• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.09.2022
РНФ
244

Химики рассчитали, как увеличить срок годности препаратов от эпилепсии

4.8

Российские химики рассчитали, как противоэпилептический препарат карбамазепин соединяется в единый кристалл со вспомогательными веществами, улучшающими его устойчивость к высоким температурам. Это позволит создать его новые, лучше усваивающиеся и при этом долго хранящиеся формы.

Навеска / ©Алексей Манин / Автор: Regulus Tremerus

Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Pharmaceutics. Одно из важнейших свойств лекарственного препарата — его термодинамическая стабильность, то есть устойчивость к различным условиям хранения: изменению влажности, перепаду температур, попаданию солнечных лучей и так далее. Чем дольше сроки хранения вещества, тем ниже вероятность использования просроченных препаратов. Кроме этого, значительно уменьшается себестоимость продукта, поскольку нет необходимости постоянно производить таблетки взамен вышедших по сроку годности.

Одной из проблем многих лекарственных соединений является их плохая растворимость, что приводит к неэффективному всасыванию в кишечнике, поэтому много препарата просто не доходит до своей цели. В результате наблюдаются побочные эффекты. Карбамазепин, который используют для снижения возбуждения нейронов при эпилепсии, не является исключением.

Один из способов улучшить свойства вещества — соединить его со вспомогательной молекулой. Она, как правило, уже обладает необходимыми характеристиками (например, более высокой растворимостью в воде или жирах) или же способна создать «броню» из водородных связей, делающих целевой продукт устойчивым к хранению. Получить такой сложный кристалл из нескольких компонентов (сокристалл), можно, например, если смешать в специальном растворителе порошки исходных соединений.

Первый автор статьи Алексей Манин в лаборатории / ©Алексей Манин

Сотрудники Института химии растворов имени Г.А. Крестова РАН (Иваново) и Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН (Москва) путем расчетов и экспериментально определили параметры образования сокристаллов карбамазепина с тремя разнообразными веществами — бензамидом, 4-гидроксибензамидом и изоникотинамидом.

Авторы оценивали их растворимость, структуру, характеристики образования сокристаллов из индивидуальных веществ. Кроме этого, химики получили уравнение, с помощью которого можно рассчитать растворимость многокомпонентного кристалла только по значениям растворимости чистого вспомогательного вещества. Также они нашли универсальный рецепт приготовления сокристаллов, которые выдерживают перепады температур.

Во-первых, важно понизить «меру хаоса» — энтропию: чем она выше, тем сильнее колебания атомов и тем больше вероятность разрыва связей между ними. Это можно сделать, в том числе, за счет уменьшения свободного объема, приходящегося на каждую молекулу в сокристалле, — так остается меньше пространства для потенциального движения в кристаллической решетке. Кроме того, поскольку энтропия напрямую зависит от температуры, нет необходимости сильно нагревать исходные вещества, чтобы дать им дополнительную энергию для взаимодействия, — достаточно устойчивые системы получатся и при комнатной температуре.

Соавтор статьи Денис Бойцов в лаборатории / ©Алексей Манин

Во-вторых, нужно, чтобы было как можно больше водородных связей между молекулами вспомогательного вещества и карбамазепина. Так они будут прочнее соединены друг с другом, а значит, и еще более ограничены в движениях, в том числе тепловых колебаниях, и энтропия уменьшается. Исходя из этих выводов, авторы рассчитали, что наиболее стабилен сокристалл карбамазепина и 4-гидроксибензамида.

Последний содержит атом кислорода, способный взаимодействовать с водородом в составе препарата, то есть образовывать водородную связь. Таким образом, получается система довольно прочных межмолекулярных взаимодействий, и именно поэтому сокристалл будет устойчив к температурным изменениям.

«Результаты нашей работы помогут подбирать вспомогательные вещества под самые разные препараты, их формы и задачи. Подход также позволит увеличить срок хранения лекарств и растворимость их активных ингредиентов. В дальнейшем мы планируем продолжить наши эксперименты и с другими фармацевтическими субстанциями. Это позволит сформулировать научные основы для получения новых растворимых сокристаллических форм лекарственных соединений», — рассказывает первый автор статьи Алексей Манин, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории физической химии лекарственных соединений ИХР РАН.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 17:37
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

Вчера, 11:12
Дарья Г.

Ио — самое вулканически активное на сегодня тело в Солнечной системе. Извержения «переделывают» поверхность этого спутника Юпитера быстрее, чем метеориты, и это при том, что обычно тела такой малой массы не могут поддерживать вулканическую активность. В новом исследовании ученые рассчитали, что спутник, вероятно, такой «горячий» на протяжении всего существования. Этот вывод имеет значение для всей системы Юпитера.

Позавчера, 16:49
Андрей

Международная группа геофизиков изучила облик внутреннего ядра Земли, чтобы выяснить, какой у него тип тепловой конвекции. В ходе исследования ученые обнаружили самые горячие и самые холодные точки в центре планеты.

Вчера, 17:37
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

19 апреля
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 16:49
Андрей

Международная группа геофизиков изучила облик внутреннего ядра Земли, чтобы выяснить, какой у него тип тепловой конвекции. В ходе исследования ученые обнаружили самые горячие и самые холодные точки в центре планеты.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

29 марта
Ольга Иванова

Ученые из США и Швейцарии определили четыре ключевых механизма, задействованных в трансформации личности человека. Но ни один из них не сработает без самого главного — сильного желания измениться.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: