Журнал физической химии, 2021, T. 95, № 6, стр. 894-897

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Синтез низкомолекулярных сополимеров N-винилпирролидона 2-аминоэтилметакрилатом описан в [4]. Состав сополимера III устанавливали путем потенциометрического титрования первичных аминогрупп сополимера 0.1н. раствором HCl на pH-метре HJ 1210. Средневязкостную молекулярную массу этого сополимера M_η определяли вискозиметрическим методом, используя уравнение Марка–Куна–Хаувинка [η] = 5 × 10^–4$M_{\eta }^{{0.56}}$, известное для поли-N-винилпирролидона [5]. Характеристическую вязкость [η] измеряли в вискозиметре Уббелоде в 0.1 н. растворе ацетата натрия в воде при 25°С.

Получение полимерной соли офлоксацина: 2 г сополимера III растворяли в 20 мл воды и добавляли при перемешивании раствор 0.374 г офлоксацина в 5 мл воды; полученный раствор перемешивали 30 мин и подвергали лиофильной сушке. Получено 2.24 г (94.4%) полимерной соли, содержащей по данным спектрофотометрии 15.8 мас. % офлоксацина.

Полимерную соль ципрофлоксацина получали аналогичным образом. Содержание фторхинолона в ней составило 16.2 мас. %.

Скорость высвобождения туберкулостатика из его полимерной соли оценивали методом диализа через полупроницаемую мембрану Spectra/Por с MWCO 500. В левую ячейку установки для диализа вносили раствор полимерной соли офлоксацина определенной концентрации в буфере с pH 2.0, в правую ячейку вносили буферный раствор. Установку помещали в термостат с температурой 37°С и отмечали время начала реакции. Затем через определенные промежутки времени отбирали пробы из правой ячейки и определяли в них методом УФ-спектроскопии содержание офлоксацина, прошедшего через мембрану.

Диссоциацию полимерных солей офлоксацина и ципрофлоксацина в водных растворах исследовали путем измерения их электропроводности по методу [6]. Удельную электропроводность κ рассчитывали из результатов измерения сопротивления (R) раствора в кондуктометрической ячейке с прямоугольными платиновыми электродами площадью (S) 0.00054 м² и расстоянием между ними (l) 0.001 м по формуле κ = l/2SR (Ом^–1 см^–1).

Противотуберкулезную активность фторхинолонов и их полимерных солей определяли методом двукратных серийных разведений, описанным в монографии [7].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Солеобразование фторхинолонов с сополимером-носителем проводили в водном растворе при соотношении 1 моль аминогрупп сополимера на 1 моль туберкулостатика. Полученные полимерные соли офлоксацина или ципрофлоксацина могут быть представлены соответственно формулами IV и V:

В сополимере-носителе III реакционноспособные –NH₂-группы отделены от основной цепи полимера мостиковой развязкой –CO–O–CH₂–CH₂–, что может облегчить ионное взаимодействие носителя с фторхинолоном.

Найденные значения удельной электропроводности κ позволили рассчитать значения эквивалентной электропроводности: λ = κ × 1000/cb (см²/(Ом г-экв)), где b – количество солевых связей в мол. %. По зависимости значений λ от концентрации полимерных солей линейной аппроксимацией методом наименьших квадратов были определены величины эквивалентной электропроводности растворов солей λ₀ при бесконечном разбавлении при с → 0 (рис. 1 и 2). По значениям λ и соответствующим им значениям λ₀ были рассчитаны степени диссоциации полимерных солей α = λ/λ₀ при различных концентрациях. Это позволило вычислить константы диссоциации, соответствующие различным концентрациям полимерной соли по формуле: K_D = α²c/(1 – α). Средние значения K_D для полимерных солей IV и V приведены в табл. 1. Как видно из этой таблицы, для полимерной соли офлоксацина K_D = = (5.2 ± 0.8) × 10^–3 моль/л. Для полимерной соли ципрофлоксацина, близкого по химическому строению к офлоксацину, найдено близкое значение K_D = (6.2 ± 0.5) × 10^–3 моль/л. Невысокие значения K_D свидетельствуют о достаточной стабильности полученных полимерных солей в водных растворах, обусловленной тем, что ионное взаимодействие между полимером-носителем и туберкулостатиком стабилизировано гидрофобными взаимодействиями между молекулами фторхинолонов на макромолекулах сополимера III.

Рис. 1.

Зависимость эквивалентной электропроводности λ полимерной соли офлоксацина на основе сополимера III от ее концентрации в водном растворе.

Рис. 2.

Зависимость эквивалентной электропроводности λ полимерной соли ципрофлоксацина на основе сополимера III от ее концентрации в водном растворе.

Достаточную стабильность полученных полимерных солей подтвердили опыты по изучению кинетики выделения офлоксацина из полимерной соли IV в модельной среде методом диализа через полупроницаемую мембрану. Поскольку для лечения туберкулеза офлоксацин применяется, в основном, перорально, в качестве модельной среды был выбран гликоколовый буфер с pH 2.0 (pH желудка). Температура опыта 37°С. Исходная концентрация офлоксацина (C_офл) в полимерной соли IV составляла 84.6 мкг/мл. Полученные результаты (табл. 2) свидетельствуют о постепенном высвобождении офлоксацина из полимерной соли в данных условиях: на 25.5% за 2 ч, на 31.5% за 8 ч, на 35.3% за 24 ч, на 57.0% за 50 ч. Такой характер выделения фторхинолона из полимерной соли IV может обеспечить пролонгирование противотуберкулезной активности офлоксацина.

В микробиологических исследованиях было установлено, как видно из табл. 1, что полимерные соли IV и V в низких концентрациях (МПК = = 6.2 мкг/мл) подавляют рост микобактерий туберкулеза. По своей противотуберкулезной активности они сопоставимы с немодифицированными полимерами фторхинолонами, для которых найдено значение МПК, равное 3.1 мкг/мл.

Таким образом, в результате проведенных исследований получены достаточно стабильные туберкулостатически активные полимерные соли офлоксацина и ципрофлоксацина с возможной пролонгированной противотуберкулезной активностью.

Работа выполнена при поддержке грантом РНФ № 18-13-0324.