Функциональные полимеры на основе акриламида, N-(2-гидроксипропил)метакриламида, их комплексы и конъюгаты с антибиотиками тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

На правах рукописи

СМИРНОВА Марианна Юрьевна

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОЛИМЕРЫ НА ОСНОВЕ АКРИЛАМИДА, М-(2-ГИДРОКСИПРОПИЛ)МЕТАКРИЛАМИДА, ИХ КОМПЛЕКСЫ И КОНЪЮГАТЫ С АНТИБИОТИКАМИ

Специальность: 02.00.06 — Высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук

Санкт-Петербург 2014

4 ДЕК 2014

005556348

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте высокомолекулярных соединений Российской академии наук

Научный руководитель: доктор химических наук, старший

научный сотрудник Соловский Михаил Васильевич

Официальные оппоненты: Лавров Николай Алексеевич,

доктор химических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)", заведующий кафедрой химической технологии пластмасс

Хохлова Валентина Александровна

кандидат технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна", доцент кафедры наноструктурированных, волокнистых и композиционных материалов

Ведущая организация: Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева"

Защита диссертации состоится «29» января 2015 г. в 10ш часов на заседании диссертационного совета Д 002.229.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте высокомолекулярных соединений РАН по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Большой пр. В. О., 31, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института высокомолекулярных соединений Российской академии наук и на сайте http:// www.macro.ru/council/dis/smirnova/smimova_dis.pdf

Автореферат разослан «17» ноября 2014 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук

Виноградова Людмила Викторовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время большое внимание уделяется созданию новых полимеров и полимерных материалов, обладающих биологической активностью. Среди высокомолекулярных соединений, используемых для этих целей, в центре внимания находятся водорастворимые функциональные карбоцепные полимеры, применяемые в качестве плазмозаменителей, дезинтоксикаторов, иммуностимуляторов и носителей лекарственных веществ (ЛВ). В последнем случае полимеры используются для придания ЛВ растворимости в воде, снижения токсичности, пролонгации биоспецифической активности. При этом подразумевается включение ЛВ в структуру высокомолекулярных соединений посредством ионных (комплексы) или ковалентных связей (конъюгаты). Способность подобных полимеров связывать низкомолекулярные вещества определяется такими факторами, как природа функциональных групп полимера-носителя, архитектура его макромолекул, характер связи полимер-ЛВ.

В качестве носителей белков хорошо зарекомендовали себя реакционноспособные полимеры на основе акриламида (АА) как линейные, в частности, сополимеры акриламида с акриловой кислотой, так и сшитые в виде гидрофильных гелей, а также сополимеры М-(2-гидроксипропил)метакриламида (ГПМА), содержащие активированные л-нитрофенильные сложноэфирные группы. Однако в литературе практически отсутствуют работы по использованию сополимеров АА для модификации ЛВ, поэтому получение новых водорастворимых биологически активных полимеров на основе акриламида является актуальной задачей.

В современной терапии эффективно используются антибиотики, применение которых часто сопровождается проявлением выраженной токсичности. В связи с этим остро стоит проблема снижения токсичности антибиотиков, которая может быть решена путём их модификации водорастворимыми полимерами, содержащими различные функциональные группы. Одним из путей решения этой проблемы является использование сульфосодержащих полимеров, в частности, на основе поли-2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты, обладающих собственной биоактивностью, для придания растворимости в воде, снижения токсичности противовирусного препарата арбидол и для получения полимеров с полифункциональной биологической активностью. До настоящего времени эта возможность в литературе не обсуждалась. Катионные сополимеры АА также ранее не были использованы для снижения токсичности доксициклина, поли-ГПМА - для пролонгирования антимикробной активности антибиотика цефуроксима; карбоксил- и сульфосодержащие сополимеры АА и ГПМА-для снижения токсичности антибиотиков-аминогликозидов.

Перспективным направлением представляется модификация волокнистых углеродных материалов полимерными комплексами антибиотиков-аминогликозидов для придания этим материалам антимикробной активности. Углеродные фосфорсодержащие материалы уже достаточно широко применяются в медицине в качестве гемосорбентов. Их модификация полимерными комплексами позволит значительно расширить возможности использования подобных материалов в медицине, в частности, в хирургии.

Поскольку указанные антибиотики предназначены для парентерального введения, то разработка методов синтеза водорастворимых реакционноспособных гомо- и сополимеров АА и ГПМА с молекулярными массами (ММ), ограниченными диапазоном (18—30)-103, максимально отвечающих требованиям полимеров-носителей

антибиотиков, представляется одной из наиболее важных задач как с научной, так и с практической точки зрения.

Таким образом, актуальность настоящей работы определяется важностью разработки способов синтеза новых полимеров-носителей ЛВ на основе катионных и анионных сополимеров АА, анионных сополимеров ГПМА, гомополимеров поли-2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты и поли-ГПМА, обладающих собственной биоактивностью, а также получением новых биологически активных комплексов и конъюгатов на их основе.

Цель диссертационной работы состояла в разработке методов синтеза низкомолекулярных сополимеров акриламида и И-(2-гидроксипропил)метакриламида, содержащих различные функциональные (-СООН, -SO3H и -ЫНг) группы, получении на их основе комплексов и конъюгатов с ЛВ с полифункциональной (антимикробной, противовирусной, иммуномодулирующей) биологической активностью, а также полимерно-композиционных волокнистых углеродных материалов с антимикробными свойствами.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

• синтез сополимеров АА с непредельными кислотами (акриловой, метакриловой, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой) и с гидрохлоридом 2-аминоэтилметакрилата, сополимеров ГПМА с 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой как потенциальных полимеров-носителей лекарственных веществ, исследование их состава, молекулярных, гидродинамических характеристик, токсичности in vitro и in vivo\

• исследование комплексообразования анионных сополимеров АА и ГПМА с антибиотиками неомицином, гентамицином, канамицином, амикацином в водных и в водно-солевых растворах. Определение факторов, влияющих на стабильность образующихся полимерных комплексов и, как следствие, на их токсичность и антибактериальную активность. Иммобилизация полученных полимерных комплексов на фосфорсодержащих углеродных тканях для придания им антимикробной активности, оценка физико-химических и биологических свойств полученных полимерно-композиционных волокнистых углеродных материалов;

• синтез сложных эфиров цефалоспоринового антибиотика цефуроксима на основе поли-ГПМА, исследование их антимикробной активности и гидролитической устойчивости в модельных средах;

• получение водорастворимых комплексов гидрофобного противовирусного препарата арбидол на основе сополимеров АА с 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой (ААМПСК), исследование их токсичности и противовирусного действия;

• получение комплекса поли-ААМПСК с гентамицином, изучение его противовирусного и антибактериального действия.

• синтез кетиминовых производных антибиотика доксициклина на основе сополимеров АА с 2-аминоэтилметакрилатом, исследование их токсичности, антимикробных и иммуномодулирующих свойств.

Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с помощью современных методов органического синтеза и анализа. Для подтверждения химической структуры синтезированных полимеров использовались методы ИК- и ЯМР-спектроскопии, для определения их составов - элементный анализ и потенциометрическое титрование; для определения молекулярных масс -

вискозиметрия, седиментационно-диффузионный анализ, комбинационное рассеяние света; для исследования однородности полимерных конъюгатов ЛВ - тонкослойная хроматография и гель-фильтрация; для исследования полимерных комплексов ЛВ -УФ-спектрофотометрия, методы потенциометрии, равновесного диализа, поляризованной люминесценции, молекулярной гидродинамики. Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

• разработаны методы синтеза низкомолекулярных сополимеров АА с ААМПСК и с гидрохлоридом 2-аминоэтилметакрилата, а также ГПМА с ААМПСК;

• исследовано комплексообразование антибиотиков-аминогликозидов с (карбоксил- и сульфосодержащими) сополимерами АА и ГПМА;

• установлена связь между токсичностью и антибактериальной активностью полимерных комплексов аминогликозидов и характером распределения функциональных групп по цепи сополимеров;

• разработаны способы получения полимерно-композиционных волокнистых углеродных материалов, содержащих имммобилизованные полимерные комплексы антибиотиков-аминогликозидов, обладающие антимикробной активностью;

• на основе поли-ГПМА синтезированы водорастворимые эфиры антибиотика цефуроксима с пролонгированной антибактериальной активностью;

• на примере доксициклина на основе сополимеров АА с 2-аминоэтилметакрилатом получены полимерные кетиминовые производные ЛВ, исследована их гидролитическая устойчивость и биологическая активность.

Практическая значимость работы:

• Синтезированные водорастворимые нетоксичные полимерные комплексы нерастворимого в воде противовирусного препарата арбидол позволяют расширить возможности его применения в медицине.

• Полученные полимерные комплексы антибиотиков-аминогликозидов обладают в 4-4.5 раза меньшей цитотоксичностью, по сравнению с немодифицированными антибиотиками.

• Антимикробные полимерно-композиционные волокнистые углеродные материалы экспериментально апробированы в качестве раневых повязок и представляют интерес для дальнейшего использования в качестве материалов медико-биологического назначения.

• Наличие у малотоксичного гомополимера ААМПСК (ММ = 38-103) высокой активности против вирусов герпеса и гриппа А позволяет рассматривать его в качестве перспективного противовирусного средства. Использование этого полимера в качестве носителя гентамицина позволяет получать полимерные системы для борьбы с бактериальными и вирусными инфекциями.

• Синтезированный полимерный кетимин доксициклина перспективен для использования при операциях по пересадке органов и тканей, осложнённых бактериальной инфекцией.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Использование метода радикальной гетерофазной полимеризации при применении в качестве инициатора 2,2'-азо-бис(изобутиронитрила) (АИБН) и агентов передачи цепи обеспечивает получение водорастворимых сополимеров АА с акриловой (АК), метакриловой (МАК), ААМПСК и с гидрохлоридом 2-аминоэтилметакрилата, а также сополимеров ГПМА с ААМПСК с низкими молекулярными массами (ММ £ 50-103).

• Комплексообразование карбоксил- и сульфосодержащих сополимеров АА с антибиотиками-аминогликозидами способствует снижению токсичности последних при сохранении их антимикробного действия.

• Включение арбидола в сополимеры АА с ААМПСК путём комплексообразования приводит к получению водорастворимых нетоксичных производных, сохраняющих высокий уровень противовирусной активности,

• Взаимодействие гентамицина с поли-ААМПСК сопровождается образованием комплексов, обладающих противовирусной и антибактериальной биологической активностью.

• Использование карбодиимидного метода для получения на основе поли-ГПМА сложных эфиров антибиотика цефуроксима способствует образованию полимеров, обладающих антибактериальной активностью и высокой скоростью гидролиза в модельных средах.

• Синтез полимерных кетиминовых производных доксициклина на основе сополимеров АА с 2-аминоэтилметакрилатом приводит к получению полимерных конъюгатов с антимикробной и иммуномодулирующей биологической активностью.

• Сорбция полимерных комплексов аминогликозидов на фосфорсодержащих углеродных волокнистых тканях позволяет получить полимерно-композиционные материалы с пролонгированной антимикробной активностью.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается использованием современных методов исследования полимеров, высокой воспроизводимостью экспериментальных результатов и согласованностью полученных результатов с имеющимися литературными данными. Независимо полученные результаты надежно дополняют друг друга.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Международной научной конференции Измерительные и информационные технологии в охране здоровья "Метромед - 2007", II Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии" (Астрахань, 2008), Зеи и 5ой Санкт-Петербургской конференции молодых учёных с международным участием "Современные проблемы науки о полимерах" (Санкт-Петербург, 2007 и 2009), 14th IUPAC International Symposium on Macromolecular Complexes MMC-14 (Finland, 2011), International Conference "Renewable Wood and Plant Resources: Chemistry, Technology, Pharmacology, Medicine" (Санкт-Петербург, 2011), "Baltic Polymer Symposium 2011" (Эстония, 2011), Международной научно-практической конференции "XL неделя науки СПбГПУ (Санкт-Петербург, 2011), XXVI Международной научно-технической конференции "Реактив-2012" (Минск, 2012), XVI Симпозиуме по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул (Иваново, 2012), Конференции для студентов и молодых учёных "Политехнический фестиваль" (Санкт-Петербург, 2012), I Всероссийской конференции по медицинской химии (Москва, 2013), VI Всероссийской Каргинской конференции "Полимеры - 2014" (Москва, 2014).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 27 печатных работ, из них 12 статей в отечественных и зарубежных журналах, 2 патента и 13 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях.

Личный вклад автора состоял в непосредственном участии на всех этапах работы - при постановке задач, выполнении всех экспериментальных исследований, анализе и интерпретации полученных результатов, их обобщении, а также подготовке докладов и публикаций.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов и их обсуждения, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы (212 наименований). Работа изложена на 151 странице, содержит 19 рисунков, 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы ее цели и задачи, определены основные положения, выносимые на защиту, отражена научная новизна и практическая значимость.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ содержит анализ современного состояния исследований в области синтетических биологически активных полимеров, описание синтетических полимеров с собственной биоактивностью и гидрофильных полимеров, в частности, сополимеров АА и ГПМА, несущих фрагменты биологически активных веществ.

ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Карбоцепные полимеры широко используются для модификации лекарственных веществ, однако, они не подвергаются заметному метаболизму в организме, выводятся из него практически в неизменном виде, а при высокой ММ накапливаются в нём. Поэтому в данной работе основное внимание уделялось разработке методов синтеза сравнительно низкомолекулярных полимеров-носителей (ММ = (20-30)-103) - гомо- и сополимеров акриламида и М-(2-гидроксипропил)метакриламида. В качестве основного метода синтеза полимеров была использована радикальная гетерофазная полимеризация в 2-пропаноле.

2.1 Синтез и свойства низкомолекулярных ионогенных сополимеров АА и ГПМА 2.1.1 Сополимеры АА с акриловой, метакриловой и 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой

Низкомолекулярные водорастворимые сополимеры АА с акриловой (АК), метакриловой (МАК) и 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой (ААМПСК) представляют значительный интерес в качестве эффективных комплексообразователей с лекарственными веществами, содержащими аминогруппы. Синтез сополимеров АА с непредельными кислотами осуществляли методом свободно-радикальной сополимеризации в гетерогенных условиях, при которых уже при низких конверсиях сополимер выпадает из раствора, в среде этанола или 2-пропанола. В качестве инициатора использовали 2,2'-азо-бис(изобутиронитрил) (АИБН). Строение синтезированных анионных сополимеров подтверждено методами ИК- и ЯМР спектроскопии.

Р!

—Сен,—сн-3-нсн2-сн-Д—

4 йг^

т2 о

—£сн2—сн—ц—£-сн2-n4- "н

, т т2 н3с—с—сн3

?=о соон ¿н,

1

мн2 З03н

I (Я = Н); И^ = СНз) III

ИК спектр сополимеров I и II, v, см"1: 1672 (С=0, амид I), 3352, 3182 (NH), 1610 (NH2, амид II), 2580, 1714 (ОН, С=0) карбоксильной группы. ИК спектр сополимеров III, v, см"1: 3356, 3208 (NH), 1544 (NH), 1650 (С=0, амид I), 1227, 1040, 624 (S03")- Спектр ЯМР 1Н сополимеров III, 5, м. д.: 1.42-1.7 (-СН2, СН3), 2.0-2.3 (-СН-), 3.1-3.6 (-CH2-S03). Спектр ЯМР 13С сополимеров III, 5, м. Д.: 29.2 (СН3), 32.98-38.7 (-СН2), 44.4-46.12 (-СН), 55.1 (>С<), 60.1-60.6 (-CH2-S03), 178.5-178.6 (С=0) звеньев ААМПСК, 182.2 (С=0) звеньев АА.

Учитывая высокую реакционную способность акриламида, его склонность к образованию сшитых структур, процесс проводили при низкой температуре 50° С. Результаты опытов по сополимеризации суммированы в Таблице 1.

Таблица 1 - Гетерофазная сополимеризация АА [Mi] с непредельными кислотами (акриловой, метакриловой и 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой) [М2]

№ Исходная реакционная смесь Сополимеры АА

[М2], мол. % [Mi+Ma], мае. % Растворитель Выход, % [тг], мол. % ст. см3/г (MSD)-10"3

Сополимеризация АА с АК (1)

1 20 20 2-пропанол 99.5 20.4 17 10

2 20 20 2-пропанол 98.8 20.1 25 19

3 20 30 2-пропанол 99.5 19.8 31 27

4 20 30 2-пропанол + этанол 99.8 20.1 40 39

5 32 30 2-пропанол + этанол 99.7 31.1 20 (41)

6 35 30 Этанол 96.9 34.7 32 (50)

Сополимеризация АА с МАК (II)

7 20 30 2-пропанол 99.9 19.0 25 19

8 20 30 2-пропанол + этанол 99.8 19.2 29 25

9 20 30 этанол 99.6 19.0 33 29

Сополимеризация АА с ААМПСК (III)

10 25 25 этанол 99.2 22.8 32 28

11 20 15 этанол 99.6 19.3 21 16

12 20 40 этанол 99.8 18.5 38 36

13 20 40 2-пропанол 99.8 19.1 25 19

14 20 50 2-пропанол 98.8 18.2 28 23

Условия сополимеризации: АИБН — 3.0 мае. %, №№ 1, 5, 6, 10 — 4.5 мае. % (Таблица 1). т2— содержание второго сомономера, [г|] — характеристическая вязкость, Мп и М$о — молекулярные массы, определенные методом вискозиметрии и седиментационно-диффузионного анализа соответственно.

Молекулярные массы карбоксил- и сульфосодержащих сополимеров АА регулировали варьированием концентрации сомономеров в исходной смеси, опыты (№ 2 и 3, 11 и 12, 13 и 14), концентрации инициатора, опыты (№ 1, 2) и использованием агента переноса цепи - 2-пропанола, известного регулятора ММ поли-АА (опыты № 3 и 5, 7 и 8). Значения средневязкостных ММ (Мп) сополимеров (I) — (III) (Таблица 1) с тг =

18.2-22.8 мол. % составили (10—39)-103, за исключением сополимеров 1-5, 1-6, для которых ММ, определенные методом седиментационно-диффузионного анализа (Мво), оказались равными 41-Ю3 и 50-Ю3 соответственно.

Определение относительных активностей АА и непредельных кислот в исследованном процессе сополимеризации не могло быть достаточно корректным, поскольку процесс протекал в гетерофазных условиях. Однако в литературе имеются данные, указывающие, что при гетерофазной сополимеризации в ацетоне АА существенно более активен, чем АК. Поскольку для пары мономеров АА-МАК подобные исследования не проводились, то в данной работе были определены составы полученных сополимеров II (Таблица 1) в зависимости от составов исходных смесей мономеров при сополимеризации в ацетоне при низких степенях конверсии (К < 6.7 %).

Таблица 2 - Зависимость состава сополимеров АА [М^ — МАК [М2] при гетерофазной сополимеризации от состава исходной смеси мономеров__

Соотношение мономеров Конверсия, % Состав сополимеров (II)

[М1ММ2], мол. % [т2], мол. %

90:10 6.5 20.2

80:20 4.9 37.4

70:30 6.6 46.7

60:40 2.6 56.8

30:70 4.6 89.3

Условия: [М,+М2] — 10 мае. %, [АИБН] — 1 мае. %, растворитель — ацетон.

На основании данных о более высоком содержании звеньев МАК в сополимере, по сравнению с концентрацией этого сомономера в реакционной смеси установлено, что в выбранных условиях МАК является более активным мономером, чем АА (Таблица 2). По-видимому, сополимеры I и II различаются не только по содержанию второго мономера, но и по характеру распределения -СООН групп по цепи. В случае сополимеров АА-МАК существует более высокая вероятность формирования микроблочной структуры, чем при образовании сополимеров АА-АК. Эта особенность может сказаться на комплексообразующей способности сополимеров по отношению к катионным ЛВ. Описанные в этом разделе анионные сополимеры АА были использованы для модификации антибиотиков-аминогликозидов и противовирусного препарата арбидол по механизму комплексообразования (см. раздел 2.2).

2.1.2 Сополимеры АА, содержащие первичные аминогруппы

Для получения полимеров с полифункциональной биологической активностью, перспективных для использования в качестве полимерных носителей антибиотиков тетрациклинового ряда, впервые синтезированы катионные сополимеры АА с 2-аминоэтилметакрилатом, содержащие первичные аминогруппы. В структуру таких сополимеров можно вводить лекарственные вещества, содержащие карбонильные группы. Подобные сополимеры АА в литературе ранее не были описаны. Синтез проводили в несколько стадий. Мономер гидрохлорид 2-аминоэтилметакрилата (ГХ 2-АЭМ) (IV) синтезировали в соответствии со схемой:

083 о

KJJ_ch._CH._OH на Н^С-СОС] С ||

н^ снг-сн; он но—сц.-сн.-м^а -- ^с=с—с—о—с^-сн,—м^а

"НС1 ¿к.

СНз

На промежуточном этапе методом радикальной сополимеризации в этаноле (инициатор - АИБН) получали сополимеры АА с гидрохлоридом 2-аминоэтилметакрилата (V), которые затем анионообменным способом количественно переводили в сополимеры акриламида с 2-аминоэтилметакрилатом (VI):

СНз анионит ЭДЭ 10 П сн3

Х-снг-сн-^сн2-Н- Н Ф РМ6 . _рсн2_сн-1[_[сн2-с4-

1н2 О мн2 ¿ч

¡сн2)2-мн3*сГ (сн2)2-мн2

V VI

Строение синтезированных катионных сополимеров V подтверждали методом ИК-, и ЯМР-спектроскопии. ИК спектр сополимеров v, см"1: 1722 (С=0 сложного эфира), 2800—2500 (Ш2НС1). В спектре ЯМР 1Н наблюдаются сигналы с б, м. д.: 0.97-1.33 (СНз) звеньев ГХ 2-АЭМ, 1.47-1.93 (СН2) основной цепи, 2.06-2.54 (СН), 3.29-3.50 (СН2Ы) и 4.15-4.47 (СН20) звеньев ГХ 2-АЭМ. В спектре ЯМР 13С наблюдаются сигналы с б, м. д.: 16.5-22.4 (СН3), 33-38 (СН2) звеньев АА, 37.5-43 (СН), 41.5-45.6 (СН2), 38 (СН21Ч), 62 (ОСН2) звеньев ГХ 2-АЭМ.

Данные по сополимеризации АА с ГХ 2-АЭМ представлены в Таблице 3.

Таблица 3 - Сополимеризация АА с ГХ 2-АЭМ при 50° С___

№ Исходная смесь мономеров Сополимеры АА—2-АЭМНС1 (V)

[М2], мол. % [М,+М2], мае. % Выход, % т2, мол. % [Г|], см^/г Мп- Ю"*, (Мы)- ю*1

1 20 10 89.2 18.7 24 18

2 20 15 91.0 21.2 34 30.5

3 25 20 99.8 20.2 40 39

4 20 20 99.7 20.7 15 9

5 25 20 90.9 21.3 24 18

6 30 20 98.0 23.7 34 (33)

7 35 20 93.8 34.6 36 (39)

Условия сополимеризации: АИБН — 4.5 мае. %; № 1-3 (растворитель - этанол); N8 4-7 (растворитель - 2-пропанол).

Из данных Таблицы 3 следует, что сополимеры АА с ГХ 2-АЭМ образуются с высокими (90-99 %) выходами и имеют, за исключением сополимера (7), близкий состав, который устанавливали по данным анализа на содержание С1. Значения М„ сополимеров (1-5) составляют (9-39)Ю3, Мэо сополимеров (6, 7) — (33-39) 103 (определено в 0.5 М водном растворе №С1).

На основе синтезированных катионных сополимеров (VI) был получен полимерный кетимин доксициклина (см. раздел.3.4.2).

2.1.3 Сополимеры Ы-(2-гидроксипропил)метакриламида (ГПМА) с 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой (ААМПСК)

В качестве перспективных носителей ряда ЛВ могут рассматриваться сополимеры Ы-(2-гидроксипропил)метакриламида (ГПМА) с 2-акриламидо-2-

метилпропансульфокислотой (ААМПСК), поскольку взаимодействие низкомолекулярных ЛВ с ними может быть осуществлено как по -ОН группам звеньев ГПМА, так и по -S03H группам звеньев ААМПСК. Синтез таких сополимеров впервые проведен в настоящей работе.

Ы-(2-гидроксипропил)метакриламид (ГПМА) (VII) синтезировали с выходом 46 % в соответствии со схемой:

-5 "С

h3c-ch-ch2-nh2 + н2с=с-сос,

h3¿ ¿h

• h2c=¿— с— nh—си,—сн—с

а М

VII (ГПМА)

Сополимеризацию ГПМА с ААМПСК проводили в 2-пропаноле при концентрации АИБН 4.5 мае. % в присутствии 0.2 мае. % переносчика цепи p-меркаптоэтанола для снижения ММ образующихся сополимеров (VIII), Таблица 4.

сн.

-£сн2-С J-рсн2—сн-1—

ml С=0

I

NH

Н,([

I

НЭС—СН

т2 С=0

I

NH

Н3С—С—сн3

Н2С

он

so3H

VIII

Строение синтезированных сополимеров VIII подтверждено методом ЯМР-спектроскопии. В спектре ЯМР 1Н сополимеров наблюдаются сигналы с 5, м. д.: 1.0 (СН3-), 1.1—1.9 (-СН2- и -СНг-СН- основной цепи), 2.62—2.64 (-СН- при -С=0), 2.78—2.92 (-СНг- при -SO3H), 3.68 (-CHz- при -NH-), 4.9 (-ОН), 7.0—8.0 (-NH-).

Таблица 4 - Радикальная сополимеризация ГПМА с ААМПСК при 60° С

№ Реакционная смесь Сополимер ГПМА-ААМПСК (VIII)

[М2], мол. [М1+М2], мае. Выход, гп2, мол. % [q], cm'Vr щ-ю ,

% % % (Mso)-Ю"3

1 20 10 83.0 22.9 11 30

2 20 15 84.4 22.2 12 34

3 25 40 87.2 24.0 12 (26)

4 30 10 82.4 28.2 6 (6)

Mso определено в 0.1 н KCl.

Сополимеры ГПМА с ААМПСК (VIII) с М„ = (6-34)-103, содержащие 22.2-28.2 мол. % -SO3H групп, получены с высокими выходами (82.4-87.2 %). Наряду с сополимерами (VIII) были синтезированы образцы поли-ГПМА, Мп = (38 и 27.5)-103. Полимеризацию

ГПМА проводили при 65° С в 2-пропаноле, при содержании АИБН 4.5 мае. % в присутствии л-нитрофенола, поскольку по литературным данным наличие последнего в исходной реакционной смеси при сополимеризации ГПМА сопровождается образованием низкомолекулярных полимеров.

2.2 Сополимеры АА и ГПМА с антимикробной активностью 2.2.1 Полимерные комплексы антибиотиков — аминогликозидов

Для снижения токсичности некоторых антибиотиков эффективно применяются способы их комплексообразования с водорастворимыми реакционноспособными полимерами. В настоящей работе синтезированные сульфо- и карбоксилсодержащие полимеры на основе АА и ГПМА впервые предложено использовать для снижения токсичности антибиотиков-аминогликозидов, содержащих 4-6 ЫНг-групп. Комплексообразование сополимеров с антибиотиками проводили в HjO при массовом соотношении антибиотик/сополимер, равном 1-5+7. На основании данных потенциометрического титрования показано, что комплексообразующая способность антибиотиков разного строения по отношению к сополимеру АА-АК уменьшается в ряду: амикацин > канамицин > гентамицин > неомицин. Амикацин образует наиболее стабильный полимерный комплекс. Независимо от строения антибиотика, увеличение содержания в сополимере заряженных групп приводит к росту значений предельных ёмкостей связывания (QnpeÄ), что подтверждает электростатический характер связывания. Показатели Опред карбоксилсодержащих сополимеров в 2.5-3 раза больше по сравнению с Огред сульфосодержащих сополимеров близкого состава. В последнем случае это обусловлено стерическими препятствиями, создаваемыми двумя метильными группами, расположенными вблизи сульфогрупп и затрудняющими подход антибиотика к реакционному центру.

Низкая комплексообразующая способность сополимера ГПМА-ААМПСК (/Ип= 34-Ю3) по отношению к антибиотикам-аминогликозидам (гентамицину, неомицину, канамицину) подтверждена методом поляризованной люминесценции в 0.01 н растворе HCl, т.е. когда аминогруппы антибиотика переведены в ионизированное состояние. В результате комплексообразования уменьшается амплитуда высокочастотных крутильных колебаний люминесцентной метки (N-метакриламидометилантрацен), связанной с макромолекулами полимера (параметр 1/Ро'), с 8.67 до 7.84; 7.71; 7.44 в присутствии гентамицина, неомицина и канамицина соответственно. Этот эффект более выражен для канамицина. В его присутствии обнаружено наименьшее значение параметра 1/р0" и отмечается наибольшее увеличение внутримолекулярной заторможенности макромолекул полимера-носителя (уменьшение времён релаксации tw с 27 до 23 не). Слабое взаимодействие неомицина, гентамицина и канамицина с сополимером ГПМА-ААМПСК обусловлено одноточечными кратковременными контактами антибиотика с сополимером и отсутствием взаимодействий между антибиотиком и удалёнными по цепи сульфосодержащими звеньями сополимера.

Методом равновесного диализа изучено комплексообразование гентамицина с сополимерами АА-МАК и АА-АК близкого состава и одинаковыми ММ (Мп = 19-Ю3). Установлено, что наибольшими степенями связывания (q) в Н20 характеризовался более стабильный комплекс на основе сополимера АА-МАК с повышенной плотностью заряженных групп на цепи сополимера (значение q = 75.5 %), в сравнении с 54.2 % для сополимера АА-АК. Увеличение ионной силы раствора приводило к уменьшению величины связывания и значений q до 37-50 % (в 0.15 М растворе NaCI), что указывает на преобладающий электростатический характер взаимодействия.

Исследования растворов полимерных комплексов равных концентраций в воде и в 3 М растворе мочевины, разрушающей водородные связи методом вискозиметрии показали, что полученные полимерные ионные комплексы аминогликозидов стабилизированы водородными связями.

Высокую стабильность комплекса сополимера АА-МАК (Мп = 19-103) с антибиотиком канамицином подтверждают данные, полученные методом молекулярной гидродинамики и оптики в 1 М водном растворе №N03 с высокой ионной силой (Таблица 5).

Таблица 5 - Молекулярные характеристики сополимера АА-МАК и его комплекса в 1 М ЫаЫОз____

№ образца [Г|], CMJ/r So, Св D0-10"', см^/с MSD- 10j Mwl О-1 Rhd, нм

Сополимер АА-МАК 26 3.3 4.9 66 65 4.5

Комплекс 27 2.1 2.8 80 87 7.4

S0 и D„ — коэффициенты седиментации и диффузии соответственно, Mw — молекулярная масса, определенная методом светорассеяния, RM — гидродинамический радиус

Из данных Таблицы 5 следует, что значения Msd и Mw для сополимера АА-МАК близки между собой, а в случае полимерного комплекса эти характеристики в 1.2-1.3 раза выше. Гидродинамический радиус макромолекул комплекса, полученный по измерениям коэффициента диффузии методом изотермической поступательной диффузии Rhd, заметно (в 1.6 раза) превышает значение Rm макромолекул сополимера АА-МАК. Увеличение значений Msd, Mw и Rm, полученных для комплексов, подтверждает факт их образования.

Все исследованные полимерные комплексы в 4-4.5 раза менее токсичны in vitro, чем немодифицированные антибиотики. Полимерные комплексы сохраняют высокий уровень антимикробной активности, присущий немодифицированному антибиотику, несмотря на его невысокое (15-20 мае. %) содержание в комплексе. Стабильный комплекс сополимера АА-МАК+амикацин проявляет наименьшую антибактериальную активность. Особо следует отметить, что этот комплекс менее токсичен, чем исходный сополимер. При образовании прочного комплекса переход молекул амикацина на бактериальную клетку затруднен. Цитотоксичность комплекса (АА-МАК + амикацин) оказалась незначительной. Установленная непосредственная зависимость биоспецифической активности полимерного комплекса биологически активного вещества от его стабильности открывает возможность регулирования антибактериальной активности полимерных комплексов ионогенных антимикробных веществ и их токсичности путём изменения содержания -СООН групп и их распределения по цепи сополимера.

2.2.2 Углеволокнистые материалы с пролонгированной антимикробной активностью, содержащие полимерные комплексы антибиотиков-аминогликозидов

Биосовместимые волокнистые углеродные материалы с высокой сорбционной способностью используются в медицине в качестве гемосорбентов. Впервые для придания фосфорсодержащим волокнистым углеродным материалам (полученным в Институте общей и неорганической химии НАН Беларуси) антимикробной активности

предложено проводить модификацию таких углеродных материалов путем сорбции на них полимерных комплексов антибиотиков-аминогликозидов.

Сорбцию на углеродных тканях, содержащих поверхностные фосфатные группы, проводили из 3 % растворов ряда полимерных комплексов при 23° С в течение 48-72 ч. Привес ткани составил 4-8 мае. %. Содержание антибиотиков в полученных полимерно-композиционных волокнистых материалах (ПКВМ) составило 2.3-2.9 мае. %. Степень сорбции свободного гентамицина на углеродные ткани с поверхностными фосфатными группами а Н20 достигала предельного значения (14.5 %) за 3 ч, а гентамицина в составе комплекса на основе сополимера ГПМА-ААМПСК осуществлялось медленнее: на 38.7 % - за 24 ч, на 41.9 % - за 48 ч и на 51.6 % - за 72 ч. Полученные результаты по кинетике сорбции и высокие привесы ткани после иммобилизации позволяют говорить, что на фосфоруглеродные ткани (ФУТ) сорбируется именно полимерный комппекс, который закрепляется в структуре волокна как посредством межмолекулярных сил, обеспечивающих механическую адгезию, так и посредством ионных связей. Наличие взаимодействия между полимерным комплексом и материалом-подложкой подтверждено методами ИК-спектроскопии и дифференциально-термического анализа. В ИК-спекгре полученных ПКВМ наблюдается значительное понижение интенсивностей всех характеристических полос поглощения, в частности, в области 2500—4000 см"1. Вместо полосы поглощения валентных колебаний NH при 3200 см"1 появляется широкое плечо в области 3200— 3300 см"1, вторая полоса поглощения валентных колебаний NH при 3350 см"1 исчезает. Изменяется характер поглощения в спектре продукта иммобилизации и в области 2800—3000 см"1, вместо полосы поглощения при 2934 см"1 появляется интегральная полоса поглощения с максимумом при 2920 см"1.

Дифференциально-термический анализ (ДТА) был проведен как для подтверждения наличия взаимодействия полимерных комплексов с подложкой, так и для выбора способа стерилизации полученных материалов. Данные ДТА всех полученных ПКВМ отличается во всём диапазоне исследованных температур от аналогичных свойств кривых ДТА углеродных волокон, при этом в области температур нагрева 120-200° С наблюдается широкий экзотермический эффект при весьма незначительной потере массы, не характерный для немодифицированных тканей и свидетельствуют о невозможности проведения термической стерилизации.

Исследование десорбции гентамицина в Н20 с ФУТ (в солевой форме) показало полную его десорбцию (13.8 %) за 6 ч, а десорбцию гентамицина из ПКВМ за 3 ч - на 11.6 %, за 24 ч - на 17.8 %, за 96 ч - 21.1 %, что позволяет говорить о получении ПКВМ с пролонгированной антимикробной активностью. Все полученные ПКВМ нетоксичны in vitro, обладают антибактериальной активностью и перспективны для использования в качестве дренажей, перевязочных средств, стерилизующих имплантатов в хирургии.

2.2.3 Полимерные эфиры антибиотика цефуроксима на основе поли-ГПМА

Для пролонгирования биоспецифической активности антибиотиков, в частности, цефуроксима, впервые предложено для их модификации использовать полимеры с собственной биоактивностью. С этой целью реакциями в цепях на основе поли-М-(2-гидроксипропил)метакриламида (поли-ГПМА) получены полимерные сложные эфиры указанного антибиотика (конъюгаты). Взаимодействие поли-ГПМА (IX) с цефуроксимом (X) проводили в диметилформамиде (ДМФА) при 0-5° С в присутствии конденсирующего агента М,1М'-дициклогексилкарбодиимида (ДЦК). В качестве

побочного продукта из реакционной смеси в виде осадка выделялась дициклогексилмочевина (ДЦМ):

сн3 сн3

_ ^ -^-сн2—

О-

N=¿-/

н3со

V

¿=0

-jjofe-С-^-

nh

I

сн.

-дцм

I

nh

сн2 н,с—сн

о

:н2

ч

I

н3с—сн 1н

о

N=C—éf

I

nh

н3сс/ L I '

о, н,с—сн

Ч i.

цефуроксим X поли-ГПМА IX

н2с—о—с—nh2 о

XI

Полимерные эфиры цефуроксима (XI-1) и (XI-2) получены с выходом 34.7 % и 46.0 %, после диализа содержали, по данным УФ-спектроскопии, 19.5 и 16.6 мае. % связанного антибиотика. В ИК-слектре полимерных эфиров наблюдались полосы поглощения валентных колебаний (С=0) Р-лактамного кольца в области 1760 см"1, валентных колебаний (С=0) сложноэфирной группы в области 1720 см"1. Однородность продуктов (XI) подтверждали методом гель-фильтрации.

Синтезированные полимерные сложные эфиры (XI) обладали низкой антибактериальной активностью: минимальная подавляющая концентрация (МПК) в отношении Staph, aureus равнялась 250 мкг/мл, Поскольку значение МПК может возрасти in vivo в результате гидролиза полимерных продуктов, то в связи с этим была изучена гидролитическая стабильность полимерного эфира цефуроксима в модельной среде: физиологический раствор, температура 37° С. Обнаруженные при этом высокие скорости гидролиза полимерного эфира (XI-1): за 12 ч - на 23.2 %, за 24 ч - на 45.8 % и за 30 ч - на 53.2 % свидетельствуют о возможности пролонгирования антимикробного действия цефуроксима и позволяют предположить, что при внутривенном введении носитель - поли-ГПМА сохранит свои высокие гемодинамические свойства.

2.3 Сульфосодержащие гомо- и сополимеры с противовирусной активностью 2.3.1 Водорастворимые полимерные комплексы арбидола

Арбидол является эффективным противовирусным средством, индуктором интерферона, иммуностимулятором. Недостатками препарата являются нерастворимость в воде и умеренная токсичность при парентеральном введении. В настоящей работе указанные недостатки арбидола были устранены в результате его комплексообразования с низкомолекулярными сополимерами АА с 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой (ААМПСК). Комплексообразование проводили в воде при 23° С при массовом соотношении сополимер/арбидол - 2.3-2.5/1. Водорастворимые полимерные комплексы (XII) имели следующий состав: mt = (80.9-76.6) мол. %, гпг = (7.6-9.8) мол. %, т3 = (11.5-13.6) мол. % и, поданным УФ-спектроскопии, содержали 26.4-32.1 мае. % арбидола (т3 - содержание арбидола).

Противовирусная активность различных вариантов полимерных комплексов оказалась примерно одинаковой (Д1одТИД5о > 2.0) и соизмеримой с активностью немодифицированного препарата в отношении модельного штамма вируса гриппа А, но их токсичность /л vitro я в 10 раз ниже (Таблица 6).

Полимерный комплекс XII (Таблица 6, № 1) обладал отчётливой противовирусной дозозависимой активностью не только в отношении вируса гриппа А и вируса простого герпеса, но и высокопатогенного штамма "птичьего" гриппа А, причём активность комплекса в отношении последнего оказалась существенно выше, чем у немодифицированного препарата.

Таблица 6 - Физико-химические и биологические свойства полимерных комплексов арбидола (АгЬ)_______

№ Сополимер Массовое соотнош. полимер: зрбидол при синтезе Полимерные комплексы (XII)

[S03H], мол. % Щ10"3 Выход % [т2], мол. % [т3], мол. % [АгЬ], мае. % 1С50, мкг/мл Вирус гриппа А, Д1одТИДбо'

1 19.1 19 2.5:1 78.8 7.3 11.8 28.1 470 ± 52 2.25

2 22.0 31 2.5:1 83.2 7.8 14.2 28.6 461 ± 45 2.0

3 22.8 28 2.5:1 83.6 7.0 15.8 26.4 435 + 31 2.2

4 22.8 28 2.3:1 87.9 9.3 13.5 32.1 475 ± 52 2.33

5 22.8 28 Контроль — полимер 17800± 3.41 0.25

6 Контроль — (арбидол) 100 48.7 ± 8.50 2.62

"Противовирусная активность (д1одТИД50) — представлена в десятичных логарифмах наибольшего разведения вируса, вызывающего реакцию гемаггпютинации эритроцитов человека и приведена в разнице указанного показателя между опытными и контрольными пробами (интактный вирус).

2.4 Полимеры с полифункциональной биологической активностью 2.4.1 Полимерные комплексы гентамицина с противовирусной и антибактериальной активностью

В работе впервые предложено получать полимеры с полифункциональной биологической активностью, используя в качестве носителя ЛВ полимер с собственной биоактивностью, в данном случае, поли-2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоту

(поли-ААМПСК) с Мэо = 38-Ю3, для которой была установлена выраженная противовирусная активность. В качестве ЛВ был использован антибиотик гентамицин с антимикробными свойствами.

2.4.2 Синтез полимерных кетиминовых производных антибиотика доксициклина с иммуносупрессорной и антибактериальной активностью

Интерес к доксициклину обусловлен наличием в его структуре фенольных фрагментов. По литературным данным, сополимеры Ы-винилпирролидона, содержащие в боковых цепях ковалентно присоединённые фенолсодержащие соединения (л-аминофенол, дофамин), обладают иммуностимулирующей активностью. Поэтому от полимерных производных доксициклина (конъюгатов) можно было ожидать проявления как антимикробной, так и иммуномодулирующей активности. Для получения кетиминового производного доксициклина в качестве носителя был специально синтезирован новый катионный сополимер АА с 2-аминоэтилметакрилатом (2-АЭМ).

XIII

Синтез кетимина доксициклина (XIII) проводили в водном растворе с рН 8.0 при 23° С в течение 4 ч при соотношении 23.2 мол. % МН2 групп сополимера на 13 мол. %

r1, r2 - сн3, н

Гентамицин

Образование комплексов (содержание антибиотика 15 мае. %) подтверждено методом потенциометрического титрования. Комплекс поли-ААМПСК+гентамицин показал хорошую подавляющую активность в отношении вирусов гриппа А и герпеса. Значения средних вирусингибирующих концентраций (ВИК50) составили 8.1 и 29.6 мкг/мл соответственно. Сополимер АА-ААМПСК, как и его комплекс с гентамицином, показали умеренную противовирусную активность. При этом по своей противомикробной активности {Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli) полимерные комплексы практически не уступали антибактериальному действию немодифицированного антибиотика. Учитывая низкую токсичность in vitro полученных биологически активных полимеров, они могут быть рекомендованы в качестве средства борьбы как с вирусными, так и бактериальными инфекциями.

антибиотика. Выход продукта составил 77.8 %. Содержание присоединённого антибиотика в продукте (XIII) после диализа в течение 15 ч по данным УФ-спектроскопии, составило 32. 7 мае. %. Образование кетиминного производного подтверждено данными ИК-спектроскопии. В спектре, полученном вычитанием ИК-спектра полимера-носителя из ИК-спектра продукта реакции, наблюдалась полоса поглощения при 1583 см"1 кетиминовой С=Ы связи. Однородность полученного продукта (XIII) исследована методами тонкослойной хроматографии и гель-фильтрации. Данные тонкослойной хроматографии полимерного конъюгата (XIII) показали отсутствие на пластине зоны свободного доксициклина гидрохлорида (Р^ = 11 мм). Гель-фильтрацию проводили на колонке с гелем Сефадекс С-50 (Рисунок 3).

2 I t Рисунок 3 - Выходная кривая элюции полимерного

- | > кетимина доксициклина (XIII).

' 'I

о ■ ¡i a iiiM-:;

D ЭО 20 30 40 50 SO 70 V.jvw

На выходной кривой элюции продукта из колонки обнаружен только один пик, соответствующих полимерному компоненту. Поскольку в полученном конъюгате отсутствовали примеси неприсоединённого антибиотика, то наличие полосы поглощения в УФ-спектре продукта реакции при Лмах = 273.9 нм в воде, а также её небольшой (на 3 нм) батохромный сдвиг также можно считать подтверждением образования конъюгата.

Полимерный кетимин (XIII) нетоксичен in vivo, значение LD50 составляет = 1200 мг/кг по сравнению со значениями LD50 сополимера = 300 мг/кг. Это, по-видимому, обусловлено экранированием -ЫНг групп полимера тетрацикпической системой антибиотика. Полимерное кетиминовое производное доксициклина при внутрибрюшинном введении с антигеном (эритроцитами барана) влияет на антителогенез, проявляя, зависящие от введённой дозы, выраженные свойства иммунодепрессора. Полимерный кетимин обладает заметной антимикробной активностью МПК Staph, aur. = 1.8 мкг/мл, Е. coli = 31.0 мкг/мл. Полученный полимерный конъюгат доксициклина может быть применим при операциях по пересадке органов и тканей, осложнённых бактериальной инфекцией.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ содержит описание методов синтеза и исследования свойств исходных низкомолекулярных сополимеров АА и ГПМА, получения на их основе водорастворимых полимеров с антимикробной, противовирусной и полифункциональной (антимикробной и противовирусной; антимикробной и иммунодепрессорной) биологической активностью.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны методы синтеза новых полимеров-носителей лекарственных веществ на основе низкомолекулярных сополимеров акриламида, содержащих -СООН, -S03H, и -NH2 группы, и сульфосодержащих сополимеров N-(2-гидроксипропил)метакриламида. Полимеры охарактеризованы по составу, молекулярным свойствам и токсичности.

2. Физико-химическими методами исследовано комплексообразование анионных сополимеров акриламида и Ы-(2-гидроксипропил)метакриламида с антибиотиками аминогликозидами в водных и водно-солевых растворах, определены факторы, влияющие на стабильность полимерных комплексов. Установлено, что токсичность и антимикробная активность образующихся полимерных комплексов зависят от их стабильности.

3. Показано, что иммобилизация полимерных комплексов аминогликозидов на фосфорсодержащие волокнистые углеродные материалы обеспечивает их пролонгированную антимикробную активность и нетоксичность.

4. На основе поли-М-(2-гидроксипропил)метакриламида впервые синтезированы и охарактеризованы по составу, строению, скорости гидролиза и антимикробной активности полимерные эфиры цефалоспоринового антибиотика цефуроксима.

5. Впервые получены комплексы поли-2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты с антибиотиком гентамицином, обладающие полифункциональной (противовирусной и антибактериальной) биологической активностью. Установлено, что комплексы проявляют существенно более низкую токсичность по сравнению с аналогичными свойствами как свободного антибиотика, так и полимера-носителя.

6. На основе сополимеров акриламида с 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой получены водорастворимые нетоксичные комплексы арбидола, обладающие широким спектром противовирусного действия.

7. На основе сополимеров акриламида с 2-аминоэтилметакрилатом получено полимерное новое кетиминовое производное лекарственного вещества - антибиотика доксициклина. Полимерный кетимин доксициклина нетоксичен и обладает полифункциональной (антимикробной и иммунодепрессорной) активностью.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи:

1. Соловский, М.В. Синтез и свойства низкомолекулярных сополимеров акриламида с 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой - потенциальных носителей биологически активных веществ / М.В. Соловский, М.Ю. Еропкин, Е.М. Еропкина, A.B. Слита, М.Ю. Смирнова, E.H. Власова, Е.Б. Тарабукина, А.И. Амирова // Журнал прикладной химии.—2007. — Т. 80. — Вып. 10. — С. 1674—1678.

2. Соловский, М.В. Синтез низкомолекулярных водорастворимых анионных сополимеров акриламида / М.В. Соловский, И.И. Гаврилова, М.Ю. Смирнова, Е.Л. Шульцева // Известия высших учебных заведений. Серия Химия и химическая технология. — 2008. — Т. 51. — Вып. 1. — С. 72—73.

3. Соловский, М.В. Синтез и иммобилизация гидрофильного полимерного производного гентамицина основания на волокнистых материалах / М.В. Соловский, В.И. Дубкова, Н.П. Крутько, Е.Ф. Панарин, М.Ю. Смирнова, М.Ю. Еропкин, Е.М. Еропкина, О.И. Маевская, H.A. Белясова // Вести HAH Беларуси, Сер. мед. наук. — 2009. — № 4. — С. 16—23.

4. Соловский, М.В. Антимикробная активность углеволокнистых тканей, модифицированных полимерным комплексом антибиотика гентамицина / М.В. Соловский, В.И. Дубкова, Н.П. Крутько, Е.Ф. Панарин, М.Ю. Смирнова, H.A. Белясова, О.И. Маевская // Прикладная биохимия и микробиология. — 2009. — Т. 45. — № 2. — С. 248—251.

5. Еропкин, М.Ю. Получение и биологическая активность комплексов сульфосодержащих полимерных анионов и гентамицина / М.Ю. Еропкин, М.В.

Соловский, О.М. Тихомирова, Т.С. Брязжикова, М.Ю. Смирнова, Е.М. Еропкина, Т.С. Смирнова U Экспериментальная и клиническая фармакология. — 2009. — Т. 72. — Na

5. — С. 38-42.

6. Еропкин, М.Ю. Синтез и биологическая активность водорастворимых полимерных комплексов арбидола / М.Ю. Еропкин, М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова, Е.Ф. Панарин, О.И. Киселев, Т.С. Брязжикова, Т.М. Гудкова II Химико-фармацевтический журнал. — 2009. — Т. 43. — № 10. — С. 27—31.

7. Соловский, М.В. Комплексы антибиотиков-аминогликозидов с сополимерами акриламида с акриловой и с метакриловой кислотами / М.В. Соловский, М.Ю. Еропкин, Е.М. Еропкина, М.Ю. Смирнова, И.И. Гаврилова // Химико-фармацевтический журнал.

— 2010. — Т. 44. — № 6. — С. 28—32.

8. Соловский, М.В. Синтез полимерных эфиров антибиотика цефуроксима / М.В. Соловский, М.С. Борисенко, М.Ю. Смирнова // Химико-фармацевтический журнал. — 2011,—Т. 45.— №10.—С. 14—16.

9. Соловский, М.В. Синтез низкомолекулярных сульфосодержащих сополимеров N-(2-гидроксипропил)метакриламида - носителей биологически активных веществ / М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова, А.И. Амирова, Е.Б. Тарабукина // Журнал прикладной химии. — 2012. — Т. 85. — Вып. 3. — С. 454—459.

10. Соловский, М.В. Синтез сополимеров акриламида с гидрохлоридом 2-аминоэтилметакрилата - носителей биологически активных веществ / М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова, Е.Б. Тарабукина, Н.В. Захарова // Журнал общей химии. — 2012. — Т. 82. — Вып. 10. — С. 1650—1655.

11. Дубкова, В.И. Полимерно-композиционные целлюлозные и углеволокнистые материалы с антимикробной активностью / В.И. Дубкова, М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова, Е.Ф. Панарин, Н.П. Крутько, О.И. Маевская, H.A. Белясова // Вести HAH Беларуси, Сер. мед. наук. — 2012. — № 3. — С. 97—103.

12. Solovskii, M.V. Complexation of anionic copolymers of acrylamide and N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide with aminoglycoside antibiotics / M.V. Solovskii, E.B. Tarabukina, A.I. Amirova, N.V. Zakharova, M.Y. Smirnova, I.I. Gavrilova // J. Phys. Chem. — 2014. —V. 88. — N 3. — P. 428—432.

Патенты:

13. Патент RU. Водорастворимые полимерные комплексы арбидола / М.Ю. Еропкин, М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова, Е.Ф. Панарин, О.И. Киселев, Т.С. Брязжикова, Т.М. Гудкова (РФ). — № 2394618; Заявл. 07.07.08; Опубл. 20.07.10, Бюл. № 20. — 13 с.

14. Патент RU, BY. Способ получения полимерно-композиционных волокнистых материалов с антимикробной активностью / В.И. Дубкова, М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова, Е.Ф. Панарин, Н.П. Крутько, H.A. Белясова, О.И. Маевская. — Na 2482883; Заявл. 12.03.12; Опубл. 27.05.13, Бюл. № 15. — 7 с.

Тезисы докладов:

15. Смирнова, М.Ю. Исследование комплексов антибиотиков-аминогликозидов с анионными сополимерами акриламида / М.Ю. Смирнова, М.В. Соловский // Труды международной научной конференции Измерительные и информационные технологии в охране здоровья "Метромед - 2007", 17-19 апреля 2007 г. — Санкт-Петербург, 2007.

— С. 197—198.

16. Смирнова, М.Ю. Низкомолекулярные анионные сополимеры акриламида как модификаторы свойств противотуберкулезных антибиотиков / М.Ю. Смирнова, А.И.

Амирова, И.И. Гаврилова, Е.Б. Тарабукина, Е.Л. Шульцева, М.В. Соловский // Тезисы докладов. Третья Санкт-Петербургская конференция молодых учёных с международным участием "Современные проблемы науки о полимерах", 17-19 апреля 2007 г. — Санкт-Петербург, 2007. — С. 314.

17. Смирнова, М.Ю. Синтез и исследование полимерных производных природных антибиотиков-аминогликозидов / М.Ю. Смирнова, М.В. Соловский, И.И. Гаврилова // Материалы II Международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии", 15—17 апреля 2008 г. —Астрахань, 2008. —С. 90—92.

18. Smirnova, M.Yu. Water-soluble polymeric complexes of the arbidol. / M.Yu. Smirnova, A.I. Amirova, M.V. Solovskij, E.B. Tarabukina, T.S. Bryazhikova, T.M. Gudkova, N.I. Konovalova, M.Yu. Eropkin // Book of abstracts. 5th Saint-Petersburg Young Scientists Conference "Modern problems of polymer science", October 19-22, 2009. — St. Petersburg, 2009. — P. 23.

19. Dubkova, V.I. New polymer-composite fibrous materials with antimicrobic properties /V.I. Dubkova, M.Yu. Smirnova, M.V. Solovskiy, N.P. Krut'ko, N.A. Belyasova, O.I. Maevskaya // Book of abstracts. International conference "Renewable wood and plant resources: chemistry, technology, pharmacology, medicine", 21—24 June, 2011. — Saint-Petersburg, 2011. — P. 48—49.

20. Amirova, A. Molecular and hydrodynamic properties of complexes formed by antibiotics with acrylamide and methacrylic acid copolymers / A. Amirova, M. Smirnova, A. Smirnov, E. Tarabukina, M. Solovskiy II Book of abstract of 14th IUPAC International symposium on macromolecular complexes MMC-14, 14—17 August, 2011. Helsinki, Finland, 2011. — P. 196.

21. Smirnova, M.Yu. Synthesis and investigation of polymer ketimine derivatives of doxicycline antibiotic / M.Yu. Smirnova, M.V. Solovskij, E.B. Tarabukina / Book of abstracts of "Baltic polymer symposium", 21—24 September, 2011. PSrnu, Estonia, 2011. — P. 70.

22. Смирнова, М.Ю. Водорастворимые сополимеры акриламида, содержащие первичные аминогруппы, — носители БАВ / М.Ю. Смирнова, М.В. Соловский // Материалы международной научно-практической конференции "XL неделя науки СПбГПУ". Часть XVI, 5 —10 декабря 2011 г. — Санкт-Петербург, 2011. — С. 33—35.

23. Захарова, Н.В. Молекулярные характеристики и межмолекулярные взаимодействия в растворах сополимеров акриламида с гидрохлоридом аминоэтилметакрилата / Н.В. Захарова, Е.Б. Тарабукина, М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова II Тезисы докладов. XVI Симпозиума по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул, 18—22 июня 2012 г. — Иваново, 2012. — С. 25.

24. Соловский, М.В Новые полимерно-композиционные волокнистые материалы с антимикробными свойствами I М.В. Соловский, В.И. Дубкова, М.Ю. Смирнова, Н.П. Крутько, Е.Ф. Панарин, О.И. Маевская, Н.А. Белясова // Тезисы докладов XXVI Международной научно-технической конференции "Реактив-2012", 2—4 октября 2012 г. — Минск, 2012.— С. 22.

25. Смирнова, М.Ю. Полимерные кетиминовые производные антибиотика доксициклина / М.Ю. Смирнова, М.В. Соловский // Мат. конф. "Политехнический фестиваль" для студентов и молодых учёных. 16—17 декабря 2012 г. — Санкт-Петербург, 2012. — С. 165.

26. Смирнова, М.Ю. Новые полимеры с полифункциональной (антимикробной и иммуносупрессорной) биологической активностью / М.Ю. Смирнова, М.В. Соловский // Тезисы докладов. I Всероссийская конференция по медицинской химии, 8—12 сентября 2013 г. — Москва, 2013. — С. 262.

27. Тарабукина, Е.Б. Физико-химические свойства и стабильность полимерных комплексов антибиотиков-аминогликозидов / Е.Б. Тарабукина, М.В. Соловский, В.Д. Паутов, М.Ю. Смирнова, Н.В. Захарова, А.И. Амирова, Т.Д. Ананьева, Р.Т. Иманбаев // Тезисы докладов. VI Всероссийской Каргинской конф. "Полимеры-2014", 27—31 января 2014 г. — Москва, 2014. — С. 540.

Подписано в печать 14.11.2014. Формат 60x84/16 Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ЗАО «КопиСервис». Печать ризографическая. Заказ N2 1/1114. П. л. 1.25. Уч.-изд. л. 1.25. Тираж 100 экз.

ЗАО «КопиСереис» Адрес: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 3. тел.: (812) 327 5098