Каждый астматик знает: самый простой способ купировать приступ — использовать ингалятор. Однако у дозирующего аэрозольного ингалятора доля лекарства, попадающего в легкие, составляет около 20 % — получается, остальные 80 % теряются на пути к цели. Сибирским ученым удалось увеличить процент доставляемого препарата в три раза. Статья была опубликована в European Journal of Pharmaceutical Sciences.

Для ряда заболеваний дыхательных путей лекарственные вещества применяются посредством ингаляций — тогда воздействие наступает значительно быстрее и при минимальных побочных эффектах. Исследователям удалось увеличить значение респирабельной фракции — предполагаемой доли лекарственного вещества, которая остается в легких, — достигнув 67 %. В качестве лекарственных веществ использовались будесонид и сальбутамол, применяемые для купирования бронхоспазмов и приступов астмы, а также для ее лечения. Глицин в композиции необходим для доставки: он исполняет роль некоего вагона, в котором нужно отправить препарат прямиком в легкие, постаравшись сохранить как можно большее количество пассажиров.

В разработке приняли участие исследователи из Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН, ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН, Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирского государственного университета и фармацевтической компании ООО «Натива» (Москва).

При получении порошковых форм для ингаляционной доставки широко используются методы распылительной и сублимационной сушки. Они позволяют работать с термолабильными (разрушающимися под действием высоких температур) соединениями, увеличить дисперсность (удельную поверхность), что улучшает свойства лекарства. Однако сначала вещества нужно растворить:
 
— Для сублимационной сушки обычно используют водный раствор, но сальбутамол и будесонид, в отличие от глицина, не могут раствориться в воде, — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории клатратных соединений ИНХ СО РАН кандидат химических наук Андрей Геннадьевич Огиенко. — Это проблема для современной фармацевтики: около 40 % выпускаемых и свыше 70 % новых разрабатываемых лекарственных веществ на это не способны, что ограничивает возможности их применения.
 
Использование спирта могло бы увеличить растворимость, но ставит крест на этапе сушки, так как у смесей спирта с водой низкая температура плавления, а также в нем плохо растворяется глицин. Поэтому ученые обратились к растворителям, в которых образуются плавящиеся при более высоких температурах клатратные гидраты — кристаллические соединения, где в полостях каркаса, состоящего из молекул воды, находятся молекулы органических растворителей.
 
— Обычно под гидратами понимают гидраты природного газа, — поясняет ученый. — Однако существуют также клатратные, состоящие из воды и органических жидкостей: тетрагидрофурана, ацетона… Когда мы добавляем их в воду, получается однородный гомогенный раствор, в котором намного лучше растворяется лекарственное вещество. Туда же добавляется носитель — глицин, хотя можно использовать и другие. 
 
Как же соединить глицин с лекарством? При быстром охлаждении раствора происходит кристаллизация гидрата, а растворенные вещества вытесняются в пространство между растущими кристаллитами. После повышения температуры уже происходит кристаллизация глицина, и между его кристаллитами словно замуровывается сальбутамол. Так что в этих композициях лекарственное вещество распределено на молекулярном уровне в объеме носителя-глицина, из-за чего высвобождается с высокой скоростью. 
 
— Чтобы получить наши композиции, использовался смешанный водно-органический растворитель, в котором при охлаждении образуются клатратные гидраты, — добавляет Андрей Огиенко. — Затем мы удалили сублимационной сушкой кристаллы гидрата, исполнившие свое предназначение в момент растворения лекарственного вещества. Тут есть еще одно преимущество в сравнении с водой: удаление происходит быстрее, чем при использовании льда — а это выигрыш во времени сушки, затраченной энергии и, как следствие, в финансах. 
 
В итоге получается внешне напоминающий снег порошок, который обладает низкой плотностью и высокой удельной поверхностью. Кроме того, он не слёживается, поскольку представляет собой пористые шары. Переработка в лаборатории получается радикальная: насыпной объем готовой композиции больше, чем изначальный объем лекарственного вещества и носителя в 100 раз.

— Именно метод сублимационной сушки замороженных растворов в системах с клатратообразованием дает такие огромные преимущества, — подчеркивает ученый. — Глицин задает свойства композиции, за счет чего порошок не комкуется и не слёживается при хранении. Сублимационная сушка и водно-органические растворители используются повсеместно, а наша находка — образование клатратных гидратов: в отличие от других коллективов мы взяли нужные концентрационные диапазоны.
 
Пока ученые сделали только прототип (порошковую форму) и отработали способ его получения. Сейчас ведутся работы по адаптации предложенного метода к существующим технологиям — замораживанию раствора во флаконах или поддоне непосредственно в камере сушки. То есть композицию ждут стандартные испытания: порошок помещается в капсулы (так как он должен использоваться в капсульном порошковом ингаляторе), они фасуются в блистеры и хранятся при определенных температуре и влажности. Через некоторое время образцы отбираются для проверки постоянства ряда физико-химических и фармацевтико-технологических характеристик. Не меньше времени тратится на регистрацию и лицензирование, так что для выхода на рынок может потребоваться не менее пяти лет.
 
Алёна Литвиненко

Источники

Сибирские ученые увеличивают силу воздействия лекарств
Наука в Сибири (sbras.info), 03/08/2017
Новосибирские ученые усилили воздействие лекарств против болезней дыхательных путей
Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 04/08/2017
Ученые оптимизируют работу ингаляторов для астматиков
Infopro54.ru, 04/08/2017
Ученые смогли увеличить процент доставляемого ингаляторами препарата в три раза
ИА Flashsiberia, 04/08/2017
Новосибирские ученые усилили воздействие лекарств против болезней дыхательных путей
Vestisibiri.ru, 04/08/2017
Ученые из Сибири нашли способ увеличения силы действия аэрозолей
RuNews24 (runews24.ru), 04/08/2017
Ученые смогли увеличить процент доставляемого ингаляторами препарата в три раза
Vestisibiri.ru, 04/08/2017
Ученые Сибири усилили воздействие лекарств против болезней дыхательных путей
Автограф (avtograf22.ru), 04/08/2017
Новосибирские ученые усилили действие лечебных аэрозолей
Красноярский медицинский портал (krasgmu.net), 05/08/2017
Сибирские ученые нашли способ для увеличения силы действия лекарств-аэрозолей
Новосибирские новости (nscn.ru), 04/08/2017
Новосибирские ученые усилили действие лечебных аэрозолей
Новости@Rambler.ru, 04/08/2017
Ученые из Сибири отыскали способ увеличения силы действия аэрозолей
Kremlin Press (kremlinpress.com), 04/08/2017
Ученые из Сибири отыскали способ увеличения силы действия аэрозолей
РЫБИНСКonLine (ryb.ru), 04/08/2017
Ученые из Сибири отыскали способ увеличения силы действия лекарственных аэрозолей
Unionnews.ru, 04/08/2017
Новосибирские ученые усилили действие лечебных аэрозолей
Российская газета (rg.ru), 04/08/2017
Российские ученые в 3 раза увеличили силу действия аэрозолей
TerrNews.com, 04/08/2017
Сибирские ученые увеличивают силу воздействия лекарств
Российская Фармацевтика (pharmapractice.ru), 04/08/2017
Российским ученым удалось увеличить силу воздействия лекарственных препаратов
Новости GMP (gmpnews.ru), 04/08/2017
Сибирские ученые увеличивают силу воздействия лекарств
Eu-objective.info, 06/08/2017
Российским ученым удалось увеличить силу воздействия лекарственных препаратов
Medbrak.ru, 07/08/2017
Российским ученым удалось увеличить силу воздействия лекарственных препаратов
Лекобоз (lekoboz.ru), 08/08/2017
Ингаляции могут стать эффективнее
ЛАБМГМУ (labmgmu.ru), 07/08/2017
Новосибирские ученые усилили действие лечебных аэрозолей
Vestisibiri.ru, 09/08/2017
Новосибирские ученые усилили действие лечебных аэрозолей
Tabletka.tomsk.ru, 09/08/2017
В Новосибирске разработали генную терапию для снижения давления
Лекобоз (lekoboz.ru), 16/08/2017
Найден способ повышения эффективности ингаляционных форм препаратов
Лекобоз (lekoboz.ru), 16/08/2017

Похожие новости

  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    3084
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    3620
  • 15/04/2016

    Новосибирские химики очищают водоёмы с помощью растений

    ​Учёные Новосибирского государственного университета занимаются исследованием растений, способных накапливать в своих тканях тяжёлые металлы, чтобы применять их для очистки водоёмов и почв от ядовитых веществ, которые попадают в окружающую среду с отходами промышленных предприятий.
    3801
  • 29/01/2020

    Интервью: что в Новосибирске сделают в рамках проекта СКИФ в 2020 году

    ​Об итогах 2019 года и основных задачах реализации проекта синхротрона СКИФ в 2020 году рассказал РБК Новосибирск заместитель руководителя проектного офиса ЦКП «СКИФ» ИК СО РАН Яков Ракшун. Что удалось добиться в работе над проектом синхротрона СКИФ в 2019 году? — Была проделана большая работа, которая закончилась выходом в конце 2019 года постановления правительства России о федеральной адресной инвестиционной программе, в которой определен предельный объем бюджетного финансирования проекта — 37,1 миллиарда рублей и сроки исполнения работ.
    56
  • 09/06/2017

    Сибирские ученые участвуют в разработке нанолазеров для диагностики и лечения онкологических заболеваний

    ​Группа американских и российских ученых создала мельчайшие плазмонные нанолазеры (спазеры), которые найдут применение в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.
    1571
  • 21/12/2016

    Новосибирские химики провели эксперименты на синхротроне во Франции

    Учёные кафедры химии твёрдого тела Новосибирского государственного университета приняли участие в работах на экспериментальной станции Европейского центра синхротронного изучения.ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) — исследовательский ускорительный комплекс, источник синхротронного излучения третьего поколения, расположенный в Гренобле во Франции.
    1561
  • 29/04/2019

    Команда российских ученых выдвинула гипотезу о существовании жизни на Венере

    Ученые из Института космических исследований РАН, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и НГУ выдвинули гипотезу о существовании жизни на Венере. К таким выводам исследователей привела новая обработка панорамных изображений поверхности Венеры, полученных советскими аппаратами «Венера-9», «Венера-10», «Венера-13» и «Венера-14» в 1975—1982 годах.
    1020
  • 20/03/2017

    Институт катализа СО РАН и Лицей № 130 откроют совместную химическую лабораторию

    Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН и Лицей № 130 имени академика М.А. Лаврентьева откроют совместную химическую лабораторию. Учащиеся смогут со школьной скамьи получить опыт работы в настоящей лаборатории под руководством научных сотрудников, решая реальные исследовательские задачи.
    2705
  • 13/07/2018

    Новосибирские ученые предложили создать Национальный центр генетических технологий

    ​ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» выступил с инициативой создания Национального центра генетических технологий. Как рассказал избранный директор ФИЦ ИЦиГ СО РАН член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Кочетов, проект ЦГТ нацелен на решение сразу нескольких стратегических задач: «Прежде всего, мы хотим на одной площадке получить полный набор современных исследовательских технологий, обеспечивающий возможность фундаментального изучения генетических систем и процессов человека, животных, растений и микроорганизмов на базовых иерархических уровнях организации живых систем: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, организменном, популяционном, экосистемном».
    1551
  • 13/01/2016

    Татьяна Толстикова: "В СО РАН есть все предпосылки, чтобы решить проблему импортозамещения лекарств"

    ​Доктор биологических наук, профессор Татьяна Генриховна Толстикова возглавляет лабораторию Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова (НИОХ) СО РАН - уникальную для России структуру.
    3415