Эффективность наночастиц магнетита, стабилизированных производным 3-гидроксипиридина и поливинилпирролидоном, в экспериментальной терапии острой кровопотери

Одним из условий биомедицинского использования наночастиц оксидов железа, в том числе магнетита, является их стабилизация в жидкой среде, причем покрывающие вещества во многом определяют фармакологическую активность и токсичность таких наночастиц. Получена наножидкость, которая содержит наночастицы магнетита, стабилизированные 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина сукцинатом (Мексидолом) и поливинилпирролидоном (ПВП). Ее антианемические свойства ранее не изучались.

Цель исследования — изучить влияние наночастиц магнетита, стабилизированных в жидкой среде Мексидолом и ПВП, на гематологические показатели лабораторных животных в норме и после острой кровопотери.

Материалы и методы. Эксперименты выполнены на 109 белых крысах-самцах. Жидкость, содержащую наночастицы магнетита, стабилизированные Мексидолом и ПВП, вводили интактным животным и крысам после кровопотери в дозе 1,35 мг Fe/кг массы тела. Ее эффекты сравнивали с действием традиционного препарата железа Феррум Лек — референс-препарата (1,25 мг Fe/кг). Определяли общее число эритроцитов, общий гемоглобин, гематокрит, эритроцитарные индексы и содержание ретикулоцитов в крови через 3 и 72 ч после введения наножидкости и референс-препарата.

Результаты. Наножидкость стимулирует эритропоэз у интактных животных, что характеризуется повышением общего числа эритроцитов, общего гемоглобина и гематокрита, которое, однако, не выходит за пределы нормы. При анемии, вызванной острой кровопотерей, наножидкость способствует восстановлению этих показателей и существенно увеличивает число ретикулоцитов в крови. В обоих случаях эффекты жидкости выражены сильнее, чем таковые при использовании препарата сравнения, что может быть связано с лучшей биодоступностью железа в наноформе и с применением Мексидола в качестве одного из стабилизирующих агентов.

Заключение. Наночастицы магнетита, стабилизированные в жидкой среде Мексидолом и ПВП, стимулируют эритропоэз в норме и при острой кровопотере, что усиливается присутствием в их составе сукцинатсодержащего производного 3-гидроксипиридина. Преимущество в эффективности, а также возможность использования в виде наножидкости открывают перспективы разработки новой лекарственной формы для коррекции анемических состояний на основе данных наночастиц.

1. McIntyre R.A. Common nano-materials and their use in real world applications. Sci Prog 2012; 95(Pt 1): 1–22, http://dx.doi.org/10.3184/003685012x13294715456431.
2. Никифоров В.Н. Биомедицинские применения маг­нит­ных наночастиц. Наука и технологии в промышленности 2011; 1: 90–99.
3. Urban C., Urban A.S., Charron H., Joshi A. Externally modulated theranostic nanoparticles. Transl Cancer Res 2013; 2(4): 292–308, http://dx.doi.org/10.3978/j.issn.2218-676X.2013.08.05.
4. Zhao X., Zhao H., Chen Z., Lan M. Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agent. J Nanosci Nanotechnol 2014; 14(1): 210–220, http://dx.doi.org/10.1166/jnn.2014.9192.
5. Laurent S., Saei A.A., Behzadi S., Panahifar A., Mahmoudi M. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles for delivery of therapeutic agents: opportunities and challenges. Expert Opin Drug Deliv 2014; 11(9): 1449–1470, http://dx.doi.org/10.1517/17425247.2014.924501.
6. Wang S.Y., Liu M.C., Kang K.A. Magnetic nanoparticles and thermally responsive polymer for targeted hyperthermia and sustained anti-cancer drug delivery. Adv Exp Med Biol 2013; 765: 315–321, http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4614-4989-8_44.
7. Rosner M.H., Auerbach M. Ferumoxytol for the treatment of iron deficiency. Expert Rev Hematol 2011; 4(4): 399–406, http://dx.doi.org/10.1586/ehm.11.31.
8. Yoon M., Tománek D.J. Equilibrium structure of ferrofluid aggregates. J Phys Condens Matter 2010; 22(45): 455105, http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/22/45/455105.
9. Liu J., Sun Z., Deng Y., Zou Y., Li C., Guo X., Xiong L., Gao Y., Li F., Zhao D. Highly water-dispersible biocompatible magnetite particles with low cytotoxicity stabilized by citrate groups. Angew Chem Int Ed Engl 2009; 48(32): 5875–5879, http://dx.doi.org/10.1002/anie.200901566.
10. Behrens S. Preparation of functional magnetic nanocomposites and hybrid materials: recent progress and future directions. Nanoscale 2011; 3: 877–892, http://dx.doi.org/10.1039/c0nr00634c.
11. Simberg D., Park J.H., Karmali P.P., Zhang W.M., Merkulov S., McCrae K., Bhatia S.N., Sailor M., Ruoslahti E. Differential proteomics analysis of the surface heterogeneity of dextran iron oxide nanoparticles and the implications for their in vivo clearance. Biomaterials 2009; 30(23–24): 3926–3933, http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.03.056.
12. Важничая Е.М., Мокляк Е.В., Мовчан Б.А., Кура­пов Ю.А., Забозлаев А.А. Способ получения биологически активной наножидкости на основе наночастиц оксида железа (ІІ, ІІІ) и производного 3-гидроксипиридина. Патент RU 2493857. 2012.
13. Доклінічні дослідження лікарських засобів. За ред. Стефанова О.В. Київ: Авіцена; 2001; 528 с.
14. Патон Б.Є., Мовчан Б.О., Курапов Ю.А., Яков­чук К.Ю. Спосіб одержання наночастинок системи метал-кисень із заданим складом електронно-променевим випаровуванням і конденсацією у вакуумі. Патент UA 92556. 2009.
15. Мексидол: инструкция, описание, http://health.mail.ru/drug/mexidol/.
16. Поливинилпирролидон низкомолекулярный медицинский 8000±2000. ФСП 42-0345-4367-03: РN002600/01-2003, http://www.sintvita.ru/docs/povidone8000.pdf.
17. Феррум Лек: инструкция, описание, http://it-apharm.ru/ferrum_lek.html.
18. Антонов В.С., Богомолова Н.В., Волков А.С. Автоматизация гематологического анализа. Справочник заведующего клинико-диагностической лабораторией 2010; 1, http://www.mcfr.ru/journals/41/256/17837/.
19. Методы клинических лабораторных исследований. Под ред. Камышникова В.С. М: МЕДпресс-информ; 2013; 736 с.
20. Giknis M.L.A., Clifford Ch.B. Clinical laboratory parameters for Crl:WI(Han). Charles River Laboratories 2008, http://www.criver.com/files/pdfs/rms/wistarhan/rm_rm_r_ wistar_han_clin_lab_parameters_08.aspx.
21. Мороз Б.Б., Дешевой Ю.Б., Сукоян Г.В., Воро­нина Т.А., Лырщикова A.В., Лебедев В.Г. Влияние Мексидола на пострадиационное восстановление крове­творной системы. Радиационная биология. Радиоэкология 2009; 49(1): 90–96.
22. Власенко Н.О., Важнича О.М. Вплив 2-етил-6-метил-3-оксипіридину сукцинату на регенераторну реакцію еритрону при гострій крововтраті. Фармацевтичний часопис 2013; 1(25): 181–185.
23. Погорелов В.М., Козинец Г.И., Ковалева Л.Г. Лабораторно-клиническая диагностика анемий. М: МИА; 2004; 173 с.
24. Патофизиология. Т. 2. Под ред. Новицкого В.В., Гольдберга Е.Д., Уразовой О.И. М: ГЭОТАР-Медиа; 2009; 640 с.
25. Румянцев А.Г., Морщакова Е.Ф., Павлов А.Д. Эритропоэтин в диагностике, профилактике и лечении анемий. М; 2003; 448 с.
26. Paulson R.F., Shi L., Wu D.C. Stress erythropoiesis: new signals and new stress progenitor cells. Curr Opin Hematol 2011; 18(3): 139–145, http://dx.doi.org/10.1097/MOH.0b013e32834521c8.
27. Карпикова Н.И., Петерюхина А.А. Применение препарата Мексидол для лечения больных с заболеваниями сосудов головного мозга. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2006; Прил. 1: 32–33.
28. Неогемодез: инструкция по применению и отзывы, https://health.mail.ru/drug/neohemodez.
29. Лукьянова Л.Д., Германова Э.Л., Цыбина Т.А., Чернобаева Г.Н. Энерготропное действие сукцинатсодержащих производных 3-оксипиридина. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2009; 147(10): 388–392.
30. Iron and heme metabolism, http://themedicalbiochemistrypage.org/heme-porphyrin.php.

Vazhnichaya Ye.M., Mokliak Ye.V., Zabozlaev A.A. Effectiveness of Magnetite Nanoparticles Stabilized by 3-hydroxypyridine Derivative and Polyvinyl Pyrrolidone in Experimental Therapy of Acute Blood Loss. Sovremennye tehnologii v medicine 2015; 7(2): 84, https://doi.org/10.17691/stm2015.7.2.11