В настоящее время создание новых более эффективных физиофармакотерапевтических методов лечения, включающих использование лекарственных веществ растительного и животного происхождения, является одним из перспективных направлений развития современной физиотерапии [1—9]. При разработке новых методов наиболее остро стоит вопрос обеспечения контроля над поступлением биологически активных веществ в организм с возможностью влияния на этот процесс и управления им [10—13]. Сроки проведения физиотерапевтических процедур ограничены, поэтому необходимо быстро и наиболее полно использовать ресурсы лекарственного средства для рационального его применения и повышения терапевтической эффективности.

В данной работе представлена возможность регулирования процессом высвобождения биологически активных веществ на примере метода ультрафонофореза фитокомплекса для лечения больных остеоартрозом. Проведенные ранее исследования показали необходимость совершенствования технологии и поиска новых более эффективных лекарственных форм с фитокомплексом для ультрафонофореза [14]. Изучение высвобождения действующих веществ из фитокомплекса также актуально для возможного промышленного выпуска нового лекарственного препарата на его основе в виде мази или геля, пригодных для ультрафонофореза, что открывает более широкие перспективы комплексного использования методов физио- и фитотерапии.

Фитокомплекс представляет собой сухой экстракт из травы и корней сабельника болотного, травы люцерны посевной и соплодий или шишек хмеля обыкновенного (ТУ 9375−021−00003938−11 «Экстракт сабельника, люцерны и хмеля сухой (фитокомплекс)») [14]. Основными действующими веществами фитокомплекса являются флавоноиды, полисахариды, куместаны, дубильные вещества, фенолкарбоновые кислоты, эфирные масла, макро- и микроэлементы, витамины, благодаря которым реализуются противовоспалительный, анальгетический и другие эффекты, позволяющие использовать его в медицине при воспалительно-дегенеративных заболеваниях опорно-двигательного аппарата, включая остеоартроз [14—17].

В литературе в настоящее время отсутствуют систематические работы, посвященные вопросам управления процессом высвобождения биологически активных веществ из фитопрепаратов при комплексном использовании методов физио- и фитотерапии. Отсюда очевидна актуальность данных исследований.

Цель исследования — изучить влияние факторов на высвобождение биологически активных веществ (флавоноидов) при ультрафонофорезе фитокомплекса в модельных опытах in vitro.

В работе для ультрафонофореза были использованы 5% (Р1), 10% (Р2) и 15% (Р3) рабочие составы фитокомплекса. В качестве основообразующих веществ для приготовления 10% рабочего состава использовали мазевую композицию с аресполом (ТУ 2219−005−29053342−97) (Р2) [18], гелевую композицию с мАРСом-06 (ТУ 06−02−221−96) (Р4) [18] и Медиагель-Т (ООО «Гельтек», Россия) для ультразвуковых исследований (Р5).

Предварительно было установлено, что основные действующие вещества фитокомплекса — флавоноиды и рабочие составы устойчивы к действию ультразвука интенсивностью 0,1—1 Вт/см².

Количественное содержание флавоноидов в рабочих составах определяли спектрофотометрическим методом [14], а также рассчитывали уровень кверцетина — преобладающего флавоноида фитокомплекса. Исследования проводили на спектрофотометре Titrtek MCC 1340 (Финляндия) при длине волны 370 нм.

Содержание флавоноидов в Р1 составляло 0,36±0,02%; в Р2 — 0,72±0,03%; в Р3 — 1,07±0,03%; в Р4 — 0,70±0,02%; в Р5 — 0,76±0,02%.

Изучение кинетики высвобождения флавоноидов из рабочих составов при ультрафонофорезе проводили в диффузионных ячейках Франца (#4G-01−00−09−05, «SES GmbH-Analysesysteme»; Германия) в системе V6-SFCS через мембраны Карбосил-П (ТУ 66−2-512−92) при температуре 36,0 °С. В качестве модельных сред были использованы 0,1 н. раствор гидроксида натрия (так как кверцетин очень плохо растворим в воде) и 0,9% раствор натрия хлорида. Ультрафонофорез осуществляли по контактной лабильной методике при интенсивности ультразвука 0,6—0,8 Вт/см² в непрерывном режиме на аппарате УЗТ-1,07Ф (ОАО «Малоярославецкий приборный завод»; Россия). Отбор проб проводили через определенные интервалы времени с полной заменой модельной среды (данную систему в первом приближении можно рассматривать как проточную) и при взятии проб по 4 мл с последующим их возвращением и добавлением исходной среды до нужного объема при необходимости (замкнутая система).

При исследовании влияния основообразующих веществ рабочего состава на высвобождение флавоноидов в 0,1 н. раствор гидроксида натрия в проточной системе при ультрафонофорезе было установлено, что в течение первых 10 мин эксперимента (примерная продолжительность процедуры ультрафонофореза) более 5% флавоноидов диффундировало в модельную среду из рабочего состава Р2, около 3,5% — из составов Р4 и Р5. По результатам органолептического контроля, теста на высыхаемость, значению рН и определению термостабильности лучшими оказались рабочие составы Р2 и Р4. Анализ реологических характеристик рабочих составов на ротационном вискозиметре Reotest-2 типа RV (Германия) показал, что рабочий состав Р2 оптимально обеспечивает возможность его применения в ультразвуковой терапии, может быть использован при длительном нанесении на кожу, а также проявляет достаточную стабильность во времени, что обусловливает хорошее качество лекарственного препарата при хранении. Поэтому для дальнейших исследований была взята композиция с аресполом, которая использовалась для приготовления рабочих составов Р1, Р2 и Р3.

При исследовании высвобождения флавоноидов из рабочих составов с различной концентрацией фитокомплекса в 0,1 н. раствор гидроксида натрия в замкнутой системе при ультрафонофорезе было показано, что в течение 4 ч эксперимента примерно 42% флавоноидов диффундировало в модельную среду из рабочего состава Р1, около 26% − из состава Р2, примерно 12% − из состава Р3 (см. рисунок). Равновесие устанавливалось через 3,5—4 ч. Время отставания составляло 2,5—3 мин. Скорость высвобождения флавоноидов из рабочих составов с различным содержанием фитокомплекса в начале эксперимента была прямо пропорциональна исходным концентрациям биологически активных веществ в рабочих составах и резко снижалась к моменту установления равновесия.

Известно, что значительное влияние на процесс диффузии веществ через мембрану в модельную среду оказывает время отставания. Коэффициент диффузии рассчитывается по следующей формуле:

D=l²/6Θ,

где D — коэффициент диффузии; l — толщина пленки; Θ — время отставания.

Для сравнения было проведено определение времени отставания при высвобождении флавоноидов из состава Р2 в 0,1 н. раствор гидроксида натрия без воздействия ультразвука. Оно составляло 3,5 мин. Увеличение температуры наносимого рабочего состава до 40—42 °С снижало время отставания до 3 мин. Для рационального использования фитокомплекса и повышения терапевтической эффективности метода целесообразно наносить теплый (40—42 °С) рабочий состав тонким слоем локально на поверхность кожи в области пораженного сустава, оставлять на 3 мин, затем воздействовать ультразвуком.

Периодическая замена модельной среды (проточная система) позволила получить более полную картину кинетики высвобождения флавоноидов из рабочих составов, содержащих фитокомплекс. Максимальная скорость высвобождения флавоноидов из состава Р1 в 0,1 н. раствора гидроксида натрия при ультрафонофорезе достигалась через 30 мин эксперимента, из составов Р2 и Р3 — через 20 мин (табл. 1).

В целях увеличения скорости высвобождения флавоноидов в течение первых 10 мин в рабочий состав Р2 был введен дополнительно диметилсульфоксид (ДМСО) в концентрациях 5, 10 и 15%. Выбор ДМСО был также обусловлен его противовоспалительным, анальгезирующим и противомикробным действием. Установлено значительное влияние ДМСО на высвобождение флавоноидов в первые минуты опыта. Так, через 10 мин эксперимента скорость высвобождения флавоноидов из рабочего состава Р2, содержащего 10% ДМСО, возрастала более чем в 1,5 раза, а при концентрации ДМСО 15% — почти в 2 раза (табл. 2). Время отставания составляло 1—2 мин.

Полученные результаты извлечения флавоноидов из рабочих составов на основе Р2, содержащих 10 и 15% ДМСО, в 0,9% растворе натрия хлорида также свидетельствовали о повышении скорости высвобождения флавоноидов.

Анализ реологических свойств рабочих составов, содержащих ДМСО, показал, что оптимальной для ультразвуковой терапии пластической вязкостью и предельным напряжением сдвига обладает состав Р2, содержащий 10% ДМСО.

В целях повышения терапевтической эффективности метода и более рационального использования фитокомплекса были предложены следующие технологические приемы: нанесение теплого (40—42 °С) рабочего состава на 2—3 мин, далее воздействие ультразвуком по контактной лабильной методике при интенсивности 0,6—0,8 Вт/см² в непрерывном режиме в течение 10 мин, затем оставить рабочий состав до 6—8 ч (как мазь) (см. табл. 2). Следует отметить, что при использовании данной технологии скорость высвобождения флавоноидов из рабочего состава Р2 с 10% ДМСО сразу после воздействия ультразвуком приблизилась к показателям Р2 с 15% ДМСО, а степень высвобождения биологически активных веществ в конце эксперимента увеличилась почти в 6 раз по сравнению с традиционным использованием ультрафонофореза.

Таким образом, была исследована кинетика высвобождения флавоноидов из рабочих составов, содержащих фитокомплекс, при ультрафонофорезе в модельных опытах in vitro, определены основные параметры процесса, установлена зависимость скорости высвобождения флавоноидов от их исходной концентрации в рабочем составе. Изучено влияние ДМСО и основообразующих веществ рабочего состава на высвобождение флавоноидов. Предложены технологические приемы для повышения эффективности метода ультрафонофореза фитокомплекса и рационального использования фитокомплекса. Полученные результаты дают основание для проведения дальнейших фармакологических исследований рабочего состава, содержащего фитокомплекс, для ультрафонофореза в терапии остеоартроза.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста: Д.Б., Л.Б.

Статистическая обработка данных: Д.Б., Е.А.

Редактирование: Л.Б., О.В.