Интересен способ получения НМГ на основе предварительной |
щения при 20 °С равной 28 °–55 °; анти-Ха – 163 МЕ/мг и анти-IIа – |
ультрафильтрации НФГ с целью их освобождения от фракций с молеку- |
53 МЕ/мг. |
лярной массой менее 3 кDа и проведения деполимеризации и фракциони- |
Достаточно часто используют метод деполимеризации с применени- |
рования за счет различного растворения продуктов в водной и органиче- |
ем азотной кислоты. НФГ, полученный из слизистой кишечника свиньи |
ской фазах. Несмотря на то, что гепарин не растворим в органических рас- |
растворяю в очищенной воде до конечной концентрации 5,0 %. К раствору |
творителях, его комплексы с катионами четвертичного аммония при опре- |
НФГ прибавляют натрия нитрат до конечной концентрации 0,01М. Смесь |
деленных условиях растворимы в дихлорметане. Для деполимеризации ис- |
доводят до температуры 18–24 °С и в течение двух минут прибавляют |
пользовались коммерческие препараты НФГ с молекулярной массой |
37 %-ый раствор хлористоводородной кислоты до значения рН = 3,2. Рас- |
17 кDа, выделенные из слизистой оболочки свиньи. Гепарин натрия рас- |
твор перемешивают в течение двух часов при указанной температуре. По- |
творяют в воде и проводят ультрафильтрацию на полых волокнах до пол- |
сле двух часовой инкубации при помощи 50 % раствора натрия гидроокиси |
ного удаления фракций с молекулярными массами менее 3 кDа. К концен- |
устанавливают значение рН = 6,75. Затем проводят процесс ультрафиль- |
трированному раствору до половины исходного объема прибавляют |
трации через мембраны с порогом отсечения 10 кDa и диализ против воды |
натрия хлорида и 7,5 % раствор бензетония хлорида в дихлорметане. Рас- |
очищенной. Получены НМГ с выходом 42,0 %. |
твор смешивают с водным 0,17 М раствором натрия хлорида. Затем к сме- |
Описан метод деполимеризации НФГ путем термической обработ- |
си при температуре 20–25 °С прибавляют хлористый бензил. Смесь пере- |
ки. НФГ натрия растворяют в воде в соотношении 1 : 5, охлаждают до |
мешивают при указанной температуре в течение 6 часов. Затем к смеси |
5–10 °С. Добавляют катионит до снижения значения рН до 3,5 для получе- |
прибавляют бензилтриметиламмония гидроксид и продолжают перемеши- |
ния гепариновой кислоты. Смола удаляется центрифугированием. К рас- |
вание в течение 3-х часов. После окончания перемешивания к раствору |
твору прибавляют перекись водорода до конечной концентрации около |
бензилгепаринат прибавляют 2 N раствор натрия гидроксида и выдержи- |
3,5 %. После чего незамедлительно подвергают автоклавированию при |
вают в течение 2-х часов при 4 °С. Реакция деполимеризации прекращает- |
125 °С в течение 10 минут. Раствор охлаждают, доводят рН до значения 6,8 |
ся добавлением 1 N хлористоводородной кислоты. Полученный продукт |
при помощи гидроокиси натрия. НМГ осаждают добавлением этилового |
подвергают ультрафильтрации на мембранах с порогом отсечения 1 кDа |
спирта до конечной концентрации 50,0 %. Осадок отделяют центрифуги- |
для удаления хлорид-ионов, а затем продукт лиофилизируют. На этом эта- |
рованием и сушат в вакууме. Средняя молекулярная масса НМГ около |
пе, возможно, олигосахариды можно выделить из водного раствора оса- |
5 кDа. |
ждением НМГ метанолом, ацетоном, этанолом в виде натриевой соли. |
Авторы предлагают ознакомиться с технологией получения НМГ |
Необходимо отметить, что ультрафильтрация является методом очистки |
Эноксапарина, который сегодня широко применяется в Украине. |
гепаринов от различных низкомолекулярных примесей, включая целена- |
1. Предварительная стадия. Субстанцию гепарина натрия раство- |
правленное концентрирование активных фракций вещества. Комбинации |
ряют в очищенной воде, охлаждают до температуры 4–8 °С и добавляют |
ультра- и диафильтрации дают возможность с выходом 90 % проводить |
охлажденный этанол. Смесь выдерживают при температуре 4–8 °С в тече- |
десятикратное концентрирование растворов гепарина. Этот метод исполь- |
ние 10–12 часов для формирования осадка. Осадок отделяют центрифуги- |
зуется большинством авторов, работающих в области выделения гетеропо- |
рованием или фильтрацией и высушивают. Аликвоту осадка (3 % граммов) |
лисахаридов из экстрактов животных тканей, в том числе и очистки НМГ. |
обработанного таким образом гепарина используют в качестве образца для |
Полученный продукт характеризовался молекулярной массой 3,0–7,0 кDа; |
определения деполимеризации путем добавления к растворенному в воде |
средней молекулярной массой – 3,8 кDа; содержанием: уроновой кислоты |
очищенному образцу азотной кислоты. Степень деполимеризации опреде- |
(25–40 %), серы (10–13 %), азота (1,8–2,5 %); величиной оптического вра- |
ляют исследованием материала методом высокоэффективной жидкост- |
|
ной хроматографии (эксклюзионной хроматографии). Полученное таким |
88 |
89 |
образом вещество должно содержать менее 1 % дерматансульфата и хондроитинсульфата (т.е. небольшой пик должен составлять менее 1 % от общего). В случае соответствия продукта указанным требованиям обработанный гепарин натрия передают на стадию «Солеобразование». В случае несоответствия – проводят дополнительную обработку.
2.Солеобразование. Обработанный гепарин натрия растворяют в воде очищенной. К раствору добавляют бензэтония хлорид и оставляют на 10–12 часов при температуре 4–8 °С для формирования осадка. Осадок отделяют фильтрацией, промывают водой очищенной и высушивают. Осадок, представляющий собой бензэтониевую соль гепарина (бензэтония гепаринат) передают на стадию «Этерификация».
3.Этерификация. Осадок бензэтония гепарината растворяют в хлористом метилене и добавляют хлористый бензил. Смесь выдерживают определенное время, которое необходимо для осуществления реакции этерификации. После чего к смеси добавляют метанол, собирают осадок путем фильтрования, промывают метанолом и высушивают. В результате реакций получают бензиловый эфир гепарина в виде натриевой соли, которую передают на стадию «Деполимеризация».
4.Деполимеризация. Натриевую соль бензилового эфира гепарина растворяют в воде очищенной и добавляют гидроксид натрия до получения среды со щелочным уровнем рH ≈ 9,0. Смесь выдерживают определенное время для осуществления реакции деполимеризации. Добавляют хлористоводородную кислоту, чтобы нейтрализовать реакционную смесь. Для выделения осадка НМГ добавляют натрия хлорид и метанол. Выпавший осадок отделяют центрифугированием или фильтрацией и растворяют
вводе очищенной. Раствор передают на стадию «Обработка активированным углем».
5.Обработка активированным углем. Добавляют в раствор гепари-
на активированный уголь до концентрации 1–2 %. Смесь выдерживают 8–10 часов. Затем активированный уголь отделяют фильтрацией. На этом этапе проводят обесцвечивание раствора гепарина. Очищенный бесцветный раствор передают на стадию «Лиофилизации».
6.Лиофилизация. Раствор НМГ замораживают и лиофилизируют. Молекулярная масса полученного НМГ (Эноксапарин) – 4500 Dа. Контроль продукта осуществляется методами, приведенными в
табл. 6.
90
Таблица 6 – Характеристика примесей в субстанции Эноксапарина
|
Метод |
|
|
|
Наименования |
устранения в |
Спецификация |
Метод |
|
примесей |
процессе |
испытаний |
||
|
||||
|
производства |
|
|
|
|
|
|
|
|
Дерматансульфат |
Осаждение гепа- |
< 1 % |
Эксклюзионная |
|
и хондроитин- |
рина с помощью |
|
хроматография |
|
сульфат |
этанола |
|
(ВЭЖХ) |
|
|
|
|
|
|
Тяжелые металлы |
Активированный |
≤ 30 частей на |
Фармакопейный |
|
|
уголь |
миллион |
метод |
|
|
|
|
|
|
Нерастворимые |
Активированный |
В соответствии с |
Фармакопейный |
|
частицы |
уголь |
ДФУ |
метод |
|
|
|
|
|
|
Вода и другие |
Лиофилизация |
≤ 10 % |
Потеря массы |
|
растворители |
|
|
при высушива- |
|
|
|
|
нии |
|
|
|
|
|
|
Бензиловый спирт |
Осаждение мета- |
≤ 0,1 % (м/м) |
Газовая |
|
|
нолом несколько |
|
хроматография |
|
|
раз в конце этапа |
|
|
|
|
«Деполимериза- |
|
|
|
|
ции» |
|
|
|
|
|
|
|
|
Бактериальные |
Активированный |
≤ 0,01 МЕ/МЕ |
Пирогенность |
|
эндотоксины |
уголь |
анти-Xa |
или LAL-тест |
|
|
|
|
|
|
Хлорид |
Промывка мета- |
14,0 до 20,0 |
Абсорбция |
|
бензетония |
нолом в конце |
|
|
|
|
стадии «Этери- |
|
|
|
|
фикации» |
|
|
|
|
|
|
|
|
Метанол |
Лиофилизация |
≤ 0,3 % |
Газовая |
|
|
|
|
хроматография |
|
|
|
|
|
|
Этанол |
Лиофилизация |
≤ 0,5 % |
Газовая |
|
|
|
|
хроматография |
|
|
|
|
|
|
Хлористый |
Лиофилизация |
≤ 0,06 % |
Газовая |
|
метилен |
|
|
хроматография |
|
|
|
|
|
91
Технология получения НМГ сводится к трем стадиям: |
Деполимеризации можно добиться также использованием высоких |
1. Деполимеризация НФГ и фракционирование этанолом. Гепарин |
энергий излучения, например, γ-излучением в присутствии органических |
натрия, полученный из мукозы свиньи, растворяют в очищенной воде до |
растворителей. В качестве растворителей использовали спирты (изопропи- |
конечной концентрации около 10 %. С помощью концентрированной хло- |
ловый, этиловый, метиловый и др.); эфиры (диоксан, тетрагидрофуран и |
ристоводородной кислоты устанавливают рН раствора до значения 2,5. |
др.); альдегиды (формальдегид, ацетальальдегид и др.). Использовали |
Деполимеризацию проводят под постоянным контролем. При помощи |
γ-излучение 60Сo. НФГ с молекулярной массой 14,8 кDа растворяли в ди- |
натрия гидроксида устанавливают значение рН = 10,0 и к раствору прибав- |
стиллированной воде, содержащей, например, 0,5 % изопропилового спир- |
ляют натрия боргидрида (NaBH4). Смесь перемешивают в течение 15 ча- |
та. Раствор помещали в сосуд из стекла Pyrex, используя энергию в |
сов, а затем с помощью концентрированной хлористоводородной кислоты |
150 KGy. Получен раствор темно-желтого цвета. Для обесцвечивания рас- |
величину рН устанавливают на уровне 3,5–4,0 для разрушения избытка |
твора значение рН при помощи 32 % раствора натрия гидроксида доводили |
боргидрата натрия. Затем с помощью натрия гидроксида доводят значение |
до 8,0–8,5 и перемешивали в течение 7 часов. Затем при помощи раствора |
рН до 7,0. К раствору прибавляют два объема этилового спирта для оса- |
10 % хлористоводородной кислоты значение рН доводили до 6,5, обраба- |
ждения целевого продукта. Осадок отделяют и растворяют в воде очищен- |
тывали ацетоном, и полученный порошок высушивали в вакууме при тем- |
ной и прибавляют натрия хлорид до определенной величины ионной силы, |
пературе не выше 60 °С. Получен НМГ со следующими характеристиками: |
определяемой кондуктометрически. В растворе с помощью хлористоводо- |
средняя молекулярная масса – 4,89 кDа; уроновых кислот – 28,2 %; рН 4,8– |
родной кислоты устанавливают рН = 4,0 и добавляют для осаждения гепа- |
5,5; органических сульфатов – 12,2 %; активность анти-Ха – 104 МЕ/мг. |
рина один объем этилового спирта. Для формирования осадка гепаринов |
Также установлено, что облучение необходимо проводить ступенчато т.к. |
смесь выдерживают около 60 часов и спиртово-водный слой удаляют. По- |
при однократном облучении не полностью деполимеризуется НФГ. По |
лученный осадок НМГ (надропарин) находится в натриевой форме. Осадок |
мнению авторов необходимо, по крайней мере, два этапа облучения, при |
растворяют в воде очищенной до концентрации приблизительно 18 % и |
этом на последующих этапах при облучении γ-лучами происходит полная |
устанавливают значение рН = 7,0 при помощи раствора натрия гидрооки- |
деполимеризация гепарина. Предложено несколько источников получения |
си. Раствор подвергают стерилизующей фильтрации через картридж с раз- |
γ-излучения – 137Cs, 226Ra, 60Co. Обработку материала излучением предла- |
мером пор 0,2 мкм. |
гают проводить в атмосфере азота при 100–200 KGy. |
2. Обработка полученных продуктов в ультрафиолете. Исследова- |
3. Хроматографическая очистка и перевод в кальциевую соль. Рас- |
ния физико-химических и биологических свойств полученных препаратов |
твор надропарина натрия подвергают анионообменной хроматографии. В |
убедительно показало, что обработка ультрафиолетом не приводит к изме- |
собранные фракции очищенного НМГ прибавляют натрия хлорид и оса- |
нению свойств надропарина и к его деградации. Средняя молекуляр- |
ждают 1,5 объемами этилового спирта. Смесь выдерживают около 41 часа |
ная масса препарата около 5 кDа. Активность против факторов: |
и супернатант отделяют. Осадок гепарина растворяют в воде очищенной |
Ха – 124 МЕ/мг и IIа – 30 МЕ/мг. |
до концентрации приблизительно 18 % и прибавляют гексагидрат кальция |
На этой стадии проводят обработку ультрафиолетом при длине вол- |
хлористого и перемешивают. К смеси прибавляют 1,5 объема этилового |
ны 254 нм в течение 9–10 минут со скоростью 4,8 литра в час при комнат- |
спирта и выпавший осадок отделяют и сушат при температуре не более |
ной температуре и рН раствора около 7,0. Раствор вводится в специальную |
60 °С. |
систему облучения и с помощью перистальтического насоса циркулирует |
Интерес представляют данные, полученные при выделении гепари- |
со скоростью 19 л/час в течение 16 часов при температуре 30 °С. |
нов при помощи аффинной хроматографии. В качестве сорбента исполь- |
92 |
93 |
зована сефароза 4В, связанная с протамином. НФГ наносили на колонку с аффинным сорбентом в 0,6 М растворе натрия хлорида с рН = 7,35. Затем связавшийся с носителем гепарин элюировали при помощи раствора натрия хлорида с возрастающей концентрацией от 1,3 М до 2,0 М, содержащие 0,02 М имидазола с рН = 7,35. Полученные фракции контролировали по специфической активности (антифактор Ха). Наиболее активные фракции объединяли и подвергали гельфильтрации на сефадексе G-25. Получен препарат с активностью 270 МЕ/мг, который может быть использован для производства НМГ.
Учитывая, что в НМГ обладают относительно невысокой анти-IIа активностью появляются работы, авторы которых ставят задачу создания препаратов с большей биодоступностью, сокращения гепарин индуцированной тромбоцитопении и повышения активности анти-IIа. Предложен препарат НМГ с молекулярной массой от 5,5 до 8,3 кDа, содержащий цепочку дисахаридов с 8–18 единицами. В препарате по сравнению с коммерческими препаратами увеличено содержание 3-О сульфатов. Соотношение антифактор Ха к антифактору IIа от 0,5 до 3,5.
В последние годы проявляется большой интерес к получению и исследованию биологических свойств химически модифицированных аналогов гепарина или других антикоагулянтов. Функционализация гепарина позволяет изменить физико-химические и биологические свойства гепари-
на. Конъюгаты гепарина с лекарственными субстанциями могут обладать большей растворимостью и продолжительностью действия по сравнению с НФГ и НМГ, могут использоваться как препараты комбинированного действия. Так, были предложены конъюгаты гепарина с новокаином, тауфоном, изониазидом и другими лекарственными препаратами. Предложены способы получения нитропроизводных НМГ. Препарат представлял фракцию НМГ с молекулярными массами от 3,0 до 6,5 кDа. Средняя молекулярная масса 5,0 ± 0,4 кDа. Препарат содержит нитрогруппы – ONO2 ковалентно связанные с сахарами.
Несомненный интерес представляет работа посвященная получению
НМГ из морских животных, в частности из рыб. Установлено, что рыбы содержат НМГ с молекулярными массами не более 3,0 кDа. Авторами установлено, что выделенный препарат НМГ, по крайней мере, на 20 % активней, чем НМГ с массой 8000 дальтон. Полученные препараты не тре-
94
буют деполимеризации, хроматографических методов очистки и дополнительных этапов фильтрации, что позволяет снизить стоимость препаратов НМГ и сделать эти препараты более доступными. Для выделения препарата используют около двух десятков рыб, предпочтительно сайра, кефаль, лосось, скумбрия. Для выделения используют жабры и головы рыб. Ткань измельчают в буферном растворе: 5 мМ карбонат аммония в 0,1 М натрия хлорида, рН = 9,0. Гомогенат инкубируют при 80 °С в течение одного часа и центрифугируют при 13000 об/мин. Супернатант подвергают ионнообменной хроматографии, элюирование проводят 4 М раствором натрия хлорида в указанном буферном растворе. Проводят концентрацию раствора с последующей лиофилизацией.
Таким образом, существующие сегодня способы выделения и очистки НМГ основаны на:
1.Окислительной деполимеризации с пероксидом водорода напри-
мер, ардепарин («Normiflarin»).
2.Расщеплении, например, цертопарин («Sandoparin»).
3.Щелочном гидролизе бензиловых эфиров гепарина, например, эноксипарин («Clexan»).
4.Окислительной деполимеризации с Сu+2 и пероксидом водорода, например, парнапарин («Fluxum»).
5.Деполимеризации ферментом гепариназой, например, тинзапарин
(«Innohep»).
6.Деполимеризации гидролизом серной кислотой, например, даль-
тепарин («Fragmin»), ревипарин («Clivarin»).
7.Деполимеризации гидролизом азотной кислотой, например,
надропарин («Fraxiparine»).
По данным ряда авторов метод производства НМГ может существенно влиять на их фармакокинетические свойства и антикоагуляционную активность. Так, например, Фрагмин, в отличие от Логипарина и Эноксапарина не имеет отрицательно заряженных сульфоаминогрупп. Кроме того, нам хотелось бы отметить, что НМГ посвящен большой объем литературных материалов, в том числе и по методам получения продукта.
Вто же время, вопрос о механизме процесса деполимеризации и сегодня является не полностью изученным.
95
Суммируя изложенное, можно заключить, что в настоящее время
большинство исследователей считают НМГ по силе действия не уступа-
ющим НФГ. В то же время, препараты НМГ имеют ряд преимуществ, в том числе, они приводят к значительно меньшему количеству осложнений.
3.3. Сравнительная характеристика гепаринов
Преимущества НМГ (надропарина кальция) над НФГ были впервые продемонстрированы в 1995 году на 219 больных нестабильной стенокардией. В рандомизированном, открытом исследовании комбинация надропарина с аспирином по сравнению только с аспирином или аспирином в комплексе с НФГ была признана более эффективной, что сопровождалось уменьшением летальности.
Международным эталоном для НМГ является стандартный препа-
рат, 1 мг которого имеет специфическую активность 168 анти-Ха единиц и 68 анти-IIа антитромбиновых единиц (в соотношении 2,5 : 1).
Показаниями к применению НМГ являются:
профилактика тромбоэмболических осложнений, в особенности тех, которые связаны с общей хирургией или ортопедией;
у нехирургических больных с высоким тромбоэмболическим риском (острая дыхательная недостаточность и/или респираторная инфекция, и/или острая сердечная недостаточность);
лечение тромбоэмболических осложнений;
профилактика свертывания крови в ходе гемодиализа;
острый инфаркт миокарда, острые коронарные нарушения. Метаболизм НМГ происходит путем десульфатации и/или деполи-
меризации с образованием разновидностей гепарина низкой молекулярной массы с существенно более низкой биологической активностью.
В табл. 7 приведена характеристика наиболее часто используемых низкомолекулярных гепаринов.
96
Таблица 7 – Характеристика низкомолекулярных гепаринов
|
|
|
Период |
|
|
Наимено- |
Молеку- |
Соотношение |
полу- |
Наименова- |
|
вание |
лярная |
жизни |
|||
анти-Ха/анти- |
ние |
||||
НМГ, |
масса, |
(Т1/2) |
|||
ІІа |
препарата |
||||
INN |
кDа |
в плаз- |
|||
|
|
||||
|
|
|
ме, мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Дальтепарин |
|
|
|
Фрагмин, |
|
натрия, |
5,0–6,0 |
2,0–4,0 |
119–139 |
||
Pfizer Inc. |
|||||
Kabi, Швеция |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Надропарин |
|
|
|
|
|
кальция, |
|
|
|
Фраксипарин, |
|
Sanofi- |
|
|
|
||
4,3–4,5 |
3,2–3,6 |
132–162 |
Glaxo Smith |
||
Synthelabo, |
|||||
|
|
|
Kline |
||
Франция |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Эноксапарин |
|
|
|
|
|
натрия, |
4,2–4,5 |
3,7–3,8 |
129–180 |
Клексан, |
|
Rhone-Poylenc, |
Sanofi Aventis |
||||
|
|
|
|||
Франция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим ряд НМГ хорошо зарекомендовавших себя в клинической практике.
ФРАКСИПАРИН (Надропарин кальция) – синтетический гликозаминогликан – первый из НМГ, изученный в клинике. Его получают из слизистой оболочки кишок свиней путем расщепления азотной кислотой, редукцией концевых групп боргидридом натрия, очисткой и замещением натрия на кальций. Фраксипарин имеет 70 % регулярных и 30 % нерегулярных дисахаридов. В основном, смеси семи дисахаридов 80 % цепочек этого НМГ имеют молекулярную массу в пределах 2,0–7,0 кDа, которые состоят из 4–12 дисахаридных единиц, а около 50 % имеют молекулярную массу 4,0–5,0 кDа и состоят из 12–16 дисахаридных единиц. Около 25 % молекул Фраксипарина имеют специфический участок связывания с антитромби-
97