WO2019022637A1 - Антисептическое лекарственное средство - Google Patents

Антисептическое лекарственное средство Download PDF

Info

Publication number
WO2019022637A1
WO2019022637A1 PCT/RU2018/000379 RU2018000379W WO2019022637A1 WO 2019022637 A1 WO2019022637 A1 WO 2019022637A1 RU 2018000379 W RU2018000379 W RU 2018000379W WO 2019022637 A1 WO2019022637 A1 WO 2019022637A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound
miramistin
benzalkonium chloride
solution
activity
Prior art date
Application number
PCT/RU2018/000379
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Юрий Григорьевич ШТЫРЛИН
Никита Валерьевич ШТЫРЛИН
Алексей Дмитриевич СТРЕЛЬНИК
Сергей Витальевич САПОЖНИКОВ
Альфия Габдулахатовна ИКСАНОВА
Рената Рувшановна КАЗАКОВА
Мария Николаевна АГАФОНОВА
Original Assignee
Акционерное Общество "Татхимфармпрепараты"
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Татхимфармпрепараты", Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" filed Critical Акционерное Общество "Татхимфармпрепараты"
Priority to EA202000010A priority Critical patent/EA038460B1/ru
Priority to CN201880058284.6A priority patent/CN111201231B/zh
Publication of WO2019022637A1 publication Critical patent/WO2019022637A1/ru
Priority to US16/751,861 priority patent/US11014934B2/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/435—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom
    • A61K31/4353—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with heterocyclic ring systems
    • A61K31/436—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with heterocyclic ring systems the heterocyclic ring system containing a six-membered ring having oxygen as a ring hetero atom, e.g. rapamycin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04—Ortho-condensed systems
    • C07D491/056—Ortho-condensed systems with two or more oxygen atoms as ring hetero atoms in the oxygen-containing ring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/02—Local antiseptics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/10—Antimycotics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/12—Antivirals
    • A61P31/20—Antivirals for DNA viruses
    • A61P31/22—Antivirals for DNA viruses for herpes viruses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P33/00—Antiparasitic agents
    • A61P33/02—Antiprotozoals, e.g. for leishmaniasis, trichomoniasis, toxoplasmosis

Definitions

  • This invention relates to organic chemistry of heterocyclic compounds, namely to new quaternary ammonium salt containing a fragment of derivative of vitamin B formula I, exhibiting antibacterial, antifungal, antiviral and antiprotozoal properties.
  • the compound can be used in medicine and veterinary medicine.
  • a necessary requirement for antiseptics is the breadth of their spectrum: they must have antibacterial, antifungal, antiviral and antiparasitic activity [Pharmacology: Textbook / Ed. prof. R.N. Alyautdin. - 4th ed., Pererab. and add. - M.: GEOTAR-Meda, 2010. - 832 p.]. Due to their wide spectrum of action, antiseptics are used for many medical reasons.
  • Quaternary ammonium compounds are one of the most important classes of antiseptics and have a wide range of applications, in particular, in the treatment of local inflammatory processes, treatment of intact skin before operations, canning of eye drops, injection solutions, toothpastes, cosmetics, disinfection and surface cleaning.
  • Modern QAS are characterized by a wide spectrum of antimicrobial activity in relation to gram-positive and gram-negative microorganisms, fungi, viruses and protozoa.
  • the mechanism of antibacterial action of QAS consists in their adsorption and penetration of bacteria through the cell wall with subsequent interaction with phospholipids of the cytoplasmic membrane, which leads to complete structural disorganization and subsequent death of the bacterial cell [McDonnell G, Russell AD. Antiseptics and Disinfectants: Activity, Action, and Resistance. Clinical Microbiology Reviews. - 1999 - V. 12 (1). - P. 147-179].
  • Miramistin (benzyldimethyl [3- (myristoylamino) propyl] ammonium monohydrate) is an antiseptic developed in the USSR that has a broad spectrum of bactericidal action against gram-positive ⁇ Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Streptococcus pneumonia, etc., and I will be able to use the current process to get the same effect on the Gram positive. Escherichia coli, Klebsiella spp. And others), aerobic and anaerobic bacteria, pathogenic fungi and viruses, including clinical strains with multiresistance to antibiotics [Medicines Register of Russia Radar Encyclopedia of Drugs. - 20th issue.Gl.red.
  • Fluomizin (dequalinium chloride) - a broad-spectrum antiseptic, active against most gram-positive bacteria Streptococcus spp., Staphylococcus aureus, Listeria spp., Peptostreptococcus (group D) anaerobes, Candida species ⁇ Candida tropicalis, Candida aMXicans, Candida glabrata), Gram-negative bacteria Gardnerella vaginalis, Escherichia coli, Serratia spp., Klebsiella spp. , Pseudomonas spp., Proteus spp. , and protozoa ⁇ Trichomonas vaginalis).
  • Benzalkonium chloride ⁇ aldimethyl (phenylmethyl) ammonium chloride is an antiseptic that is active against Gram-positive ⁇ Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Streptococcus pneumoniae, etc.), Gram-negative ⁇ Pseudomonas aeruginosa, Escheria chiropathy, chirophyracium pneumoniae, etc.), Gram-negative ⁇ Pseudomonas aeruginosa, Escheria chiropathy, chirophenia, etc. and others) and anaerobic bacteria, fungi and molds.
  • the above-described drugs cannot be considered as analogues to the claimed invention due to the fact that they do not coincide with the claimed compound in chemical structure, although they possess antibacterial, antimycotic, antiviral and antiprotozoal activity (coincide purpose) comparable to the claimed invention to a greater or lesser extent.
  • Figure 1 presents a comparative analysis of the antibacterial activity of compound I, benzalkonium chloride and miramistin in relation to cells of gram-positive bacteria immersed in the matrix of biofilm.
  • Figure 2 presents a comparative analysis of the antibacterial activity of compound I, benzalkonium chloride and miramistin in relation to cells of gram-negative bacteria immersed in the biofilm matrix.
  • the objective of the invention is a new compound with high antibacterial, antimycotic, antiviral and antiprotozoal activity, comparable to existing antiseptics, but with significantly less toxicity.
  • the technical result of the claimed invention is to obtain a new compound of the formula I, containing in its composition both a fragment of a natural compound (vitamin Wb) and a quaternary ammonium fragment.
  • the characteristics of the new compound are given below in the examples of specific performance.
  • the structure of the obtained compound was confirmed by mass spectrometry, ⁇ and
  • the value of the minimum inhibitory concentration (IPC) was determined by serial dilution method on Müller-Hinton medium using 96-well sterile plates. Prepared double dilutions of the investigated substances in a nutrient medium. The final concentrations were 1-128 ⁇ g / ml. Evaluation of the growth of cultures was carried out visually, comparing the growth of microorganisms in the presence of the test compounds under study with the growth of culture without them. The presence of growth of the microorganism in the broth (clouding of the broth) indicates that this concentration of the studied drug is insufficient to suppress its viability. The first lowest concentration of the test substance (from a series of serial dilutions), where bacterial growth is not visually determined, is considered the minimum inhibitory concentration.
  • BMD was determined by the serial dilution method in broth with step 2; therefore, differences in neighboring dilutions are not considered significant. In each experiment, there is a positive (broth with a growing culture) and a negative (broth without a growing culture) controls.
  • the minimum concentration of the studied compounds was taken as the IPC, which provided complete suppression of the visible growth of the studied microorganism strains.
  • the IPC the compounds took its maximum value obtained in three independent experiments.
  • the BMD for clinical staphylococci was found to be 1-8 ⁇ g / ml, and only in one case, 16 ⁇ g / ml (strain 5. aureus 967 MRSA) for clinical enterococci of BMD within 0.03-4 ⁇ g / ml. These values are comparable to those found for benzalkonium chloride, and on average are (2–4) times better than Miramistina (table 1).
  • the drug was less active, the IPC in 1 1 strains was 2-4 ⁇ g / ml, 8-16 ⁇ g / ml in 18 strains, 32-64 ⁇ g / ml in 12 strains.
  • the tested drug was comparable in activity to benzalkonium chloride, and exceeded it in the case of some strains (especially in the case of Ps. Aeruginosa strains).
  • Compound I was much more active than Miramistin, in which BMD is in the range of 32-64 ⁇ g / ml, with the exception of the museum strain E. coli ATCC 25922. Table 1.
  • Antiseptics were applied to concentrations of (1-1b) hMBC (minimal bactericidal concentration) and incubated for 24 hours. After the culture liquid was removed from the wells, it was washed once with 0.9% NaCl solution to remove non-adherent cells and cell viability in the composition of biofilms was measured by counting CFU using the Drop plate analysis [B. Herigstad, M. Hamilton, J. Heersink How to optimize bacteria. J Microbiol Methods. - 2001. - V. 44. - P. 121-129]. For this, the biofilm was mechanically removed from the surface and homogenized in 0.9% NaCl by pipetting and ultrasonic treatment. Then serial 10-fold dilutions of the bacterial suspension in 0.9% NaCl were prepared and 5 ⁇ l of the suspension was transferred to plates with solid nutrient medium. CFU was counted from drops containing 5-10 colonies.
  • compound I showed a 2-fold higher activity compared to miramistin and benzalkonium chloride: the same decrease in the number of CFU occurred with twice less excess of MBC in compound I compared to miramistin and benzalkonium chloride. At the same time, Miramistin was active 2 times lower than benzalkonium chloride.
  • compound I With respect to gram-negative microorganisms in the composition of the biofilm, compound I showed the same activity as Miramistin and benzalkonium chloride in relation to K.pneumonia, S.marcescens, E.coli. As for the P. aeruginosa strain, the activity of compound I is significantly higher than that of antiseptics of comparison. The decrease in the number of CFUs by 3 orders of magnitude occurred when an interstitial MBC was exceeded by 4–8 times for compound I and 16 times for miramistina and benzalkonium chloride, which is an undoubted advantage of the developed antiseptic.
  • the cells of the lung embryo of the cow were obtained from the All-Russian Institute of Experimental Veterinary Medicine, Moscow.
  • the bovine rhinotracheitis virus family of herpes viruses
  • the vaccine strain TK-A (VIEW) -B2
  • Evaluation of the antiviral activity of compound I was carried out in an appropriate medium on LEC cells that were infected with an infectious bovine rhinotracheitis virus belonging to the herpesvirus type 1 family.
  • the virus was incubated in the presence of compound I in a culture medium at 37 ° C for one hour in various concentrations; the control preparations were Miramistin and Benzalkonium Chloride. After incubation of the virus with substances, it was added to the cell culture, which was then incubated at 37 ° C, 5% C0 2 for 72 hours.
  • cytopathogenic action was carried out visually according to the state of the cell monolayer in comparison with controls (virus without incubation with the drug, investigated concentrations of drugs without the virus).
  • the titer of the virus was calculated by the method of Reed and Mench in the modification of Ashmarin and expressed in lg TCD 5 o / ml.
  • Example 5 In Vitro Determination of Antiprotozoal Activity of Compound I The evaluation of compound I antiprotozoal activity was determined by the viability of the simplest genus of Stylonychia Stylonychia mytilus gastrointestinal infusoria in the nutrient medium in the presence of the test substances. A stock solution of compound I (10 mg / ml) was prepared in a mixture of DMSO and 96% ethanol (1: 1). A 1% aqueous solution of DMSO and ethyl alcohol served as a negative control, and Miramistin, benzalkonium chloride, and chlorhexidine were used as reference agents.
  • Liquid medium Saburo poured sterile 3 ml into each tube; 4.5 ml was poured into the first tube of the row. A total of 14 tubes were used in the series; of which the last control.
  • 400 mg of the test substance was taken and dissolved in 10 ml of distilled water.
  • the initial dilution contained the test substance at a concentration of 40,000 ⁇ g / ml.
  • 0.5 ml of this dilution was added to the first tube of the series (with 4.5 ml of medium), thereby diluting the concentration of the substance by another 10 times. Consequently, the first tube of the series contained 4000 ⁇ g / ml of the test substance.
  • the presence of growth of a microorganism in a liquid medium indicated that this concentration of the test substance was insufficient to suppress its viability.
  • the first lowest concentration of a substance was considered the minimum inhibitory concentration (MIC).
  • Candida albicans yeast cultures of the RCPG Y-401 / NCTC-885-653 were prepared by flushing the culture with agar shoal.
  • the cultures of filamentous fungi Rhizopus oryzae RCPG F-1537/1722 (Rh. Oryzae), Aspergillus fumigates RCPG F-1248/880 (Asp. Fumigatus) were ground in a mortar.
  • a suspension of microorganisms was prepared, bringing the inoculum density to 2 billion according to the McFarland standard (2-10 8 CFU / ml) considering that the size of fungal elements is about 10 times the size of bacteria.
  • the final concentration of cells in the experiment was (1–5) ⁇ 10 3 for yeast fungi and (0.4–5.0) ⁇ 10 4 for mycelial.
  • the inoculum was used for 15 minutes after preparation; the purity of the fungal strains was monitored before each experiment.
  • test tubes with three parallel rows of dilutions of the test substance (as described above) and in the test tubes in the absence of test substances with a titrated pipette containing 25 drops in 1 ml, one drop of inoculum suspension was added. After seeding, the tripod was vigorously shaken and placed in a thermostat with a temperature of 27 ° C for (2-4) days for yeast fungi and (7-14) days for filamentous fungi, respectively.
  • Evaluation of the growth of cultures was performed visually, using a graduated scale, comparing the growth of microorganisms in the presence of the test compounds under study with the growth of culture without them.
  • inoculum used pure, (2-5) daily cultures of yeast and filamentous fungi, respectively, grown on a dense nutrient medium Saburo. Inoculum for seeding was prepared in different ways, depending on the type of fungi. So, yeast cultures (C. albicans) were prepared by washing the culture off the agar jamb. Culture of mycelial fungi Rh. oryzae, Asp. fumigatus) pre-ground in a mortar.
  • a suspension of microorganisms was prepared, adjusting the density of the inoculum to 5 U (LIS Tarasevich GISC) or according to the McFarland standard 1 U with a concentration of not less than 1 * 10 6 CFU / ml considering that the size of the fungal elements is approximately 10 times the size of bacteria (this provided the possibility of creating a mixture of biocide with suspension, the concentration of microorganisms of the order of 1 ⁇ 10 5 CFU / ml).
  • sowing was carried out on a dense nutrient medium by 0.1 ml of the mixture and the plates were placed in a thermostat with a temperature of 27 ° C for (2–4) days for yeast mushrooms and (5–7) days for filamentous fungi, respectively.
  • test substances were investigated on clinical and museum strains of yeast and filamentous fungi.
  • the following medicaments frequently used in clinical practice were used as reference drugs: Miramistin and Benzalkonium Chloride. After the action of the disinfectant in the required temporal exposure was performed seeding sterilely on the surface of a dense nutrient medium in Petri dishes in 0.1 ml of the mixture. After the time of cultivation of microorganisms, the results of the number of colonies grown on the Petri dish were recorded. The results are presented in table 6.
  • compound I and benzalkonium chloride have the same antifungal activity at a concentration of 0.2% with an exposure time of 5 minutes.
  • a bacterial suspension of the culture To prepare a bacterial suspension of the culture, microorganisms grown on a dense nutrient medium for (18-24) hours were washed off with sterile isotonic sodium chloride solution. The bacterial suspension of each microorganism was brought to a turbidity, corresponding to a concentration of 1 x 10 9 cells / ml, which corresponds to 3 units of Mac-Farland. For experiments with protein load the bacterial suspension was added a solution of bovine serum albumin (BSA) to a final concentration of 0.2%.
  • BSA bovine serum albumin
  • a universal neutralizer was applied to decontaminate the drugs and stop their antimicrobial action and stirred by shaking.
  • the neutralizer consisted of tween-80 (Sigma-Aldrich) - 3.0 ml, saponin (DIAEM) - 3.0 g, histidine - 0.1 g, cysteine - 0.1 g in 100 ml of phosphate-buffer solution.
  • Fluid was sown on a dense nutrient medium (Muller-Hinton agar) at 0.1 ml of the mixture, cultivation was carried out (24-48) hours at 37 ° C.
  • Mueller-Hinton broth was prepared from dry media (Mueller Hinton broth, Acumedia, Baltimore), cultivation was carried out on Muller-Hinton agar medium, which included an additional 2% agar. The media were sterilized by autoclaving at 121 ° C for 15 minutes.
  • the criterion of the effectiveness of drugs in suspension is the death of 100% of the test microorganisms, with a time of action of no more than 30 minutes.
  • compound I exhibits a disinfecting activity that is comparable, or slightly lower than that of benzalkonium chloride and higher than that of miramistin.
  • Example 8 Determination of the disinfecting activity of compound I in a test on a contaminated metal surface
  • the preparation of the bacterial suspension was carried out similarly to the procedure for determining the disinfecting activity of compound I in suspension (see Example 7).
  • BSA solution was added to a final concentration of 0.4%.
  • the surface of the metal table was lined with squares, the number of which depended on the number of strains studied. The test surface must be clean, undamaged, sterile. For this, the table was cleaned with alcohol and then with sterile water.
  • a microbial suspension in a volume of 0.125 ml was applied to a surface area of 5x5 cm and distributed with a sterile spatula over the entire area of the square.
  • the disinfecting activity of compound I is comparable, or slightly lower than that of benzalkonium chloride and higher than that of miramistin.
  • E.coli CDC F-50 grown on solid nutrient medium for (18-20) hours, was washed with sterile isotonic chloride solution, centrifuged at 5000 rpm for 5 minutes, the supernatant was poured off, and cells were resuspended with sterile isotonic chloride solution sodium.
  • the bacterial suspension of microorganisms was adjusted to a turbidity of 0.05 according to Mac-Farland, which corresponds to a concentration of 1.5 x 10 7 cells / ml.
  • a microbial suspension in a volume of 0.25 ml containing 1x10 7 CFU of E. coli CDC F-50 was applied to the shaved area of the rat's back with a dispenser and distributed with a sterile disposable spatula over the entire area of the square. Left for 2-3 minutes to dry.
  • a gauze pad (5x5 cm) was applied to the skin of rats for 5 minutes.
  • the napkin was pre-moistened with 1 ml of a 0.2% solution of compound I, and in the positive control groups, the napkin was dipped in 1 ml of 0.2% Miramistin, benzalkonium chloride and chlorhexidine.
  • the tissue was immersed in 1 ml of sterile saline.
  • a universal neutralizer consisting of tween-80 - 3.0 ml, saponin - 3.0 g, histidine - 0.1 g, cysteine - 0.1 g, brought to 100 ml .
  • the rats were washed from the skin (within 1-3 seconds) with a sterile gauze cloth (5x5 cm) moistened with a sterile solution of a neutralizer. Then the napkin was immersed in 10 ml of sterile saline in the falcone, which was shaken for 10 minutes.
  • washing liquid was sown on 2-3 cups of 0.1 ml each on a dense nutrient medium (Muller-Hinton agar), cultivation was carried out for 24-48 hours at 37 ° C.
  • Mueller-Hinton broth was prepared from dry media (Mueller Hinton broth, Acumedia, Baltimore), cultivation was carried out on Muller-Hinton agar medium, which included an additional 2% agar. The media were sterilized by autoclaving at 121 ° C for 15 minutes.
  • Example 10 Determination of the acute toxicity of Compound I in mice after intragastric administration
  • mice CD-I ICR (6-8 weeks, weight not less than 18 g) of both sexes.
  • An intragastric (oral) administration of a solution of compound I was used in a volume of not more than 0.5 ml / 30 g of body weight of the mouse using a gastric probe.
  • Mice were injected with doses of 3000 mg / kg, 2000 mg / kg, 1000 mg / kg, 500 mg / kg and 50 mg / kg.
  • test product can be classified as Class 4 toxicity according to the Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemical Products, and in accordance with GOST 12.1 .007-76 - to the 3rd class of moderately hazardous substances. Table 16.
  • the claimed compound exhibits a high level of antibacterial, antimycotic, antiviral and antiprotozoal activity.
  • An important advantage of compound I is high safety.
  • Studies of acute toxicity in mice after intragastric administration have shown that the LD50 value for compound I is 1706 mg / kg.
  • benzalkonium chloride 150 mg / kg
  • chlorhexidine LD50 - 1260 mg / kg
  • after intragastric administration in mice are significantly more toxic.
  • the claimed technical solution allows to create a new highly effective and safe antiseptic drug, which potentially will significantly improve the quality and life expectancy of patients.
  • the claimed technical solution meets the criterion of "industrial applicability", because can be implemented in any specialized enterprise with using standard equipment, well-known domestic materials and technologies.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химии органических гетероциклических соединений, а именно к новой четвертичной аммониевой соли, содержащей фрагмент производного витамина В6 формулы I, проявляющей антибактериальные, антимикотические, противовирусные и антипротозойные свойства. Соединение может найти применение в медицине и ветеринарии. Изобретение может найти применение в медицине и ветеринарии.

Description

Антисептическое лекарственное средство
Изобретение относится к химии органических гетероциклических соединений, а именно к новой четвертичной аммониевой соли, содержащей фрагмент производного витамина Вб формулы I, проявляющей антибактериальные, противогрибковые, противовирусные и антипротозойные свойства. Соединение может найти применение в медицине и ветеринарии.
Figure imgf000003_0001
Профилактика и лечение инфекционных заболеваний в настоящее время является одной из важнейших задач здравоохранения. При этом их эффективная терапия возможна лишь при комплексном использовании антибиотиков и антисептических лекарственных средств [Морозова К С. Современный взгляд на роль антисептиков в профилактике и лечении гнойно-септических осложнений у пациентов хирургического профиля. Укратський журнал екстремалъно медицини гмет Г. О.Можаева, 2012— Т. 13, N° 2. - С.6-9].
Необходимым требованием к антисептикам является широта спектра их действия: они должны обладать антибактериальной, противогрибковой, противовирусной и противопаразитарной активностью [Фармакология: учебник / Под ред. проф. Р.Н. Аляутдина. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Мед а, 2010. - 832 с]. Вследствие их широкого спектра действия антисептики применяются по многим медицинским показаниям.
Четвертичные аммониевые соединения (ЧАС) являются одним из важнейших классов антисептических средств и имеют широкую область применения, в частности, в терапии местных гнойно-воспалительных процессов, обработке неповрежденной кожи перед операциями, консервировании глазных капель, инъекционных растворов, зубных паст, косметических средств, дезинфекции и очистке поверхностей. Современные ЧАС характеризуются широким спектром противомикробной активности по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам, грибам, вирусам и простейшим. Механизм антибактериального действия ЧАС заключается в их адсорбции и проникновении через клеточную стенку бактерий с последующим взаимодействием с фосфолипидами цитоплазматической мембраны, что приводит к полной структурной дезорганизации и последующей гибели бактериальной клетки [McDonnell G, Russell AD. Antiseptics and Disinfectants: Activity, Action, and Resistance. Clinical Microbiology Reviews. - 1999 - V. 12(1). - P. 147-179].
Недостатками используемых ЧАС являются неэффективность в отношении спор {Шандала М. Г. Перспективы и проблемы современной дезинфектологии. Журн. Дезинфекционное дело. - 2002, Ns4. - С 13-19] и простых вирусов [Райнбабен, Фридрих фон. Основы противовирусной дезинфекции: перевод с немецкого языка - Москва:Самарово: Летний сад. - 2014. - С. 525], а также недостаточная активность по отношению к грамотрицательным бактериям, микобактериям и грибам. Также следует отметить недостаточную изученность применяемых антисептиков [Federal Register/Vol. 81, No. 126/Thursday, June 30, 2016/Proposed Rules] и их высокую токсичность [Rasmussen, С. А., Kaufman P.L., Kiland J. A. Benzalkonium Chloride and Glaucoma. Journal of Ocular Pharmacology and Therapeutics.- 2014 - V. 30. - P. 163-169.].
Среди лекарственных препаратов, содержащих фрагменты четвертичных аммониевых солей, следует выделить:
Мирамистин (бензилдиметил[3-(миристоиламино)пропил]-аммонийхлорид моногидрат) - разработанный в СССР антисептик, обладающий широким спектром бактерицидного действия в отношении грамположительных {Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Streptococcus pneumoniae и др.), грамотрицательных (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella spp. и др.), аэробных и анаэробных бактерий, патогенных грибов и вирусов, включая клинические штаммы с полирезистентностью к антибиотикам [Регистр лекарственных средств России РЛС Энциклопедия лекарств. - 20-й вып.Гл.ред. Г.Л. Вышковский. - М. :ЛИБРОФАРМ, 2011. - С. 1368]. Применяется в профилактике нагноений и лечении гнойных ран, лечении и профилактике кандидозов кожи и слизистых оболочек, комплексном лечении острых и хронических отитов, лечении и профилактике инфекционно-воспалительных заболеваний полости рта (стоматитов, гингивитов, пародонтитов, периодонтитов), индивидуальной профилактике заболеваний, передаваемых половым путем (сифилиса, гонореи, хламидиоза, генитального герпеса и др.) [Блатун Л. А. Мирамистин в комплексной программе борьбы с госпитальной инфекцией в хирургическом стационаре // В сб. : Мирамистин: применение в хирургии, травматологии и комбустиологии. М. - 2006. - С. 27-33.; Макеева КМ. Е.В. Боровский, М.В. Матавкина, Е.А. Бровенко. Применение препарата Мирамистин в комплексном лечении заболеваний слизистой оболочки рта. Фарматека. - 2013. - N°3 - С.1].
Флуомизин (хлорид деквалиния) - антисептик широкого спектра действия, активен в отношении большинства грамположительных бактерий Streptococcus spp., Staphylococcus aureus, Listeria spp., анаэробов Peptostreptococcus (группы D), грибов рода Candida {Candida tropicalis, Candida aMXicans, Candida glabrata), грамотрицательных бактерий Gardnerella vaginalis, Escherichia coli, Serratia spp., Klebsiella spp. , Pseudomonas spp., Proteus spp. , и простейших {Trichomonas vaginalis). Используется при бактериальном вагинозе, кандидозе кожи, ногтевых валиков, слизистой оболочки полости рта, воспалительных процессах в полости рта и глотки (тонзиллит, стоматит, в т.ч. афтозный, глоссит, фарингит) {Справочник Видалъ «Лекарственные препараты в России», https://www. vidal.ru/drugs/fluomisin 22520].
Бензалкония хлорид {алкшдиметил(фенилметил)аммония хлорид) - антисептическое средство активное в отношении грамположительных {Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Streptococcus pneumoniae и др.), грамотрицательных {Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella spp. и др.) и анаэробных бактерий, грибов и плесеней. Применяется при первичной и первично-отсроченной обработке ран, профилактике вторичного инфицирования ран госпитальными штаммами микроорганизмов, бактериальном вагинозе, дренировании костных полостей после операции при остеомиелите [Справочник Видалъ «Лекарственные препараты в России». https://www.vidal.ru/drugs/dettol_benzalkonium_chloride 30527].
Следует отметить, что описанные выше лекарственные препараты, по мнению заявителя, не могут рассматриваться в качестве аналогов к заявленному изобретению вследствие того, что они не совпадают с заявляемым соединением по химической структуре, хотя и обладают антибактериальной, антимикотической, противовирусной и антипротозойной активностью (совпадают по назначению) сопоставимой с заявленным изобретением в большей или меньшей степени.
Заявленное техническое решение поясняется Фиг.1 ,2 и шестнадцатью (16) таблицами, приведенными в тексте описания {для улучшения понимания текста заявки экспертизой).
На Фиг.1 представлен сравнительный анализ антибактериальной активности соединения I, бензалкония хлорида и мирамистина в отношении клеток грамположительных бактерий, погруженных в матрикс биопленки.
На Фиг.2 представлен сравнительный анализ антибактериальной активности соединения I, бензалкония хлорида и мирамистина в отношении клеток грамотрицательных бактерий, погруженных в матрикс биопленки.
Задачей изобретения является новое соединение, обладающее высокой антибактериальной, антимикотической, противовирусной и антипротозойной активностью, сопоставимой с существующими антисептиками, но при этом существенно меньшей токсичностью. Техническим результатом заявленного изобретения является получение нового соединения формулы I, содержащего в своем составе как фрагмент природного соединения (витамина Вб), так и четвертичный аммониевый фрагмент.
Задача решается, и указанный технический результат достигается получением заявляемого нового производного витамина В формулы I:
Figure imgf000006_0001
согласно нижеприведенной схеме 1, где заявляемое соединение обозначено номером
I
Figure imgf000006_0002
Схема 1
Характеристики нового соединения приведены далее в примерах конкретного выполнения. Структура полученного соединения подтверждена методами масс- спектрометрии, Ή и |3С ЯМР-спектроскопии. Спектры ЯМР регистрировали на приборе AVANCE-400 (Bruker, Германия). Химический сдвиг определялся относительно сигналов остаточных протонов дейтерированных растворителей (Ή и 13С). Температуры плавления определялись с помощью прибора Stanford Research Systems МРА-100 OptiMelt. Контроль за ходом реакций и чистотой соединений проводили методом ТСХ на пластинах Sorbfil Plates. HRMS-эксперимент был проведен с использованием масс-спектрометра TripleTOF 5600, АВ Sciex (Германия) из раствора в метаноле методом ионизации - турбоионный спрей (TIS) - при энергии столкновения с молекулами азота 10 еВ. Пример 1. Получение 5,8-(Биc(мeτилeн( ,N-димeτил-N-дoдeцилa oний))-2-эτил-4H- [1,3|диоксино[4,5-с]пиридиний дихлорида (I)
Стадия 1: Получение 5-(гидроксиметил)-2-этил-8-метил—4Н-[1, 3]диоксино[4,5- с]пиридина (1)
В 500 мл толуола кипятили 28.1 г (146.0 ммоль) моногидрата и-толуолсульфокислоты с насадкой Дина-Старка в течении 2 часов. Далее раствор охлаждали до комнатной температуры и добавляли 30.0 г (146.0 ммоль) гидрохлорида пиридоксина и 15.0 мл (209.5 ммоль) пропионового альдегида. Реакционную смесь кипятили 8 часов с насадкой Дина- Старка. Далее растворитель отгоняли в вакууме. К осадку добавляли раствор 18.0 г (450.0 ммоль) гидроксида натрия в 100 мл воды при перемешивании. Далее, водную часть промывали 500 мл хлороформа, органическую часть отделяли, высушивали в вакууме и перекристаллизовывали из 100 мл толуола. Выход 17.0 г (56 %), бесцветное кристаллическое вещество, т.пл. 1 1 1-1 12 °С.
Спектр ЯМР Ή (400 МГц, ДМСО-й?6) δ, м.д.: 1.00 т (ЗН, 3JH.H = 7.5 Гц, СН3СН2), 1.77- 1.83 кв д (2Н, 3JH-H = 7.5 Гц, 3JH.H = 5.0 Гц, СНзСЩ), 2.30 с (ЗН, СН3), 4.38 д (2Н, 3JH-H = 4.3 Гц, СН2ОШ. 4.95 с (2Н, СН20), 5.06 т (1Н, 3JH-H = 5.0 Гц, СНС2Н5), 5.18 т (Ш, 3JH-H = 4.3 Гц, СН2ОН), 7.93 с (1Н, СНпир).
Спектр ЯМР 13С (100 МГц, ДМСО-ifc) δ, м.д.: 7.78 с (С СН2), 18.16 с (СН3), 27.06 с (СНзСНг), 58.21 с (СН20), 63.43 с (СН20), 100.02 с (СНС2Н5), 126.88 с (Спир), 130.94 с (С„ир), 138.95 с (СНпир), 145.09 с (Спир), 146.91 с (Спир).
Масс-спектр (HRMS-ESI): Найдено [М+Н]+ 210.1 125, CnH16N03. Вычислено [M+H† 210.1 130.
Стадия 2: Получение 5-(ацетоксиметил)-2-этш-8-метил--4Н-[1,3]диоксино[4,5- с]пиридина (2)
К раствору 10.0 г (47.8 ммоль) соединения 1, 7.64 мл (55.1 ммоль) триэтиламина в 150 мл дихлорметана при перемешивании по каплям добавляли раствор 3.74 мл (52.6 ммоль) хлористого ацетила в 30 мл дихлорметана в течение 20 минут. Полученный раствор перемешивали при комнатной температуре 3 часа. Реакционную смесь промывали последовательно 200 мл 5 % раствора гидрокарбоната натрия и 100 мл воды. Органическую часть отделяли и высушивали в вакууме. Выход 12.0 г (количественный), бесцветное маслоообразное вещество. Спектр ЯМР Ή (400 МГц, CDC13) δ, м.д.: 1.08 τ (3Η, 3JH-H = 7.5 Гц, СНзСН2), 1.89-1.93 м (2Н, СН3СН2), 2.07 с (ЗН, СН3), 2.44 с (ЗН, СН3), 4.91, 4.95 АВ-система (2Н, 3JH-H = 16.0 Гц, СН2), 4.97 с (2Н, СН2), 4.97 т (1Н, 3JH-H = 5.0 Гц, СНС2Н5), 8.04 с (1Н, СНпир).
Спектр ЯМР 13С (100 МГц, CDC13) 5, м.д.: 7.94 с (С СНг), 18.42 с (СН3), 20.91 с (СН3), 27.64 с (СНзСНг), 61.16 с (СН20), 64.07 с (СН20), 100.95 с (СНС2Н5), 124.85 с (СП„Р), 127.75 с (Спир), 140.78 с (СНпир), 147.95 с (Спир), 148.34 с (Спир), 170.58 с (С(О)).
Стадия 3: Получение 5-(ацетоксиметил)-2-этил-8-метил—4Н-[1, 3]диоксино[4, 5- cjnupudima Ν-оксида (3)
К раствору 12.0 г (47.8 ммоль) соединения 2 в 300 мл дихлорметана добавляли 19.2 г (66.8 ммоль) 60 % ί-хлорпербензойной кислоты и перемешивали без доступа света при комнатной температуре 24 часа. Затем реакционную смесь последовательно промывали 10 % раствором сульфита натрия (2* 150 мл), 5 % раствором гидрокарбоната натрия (2* 150 мл) и водой (75 мл). Отделяли органический слой и растворитель удаляли в вакууме. Выход продукта 1 1.91 г (93 %), бесцветные кристаллы.
Спектр ЯМР Ή (400 МГц, CDC13) 5, м.д.: 1.07 т (ЗН, 3JH-H = 7.5 Гц, CHjCH2), 1.89-1.93 м (2Н, СНзСЩ), 2.10 с (ЗН, СН3), 2.41 с (ЗН, СН3), 4.88 с (2Н, СН2), 4.89 с (2Н, СН2), 4.99 т ( 1 Н, 3JH-H = 5.0 Гц, СНС2Н5), 7.98 с (Ш, СНпир).
Спектр ЯМР 13С (100 МГц, CDC13) δ, м.д.: 7.75 с (СНзСН2), 10.21 с (СН3), 20.71 с (СН3), 27.41 с (СН3С ), 59.88 с (СН20), 63.76 с (СН20), 101.50 с (СНС2Н5), 1 17.89 с (Спир), 126.71 с (СПИр), 132.06 с (СНпир), 139.29 с (Спнр), 149.52 с (Спир), 170.16 с (С(О)).
Стадия 4: Получение 5,8-бис(ацетоксиметил)-2-этил-4Н-[1,3]диоксино[4, 5- с] пиридина (4)
Раствор 1 1.9 г (44.6 ммоль) соединения 3 в 40 мл (424 ммоль) уксусного ангидрида и 60 мл дихлорметана нагревали в течение 6 часов при 50 °С. Затем растворитель удаляли в вакууме, а оставшееся масло растворяли в дихлорметане. Полученный раствор последовательно промывали 5 % раствором гидрокарбоната натрия (150 мл) и водой (100 мл). Отделяли органический слой и растворитель удаляли в вакууме. Продукт без дальнейшей очистки использовали в следующей стадии. Выход продукта 13.5 г (97 %), черное маслообразное вещество.
Стадия 5: Получение 5,8-бис(гидроксиметил)-2-этил-4Н-[1, 3]диоксино[4,5- cjnupudima (5)
13.5 г (43.7 ммоль) соединения 4 растворяли в 140 мл этанола. К полученной смеси добавляли раствор 3.48 г (87.0 ммоль) гидроксида натрия в 30 мл воды. Раствор перемешивали 1 час при 50 °С, подкисляли соляной кислотой до рН = 6.5 и отгоняли растворитель в вакууме. Сухой остаток заливали 150 мл воды и кипятили 15 минут. Нерастворившийся смолообразный осадок отфильтровывали при 80 °С, а растворитель концентрировали до 80 мл и оставляли в холодильнике на 12 часов. Выпавший осадок отфильтровывали. Выход продукта 3.7 г (38 %), коричневое кристаллическое вещество.
Спектр ЯМР Ή (400 МГц, ДМСО-^) δ, м.д.: 1.00 т (ЗН, 3JH-H = 7.5 Гц, СГЬСНА 1.78- 1.82 м (2Н, СНзСЩ), 4.42 д (2Н, 3JH-H = 4.2 Гц, СЩОН), 4.48 д (2Н, 3JH-H = 5.6 Гц, С ОН), 4.86 т (Ш, 3JH-H = 5.6 Гц, СН2ОН), 4.97 с (2Н, СН2), 5.07 т (1Н, JH-H = 5.0 Гц, СН2ОН), 5.23 т (Ш, 3JH-H = 4.8 Гц, СНС2Н5), 8.04 с (Ш, СНпир).
Спектр ЯМР 13С (100 МГц, ДМСО-с/й) 8, м.д.: 7.68 с (СНзСН2), 26.94 с (СНОСНА 58.14 с (СН2), 59.02 с (СН2), 63.44 с (СН2), 100.02 с (СНС2Н5), 127.37 с (Спир), 132.24 с (СНпир), 138.68 с (Спир), 146.52 с (Сир), 146.94 с (С„Р).
Стадия 6: Получение 5,8-бис(хлорметш)-2-этил-4Н-[1,3]диоксино[4, 5-с]пиридиний хлорида (6)
В суспензию 3.7 г (16.4 ммоль) вещества 5 в 40 мл толуола добавляли по каплям 5.0 мл (68.9 ммоль) хлористого тионила. Реакционную смесь перемешивали при 70 °С 2 ч. Добавляли к смеси 50 мл диэтилового эфира и отфильтровывали осадок. Выход продукта 4.66 г (95 %), желтое кристаллическое вещество.
Стадия 7: Получение 5,8-(Бис(метшен(Ы,М-диметш-Ы-додецшаммоний))-2-этил- 4Н-[1, 3]диоксино[4,5-с]пиридиний дихлорида (I)
К раствору 1.1 г (13.1 ммоль) гидрокарбоната натрия в 40 мл воды при перемешивании добавляли 3.8 г (12.7 ммоль) соединения 6. Полученный осадок отфильтровывали и высушивали в вакууме. Полученные 2.9 г (11.1 ммоль) продукта (88% выход) растворяли в 50 мл этанола и добавляли 5.98 мл (22.2 ммоль) Ν,Ν- диметилдодециламина. Реакционную смесь перемешивали 8 ч при 70 °С. Растворитель отгоняли в вакууме. Полученный остаток кипятили в 120 мл ацетона. После охлаждения до комнатной температуры осадок отфильтровывали и высушивали в вакууме. Выход 5.64 г (74%), белое кристаллическое вещество.
Спектр ЯМР Ή (400 МГц, CDC13) 5, м.д.: 0.84 т (6Н, VHH = 6.7 Гц, 2СНзСцН22), 1.00 т (3H, 3JH-H = 7.5 Гц, СНзСН2), 1.22-1.33 м (32Н, 16СН2), 1.70- 1.84 м (6Н, ЗСН2), 2.96 м (2Н, СН2), 3.29-3.32 м (12Н, 4CH3N+), 3.50-3.83 м (4Н, 2CH2N+), 4.69, 4.74 (АВ-система, 2Н, 2JHH = - 13.6 Гц, СН2), 5.10, 5.55 (АВ-система, 2Н, 2JHH = - 16.7 Гц, СН2), 5.1 1 , 5.21 (АВ-система, 2Н, 2JHH = - 13.6 Гц, СН2), 8.60 с (Ш, СНпир).
Спектр ЯМР 13С (100 МГц, CDC13) δ, м.д.: 8.01 с (СН3), 14.21 с (СН3), 22.77 с (СН3), 23.18 с (СН2), 26.46 с (СН2), 27.57 с (СН2), 29.43 с (СН3), 29.46 с (СН2), 29.53 с (СН2), 29.62 с (CH2), 29.70 (с, СН2), 31.99 с (СН2), 49.60 с (CH3N+), 49.76 с (CH3N+), 51.11 с (CH3N+), 51.34 с (CH3N+), 61.94 с (СН2), с 62.26 (СН2), 65.60 с (СН2), 65.66 с (CH2N+), 66.34 с (CH2N+), 102.04 с (С(СН3)2), 122.92 с (Спир), 134.60 с (Спир), 136.87 с (Спир), 146.54 с (Спир), 150.88 с (Спир).
Пример 2. Исследование антибактериальной активности четвертичной аммониевой соли I in vitro
Сравнительную оценку спектра антибактериального действия проводили на музейных и клинических штаммах грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов в соответствии с [Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам (Методические указания МУК 4.2.1890-04). Утверэюдены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 04.03.2004 г.].
Значение минимальной подавляющей концентрации (МПК) определяли методом серийных разведений на среде Мюллера-Хинтона с использованием 96 - луночных стерильных планшетов. Готовили двукратные разведения исследуемых веществ в питательной среде. Конечные концентрации составляли 1-128 мкг/мл. Оценку роста культур проводили визуально, сравнивая рост микроорганизмов в присутствии изучаемых тест - соединений с ростом культуры без них. Наличие роста микроорганизма в бульоне (помутнение бульона) свидетельствует о том, что данная концентрация исследуемого препарата недостаточна, чтобы подавить его жизнеспособность. Первую наименьшую концентрацию исследуемого вещества (из серии последовательных разведений), где визуально не определяется бактериальный рост, считают минимальной подавляющей концентрацией. МПК определяли методом серийных разведений в бульоне с шагом 2, поэтому различия соседних разведений не считаются существенными. В каждом опыте присутствует положительный (бульон с растущей культурой) и отрицательный (бульон без растущей культуры) контроли.
Для определения МПК брали 10 мкл культуральной среды из тех лунок, в которых не наблюдался рост, и проводили посев на плотную среду Мюллера-Хинтона. Для приготовления инокулюма использовали чистую, суточную культуру грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, выросших на плотной питательной среде. Питательная среда - бульон Мюллера-Хинтона, который готовили из сухих сред (Mueller Hinton broth, Acumedia, Baltimore), культивирование осуществляли на агаризованной среде Мюллера-Хинтона, включающей дополнительно 2 % агара. Среды стерилизовали автоклавированием при 121 °С в течение 15 минут. В стерильном изотоническом растворе хлорида натрия готовили взвесь микроорганизмов, доводя плотность инокулюма до 0.5 по
о
стандарту МакФарланда (1.5* 10 КОЕ/мл). Затем полученный инокулят разводили до концентрации 107 КОЕ/мл средой Мюллера-Хинтона. Инокулюм использовали в течение 1 минут после приготовления; чистоту бактериальных штаммов контролировали перед каждым экспериментом.
В лунки каждого планшета вносили по 100 мкл бульона Мюллера-Хинтона; в первую лунку вносили испытуемое вещество в концентрации 128 мкг/мл в объеме 100 мкл и последовательным двукратным разведением доводили его концентрацию до 0.5 мкг/мл. Затем в каждую лунку вносили приготовленный инокулюм (100 мкл), разводя тем самым вдвое концентрацию изучаемых соединений. В качестве контроля включали лунки, не содержащие тестируемых веществ (контроль роста культуры). Кроме того, ставили контроль чистоты питательных сред и растворителей. Планшеты инкубировали в термостате при 37 °С в течение 24 часов. Оценку роста культур проводили визуально, сравнивая рост микроорганизмов в присутствии изучаемых тест - соединений с ростом культуры без них.
За МПК принимали минимальную концентрацию исследуемых соединений, обеспечивающую полное подавление видимого роста исследуемых штаммов микроорганизмов. В качестве МПК соединения принимали его максимальное значение, полученное в трех независимых экспериментах.
В результате скрининга антибактериальной активности соединения I выявлено, что МПК в отношении клинических стафилококков 1-8 мкг/мл, и только в одном случае 16 мкг/мл (штамм 5. aureus 967 MRSA), для клинических энтерококков МПК в пределах 0.03-4 мкг/мл. Эти значения сопоставимы с показателями, выявленными для бензалкония хлорида, и в среднем в (2-4) раза лучше, чем показатели мирамистина (таблица 1).
В отношении грамотрицательных бактерий препарат был менее активен, МПК у 1 1 штаммов был 2-4 мкг/мл, 8-16 мкг/мл - у 18 штаммов, 32-64 мкг/мл - у 12 штаммов. Тестируемый новый препарат по своей активности был сопоставим с бензалкония хлоридом, а в случае некоторых штаммов и превосходил его (особенно в случае штаммов Ps. aeruginosa). Соединение I было намного более активным по сравнению с мирамистином, у которого МПК находится в интервале 32-64 мкг/мл, за исключением музейного штамма E.coli ATCC 25922. Таблица 1.
Средние значения МПК для соединения I и препаратов сравнения в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов (в мкг/мл), при концентрации инокулюма 107 КОЕ/мл
Бензалкония
Ν π/π Штамм I Мирамистин хлорид
Грамположительные
1 S. aureus АТСС 29213 4 2 16
2 S. epidermidis 15990 4 1 8
3 В. sub til is 168 2 0.5 2
4 S. haemoliticus 837 MRS A 8 16 64
5 S. aureus 967 MRS A 16 8 16
6 S. aureus 981 MRSA 4 4 4
7 S. aureus 983 MRSA 8 4 4
8 S. aureus 1053 MRSA 2 4 4
9 S. intermedius 1061 MRSI 1 4 8
10 S. aureus 1065 MRSA 2 4 8
11 S.aureus 1130 MRSA 2 2 4
12 S. aureus 1131 MRSA 2 2 4
13 S.aureus 1134 MRSA 2 2 8
14 S. intermedius 1143 MRSA 4 4 8
15 S.aureus 1145 MRSA 2 2 8
16 S.aureus 1163 MRSA 4 4 4
17 S.aureus 1167 MRSA 4 2 4
18 S.aureus 1168 MRSA 1 2 8
19 S.aureus 1173 MRSA 2 8 16
20 S.aureus 2020 MRSA 4 4 8
21 S.aureus 18 4 <0.5 16
22 S.aureus 19 2 <0.5 16
23 S.aureus 20 4 <0.5 32
24 S.aureus 21 1 <0.5 16
25 S.aureus 22 1 <0.5 8
26 E. faecalis 23 0.03 <0.5 4 E. faecium 24 0.03 <0.5 16
E. faecium 25 0.03 <0.5 <0.5
E. faecalis 26 1 0.5 4
E. faecium 27 0.03 0.5 32
E. faecium 28 0.03 <0.5 32
E. faecium 29 0.03 <0.5 8
E. faecium 30 0.03 <0.5 <0.5
E. faecium 31 0.03 <0.5 4
E. faecium 32 0.03 <0.5 <0.5
E. faecium 3028 1 4 16
E. faecium 3030 1 0.5 0.5
E. faecalis 3047 4 2 2
E. faecalis 3051 4 2 2
E. faecalis 3060 1 4 8
E. faecium 3062 0.5 1 0.5
E. faecium 4402 0.06 1 4
E. faecium 4403 0.03 2 64
S. aureus 1053a 2 1 4-8
M.luteus 2 1 2
S. aureus ATCC 209p 2 4 8
Грамотрицательные
E.coli ATCC 25922 2 1 4
Kl. pneumoniae 2 >64 >64 aeruginosa ATTC 27853 4 >64 >64
Moraxella sp.713 8 4 32
Moraxella sp. 723 4 4 32
Moraxella sp.764 8 4 64
Moraxella sp.765 4 32 64
Moraxella sp.829 4 32 32
Moraxella sp.834 4 2 32
Acinetobacter spp. 1 16 >64 64
Acinetobacter spp. 3 8 4 64
Acinetobacter spp. 4 8 4 >64 59 Pseudomonas spp. 5 8 32 >64
60 Pseudomonas spp.6 16 16 >64
61 Stenotrophomonas spp. 9 8 4 64
62 Klebsiella spp. 10 8 1 64
63 Klebsiella spp. 11 16 2 64
64 Klebsiella spp. 12 16 2 >64
65 E. coli 13 8 2 32
66 Serratia spp. 15 16 2 >64
67 Enterobacter spp. 16 8 4 64
68 Proteus spp. 17 64 16 >64
69 Kl. pneumoniae 645 PR 32 16 64
70 Ps. aeruginosa 1202 32 >64 >64
71 Kl. pneumoniae 1342 PR 32 32 64
72 A. baumannii 1425 PR 8 32 64
73 Kl. pneumoniae 1435 PR 32 32 64
74 A. baumannii 1440 8 32 64
75 E. coli 1440 32 32 64
76 Kl. pneumoniae 1766 16 16 64
77 Kl. pneumoniae 1781 2 16 64
78 Kl. pneumoniae 1812 PR 64 64 64
79 Ps. aeruginosa 1913 PR 64 >64 >64
80 Ps. aeruginosa 1945 PR 64 >64 >64
81 Kl. pneumoniae 1953 PR 2 16 64
82 Ps. aeruginosa 1959 32 >64 64
83 S. marcescens 1966 PR 32 64 64
84 Ps. aeruginosa 2869 32 64 64
85 E. coli MG 1655 2 2 8
86 S. marcescens 4 2 32
87 E. coli CDCF-50 8 4 64
Необходимо отметить, что к соединению I были чувствительны все бактериальные штаммы (МПКюо < 64 мкг/мл), в то время как у мирамистина МПК89 < 64 мкг/мл, а у бензалкония хлорида МПКд2 < 64 мкг/мл. Пример 3. Определение антибактериальной активности соединения I в отношении клеток, погруженных в матрикс биопленки
Для определения эффективности антибиотика против бактерий в составе клетки бактерии выращивали в среде Basal medium в течение 3 суток при температуре 37 °С без качания для получения плотной биопленки [A.R. Kayumov, Khakimullina Е., Sharafutdinov I., Trizna E., Latypova L., Lien Thi, Margulis A., Bogachev M., Kurbangalieva A. Inhibition ofbiofilm formation in Bacillus subtilis by new halogenated furanones. J. Antibiotics. - 2014. - V. 68. - N°5. - P. 297-301. }. Затем биопленку промывали стерильным 0.9 % раствором NaCl и заливали свежую стерильную среду. Вносили антисептики до концентраций (1- 1б)хМБК (минимальная бактерицидная концентрация) и инкубировали в течение суток. После удаляли культуральную жидкость из лунок, однократно промывали 0.9 % раствором NaCl для удаления неадгезированных клеток и оценивали жизнеспособность клеток в составе биопленок подсчетом КОЕ методом Drop plate анализа [В. Herigstad, М. Hamilton, J. Heersink How to optimize the drop plate method for enumerating bacteria. J Microbiol Methods. - 2001. - V. 44. - P. 121-129]. Для этого биопленку механически снимали с поверхности и гомогенизировали в 0.9 % NaCl путем пипетирования и ультразвуковой обработки. Затем готовили серийные 10-кратные разведения бактериальной суспензии в 0.9 % NaCl и по 5 мкл суспензии переносили на чашки с твердой питательной средой. КОЕ подсчитывали из капель, содержащих 5-10 колоний.
Результаты исследования противомикробной активности в отношении клеток исследуемых штаммов, погруженных в матрикс биопленки, по сравнению с мирамистином и хлоридом бензалкония представлены на Фиг. 1 и 2.
В отношении грамположительных микроорганизмов в составе биопленки соединение I демонстрировало в 2 раза более высокую активность по сравнению с мирамистином и хлоридом бензалкония: одинаковое снижение количества КОЕ происходило при дважды меньшем превышении МБК у соединения I по сравнению с мирамистином и хлоридом бензалкония. При этом мирамистин проявлял активность в 2 раза ниже, чем бензалкония хлорид.
В отношении грамотрицательных микроорганизмов в составе биопленки соединение I демонстрировало одинаковую с мирамистином и хлоридом бензалкония активность в отношении K.pneumonia, S.marcescens, E.coli. Что касается штамма P. aeruginosa, активность соединения I значительно выше, чем у антисептиков сравнения. Снижение количества КОЕ на 3 порядка происходило при превышении МБК в 4-8 раз для соединения I и в 16 раз для мирамистина и хлорида бензалкония, что является несомненным преимуществом разработанного антисептика.
Пример 4. Исследование противовирусной активности соединения I in vitro
Исследование противовирусной активности соединения I in vitro проводили в соответствии с [Д. Л. Кузнецов, А.Я. Самуйленко, В. И. Белоусов Иммуноферментная диагностика ИРТ КРС. Ветеринария. - 2002. - N°3.- С. 22-25].
Клетки легкого эмбриона коровы (ЛЭК) получены из ФГБНУ «Всероссийский институт экспериментальной ветеринарии», г. Москва. Вирус ринотрахеита крупного рогатого скота (семейство герпесвирусов), вакцинный штамм "ТК-А(ВИЭВ)-В2» получен из ФГБНУ «Всероссийский институт экспериментальной ветеринарии», г. Москва.
Оценка противовирусной активности соединения I проводилась в соответствующей среде на клетках ЛЭК, которые инфицировались вирусом инфекционного ринотрахеита крупного рогатого скота, относящегося к семейству герпесвирусов типа 1.
Вирус инкубировали в присутствии соединения I в культуральной среде при 37 °С в течение одного часа в различных концентрациях, контрольными препаратами служили мирамистин и бензалкония хлорид. После инкубации вируса с веществами его добавляли к культуре клеток, которые затем инкубировали при 37° С, 5 % С02 в течение 72 часов.
Оценка цитопатогенного действия проводилась визуально по состоянию клеточного монослоя по сравнению с контролями (вирус без инкубации с препаратом, исследуемые концентрации препаратов без вируса). Титр вируса рассчитывали по методу Рида и Менча в модификации Ашмарина и выражали в lg ТЦД5о/мл.
В результате проведенных исследований по изучению противовирусной активности соединения I выявлено, что вещество обладает вирулицидным действием в отношении герпесвируса типа 1 с инфекционным титром 6.0 lg ТЦД5о/мл (таблица 2). Вирулицидное действие соединения I несколько слабее (200 мкг/мл), чем у мирамистина (150 мкг/мл) и сопоставимо с эффектами бензалкония хлорида.
Таблица 2.
Результаты исследования противовирусной активности препаратов
Концентрация, мкг/мл
Препарат
0 50 100 150 200
Мирамистин - - - - -
Мирамистин с вирусом ++++ ++++ +++ - -
Бензалкония хлорид - - - - -
Бензалкония хлорид с вирусом ++++ ++++ ++++ ++ -
Соединение I - - - - -
Соединение I с вирусом ++++ ++++ ++++ ++ - Где:
++++ - 90-100% разрушения монослоя;
+++ - 70-90% разрушения монослоя;
++ - 40-70% разрушения монослоя;
+ 10-40% разрушения монослоя;
- 0-10% разрушения монослоя.
Пример 5. Определение антипротозойной активности соединения I in vitro Оценку антипротозойной активности соединения I определяли по жизнеспособности простейших рода брюхоресничных инфузорий стилонихии Stylonychia mytilus в питательной среде в присутствии исследуемых веществ. Готовили маточный раствор соединения I (10 мг/мл) в смеси ДМСО и 96 % этилового спирта (1 :1). Отрицательным контролем служил 1 % водный раствор ДМСО и этилового спирта, а в качестве препаратов сравнения использовали мирамистин, бензалкония хлорид и хлоргексидин. Затем из маточных растворов путем неоднократных разведений водой готовили рабочие растворы, соответствующие дозам в 5; 10; 20; 25; 50; 75; 100 и 150 мкг/мл. На предметное стекло наносили 10 мкл питательной среды с простейшими и 10 мкл раствора исследуемого вещества. Эксперимент делали в пяти повторностях.
Стекла просматривали под световым микроскопом, антипротозойную активность веществ (МПК и IC50) определяли по гибели простейших. Для анализа использовали регрессионную модель Хилла с 5 параметрами.
В результате проведенных исследований выявлено, что соединение I обладает ярко выраженным антипротозойным действием в отношении Stylonychia mytilus (таблица 3). Антипротозойное действие соединения I в отношении брюхоресничных инфузорий стилонихии {Stylonychia mytilus) было сопоставимо (25 мкг/мл) с хлоргексидином (20 мкг/мл), бензалкония хлоридом (30 мкг/мл) и превосходило мирамистин (50 мкг/мл).
Таблица 3.
Результаты исследования антипротозойной активности препаратов
Концентрация, мкг/мл
Препарат
МПК IC50 (доверительный интервал 95 %)
Соединение I 25 59 (56-61)
Бензалкония хлорид 30 67 (66-69)
Мирамистин 50 92 (90-94)
Хлоргексидин 20 42 (41-43) Пример 6. Исследование противогрибковой активности соединения I in vitro
Исследование противогрибковой активности соединения I in vitro проводили в соответствии с [Методические рекомендации М2. Микологическое исследование объектов окружающей среды и определение противогрибковой активности различных веществ. - ГОУДПО СПбМАПО НИИ медицинской микологии им. ПН. Кашкина, ГБОУ ВПО СЗГМУ им. И.И. Мечникова Минздрава. СПб.: Изд. Дом СПбМАПО. - 2008. - С. 16].
Изучение противогрибковой активности веществ in vitro проводили в жидкой питательной среде (глюкозный бульон Сабуро) в биологических пробирках методом 2-х кратных серийных разведений. В пробирках готовили три параллельных ряда разведений исследуемого вещества следующим способом.
Жидкую среду Сабуро разливали стерильно по 3 мл в каждую пробирку; в первую пробирку ряда наливали 4.5 мл. Всего в ряду использовали 14 пробирок; из них последняя контрольная. В качестве стандартной навески брали 400 мг испытуемого вещества и растворяли в 10 мл дистиллированной воды. Таким образом, исходное разведение содержало испытуемое вещество в концентрации 40000 мкг/мл. Затем 0.5 мл этого разведения вносили в первую пробирку ряда (с 4.5 мл среды), разводя тем самым концентрацию вещества еще в 10 раз. Следовательно, первая пробирка ряда содержала 4000 мкг/мл испытуемого вещества. Затем из первой пробирки брали по 3 мл раствора и переносили его во вторую пробирку, тщательно продув, затем снова брали 3 мл раствора уже из второй пробирки и переносили в третью пробирку и т.д.; из предпоследней пробирки 3 мл выливали. В последнюю пробирку, как в контрольную, вещество не вносили. Таким образом, получали следующие разведения в мкг/мл: 4000; 2000; 1000; 500; 250; 125; 62,5; 31 ,2; 15,6; 7,8; 3,9; 1,9. Оценку роста культур проводили первоначально визуально, сравнивая рост микроорганизмов в присутствии изучаемых тест - соединений с ростом культуры без них. Наличие роста микроорганизма в жидкой среде (помутнение или образование мицелия) свидетельствовало о том, что данная концентрация испытуемого вещества недостаточна, чтобы подавить его жизнеспособность. Первую наименьшую концентрацию вещества (из серии последовательных разведений), где визуально не определялся или подавлялся рост грибов, считали минимальной подавляющей концентрацией (МПК).
Для приготовления инокулюма использовали чистые, (2-5) суточные культуры дрожжевых и мицелиальных грибов соответственно, выросшие на плотной питательной среде Сабуро. Инокулят для засева готовили по-разному, в зависимости от вида грибов. Так, дрожжевые культуры Candida albicans РКПГ Y-401/NCTC-885-653 (С. albicans) готовили путем смыва культуры с агарового косяка. Культуры мицелиальных грибов Rhizopus oryzae РКПГ F-1537/1722 (Rh. oryzae), Aspergillus fumigates РКПГ F-1248/880(Asp. fumigatus) предварительно растирали в ступке. В стерильном изотоническом растворе хлорида натрия готовили взвесь микроорганизмов, доводя плотность инокулюма до 2 млрд. по стандарту МакФарланда (2- 108 КОЕ/мл) учитывая, что величина грибковых элементов примерно в 10 раз превышает величину бактерий. Конечная концентрация клеток в опыте составляла (1 -5) χ 103 для дрожжевых грибов и (0.4-5.0) χ 104 для мицелиальных. Инокулюм использовали в течение 15 минут после приготовления; чистоту грибковых штаммов контролировали перед каждым экспериментом.
В пробирки с тремя параллельными рядами разведений исследуемого вещества (как описано выше) и в контрольные пробирки в отсутствии испытуемых веществ оттитрованной пипеткой, содержащей 25 капель в 1 мл, вносили по одной капле взвеси инокулюма. После засева штатив энергично встряхивали и помещали в термостат с температурой 27 °С на (2-4) суток для дрожжевых грибов и (7-14) суток для мицелиальных грибов, соответственно.
Оценку роста культур проводили визуально, применяя ступенчатую шкалу, сравнивая рост микроорганизмов в присутствии изучаемых тест - соединений с ростом культуры без них.
0 = оптическая прозрачность, полное визуально отсутствие роста;
1 = слабый рост (25% от уровня контроля);
2 = существенное подавление роста (50% от уровня контроля);
3 = слабое подавление роста(75% от уровня контроля)
4= отсутствие подавление роста
За МПК принимали минимальную концентрацию исследуемых соединений, обеспечивающую полное подавление видимого роста исследуемых штаммов микроорганизмов (шкала роста = 0).
В результате проведенного исследования определены значения МПК тестируемого соединения I, которое обладает выраженной фунгицидной активностью в отношении всех видов микроскопических грибов. Мирамистин проявляет сопоставимую активность в отношении Asp. fumigates и Rh. nigricans, при этом будучи неактивным для С. albicans. Бензалкония хлорид в отношении всех видов грибов был существенно более активен, чем соединение I и мирамистин.
Полученные результаты представлены в таблицах 4 и 5.
Принимая во внимание целесообразность представления табличных материалов в тексте их описания заявителем оставлены в тексте, т.к. это упрощает понимание заявочных материалов. Таблица 4.
Значения МПК тестируемых веществ в отношении мицелиальных
и дрожжевых видов грибов
Figure imgf000020_0001
Таблица 5.
Определение МПК тестируемых веществ в отношении
мицелиальных и дрожжевых видов грибов
Figure imgf000020_0002
Пример 7. Определение чувствительности микроскопических грибов к соединению I в растворе
Для приготовления инокулюма использовали чистые, (2-5) суточные культуры дрожжевых и мицелиальных грибов соответственно, выросших на плотной питательной среде Сабуро. Инокулят для засева готовили по-разному, в зависимости от вида грибов. Так, дрожжевые культуры (С. albicans) готовили путем смыва культуры с агарового косяка. Культуры мицелиальных грибов Rh. oryzae, Asp. fumigatus) предварительно растирали в ступке. В стерильном изотоническом растворе хлорида натрия готовили взвесь микроорганизмов, доводя плотность инокулюма до 5 ЕД (ГИСК им. Л.А.Тарасевича) или по стандарту МакФарланда 1 ЕД с концентрацией не менее 1 * 106 КОЕ/мл учитывая, что величина грибковых элементов примерно в 10 раз превышает величину бактерий (это обеспечивало возможность создания смеси биоцида с суспензией, концентрация микроорганизмов порядка 1 χ 105 КОЕ/мл).
Растворы соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида в рабочих концентрациях (0.1 %, 0.2 %, 0.3 %) разливали в стерильные пробирки по 0.9 мл. В пробирки с растворами дезинфектантов вносили по 0.1 мл микробной взвеси и перемешивали встряхиванием несколько секунд. Выдерживали экспозицию в течение 1 , 5, 15 минут. После действия дезинфектанта в необходимой временной экспозиции, вносили по 0.5 мл раствора нейтрализатора и перемешивали встряхиванием.
Затем осуществляли посев на плотную питательную среду по 0.1 мл смеси и помещали чашки с посевами в термостат с температурой 27 °С на (2-4) суток для дрожжевых грибов и (5-7) суток мицелиальных грибов, соответственно.
Параллельно с проведением опыта ставили следующие контроли:
1 ) контроль жизнеспособности микроорганизма (посев микробной культуры на питательную среду);
2) контроль стерильности раствора дезинфектанта без добавления культуры (посев приготовленного раствора дезинфектанта на питательную среду);
3) контроль полноты нейтрализации дезинфектанта (1 - к раствору дезинфицирующего средства (ДС) добавляли нейтрализатор, 2 - в полученную смесь вносили микробную суспензию, 3 - выдерживали с необходимой экспозицией, 4 - высевали смесь на питательную среду).
По истечении времени, необходимого для культивирования микроорганизмов данного вида, проводили учет результатов по количеству выросших на чашке Петри колоний. При отсутствии роста увеличивали сроки культивирования микроорганизмов в 2 раза. Выросшие колонии подвергали микроскопии.
Тестируемые вещества исследовали на клинических и музейных штаммах дрожжевых и мицелиальных грибов. В качестве препаратов сравнения использовали часто применяемые в клинической практике препараты: мирамистин и бензалкония хлорид. После действия дезинфектанта в необходимой временной экспозиции проводили посев стерильно на поверхность плотной питательной среды в чашки Петри по 0.1 мл смеси. По истечении времени культивирования микроорганизмов, проводили учет результатов по количеству выросших на чашке Петри колоний. Полученные результаты представлены в таблице 6.
Таблица 6.
Число колоний, выросших в чашке Петри, при определении чувствительности грибов к соединению I, мирамистину и бензалкония хлориду в растворе при варьировании времени экспозиции
Figure imgf000022_0001
Результаты данного исследования показали, что по фунгицидному действию соединение I превосходит мирамистин и незначительно уступает бензалконию хлориду. Соединение I обладает выраженной активностью в отношении всех видов в концентрации 0.2 %, тогда как мирамистин не проявлял активность даже в концентрации 0.3 % на Rh. oryzae.
Таким образом, согласно полученным результатам, соединение I и бензалконий хлорид имеют одинаковую антифунгальную активность в концентрации 0.2% с экспозицией 5 минут.
Пример 8. Определение дезинфицирующей активности соединения I в суспензионном тесте
Для приготовления бактериальной суспензии культуры микроорганизмы, выращенные на плотной питательной среде в течение (18 - 24) часов, смывали стерильным изотоническим раствором хлорида натрия. Бактериальную суспензию каждого микроорганизма доводили до мутности, соответствующей концентрации 1 х 109 клеток/мл, что соответствует 3 единицам Мак-Фарланда. Для опытов с белковой нагрузкой к бактериальной суспензии добавляли раствор бычьего сывороточного альбумина (БСА) до конечной концентрации 0.2%.
Растворы соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида разливали в рабочей концентрации (0.1 %, 0.2 %) в 24 луночный планшет по 0.9 мл в каждую лунку. В лунки с растворами дезинфектантов вносили по 0.1 мл микробной взвеси и перемешивали встряхиванием несколько секунд.
По окончании 1 , 5 и 15 минут экспозиции для дезактивации препаратов и остановки их противомикробного действия вносили 0.5 мл универсального нейтрализатора и перемешивали встряхиванием. Нейтрализатор состоял из твина-80 (Sigma- Aldrich) - 3.0 мл, сапонина (ДИАЭМ) - 3.0 г, гистидина - 0.1 г, цистеина - 0.1 г в 100 мл фосфатно-буферного раствора.
Проводили посев жидкости на плотную питательную среду (агар Мюллера-Хинтона) по 0.1 мл смеси, культивирование осуществляли (24-48) часа при 37 °С. Бульон Мюллера- Хинтон готовили из сухих сред (Mueller Hinton broth, Acumedia, Baltimore), культивирование осуществляли на агаризованной среде Мюллера-Хинтон, которая включала дополнительно 2 % агара. Среды стерилизовали автоклавированием при 121 ° С в течение 15 минут.
Параллельно с проведением опыта ставили следующие контроли:
- контроль жизнеспособности микроорганизма (посев микробной культуры на питательную среду);
- контроль стерильности раствора дезинфектанта без добавления культуры (посев приготовленного раствора дезинфектанта на питательную среду);
контроль полноты нейтрализации дезинфектанта (к раствору дезинфектанта добавляют нейтрализатор, в полученную смесь вносят микробную суспензию, выдерживают необходимое время экспозиции и высевают смесь на питательную среду).
По истечении времени, необходимого для культивирования микроорганизмов, проводили учет результатов по количеству выросших на чашке Петри колоний. При отсутствии роста увеличивали сроки культивирования микроорганизмов в 2 раза (так, при сроках культивирования 24 ч оставляли в термостате до 2-х суток). Эксперимент в одинаковых условиях проводили трижды.
Критерий эффективности препаратов в суспензии - гибель 100 % тест- микроорганизмов, при времени действия не более 30 минут.
В результате исследования дезинфицирующей способности 0.1 % раствора соединения I в суспензии наблюдалась гибель 99.99 % Staphylococcus aureus АТСС 209р. При концентрации 0.2 % в экспериментах с белковой нагрузкой и выдержке 15 минут соединение I вызывало гибель 100 % бактерий, что соответствует критерию эффективности дезинфектантов. Дезинфицирующая активность соединения I несколько ниже активности бензалкония хлорида, у которого 100 % гибель бактерий при белковой нагрузке была выявлена уже через 1 минуту, и выше, чем у мирамистина, для которого 100 % гибель бактерий при белковой нагрузке не была достигнута и по прошествии 15 минут экспозиции (таблицы 7 и 8).
Таблица 7.
Чувствительность Staphylococcus aureus АТСС 209р к 0.1% растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида в суспензии при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000024_0001
- БСА - Исследование без белковой нагрузки БСА
+ БСА - Исследование с белковой нагрузкой БСА
Таблица 8.
Чувствительность Staphylococcus aureus АТСС 209р к 0.2 % растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида в суспензии при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000024_0002
В экспериментах с белковой нагрузкой выдержка в течение 15 минут с соединением I и бензалкония хлоридом в концентрациях 0.1 % приводила к гибели 100 % Escherichia coli CDC F-50 (таблица 9). В концентрации 0.2 % мирамистину также удалось проявить 100 % дезинфицирующую активность при 15 минутной экспозиции (таблица 10).
Таблица 9.
Чувствительность Escherichia coli CDC F-50 к 0.1 % растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлориду в суспензии при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000025_0001
Таблица 10.
Чувствительность Escherichia coli CDC F-50 к 0.2 % растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида в суспензии при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000025_0002
Таким образом, соединение I проявляет дезинфицирующую активность, которая сопоставима, либо несколько ниже, чем у бензалкония хлорида и выше, чем у мирамистина.
Пример 8. Определение дезинфицирующей активности соединения I в тесте на контаминированной металлической поверхности
Приготовление бактериальной суспензии проводили аналогично процедуре по определению дезинфицирующей активности соединения I в суспензии (см. пример 7). Для имитации белкового загрязнения металлической поверхности к бактериальной суспензии добавляли раствор БСА до конечной концентрации 0.4 %. Поверхность металлического стола расчерчивали на квадраты, количество которых зависело от числа исследуемых штаммов. Тест-поверхность должна быть чистой, неповрежденной, стерильной. Для этого стол очищали спиртом, а затем стерильной водой. На площадь поверхности 5x5 см наносили микробную взвесь в объеме 0.125 мл и распределяли стерильным шпателем по всей площади квадрата. После высыхания микробной взвеси на поверхность равномерно наносили 0.5 мл раствора соединения I (в контроле мирамистин и бензалкония хлорид) в рабочей концентрации 0.1 и 0.2 % и распределяли по поверхности квадрата стерильным шпателем, выдерживали 1 , 5 и 15 мин.
После окончания экспозиции стерильной марлевой салфеткой (размер 5x5см), смоченной в 1 мл раствора нейтрализатора, тщательно протирали контаминированную поверхность и погружали салфетку в 10 мл стерильного физиологического раствора в фальконе, который встряхивали в течение 10 минут.
Посев проводили как в примере 7, дополнительно к контролям проводили:
- контроль стерильности поверхности (до нанесения микробной взвеси производили смыв стерильным тампоном с металлического стола с последующим высевом на питательную среду);
- контроль жизнеспособности микроорганизма (после нанесения микробной взвеси на металлический стол, производили с него смыв стерильным тампоном с последующим высевом на питательную среду).
Рассчитывали плотность контаминации 1 см2 поверхности и процент обеззараживания, принимая количество колоний, снятых с контрольных поверхностей, за 100 %. Критерий эффективности обеззараживания поверхностей - не менее 99.99 % гибели тест-микроорганизмов, время обеззараживания не более 120 минут.
При выдерживании 0.1 % растворов соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида на металлической поверхности, контаминированной Staphylococcus aureus АТСС 209р, эффективное ингибирование роста бактерий (99.99 %) наблюдается у всех трех препаратов через 5 минут после нанесения (таблица 1 1). При воздействии соединения I в концентрации 0.2 % эффективное ингибирование роста бактерий (сравнимое с бензалкония хлоридом и более эффективное, чем у мирамистина) происходило уже через 1 минуту (таблица 12). Таблица 11.
Чувствительность Staphylococcus aureus АТСС 209p к 0.1 % растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида на металлической поверхности при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000027_0001
Таблица 12.
Чувствительность музейного штамма Staphylococcus aureus АТСС 209р к 0.2 % растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида на металлической поверхности при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000027_0002
При экспозиции 0.1 % растворов соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида 1 , 5 и 15 минут на металлической поверхности, контаминированной Escherichia coli CDC F- 50, эффективное ингибирование роста бактерий наблюдается лишь спустя 15 минут после нанесения препаратов (таблица 13). В концентрации 0.2 % эффективное ингибирование роста бактерий у трех препаратов происходит через 5 минут, а в тесте без белковой нагрузки у бензалкония хлорида уже через 1 минуту (таблица 14). Таблица 13.
Чувствительность Escherichia coli CDC F-50 к 0.1 % растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида на металлической поверхности при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000028_0001
Таблица 14.
Чувствительность Escherichia coli CDC F-50 к 0.2 % растворам соединения I, мирамистина и бензалкония хлорида на металлической поверхности при варьировании времени экспозиции, п=3
Figure imgf000028_0002
Таким образом, дезинфицирующая активность соединения I сопоставима, либо несколько ниже, чем у бензалкония хлорида и выше, чем у мирамистина.
Пример 9. Исследование антисептической активности соединения I
Исследование антисептической активности соединения I на крысах при внутрижелудочном введении проводилось в соответствии с [Р 4.2.2643— 10 Методы лабораторных исследований и испытаний медико-профилактических дезинфекционных средств для оценки их эффективности и безопасности: Руководство.— М. : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010.— С. 615]. Эксперименты проводили на самцах крыс линии Вистар массой тела 180-250 г. Культуру E.coli CDC F-50, выращенную на плотной питательной среде в течение (18- 20) часов, смывали стерильным изотоническим раствором хлорида, центрифугировали при 5000 об/мин в течение 5 минут, сливали надосадочную жидкость и ресуспендировали клетки стерильным изотоническим раствором хлорида натрия.
Бактериальную суспензию микроорганизмов доводили до мутности 0.05 по Мак- Фарланду, что соответствует концентрации 1.5 х 107 клеток/мл.
Животных формировали в 5 групп по б голов в каждой. Все манипуляции с животными проводили под анестезией изофлураном (4 % - вводный наркоз (2 мин, 1 л/мин), 2 % - базисный). Машинкой для стрижки волос на дорсальной части тела животного выбривали участок 5 х 5 см.
На выбритый участок спины крысы дозатором наносили микробную взвесь в объеме 0.25 мл, содержащую 1x107 КОЕ E.coli CDC F-50 и распределяли стерильным одноразовым шпателем по всей площади квадрата. Оставляли на 2-3 минуты до высыхания.
Затем на кожу крыс на 5 минут наносили марлевую салфетку (5x5 см). В опытной группе салфетку предварительно смачивали 1 мл 0.2 % раствора соединения I, а в группах положительного контроля салфетку окунали в 1 мл 0.2 % мирамистина, бензалкония хлорида и хлоргексидина. В группе отрицательного контроля салфетку погружали в 1 мл стерильного физраствора.
По окончании времени экспозиции с антисептиком, для остановки его воздействия на микроорганизм, использовали универсальный нейтрализатор, состоящий из твина-80 - 3.0 мл, сапонина - 3.0 г, гистидина - 0.1 г, цистеина - 0.1 г, доведенный фосфатно- буферным раствором до 100 мл. С кожи крысы делали смыв (в течение 1-3 секунд) стерильной марлевой салфеткой (5x5см), смоченной стерильным раствором нейтрализатора. Затем салфетку погружали в 10 мл стерильного физиологического раствора в фальконе, который встряхивали в течение 10 минут.
После этого отмывную жидкость сеяли на 2-3 чашки по 0.1 мл в каждую на плотную питательную среду (агар Мюллера-Хинтона), культивирование осуществляли 24-48 часов при 37 °С. Бульон Мюллера-Хинтон готовили из сухих сред (Mueller Hinton broth, Acumedia, Baltimore), культивирование осуществляли на агаризованной среде Мюллера-Хинтон, которая включала дополнительно 2% агара. Среды стерилизовали автоклавированием при 121 0 С в течение 15 минут.
По истечении времени, необходимого для культивирования микроорганизмов данного вида, проводили учет результатов по количеству выросших на чашке Петри колоний. Учет результатов проводили путем оценки остаточной обсемененности поверхностей после обработки раствором антисептика. После подсчета количества выросших на чашках Петри колоний рассчитывали плотность контаминации на 1 см2 поверхности и процент обеззараживания, принимая количество колоний, снятых с контрольных поверхностей, не подвергавшихся действию антисептиков, за 100 %. Процент ингибирования роста Е. coli CDC F-50 рассчитывали по формуле:
О х 100 %
I = 100% - , где
К
I - процент ингибирования роста, %
К - количество колоний в контрольной группе животных,
О - количество колоний в опытной группе.
В результате исследования антисептических свойств in vivo выявлено, что соединение I снижает КОЕ E.coli CD CF-50 на коже крысы после 5 минутной экспозиции. Статистически значимых различий с бензалкония хлоридом, мирамистином и хлоргексидином не выявлено (таблица 15).
Таблица 15.
Ингибирование роста E.coli CDC F-50 (КОЕ/ см2) при концентрации антисептиков 0.2 % и времени экспозиции 5 мин на коже крыс, п=6
Figure imgf000030_0001
Пример 10: Определение острой токсичности соединения I на мышах при внутрижелудочном введении
Исследование проводили на мышах линии CD-I (ICR) (6-8 недель, вес не менее 18 г) обоего пола. Использовали внутрижелудочное (пероральное) введение раствора соединения I в объеме не более 0.5 мл / 30 г живой массы тела мыши с применением желудочного зонда. Мышам вводили дозы - 3000 мг/кг, 2000 мг/кг, 1000 мг/кг, 500 мг/кг и 50 мг/кг.
По результатам исследования острой токсичности соединения I при пероральном введении (таблица 16) в соответствии с ГОСТ 32644-2014 исследуемый препарат можно отнести к 4-му классу токсичности по Согласованной на глобальном уровне системе классификации опасности и маркировки химической продукции, а в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 - к 3-му классу умеренно опасных вредных веществ. Таблица 16.
Результаты исследования острой токсичности соединения I на мышах
Figure imgf000031_0001
Таким образом, из вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленное соединение проявляет высокий уровень антибактериальной, антимикотической, противовирусной и антипротозойной активности. Важным преимуществом соединения I является высокая безопасность. Исследования острой токсичности на мышах при внутрижелудочном введении показали, что величина ЛД50 для соединения I составляет 1706 мг/кг. Широко применяемые в настоящее время антисептики мирамистин (ЛД50 = 1000 мг/кг) [Пат. 2161961 Российская Федерация, МПК7, CI, А 61 К 31/14, А 61 Р 31/00. Лекарственный препарат / Кривошеий Ю.С., Рудько А. П.; заявитель и патентообладатель Кривошеий Ю. С., Рудько АЛ. - N° 2000106427/14; заявкл. 17.03.2000Ν» опубл. 20.01.2001], бензалкония хлорид (ЛД50 = 150 мг/кг) [Benzalkonium chloride. Kemsol MOSS-KILL safety data sheet] и хлоргексидин (ЛД50 - 1260 мг/кг) [0.05 % Chlorhexidine & 0.5 % Cetrimide Aqueous Irrigation Pfizer material safety data sheet. ] при внутрижелудочном введении на мышах существенно более токсичны. В целом заявленное техническое решение позволяет создать новый высокоэффективный и безопасный антисептический лекарственный препарат, который потенциально позволит существенно повысить качество и продолжительность жизни пациентов.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного уровня техники не выявлены технические решения, обладающие заявленной совокупностью отличительных признаков, обеспечивающих достижение заявленных результатов.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в данной области науки и техники.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», т.к. может быть реализовано на любом специализированном предприятии с использованием стандартного оборудования, известных отечественных материалов и технологий.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Четвертичная аммониевая соль формулы I:
Figure imgf000033_0001
2. Четвертичная аммониевая соль по п.1 , обладающая антибактериальной, антимикотической, противовирусной и антипротозойной активностью.
PCT/RU2018/000379 2017-07-24 2018-06-07 Антисептическое лекарственное средство WO2019022637A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA202000010A EA038460B1 (ru) 2017-07-24 2018-06-07 Антисептическое лекарственное средство
CN201880058284.6A CN111201231B (zh) 2017-07-24 2018-06-07 抗菌药
US16/751,861 US11014934B2 (en) 2017-07-24 2020-01-24 Antiseptic drug

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126302A RU2641309C1 (ru) 2017-07-24 2017-07-24 Антисептическое лекарственное средство
RU2017126302 2017-07-24

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/751,861 Continuation US11014934B2 (en) 2017-07-24 2020-01-24 Antiseptic drug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019022637A1 true WO2019022637A1 (ru) 2019-01-31

Family

ID=65040632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000379 WO2019022637A1 (ru) 2017-07-24 2018-06-07 Антисептическое лекарственное средство

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11014934B2 (ru)
CN (1) CN111201231B (ru)
EA (1) EA038460B1 (ru)
RU (1) RU2641309C1 (ru)
WO (1) WO2019022637A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020237374A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Montreal Heart Institute Picolinic acid derivatives and use thereof for treating diseases associated with elevated cholesterol

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2666544C1 (ru) * 2018-05-23 2018-09-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Четвертичная аммониевая соль, обладающая антимикотической и антибактериальной активностью
RU2697848C1 (ru) * 2019-06-06 2019-08-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Способ получения 5,8-(бис(метилен(N,N-диметил-N-додециламмоний))-2-этил-4H-[1,3]диоксино[4,5-c]пиридиний дихлорида
RU2731999C1 (ru) * 2020-04-29 2020-09-09 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Бис-аммониевые соединения на основе пиридоксина, обладающие антибактериальными и антимикотическими свойствами

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561281C1 (ru) * 2014-09-16 2015-08-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) Антибактериальные средства на основе четвертичных аммониевых солей
RU2607522C1 (ru) * 2015-12-02 2017-01-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Четвертичные аммониевые соли на основе производных витамина В6

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161961C1 (ru) 2000-03-17 2001-01-20 Кривошеин Юрий Семенович Лекарственный препарат
CA2726742A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 Brent Stranix Hiv integrase inhibitors from pyridoxine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561281C1 (ru) * 2014-09-16 2015-08-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) Федеральный Университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) Антибактериальные средства на основе четвертичных аммониевых солей
RU2607522C1 (ru) * 2015-12-02 2017-01-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Четвертичные аммониевые соли на основе производных витамина В6

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020237374A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Montreal Heart Institute Picolinic acid derivatives and use thereof for treating diseases associated with elevated cholesterol

Also Published As

Publication number Publication date
EA202000010A1 (ru) 2020-02-18
US20200157115A1 (en) 2020-05-21
EA038460B1 (ru) 2021-08-31
CN111201231B (zh) 2023-04-14
CN111201231A (zh) 2020-05-26
RU2641309C1 (ru) 2018-01-17
US11014934B2 (en) 2021-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11014934B2 (en) Antiseptic drug
US8900625B2 (en) Antimicrobial compounds and methods of use
CN106588772B (zh) 重松节油长叶烯衍生物及其制备和应用
US20090257984A1 (en) Antifungal compositions containing the endophyte fungus alternaria alternata and or its metabolites, as antagonist agents of plasmopara viticola
JP2005509594A (ja) Ｎａｄシンテターゼ阻害剤およびその使用
RU2666544C1 (ru) Четвертичная аммониевая соль, обладающая антимикотической и антибактериальной активностью
RU2443705C1 (ru) Средство, обладающее антибактериальной активностью
Tutar et al. Allyl functionalized benzimidazolium-derived Ag (I)-N-Heterocyclic carbene complexes: Anti-biofilm and antimicrobial properties
RU2436570C1 (ru) Способ лечения эндометритов бактериально-микозной этиологии у коров
RU2806095C1 (ru) 8-(2,2,2-ТРИХЛОРАЦЕТИЛ)-9-(п-ХЛОРФЕНИЛ)-6,10-ДИОКСОСПИРО[4,5]ДЕК-8-ЕН-7-ОН, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ ПРОТИВОМИКРОБНУЮ АКТИВНОСТЬ
RU2781220C1 (ru) 6-(п-ТОЛИЛ)-2-ФЕНИЛ-5-(2,2,2-ТРИХЛОРАЦЕТИЛ)-4Н-1,3-ДИОКСИН-4-ОН, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ ПРОТИВОМИКРОБНУЮ АКТИВНОСТЬ
RU2181144C1 (ru) Способ выделения дерматофитов из клинического материала
RU2817115C1 (ru) 5-замещенные 5-трихлорацетил-2-фенил-4н-1,3-диоксин-4-оны, обладающие противомикробной активностью
RU2511031C1 (ru) Способ ускоренного выращивания золотистого стафилококка для диагностики инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи
KR20200102762A (ko) 황색포도상구균 및 결핵균에 대한 항균 조성물
RU2582236C1 (ru) 4,4,4-трихлор-1-(4-хлорфенил)бутан-1,3-дион, обладающий анальгетической и противомикробной активностями
RU2195948C2 (ru) Бактерицидное и фунгицидное средство
RU2764522C1 (ru) 3,3&#39;[(гексано-1,6-диилбис(азанедиил)]бис-(7-гидрокси-6-метоксикарбонил-2-оксо-2H-хромен), обладающий антибактериальной активностью
RU2768761C1 (ru) Применение замещенных эфиров (z)-2-(2-(дифенилметилен)гидразинил)-5,5-диметил-4-оксогекс-2-еновой кислоты в качестве антибактериального и противогрибкого средства
Iornumbe et al. Studies on the synthetic and biological activity of some organotin (IV) derivatives of hexanedioic acid
EA044396B1 (ru) Лекарственный препарат
RU2428182C1 (ru) Противомикробное вещество
RU2672472C1 (ru) Замещенные аминобензопентатиепины в качестве антимикробных средств
CN107213150B (zh) 一种免洗抗菌凝胶及其制备方法
Ahumada-Santos et al. INFLUENCE OF ALKYL CHAIN LENGTH IN N-ALKYLMORPHOLINE DERIVATIVES ON THEIR ANTIBACTERIAL EFFECT AGAINST METHICILLIN RESISTANT STAPHYLOCOCCUS AUREUS (MRSA) ISOLATES

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18839115

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020504007

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18839115

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1