Аннотация результатов, полученных в 2022 году
При выполнении работ в рамках гранты №22-26-20055 планировалось разработать инновационные многоцелевые противопаразитарные препараты, обладающие широким спектром активности при сниженных дозировках субстанций. Одной из первых решенных задач было повышение растворимости малорастворимых субстанций антигельминтиков (фенасал, фенбендазол, празиквантел). Такой результат был достигнут путем использования методов механохимии, позволяющих образовывать твердые дисперсии (ТД) , которые образовывали супрамолекулярные системы типа «лекарственное вещество-полимер» при их растворении в воде. Полученные ТД были охарактеризованы комплексом физико-химических методов (рентгенофазовый, термографиметрический, электронная микроскопия,), а также методами растворения. Наиболее оптимальные препараты были изучены на антигельминтную активность in vitro. Научная значимость проекта заключается в инновационном подходе для получения многоцелевых противопаразитарных препаратов с широким спектром активности для профилактики и лечения животных. Актуальность исследований по этому проекту заключается в том, что для применения в ветеринарной практике будут представлены препараты на основе нескольких субстанций, которые обеспечат безопасность и продовольственную независимость страны в развитии продуктивного животноводства. Известно, что гельминтозы крупного рогатого скота встречаются повсеместно при пастбищном содержании в разных регионах Российской Федерации и за рубежом и причиняют значительный экономический ущерб животноводческой отрасли из-за падежа животных и снижения их продуктивности. Так, только по данным 2018 года, в Республике Горный Алтай при зараженности от 40 до 80% животных, экономический ущерб составляет в среднем от 150 до 450руб. на одну голову. С учетом поголовья скота (около 450 тыс голов) эти потери могут составить более 150 млн руб. Как известно, разработка принципиально новых противопаразитарных субстанций до уровня лекарственных препаратов и вывода их на фармацевтический рынок достаточно трудоемко и требует больших затрат времени и финансов. Наиболее перспективными являются методы по усовершенствованию уже известных лекарственных субстанций, комбинированию нескольких действующих веществ, модификации их лекарственных форм и адресной доставке к месту фармакологического действия. В этом плане в настоящем проекте решаются инновационные подходы по созданию комбинированных противопаразитарных препаратов с повышенной эффективностью на основе известных субстанций антигельминтиков за счет образования ТД и супрамолекулярных систем, включающих в себя молекулы этих субстанций и полимеров. На основании комплекса исследований в рамках настоящего гранты были выбраны наиболее перспективные ТД и составы препаратов, которые были наработаны по предложенной технологии в виде лабораторных образцов противопаразитарных препаратов в количествах, необходимых для испытаний против разных видов паразитов и для выявления эффективных препаратов. Результаты данного этапа предполагают продолжение НИР в последующие годы с целью логического завершения работ и проведения доклинических и клинических исследований с участием ветеринарных и медицинских специалистов. Разработка инновационных многоцелевых противопаразитарных препаратов соответствует мировому уровню исследований. На способы получения некоторых препаратов участниками проекта получены патенты РФ. Для выполнения данного проекта были использованы следующие методы и подходы: 1. Для достижения наилучших характеристик водорастворимости и стабильности используемых субстанций антигельминтиков в процессах приготовления и хранения, была оптимизирована лабораторная технология механохимической модификации субстанций (фенасала, фенбендазол, празиквантел) с ПВП и экстрактом солодки. 2. Были исследованы физико-химические характеристики полученных ТД для подтверждения образования целевых многокомпонентных препаратов; 3. Была изучена антигельминтная эффективность препаратов in vitro. Наработанный за последние годы опыт модификации субстанций лекарственных веществ из различного класса органических соединений позволяет нам получить эффективные препараты в ряду выбранных субстанций. Это особенно актуально в период, когда в настоящее время в РФ производство препаратов для ветеринарии резко упало и поэтому приходиться основную долю этих препаратов завозить из-за границы. Для изменения этой ситуации необходимо развивать фундаментальные исследования по созданию научных основ паразитарных препаратов для лечения человека и животных. В этом направлении нами научно обоснованы и, на основе исследований по изменению физико-химических свойств исходных субстанций, создания препаратов с повышенной растворимостью и эффективностью, снижения токсичности препаратов, изучения биологических свойств препаратов в лабораторных и производственных условиях, найдены оптимальные условия получения инновационных препаратов, Эти разработки находятся на уровне мировых стандартов и привлекают интерес многих ученых и практиков в области ветеринарии и медицины.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Диализ лекарственных препаратов через полупроницаемую мембрану как предварительная оценка перспективного паразитоцидного препарата Оценка высвобождения лекарственных веществ (ЛВ) является одним из важных этапов в поиске и разработке перспективного препарата. Одним из методом оценки высвобождения ЛВ является через полупроницаемую мембрану [1]. В качестве мембраны используют различные материалы, чаще целлофановую пленку. Целлофан инертен, не вступает во взаимодействие ни с субстанцией, ни с компонентами лекарственной формы, а его толщина оказывает незначительное влияние на диффузию ЛВ. Одним из важнейших этапов биофармацевтических исследований является выбор мембраны. Мембраны, используемые в исследованиях высвобождения in vitro, были разработаны для обеспечения постоянного контакта между лекарственной формой (ЛФ) и рецепторной средой. Мембраны не должны проявлять какого-либо физического или химического взаимодействия с лекарственной субстанцией (ЛС). Кроме того, мембраны должны быть совместимы с рецепторной средой и обеспечивать минимально возможное сопротивление диффузии действующего вещества. Для исследований высвобождения можно использовать разные типы мембран. Существуют две основные группы – натуральные и искусственные мембраны [2]. Синтетические мембраны широко используются для определения скорости высвобождения активного соединения in vitro из различных ЛФ. Их основными преимуществами являются доступность, стабильность и эффективность использования в ходе эксперимента. Основным преимуществом синтетических мембран по отношению к натуральным является однородность их состава и свойств от партии к партии. На сегодняшний день на рынке представлено большое количество синтетических мембран на основе целлюлозы, ее производных и различных полимеров. В наших исследованиях в качестве лабораторной модели проницаемости субстанций фенбендазола (ФБЗ) и фенасала (ФНС) из приготовленных методами механохимии твердых дисперсий (ТД) составов: -состав №1 – ФБЗ:ФНС:ПВП (2:20:78); -состав №1 – ФБЗ:ФНС:ПВП (3:30:67); -состав №3 – ФБЗ:ФНС:ПВП (4:40:56), был изучен процесс диализа через нитроцеллюлозную мембрану (НЦМ), представляющая собой бумагоподобную матрицу с микропористой структурой. НЦМ нашла широкое применение в биомедицинских областях благодаря уникальным физико-химическим свойствам (например, соответствующему размеру пор, большой площади поверхности) [3]. Кроме того, использование пористых НЦМ позволяет разрабатывать для здравоохранения недорогие материалы, методики и инструменты для диагностики и высокоэффективного тестирования [4]. В качестве альтернативных синтетических мембран в работе были использованы два типа диализных мешка: 1.диализный мешок марки Spectrapor фирмы Spectrum Medical Industry (США) с диаметром пор от 6 до 8 кДа. 2. диализный мешок марки M-Cel фирмы Viscase (Франция) с диаметром пор 7 кДа. Важным аспектом в исследованиях высвобождения является выбор рецепторной среды. Рецепторная среда должна обладать способностью к солюбилизации исследуемого вещества, хорошо перемешиваться; на протяжении всего исследования должен осуществляться контроль ее температуры. Состав среды выбирают таким образом, чтобы она не ограничивала диффузию исследуемого вещества [2, 5]. Рецепторная среда в исследованиях высвобождения должна имитировать физиологически-активные среды желудка, кишечника и пр. В наших экспериментах для изучения диализа были использованы следующие рецепторные среды: - система (А), моделирующая среду кишечника (стандартный раствор бората натрия с рН=9,18); - система (В), моделирующая среду желудка (стандартный раствор 0,1н соляной кислоты). Диализ в системе (А) полученных в АГО-2 твердых дисперсий составов №1, №2 и №3 проводили с использованием буферного раствора с рН=9,18 на основе бората натрия и диализного мешка (НЦМ). Содержимое диализатов контролировали в динамике по данным ВЭЖХ и УФ-спектров. Диализ твердых дисперсий, полученных в двух типах измельчителей-активаторов, проводили в среде буферного раствора, имитирующего среду кишечника (рН=9,18) с использованием диализных мешков марки Spectrapor и марки M-Cel. Целевые ТД получали путем совместной механообработки выбранных субстанций (ФБЗ и ФНС) с ПВП и в валковой мельнице LE-101 и планетарно-центробежной мельнице АГО-2 в условиях описанных ниже: -совместную механохимическую обработку компонентов в металлическом барабане объемом 800 мл, установленном на валковой мельнице LE-101. -для получения тех же составов №1, №2 и №3 в условиях планетарно-центробежной мельницы АГО-2, предварительно полученную в фарфоровой ступке соответствующую физическую смесь подвергали механообработке при модуле 1:30 при следующей энергонапряженности -20 g, 40g, 60g. Для проведения метода диализа используют прибор, состоящий из термостатируемого стакана, в который помещают необходимый объем рецепторной среды. Исследуемое количество ЛС наносят на полупроницаемую мембрану, которая закрепляется на диализной трубке. Конец трубки с закрепленной мембраной погружают на 1 мм в среду растворителя. Отбор проб диализата производят через равные промежутки времени с восполнением рецепторной среды. Образцы после точного взвешивания аликвоты, погружались в диализные мешки, которые помещали в буферный раствор, приготовленный на основе бората натрия с рН=9,18. Отбор образцов на анализ методом ВЭЖХ проводили в динамике. Оказалось, что выделение ФБЗ в диализат проходит в очень незначительной концентрации, находящейся за границей ошибки метода анализа. Поэтому проводили анализ лишь одного компонента –ФНС. Показано, что выделение ФНС из образцов, подвергнутых жесткой м/о (напр. 60g ) идет медленнее, чем из образцов при мягких условиях м/о (20g). Весьма интересные данные были обнаружены при диализе составов №1, №2 и №3 в системе (В), а именно, в среде желудочного сока. Из указанных ТД в диализат проходит лишь ФБЗ. Этот результат можно объяснить протонированием молекулы ФБЗ, являющейся слабым основанием. Молекула ФНС является нейтральной молекулой и поэтому не проникает через полупроницаемую перегородку в среду соляной кислоты и она полностью остается внутри диализного мешка. Таким образом, проведенные предварительные исследования по диализу ТД, полученных в планетарно-центробежной мельнице АГО-2, показало, что высвобождение его компонентов (ФБЗ и ФНС) происходит в среду желудочного сока и среду, моделирующую кишечник по различным механизмам, которые требуют дальнейших исследований. Список использованной литературы 1.Биофармация: Учеб. для студ. фармац. вузов и фак. / А. И. Тихонов [и др.]. – Х.: Изд во НФаУ; Золотые страницы, 2003. – 240 с. 2. Bartosova, L. Transdermal Drug Delivery in Vitro Using Diffusion Cells / L. Bartosova, J. Bajgar // Current Medicinal Chemistry. – 2012. – Vol. 19, № 27. – P. 4671–4677. 3. Fridley G.E., Holstein C.A., Oza S.B., Yager P. The evolution of nitrocellulose as a material for bioassays, Mater. Res. Bull. 38 (2013) 326–330. 4. Squires T.M. , Messinger R.J., Manalis S.R. Making it stick: convection, reaction and diffusion in surface-based biosensors, Nat. Biotechnol. 26 (2008) 417–426). 5. Olejnik, A. Active Compounds Release from Semisolid Dosage Forms / A. Olejnik, J. Goscianska, I. Nowak // Journal of Pharmaceutical Sciences. – 2012. – Vol. 101, № 11. – P. 4032–4045.