Dvojitě obalené pelety se semipermeabilním obalem z ethylcelulosy určené k detekci inhibitorů cholinesteras

Stáhnout PDF English version

Autoři: Jiří Zeman ¹; Sylvie Pavloková ¹; David Vetchý ¹; Vladimír Pitschmann ²
Působiště autorů: Department of Pharmaceutics, Faculty of Pharmacy University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Palackého 1946/1, 612 42 Brno, Czech Republic ¹; Oritest Ltd., Prague, Czech Republic Faculty of Biomedical Engineering, Czech Technical University in Prague, Kladno, Czech Republic ²
Vyšlo v časopise: Čes. slov. Farm., 2020; 69, 24-32
Kategorie: Původní článek

Souhrn

Nervově paralytické látky jsou v současné době často zneužívané při teroristických útocích nebo atentátech. V takových případech je potřeba jejich rychlé, přesné a snadné detekce přímo v terénu. To umožňují detekční trubičky, které obsahují jako náplň pelety s imobilizovanou cholinesterasou a detekční činidla. Princip jejich detekce je založen na vysoce citlivé enzymatické Ellmanově reakci, při které v nepřítomnosti inhibitorů cholinesteras dochází na peletách ke vzniku žluté barvy, naopak v jejich přítomnosti si nosič ponechává původní barvu. Rychlost reakce, její citlivost a zřetelnost barevného přechodu při detekci jsou pak stěžejními body výzkumu. V rámci experimentu byly připraveny pelety s dvojitým obalem, kde první obal obsahoval enzym butyrylcholinesterasu imobilizovanou v hypromelose a druhý obal byl tvořený ethylcelulosou a triethyl citrátem. Na základě vlastností těchto vzorků byly dále připraveny i šarže obsahující laktosu dispergovanou v ethylcelulosovém obalu, od které se očekával vliv na zvýšení permeability obalu, a tím i rychlosti detekce a intenzity zbarvení. U nosičů byla kromě vybraných fyzikálně-chemických vlastností hodnocena aktivita enzymu, jeho citlivost a intenzita barevného přechodu. Šarže vykazující nejlepší vlastnosti byly podrobeny 24měsíčnímu testu stability při třech různých teplotách a vlhkostech.

Klíčová slova:

ethylcelulosa – pelety – cholinesterasa – detekční trubička – nervově paralytická látka

Zdroje

1. Kaduszkiewicz H., Zimmermann T., Beck-Bornholdt H.-P., van den Bussche H. Cholinesterase inhibitors for patients with Alzheimer’s disease: systematic review of randomised clinical trials. BMJ 2005; 331, 321–327.

2. Berrih-Aknin S., Frenkian-Cuvelier M., Eymard B. Diagnostic and clinical classification of autoimmune myasthenia gravis. J. Autoimmun. 2014; 48, 143–148.

3. Pagano G., Rengo G., Pasqualetti G., Femminella G. D., Monzani F., Ferrara N., Tagliati M. Cholinesterase inhibitors for Parkinson’s disease: a systematic review and meta-analysis. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 2015; 86, 767–773.

4. Almasieh M., MacIntyre J. N., Pouliot M., Casanova C., Vaucher E., Kelly M. E. M., di Polo A. Acetylcholinesterase inhibition promotes retinal vasoprotection and increases ocular blood flow in experimental glaucoma. Investig. Opthalmology Vis. Sci. 2013; 54, 3171–3183.

5. Colović M. B., Krstić D. Z., Lazarević-Pašti T. D., Bondžić A. M., Vasić V. M. Acetylcholinesterase inhibitors: pharmacology and toxicology. Curr. Neuropharmacol. 2013; 11, 315–335.

6. Teixeira H., Proença P., Alvarenga M., Oliveira M., Marques E. P., Vieira D. N. Pesticide intoxications in the centre of Portugal: three years analysis. Forensic Sci. Int. 2004; 143, 199–204.

7. Chauhan S., Chauhan S., D’Cruz R., Faruqi S., Singh K. K., Varma S., Singh M., Karthik V. Chemical warfare agents. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2008; 26, 113–122.

8. Vale J. A., Marrs T. C., Maynard R. L. Novichok: a murderous nerve agent attack in the UK. Clin. Toxicol. 2018; 56, 1093–1097.

9. Petroianu G., Toomes L. M., Petroianu A., Bergler W., Rüfer R. Control of blood pressure, heart rate and haematocrit during high-dose intravenous paraoxon exposure in mini pigs. J. Appl. Toxicol. 1998; 18, 293–298.

10. Petroianu G. Organophosphate poisoning: the lesser-known face of a toxidrome. Eur. J. Emerg. Med. 2005; 12, 102–103.

11. Balali-Mood M., Balali-Mood K. Neurotoxic disorders of organophosphorus compounds and their managements. Arch. Iran. Med. 2008; 11, 65–89.

12. Lincová D., Farghali H. Základní a aplikovaná farmakologie. Praha: Galén 2007.

13. Bajgar J. Organophosphates/nerve agent poisoning: mechanism of action, diagnosis, prophylaxis, and treatment. Adv. Clin. Chem. 2004; 38, 151–216.

14. Zeman J., Vetchý D., Franc A., Pitschmann V. Methods of enzymes immobilization and their use for optical (colorimetric) detection of cholinesterase inhibitors. Chem. Listy 2018; 112, 434–439.

15. Ellman G. L., Courtney K. D., Andres V., Featherstone R. M. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochem. Pharmacol. 1961; 7, 88–95.

16. Oritest. Oritest Ltd.: http://www.oritest.cz/wp-content/uploads/2017/12/Tubes-CWA-brochure-2012.pdf, cited 26 September, 2019.

17. Zeman J., Vetchý D., Franc A., Pavloková S., Pitschmann V. Matějovský L. The development of a butyrylcholinesterase porous pellet for innovative detection of cholinesterase inhibitors. Eur. J. Pharm. Sci. 2017; 109, 548–555.

18. Zeman J., Vetchý D., Pavloková S., Franc A., Pitschmann V., Dominik M., Urbanová M., Šeděnková I. Tubes for detection of cholinesterase inhibitors – unique effects of Neusilin on the stability of butyrylcholinesterase-impregnated carriers. Enzyme Microb. Technol. 2019; 128, 26–33.

19. Vysloužil J., Vetchý D., Zeman J., Farsa O., Franc A., Gajdziok J., Vysloužil J., Ficeriová K., Kulich P., Kobliha Z., Pitschmann V. Pellet patented technology for fast and distinct visual detection of cholinesterase inhibitors in liquids. J. Pharm. Biomed. Anal. 2018; 161, 206–213.

20. Vetchý D., Leštinová H., Tušarová I. Methods of pharmaceutical technology in preparation of pellets for detection of acetylcholinesterase inhibitors. Čes. slov. Farm. 2012; 61, 234–239.

21. Pohanka M., Vlček V., Žďárová-Karasová J., Kuča K., Cabal J. Colorimetric detectors based on acetylcholinesterase and its construction. Vojen. Zdrav. Listy 2010; 79, 9–14.

22. Pitschmann V., Matějovský L., Vetchý D., Kobliha Z. Enzymatic determination of anticholinesterases using a composite carrier. Anal. Lett. 2016; 49, 2418–2426.

23. Gelman C, Kramer D. N. US3049411 (A) 1962.

24. Nisha S., Arun K. S., Gobi N. A review on methods, application and properties of immobilized enzyme. Chem. Sci. Rev. Lett. 2012; 1, 148–155.

25. Vetchý D., Pitschmann V., Vetchá M., Kašparovský T., Matějovský L. Preparation and evaluation of carriers for detection of cholinesterase inhibitors. Neuroendocrinol. Lett. 2015; 36, 95–99.

26. Vetchý D., Franc A., Gajdziok J., Vysloužil J., Pitschmann V., Matějovský L. CZ306803 (B6) 2017.

27. Kato T., Unno K., Goto A. Ethylcellulose microcapsules for selective drug delivery. Methods Enzymol. 1985; 112, 139–150.

28. Siepmann F., Siepmann J., Walther M., MacRae R. J., Bodmeier R. Polymer blends for controlled release coatings. J. Control. Release 2008; 125, 1–15.

29. WHO. Stability testing of active pharmaceutical ingredients and finished pharmaceutical products. WHO Tech. Rep. Ser. 2009; 87–130.

30. Sienkiewicz G., Pereira R., Rudnic E. M., Lausier J. M., Rhodes C. T. Spheronization of Theophylline-Avicel combinations using a fluidized-bed rotogranulation technique. Drug Dev. Ind. Pharm. 1997; 23, 173–182.

31. Lecomte F., Siepmann J., Walther M., MacRae R. J., Bod-meier R. Polymer blends used for the aqueous coating of solid dosage forms: importance of the type of plasticizer. J. Control. Release 2004; 99, 1–13.

32. Rekhi G. S., Jambhekar S. S. Ethylcellulose – a polymer review. Drug Dev. Ind. Pharm. 1995; 21, 61–77.

33. Mokrzycki W. S., Tatol M. Color difference Delta E – a survey. Mach. Graph. Vis. 2011; 20, 383–411.

34. Perera D. Y. Physical ageing of organic coatings. Prog. Org. Coatings 2003; 47, 61–76.

35. Heng P. W. S., Chan L. W., Ong K. T. Influence of storage conditions and type of plasticizers on ethylcellulose and acrylate films from aqueous dispersions. J. Pharm. Pharm. Sci. 2003; 7 (6), 334–344.

36. Rabišková M. Technological parameters of drug microforms, their importance and methods of their determination. Čes. slov. Farm. 1996; 45, 177–179.

37. Deasy P. B, Law M. F. L. Use of extrusion-spheronization to develop an improved oral dosage form of indomethacin. Int. J. Pharm. 1997; 148, 201–209.