Дипломная работа: Изучение обменных свойств мягких контактных линз по отношению к ципрофлоксацину
Второе поколение хинолонов представлено широким рядом производных (норфлоксацин, пефлоксацин, ципрофлоксацин и др.).
Представители второго поколения хинолонов – монофторированные производные:
R = H норфлоксацин (нолицин, норбактин); Ципрофлоксацин (ципробай,
R = CH3 пефлоксацин цифран, ципринол, ципролет)
Они появились на мировом фармацевтическом рынке в середине 80-х годов и
быстро завоевали признание как препараты с исключительно высоким уровнем
активности (в десятки и сотни раз превосходящей 
-лактамные
антибиотики) и широчайшим спектром антимикробного действия в отношении
грамположительных и грамотрицательных бактерий, сравнительно низкой
токсичностью, хорошей фармакокинетикой и практически полным отсутствием
резистентности [22]. Благодаря своим уникальным характеристикам фторхинолоны
сразу привлекли внимание ведущих фармацевтических фирм, которые в сжатые сроки
наладили промышленный выпуск серии (более 20 наименований) клинически наиболее
важных фторхинолонов. О бурном развитии научных исследований в этой области
можно судить по числу синтезированных веществ фторхинолонового ряда, которое
уже превысило отметку 10 000 [5]. «Золотым стандартом» хинолонов II поколения стал ципрофлоксацин,
который с большим успехом используется для лечения многих инфекций [6].
Следующее поколение хинолонов представлено молекулами спарфлоксацина, ломефлоксацина и темафлоксацина, содержащими два и три атома фтора.
Ломефлоксацин Спарфлоксацин Темафлоксацин [5]
(максаквин)
Дальнейшие модификации химической структуры привели к появлению соединений, активных и в отношении анаэробов. Однако многие из вновь разработанных препаратов не достигли пациентов или были быстро отозваны с рынка вследствие развития тяжелых нежелательных реакций [7]. Одним из новых препаратов, который стал успешно применяться, явился моксифлоксацин представитель IV поколения фторхинолонов.
Наиболее важными в молекуле фторхинолонов, отвечающими за их антимикробные свойства, являются группы, занимающие позиции 1, 7 и 8. Циклопропиловая группа в положении 1 обеспечивает активность против грамотрицательных микроорганизмов [6]. Присоединение дополнительного кольца в позиции 7 придает высокую активность по отношению к грамположительной микрофлоре, включая пневмококки.
Химическая структура моксифлоксацина:
1-Циклопропил-7[(S,S)-2,8-диаза-бицикло(4.3.0.)-8-ил]-6-фтор-1,4-дигидро-4-оксо-3-хинолкарбоновой кислоты гидрохлорид
Добавление в структуру молекулы метоксигруппы в положении 8 привело к повышению активности в отношении анаэробов без увеличения риска потенциальной фототоксичности.
Классификация фторхинолонов [6] представлена в таблице П.1.1..
2.4.1 Отличие фторхинолонов от других групп антибактериальных
агентов
Сравнение антибактериальной активности фторхинолонов с 
-лактамными (пенициллинами,
цефалоспоринами) и другими антибиотиками свело эти две совершенно разные по
своему происхождению группы антибактериальных агентов в рассмотрение в одни и
тех же книгах [8]. Следует подчеркнуть, однако, что фторхинолоны не имеют
отношения к биотехнологии и являются продуктами синтетическими. Это отличает их
от полусинтетических антибиотиков, отдельные фрагменты которых получают с
участием микроорганизмов [5].
Различен и механизм действия фторхинолонов. Соединения этого класса обладают способностью проникать через клеточные мембраны и селективно воздействовать на размножение бактерий путем ингибирования бактериальной ДНК-топоизомеразы II (ДНК-гиразы) – фермента, отвечающего за разрыв и восстановление суперскрученной спирали ДНК. Согласно современным представлениям, молекулы хинолона связываются с ДНК, образуя сложный комплекс из четырех молекул фторхинолона, двойной спирали ДНК- и ДНК-гиразы [6]. Образование такого комплекса происходит в тот момент, когда гираза осуществляет разрезание обеих цепей ДНК. Тем самым нарушается процесс размножения бактерий. Следует отметить, что механизм действия фторхинолонов принципиально отличается от механизмов действия других групп бактериальных препаратов: пенициллинов, цефалоспоринов, аминогликозидов, сульфамидов, что особенно важно для лечения инфекционных заболеваний, вызванных резистентными к этим препаратам штаммами бактерий [8].
2.4.2 Механизм действия фторхинолонов
Все фторхинолоны действуют бактерицидно благодаря ингибированию ферментов класса топоизомераз – ДНК-гиразы (топоизомеразы II) и топоизомеразы IV [16].
Эти ферменты выполняют строго определенные функции в процессе формирования пространственной структуры молекулы ДНК при ее репликации: ДНК-гираза катализирует расплетение (отрицательиую суперспирализацию) нитей ДНК, а топоизомераза IV участвует в разъединении (декатенации) ковалентно-замкнутых кольцевых молекул ДНК. Ингибированне этих ферментов нарушает процессы роста и деления бактериальной клетки, что приводит к ее гибели [23].
Основной мишеныо в грамположительных микроорганизмах преимущественно является топоизомераза IV, а в грамотрицательных – ДНК-гираза [6].
Механизмы резистентности
Развитие резистентности связано с мутациями в генах gyrA и gyrB (кодируют ДНК-гиразу), раrС (grlA) и _are (grlB) – кодируют топоизомеразу IV, а также в гене norА (кодирует мембранные белки, которые участвуют в активном выбросе – эффлюксе фторхинолонов из клетки). Высокий уровень резистентности возникает вследствие сочетания этих механизмов [7].
Мутации, возникающие в генах gyrA, gyrB, раrС и раrЕ, достаточно значительно влияют на активность фторхинолонов I, II, III поколений, а на активность моксифлоксацина – фторхинолона IV поколения – меньше. Например, мутации у S. Aureus в генах, кодирующих топоизомеразы, меньше снижают активность моксифлоксацина, чем ципрофлоксацина, офлоксацина, левофлоксацина, спарфлоксацина [8].
У Escherichia coli двойная мутация гена gyrA приводит к снижению IC150 норфлоксацниа, ципрофлоксацина и спарфлоксацина по сравнению с таковой у немутировавшего типа более чем в 500 раз, в то время как для моксифлоксацина этот показатель не превышает 12 раз [5].
Эффлюкс (мутация в гене nor А) значительно меньше влияет на активность гидрофобных препаратов, таких, как моксифлоксацин, по сравнению с таковой у гидрофильных препаратов, например у ципрофлоксацина.
При применении моксифлоксацина вероятность развития резистентности у грамположительных микроорганизмов, возможно, ниже, чем при применении других фторхинолонов, что связано с его высоким сродством как к топоизомеразе IV, так и к ДНК-гиразе [6].
2.4.3 Применение фторхинолонов и связанные с этим проблемы
Фторхинолоны хорошо сочетаются с пенициллинами и аминогликозидами. Допустимо совместное применение с макролидами и тетрациклинами, хотя может проявляться ослабление их действия [6].
Не рекомендуется назначать фторхинолоны с нестероидными противовоспалительными средствами и нельзя сочетать с метилксантинами – кофеином и, особенно, теофиллином, т.к. возможны судороги [8].
Из других побочных явлений – раздражающее воздействие на желудочно-кишечный тракт (при пероральном назначении). Возможно негативное влияние на печень, ЦНС, появление кожно-аллергических сыпей, но у небольшого количества пациентов [7]. В целом фторхинолоны малотоксичные соединения. Применяются при многих бактериальных инфекциях и в хирургической практике.
На сегодняшний день синтезировано достаточное количество фторхинолонов, таких как: ципрофлоксацин, эноксацин, норфлоксацин, офлоксацин, ломефлоксацин, флероксацин, перфлоксацин, энрофлоксацин и др. Зарубежные фирмы выпускают фторхинолоны специально для ветеринарии в форме премиксов и растворов с 5 и 10% содержанием АДВ [17].
Например, энрофлоксацин (энроксил) активен в отношении грамположительной и грамотрицательной микрофлоры, в т.ч. микоплазм. Препарат малотоксичен, LD50 для белых крыс 5000 мг/кг. Собаки переносят дозы в 40 раз превышающие терапевтические. После введения терапевтической дозы препарат циркулирует в организме в лечебных концентрациях уже через 0,5 ч, сохраняясь на этом уровне более 24 ч [9].
Назначают телятам, поросятам, цыплятам, плотоядным при инфекциях дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, мочевыводящих путей, кожи в форме инъекций (внутримышечно) и в форме порошка (с водой) в дозах 2,5-5 мг/кг, однократно. Выпускается в форме 5% растворов и 5% порошка [9].
В результате неправильного применения, увеличения лечебной дозы, а так же несоблюдения сроков ожидания, остаточные количества фторхинолонов могут попадать в молоко, мясо, яйца, предназначенные в пищу людям. Это является причиной развития дисбактериозов, пищевых аллергий, повышения устойчивости патогенных микроорганизмов [10]. Кроме того, наличие следовых количеств фторхинолонов в продуктах питания является причиной развития функциональных нарушений со стороны центральной нервной системы, особенно у детей, что проявляется судорогами, расстройствами слуха и зрения [9].
Согласно европейскому законодательству (Директива ЕС 2377/90) установлены максимально допустимые уровни фторхинолонов в продукции животного происхождения для 2-х соединений этой группы: энрофлоксацина и ципрофлоксацина [10].
Согласно Постановлению Минсельхозпрода РБ от 16.12.2005 г. № 78 об утверждении «Правил осуществления контроля за содержанием вредных веществ и их остатков в живых животных и продукции животного происхождения при экспорте их в страны Европейского Союза» энрофлоксацин включен в перечень фармакологических веществ, на который установлен максимально допустимый уровень остатков [10].
2.5 Методы определения ципрофлоксацина – антибиотика фторхинолонового ряда
2.5.1 Определение содержания ципрофлоксацина методом ВЭЖХ
Ципрофлоксацин методом ВЭЖХ определяют в таблетках и глазных каплях.
Данным методом можно определить 90 - 110% активного вещества от заявленного
количества. Разделение проводят на колонке SS 4,0 мм 
250 мм, C18 (L1)
в системе фосфорная кислота, доведенная до pH = 3 триэтиламином – вода – ацетонитрил при скорости потока
1,5 мл/мин. Детектирование - в УФ свете при длине волны 278 нм [11].
2.5.2 Определение ципрофлоксацина методом ТСХ
Разделение проводят на пластинках, покрытых слоем смеси силикагеля (0,25
мм). GF 254 (20 
20
см) в присутствии стандарта. Подвижная фаза: метиленхлорид : метанол : аммония
гидроксид : ацетонитрил в соотношении 4 : 4 : 2 : 1. детектирование проводится
в УФ свете при 254 и 366 нм. Основное пятно на хроматограмме испытуемого раствора
по величине Rf и интенсивности должно
соответствовать основному пятну на хроматограмме стандартного раствора [11].
2.5.3 Определение антибиотиков фторхинолонового ряда с помощью тест – систем RIDASCREEN Enro/Cipro
Тест-система RIDASCREEN Enro/Cipro предназначена для количественного определения ципрофлоксацина и энрофлоксацина в продуктах животного происхождения методом конкурентного иммуноферментного анализа.
| Вид продукта | Предел обнаружения | Извлекаемость, % |
| Молоко | 1 мкг/кг | 84% |
| Мясо | 10 мкг/кг | 87% |
| Рыба | 10 мкг/кг | 85% |
Чувствительность: данофлоксацин 80-85 %, норфлоксацин 12-15 % [10].
2.5.4 Определение содержания ципрофлоксацина спектрофотометрическим методом
Лекарственные вещества группы фторхинолонов имеют характерные УФ-спектры, что обусловлено наличием сложной сопряженной системы в их структуре. Ввиду высоких значений удельного показателя поглощения оптимальная концентрация испытуемого раствора составляет 5 мкг/мл. Метод УФ-спектрофотометрии можно применять для установления подлинности лекарственных средств группы фторхинолонов в виде субстанций и в лекарственной форме «таблетки».
Спектры получают в интервале длин волн от 200 до 450 нм. В качестве растворов сравнения можно использовать воду, 0,01 М HCl, 0,01 М раствор NaOH, 96% этанол [12].
Спектрофотометрическое определение ципрофлоксацина используется для
контроля его содержания в препаратах, в частности, в таблетках [13] и глазных
каплях [14]. Определение проводят при длине волны (275 
2) нм в кювете с толщиной
слоя 1 см, используя в качестве раствора сравнения 0,1 М раствор кислоты
хлористоводородной. Поглощение испытуемого раствора сравнивают с поглощением
стандартного раствора, приготовленного растворением точной навески
ципрофлоксацина в 0,1 М растворе соляной кислоты.
2.6 Общие сведения о контактных линзах
Контактные (т.е. надевание непосредственно на глазное яблоко под веки) линзы получили в последнее время большое распространение для улучшения зрения при близорукости, дальнозоркости, астигматизме. В разных странах ими пользуется от 2 до 10% населения [2]. Первые контактные линзы появились в начале 20-го века и были изготовлены из стекла, далее появились жесткие контактные линзы из полиметилметакрилата, в 60-е годы появились первые мягкие линзы из НЕМА, в 90-е - кислородопроницаемые жесткие линзы [15].
Основное отличие зрения в контактных линзах в отличие от очков состоит в отсутствии так называемого вертексного расстояния (т.е. расстояния между линзой и глазом), которое составляет для очков около 12 мм. Из этой причины вытекает ряд существенных последствий [19].
Во-первых, размер изображения на сетчатке при использовании контактных линз, в отличие от очков, не меняется, что делает возможным их применение при большой разнице в оптической силе обоих глаз. Во-вторых, отличается от очков требуемая для достижения оптической коррекции сила контактной линзы. Она меньше при использовании минусовых линз (при близорукости) и больше при использовании плюсовых линз (при дальнозоркости). Причем эта разница увеличивается с увеличением абсолютной величины линз. В-третьих, одним из преимуществ контактных линз является отсутствие ограничения поля взора из-за очковой оправы [21].
Прозрачная оболочка глаза - роговица (которую можно сравнить со стеклом в часах) является единственной частью человеческого тела, которая потребляет кислород из атмосферного воздуха, а не из крови [4].
Контактные линзы неизбежно приводят к ограничению доступа кислорода к роговице, а также к затруднению удаления продуктов обмена веществ и, как следствие, к изменению обмена веществ в ней. Компенсация этого явления проходит принципиально разными путями у мягких и жестких контактных линз [18]. У традиционных жестких линз, благодаря их меньшим размерам и большой подвижности происходит обмен слезной жидкости с растворенным в ней кислородом. У мягких контактных линз и жестких газопроницаемых линз основное значение имеет способность линзы пропускать через себя к глазу из атмосферы кислород и (в обратном направлении) продукты обмена [20].
