RU2020961C1

RU2020961C1 - Method of medicinal preparation activation

Info

Publication number: RU2020961C1
Application number: SU914914316A
Authority: RU
Inventors: Г.Б. Кривцова; С.С. Жихарев; В.В. Тец; В.Н. Минеев; О.И. Карпов; Н.Н. Лукашевская
Original assignee: Малое государственное предприятие "Медилен"
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves effect of low-frequency ultrasonic near threshold cavitation on the aqueous solutions of preparations. Ultrasonic energy density is 0.05-2.0 J/ml for 30-300 s. EFFECT: enhanced biological activity. 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к способам воздействия на лекарственные препараты для снижения их аллергенности и повышения биологической активности. The invention relates to medicine, namely to methods for influencing drugs to reduce their allergenicity and increase biological activity.

Известен способ активации водных эмульсий жирорастворимых лекарственных препаратов путем ультразвуковой (УЗ) обработки в кавитационном режиме на частоте 22 кГц с помощью УЗ генератора УЗДН-1. A known method of activating aqueous emulsions of fat-soluble drugs by ultrasonic (ultrasound) treatment in cavitation mode at a frequency of 22 kHz using an ultrasonic generator UZDN-1.

Повышение активности жирорастворимых лекарственных препаратов достигается за счет эмульгирования жировых капель и увеличения тем самым их активной поверхности, что улучшает включение жирных кислот и антиоксидантов в процессе мембранного обмена. An increase in the activity of fat-soluble drugs is achieved by emulsifying fat droplets and thereby increasing their active surface, which improves the incorporation of fatty acids and antioxidants in the process of membrane metabolism.

Недостатком известного способа является то, что его использование для водных растворов неустойчивых лекарственных препаратов, например антибиотиков, приводит к разрушению их структуры и снижению биологической активности, т.е. не обеспечивает ни снятия аллергенности, ни повышения их биологической активности. The disadvantage of this method is that its use for aqueous solutions of unstable drugs, for example antibiotics, leads to the destruction of their structure and a decrease in biological activity, i.e. It does not provide a removal of allergenicity, nor an increase in their biological activity.

Целью изобретения является повышение биологической активности водных растворов лекарственных препаратов. The aim of the invention is to increase the biological activity of aqueous solutions of drugs.

Поставленная цель достигается тем, что в способе активации растворов лекарственных препаратов, включающем воздействие на препарат низкочастотным ультразвуком в кавитационной струе, осуществляют воздействие ультразвуком вблизи порога кавитации при плотности ультразвуковой энергии 0,05 - 2,0 Дж/мл в течение 30 - 300 с. This goal is achieved by the fact that in the method of activating drug solutions, including exposure to the drug with low-frequency ultrasound in a cavitation jet, ultrasound is applied near the cavitation threshold at an ultrasonic energy density of 0.05 - 2.0 J / ml for 30 - 300 s.

В предлагаемом способе при воздействии ультразвуком вблизи порога кавитации плотность ультразвуковой энергии исключает разрушение структуры неустойчивых лекарственных препаратов, типа антибиотиков, но одновременно оказывает влияние на тонкую структуру гидрофильно-гидрофобного взаимодействия молекул лекарственного препарата с растворителем. Указанная плотность УЗ энергии достигается при колебании апикальной части УЗ инструмента диаметром 1,0 - 2,5 мм амплитудой 10 - 30 мкм. In the proposed method, when exposed to ultrasound near the cavitation threshold, the density of ultrasonic energy excludes the destruction of the structure of unstable drugs, such as antibiotics, but at the same time affects the fine structure of the hydrophilic-hydrophobic interaction of the drug molecules with the solvent. The indicated density of ultrasound energy is achieved by oscillating the apical part of the ultrasound instrument with a diameter of 1.0 - 2.5 mm and an amplitude of 10 - 30 microns.

Плотность УЗ энергии ниже 0,1 Дж/мл не обеспечивает необходимого воздействия на препарат. Плотность УЗ энергии выше 2,0 Дж/мл приводит к снижению активности препарата за счет изменения структуры препарата и растворителя. Указанная плотность энергии 2,0 Дж/мл соответствует верхнему пределу плотности, вызывающему тепловую деструктуризацию воды при температуре 50^оС.The density of ultrasound energy below 0.1 J / ml does not provide the necessary effects on the drug. The density of ultrasound energy above 2.0 J / ml leads to a decrease in the activity of the drug due to changes in the structure of the drug and solvent. The specified energy density of 2.0 J / ml corresponds to the upper limit of the density, causing thermal degradation of water at a temperature of 50 ^about C.

На чертеже представлен характер зависимости изменения уровня снижения аллергенности и повышения активности препарата от объемной плотности УЗ энергии и времени УЗ воздействия. По координате Z указаны значения активности и параметры, характеризующие уровень снижения аллергенности водного раствора бензилпенициллина. По координате Х - значения объемной плотности УЗ энергии в единицу времени при воздействии на заданный объем того же препарата. По координате Y отложены значения времени УЗ воздействия. Зависимость носит экстремальный характер возрастания активности и снижения аллергенности в зависимости от времени и плотности энергии и УЗ воздействия и в оптимальном режиме соответствует полному снятию аллергенности и трехкратному увеличению активности. The drawing shows the nature of the dependence of changes in the level of reduction of allergenicity and increase the activity of the drug from the bulk density of ultrasound energy and time of ultrasound exposure. The Z coordinate indicates activity values and parameters characterizing the level of allergenicity reduction in an aqueous solution of benzylpenicillin. X coordinate - volume density values of ultrasound energy per unit time when exposed to a given volume of the same drug. The Y coordinate shows the time values of the ultrasonic impact. The dependence is extreme in nature of an increase in activity and a decrease in allergenicity depending on time and energy density and ultrasound exposure and, in the optimal mode, corresponds to a complete removal of allergenicity and a three-fold increase in activity.

Способ осуществляют следующим образом. В стандартный флакон с водным раствором препарата непосредственно перед употреблением вводят источник УЗ воздействия, обеспечивающий равномерное распределение УЗ энергии во всем объеме. Затем путем подключения УЗ преобразователя - источника УЗ воздействия к генератору УЗ колебаний обеспечивают заданный режим УЗ воздействия, который выбирают из условия обеспечения в обрабатываемом объеме плотности УЗ энергии из указанного диапазона. Сила УЗ воздействия, определяемая термином "вблизи порога кавитации", соответствует началу развития кавитационного процесса в водной среде при мощности не превышающей 5 Вт, и характеризуется возникновением слабого кавитационного шума. The method is as follows. A source of ultrasound exposure is introduced into a standard bottle with an aqueous solution of the drug immediately before use, ensuring a uniform distribution of ultrasound energy in the entire volume. Then, by connecting the ultrasonic transducer - the source of ultrasonic impact to the generator of ultrasonic vibrations, the specified mode of ultrasonic exposure is provided, which is selected from the condition that the density of ultrasonic energy in the processed volume is provided from the specified range. The strength of ultrasonic action, defined by the term “near the cavitation threshold”, corresponds to the beginning of the development of the cavitation process in the aquatic environment at a power not exceeding 5 W, and is characterized by the appearance of weak cavitation noise.

Режим УЗ воздействия определяют исходя из условий, определяемых концентрацией препарата в растворе, величины обрабатываемого объема, температуры раствора и т. п. Продолжительность воздействия выбирают исходя из режима работы источника УЗ воздействия. Время УЗ воздействия определяют экспериментально для используемых концентраций каждого типа конкретного раствора препарата. Оптимальное время обработки выбирают из условия полного снятия аллергенности или максимального повышения биологической активности, о которых судят по изменению адренозависимого гликогенолиза в лимфоцитах крови или антибактериальных свойств соответственно. Температура раствора бензилпенициллина поддерживается в пределах 20 - 30^оС. Обработку препаратов проводят непосредственно перед их введением пациенту.The mode of ultrasound exposure is determined based on the conditions determined by the concentration of the drug in the solution, the amount of the treated volume, the temperature of the solution, etc. The duration of exposure is selected based on the operating mode of the source of ultrasound exposure. The time of ultrasound exposure is determined experimentally for the used concentrations of each type of a specific solution of the drug. The optimal treatment time is chosen from the conditions of a complete removal of allergenicity or a maximum increase in biological activity, which is judged by a change in adrenergic glycogenolysis in blood lymphocytes or antibacterial properties, respectively. The temperature of the benzylpenicillin solution is maintained in the range of 20-30 ^° C. The treatment of drugs is carried out immediately before their introduction to the patient.

П р и м е р. Испытания проводились в лабораторных условиях клиники N 2 внутренних болезней и кафедры микробиологии и иммунологии 1-го ЛМИ им. акад. И. И.Павлова. Для испытаний использовали раствор бензилпенициллина - одного из наиболее часто применяемых антибиотиков и обладающего наиболее частыми аллергическими осложнениями. Для оценки аллергенных свойств пенициллина использовали оценку степени адренозависимого гликогенолиза лимфоцитов, отражающую изменения мембранорецепторного комплекса при контакте клеток с причинно значимым аллергеном. Адекватность подобного подхода была проверена ранее в параллельных исследованиях по оценке изменений адренозависимого гликогенолиза степени нарастания диеновых конъюгатов в связи с активацией перекисного окисления липидов при наличии аллергии к пенициллину, а также использовании таких облигатных аллергенов как пыльца растений и домашняя пыль. PRI me R. The tests were carried out in the laboratory conditions of the clinic N 2 of internal diseases and the Department of Microbiology and Immunology of the 1st LMI named after Acad. I.I. Pavlova. For testing, we used a solution of benzylpenicillin, one of the most commonly used antibiotics and having the most frequent allergic complications. To assess the allergenic properties of penicillin, an assessment was made of the degree of adreno-dependent glycogenolysis of lymphocytes, which reflects changes in the membrane receptor complex upon contact of cells with a causatively significant allergen. The adequacy of this approach was previously tested in parallel studies to assess changes in adrenergic glycogenolysis of the degree of increase in diene conjugates due to the activation of lipid peroxidation in the presence of penicillin allergy, as well as the use of obligate allergens such as plant pollen and house dust.

В каждой исследуемой крови оценивалось исходное содержание гликогена цитохимическим методом по Шабадашу с подсчетом среднего цитохимического коэффициента (СЦК) по Кэплоу, его уменьшение после инкубации клеток со стандартной дозой адреналина, выражаемой в процентах изменение адренозависимого гликогенолиза (ГЛ) при предварительной инкубации с блокатором β -адренорецепторов обзиданом (1% ). Далее исследовалось изменение адренозависимого гликогенолиза под влиянием предварительной инкубации со стандартной дозой (10 тыс. ед. /мл) натриевой соли пенициллина и затем под влияние пенициллина, прошедшего УЗ обработку при различных режимах и продолжительности. In each test blood, the initial glycogen content was evaluated by the Shabadash method using Kaplow’s calculation of the average cytochemical coefficient (SCC), its decrease after incubation of cells with a standard dose of adrenaline, expressed as a percentage change in adrenergic glycogenolysis (GL) during preliminary incubation with a β-adrenergic blocker obzidanom (1%). Next, we studied the change in adreno-dependent glycogenolysis under the influence of preliminary incubation with a standard dose (10 thousand units / ml) of penicillin sodium salt and then under the influence of penicillin that underwent ultrasonic treatment under various modes and duration.

Для исследований использовали кровь больной З., 1959 г. рождения N истории болезни 3665 (1990 г.) диагноз: бронхиальная астма, смешанная форма (атопическая, инфекционно-зависимая, нервно-психическая), средней степени тяжести, фаза обострения, вазомоторный ринит, нейродермит. Из аллергологического анамнеза известно, что на введение пенициллина наблюдалась крапивница и приступы удушья. For research, we used the blood of a patient Z., born in 1959, case history 3665 (1990), diagnosis: bronchial asthma, mixed form (atopic, infection-dependent, neuropsychic), moderate severity, exacerbation phase, vasomotor rhinitis, neurodermatitis. From an allergic history, it is known that urticaria and asthma attacks were observed on the introduction of penicillin.

Обработку раствора бензилпенициллина проводили описанным способом путем введения в стандартный флакон с препаратом источника УЗ воздействия. Температура препарата составляла 23,4^оС. УЗ воздействие осуществляли с помощью УЗ инструмента с выходным диаметром 2 мм из набора, входящего в комплект установки УЗУМ 8-0 ф (опытная партия разработки НПО ВНИИТВЧ).The treatment of the benzylpenicillin solution was carried out as described by introducing a source of ultrasound into a standard vial with the drug. The temperature of the preparation was 23.4 ^C. The ultrasonic exposure was carried out using ultrasonic instrument with an output diameter of 2 mm from the set included with the installation Uzum 8-0 f (experimental batch NGO development VNIITVCH).

В табл.1 представлены результаты изменения аллергенности в крови больной З. в зависимости от изменения режимов УЗ обработки. Исследования проведены на граничные, оптимальный режимы и режимы, выходящие за граничные значения, а также контрольные значения без УЗ обработки. Table 1 presents the results of changes in allergenicity in the blood of patient Z. depending on changes in the regimes of ultrasound treatment. The studies were conducted on the boundary, optimal modes and modes that go beyond the boundary values, as well as control values without ultrasonic processing.

Из данных, приведенных в табл.1, видно, что при плотности энергии ниже предельного значения инверсия адренорецепторного ответа лейкоцитов не меняется во всем временном диапазоне. При нижнем и верхнем пределе значений наблюдается постепенное изменение инверсии в зависимости от времени воздействия, которая носит экстремальный характер и достигает максимума при 120 с. Оптимальный режим, соответствующий полному снятию инверсии адренорецепторного ответа лейкоцитов, достигается при плотности УЗ энергии равной 1,0 Дж/мл, при этом адренорецепторный ответ клетки превышает по абсолютному значению контроль (-42 Гл. адр.%). При значениях объемной плотности энергии, превышающих указанный максимум, происходит разрушение структуры препарата во всем временном диапазоне. From the data given in Table 1, it can be seen that at an energy density below the limiting value, the inversion of the leukocyte adrenoreceptor response does not change over the entire time range. At the lower and upper limit of values, a gradual change in inversion is observed depending on the exposure time, which is extreme and reaches a maximum at 120 s. The optimal mode corresponding to the complete removal of the inversion of the leukocyte adrenoreceptor response is achieved when the ultrasound energy density is 1.0 J / ml, while the adrenoreceptor response of the cell exceeds the control in absolute value (-42 Gl. Adr.%). When the values of the volumetric energy density exceeding the specified maximum, the structure of the drug is destroyed in the entire time range.

Испытания активности лекарственных препаратов проводились в тех же условиях и заключались в определении антимикробного действия бензилпенициллина, оцениваемое методом стандартных дисков. При концентрации антибиотика 0,125 и 0,25 мкг/мл на чувствительном штамме St.aureus VT 688 свежевыделенному и не подвергавшемуся длительному культивированию в лабораторных условиях. Tests of the activity of drugs were carried out under the same conditions and consisted in determining the antimicrobial effect of benzylpenicillin, as measured by the standard disk method. When the antibiotic concentration is 0.125 and 0.25 μg / ml on a sensitive strain of St.aureus VT 688 freshly isolated and not subjected to prolonged cultivation in the laboratory.

Результаты испытаний представлены в табл.2, где приведены изменения активности препарата после УЗ воздействия на него в защищаемых, граничных и выходящих за граничные значения режимах. The test results are presented in table 2, which shows the changes in the activity of the drug after ultrasound exposure to it in protected, boundary and beyond the boundary values modes.

Из табл. 2 видно, что при значениях плотности УЗ энергии, выходящих за нижние пределы, антимикробная активность препарата не меняется и размеры зоны подавления соответствуют значению К₁. При граничных значениях плотности УЗ воздействия происходит повышение антимикробной активности препарата, вследствие чего наблюдается увеличение диаметра зоны подавления, носящие экстремальный характер. Максимальная величина активности (23,7), превышающая значение контроля К₂ = 21,7 и соответствующая двукратному ее увеличению, достигается при среднем значении удельной плотности 1,0 Дж/мл и в выбранном режиме соответствует времени УЗ воздействия 120 с. При значениях плотности УЗ энергии 3,0 Дж/мл - выходящих за верхний предел, наблюдается разрушение структуры препарата, что подтверждается уменьшением зоны подавления ниже контрольного значения.From the table. 2 it can be seen that when the values of the density of ultrasound energy are outside the lower limits, the antimicrobial activity of the drug does not change and the dimensions of the suppression zone correspond to the value of K ₁ . At boundary values of the density of ultrasound exposure, an increase in the antimicrobial activity of the drug occurs, as a result of which an increase in the diameter of the suppression zone, which is extreme in nature, is observed. The maximum activity value (23.7), exceeding the control value K ₂ = 21.7 and corresponding to a twofold increase in it, is achieved with an average specific density of 1.0 J / ml and in the selected mode corresponds to an ultrasonic exposure time of 120 s. When the values of the density of ultrasound energy of 3.0 J / ml - beyond the upper limit, there is a destruction of the structure of the drug, as evidenced by a decrease in the suppression zone below the control value.

Использование предлагаемого способа позволяет отменить аллергенные свойства таких широко распространенных в клинической практике препаратов как низкомолекулярные антибиотики, например пенициллин, при одновременном дву-трехкратном увеличении их активности. Пpи этом обеспечивается расширение возможности применения препаратов, повышение степени излечения больных, страдающих медикаментозной аллергией, осуществление значительной экономии препаратов при том же лечебном эффекте. Using the proposed method allows you to cancel the allergenic properties of such drugs that are widely used in clinical practice as low molecular weight antibiotics, for example penicillin, with a simultaneous two to three-fold increase in their activity. At the same time, there is an expansion of the possibility of using drugs, an increase in the degree of cure for patients suffering from drug allergies, and significant savings in drugs with the same therapeutic effect.

Claims

METHOD OF ACTIVATION OF MEDICINES by exposure to low-frequency ultrasound in a cavitation jet, characterized in that they act with ultrasound on aqueous solutions of drugs near the cavitation threshold at an ultrasonic energy density of 0.05 - 2.0 J / ml for 30 - 300 s.