Иванов Игорь Михайлович – канд. мед. наук, зам. нач. 21-го отдела
195043, Санкт-Петербург, ул. Лесопарковая, д.4
Igor Mikhailovich Ivanov – PhD Med. Sci., Deputy head of department
Lesoparkovaya Str. 4, St. Petersburg, 195043
Никифоров Александр Сергеевич – д-р биол. наук доц., вед. науч. сотр.
195043, Санкт-Петербург, ул. Лесопарковая, д.4
Aleksandr Sergeevich Nikiforov – Dr. Biol. Sci. Associate Prof., Leading Research Associate, Federal state budgetary institution State Scientific-Research Testing Institute of Military Medicine of the Ministry of Defense of the Russian Federation
Lesoparkovaya Str. 4, St. Petersburg, 195043
Трофимова Валерия Сергеевна – мл. науч. сотр.
195279, Санкт-Петербург, Индустриальный пр., д.45, лит. А, оф. 216
Valeriya Sergeevna Trofimova – Junior Research Associate
Industrialny Ave., 45, St. Petersburg, 195279
Свентицкая Алевтина Митрофановна – науч. сотр.
195279, Санкт-Петербург, Индустриальный пр., д.45, лит. А, оф. 216
Alevtina Mitrofanovna Sventiсkaya – Research Associate
Industrialny Ave., 45, St. Petersburg, 195279
Актуальность. Ингаляционное введение соединений пептидной и белковой структуры может быть перспективно при оказании неотложной медицинской помощи в чрезвычайных ситуациях, в том числе при радиационных поражениях. Разработка ингаляционных лекарственных форм для соединений пептидной и белковой структуры требует подбора вспомогательных веществ для повышения их биодоступности.
Цель – оценка влияния усилителей проницаемости на эффективность модельного соединения белковой природы (инсулина) при ингаляционном введении.
Методология. Исследования выполнены на беспородных белых крысах-самцах с начальной массой тела 180–220 г. Для изучения эффективности инсулина и усилителей проницаемости проводили интраназальное и интратрахеальное введение при помощи зонда для инстилляции MicroSprayer® IA-2B производства Penn Century (США). Перечень исследуемых усилителей проницаемости биологических мембран (Sigma-Aldrich, США): метил-бета-циклодекстрин, диметил-бета-циклодекстрин, 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрин, Твин-80, метилолеат натрия, олеиновая кислота, таурохолат натрия, гликохолат натрия, плюроник Ф-68, тезит, Brij-35, сапонин, цетилпиридин.
Результаты и их анализ. Биодосупность инсулина при интраназальном введении без применения усилителей проницаемости не превышает 0,5%. Тезит, сапонин, цетилпиридин в концентрации 5% при инстилляции в трахею крысам оказывают выраженное токсическое действие. Выраженный биологический эффект инсулина регистрировали после интратрахеального введения в комплексе с диметил-бета-циклодекстрином, таурохолатом натрия и Brij-35 в концентрации 5%. Курсовое интратрахеальное введение крысам Твин-80, таурохолата натрия и Brij-35 может быть причиной возникновения инфекционных осложнений.
Заключение. Таурохолат натрия, диметил-бета-циклодекстрин и Твин-80 в концентрации 5% повышают биодоступность и увеличивают выраженность биологического эффекта инсулина при интраназальном введении. Поверхностно-активные вещества Brij-35, Твин-80 и таурохолат натрия в концентрации 0,25% способствуют увеличению длительности биологического эффекта инсулина при интратрахеальном введении. Наименьшей токсичностью при курсовом интратрахеальном введении обладают таурохолат натрия и Твин-80 в концентрации 0,25%.
Relevance. Inhalation administration of compounds with peptide and protein structure may be promising in provision of emergency medical assistance in emergency situations, including radiation injuries. The development of inhalation dosage forms for compounds with peptide and protein structure requires the selection of excipients to increase their bioavailability.
Intention. To assess effects of permeability enhancers on the effectiveness of a model biologically active substance of protein nature (insulin) by inhalation.
Methods. The experiments were carried out in outbred white male rats with initial weight of 180–220 g. To assess the effectiveness of insulin and permeability enhancers, they were administered via intranasal and intratracheal routes using a MicroSprayer® IA-2B instillation probe (Penn Century, USA). The list of biological membrane permeability enhancers under investigation (Sigma-Aldrich, USA) includes the following substances: methyl-β-cyclodextrin, dimethyl-β-cyclodextrin, 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin, Tween-80, sodium methyl oleate, oleic acid, sodium taurocholate, sodium glycocholate, Pluronic F-68, tesit, Brij-35, saponin, cetylpyridine.
Results and Discussion. Insulin bioavailability without permeability enhancers does not exceed 0.5% when administered intranasally. When assessing effects of multiple doses of permeability enhancers on food and water consumption in animals over time, decreased parameters under study were observed in the control and experimental groups compared to intact animals. Multiple intratracheal administration of solutions to rats can lead to some infectious complications.
Conclusion. Such excipients as sodium taurocholate, dimethyl-β-cyclodextrin and Тween-80 in a concentration of 5 % increase bioavailability and intensity of biological effects of insulin when administered intranasally. The surfactants Brij-35, Тween-80 and sodium taurocholate in a concentration of 0.25 % increase the duration of biological effects of insulin when administered intratracheally. Sodium taurocholate and Tween-80 in a concentration of 0.25 % have the lowest toxicity during multiple intratracheal administration.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.