Магнитоуправляемые системы. Антитела и гликопротеиды

Размещено на http://www.allbest.ru/

МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ. АНТИТЕЛА И ГЛИКОПРОТЕИДЫ

ПЛАН

1. Понятие о магнитоуправляемых системах (МУС), необходимость их создания

2. Источники магнитного поля и магнитные материалы (наполнители) их характеристика, классификация

3. Характеристика, классификация магнитных лекарственных форм, особенности их технологии

4. Направленная доставка лекарств в организме с помощью антител и гликопротеидов

Продолжительность лекции - 2 часа

Цель обучения: Дать основные сведения о магнитоуправляемых системах (характеристика, особенности технологии) и механизме транспорта лекарств в организме с их помощью.

магнитоуправляемый лекарственный антитело гликопротеиды

Доставка лекарственных веществ с помощью носителей может осуществляться двумя путями: пассивной и активной. При пассивной доставке распределение действующего ве-ства в организме определяется в основном физико-химическими свойствами носителя. При активной доставке этот процесс регулируется с помощью различных внешних воздействий, например магнитного поля.

Магнитные явления находят применение в решении целого ряда медицинских проблем. Большой интерес вызывает создание и применение препаратов диагностического и лечебного назначения, способных бесконтактно управляться внешним магнитным полем внутри организма. Создание магнитовосприимчивых лекарственных препаратов позволяет решать следующие лечебно-диагностические и медико-фармацевтические задачи:

- магнитоуправляемое контрастирование в рентгенологических исследованиях;

- исследование скорости кровотока и микроциркуляции;

- транспорт и локальная доставка лекарственных веществ к органу-мишени и создание в органе мишене "депо", обеспечивающего пролонгированное действие лекарств.

- в хирургии для бесшовного соединения тканей кишечника;

- удаления инородных тел;

- магнитохирургической коррекции деформации грудной клетки.

В последние годы значительно возросло число публикаций по использованию постоянных магнитных полей в экспериментальной и клинической медицине. Перспективным оказалось использование комбинированного действия магнитного поля и лекарственных веществ, особенно биотропных свойств магнитного поля (МП). Это объясняется тем, что П обладает биологическим действием. В настояшее время многочисленными исследованиями установлено противовоспалительное, противоотечное, седативное, антимикробное, болеутоляющее действие магнитного поля. Кроме того, установлено, что под воздействием магнитного поля улучшается микроциркуляция и трофика тканей, стимулируются регенеративные и репаративные процессы, повышается неспецифическая резистентность организма. Доказано, что МП повышает переносимость массивных доз при комплексной химиотерапии цитостатиками. Отмечено также гипотензивное действие МП. В силу этого МП широко используется в различных областях медицины: хирургии, травматологии, кардиологии, стоматологии.

ИСТОЧНИКИ ИСКУССТВЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Магнитные материалы

В качестве магнитных материалов (наполнителей) чаще всего используются ферриты различных структур - соединения Fe O с оксидами других металлов, интерметаллические соединения (кобальтсамариевые сплавы). Металлическое железо используется значительно реже, т.к.легко самовозгорается на воздухе. Наиболее употребляемые магнитные наполнители - это ферриты. Среди них наиболее доступным и дешевым является магнетит - Fe O Fe O . Магнетит отличается своей безвредностью для организма, так как является эндогенным веществом (присутствует в организме человека), а также синтезируется некоторыми бактериями. Его получают с осаждением из растворов солей двух и трехвалентного железа избытком гидрооксидов натрия.

8NaOH

FeCL + FeCL --- Fe O + 8NaCL + 4 H O

Кроме магнетита, находит применение гексаферрит бария -BaFe O .

Перспективным окзалось использование кобальтсамариевых сплавов: SmCo и SmCo

ИСТОЧНИКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

В качестве источников магнитного поля используются дисковые и пластинчатые ферритовые магниты разных марок. Рекомендованы к промышленному выпуску ферритовые магниты новых марок - МДМ-2, МДМ-1. В 1980 г. внедрены в серийное производство эластичные магниты. Они представляют собой поликомпозиционные материалы на основе натурального и силоксанового каучука, биосовместимого сополимера винилпирролидона. В качестве магнитного наполнителя в них используется гексаферрит бария или сплав Sm Co. Благодаря высокой эластичности,отсутствию токсических реакций эластичные магниты используют для наружнего и внутреннего применения. Эластичные магниты для наружного применения - аппликаторы, имеют вид пластинок, пленок, колец, бус, браслетов, клипс, поясов.

МАГНИТНЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ

Встречающиеся в литературе термины "магнитные", "ферромагнитные", "магнитоуправляемые", "магниточувствительные" относятся к лекарственным формам, в состав которых входят мелкодисперсные частицы ферромагнитных материалов. В клинике нашли применение различные магнитные лекарственные формы (МЛФ): жидкие, твердые, мягкие. Среди МЛФ можно выделить следующие наиболее изученные или уже применяемые лекарственные формы:

1. Магнитные жидкости (магнитореологические суспензии и эмульсии);

2. Магнитные мягкие лекарственные формы: мази, суппозитории, пластыри;

3. Магнитные ректальные капсулы;

4. Магнитные микрокапсулы и липосомы.

При разработке МЛФ решается комплекс вопросов:выбор магнитного наполнителя, компонентов основы, изучение совместимости с лек. веществами, изучение устойчивости и величины магнитной индукции на поверхности композиции, разработка методик оценки качества, количественного анализа магнитных свойств, исследование микробиологической чистоты, токсичности, а также лечебных свойств.

Необходимым этапом при разработке МЛФ является включение в состав них различных магнитных наполнителей.

Магнитные жидкости

Магнитные жидкости представляют собой коллоидные растворы магнитомягких материалов (магнетит, гексаферрит бария и т.п.). Дисперсионно средой таких композиций могут быть вода, водные растворы лекарственных веществ, вазелиновое масло, физиологический раствор, 25% раствор альбумина, дефибринированная кровь животных. Их используют в рентгенологии, для исследования скорости кровотока, микроциркуляции, а также для магнитоуправляемого транспорта лекарственных веществ. Например, используются магнитные жидкости, стабилизированные ВМС (альбумином, желатином, реополюглюкином) в терапии злокачественных опухолей. При подкожном или в/в введении магнитных жидкостей и воздействии магнитного поля обеспечивается локализация в заранее определенных местах организма. Перенос лекарственных веществ в этом случае возможен за счет адсорбции молекул биологически активных веществ на частицах феррофазы. Решение такой задачи позволяет повысить локальную концентрацию лек.веществ в органе-мишене и одновременно снизить общую дозу вводимого лек. вещества.

Наличие в дисперсной фазе магнитных жидкостей атомов железа обуславливает рентгеноконтрастность подобных композиций. Использование рентгеноконтрастных магнитных жидкостей дает возможность целенаправленно перемещать и удерживать их в заданной области с помощью наружнего магнитного поля.

Так разработана технология рентгеноконтрастной магнитной жидкости с йодолиполом. В состав такой жидкости входит: 5% магнетита, 9,9% олеиновой кислоты, 37,5% йодолипола (йодированого подсолнечного масла) и 37,5% оливкового масла. Эта жидкость предназначена для диагностики патологий желудка, особенно при локализации в отделах труднодоступных для традиционных рентгеноконтрастных методов. Особенности технологии этой магнитной жидкости: сначала получают коллоидные частицы феррофазы. Для этого растворяют FeSO и FeCL по отдельности в 150 мл воды. Полученные растворы сливают в один сосуд и добавляют раствор аммиака. В результате химической реакции выпадает в осадок магнетит - Fe O . Через час осадок промывают и добавляют к нему стабилизатор - олеиновую кислоту. Стабилизатор обеспечиает образование защитной оболочки на поверхности частиц для предотвращения их слипания. Система перемешивается и затем добавляют йодолипол. Нагревают 30 минут на водяной бане. Затем водную фазу удаляют методом декантации. Осадок - концентрат - органическая фаза - высушивают при 100 50 0С для освобождения от остатков воды. Образовавшую пасту концентрат смешивают с оливковым маслом и обрабатывают ультразвуком.

Составные часты системы: 8-30% магнетит; ПАВ 2-10%, дисперсионная среда до 100%.

Перспективным является использование магнитных эмульсий. Японскими учеными создана магнитная эмульсия типа м/в для локализации жирорастворимых веществ. Магнитные жидкости перспективны также для направленного транспорта лекарственных веществ с целью повышения эффективности фармакотерапии.

Использование магнитных жидкостей перспективно для лечения злокачественных опухолей.

Например: используются магнитные жидкости, стабилизированные ВМС - ПАВ (альбумином, желатином, реополиглюкином в терапии злокачественных опухолей. При в\в и п\к введении магнитных жидкостей и воздействии магнитного поля обеспечивается локализация в заранее определенных местах организма. Перенос лекарственного вещества в этом случае возможен за счёт адсорбции молекул биоактивных веществ на частицах феррофазы.

Магнитные мази

Представляется целесообразным разработка новых мягких лекарственных форм в виде магнитных мазей пригодных для лечения наружных кишечных свищей. В настоящее время разработан метод получения магнетитовой пасты-концентрата на медицинском вазелиновом масле. Магнетитовые пасты представляет собой продукт черного цвета с металлическим блеском, максимально обогащенные мелкодисперсным магнетитом. С использованием стандартизованной магнетитовой пасты приготовлены магнитные мази на вазелин-ланолиновой основе, содержащие метилурацил 5% и диоксидин 1%.

Магнитные мази с метилурацилом и диоксидином готовили на вазелин-ланолиновым основе 1:1. Для придания мази магнитных свойств в её состав вводили частицы магнитного наполнителя магнетита (Fe 43 0O 44 0), т.к. он имеет низкую токсичность (Д 450 0=10 г\кг) и относительно дешев, не вызивает побочных действий при введении в организм и обладает бактерицидным и бактериостатическим свойством.

Для приготовления магнитных мазей сначала получали магнетитовую пасту концентрат (56% коллоидный магнетит и 44% раствор олеиновой кислоты в вазелиновой масле (1:1) для сохранения дисперсности частичек магнетита. Затем смешивали ее с вазелин-ланнолиновой основой ( ВЛО).

Технология приготовления:

1) приготовление ВЛО (1:1)

гомогенизация лекарственного вещества с частью ВЛО - получение пульпы

3) смешивание пульпы с магнетитовой пастой концентратом и частью ВЛО (2:1)

Доказана совместимость всех компонентов. Для стерилизации используется гамма облучение. Мази сохраняют устойчивость в течении 1,5 лет в тубах. Также созданы мази на гидрофильных основах - коллаген и МЦ.

В биофармацевтических исследованиях была показана химическая совместимость магнетита с ингредиентами магнитной мази. Кинетика высвобождения метилурацила из 5 % магнитной мази не уступала заводской метилурациловой мази на вазелин - ланолиновой основе, выпускаемой Горьковским ХФЗ. Приготовленные магнитные мази М.М. оправдали себя в опытах in vivo при закрытии наружных кишечных свищей. Кроме того, показано ускорение заживления, отсутствие выраженного отека в зоне свищевого канала. Благоприятное течение заживления в свищевом канале связано, по-видимому, и с усиленнием эффективности действия метилурацила в присутствии МП, которое создается самой ММ. Последняя намагничивается под действием наружного постоянного магнита и является внутренним источником МП в патологитческом очаге.

Магнитные микрокапсулы (ММК)

Иногда эту группу МЛФ называют магнитными микросферами. Идея их создания связана с магнитоуправляемым транспортом лекарств. ММК представляют собой микроконтейнеры, в которых одновременно с ЛВ, инкапсулированны мелкодисперсные частицы магнитных материалов. В некоторых работах в качестве таких контейнеров используются липосомы и нерастворимые полиэлектролитные комплексы. В эксперименте на животных было показано, что с помощью ММК удается повысить локальную концентрацию различных ЛВ в органах - мишенях. Чаще всего используются ферриты. Рекомендованы к использованию магнитные альбуминовые микросферы с ферритом с противоопухолевыми, миорелаксантами, антибиотиками. Созданы МУ микрокапсулы митомицина С, покрытые ЭЦ с одновременным включением магнитных частиц.

Магнитные пластыри и суппозитории (МПл и МС)

В ряде работ описаны МПл, полученные путем введения мелкодисперсного магнитного наполнителя в пластырную массу, содержащую вспомогательные и ЛВ противовоспалительного и болеутоляющего действия, с последующим нанесением полученной массы на подложку и намагничиванием изделия на специальном установке. В результате вся клеющая повехность приобретает магнитные свойства.

Проведенные авторами (2) клинические испытания показали высокую эффективность использования индометацинового МПл при лечении миозита, прострела, невралгий и др. Дроказано усиление противовоспалительного действия индометацинового МПл по сравнению с эффектом традиционного индометацинового пластыря и постоянного магнита в опытах на животных.

Способность магнитных полей ускорять ток крови на периферических участках была использована японскими учеными, предложившими магнитные суппозитории для лечения гемороя. В данном случае в качестве магнитных наполнителей для МС могут быть использованы железо, кобальт, никель, ферриты. Клинические испытания МС показали усиление лечебного эффекта ЛВ за счет биологического действия МП. Созданы М суппозитории с пармидином О,25г . В качестве магнитного компонента использован феррит Ва, основы - масло какао, витепсол, ГХМ - 5Т и ПЭО .. Более эффективными оказались суппозитории на основе ГХМ -5Т. Суппозитории магнитные более эффективны, чем не магнитные при лечении воспалительных процессов в прямой кишке, при геморое, трещинах, проктитах.

Магнитные липосомы

Также широко используются липосомы. В большинстве работ отмечено, что раковые клетки обладают значительно большей способностью накапливать липосомы, чем здоровые клетки.

Например, разработаны магнитные липосомы с адреномиметиками дитилином и диадонием (миорелаксанты). Особенность этих магнитных липосом состоит в том, что в бислой включены феррочастицы, с помощью которых липосомы, применяя магнитное поле, удалось сконцентрировать в области нужного органа. В частности, пока в опытах на животных (кошках) с помощью таких магнитоуправляемых Л, содержащих миорелаксанты, удалось получить избирательное расслабление мышц конечности, помещенной в магнитное поле, без угнетения дыхания (побоч.эф.). При этом магнитовосприимчивые липосомы с миорелаксантами вводили в/в и нарушение нервно-мышечной передачи наблюдалось через 1-3 мин.

Учитывая перспективность исп-я МУС в фарм практике в настоящее время можно выделить следующие пути развитие МУС :

1) Дальнейшие изучение механизмов биологического действия МП на организм

2) Разработка технологии оптимальных МЛФ

3) Изучение влиянияе магнитного поля на фармакологическую активность ЛВ

АНТИТЕЛА И ГЛИКОПРОТЕИДЫ

Носители ЛВ 3-его поколения

Антитела: - белки глобулярной фракции сыворотки крови человека и теплокровных животных, образующиеся в ответ на введение в организм различных антигенов (бактерий, вирусов, белковых токсинов и др). Их использование наиболее часто в качестве элементов "узнавания" обесчивающих высокий уровень избирательности действия лекарственных веществ при направленной доставке с использованием носителя, снабженного элементом "узнавания".

Использование, например, ассоциации противоопухолевых лекарственных веществ с антителами обусловлено присутствием на поверхности злокачественных клеток антигенов. Липосомы или нанокапсулы, содержащие противоопухолевые вещества, связывают ковалентными связями с антителами, которые затем направляют к органу-мишени.

Подобный подход использован для повышения эффективности тромболитических препатаров за счет придания им сродства к тромбу. Последнее достигается за счет использования фибриногена, а также поликлональных к нему антител.

Изучаются широко возможности использования 2 гликопротеидов 0 для транспорта лекарственных веществ. Гликопротеиды-полисахариды-белковые комплексы с ковалентной углевод-пептидной связью. Углеводная часть придает белку большую специфичность. Это своего рода векторные группы протеидов, узнающие участки других структур (макромолекулы, поверхности клеток). Рецепторы, взаимодействующие с гликопротеидами, локализуются в гепатоцитах, ретикулоцитах, макрофагах, фибробластах, щитовидной железе, лейкоцитах.

Таким образом, одним из перспективных путей решения проблемы повышения эффективности фармакотерапии является использование магнитных лекарственных форм, а также антител и гликопротеидов для направленной доставки лекарств в организме.

ЛИТЕРАТУРА

1. Черкасова О.Г. Магнитные поля и магнитные лекарственные формы.-Хим.фарм.журн.-1991-5-с.4-11.

2. Харитонов Ю.А., Черкасова О.Г. Новые магнитные лечебные средства и лекарственные формы.//Фармация -1996-5-с.14-18.

3. Черкасова О.Г., Петров В.И., Руденко Б.А. Применение магнитовосприимчивых лекарственных препаратов.//Фармация.-1986.-4-с.70-74.

4. Аляутдин Р.Н., Филиппов В.И. Свойства магнитоуправляемых липосом, содержащих курареподобные препараты.//Фармация.-1989.-3- с.20-23

5. Иванова Л.А.Технология лекарственных форм.-М.1991- т.2

6. Черкасова О.Г. ии др. Технология и изучение магнитных мазей с метилурацилом и диоксидином.//Фармация .1992.-6.-с.16-19

7. Черкасова О.Г. Мелкодисперсный магнетит-магнитный наполнитель лекарственных средств.//Хим.фарм.журн.-19927-7.с.84-88

8. Петров В.И., Черкасова О.Г. Рентгеноконтрастная ферромагнитная жидкость.//Фармация.-1986.-3.-с.31-36

Размещено на Allbest.ru