лекарственных форм A61J; химические аспекты или использование материалов для дезодорации воздуха, для дезинфекции или стерилизации или для бандажей, перевязочных средств, впитывающих прокладок или хирургических приспособлений A61L; соединения как таковые C01, C07,C08,C12N; мыла C11D; микроорганизмы как таковые C12N)

Владельцы патента RU 2683651:

ЗАХАРОВ Иван Дмитриевич (RU)
КОРИГОДСКИЙ Александр Робертович (RU)

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и предназначено для лечения кератоконуса и других дегенеративных заболеваний роговицы. Лекарственное средство для лечения кератоконуса и других дегенеративных заболеваний роговицы содержит в качестве активного компонента, обеспечивающего терапевтическое сшивание, эффективное количество первичного или вторичного амина с функциональными группами в виде соли или в составе комплексного соединения переходного металла или их смеси. Использование изобретения позволяет повысить эффективность лечения кератоконуса и других дегенеративных заболеваний роговицы за счет улучшения питания роговицы и увеличения ее упруго-прочностных характеристик. 20 з.п. ф-лы, 4 табл., 15 пр.

Область техники

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и предназначено для лечения дегенеративных заболеваний роговицы, таких как кератоконус и других кератэктазий.

Уровень техники

Дегенеративные (дистрофические) заболевания роговицы вызываются нарушением обменных процессов и характеризуются прогрессирующим нарушением тканевой структуры роговицы и необратимой потерей зрения.

Одним из самых распространенных заболеваний, являющихся следствием дистрофии и разрушения структуры роговицы, является «кератоконус», представляющий собой невоспалительную прогрессирующую эктазию центральной части роговицы при нормальном внутриглазном давлении и относящееся к числу серьезных офтальмологических заболеваний. Частота кератоконуса в последние года значительно выросла и составляет не менее 1 на 1000 человек (Ю.Б. Слонимский, А.Ю. Слонимский. «Кератоконус. Современные представления о болезни, тактика ведения больных, радикальная хирургия». http://www.sfe.ru/information/articles/keratokonus.html - [2]). В настоящее время установлено, что одной из главных причин этой патологии соединительной ткани роговой оболочки глаза является снижение уровня поперечной связанности коллагена (Harding J.J., Crabbe M.J.C. «Cross-linking sites of corneal and sclera collagens and their relationship to keratoconus and degenerative myopia» // Ophtalmic Res., 1980, 12, 139-142 - [1]).

Кроме первичного прогрессирующего кератоконуса, нарушение питания и разрушение ткани роговицы происходит при кератэктазиях другого происхождения, а именно, при ятрогенной кератоэктазии после ЛАСИКа, а также пеллюцидной маргинальной дистрофии и кератомаляции.

Целенаправленные биомеханические исследования показали, что упруго-прочностные параметры и, в частности, модуль упругости роговицы при кератоконусе существенно ниже, чем соответствующие показатели роговицы здоровых глаз (Иомдина Е.Н. «Механические свойства тканей глаза человека». Современные проблемы биомеханики, Изд-во МГУ, 2006, №11, 183-200 - [3]).

Для лечения кератоконуса сравнительно недавно был предложен эффективный метод, предусматривающий повышение биомеханической стабильности роговицы за счет увеличения поперечной связанности коллагена - кросс-линкинг (Wollensak G, Spoerl Е, Seiler Т. «Riboflavin/ultraviolet-A-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus». Am. J. Ophthal. mol. 2003, 135, 620-627 - [4]). Процедура кросс-линкинга заключается в облучении стромы роговицы ультрафиолетом определенной длиной волны (365 нм) на фоне периодических инсталляций фотосенсибилизатора - рибофлавина.

Недостатком данного вмешательства является необходимость его проведения в условиях амбулаторной операционной, а также необходимость инструментального удаления эпителия (без проведения деэпитализации диффузия рибофлавина через поверхностный слой роговицы не происходит), что приводит к временной нетрудоспособности пациента и несет в себе риск последующих осложнений. Кроме того, при развитом кератоконусе проведение кросс-линкинга не показано, поскольку из-за истонченности роговицы облучение ультрафиолетовым светом может проникнуть за пределы стромы роговицы и привести к гибели клеток эндотелия.

Сущность изобретения

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании лекарственного средства, способствующего улучшению питания роговицы и увеличению ее упруго-прочностных характеристик. Дополнительной задачей является разработка фармацевтического препарата для укрепления роговицы при его неинвазивном введении в конъюнктивальную полость, например, с помощью обычных инсталляций или в форме глазной лекарственной пленки (далее - ГЛП). Еще одной задачей является создание лекарственного средства, основные компоненты которого предпочтительно были бы продуктами природного происхождения или получены на основе таких продуктов и, соответственно, характеризовались бы минимальной иммунной реакцией организма и меньшей вероятностью побочных эффектов, нежели известные аналоги.

Техническим результатом является укрепление ткани роговицы и улучшение ее питания при дегенеративных заболеваниях роговицы и, в частности, при кератоконусе, путем применения предлагаемого лекарственного средства.

Технический результат достигается за счет создания и использования лекарственного средства для лечения кератоконуса и других дегенеративных заболеваний роговицы, содержащего в качестве активного компонента эффективное количество амина с функциональными группами в виде соли или в составе комплексного соединения переходного металла или их смеси. Содержащийся в заявляемом лекарственном средстве амин с функциональными группами различной природы, способствует укреплению роговицы глаза и повышению ее биомеханической стабильности за счет эффективного поперечного сшивания коллагеновых цепей.

Используемые амины с функциональными группами (далее также АФГ) в соответствии с настоящим изобретением имеют в своем составе первичные и/или вторичные и/или третичные аминогруппы, а также гуанидиновые и/или гидроксильные, и/или альдегидные группы. Все эти функциональные группы, за исключением третичных аминогрупп, потенциально являются реакционноспособными и могут участвовать в процессах сшивки коллагеновых молекул. При этом в молекуле амина с функциональными группами, выполняющего роль сшивающего агента, таковых должно быть не менее двух.

Особым критерием в выборе этих материалов является их нетоксичность или минимальная токсичность, поэтому большинство из используемых соединений - природного происхождения.

В соответствии с настоящим изобретением в качестве аминов с функциональными группами могут применяться аминоспирты, аминокислоты, производные этих аминокислот, олигопептиды, полипептиды, полиамины, производные 3-гидрокси-2-метилпиридина, аминосахариды или их смесь.

В качестве аминоспиртов используются синтетические первичные амины, содержащие две и более гидроксиметильные группы, например: 2-амино-2-метил-1,3-пропандиол, трис(гидроксиметил)аминометан или их смесь.

В качестве аминокислот используются известные природные и синтетические аминокислоты, содержащие основные амино- или гуанидиновую группы, например: 2,4-диаминобутановая кислота, орнитин (2,5-диаминопентановая кислота), лизин (2,6-диаминогексановая кислота), гидроксилизин (2,6-диамино-5-гидроксигексановая кислота), 2,7-диаминогептановая кислота, 2,8-диаминооктановая кислота, 2,9-диаминононановая кислота, 2,10-диаминодекановая кислота, 2,12-диаминододекановая кислота, аргинин (2-амино-5-гуанидиновалериановая кислота) или их смесь. При этом могут быть использованы D-, L-(природные) оптические изомеры или их D,L-смесь (рацемат) указанных аминокислот.

В качестве производных приведенных выше аминокислот используются их лактамы и сложные эфиры (содержащие этерифицированные аминокислотные карбоксильные групп).

В качестве лактамов используются лактамы 2,4-диаминобутановой кислоты, орнитина (2,5-диаминопентановой кислоты), лизина (2,6-диаминогексановой кислоты), гидроксилизина (2,6-диамино-5-гидроксигексановой кислоты), 2,7-диаминогептановой кислоты, 2,8-диаминооктановой кислоты, 2,9-диаминононановой кислоты, 2,10-диаминодекановой кислоты, 2,12-диаминододекановой кислоты или их смесь. При этом могут быть использованы лактамы D-, L-(природные) оптических изомеров или их D, L-смесь (рацемат) указанных аминокислот.

В качестве сложных эфиров, приведенных выше аминокислот, используют их этиловый эфир, пропиловый эфир, изопропиловый эфир, трет-бутиловый эфир, каприловый эфир, ундециловый эфир, лауриловый эфир, миристиловый эфир, олеиловый эфир, стеариловый эфир, эфир 1,2-пропиленгликоля, эфир 1,3-бутиленгликоля, эфир 1,4-бутиленгликоеля, эфир глицерина или их смесь. При этом, могут быть использованы лактамы D-, L-(природные) оптических изомеров или их D, L-смесь (рацемат) указанных аминокислот.

В качестве олигопептидов используют гетеромерные олигопептиды, имеющие, по крайней мере, одно звено L-орнитина, L-лизина или L-гидроксилизина, например, дипептиды: L-аланин-L-лизин, L-аргинин-L-лизин, L-валин-L-лизин, L-гидроксилизин-L-лизин, L-гидроксипролин-L-лизин, L-гистидин-L-лизин, глицин-лизин, L-изолейцин-L-лизин, L-лейцин-L-лизин, L-метионин-L-лизин, L-пролин-L-лизин, L-серин-L-лизин, L-тирозин-L-лизин, L-треонин-L-лизин, L-триптофан-L-лизин, L-фенилаланин-L-лизин, L-цистеин-L-лизин или их смесь, или трипептиды: L-аланин-L-гистидин- L-лизин, L-аргинин-L-гистидин-L-лизин, L-валин -L- гистидин-L-лизин, L-гидроксилизин-L-гистидин-L-лизин, L-гидроксипролин-L-гистидин- L-лизин, L-гистидин-L-гистидин-L-лизин, глицин-L-гистидин-L-лизин, L-изолейцин-L-гистидин-L-лизин, L-лейцин-L-гистидин-L-лизин, L-лизин-L-гистидин-L-лизин, L-метионин-L-гистидин-L-лизин, L-пролин-L-гистидин-L-лизин, L-серин-L-гистидин-L-лизин, L-тирозин-L-гистидин-L-лизин, L-треонин-L-гистидин-L-лизин, L-триптофан-L-гистидин-L-лизин, L-фенилаланин-L-гистидин-L-лизин, L-цистеин-L-гистидин-L-лизин или их смесь.

В качестве полипептидов используют гомомерные соединения, полученные на основе аминокислот, содержащих две аминогруппы: поли-L-орнитин, поли-L-лизин, поли-L-гидроксилизин, поли-L-аргинин или их смесь. При этом используют соединения, имеющие молекулярную массу от 300 (соответствует димеру) до 30000.

В качестве полиаминов могут использоваться природные или модифицированные природные соединения, содержащие 2-4 основные аминогруппы или гуанидиновые группы, в частности:

- диамины или аминогуанидины: путресцин (1,4-диаминбутан), 2-гидроксипутресцин, кадаверин (1,5-пентаметилендиамин), агматин [1-(4-аминобутил)гуанидин], 1,8-диаминооктан, 1,12-диаминододекан, 2,2'-(этилендиокси)бис(этиламин), 4,9-диокса-1,12-додекандиамин, 3,6,9-триокса-1,11-ундекандиамин, 4,7,10-триокса-1,13-тридекандиамин;

- спермидин и его производные: 1-метилспермидин, 2-метилспермидин, 3-метилспермидин, 8-метилспермидин, 1,1-диметилспермидин, 2,2-диметилспермидин, 3,3-диметилспермидин, 5,5-диметилспермидин, 5,8-диметилспермидин, 8,8-диметилспермидин, 2-гидроксиспермидин, гомоспермидин;

- спермин и его производные: спермин, 1-метилспермин, 6-метилспермин, 1,12-диметилспермин, 5,8-диметилспермин, 1,1,12,12-тетраметилспермин, 3,3,10,10-тетраметилспермин, норспермин, или их смесь.

В качестве производных 3-гидрокси-2-метилпиридина используются природные соединения различного строения, содержащие основную третичную аминогруппу, например: пиридоксин, пиридоксин-5-фосфат, пиридоксаль, пиридоксаль-5-фосфат, пиридоксамин, пиридоксамин-5-фосфат или их смесь.

В качестве аминосахаридов используют природные соединения, содержащие основную первичную аминогруппу, например: D-глюкозамин (хитозамин) (2-амино-2-дезокси-В-глюкоза), D-галактозамин (хондрозамин) (2-амино-2-дезокси-D-галактоза), D-маннозамин (2-амино-2-дезокси-D-манноза), D-фукозамин (2-амино-2,6-дидезокси-D-галактоза), нейраминовая кислота (5-амино-3,5-дезокси-D-глицеро-D-галактононулозоновая кислота) или их смесь.

Вышеназванные олигопептиды и полипептиды, а также полиамины из-за своей высокой эффективности могут использоваться в качестве лекарственного средства в концентрациях меньших, чем заявляемые интервалы концентраций, приведенные ниже для разных типов фармацевтических препаратов. Эта концентрация может составлять 0,05-0,3 вес.%. Однако предпочтительно их использовать в сочетании с другими АФГ, например, с аминокислотами, так, чтобы суммарная концентрация обоих типов сшивателей находилась в заявляемом интервале.

АФГ имеют в своем составе основные аминогруппы и их водные растворы имеют щелочную реакцию. Поэтому их использование возможно только в нейтрализованной форме - в виде соли или комплексного соединения с катионом переходного металла. Такого рода соль может быть получена при нейтрализации амина с функциональными группами кислотой.

В качестве кислот для нейтрализации АФГ в соответствии с настоящим изобретением используются низкомолекулярные кислоты синтетического или природного происхождения, имеющие одну или несколько кислотных групп и образующие нетоксичные или малотоксичные соли, например: неорганические - хлористоводородная, бромистоводородная, азотная, серная, фосфорная кислота или органические кислоты - уксусная, дихлоруксусная, пивалевая (триметилуксусная кислота), гликолевая, молочная, аскорбиновая, пеларгоновая, каприновая, ундециловая, лауриновая, миристиновая, ундециленовая, сорбиновая, янтарная, фумаровая, адипиновая, себациновая, азелаиновая кислотаазелаинова, яблочная, винная, лимонная кислота, или глутароновая, или глутаминовая, или пироглутаминовая, или аспарагиновая кислота, или аскорбиновая, или валерьяновая, или пеларгоновая, или каприновая, или ундециловая, или лауриновая, или миристиновая, или ундециленовая, или сорбиновая, или пировиноградная кислота, или янтарная, или фумаровая, или малеиновая, или адипиновая, или пимелиновая, или себациновая, или азелаиновая кислота, или яблочная, или винная, или лимонная, никотиновая (витамин PP), салициловая, 2-[(2,6-дихлорфенил)амино]бензолуксусная (Диклофенак), галловая (3,4,5-триоксибензойная кислота), пантоеновая, пантотеновая (витамин B3), фолиевая (витамин B9), азиатиковая, мадекассоновая кислота или их смесь.

Низкомолекулярные кислоты могут использоваться также в частично нейтрализованной форме, которую получают при их нейтрализации основанием до степени нейтрализации не более 0,8. При этом в качестве основания используются гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов (Na, К, Ca, Mg), амины: аммиак, первичные, вторичные, третичные органические амины или их смеси.

Кроме низкомолекулярных кислот для нейтрализации АФГ могут использоваться полимерные кислоты: полиакриловая кислота, сополимеры акриловой кислоты, их частично нейтрализованная соль или их смесь, причем в качестве сополимеров акриловой кислоты используют метакриловую, малеиновую, итаконовую кислоту, N-винилпирролидон или их смесь.

Указанные полимерные кислоты имеют молекулярную массу 300-5000000, предпочтительно сравнительно небольшую молекулярную массу 1000-30000. Из-за такой сравнительно невысокой молекулярной массы эти полимеры легко проникают в роговицу через эпителий, а также легко выводятся из организма.

С другой стороны, в соответствии настоящим изобретением в качестве полимерной кислоты используется сшитая полиакриловая кислота и ее сополимеры с C10-30-алкилакрилатами (Carbopol®, Noveon, Inc.) или ее частично нейтрализованная форма, выполняющие одновременно роль нейтрализующего агента для АФГ и гелеобразователя. Из-за сшитой структуры она принципиально не может проникнуть внутрь роговицы через многослойный эпителий и переднюю пограничную мембрану. В то же время, АФГ, иммобилизованные в виде катионов на полимерном геле, могут высвобождаться в результате гидролиза, проникать в роговицу и оказывать соответствующее укрепляющее действие.

На основе используемых полимерных кислот и органических аминов, содержащих две и более аминогруппы, при стехиометрическом соотношении компонентов или близким к нему получают супрамолекулярные системы, соответственно, лестничной или решетчатой структуры. От упорядоченных систем следует ожидать пролонгированного действия благодаря многоцентровому связыванию полиаминов и пониженной диффузионной подвижностью этой супрамолекулярной системы в целом.

Известно, что такие металлы, как цинк, медь, железо принимают участие в метаболизме соединительной ткани, в частности, в процессе образования стабилизирующих поперечных связей в коллагеновом волокне, а также в функционировании антиокислительной защитной системы организма (см. Е.Н. Иомдина. «Биомеханика склеральной оболочки глаза при миопии: диагностика нарушений и их экспериментальная коррекция». Дисс. докт. биол. наук. М., 2000, 316 с. - [5]). Поэтому введение в лекарственное средство соединений переходных металлов (меди и цинка) для решения поставленной задачи укрепления ткани роговицы физиологически целесообразно.

Кроме того, наличие этих металлов в составе глазных капель также оправдано, поскольку препараты - меди сульфат и цинка сульфат в виде 0,25-1,0%-ных растворов применяются в качестве антисептического и вяжущего средства при конъюнктивитах, блефаритах, кератитах.

Наилучшей формой использования этих переходных металлов в соответствии с настоящим изобретением является их применение в иммобилизованном виде - в виде комплексных соединений с используемыми аминами. Указанные катионы переходных металлов взаимодействуют с основными аминами, а также аминокислотами, давая устойчивые нейтральные комплексы (координационные соединения) (см. «Координационная химия» Скопенко В.В., Цивадзе А.Ю, Савранский Л.И, Гарновский А.Д. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007, 487 с. - [6]).

Как известно, в комплексных соединениях центральный атом (комплексообразователь) связывает одну или несколько молекул лиганда в зависимости от координационного числа комплексообразователя и дентности лиганда (количество в нем функциональных групп - связывающих центров).

Амины с функциональными группами при взаимодействии с катионами переходных металлов обычно выступают как бидентные лиганды. В то же время, катионы Cu²⁺ и Zn²⁺имеют координационное число 4, поэтому при взаимодействии аминов с функциональными группами они образуют устойчивые комплексные соединения с двумя молекулами этих лигандов. (см. Conato С.; Contino A.; Maccarrone G.; Magr A.; Remelli M.; Tabb G. «Copper (II) complexes with 1-lysine and 1-omithine: is the side-chain involved in the coordination? - A thermodynamic and spectroscopic study». Thermochimica Acta, 362, №1, 2000, 13-23. - [7];. Н.Г. Фурманова, Ж.И. Бердалиева, Т.С.Черная, В.Ф. Реснянский, Н.К. Шыйтиева, К.С. Сулайманкулов. «Синтез и кристаллические структуры координационных соединений пиридоксина с сульфатами цинка и кадмия». Кристаллография. 2009, 54, №2, 255-261-[8]).

Указанные переходные металлы - катионы CU²⁺ и Zn²⁺ используются в составе солей со следующими анионами: хлорид, бромид, нитрат, сульфат, ацетат, гликолат, лактат или их смесь.

Все перечисленные соединения АФГ (сшивающие соединения) - разновидности заявленного лекарственного средства, применяемого для укрепления роговицы.

Настоящее техническое решение предусматривает использование лекарственного средства в различных лекарственных формах:

- в виде водного раствора для инстилляций;

- в виде глазного геля (отличается от раствора большей концентрацией гелеобразователя), закладываемого за нижнее веко;

- на полимерных носителях: в составе глазной лекарственной пленки, закладываемой за нижнее веко, и лечебных контактных линз, помещаемых на поверхность роговицы.

Получение лекарственного средства

Заявленное лекарственное средство (соединение АФГ) может быть получено в водной среде и применяться без выделения в виде раствора. Лекарственное средство может быть получено в среде этанола или смеси вода-этанол, предпочтительно в концентрированном виде, и применяться без выделения, например, для получения лекарственных пленок или контактных линз.

Лекарственное средство может быть выделено после получения в сухом виде при удалении используемых растворителей и в дальнейшем использоваться для приготовления соответствующих растворов. Следует также отметить, что некоторые соединения АФГ выпускаются в качестве реактива.

Кроме того, соединения АФГ, будучи расплавленными, могут перерабатываться совместно с полимерным связующим в глазные лекарственные пленки, например, экструзионным способом.

Лекарственные средства, состоящие из соли АФГ, приготовляются при нейтрализации исходного основного АФГ соответствующей кислотой, взятой в стехиометрическом количестве или близким к нему, что определяется необходимым конечным значением рН. Поскольку кислоты, используемые для нейтрализации АФГ в соответствии с настоящим изобретением, в большинстве своем, слабые, их необходимо использовать в количествах, превышающих стехиометрические для достижения нейтральных значений pH. Реакция получения соли АФГ проводится в дистиллированной воде, изотоническом растворе, этаноле, или их смеси.

Подобная композиция может быть также получена при растворении в водной среде уже имеющейся (предварительно полученной) соли амина с функциональными группами и кислоты, обычно, сильной, например, хлористовод сродной. В этом случае корректировка величины pH до необходимого значения может осуществляться добавлением соответствующих количеств основания, предпочтительно амина, например, трис(гидроксиметил)аминометана, L-лизина или пиридоксина.

Для нейтрализации соединений АФГ используют низкомолекулярные и полимерные кислоты. Кроме самой полиакриловой кислоты или сополимеров акриловой кислоты или сшитой полиакриловой кислоты и ее сополимеров с C10-30-алкилакрилатами используется их частично нейтрализованная форма или их смесь.

Частично нейтрализованную форму полимерных кислот получают при нейтрализации полимерной кислоты основанием до степени нейтрализации не более 0,7. При этом в качестве основания используются гидроксиды щелочных металлов (Na, K), амины: аммиак, первичные, вторичные, третичные амины или их смеси.

Как известно, на комфортность глазных капель большое влияние оказывает значение pH. Большинство глазных капель имеет pH в пределах 5,0-9,0. При значениях pH>9 и <5,0 глазные капли вызывают при закапывании негативную реакцию (сильное слезотечение и чувство жжения).

Заявляемое лекарственное средство, предназначенное для укрепления роговицы, должна иметь pH 5,5-8,0, предпочтительно 7,0-7,4.

Лекарственные средства на основе комплексного соединения переходного металла приготовляются при взаимодействии АФГ с солью соответствующего переходного металла (Cu²⁺ или Zn²⁺), взятой в стехиометрическом количестве или близким к нему, что определяется необходимым конечным значением pH. Реакция проводится в водной среде или этаноле. Подобная композиция может быть также получена при растворении в водной среде уже имеющегося (предварительно полученного) комплексного соединения на основе АФГ и соответствующей соли переходного металла.

Водный раствор лекарственного средства может быть получен на основе дистиллированной воды, изотонического раствора или их смеси.

В качестве изотонического раствора используют физиологический (0,9 вес.% NaCl), сбалансированный физиологический раствор BBS (раствор Хенкса) или водные растворы неионных соединений, такие как глицерин, сорбит, маннит, пропиленгликоль или декстроза, концентрация которых, предпочтительно, не более 5 вес.%. При получении в дистиллированной воде раствора соединения АФГ с концентрацией меньшей, чем изотоническая, его желательно изотонировать введением соответствующего количества изотонической добавки (в сухом виде).

В лекарственное средство может вводиться полимерный гелеобразователь, обычно нейтральный, или он может быть изначально использован в качестве водной среды при получении раствора или вноситься в уже приготовленный водный раствор лекарственного средства в концентрированном виде.

Способ получения гелеобразователя на основе сшитой полиакриловой кислоты и ее сополимеров с C10-30-алкилакрилатами, имеющей кислую реакцию, включает предварительное диспергирование этих полимерных кислот в воде при перемешивании и последующую нейтрализацию основанием, в качестве которого используются гидроксиды щелочных металлов (Na, K) или амины: аммиак, первичные, вторичные, третичные амины, включая АФГ, или их смеси.

Фармацевтические препараты для лечения кератоконуса и других дегенеративных заболеваний роговицы на основе лекарственного средства.

В рамках настоящей заявки также заявлены несколько фармацевтических препаратов на основе описанного выше лекарственного средства.

Раствор для инстилляций

Фармацевтический препарат в виде водного раствора на основе заявленного лекарственного средства может быть получен на основе дистиллированной воды, изотонического раствора или их смеси.

В качестве изотонического раствора используют физиологический (0,9 вес.% NaCl), сбалансированный физиологический раствор BBS (раствор Хенкса) или водные растворы неионных соединений, такие как глицерин, сорбит, маннит, пропиленгликоль или декстроза. При получении в дистиллированной воде раствора лекарственного средства с концентрацией меньшей, чем изотоническая, его желательно изотонировать введением соответствующего количества изотонической добавки (в сухом виде).

В соответствии с настоящим техническим решением концентрация лекарственного средства в растворе для укрепления роговицы предпочтительно составляет 0,10-7,0 вес.%. При больших концентрациях возможны нежелательные побочные эффекты, например, раздражение прилегающих тканей. При меньших концентрациях эффект от использования лекарственного средства незначителен.

Для пролонгирования действия заявленный препарат в виде раствора может содержать полимерный гелеобразователь: гиалуроновую кислоту, хондроитинсульфат, поливиниловый спирт, метилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилгуар, или полиэтиленгликоль-полипропиленгликоль-полиэтиленгликоль блок-сополимеры, например, Kolliphor® P188 и P407 (Lutrol® F68 и F127), BASF, Na-карбоксиметилцеллюлозу, соли сшитой полиакриловой кислоты и ее сополимеров с C10-30-алкилакрилатами (Carbopol®, Noveon, Inc.).

Содержание гелеобразователя составляет 0,1-25,0 вес.%. Такой широкий диапазон концентраций позволяет получать фармацевтические препараты с разнообразными свойствами. Так, лекарственное средство для лечения кератоконуса при малом содержании гелеобразователя (см. таблицу 1) может быть использовано в виде глазных капель, а при большом (см. таблицу 2) - в виде глазного геля с пролонгированном действием. При этом необходимо отметить, что вязкость водного раствора определяется не только содержанием в ней гелеобразователя, но и природой и молекулярной массой последнего.

Водные растворы полиэтиленгликоль-полипропиленгликоль-полиэтиленгликоль блок-сополимеров Kolliphor® P237, P338, P407, используемые в качестве гелеобразователя, при концентрациях 16-25 вес.% при температуре, близкой к температуре тела, становятся значительно более вязкими (обратимое термоотверждение), что обеспечивает эффект дополнительного пролонгирования при введении.

В раствор, предназначенный для использования в виде глазных капель, после введения основных компонентов могут добавляться консерванты и другие дополнительные ингредиенты.

Таблица 1
Состав фармацевтического препарата в виде водного раствора для укрепления роговицы
Компонент	Содержание, вес.%
лекарственное средство (соединение АФГ)	0,10-7,0
гелеобразователь	0-5,0
изотоническое вещество	0-5,0
консервант и вспомогательные компоненты	0-0,3
дистиллированная вода	остальное

Таблица 2
Состав фармацевтического препарата в виде глазного геля для укрепления роговицы
Компонент	Содержание, вес.%
лекарственное средство (соединение АФГ)	0,10-7,0
гелеобразователь	2,0-25,0
изотоническое вещество	0-5,0
консервант и вспомогательные компоненты	0-0,3
дистиллированная вода	остальное

Применение лекарственного средства с использованием полимерных глазных лечебных контактных линз

Лечебные контактные линзы получили широкое распространение при лечении эндотелиально-эпителиальной дистрофии роговицы, при ряде таких тяжелых заболеваний, как длительно незаживающие, рецидивирующие эрозии роговицы, язвы роговицы, при травмах, вызванных термическими и химическими ожогами. Как правило, в качестве лечебных линз используются высокогидрофильные (содержание воды более 50%) мягкие контактные линзы, обычно имеющие нулевую или слабые степени оптической силы. Высокая степень гидратации материала мягкой контактной линзы обеспечивает высокую кислородную проницаемость. В лечебные контактные линзы лекарственное вещество вводится в процессе их получения или поступает в процессе предварительного насыщения этим веществом, например, антибиотиком непосредственно перед применением.

Таким же образом может быть получен фармацевтический препарат в виде контактных линз, предназначенный для укрепления роговицы при лечении кератоконуса. Для этого лекарственное средство должно быть введено в состав контактных линз или однократно в процессе их получения или каждый раз перед использованием при выдержке контактных линз в водных растворах лекарственного средства.

В частности, для насыщения действующим соединением гидрофильные контактные линзы помещаются в водные растворы лекарственного средства. Выдержка в этих растворах осуществляется в обычных условиях в течение 2-10 ч. После этого лечебные контактные линзы, содержащие в качестве действующего соединения сорбированное лекарственное средство, могут использоваться для лечения кератоконуса.

Применение лекарственного средства с использованием полимерных глазных лекарственных пленок

Применение фармацевтических препаратов в виде глазных лекарственных пленок, как известно, увеличивает эффективность их применения и, одновременно, снижает раздражающее или токсическое действия на глаз, поскольку, постепенно освобождаясь из пленок, лекарственное средство длительно и равномерно поступает в конъюнктиву и роговую оболочку, а количество его, отводимое в нос со слезной жидкостью, невелико.

Важными качествами ГЛП являются также стабильность, позволяющая хранить их до двух лет, высокая стерильность и незначительная опасность инфицирования, удобство закладывания в конъюнктивальный мешок как медицинским персоналом, так и самим больным.

К полимерным носителям для глазных лекарственных пленок с различными видами терапевтической активности предъявляются следующие специфические требования:

- полимеры должны быстро набухать в слезной жидкости сразу после помещения ее в конъюнктивальную полость с целью снижения травмирующего действия на окружающие ткани;

- полимеры должны полностью растворяться в слезной жидкости с образованием вязких растворов, способных обволакивать ткани глаза и долго удерживаться на их поверхности;

- полимеры должны долго связывать используемые лекарственные вещества, обеспечивая пролонгированное терапевтическое действие.

В настоящем изобретении в состав глазных пленок могут быть включено заявленное лекарственное средство. Его содержание в лекарственных пленках предпочтительно составляет 5-50 вес% (таблица 3).

В качестве полимерного связующего для препарата в данном техническом решении используют различные синтетические и природные полимеры: полиакриламид и его сополимеры, поливинилпирролидон и его сополимеры, поливиниловый спирт, Na-карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, альгинат натрия, хитозан.

Таблица 3.
Состав фармацевтического препарата в виде ГЛП для укрепления роговицы
Компонент	Содержание, вес.%
лекарственное средство (соединение АФГ)	5,0-50,0
пластификатор и вспомогательные компоненты	1,0-10,0
полимерный носитель	остальное

Для получения препарата в виде ГЛП приготовляют совместный раствор на основе описанного выше лекарственного средства и полимерного носителя в водной, водно-спиртовой или спиртового среде. Дополнительно в этот раствор может вноситься также пластификатор и вспомогательные компоненты (например, ПАВы). После этого полученный однородный раствор компонентов выливается на подложку и высушивается. Из сформированной полимерной ленты вырезают или вырубают пленки необходимой формы и размеров.

Препарат в виде ГЛП может приготовляться также при совместной экструзионной переработке заявляемого лекарственного средства и полимерного связующего.

При использовании фармацевтический препарат в виде ГЛП, содержащий лекарственное средство, помещается в конъюнктивальный мешок и, смачиваясь слезной жидкостью и набухая, переходит в эластичное мягкое состояние и удерживается в нижнем конъюнктивальном своде до полного растворения.

Примеры применения заявленных фармацевтических препаратов

Для укрепления роговицы с помощью инстилляций лекарственное средство вводилось ежедневно в конъюнктивальный мешок левого глаза кроликов породы «Шиншилла», правый интактный глаз служил контролем. Курс лечения состоял из ежедневных инстилляций 2 раза в день по 1-2 капли в течение 1 месяца. В этот период и в течение 1 месяца после окончания курса инстилляций методом биомикроскопии контролировалось состояние глаз кроликов. Никаких токсических или воспалительных явлений обнаружено не было. В конце срока наблюдения глаза были энуклеированы и использованы для приготовления образцов роговицы.

Для укрепления роговицы с помощью глазного геля гелевая субстанция весом 20-25 мг ежедневно в течение 1 месяца шпателем закладывалась за нижнее веко левого глаза кроликов породы «Шиншилла», правый интактный глаз. В этот период и в течение 1 месяца после окончания курса лечения методом биомикроскопии контролировалось состояние глаз кроликов. Никаких токсических или воспалительных явлений обнаружено не было. В конце срока наблюдения глаза были энуклеированы и использованы для приготовления образцов роговицы.

Для укрепления роговицы с помощью лечебной контактной линзы сама линза извлекались из водного раствора лекарственного средства и ежедневно на 6 ч в течение 1 месяца устанавливались на роговицу левого глаза кроликов породы «Шиншилла», правый интактный глаз. В этот период и в течение 1 месяца после окончания курса лечения методом биомикроскопии контролировалось состояние глаз кроликов. Никаких токсических или воспалительных явлений обнаружено не было. В конце срока наблюдения глаза были энуклеированы и использованы для приготовления образцов роговицы.

Для укрепления роговицы с помощью глазной лекарственной пленки различные виды пленок весом по 15 мг закладывались ежедневно в течение 1 месяца в нижний конъюнктивальный свод левого глаза кроликов породы «Шиншилла», правый интактный глаз служил контролем. В этот период и в течение 1 месяца после окончания курса лечения методом биомикроскопии контролировалось состояние глаз кроликов. Никаких токсических или воспалительных явлений обнаружено не было. В конце срока наблюдения глаза были энуклеированы и использованы для приготовления образцов роговицы.

Биомеханические показатели роговицы млекопитающего после применения заявленного лекарственного средства

Для определения биомеханических показателей роговицы (разрывной нагрузки P (Н), прочности при разрыве о (МПа), относительного удлинения при разрыве ε (%) и модуля упругости E (МПа) из этих тканей специальным ножом с двумя режущими поверхностями вырезали стандартные образцы шириной 4,0 мм. После измерения их толщины на аппарате PosiTector 6000 фирмы DeFelsko (США) образцы помещали в зажимы деформационной машины Autograph AGS-H фирмы Shimadzu (Япония) и проводили механические испытания. Зависимость «напряжение-деформация», получаемая в процессе растяжения образца (скорость 1 мм/мин) вплоть до разрыва, непрерывно записывалась в цифровом и графическом режиме компьютерным блоком аппарата.

Данные биомеханических испытаний роговицы приведены в таблице 4.

Таблица 4
Механические испытания роговицы кроликов после введения фармацевтических препаратов
№прим ера	Концен трация соедине ния АФГ, вес.%	Механические показатели роговицы после лечения	Отношение механических показателей после и до лечения
P, Н	σ, МПа	ε, %	E, МПа	P/P_o	σ/σ_o	ε/ε_o	E/E_o
1¹	1,0	10,7	5,8	40,7	26,6	1,14	1,19	0,95	1,29
2¹	3,3	8,7	7,0	39,7	19,7	1,20	1,34	0,70	1,55
3¹	2,0	13,1	10,9	58,0	27,3	1,27	1,25	0,79	1,77
4¹	0,5	7,8	8,7	43,0	25,2	1,18	1,26	0,59	1,62
5¹	0,1	6,9	6,5	40,6	35,3	1,10	1,13	0,97	1,20
6¹	6,0	5,2	4,3	47,0	19,5	1,39	1,46	0,57	2,32
7¹	2,0	9,0	5,9	42,6	27,3	1,25	1,27	0,65	1,39
8¹	4,0	13,4	11,2	45,0	33,5	1,59	1,60	0,86	1,86
9¹	4,0	5,9	7,3	43,2	19,2	1,34	1,35	0,62	1,48
10¹	2,0	8,7	8,8	46,5	25,5	1,20	1,24	0,73	1,33
11¹	2,0	9,7	7,9	38,4	22,0	1,35	1,17	0,58	1,26
12²	1,0	6,7	7,2	35,9	26,8	1,28	1,25	0,65	1,30
13²	1,5	12,0	6,9	45,8	28,7	1,31	1,38	0,69	1,49
14³	1,5	9,6	11,5	52,6	27,9	1,30	1,33	0,84	1,95
15⁴	10,0	8,9	9,8	57,5	30,5	1,43	1,47	0,94	2,25
¹ - водный раствор
² - глазной гель
³ - лечебная контактная линза
⁴ - ГЛП

Как видно из таблицы, биомеханические показатели роговицы, в которые вводилось заявляемое лекарственное средство в виде различных препаратов, значительно превышают соответствующие показатели интактной роговицы. Так, увеличение прочности при разрыве σ/σo составляет 1,13-1,60 раза, а увеличение наиболее важного биомеханического критерия - модуля упругости E/E_o для роговицы - 1,20-2,32 раза. Это свидетельствует о высокой эффективности используемой композиции для укрепления соединительной ткани роговицы.

В то же время, для лечения кератоконуса и других дегенеративных заболеваний роговицы можно ограничиться и менее выраженным укрепляющим эффектом. При этом степень повышения модуля упругости можно снизить, уменьшая концентрацию вводимых компонентов в пределах заявляемого диапазона или сократив число инстилляций или длительность курса инстилляций.

Предполагаемый принцип сшивки коллагена при применении заявленного лекарственного средства и препаратов на его основе

Как известно, коллагеновые фибриллы (волокна) стабилизируются целой системой поперечных сшивок (см. BaileyA. J. «Intermediate labile intermolecular cross-links in collagen fibrils» // Biochim. Biophys. Acta. 1968. v.160, 447-453 [9]; и Bailey A.J., Paul R.G., Knott L. «Mechanism of maturation and ageing of collagen». Mech. Ag. Dev. 1998, 106, 1-56 - [10]) и при их формировании особенно важным является стадия образования аль-лизина (альдегидного производного лизина) в результате реакции дезаминирования боковых цепей лизина или гидроксилизина под действием фермента лизилоксидазы (медь-содержащий фермент, в котором в качестве кофактора выступает пиридоксаль). Далее спонтанно, без участия ферментов, образуется основание Шиффа с пространственно сближенной аминогруппой остатка лизина, находящегося в другой полипептидной цепи. Возникающая при этом связь -N=CH-, сама по себе являясь малоустойчивой, может восстанавливаться до стабильной насыщенной связи, превращаясь в чрезвычайно прочную сшивку - лизинонорлейцин.

В данном техническом решении, как можно предположить, при введении в ткани роговицы соединений АФГ, имеющих первичные аминогруппы, на первой стадии процесса происходит их реакция с альдегидными группировками аль-лизина в соседних пептидных цепочках с образованием соответствующего основания Шиффа с его последующим восстановлением в стабильную насыщенную структуру.

На второй стадии процесса после ковалентной иммобилизации АФГ в зависимости от природы оставшихся функциональных групп в его молекуле принципиально возможны следующие реакции, приводящие к дополнительному сшиванию фибриллярных коллагеновых структур роговицы:

- аминоспирты: свободные гидроксилсодержащие группы в их составе могут реагировать с альдегидными группировками аль-лизина в соседних коллагеновых волокнах с образованием ацетальных групп;

- аминокислоты, олиго- и полипептиды, а также полиамины: свободные аминогруппы в составе этих соединений могут реагировать с альдегидными группировками аль-лизина в соседних коллагеновых волокнах;

- производные 3-гидрокси-2-метилпиридина содержат по крайней мере две функциональные группы: альдегидную, первичную аминогруппу, спиртовые группы, которые могут непосредственно реагировать с соответствующими функциональными группами в соседних коллагеновых волокнах.

- аминосахариды: в реакционноспособной таутомерией альдозной форме, в отличие от инертной пиранозной кольцевой формы, могут реагировать с аминогруппами в боковых цепях остатков лизина, гидроксилизина или аргинина в коллагеновых волокнах. Кроме того, возможно участие спиртовых групп этих соединений в процессах сшивания.

Таким образом, при использовании аминов с функциональными группами, как можно предположить, достигаемый эффект укрепления роговицы связан со значительным увеличением плотности сшивок ее составляющих фибриллярных коллагеновых структур, несмотря на различную природу функциональных групп этих сшивающих агентов.

Показания для применения заявленного лекарственного средства и препаратов на его основе

Показания к применению заявляемого лекарственного средства и препаратов на его основе для укрепления роговицы и улучшения ее питания, очевидно, практически совпадают с таковыми при использовании кросс-линкинга. Основное показание - первичный прогрессирующий кератоконус. Однако этот метод показан также при кератэктазиях другого происхождения: при прогрессировании вторичного кератоконуса (ятрогенной кератоэктазии после ЛАСИКа), пеллюцидной маргинальной дистрофии и кератомаляции иного генеза, а также при других заболеваниях роговицы дистрофического характера. В качестве дополнительного средства возможно его применение при буллезной кератопатии I-II стадии, кератитах и язвах роговицы.

Основными преимуществами применения заявленных технических решений являются:

- высокая эффективность процесса укрепления роговицы, что значительно повышает ее механическую устойчивость;

- сочетание укрепляющего и антидистрофического воздействия на структуру роговицы;

- удобство и неинвазивность воздействия - путем обычных инстилляций, с помощью глазного геля, глазной лекарственной пленки и/или лечебных контактных линз;

- отсутствие токсических или воспалительных явлений на протяжении всего курса лечения.

Промышленная применимость

Примеры:

Пример 1. В стеклянной колбе при перемешивании магнитной мешалкой растворяют 0,132 г (9,06*10^-4 моль) D-лизина, Sigma в 10,0 мл сбалансированного физиологического раствора BBS, а затем в раствор амина в качестве нейтрализующего агента добавляют раствор 0,0652 г (9,06*10^-4 моль) полиакриловой кислоты (M_w 1800), Aldrich в 10,0 мл дистиллированной воды и перемешивают в течение 15 мин. Далее дополнительное количество раствора полиакриловой кислоты использовалось до доведения pH до значения 7,4.

Приготовленный 1,0 вес.% раствор соли АФГ разливают в стеклянные флаконы объемом 5 мл, которые стерилизуют автоклавированием при 121°C (1,1 атм) в течение 10 мин.

Эта композиция использовалась для укрепления роговицы. Для этого она вводились ежедневно путем инстилляций в конъюнктивальный мешок левого глаза кролика породы «Шиншилла», правый интактный глаз служил контролем. Курс лечения состоял из ежедневных инстилляций 2 раза в день по 1-2 капли в течение 1 месяца. В этот период и в течение 1 месяца после окончания курса инстилляций методом биомикроскопии контролировалось состояние глаз кроликов. Никаких токсических или воспалительных явлений обнаружено не было. В конце срока наблюдения глаза были энуклеированы и использованы для приготовления образцов роговицы.

Пример 2. В стеклянной колбе при перемешивании магнитной мешалкой растворяют 2,13 г (1,61*10^-2 моль) L-орнитина, Sigma в 70,0 мл дистиллированной воды, а затем растворенный амин нейтрализуют 1,03 г (0,537*10^-2 моль) лимонной кислоты, растворенной в 26,0 мл дистиллированной воды. Далее дополнительное количество раствора себациновой кислоты использовалось до доведения pH до значения 7,4. Приготовленный 3,3 вес.% раствор соли АФГ стерильно фильтруют через мембрану Durapore® (PVDF), Millipore с порами 0,22 мкм и в стерильных условиях разливают в стеклянные флаконы объемом 5 мл.