Коллаген: пленки и их применение

Розничная продажа косметических белков:

КЕРАТИН КОСМЕТИЧЕСКИЙ

КОЛЛАГЕН КОСМЕТИЧЕСКИЙ

ЭЛАСТИН КОСМЕТИЧЕСКИЙ (с десмозинами)

Сапожникова А.И. доктор технических наук, профессор

Неоспоримое удобство препаратов направленного действия на основе коллагена заключатся в возможности их наработки  в  заранее заданной, с учетом практического использования, форме. Так, когда возникает  необходимость продлить срок действия препарата для аппликационного применения, в ряде случаев целесообразнее использовать такую лекарственную форму как пленка, поскольку она обладает определенными преимуществами перед другими лекарственными формами, например, мазями.

Разработанные нами способы иммобилизации на коллагене лекарственных и биохимически активных веществ различной химической природы (антибиотиков, в частности мономицина, мотивационных сывороток,  содержащих антивированные  нейропептиды, полисахаридов, например, гиалуроновой кислоты, солей серебра и др.) с последующей отливкой из таких композиционных составов пленок  дали  возможность получить лекарственную форму, удобную для применения в офтальмологии, спортивной медицине, оториноларингологии (Сапожникова А.И., Гордиенко И.М., Копенкин Е.П., Астоян И.А., 1986; Сапожникова А.И., Каспарьянц С.А., 1995; Сапожникова А.И., 1995; Богомильский М.Р., Сапожников Я.М., Марчук А.И., Сапожникова А.И., 1996; Сапожникова А.И., 1997). Введение сшивающих агентов позволяет регулировать сроки лизиса таких пленок.  Следует отметить, что во всех случаях коллаген не только  улучшает  свойства иммобилизуемых веществ, но и как уже неоднократно  подчеркивалось,  сам  оказывает  благоприятное воздействие на организм.

Процесс получения лекарственной формы в  виде  пленки  всегда начинается с наработки коллагеновой основы и контроля ее качества. Технология получения обработана таким образом, что в конечном продукте практически полностью отсутствуют биополимеры  неколлагеновой природы, а содержание коллагена должно составлять 97,0-98,0 % от массы сухого остатка.

Что касается процедуры комплексообразования коллагена с определенным лекарственным или биологическим веществом,  то в каждом конкретном случае  необходимо заново вести поиск оптимальных условий для получения стабильного комплекса,  учитывая при этом рН среды, ионную силу,  возможный характер взаимодействия, который может быть электростатическим, адсорбционным или клатратным. При этом особенно важно, чтобы в процессе комплексообразования не произошло блокировки коллагена реакционных групп препарата, ответственных за его специфическую активность. Процесс пленкообразования  зависит  от  параметров  исходного раствора коллагена. Технологически он легко осуществим. При сушке на воздухе композитных составов  в условиях, исключающих денатурацию коллагена (температура не должна быть выше 30 0С),  можно получать плотные,  прозрачные, достаточно  эластичные, благодаря добавлению пластификатора, пленки. Толщина их зависит, главным образом, от концентрации раствора коллагена и толщины налитого в кюветы слоя. В процессе сушки по мере удаления растворителя повышается концентрация биополимера, усиливается взаимное притяжение его молекул и молекул лекарственного вещества и в результате образуется внешне монолитная плотная пленка.

Немаловажное значение при этом имеет правильное определение сорбционной емкости коллагена.  Ввиду того, что конечный продукт представляет собой пленку, лекарственный препарат не должен выкристаллизовываться на  ее поверхности,  во избежание этого максимально допустимую концентрацию иммобилизируемого препарата следует предварительно подбирать по отношению к сухой массе коллагена.

С биофармацевтической  точки зрения терапевтическая эффективность лекарства определяется многими  факторами, но в первую очередь способностью  его  высвобождения  из лекарственной формы (Тенцова А.И., Аджихин И.С., 1974).

Использование метода  диализа  позволяет  проследить динамику высвобождения активного начала из пленочных  коллагеновых  форм. При этом  скорость нарастания и длительность сохранения концентрации препарата в диализате зависит от способа его иммобилизации на коллагене,  который,  как известно,  (Микаров К.А.,  Кибардин С.А. и др.,  1980) может быть физическим или химическим. Однако, независимо от  этого пролонгирующий  эффект имеет место в любом случае, изменяется только степень его выраженности.

Пролонгирующий эффект объясняется равномерным распределением сравнительно малых молекул лекарственных и биологически активных веществ между макромолекулами коллагена и с постепенным освобождением их как за счет диффузии, так и медленного лизиса коллагена. Изложенные выше принципы приготовления композитных составов и получения пленок были использованы нами при создании пролонгированных форм некоторых препаратов пролонгированного действия.

Так, например, в настоящее время для лечения кератоконъюнктивитов крупного  рогатого  скота широко используют водный раствор мономицина. Однако это лекарственное вещество быстро всасывается тканями глаза и оказывает кратковременный антимикробный эффект.

Чтобы продлить срок антибактериальной активности  мономицина, его в заранее подобранной дозе диспергировали в коллагеновой основе в присутствии контрастного вещества и пластификатора.

Учитывая тот факт, что антимикробные коллагеновые  пленки должны обладать определенной структурной прочностью,  устойчивостью к действию ферментов слезной жидкости, в состав пленкообразующей смеси вводили также дубитель. Было установлено, что количество введенного в пленку дубящего вещества оказывает существенное влияние на стабилизацию ее внутренней структуры.  На  это указывало увеличение  температуры сваривания исследуемых образцов. Полученные результаты не только позволили выбрать оптимальную концентрацию дубителя, но и послужили основой для исследований, направленных на изучение сроков лизиса пленок в  организме.

В ходе проверки ферментативной устойчивости пленок были проанализированы также образцы, не содержащие дубитель, и глазные пленки из синтетического полимера, выпускаемые в настоящее время медицинской промышленностью для лечения кератоконъюнктивитов.

Результаты эксперимента показали, что под действием ферментов слезной жидкости антимикробная коллагеновая  пленка, содержащая дубитель, растворяется  за 7,5 ч,  пленка без дубителя — за 4 ч, полимерная пленка — за 1 ч, и тем самым подтвердили целесообразность введения сшивающего агента в состав пленки.

С учетом вышеизложенного нами была приготовлена лабораторная серия коллагеновых пленок для клинических испытаний. Для сравнения физико-химических показателей проанализирована глазная пленка из полимерного материала.  Плотность коллагеновой пленки составила 0,50 г/см 53 0,  толщина — 0,25 мм, Тсв.- 45 0С,  полимерной соответственно 0,123;  0,35;  33. Как видно из приведенных цифр, полученная пленка лучше, чем полимерная: она тоньше, имеет большую кажущуюся  плотность,  обладает большей гидротермической устойчивостью и, следовательно, более длительным терапевтическим эффектом.

Результаты испытания коллагеновых антимикробных пленок на животных, больных кератоконъюнктивитом, показали, что при введении в конъюнктивальную полость они быстро смачиваются слезной жидкостью и через 10-15 сек.  становятся эластичными;  через 3-4 ч происходит частичное деформирование краев пленки;  через 6 ч она превращается в вязкий сгусток; через 7 ч в конъюнктивальной полости можно обнаружить лишь отдельные фрагменты пленки;  через 8 ч она полностью растворяется. После однократного применения пленок у животных на следующий день резко уменьшались  слезотечение, выделение гнойного экссудата, отек роговицы.

Синтетические полимерные пленки оказались менее эффективными, срок их действия был в 7 раз меньше, чем коллагеновых. Кроме того, быстрое рассасывание синтетической пленки вело к  поступлению в конъюнктивальную полость большого количества препарата, и избыток его, не будучи в состоянии сорбироваться  тканями  глаза, частично выливался через нижнее веко, частично проникал в слезно-носовой канал, вызывая раздражение слизистых оболочек.

Полученные результаты  свидетельствуют  о преимуществе пленок на основе природного биополимера коллагена по сравнению с  пленкой из синтетического полимера, а также растворами антибиотиков, используемыми в настоящее время для лечения  кератоконъюнктивитов.

Следует отметить,  что в стабилизации,  пролонгировании срока действия нуждаются  не  только лекарственные,  но и биологически активные вещества. В частности, вышесказанное полностью относится к гиалуроновой кислоте — биополимеру углеводной природы,  наряду с коллагеном входящему в состав соединительной ткани  и  выполняющему в организме различные жизненноважные функции.

Гиалуроновая кислота (ГК), высокомолекулярный, линейный полисахарид, в настоящее время применяется в дерматологии,  косметологии и офтальмологии в качестве средства для удержания влаги, а также для пролонгации действия различных лекарственных веществ.

Кроме того, она выполняет роль неспецифического стимулятора иммунитета, способствует повышению естественной резистентности организма, благодаря чему используется при лечении  воспалительных  процессов, для заживления ран и в онкологической практике.

В связи с тем, что водные растворы гиалуроновой кислоты обладают низкой  устойчивостью  вследствие  быстрой  деполимеризации этого полисахарида,  изучена возможность его иммобилизации его на коллагене с целью создания стабильной лекарственной формы препарата в виде пленки. При этом предполагалось, что такая композиция позволит не только стабилизировать гиалуроновую кислоту, но и добиться более высокого терапевтического действия препарата за счет синергизма, входящих в него ингредиентов.

Для реализации поставленной задачи была проведена серия экспериментов, направленных на подбор оптимального соотношения компонентов в пленкообразующей смеси и условий комплексообразования в широком диапазоне рН и при различных температурно-временных режимах. Иммобилизацию ГК на коллагеновом носителе проводили методом включения в гель с добавлением пластификатора. Полученную смесь заливали в кюветы с полиэтиленовой подложкой слоем не более 0,5см и сушили при  комнатной температуре.  С целью регулирования сроков лизиса пленок сшивающий агент  добавляли  непосредственно в композиционную смесь перед отливкой пленок или выдерживали готовую пленку в парах дубителя. На основании проведенных исследований разработана  технологическая  схема  получения  коллагеновых пленок, содержащих ГК,  в соответствии с которой наработано несколько партий таких пленок. Они имели следующие показатели: толщина — 55-60 мкм,  плотность — 0,49-0,51 г/см 53 0, гидротермическая устойчивость — 55-56 0С, влагоемкость — 58,3-60,1 %,  время рассасывания под действием фермента — 64-71 ч,  устойчивость на изгиб — 4,0-4,5 балла,  рН водной вытяжки — 7,0-7,2. Апробация пленок  как средства для лечения кератоконъюнктивитов показала, что при введении под веко, они быстро смачивались слезной жидкостью, медленно лизировались,  выделяя ГК. Уже на следующий день после однократного применения  пленки  резко уменьшалось слезотечение, выделение гнойного экссудата, отек. Водный раствор ГК дает тот же терапевтический эффект только на третьи сутки.  Проведенные эксперименты свидетельствуют о перспективности новой  лекарственной формы ГК в виде пленки, содержащей коллаген в качестве основы и о широких возможностях, которые может дать реализация проекта по созданию биоматериалов  с регулируемой структурной стабильностью и скоростью резорбции. Подобные препараты представляют собой новое поколение дюрантных фармацевтических средств.

По договору о сотрудничестве с Научно-учебным центром проблем жизнедеятельности человека  нами  были проведены исследования по получению и апробации коллагеновых пленок, содержащих стимулирующую аутосыворотку крови человека, обладающую миогенным и сомногенным действием.

В спортивной медицине известно использование биорегуляторно-мотивационных комплексов, чаще всего гормонально-нейропептидной природы, получаемых из крови доноров, предварительно подвергнутых определенной функциональной нагрузке.

К этой группе биологически активных веществ относится миогенная сыворотка, обладающая общестимулирующим эффектом и улучшающая физическую работоспособность, и сомногенная сыворотка, обладающая эффектом улучшения структуры нормального сна и устранения бессонницы. Способ получения такого рода препаратов разработан и запатентован Шестаковым В.А. с соавторами.

Однако в силу определенных причин спортсмены неохотно идут на внутримышечные или внутривенные инъекции препаратов,  полученных из собственной крови, тем более что направленный физиологический эффект от их применения кратковременен, а повышение эффективности препарата за счет  увеличения дозы не перспективно при всех способах введения, так как объем не может увеличиваться до бесконечности. Следует отметить, что хотя препараты не являются допинговыми, они повышают функциональные резервы организма.  Кроме того, после  введения их невозможно обнаружить в крови и в моче, т.к. они получены из аутокрови.

В поисках более удобной в применении лекарственной формы нами была предложена рецептура композиционной смеси, в состав которой входили коллаген  в качестве матрицы,  действующее начало (сыворотки), ряд других добавок, в том числе и вкусовых, а также консервант пищевого класса, отработаны условия иммобилизации сывороток на коллагеновом носителе и получения пленок  для  сублингвального использования.

В ходе испытаний, проведенных на 6 группах спортсменов-боксеров, которые  получали  сомногенные  и миогенные аутосыворотки в виде инъекций и в виде пленок  сублингвально,  установлено,  что коллагеновые пленки,  содержащие  биостимулирующие мотивационные аутосыворотки, представляют собой более удобную в применении лекарственную форму, они препятствуют быстрой инактивации активного начала и пролонгируют физиологический эффект от введения препаратов до  3-х  суток,  дают возможность сохранить стабильность препаратов при  хранении  до  6-ти  месяцев  (срок  наблюдения), уменьшить дозу  и  частоту их введения.  При этом патологических изменений со стороны ЭКГ,  клинического анализа крови и  мочи  у спортсменов отмечено не было.

Предложенная лекарственная форма рекомендована для более  широкой спортивно-практической апробации и внедрена в практику подготовки спортсменов сборной СССР по боксу.

Наряду с описанными выше экспериментами, сравнительная оценка эффективности различных  лекарственных  форм эргомиогенной сыворотки, в том числе и в виде содержащей ее коллагеновой  пленки, была проведена также на 25 добровольцах с нормальным слухом и 20 больных с нейросексорной тугоухостью.  При этом установлено, что сублингвальное применение  препарата  вызывает более пролонгированное и стабильное повышение остроты слуха, чем это имеет место при внутримышечных   инъекциях  (Богомильский  М.Р.,  Сапожников Я.М., Марчук А.И., Сапожникова А.И., 1996).

Преимущества использования  коллагена  в  качестве основы для получения пленок для сублингвального применения были подтверждены в экспериментах по созданию профилактического антиникотинового препарата.

Курение —  одна из наиболее вредных привычек,  крайне опасных для здоровья человека. Поэтому разработка новых подходов и методов борьбы  с никотиновой зависимостью представляет собой весьма актуальную задачу. Одним из средств, вызывающих отвращение к курению, является  водный  раствор азотнокислого серебра,  который используют в виде полоскания (Машковский М.Д., 1978). В виду того, что  препарат быстро разрушается на свету,  для сохранения его активности и создания более удобной в  применении лекарственной формы проведены  исследования по иммобилизации азотнокислого серебра на коллагене. В результате получена композиционная смесь с оптимальным соотношением действующего начала, носителя и некоторых других добавок,  из которой отливали пленки.  Испытания пленок, каждая из которых содержала одну лечебную дозу азотнокислого серебра, на добровольцах показали, что их регулярное применение незадолго  до  курения  при попытке закурить вызывает крайне неприятные и более продолжительных ощущения, чем полоскание водным раствором  азотнокислого серебра и,  в конечном итоге,  способствует выработке более устойчивого антиникотинового рефлекса.

Обобщая результаты, полученные в ходе проведенных многоплановых исследований по изучению взаимодействия коллагена  с  лекарственными и биологически активными веществами и оценка возможностей использования иммобилизированных биопрепаратов в ветеринарной практике, следует отметить,  что применение коллагена в качестве инертной белковой высокомолекулярной  матрицы  позволяет создавать лекарственные формы,  благодаря которым можно длительное время поддерживать терапевтические концентрации  того или иного препарата во внутренних средах и тканях организма, уменьшать дозы и частоту введения  лекарств,  защитить  ткани  от  их раздражающего или токсического действия.

Комментарии к данной статье можно оставлять на Форуме.
Другие статьи раздела «Коллаген в косметологии» расположены здесь…

Комментирование закрыто.

Комментирии закрыты