Для плохо растворимых ЛВ суспензия нанокристаллов ведет себя аналогично раствору и может быть использована в аэрозолях, например для дипропионата беклометазона. Инъекционное введение нанокристаллов дает более длительное удержание ЛВ в месте введения, позволяет контролировать биораспределение ЛВ в организме и избежать поглощения ЛВ фагоцитирующими клетками.
Применение нанокристаллов в диагностике включает лимфографию, ангиографию, диагностику печени и других органов посредством рентгеновского анализа, компьютерной томографии и магнитного резонансного исследования.
Традиционные лекарственные формы не обеспечивают подачу ЛВ внутрь целевых клеток. Эту задачу могут решить наноносители, содержащие на поверхности вектора к целевым клеткам и необходимое ЛВ. Так, подача ЛВ в моноядерные фагоциты необходима при лечении инфекционных заболеваний (сальмонеллез, листероз, СПИД и т. д.). Раковые заболевания (моноцитарный лейкоз и другие виды лейкозов) требуют именно такого воздействия.
Помимо внутриклеточного и целенаправленного транспорта, важным преимуществом наноносителей является способность транспортировать ЛВ внутрь клеток в неактивном состоянии с последующим переваривани-ем в лизосомах с выделением ЛВ. Полимерные нанокапсулы и наночастицы с сорбцией ЛВ в массе частицы транспортируют высокотоксичные ЛВ внутрь клеток при минимальном проявлении общей токсичности.
Это было использовано при создании нанокапсул и наночастиц с противоопухолевыми высокотоксичными ЛВ: дактиномицином, даунорубицином, винбластином, винкамином, доксорубицином, метотрексатом, сарколизином, нитрозометилмочевиной, 5-фторурацилом и другими ЛВ с противоопухолевой активностью.
Однако для того, чтобы такой механизм мог быть реализован, необходимо учесть следующее:
степень селективности транспорта наноносителей в целевые клетки должна быть достаточно высока;
степень фагоцитоза наноносителей целевыми клетками должна превосходить степень их фагоцитоза клетками ретикуло-эндотелиальной системы;
материал наноносителей должен быть стабилен в процессе транспорта в кровяном русле, но быстро биодеструктироваться лизосомальными ферментами после попадания внутрь целевых клеток с выделением неизмененного ЛВ.
Нанокапсулы и наночастицы из биодеструктирующегося полиалкилцианакрилата и полилактидгликолида удовлетворяют этим требованиям.
Помимо противоопухолевых ЛВ, в фагоцитируемых наноносителях используются антибактериальные антибиотики (ампициллин, амикацин, гентамицин и др.), адреноблокаторы (тимолол, бетаксолол), антималярийные средства (примахин) и другие ЛВ, требующие внутриклеточного введения.
В наноносители включают также диагностические маркеры, например соли технеция, что позволяет определить наличие измененных клеток в организме, присутствующих на ранней стадии заболевания.
Традиционные лекарственные формы, применяемые в офтальмологии (глазные капли, глазные мази), “грешат” быстрым исчезновением с глазного яблока. В результате имеет место низкая биодоступность (1-3%). Это приводит к необходимости частого применения лекарств, что мало способствует повышению эффективности. Контролировать количество поступившего в глаз ЛВ практически невозможно. Кроме того, многие ЛВ, попадая в системное кровообращение (через нос), могут приводить к побочным эффектам и вызывать общую токсичность. Использование технологии контролируемого высвобождения ЛВ в новых лекарственных формах, подающих ЛВ на глазное яблоко с заданной скоростью, позволяет увеличить биодоступность, уменьшить частоту введения препаратов (например, глазные полимерные биодеструктирующиеся пленки и глазные терапевтические системы типа “Окусепт”).
Среди глазных ЛВ, используемых в наноносителях, наиболее распространены пилокарпин и бетаметазон, применяемые для снижения внутриглазного давления, а также производные кортизона и бетоксалол. Для офтальмологических целей могут применяться не только наноносители, но и микрочастицы и микрокапсулы размером до ~30 мкм из сшитого желатина, производных целлюлозы, декстрана и т. д., а также липидные микросферы. Токсикологические характеристики применяемых в офтальмологии нано- и микроносителей вполне удовлетворительны, однако по отношению к наночастицам и нанокапсулам глаз более толерантен, а время действия заключенных в них ЛВ увеличивается по крайней мере в 5-6 раз. Пациенты не различают ощущения от введения глазных капель с пилокарпином и наночастиц с тем же ЛВ. Целенаправленный транспорт наночастиц в участки воспаления глаза является дополнительным преимуществом этой лекарственной формы.
Пролонгирование действия ЛВ в наноносителях при внутримышечном или подкожном их введении происходит как от постепенного распада носителей, так и медленной десорбции ЛВ с поверхности наноносителей и постепенного транспорта ЛВ из межклеточной жидкости в кровяное русло.
Так, инъекционная лекарственная форма тестостерона на наночастице способна высвобождать ЛВ (с меньшей скоростью, чем из масляного раствора) в течение 10 дней. При этом вводимый тестостерон обнаруживается в крови в течение месяца.
Подкожное введение инсулина в виде нанокапсул или наночастиц приводит к длительному гипогликемическому эффекту, который наблюдается в течение суток. Длительное постепенное высвобождение ЛВ из наноносителей способно повысить биодоступность ЛВ пептидной природы, т. к. их метаболизм в месте введения замедляется. Таким образом, наночастицы при инъекционном введении представляют собой хорошую пролонгированную лекарственную форму.
Ученые полагают, что наноносители имеют хорошие перспективы в разработке подачи вакцин, а также генетического материала.
Возможно, что именно нанокапсулы окажутся наиболее подходящей лекарственной формой для разовой иммунизации против вируса СПИДа.
Полилактид-гликолидные нанокапсулы представляют собой очень удачную лекарственную форму для вакцинации. Они могут быть получены асептической технологией (наполнение готовых нанокапсул), вполне стабильны, воспроизводимы и длительно вызывают высокий титр антител. Нанокапсулы сочетают в себе лекарственную форму для вакцины с адъювантом и весьма перспективны для создания вакцины против вируса СПИДа.
Липидные наночастицы (наноэмульсии) представляют собой разновидность жировых эмульсий для подачи ЛВ. Известны множество жировых эмульсий, предназначенных для парэнтерального питания.
Применение липидных наноэмульсий позволяет:
пролонгировать действие ЛВ;
увеличить эффективность ЛВ;
снизить побочные эффекты;
уменьшить реакции в месте введения (боль, воспаление);
применять небольшие дозы и внутривенное введение;
Липидные наноэмульсии используют для нитроглицерина, таксола, диазепама, амфотерицина В и других ЛВ.
Липидные нанокапсулы (липосомы) представляют собой оболочку из липида (яичный лецитин), причем “хвосты” жирных кислот направлены внутрь.
Хорошо известные липосомы также относятся к нанокапсулам, содержащим внутри водную среду. Свойства липосом могут быть существенно улучшены за счет их связывания с полимерами.
Цели модификации поверхности наноносителей следующие:
изменение их распределения в организме;
достижение целенаправленного транспорта;
увеличение стабильности in vivo;
включение диагностических меток;
придание наноносителям “необычных” свойств (например, рН-чувствительности; чувствительности к небольшим изменениям температуры).
К модификаторам поверхности наноносителей относятся:
антитела и их фрагменты;
белки (опсонины);
моно-, олиго- и полисахариды;
хелатирующие группы для связывания ионов металлов;
амфотерные синтетические полимеры;
полиэлектролиты, в т. ч. гребнеобразные.
Эффективную стерическую (пространственную) защиту липосом от взаимодействия с другими клетками организма обеспечивают полиэтиленгликоли. Такая защита объясняется гибкостью молекул полиэтиленгликолей в растворах и включает в себя образование гидратированного “облака” вокруг поверхности липосомы даже при относительно низких концентрациях полимера на носителе. Более жесткие, чем полиэтиленгликоли, полимеры не могут создать вокруг липосом защитное “облако”, даже если они гидрофильны.
Поэтому к полимерам для стерической защиты липосом предъявляются определенные требования:
растворимость и гидрофильность;
высокая гибкость главных полимерных цепей;
способность связываться по концевым группам с поверхностью липосом;
биосовместимость в виде либо биодеструктируемости, либо способности к выведению из организма через почки.
Требования к относительной аккумуляции липосом (целе- и нецеленаправленный транспорт) различны в зависимости от содержащихся в них веществ. Так, если для липосом с диагностическими агентами достаточно относительной аккумуляции, то для ЛВ необходима абсолютная аккумуаккумуляция (максимальный процент введенной дозы должен быть в целевой ткани). Степень аккумуляции определяется:
размером липосом;
наличием защитного полимера на поверхности липосом;
наличием специфических антител на поверхности липосомы.
Эти параметры определяют длительность циркуляции липосом в кровяном русле и аккумуляцию ЛВ в целевой ткани.
Препараты на наноносителях являются препаратами
ХХI в. и войдут в медицинскую практику в ближайшие годы, а в онкологии и
кардиологии уже начинают применяться[2].
Глава 4. Биорегулирующая терапия в офтальмологии
Существует множество препаратов, которые в различное время применялись для лечения и профилактики диабетической ретинопатии и других заболеваний заднего отрезка глаза. Так, тканевая терапия включает использование биогенных стимуляторов, которые, не являясь ферментами, воздействуют на процессы метаболизма через ферменты. Под влиянием тканевых препаратов осуществляется глубокая перестройка ферментативной системы, что оказывает антигипоксический эффект. Биогенные стимуляторы способствуют более быстрому рассасыванию преретинальных и ретинальных геморрагии, экссудатов на глазном дне, стабилизации патологического процесса, под влиянием тканевой терапии отмечается тенденция к стабилизации обменных процессов в организме.
В последнее время получила широкое распространение биорегулирующая терапия. В частности, известны такие средства как ретилин, кортексин и эпиталамин и их композиция, восстанавливающая функцию сетчатой оболочки (RU 2157154, 10.10.2000).
Известно также использование антиоксидантных препаратов (аскорбиновая кислота, а-токоферол, эмоксипин, гистохром) для лечения заболеваний, связанных с нарушением обменных процессов и воспалений сетчатки (RU 2134107, 10.08.1999). Большую часть лекарственных препаратов используют при системном введении. Особенности анатомического строения глаза дают большие возможности для местного применения лекарственных веществ. Местная терапия лежит в основе фармакотерапии глазных болезней. Однако лекарственные препараты, вводимые местно, неодинаково проникают в ткани глаза, больший эффект наблюдается при использовании дополнительных физиотерапевтических воздействий. Важнейшим фактором для действия лекарственных веществ является способность преодолевать гематоофтальмический барьер.
В соответствии с этим продолжаются исследования по совершенствованию способов местного введения лекарственных препаратов, в частности, при лечении заболеваний заднего отрезка глаза, связанных с нарушением метаболизма сетчатки и зрительного нерва.
Известен способ введения лекарственных препаратов при заболеваниях заднего отрезка глаза, включающий предварительное проведение трансконъюнктивальной криоаппликации или лазерной коагуляции склеры и плоской части цилиарного тела с последующим субконъюнктивальным введением препарата в этом сегменте. Предварительное физическое воздействие обеспечивает снижение сопротивления поступлению лекарственных средств внутрь глаза за счет создания "окон", обладающих повышенной проницаемостью для лекарственных веществ, которые поступают через них путем диффузии из подконъюнктивального пространства к основанию стекловидного тела и к заднему полюсу глаза. Таким образом, после формирования зон повышенной проницаемости появляются возможности для высоконаправленной доставки медикаментозных средств в область заднего сегмента (RU 2149615, 2000). Данный способ принят за ближайший аналог.
Известен способ реваскуляризации, основанный на введении лекарственных средств при заболеваниях заднего отрезка глаза при помощи субтенноновой имплантации коллагеновой инфузионной системы[7].Недостатком данного способа является недостаточная эффективность методики, так как коллагеновая губка быстро рассасывается, не вызывает развития пролонгированной реактивной гиперемии, кроме того, при установке данной системы не происходит изменения проницаемости гематоофтальмического барьера в непосредственной близости от пораженной сетчатки и зрительного нерва, что снижает эффективность метода. Описанный способ позволяет добиться поступления незначительного количества лекарственных веществ внутрь глаза.
Недостатком способа является по существу то, что после введения только очень небольшая часть лекарственных средств проходит путем пассивной диффузии последовательно через тенноновую оболочку, склеру, хориоидею (включая сплошной слой хориокапилляров), мембрану Бруха и, что особенно сложно, через непрерывный и плотный слой пигментного эпителия сетчатки, который выполняет барьерную функцию и является составляющей частью гематоофтальмического барьера.
Однако при лечении заболеваний заднего отрезка глаза, для достижения терапевтического эффекта необходимо создание значительной концентрации препаратов в области головки зрительного нерва и сетчатки.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа, обеспечивающего адекватную коррекцию метаболических нарушений в области сетчатки и зрительного нерва.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение концентрации лекарственных веществ в заднем сегменте глаза.
Технический результат достигается за счет сочетанного использования физического фактора, обеспечивающего повышение проницаемости сетчатки для лекарственных веществ без повреждающего эффекта на нее, и обеспечения постоянного поступления лекарственных веществ на фоне уменьшения их поступления в системный кровоток.
Снижение сопротивления поступлению лекарственных средств внутрь глаза и улучшение направленности транспорта препаратов через оболочки глаза достигается с помощью лазерной коагуляции сетчатки в зоне проекции введения коллагеновой губки с лекарственным препаратом в субтеноново пространство (височная часть сетчатки в зоне экватора), а использование в течение курса лечения инстилляций сосудосуживающих препаратов (например, 10%-ный раствор фенилэфрина) обеспечивает при этом уменьшение адсорбции лекарственного препарата в системный кровоток через конъюнктивальные сосуды.
Формирование лазерных коагулятов в названной зоне имеет принципиальное значение. Лазерные ожоги приводят к созданию своеобразных "окон" в пигментном эпителии сетчатки, обладающих повышенной проницаемостью для лекарственных веществ. В дальнейшем, лекарственные препараты можно многократно вводить через субтенноновую имплантационную систему, либо использовать однократную имплантацию губки, пропитанной лекарственным препаратом, в том числе его гелевой формой. Циркуляция жидкости в стекловидном теле изучена недостаточно. Однако в эксперименте было показано постоянное движение жидкости в направлении от основания стекловидного тела к заднему полюсу глаза. Таким образом, после формирования зон повышенной проницаемости в сочетании с использованием технологии субтенноновой имплантации губки или инфузионной системы появляется возможность высоконаправленной доставки медикаментозных средств в область заднего сегмента глаза.
Способ осуществляется следующим образом:
Первым этапом больному после выполнения инстилляционной эпибульбарной анестезии на глаз устанавливают лазерпрочный гониоскоп и осуществляют лазеркоагуляцию сетчатки с темпоральной стороны в зоне экватора (проекция зоны имплантации инфузионной системы или коллагеновой губки). Для нанесения коагулятов используют лазер на парах меди, который генерирует две волны длиной 511 нм и 578 нм с отношением мощности как 1,5:1. Особенностью данного лазера является глубокое проникновение излучения в ткани и высокая тропность излучения к сосудистой оболочке, что позволяет при минимальном повреждении сетчатки добиться эффективной коагуляции пигментного эпителия и сосудов хориоидеи.