Анализ фармакологической эффективности применения метилпреднизолона у животных при адресной доставке на биодеградируемых носителях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Применение глюкокортикостероидов (ГКС) в фармакотерапии животных позволяет снизить развитие воспаления, аллергических реакций и оказывает иммуносупрессивное действие. Адаптивные гормоны повышают устойчивость организма к стрессу. Широкое использование ГКС при хирургических вмешательствах, сопряженных с имплантацией, продиктовано снижением реакции окружающих тканей, послеоперационного отека, повышением приживаемости имплантов. Однако, пероральное применение ГКС часто сопряжено с низкой биодоступностью, а повышение дозы препаратов чревато тяжелым проявлением побочного действия. Разработка новых систем адресной доставки с использованием биодеградируемых носителей позволяет повысить биодоступность лекарственных средств, снизить побочное действие и повысить эффективность фармакотерапии. Выбирая адресную доставку, важно оценить количественные параметры концентрации ГКС в плазме крови в зависимости от выбранного пути введения. Разработанная методика высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ–МС/МС) позволяет определить самые низкие концентрации лекарственных средств, диапазон методики от 2 до 1000 нг/мл.

Полный текст

Введение

Разработка новых методов введения лекарственных средств зачастую сопряжена с рядом возможных сложностей и рисков, многие из которых устраняются в процессе совершенствования технологии, исследования стабильности лекарственных средств и проводимых доклинических исследований [1–3]. Противовоспалительные препараты для ветеринарного применения широко представлены на фармацевтическом рынке. Самыми доступными как с точки зрения удобства применения для владельцев, так с экономической стороны являются классические препараты, применяемые перорально [4–7]. Используемые для внутривенного введения лекарственные средства предпочтительно вводить в условиях ветеринарной клиники, минимизируя риски развития флебитов, внутривенной контаминации, травматизации пациентов, стресса. Но, помимо очевидных проблем, существует и ряд вопросов, связанных с непосредственным фармакологическим действием препаратов и способами снижения нагрузки на организм животного. Адресная доставка на современных биодеградируемых носителях, наносимых на поверхности имплантов, способствует решению данных вопросов на этапе оказания высокотехнологичной помощи [8–10]. Использование лекарственных препаратов с помощью адресной доставки перспективно, так как позволяет использовать антибиотики, гормоны, противовоспалительные препараты, отслеживая их концентрации, снижая потери препарата при прохождении через тканевые барьеры и воздействуя непосредственно в очаге травматизации при имплантации [9, 11–13]. Применение глюкокортикоидов (ГКС) обосновано при снижении воспалительного отека, уменьшении грануляции травмированной ткани, развитии аллергических реакций, иммуносупрессии, что влияет на скорость и эффективность интеграции импланта в организме животных [14–15].

Цель исследования — провести фармакокинетической анализ и оценить эффективностть применения применения метилпреднизолона при таргетной доставке.

Материалы и методы исследования

Для количественного определения концентрации ГКС в сыворотке и плазме крови лабораторных животных (кролики породы «Советская шиншилла», возраст 5 месяцев, самцы) сформировали четыре группы животных по 3 самца в каждой. Первая и вторая группа животных получала препарат Метилпреднизолона гемисукцината в лекарственной форме раствор для внутримышечных и внутривенных инъекций, третья и четвертая группа — препарат на основе метилпреднизолона. Кроликам из групп 1 и 2 препарат Метилпреднизолона гемисукцинат вводили в дозе 20,0 мг/кг внутривенно, животным из групп 3 и 4 — в эквивалентной дозе внутримышечно. В качестве внутреннего стандарта для проведения аналитического исследования выбрали мегестрола ацетата. Стандартный образец в процессе пробоподготовки добавляли непосредственно в исследуемые образцы. Использование стандартного образца в процессе пробподготовки является калибровочным механизмом, позволяющим определить минимальные концентрации искомого ГКС в сыворотке и плазме подопытных животных.

Результаты исследования и обсуждение

Концентрацию метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона исследовали в опытах in vivo. Отбор биоматериала у животных проводили в одно и тоже время, в 10:00 после стандартных манипуляций. Объем проб составлял 2,0 мл, кровь отбирали в пробирки типа Эппендорф. Анализ проводили в двух средах: в плазме и сыворотке крови — для определения различий в концентрациях препаратов и метаболизма в организме. Результаты исследования приведены в табл. 1, 2 и на рис. 1–4.

Таблица 1
Содержание ГКС в плазме и сыворотке кроликов при внутривенном введении дозы 20,0 мг/кг

№

Время

 Метилпреднизолона гемисукцинат, мкг/мл (№ 1)

 Метилпреднизолон, мкг/мл (№ 3)

 Плазма

 Сыворотка

 Плазма

 Сыворотка

1

0 мин

 0,0

 0,0

 0,0

 0,0

2

15 мин

 12,9

 11,5

 0,7

 0,4

3

30 мин

 5,3

 5,1

 1,1

 0,9

4

2 часа

 2,7

 2,0

 2,1

 1,9

5

4 часа

 2,3

 2,1

 2,1

 2,2

6

24 часа

 0,2

 0,2

 0,0

 0,0

Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Таблица 2
Содержание ГКС в плазме и сыворотке кроликов при внутримышечном введении дозы 20,0 мг/кг

 №

 Время

 Метилпреднизолона гемисукцинат, мкг/мл (№ 2)

Метилпреднизолон, мкг/мл (№ 4)

 Плазма

 Сыворотка

 Плазма

 Сыворотка

1

0 мин

 0,0

 0,0

 0,0

 0,0

2

2 часа

 3,6

 3,4

 0,4

 0,2

3

4 часа

 2,9

 2,8

 0,7

 0,5

4

6 часов

 1,6

 1,3

 1,7

 1,4

5

12 часов

 0,4

 0,3

 2,0

 2,1

Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

При количественном определении концентрации ГКС в плазме и сыворотке подопытных животных был установлен предел обнаружения метилпреднизолона гемисукцината на уровне 20 пг/мл у всех животных. В то же время концентрация метилпреднизолона превышала концентрацию метилпреднизолона гемисукцината двукратно.

 Рис. 1. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в сыворотке кроликов (внутривенное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

 Рис. 2. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в плазме кроликов (внутривенное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

 Рис. 3. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в плазме кроликов (внутримышечное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

 Рис. 4. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в сыворотке кроликов (внутримышечное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Для подтверждения стабильности лекарственного препарата на поверхности биодеградируемого носителя импланта проведен анализ проб по уже отработанной и стандартизированной методике высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ–МС/МС). Концентрацию метилпреднизолона устанавливали при исследовании в готовых носителях. Проведенный релиз позволил установить концентрацию препарата на пленке в первую неделю равной 723 ± 18 мкг. При повторном анализе образцов через две недели выявлено снижение содержания лекарственного препарата на пленке, потери составили 3,59 % (менее 5 %), что является допустимым (рис. 5).

Рис. 5. График релиза препарата метилпреднизолона из микроячеек на биодеградируемых носителях в фосфатном буфере  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Заключение

Сравнительное исследование концентрации ГКС в плазме и сыворотке подопытных животных in vivo позволило установить достоверно значимые высокие значения в плазме. Исследована корреляция высвобождения, биотрансформации и элиминации лекарственного препарата метилпреднизолона в зависимости от предлагаемого пути введения. Доказанное высвобождение ГКС из пленки, нанесенной на имплант, позволяет расширить применение биодеградируемых поверхностей и усовершенствовать фармакотерапевтические подходы с применением глюкокортикостероидов, без повышения рисков в постоперационном периоде.

×

Об авторах

Жорж Баннуд

Ветеринарная клиника «Ветлайф»

Email: george911@mail.ru
ветеринарный врач Российская Федерация, 127474, г. Москва, Бескудниковский бул., д. 12, стр. 1

Альфия Наилевна Ибрагимова

Российский университет дружбы народов

Email: Ibragimova-an@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-3484-3949
SPIN-код: 3948-5218

кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры медицины катастроф медицинского института

Российская Федерация, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 10/2

Сантьяго Мас-Кома

Университет Валенисии

Email: S.Mas.Coma@uv.es
ORCID iD: 0000-0002-1685-7004

доктор ветеринарных наук, профессор, директор департамента ветеринарии и зоотехнии

Испания, Валенсия, 46100, Av. Vicent Andrés Estellés s/n

Наталья Игоревна Трошина

Российский университет дружбы народов

Email: troshina-ni@rudn.ru
ORCID iD: 0009-0003-8230-0153
SPIN-код: 9355-7573

старший преподаватель департамента ветеринарной медицины аграрно-технологического института

Российская Федерация, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 10/2

Арфеня Семеновна Карамян

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: karamyan-as@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-2112-673X
SPIN-код: 5511-4446

доктор биологических наук, кандидат ветеринарных наук, доцент, доцент департамента ветеринарной медицины аграрно-технологического института

Российская Федерация, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 10/2

Список литературы

  1. Гаммель И.В., Жукова О.В., Кононова С.В., Кононова М.А. Исследование ассортимента лекарственных средств в лекарственной форме мази // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2019. Т. 22. № 8. С. 3–9. doi: 10.29296/25877313-2019-08-01 EDN: TCTFKP
  2. Белоусов Е.А., Новикова Е.О., Карасев М.М., Белоусова О.В., Нотина Е.А., Новиков О.О. Гормональные препараты для ветеринарного применения на фармацевтическом рынке: анализ ассортимента // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство. 2025. Т. 20. № 2. C. 182–193. doi: 10.22363/2312-797X-2025-20-2-182-193 EDN: LYTGYN
  3. Qin Q, Feng D, Hu C, et al. Parallel derivatization strategy coupled with liquid chromatography-mass spectrometry for broad coverage of steroid hormones. Journal of Chromatography A. 2020;1614:460709. doi: 10.1016/j.chroma.2019.460709 EDN: QCQJSS
  4. Sindeeva OA, Gusliakova OI, Inozemtseva OA, et al. Effect of a controlled release of epinephrine hydrochloride from PLGA microchamber array: in vivo studies. ACS Applied Materials & Interfaces. 2018;10(44):37855–37864. doi: 10.1021/acsami.8b15109 EDN: JXQPMW
  5. Mok Q. Airway problems in neonates-a review of the current investigation and management strategies. Frontiers in Pediatrics. 2017;5(1):60. doi: 10.3389/fped.2017.00060 EDN: YGGISD
  6. Ost DE, Shah AM, Lei X, et al. Respiratory infections increase the risk of granulation tissue formation following airway stenting in patients with malignant airway obstruction. Chest. 2012;141(6):1473–1481. doi: 10.1378/chest.11-2005
  7. Luffy SA, Wu J, Kumta PN, Gilbert TW. Evaluation of magnesium alloys for use as an intraluminal tracheal for pediatric applications in a rat tracheal bypass model. Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials. 2019;107(6):1844–1853. doi: 10.1002/jbm.b.34277
  8. Hiwatashi S, Nakayama Y, Umeda S, Takama Y, Terazawa T, Okuyama H. Tracheal replacement using an in-body tissue-engineered collagenous tube “BIOTUBE” with a biodegradable stent in a beagle model: a preliminary report on a new technique. European Journal of Pediatric Surgery. 2019;29(1):90–96. doi: 10.1055/s-0038-1673709
  9. Xue B, Liang B, Yuan G, et al. A pilot study of a novel biodegradable magnesium alloy airway stent in a rabbit model. International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology. 2019;117:88–95. doi: 10.1016/j.ijporl.2018.10.047
  10. Youssef J, Novosad SA, Winthrop KL. Infection risk and safety of corticosteroid use. Rheumatic Diseases Clinics of North America. 2016;42(1):157–176. doi: 10.1016/j.rdc.2015.08.004
  11. Gai M, Frueh J, Tao T, et al. Polylactic acid nano- and microchamber arrays for encapsulation of small hydrophilic molecules featuring drug release via high intensity focused ultrasound. Nanoscale. 2017;9(21):7063–7070. doi: 10.1039/c7nr01841j EDN: XNOYXN
  12. Dohan Ehrenfest DM, Coelho PG, Kang BS, Sul YT, Albrektsson T. Classification of osseointegrated implant surfaces: materials, chemistry and topography. Trends in Biotechnology. 2010;28(4):198–206. doi: 10.1016/j.tibtech.2009.12.003 EDN: NYNSSD
  13. Mendonça G, Mendonça DB, Aragão FJ, Cooper LF. Advancing dental implant surface technology — from micron- to nanotopography. Biomaterials. 2008;29(28):3822–3835. doi: 10.1016/j.biomaterials.2008.05.012 EDN: KIFKPV
  14. Albrektsson T, Wennerberg A. Oral implant surfaces: Part 1 — review focusing on topographic and chemical properties of different surfaces and in vivo responses to them. The International Journal of Prosthodontics. 2004;17(5):536–543.
  15. Ratner BD, Bryant SJ. Biomaterials: where we have been and where we are going. Annual Review of Biomedical Engineering. 2004;6:41–75. doi: 10.1146/annurev.bioeng.6.040803.140027 EDN: LSUDOX
  16. Abraham G, Demiraj F, Ungemach FR. Comparison of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis susceptibility upon single-dose i. m. depot versus long-acting i. v. triamcinolone acetonide therapy: a direct pharmacokinetic correlation. The Journal of Endocrinology. 2006;191(2):491–496. doi: 10.1677/joe.1.06991

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.  Рис. 1. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в сыворотке кроликов (внутривенное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Скачать (33KB)
Метаданные
3.  Рис. 2. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в плазме кроликов (внутривенное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Скачать (30KB)
Метаданные
4.  Рис. 3. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в плазме кроликов (внутримышечное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Скачать (37KB)
Метаданные
5.  Рис. 4. Зависимость концентраций метилпреднизолона гемисукцината и метилпреднизолона в сыворотке кроликов (внутримышечное введение дозы 20,0 мг/кг)  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Скачать (42KB)
Метаданные
6. Рис. 5. График релиза препарата метилпреднизолона из микроячеек на биодеградируемых носителях в фосфатном буфере  
Источник: выполнено А.Н. Ибрагимовой, Ж. Баннудом, С. Мас-Кома, Н.И. Трошиной, А.С. Карамян.

Скачать (77KB)
Метаданные

© Баннуд Ж., Ибрагимова А.Н., Мас-Кома С., Трошина Н.И., Карамян А.С., 2026

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.