Фармацевтическая композиция для буккального/десенного введения парацетамола

Настоящее изобретение относится к применению фармацевтической композиции для буккального/десенного введения парацетамола, состоящей из водно-спиртового раствора, содержащего растворенный парацетамол, где масса парацетамола составляет от 95 мг до 190 мг, объем указанного водно-спиртового раствора составляет от 1,0 мл до 2,0 мл, содержание спирта (в градусах) в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 48,5 до 52,5%, и концентрация парацетамола в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 85 мг/мл до 110 мг/мл, для увеличения скорости, с которой парацетамол проходит через гематоэнцефалический барьер. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к фармацевтической композиции для буккального/десенного введения парацетамола, а также к ее применению для ускорения прохождения парацетамола через гематоэнцефалический барьер и к ее применению в качестве лекарственного средства, в частности, для лечения болей и/или лихорадочных состояний.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Парацетамол является активным ингредиентом, на протяжении многих лет применяемым для ослабления боли, от легкой до умеренной, и/или лихорадочного состояния.

Несмотря на то, что механизм его действия во всех подробностях до сих пор неизвестен, этот продукт относится к наиболее широко используемым лекарственным препаратам в мире из-за его достаточно благоприятного соотношения "риск-ожидаемая польза".

Однако такое благоприятное соотношение "риск - ожидаемая польза" сделало парацетамол слишком популярным, приведя к большому числу случайных передозировок, в частности, в США, где это соединение систематически добавляют в составы лекарственных средств широкого потребления. У потребителей, принимающих несколько лекарственных средств, могут с течением времени возникнуть передозировки и отравления со смертельным исходом.

Известно, что Управление по контролю качества продуктов питания и лекарственных средств (англ. The United States Food and Drug Administration (FDA)) США предупредило фармацевтические компании о необходимости снижения доз парацетамола в комбинированных лекарственных препаратах.

В 2014 FDA наложило запрет на продажу всех продуктов, сочетающих в себе разные активные ингредиенты, содержащих более 325 мг парацетамола, чтобы ограничить риск отравлений и несчастных случаев со смертельным исходом.

Таким образом, существует необходимость в разработке лекарственных препаратов, оптимизированная рецептура которых позволила бы повысить эффективность парацетамола при снижении доз, необходимых для получения эффективного обезболивающего эффекта.

В заявке на патент WO 2008/087323 были раскрыты вполне определенные композиции парацетамола, направленные на обеспечение возможности снижения дозы парацетамола при сохранении эффективности продукта.

В этой заявке на патент описана лекарственная форма для трансмукозального (чресслизистого) введения парацетамола, содержащая от 25 мг до 250 мг парацетамола в водно-спиртовом растворе объемом от 0,5 мл до 2,5 мл.

Таким образом, концентрация парацетамола в указанной лекарственной форме варьируется от 10 мг/мл до 500 мг/мл.

Однако Заявитель обнаружил, что, с одной стороны, концентрация парацетамола менее 85 мг/мл требовала использования слишком большого объема раствора, несовместимого с буккальным/десенным способом введения, поскольку это провоцирует глотательный рефлекс. А это равносильно пероральному введению активного ингредиента, при котором активный ингредиент должен будет пройти через пищеварительную систему и печень, чтобы достичь кровотока, и подвергнется метаболизму (химическому или биологическому), известному как эффект первого прохождения через печень.

С другой стороны, при изучении стабильности Заявитель обнаружил, что если концентрация парацетамола слишком высока, как правило, выше 125 мг/мл, с течением времени он будет перекристаллизовываться. Кроме того, предварительные исследования стабильности в течение 6 месяцев при температуре 40°С показали появление розового окрашивания при концентрации более 115 мг/мл, что связано с полимеризацией парацетамола в вводно-спиртовом растворе путем электроокисления.

Кроме того, в лекарственной форме известного уровня техники содержание спирта в водно-спиртовом растворе может варьироваться от 10 до 70%.

Однако Заявитель обнаружил, что водно-спиртовый раствор, в котором объем этанола составляет 60% или более от общего объема указанного раствора, вероятно, будет вызывать проблемы, связанные с физиологической непереносимостью со стороны слизистой оболочки. Если же, напротив, объемная концентрация в процентах этанола в общем объеме смеси вода/этанол слишком мала, как правило, менее 45%, это будет препятствовать растворению парацетамола, поскольку парацетамол лучше растворим в этаноле, чем в воде.

В результате, Заявитель разработал новую фармацевтическую композицию для буккального/десенного введения парацетамола, позволяющую избежать различных перечисленных выше опасностей.

Удивительно, но фармацевтическая композиция, оптимизированная Заявителем, обладает вполне определенными физико-химическими характеристиками, которые приводят к высокой терапевтической эффективности. Действительно, было продемонстрировано уменьшение объема молекулы парацетамола в композиции согласно изобретению, что способствует ее прохождению через слизистую оболочку полости рта. Кроме того, композиция, разработанная Заявителем, позволяет осуществлять активный транспорт молекул парацетамола через гематоэнцефалический барьер с более высокой пропускной способностью по сравнению с традиционными композициями, в частности, с существующими водными инъекционными растворами, такими как Перфалган. Это способствует повышению терапевтической эффективности парацетамола, направляя его доставку в центральную нервную систему.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, первым объектом настоящего изобретения является фармацевтическая композиция для буккального/десенного введения парацетамола, состоящая из водно-спиртового раствора, содержащего растворенный парацетамол, где:

масса парацетамола составляет от 95 мг до 190 мг,

объем указанного водно-спиртового раствора составляет от 1,0 мл до 2,0 мл,

содержание спирта в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 48,5 до 52,5%, и

концентрация парацетамола в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 85 мг/мл до 110 мг/мл.

Вторым объектом настоящего изобретения является указанная фармацевтическая композиция для применения в ускорении прохождения парацетамола через гематоэнцефалический барьер.

Третий объект настоящего изобретения относится к указанной фармацевтической композиции для применения в качестве лекарственного средства, в частности, для симптоматического лечения боли или лихорадочного состояния.

Определения

В контексте настоящего изобретения, "буккальный/десенный" означает путь введения лекарственного средства, при помощи которого активный ингредиент вводят в полость рта. Он диффундирует через слизистую оболочку щеки и поступает непосредственно в кровоток. В зависимости от типа абсорбции можно различать сублингвальный (под язык) или перлингвальный (на спинку языка) путь введения.

В контексте настоящего изобретения "растворенный парацетамол" означает парацетамол, находящийся в его молекулярном состоянии и слабо ионизированный в его растворителе, пребывающий в состоянии полного и стабильного растворения в течение некоторого времени.

В контексте настоящего изобретения "гематоэнцефалический барьер" относится к физиологическому барьеру, присутствующему в головном мозге всех наземных позвоночных, между кровеносной системой и центральной нервной системой (ЦНС), позволяющему поддерживать гомеостаз головного мозга, отделяя его от крови. Его также называют гемоэнцефалическим или гемато-менингеальным барьером. Важнейшими компонентами этого барьера являются эндотелиальные клетки, выстилающие капилляры со стороны кровотока и соединенные между собой плотными контактами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1А и 1В представлены результаты исследования методом DOSY (англ. diffusion-ordered spectroscopy - диффузно-упорядоченная спектроскопия), выполненной на образце EU-95.

На Фиг. 1А более подробно изображен график зависимости интенсивности сигнала (группа СН₃ парацетамола) от интенсивности градиента магнитного поля.

Фиг. 1В представляет собой DOSY ¹Н-ЯМР спектра, записанного на частоте 400 МГц, при температуре 25°С, 8 сканирований для 16 приращений градиента, dl=2 с, LB=5 Гц. Горизонтальная размерность представляет собой химические сдвиги протонов соединений, присутствующих в смеси, вертикальная размерность - коэффициенты диффузии после преобразования Лапласа.

На Фиг. 2А и 2В представлены гидродинамический радиус воды, этанола и вязкость во время экспериментов по разбавлению этанола водой при температурах 25°С и 40°С, соответственно. R_H (± 0,1 А) вычисляют на основании измерения коэффициентов диффузии DOSY ¹Н-ЯМР. Значения вязкости взяты из литературных источников [Khattab ef al. (2012) Korean J, Спет, Eng. 29, 812-817]. Затененная область соответствует мольным долям, изучаемым в присутствии парацетамола.

На Фиг. 3А и 3В представлены гидродинамические радиусы воды, этанола, парацетамола и вязкость для образцов EU-95, EU-95-30, EU-95-50 и EU-95-80 при температурах 25°С и 40°С, соответственно. R_H (± 0,1 А) вычисляют на основании измерения коэффициентов диффузии DOSY ¹H-ЯМР. Значения вязкости взяты из литературных источников [Khattab ef al. (2012) Korean J. Chem. Eng. 29, 812-817].

Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение устройства, использованного в качестве клеточной модели, имитирующей гематоэнцефалический барьер. Оно представляет собой трансвелл-систему (англ. transwell system).

На Фиг. 5 изображен поток парацетамола через модель гематоэнцефалического барьера in vitro в зависимости от времени в следующих четырех ситуациях:

US: парацетамол поступает из раствора U 95, культуральная среда содержит 5% сыворотки;

U: парацетамол поступает из раствора U 95, культуральная среда не содержит сыворотку;

PS: парацетамол поступает из Перфалгана, культуральная среда содержит 5% сыворотки; и

Р: парацетамол поступает из Перфалгана, культуральная среда не содержит сыворотки.

На Фиг. 6 показано изменение аблюминальной (т.е. в нижнем отсеке трансвелл-системы) концентрации парацетамола "U 95" с течением времени при содержании в культуральной среде 0%, 5%, 20% и 50% солевого раствора.

На Фиг. 7 показано изменение аблюминальной (т.е. в нижнем отсеке трансвелл-системы) концентрации парацетамола "Перфалган" с течением времени в зависимости от того, присутствует ли (5%, кривая PS) в культуральной среде сыворотка или нет (кривая Р).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение, в первую очередь, относится к фармацевтической композиции для буккального/десенного введения парацетамола, состоящей из водно-спиртового раствора, содержащего растворенный парацетамол, где:

масса парацетамола составляет от 95 мг до 190 мг,

объем указанного водно-спиртового раствора составляет от 1,0 мл до 2,0 мл,

содержание спирта в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 48,5 до 52,5%, и

концентрация парацетамола в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 85 мг/мл до 110 мг/мл.

Предпочтительно, масса парацетамола составляет от 120 мг до 170 мг, как правило, от 125 мг до 165 мг и, в частности, равна 125 мг или 165 мг.

Предпочтительно, объем водно-спиртового раствора составляет от 1,2 мл до 1,7 мл, как правило, от 1,25 мл до 1,65 мл и, в частности, равен 1,25 мл или 1,65 мл.

Предпочтительно, концентрация парацетамола в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 90 мг/мл до 105 мг/мл, предпочтительно, от 95 мг/мл до 105 мг/мл и, в частности, равна 100 мг/мл.

Предпочтительно, водно-спиртовый раствор состоит из смеси вода/этанол, в которой объем этанола составляет от 45% до 60% от общего объема указанного водно-спиртового раствора, предпочтительно, от 48,5% до 52,5%, как правило, 50%.

В контексте настоящего изобретения, "этанол" относится к коммерческому бинарному раствору, состоящему из воды и этанола и содержащему от 96% до 99,8% (объемных) этанола, предпочтительно, 96% (объемных) этанола.

Предпочтительно:

масса парацетамола составляет от 120 мг до 170 мг, как правило, от 125 мг до 165 мг,

объем водно-спиртового раствора составляет от 1,2 мл до 1,7 мл, как правило, от 1,25 мл до 1,65 мл, и

водно-спиртовый раствор состоит из смеси вода/этанол, где объем этанола составляет от 50% от общего объема указанного водно-спиртового раствора.

Согласно первому частному варианту осуществления:

масса парацетамола равна 125 мг,

объем водно-спиртового раствора равен 1,25 мл, и

водно-спиртовый раствор состоит из смеси вода/этанол, где объем этанола составляет 50% от общего объема указанного водно-спиртового раствора.

Согласно второму частному варианту осуществления:

масса парацетамола составляет 165 мг,

объем водно-спиртового раствора составляет 1,65 мл, и

водно-спиртовый раствор состоит из смеси вода/этанол, где объем этанола составляет 50% от общего объема указанного водно-спиртового раствора.

Предпочтительно, вязкость водно-спиртового раствора превышает 1,5⋅10^-3 Па⋅с.

Предпочтительно, гидродинамический радиус при температуре 40°С парацетамола, растворенного в водно-спиртовом растворе, как определен выше, составляет менее 2,1 Å.

В контексте настоящего изобретения, "гидродинамический радиус", или R_H, означает радиус растворенного вещества в растворе, причем указанное растворенное вещество считается сферическим, как определено следующим соотношением Стокса-Эйштейна [Edward, J. Т. (1970) J. Chem, Educ, 47, 261; Einstein, A. (1905) Annalen Der Physik 17, 549-560; Einstein, A. (1906) Annalen Der Physik 19, 371-381]:

где:

D - коэффициент диффузии растворенного вещества в растворителе (выраженный в м²⋅с^-1),

k_в - постоянная Больцмана, причем k_в=1,3806⋅10^-23 Дж⋅K^-1,

Т - температура среды (выраженная в K),

ρ - вязкость среды (выраженная в Па⋅с или в кг⋅с^-1⋅м^-1) и

R_H выражен в м.

Измерение коэффициента диффузии в растворе молекулы, считающейся сферической, позволяет определить размер молекулы, точнее, ее гидродинамический радиус.

Согласно частному варианту осуществления, водно-спиртовый раствор содержит вкусоароматическое вещество и/или подсластитель.

В контексте настоящего изобретения, "вкусоароматическое вещество и/или подсластитель" определяют как любое фармацевтически приемлемое вещество, позволяющее сделать вкус, ощущаемый пациентом, которому вводят фармацевтическую композицию, более приятным.

"Фармацевтически приемлемый" означает, что вещество в целом безопасно, нетоксично и не является биологически или иным образом нежелательным, и при этом подходит как для ветеринарного применения, так и для фармацевтического использования человеком.

Согласно частному варианту осуществления, водно-спиртовый раствор содержит по меньшей мере один активный ингредиент, отличный от парацетамола.

В частности, любое лиофильное вещество, способное выступать в качестве вспомогательного средства, являющееся обезболивающим, противоотечным, седативным для дыхательных путей, носовых пазух, носовых и ротоглоточных путей, совместимое с растворением в водно-спиртовом растворе, может быть объединено с парацетамолом. В частности, парацетамол может быть объединен с псевдоэфедрином, трипролидином, прометазином, фенирамином, секлизином, дифенгидрамином, дименгидринатом, ципрогептадином, декстропропоксифеном и/или кодеином.

Кроме того, настоящее изобретение также относится к фармацевтической композиции, как определена выше, для ее применения для ускорения прохождения парацетамола через гематоэнцефалический барьер.

И, наконец, настоящее изобретение также относится к фармацевтической композиции, как определена выше, для ее применения в качестве лекарственного средства, в частности, для лечения боли, как правило, от слабой до умеренной, и/или лихорадочного состояния.

Фармацевтическая композиция в соответствии с изобретением может быть упакована в однодозную упаковку емкостью от 0,5 до 3 мл, причем упаковка должна ограничивать адсорбцию парацетамола на ее поверхности, быть непроницаемой для водно-спиртового раствора и гарантировать стабильность раствора, обеспечивая при этом полную доставку фармацевтической композиции в преддверие нижней челюсти.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В работе были использованы следующие сокращения:

С: концентрация

ЕВМ2: эндотелиальная базальная среда 2

HEPES: 4-(2-гидроксиэтил)-1-пиперазинэтансульфоновая кислота

ВЭЖХ: высокоэффективная жидкостная хроматография

PTFE: политетрафторэтан

QS: достаточное количество

ЯМР: ядерный магнитный резонанс

2D ¹Н-ЯМР: двухмерный протонный ЯМР

об./об.: объемное соотношение

х_Е: мольная доля этанола в воде

1. Влияние разбавления водно-спиртового раствора на гидродинамический радиус парацетамола

Материалы и методы

Материалы

A. Растворы парацетамола

- U 95: раствор парацетамола концентрацией 95 мг/мл в смеси вода/этанол (50/50 об./об.) (С=628 мМ), и

- Перфалган: коммерческий раствор парацетамола концентрацией 10 мг/мл для младенцев и детей + вспомогательные вещества (С=66 мМ).

B. Стандарты

- Этанол (серия МРА1003583): флакон 10 мл,

- Парацетамол порошкообразный (серия МРА10031465): 1 г (М=151,16 г/моль),

- Тяжелая вода (D₂O): приобретена в Eurisotop (Groupe СЕА, Сакле),

- Солевой раствор (Gilbert Laboratoires): водный раствор, содержащий 0,9 г /100 мл (С=154 мМ) хлорида натрия, в порционных упаковках по 5 мл, и

Вода качества Milli-Q, получаемая с помощью системы фильтрации и обратного осмоса компании Millipore (Molsheim, Франция).

Подготовка образцов

Для анализа жидкости методом ЯМР были приготовлены следующие образцы и помещены в стеклянные пробирки для ЯМР диаметром 5 мм или роторы из диоксида циркония диаметром 4 мм (Cortecnet, Франция). Для обеспечения пространственной и временной однородности во время сбора и обработки данных добавляют небольшое количество тяжелой воды (D₂O).

- EU-95: 450 мкл U 95+50 мкл D₂O (С=565 мМ, х_Е=0,236),

- EU-95-30: 500 мкл U 95+215 мкл солевого раствора + 70 мкл D₂O (С=400 мМ, х_Е=0,141),

- EU-95-50: 250 мкл U 95+250 мкл солевого раствора + 50 мкл D₂O (С=285 мМ, х_Е=0,092),

- EU-95-80: 250 мкл U 95+1250 мкл солевого раствора + 150 мкл D₂O (С=95 мМ, х_Е=0,033),

- REF-солевой раствор: 450 мкл солевого раствора + 50 мкл D₂O (C_NaCl=138 мМ, х_Е=0,0),

- REF: 250 мкл EtOH + 250 мкл воды качества Milli-Q + 50 мкл D₂O (С=6,9 М,х_Е=0,236),

- REF-30: 250 мкл EtOH + 250 мкл воды качества Milli-Q + 215 мкл солевого раствора + 70 мкл D₂O (С=4,8 М, х_Е=0,141),

- REF-50: 125 мкл EtOH + 125 мкл воды качества Milli-Q + 215 мкл солевого раствора + 50 мкл D₂O (С=3,7 М, х_Е=0,092),

- REF-80: 125 мкл EtOH + 125 мкл воды качества Milli-Q+1250 мкл солевого раствора + 150 мкл D₂O (С=1,14 М, х_Е=0,033),

- REF-EtOH: 450 мкл EtOH (С=13,6 М, х_Е=0,999),

- PERF: 450 мкл Перфалгана + 50 мкл D₂O (С=59 мМ, х_Е=0,0), and

- PARA-125: 56 мг порошка парацетамола + 500 мкл EtOH + 50 мкл D₂O (С=673 мМ, х_Е=0,735).

Методы

Анализ жидкости методом протонного магнитного резонанса выполняли на ЯМР-спектрометре Bruker SB, 400 МГц (Wissembourg, Франция), оснащенном датчиком QNP SB ¹H/¹⁹F-¹³C-³¹P, работающим в статическом режиме.

Используемая в 2D ¹Н-ЯМР последовательность представляет собой импульсную последовательность DOSY [Morris, K. F., Johnson, С.S. (1993) J. Am. Chem. Soc. 115, 4291-4299] (спин-эхо последовательность с градиентом Z) с регулированием температуры +0,5°С. Импульс 90° составляет 15 мкс, время рециркуляции -5 с, количество регистраций - 48 с 16 приращениями градиента, при общем времени регистрации 1 час. Сигналы фильтруют с экспоненциально убывающей функцией константы 2 Гц перед преобразованием Фурье в размерности F2 (химический сдвиг ¹Н). Обратное преобразование Лапласа выполняется в размерности F1 и дает непосредственно коэффициенты диффузии.

Для обработки спектров ЯМР использовали программное обеспечение Topspin 2.0, разработанное Bruker.

Результаты

Вступительное замечание

Размеры молекул в растворе могут быть определены методом жидкостного ЯМР с использованием так называемых диффузионных экспериментов, позволяющих измерить коэффициенты диффузии частиц в растворе. Эксперимент выполняют путем приложения градиента магнитного поля в заданном направлении, в котором измеряется диффузия частиц.

После эксперимента такого типа могут быть выполнены две процедуры. Анализ размаха может быть осуществлен путем очень точной настройки изменения интенсивности пиков ЯМР в зависимости от градиента поля (Фиг. 1А). Единственной регулируемой переменной является коэффициент диффузии, поэтому можно легко получить размер частиц в растворе, используя уже описанное уравнение Стокса-Эйнштейна. Можно также применить преобразование Лапласа, позволяющее получать на двухмерной карте (2D-ЯМР) диффузию/химический сдвиг, коэффициент диффузии при этом будет непосредственно измеряться вдоль оси у (Фиг. 1В).

Измерение коэффициентов диффузии стандартных образцов

Эксперименты DOSY выполняли с использованием воды, этанола, Перфалгана и парацетамола, растворенного в этаноле.

Для измерения коэффициентов диффузии был выбран ЯМР резонанс, как правило, изолированной группы СН₃, поскольку он обеспечивает большую точность. В данном случае точность оценивается в ±0,1⋅10^-9 м²⋅с^-1.

Значения коэффициентов диффузии различных соединений, которые были определены, представлены ниже в Таблице 1. В таблицу также включены значения вязкости, полученные из литературных источников [Khattab, I. S., Bandarkar, F., Fakhree, M. A. A., and Jouyban, A. (2012) Korean J. Chem. Eng. 29, 812-817], мольная доля этанола и гидродинамический радиус, вычисленный по уравнению Стокса-Эйнштейна. Точность рассчитанного таким образом значения оценивается в ±0,1 Å.

Измерение коэффициентов диффузии растворов вода-EtOH во время разбавления водой (солевым раствором)

Эксперименты со стандартными образцами показали, что размер молекул изменяется от образца к образцу и в значительной степени зависит от растворителя: например, парацетамол имеет R_H 2,8 Å в образце Перфалгана и R_H 4,2 Å в этаноле.

Здесь задействованы вязкость образца и сложные явления гидратации. Во время исследования важно отслеживать размеры молекул в различных растворителях и, в особенности, при изучении разбавления.

Таким образом, стандартные растворы (REF-солевой раствор, REF, REF-30, REF-50, REF-80 и REF-EtOH) изучали при помощи DOSY для оценки влияния разбавления водой.

Результаты, полученные при температурах 25°С и 40°С, показаны на Фиг. 2А и 2В, соответственно.

На основании полученных результатов можно сделать несколько выводов.

Вязкость достигает максимума при мольной доле EtOH/вода, близкой к 0,3 (60/40 об./об.), при температуре 25°С и при мольной доле, близкой к 0,2 (50/50 об./об.), при температуре 40°С. Это существенно и говорит о том, что максимальная вязкость в от 2 до 3 раз превышает вязкость чистой воды или чистого этанола.

Расчетные гидродинамические радиусы воды и этанола также реализуют особое поведение. В то время как этанол имеет радиус 1,5 Å при температуре 25°С как в чистом, так и в сильно разбавленном состоянии, он имеет минимум (0,8 Å) при х_Е в диапазоне от 0,05 до 0,1. Вода ведет себя аналогичным образом. Это явление уже встречалось в литературе [Price, W. S., Ide, Н., and Arata, Y. (2003) The Journal of Physical Chemistry A 107, 4784-4789; Codling, D. J., Zheng, G., Stait-Gardner, Т., Yang, S., Nilsson, M., and Price, W. S. (2013) The Journal of Physical Chemistry В 117, 2734-2741] и объясняется разрывом в смеси ассоциаций вода-вода или этанол-этанол, встречающихся в чистых растворах воды или этанола.

При температуре 40°С вязкость и R_H ниже, чем при температуре 25°С, что отражает влияние температуры: броуновское движение приводит к разрыву водородных связей, в результате чего разрушаются все диполь-дипольные ассоциации, которые могут образоваться между водой и этанолом.

Интересно, что образец EU-95 имеет мольную долю этанола 0,236, т.е. в области, где вязкость достигает максимума.

Измерение коэффициентов диффузии растворов вода-EtOH-парацетамол при разбавлении водой (солевым раствором) или при снижении концентрации в той же водно-спиртовой среде

Растворы, содержащие парацетамол при разных условиях разбавления (EU-95, EU-95-30, EU-95-50 и EU-95-80), также подвергали DOSY экспериментам. Этим растворам соответствуют величины х_Е 0,236, 0,141, 0,092 и 0,033, соответственно, определяющие затененную область на Фиг. 2А и 2В. Результаты, полученные при температурах 25°С и 40°С, сведены в Таблицу 2 ниже и изображены на Фиг. 3А и 3В, соответственно.

При температуре 40°С, наиболее близкой к температуре человеческого тела, наименьший гидродинамический радиус парацетамола (1,9 Å) получен для неразбавленного образца U 95 (EU-95). Он отличается от значения для парацетамола в Перфалгане (2,5 Å), которое мало зависит от повышения температуры.

Заключение

Водно-спиртовые растворы различаются по определенным макроскопическим и молекулярным аспектам, а молекулы парацетамола, растворенные в таких растворах, проявляют необычные свойства.

Вода образует сеть чистых водородных связей, а этанол образует чистые ассоциации спирт-спирт. Очень низкие содержания спирта в воде приводят к образованию ассоциаций вода/этанол. При более высоких содержаниях этанола наблюдается разрыв ассоциаций, и молекулы в смеси, изолированные друг от друга, ведут себя обособленно.

В то же время, вязкость раствора повышается, достигая максимума при молярной доле EtOH/вода, близкой к 0,3 (60/40 об./об.), при температуре 25°С, и близкой к 0,2 (50/50 об./об.) при температуре 40°С, что соответствует вязкости, в от 2 до 3 превышающей вязкость чистой воды или чистого этанола.

Измерение размеров в субнанометровом масштабе (эксперименты по DOSY ЯМР рассеянию) выявляет изменения молекулы парацетамола.

Конкретный состав смесей вода-этанол в диапазоне 50/50 (об./об.) приводит к наименьшему размеру парацетамола, в частности, при температуре 40°С, наиболее близкой к температуре человеческого тела. Это можно объяснить слабым смачиванием молекулы, что делает ее менее заметной и придает более гидрофобный характер, способствуя ее прохождению через мембранные барьеры, также гидрофобные.

Уменьшение объема молекулы парацетамола, ее незаметность, в сочетании с высокой вязкостью препарата и эффектом псевдоожижения биологических мембран этанолом, известным, но недостаточно изученным явлением, способствует эффективности фармацевтических композиций в соответствии с изобретением при буккальном/десенном введении.

2. Транспорт парацетамола через гематоэнцефалический барьер

Материалы и методы

Материалы

- A. Растворы парацетамола

U 95: раствор парацетамола концентрацией 95 мг/мл в смеси вода/этанол (50/50 об./об.) (С=628 мМ), и

- Перфалган: коммерческий раствор парацетамола концентрацией 10 мг/мл для младенцев и детей + вспомогательные вещества (С=66 мМ).

B. Клеточная модель гематоэнцефалического барьера

Ранее в литературных источниках было установлено, что клеточная линия hCMEC/D3 может представлять собой релевантную модель гематоэнцефалического барьера in vitro, имитирующую компоненты последнего [Weksler et al., FASEB J. 2005 Nov; 19(13): 1872'4. Epub 2005 Sep 1; Weksler et al., Fluids Barriers ЦНС.2013 Mar 26; 10(1): 16. doi: 10,1186/2045'8118'10'1].

Клетки сначала культивировали во флаконах для культивирования клеток (три пассажа культуры после размораживания клеток чистой культуры) и затем высевали в трансвелл-систему, описанную на Фиг. 4.

После слияния, достигаемого через 14 дней культивирования в трансвелл-системе, клетки экспрессируют белки, характерные для формирования гематоэнцефалического барьера, а именно ZO1, окклюдин, фаллоидин и CD31.

Затем определяют проницаемость имитированного таким образом барьера с помощью люцифера желтого. В данном случае люциферу желтому не удается пройти через барьер.

C. Культуральная среда

Состав культуральной среды указан ниже в Таблице 3:

D. ВЭЖХ

Был разработан специальный метод ВЭЖХ, позволяющий определить количество парацетамола, проходящего через модель гематоэнцефалического барьера in vitro, описанную выше, с учетом культуральной среды и протокола отбора проб.

Использованное оборудование состояло из насоса Р4000, УФ детектора 6000LP с длиной оптического пути 50 мм, автодозатора AS 3000 с петлей 100 мкл и системного контроллера SN 4000 компании Thermo Fisher (Courtaboeuf, Франция). Было использовано программное обеспечение сбора данных ChromQuest 5,0.

Разработанный метод основан на следующих технических характеристиках:

- колонка: XTerra RP18 20*4,6 мм*3,5 мкм,

- УФ-детектор: 242 нм,

- расход газа: 1 мл/мин,

- температура колонки: 35°С,

- вводимый объем: 10 мкл и

- подвижная фаза: буфер на основе формиата аммония при 0,02 М и рН

4.

Методики

Был установлен следующий протокол отбора проб, включающий в себя различные этапы:

a) осаждение 10 мкл U 95 в верхнем отсеке трансвелл-системы, описанной на Фиг. 4,

b) удаление 1000 мкл из нижнего отсека,

c) осаждение белков путем добавления 200 мкл 10% раствора трихлоруксусной кислоты,

d) центрифугирование при 3000 об./мин в течение 10 мин,

e) разбавление подвижной фазой в отношении 1/10,

f) фильтрация с помощью PTFE фильтра 0,22 мкм,

g) введение 10 мкл в ВЭЖХ и

h) количественная оценка парацетамола.

Результаты

Сравнение прохождения через гематоэнцефалический барьер парацетамола "U 95" и парацетамола "Перфалган"

Поток парацетамола через модель мембраны гематоэнцефалического барьера in vitro определяли для парацетамола, содержащегося в растворе "U 95", и для парацетамола, содержащегося в Перфалгане.

Для получения идентичных концентраций парацетамола в первом случае в люминальный отсек трансвелл-системы добавляли 10 мкл раствора U 95 и 85 мкл культуральной среды, а во втором случае использовали 95 мкл Перфалгана.

Прохождение каждого из соединений изучали при температуре 37°С в присутствии солевого раствора в культуральной среде (5%) и при отсутствии сыворотки.

Перед измерениями клетки культивировали при температуре 37°С в течение от 20 до 22 ч.

Определяемые таким образом потоки представлены на Фиг. 5.

Можно видеть, что поток парацетамола "U 95" в присутствии или при отсутствии сыворотки (кривые US и U, соответственно) является практически постоянным во времени и при этом значительно превышает поток парацетамола "Перфалган", который очень быстро уменьшается.

На Фиг. 5 также отмечено, что транспорт парацетамола "U 95" через модель мембраны гематоэнцефалического барьера in vitro больше в присутствии сыворотки в течение первых 30 минут.

По этой причине были проведены дополнительные эксперименты по определению влияния сыворотки на транспорт парацетамола "U 95".

Транспорт парацетамола "U 95" в присутствии сыворотки

Изменение аблюминальной концентрации парацетамола "U 95" во времени определяли при содержаниях сыворотки в клеточной среде 0%, 5%, 20% и 50%.

Полученные результаты представлены на Фиг. 6.

Следует отметить, что величины аблюминальной концентрация парацетамола, показанные на Фиг. 6, соответствуют необработанным значениям, полученным при количественном определении методом ВЭЖХ. Из-за разбавления, выполняемого при проведении ВЭЖХ, для того, чтобы они соответствовали фактическим значениям, их следует умножать на 12.

Можно видеть, что присутствие в культуральной среде сыворотки улучшает транспорт парацетамола "U 95" через модель мембраны гематоэнцефалического барьера in vitro. Можно даже предположить, что существует соотношение пропорциональности между количеством присутствующей сыворотки и количеством парацетамола, проходящего через барьер.

В то же время, такого влияния присутствия или отсутствия сыворотки не наблюдалось в случае парацетамола "Перфалган".

В этой связи определяли изменение аблюминальной концентрации парацетамола "Перфалган" с течением времени при содержаниях сыворотки в клеточной среде 0%, 5%, 20% и 50%.

Полученные результаты представлены на Фиг. 7.

Можно видеть, что транспорт парацетамола "Перфалган" через модель мембраны гематоэнцефалического барьера in vitro в присутствии сыворотки является менее благоприятным с 30 мин.

Заключение

Описанные выше результаты демонстрируют активный транспорт парацетамола, содержащегося в фармацевтических композициях по изобретению, в котором задействован по меньшей мере один компонент сыворотки.

1. Применение фармацевтической композиции для буккального/десенного введения парацетамола, состоящей из водно-спиртового раствора, содержащего растворенный парацетамол, где:

масса парацетамола составляет от 95 мг до 190 мг,

водно-спиртовой раствор состоит из смеси вода/этанол,

объем указанного водно-спиртового раствора составляет от 1,0 мл до 2,0 мл,

содержание спирта в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 48,5 до 52,5%, и

концентрация парацетамола в указанном водно-спиртовом растворе составляет от 85 мг/мл до 110 мг/мл,

для ускорения прохождения парацетамола через гематоэнцефалический барьер.

2. Применение по п. 1, где фармацевтическая композиция предназначена для лечения боли и/или лихорадочных состояний.

3. Применение по п. 1 или 2, где объем этанола составляет 50% от общего объема указанного водно-спиртового раствора.

4. Применение по любому из пп. 1-3, где вязкость водно-спиртового раствора составляет больше 1,5⋅10^-3 Па⋅с.

5. Применение по любому из пп. 1-4, где гидродинамический радиус парацетамола при температуре 40°С составляет менее 2,1

6. Применение по любому из пп. 1-5, где водно-спиртовой раствор содержит вкусоароматическое вещество и/или подсластитель.