детоксикант пищеварительного тракта позвоночных

Формула изобретения

Детоксикант для пищеварительного тракта позвоночных на основе производных поликремниевой кислоты, отличающийся тем, что выбран из группы обращенно-фазовых сорбентов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам детоксикации пищеварительного тракта позвоночных при острых и хронических отравлениях, вызванных лекарственными и наркотическими средствами, микотоксинами, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и стойкими органическими загрязнителями (СОЗ), такими как хлорорганические пестициды, полигалоидированные дибензодиоксины, дибензофураны, бифенилы и другие опасные токсиканты.

В последние годы все шире используются для детоксикации пищеварительного тракта позвоночных (человека и животных) энтеросорбенты, такие как «Полисорб» - силикагель (Вестник ЗОЖ № 4, 2005 г); «Смекта» - алюмосиликат фирмы Beaufour Ipsen Pharma, Франция; продукты серии «Микофикс» - алюмосиликат, цеолит, биологические добавки фирмы Biomin Holding GmbH, Австрия; «Микосорб» - модифицированный глюкоманнан из стенок дрожжевых клеток фирмы Alltech Inc., США; «Сорбитокс» - композиция из алюмосиликатов и компонентов дрожжевой стенки фирмы ООО «Лаллеманд», РФ; «Энтеросгель» (ЗАО «Силма», РФ, RU № 2293743, кл. C08G 77/16 (2006.01), 20. 02.2007 г. и RU № 2293744. кл. C08G 77/16 (2006.01), 20. 02.2007 г.).

Данные препараты обладают высокой гидрофильностью и, следовательно, низкой сорбционной емкостью по отношению к гидрофобным веществам, обладающим высоким коэффициентом распределения в системе «Октанол-Вода» обозначаемым logP_ow или K_ow (R.Collander, Acta Chimica Scandinavica (1951) 5, 774-780). В то время как многие наркотические и лекарственные препараты, а также подавляющее большинство ПАУ, СОЗ и микотоксинов относятся к соединениям с весьма высокой гидрофобностью, т.е. с высоким значением коэффициента распределения в системе октанол/вода logP_ow=3-8.

Более подходящими сорбентами в данной ситуации представляются гидрофобные сорбенты, способные эффективно удерживать на своей поверхности подобные соединения. Причем, в отличие от различных марок активированных углей, применяемых в качестве энтеросорбентов, гидрофобные сорбенты на основе гидрофобизированных силикагелей или алюмосиликатов обладают не только поверхностной, но и «объемной» емкостью, которая обеспечивается вертикальным по отношению к поверхности расположением углеводородных заместителей.

Гидрофобизированные производные силикагеля (ксерогеля ангидрида поликремневой кислоты), содержащие на поверхности ковалентно прикрепленные углеводородные остатки, более 40 лет используются в качестве сорбентов для высокоэффективной обращенно-фазовой жидкостной хроматографии для разделения веществ различной природы (К.К.Unger. Porous Silica, its properties and use as support in column liquid chromatography. Elsevier, Amsterdam, 1979, p.p.187-236). В качестве гидрофобизирующих заместителей обычно используют алкильные остатки с количеством атомов углерода от 1 до 18 (чаще всего C₄, C₈ и C₁₈) или фенильную группу. У таких сорбентов поверхность отличается высокой гидрофобностью, а свободные силанольные группы (-ОН), присутствующие на поверхности, экранированы и/или не доступны для жидкой фазы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение ассортимента существующих энтеросорбентов материалами, обладающими более высокой гидрофобностью, эффективностью и доступностью приема.

Для достижения указанного технического результата предлагается детоксикант пищеварительного тракта позвоночных на основе производных поликремниевой кислоты, выбранный из группы обращенно-фазовых сорбентов, представляющий собой гидрофобизированную матрицу геля поликремневой кислоты, содержащую на поверхности частиц и пор силанольные группы (OH)_y и углеводородные заместители (R)_z, где:

y - концентрация силанольных групп в структуре и на поверхности геля;

z - концентрация углеводородных заместителей;

соотношение z/y принимает значение от 79/21 до 1/99 соответственно;

R - углеводородный радикал, соединенный с силикатной основой через ковалентную связь Si-C, Si-O-C или Si-NX-C и представленный линейными или разветвленными алкильными или фторалкильными остатками с количеством атомов углерода от 2 до 24, содержащими от одной до 4 изолированных или сопряженных двойных связей, или циклическими заместителями с общей формулой Ar(CH₂)_n -, в которой Ar - ароматический или алициклический моно- или полициклический заместитель с количеством атомов углерода от 6 до 24, при значениях n от нуля до шести и при влагосодержании матрицы от 0,1 до 95%.

Как варианты R или Ar могут содержать один или несколько функциональных заместителей: -Cl, -OH, -CN, -CO₂H, -NH₂, -SO₃H, -NR'₂, -PO₃H₂.

Влагосодержание от 0,1 до 95% определяет степень гидратированности ксерогеля или гидрогеля.

Предлагаемый детоксикант на силикатной основе, отличающийся от известных структур энтеросорбентов наличием, кроме силанольных групп (OH), R - углеводородного радикала, соединенного с силикатной основой через ковалентную связь Si-C, Si-O-C или Si-NX-C и представленного линейными или разветвленными алкильными или фторалкильными остатками с количеством атомов углерода от 2 до 24, содержащими от одной до 4 изолированных или сопряженных двойных связей, или циклическим заместителем с общей формулой Ar(CH₂)_n-, в которой Ar - ароматический или алициклический моно- или полициклический заместитель, с количеством атомов углерода от 6 до 24, при значениях n от 0 до 6, а также с функциональными заместителями, ранее для целей детоксикации позвоночных не использовался и в данном качестве не описан в научно-технической, патентной литературе, а также в медицинской документации.

В качестве детоксиканта в настоящем изобретении могут быть также использованы известные или новые гидрофобизированные производные природных или синтетических алюмосиликатов, представленных бентонитами, смектитами, монтмориллонитами, цеолитами, натрий-кальциевыми гидратированными алюмосиликатами и др. с перечисленными выше заместителями.

Детоксикант по настоящему изобретению применяют:

1) путем подмешивания детоксиканта в корм в виде сухого порошка или смоченного водой детоксиканта в виде ксерогеля в зоотехнике и ветеринарии при откорме и/или лечении птицы, рыбы, свиней, лошадей, мелкого и крупного рогатого скота и других домашних животных;

2) в виде водной суспензии сухого или гелеобразного детоксиканта, или в виде растворимых в кишечнике капсул, или сетчатой оболочки из соответствующего материала, заполненных детоксикантом сухим или смоченным водой в медицине - per os;

3) путем подмешивания в корм сухого порошка детоксиканта или смоченного водой детоксиканта в виде геля в зоотехнии при подкормке диких животных, представляющих практический интерес для охотхозяйств.

Для подтверждения заявленного технического результата была проведена сравнительная оценка сорбционной емкости типичного обращенно-фазового хроматографических сорбентов «Lichrosorb RP-8» (cat. No. 9143, Merck, Германия) с размером частиц 7 мкм, удельной поверхностью 300 м²/г и диаметром пор 10 нм, который представляет собой силикагель с вышеперечисленными параметрами с ковалентно привитыми через связь Si-C октильными остатками (C8), содержащий 9,5% углерода, и сорбента «Энтеросгель» (ЗАО «Силма», РФ), содержащего в своем составе метальные группы (C1). Для оценки использовали гидрофильный краситель конго красный и гидрофобный ПАУ нафталин - бытовой инсектицидный яд. Оценка проводилась по методике, описанной в патенте RU № 2293744, кл. C08G 77/16 (2006.01), 20, 02.2007 г. (конго красный) и хроматографической - методике, изложенной ниже (нафталин).

По данным патента RU № 229374 сорбционная емкость заявленного геля в отношении конго красного составляет 4,9±0,7 мкмоль/г. По данным проведенных измерений сорбционная емкость гидрофобного обращенно-фазового сорбента «Lichrosorb RP-8» составила 1,75±0,15 мкмоль/г.

Для оценки сорбционной емкости обращенно-фазового сорбента «Lichrosorb RP-8» и энтеросорбента «Энтеросгель» в отношении гидрофобных соединений был использован нафталин, представляющий класс простейших гидрофобных ПАУ, имеющий значение коэффициента распределения >3 (logP_ow=3,3) и растворимость в воде на уровне 30 мг/л. Все работы с нафталином проводили в стеклянной посуде. В 100 мл воды очищенной помещали навеску нафталина в размере 5 мг. Суспензию нафталина порциями гомогенизировали в ручном гомогенизаторе Даунса вместимостью 15 мл до получения однородной взвеси нафталина в воде. Суспензию фильтровали через шприцевую насадку с фильтром с диаметром пор 0,22 мкм. Концентрацию нафталина определяли с помощью жидкостной хроматографии по методу внешнего стандарта в системе ацетонитрил: вода (65:35) на октадецильной колонке с детекцией при 275 нм. Концентрация нафталина в полученном фильтрате составляла 24 мкг/мл. Для удаления физически сорбированной воды образцы сорбентов, «LiChrosorb RP-8», и препарата «Энтеросгель» перед опытом помещали в сушильный шкаф и выдерживали при 110°C до постоянного веса.

В соответствии с изложенной ниже методикой в три пробирки с притертыми пробками поместили по 5 мл раствора нафталина (точные навески). К раствору нафталина во вторую и третью пробирки добавили точные навески сорбентов «LiChrosorb RP-8» и препарата «Энтеросгель». Первый образец использовался в качестве контроля. Все три пробирки на 2 часа помещали во вращающее устройство планетарного типа со скоростью переворачивания 120 об/мин. Затем пробирки центрифугировали в корзиночном роторе при 4000 об/мин 30 минут. Жидкую фазу анализировали на содержание нафталина. Сорбционная емкость обращено-фазового сорбента «LiChrosorb RP-8» в данном эксперименте составила - 55±2,5 мкмоль/г, в то время как концентрация нафталина в жидкой фазе третьей пробирки («Энтеросгель») достоверно не отличалась от контроля, т.е. в отличие от использованного обращенно-фазового сорбента, препарат «Энтеросгель» не способен сорбировать гидрофобные соединения типа ПАУ. Эти данные подтверждают возможность использования обращено-фазовых сорбентов марки «LiChrosorb RP-8» для детоксикации гидрофобных токсических соединений, к которым относится большинство ПАУ, СОЗ.

Для подтверждения детоксицирующих свойств сорбента «LiChrosorb RP-8» in vivo был проведен следующий эксперимент. С этой целью использовали самцов мышей инбредной линии C57B L/6J в возрасте трех недель со средним весом по группам от 10 до 11 г. Были отобраны 4 группы по 10 животных в каждой. Двум опытным группам вводили типичный СОЗ Arochlor 1254 (Supelco Inc., США) в подсолнечном масле per os в дозе 25 мг/кг в течение 10 дней с первого по 12-й день (5 дней + 2 дней перерыв + 5 дней). Обе контрольные группы получали только носитель (подсолнечное масло) в том же объеме. Вторая контрольная ( № 2) и вторая опытная группы ( № 4) с первого дня эксперимента получали гранулированный корм, содержащий 0,075% (в/в) сорбента «LiChrosorb RP-8». Первая опытная и первая контрольная группы получали обычный гранулированный корм. Всех животных по группам взвешивали каждые 5 дней.

Результаты проведенных экспериментов для подтверждения заявленного технического результата представлены на рис.1 и рис.2.

На рис.1 проиллюстрировано влияние СОЗ Arochlor 1254 и обращено-фазового сорбента «LiChrosorb RP-8» на вес тела самцов мышей, где по оси указан период наблюдения в сутках, на оси ординат средний вес тела животных в граммах. Кривая 1 - первая контрольная группа, кривая 2 - вторая контрольная группа, кривая 3 - первая опытная группа, кривая 4 - вторая опытная группа.

Кривые на рис.1 показывают, что вес животных в обеих контрольных группах достоверно не различается, в то время как в опытных группах вес животных отличается как между этими группами, так и от значений в контроле, особенно в 1-первой опытной группе ( № 3).

Известно, что Arochlor 1254 приводит к увеличению относительных размеров печени, замедляет набор веса у растущих мышей, а в больших неоднократных дозах (>100 мг/кг) приводит к падению веса, истощению и гибели животных (Safe S. Crit. Rev. Toxicol. (1984) 13(4), 319-395). В то же время замедление роста тела во второй опытной группе ( № 4) значительно меньше, чем в первой опытной группе ( № 3), и уже ко второй половине эксперимента вес животных в этой группе достоверно не отличался от контроля.

На рис.2 проиллюстрировано влияние СОЗ Arochlor 1254 и обращено-фазового сорбента «LiChrosorb RP-8» на относительный вес печени мышей, где по оси абсцисс указаны экспериментальные группы животных, по оси ординат - относительный вес печени в %. За 100% принимали относительный вес печени в первой контрольной группе.

Данные на рис.2 показывают, что достоверные различия наблюдаются только в первой опытной группе ( № 3), в которой животные не получали энтеросорбент.

Таким образом, доказано, что типичный обращено-фазовый сорбент марки «LiChrosorb RP-8» эффективно сорбирует гидрофобный ПАУ (на примере нафталина), а его применение в корме в качестве детоксиканта в концентрации 0,075% позволяет при использованных дозах типичного СОЗ (на примере Arochlor 1254) значительно снизить - практически устранить токсические эффекты токсиканта на организм экспериментальных животных.