Все, что вы хотели знать об ИИ, — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26 сентября
РНФ
195

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

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, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

Вчера, 15:40
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

Сегодня, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

Вчера, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

20 ноября
Мария Азарова

Во время экспериментов с гнотобиотическими мышами, которые с рождения содержатся в стерильных условиях и ни разу в жизни не встречаются с микробами, исследователи заметили, что ни один из образцов фекалий таких стерильных животных не плавает, а сразу тонет. И это натолкнуло их на интересную мысль.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

13 ноября
Анна Новиковская

Беспилотный орбитальный самолет США завершил свою шестую миссию и приземлился рано утром в субботу. Он провел в космосе рекордные 908 дней, все это время обеспечивая себя энергией благодаря солнечным батареям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: