Российские ученые из Института химии растворов имени Г.А. Крестова (ИХР) РАН увеличили биодоступность ряда антимикробных препаратов из группы фторхинолонов, активно применяющихся в медицине. Исследования поддержаны грантом РНФ и опубликованы в журналах The Journal of Chemical Thermodynamics и European Journal of Pharmaceutical Sciences.

Одна из ключевых проблем при разработке новых лекарственных соединений — их плохая растворимость и мембранная проницаемость. Проанализировав литературу, ученые поняли, что около 40% веществ, представленных на рынке, и 70% соединений, находящихся на стадиях разработки в фармацевтических компаниях, плохо растворяются в водных средах. Это приводит к тому, что препараты имеют низкую биодоступность, эффективность, а также обладают негативными побочными эффектами. Это является одной из основных причин, почему некоторые лекарства не проходят клинические испытания и не попадают на рынок. Большое внимание сейчас уделяется решению проблемы плохой растворимости путем создания растворимых форм лекарственных препаратов на основе новых фармацевтических материалов.

В своей работе ученые из ИХР РАН измерили давление насыщенного пара и определили энергии кристаллических решеток (по энтальпии сублимации — теплоте перехода веществ из твердого состояния в газообразное) и термодинамические характеристики процессов сублимации нескольких антибиотиков, среди которых: ципрофлоксацин, энрофлоксацин, норфлоксацин и левофлоксацин. Также ученые изучили термофизические свойства этих антибиотиков с применением метода дифференциально-сканирующей калориметрии и построили модели, которые способны предсказывать энергии кристаллических решеток фторхинолонов, используя их температуры плавления.

«Энергия кристаллической решетки является ключевым параметром, определяющим растворимость лекарственного соединения. Кроме того, энтальпии сублимации используются в качестве важных характеристик при построении теоретических расчетных моделей и алгоритмов, позволяющих предсказывать существование различных полиморфных форм фармацевтических препаратов и оценивать их сроки хранения», — сказал руководитель гранта РНФ, доктор химических наук, профессор Герман Перлович.

Химики получили новые фармацевтические соли антибиотика ципрофлоксацина с тремя органическими кислотами: малеиновой, фумаровой и адипиновой. Кристаллическую структуру полученных соединений ученые изучили с помощью рентгеноструктурного анализа. Также для всех солей были проанализированы растворимости и скорости растворения в буферных растворах с физиологическими (как в организме) значениями pH (1,2 и 6,8).

Ученые показали, что при pH=1,2 (в желудке) скорости растворения солей ципрофлоксацин фумарата и ципрофлоксацин малеата превышают скорость растворения коммерческой формы этого антибиотика. В среде с pH=6,8 (в пищеводе) все три модифицированные формы ципрофлоксацина растворяются хорошо по сравнению с чистым лекарственным соединением — в 33, 20 и 7 раз, соответственно. Таким образом, новые кристаллические соли ципрофлоксацина являются более перспективными лекарственными формами этого антибиотика.

«Сейчас отечественная фармацевтическая промышленность производит в основном устаревшие, дешевые, малоэффективные и небезопасные препараты. Потребность в эффективных и безопасных лекарствах удовлетворяется за счет импорта более дорогих лекарств. В связи с этим, разработка научных основ создания растворимых и биодоступных лекарственных соединений является важной задачей», — говорит Герман Перлович.