RU2849628C1 - Method for obtaining osteogenic agent - Google Patents
Method for obtaining osteogenic agentInfo
- Publication number
- RU2849628C1 RU2849628C1 RU2025106864A RU2025106864A RU2849628C1 RU 2849628 C1 RU2849628 C1 RU 2849628C1 RU 2025106864 A RU2025106864 A RU 2025106864A RU 2025106864 A RU2025106864 A RU 2025106864A RU 2849628 C1 RU2849628 C1 RU 2849628C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- calcium chloride
- water
- acid
- solution
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к фармации и биомедицине, более конкретно к способу получения остеогенного средства, предназначенного для использования в травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, реконструктивно-восстановительной хирургии для профилактики и лечения повреждений и заболеваний костной ткани.The invention relates to pharmacy and biomedicine, more specifically to a method for producing an osteogenic agent intended for use in traumatology, orthopedics, maxillofacial surgery, reconstructive surgery for the prevention and treatment of bone tissue damage and diseases.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Усиление процессов регенерации и улучшение состояния костной ткани актуально при повреждениях (переломах, ранениях), заболеваниях костной ткани (остеопороз, остеомаляция, остеомиелит и др.), остеосинтезе и эндопротезировании костей. Вопросы стимуляции регенерации костного матрикса и активности мезенхимных стволовых клеток являются определяющими в лечении и профилактике костных патологий, так как кальций откладывается только в новый коллагеновый матрикс, синтезируемый остеобластами [1].Enhancing regenerative processes and improving bone tissue condition are important in cases of injuries (fractures, wounds), bone diseases (osteoporosis, osteomalacia, osteomyelitis, etc.), osteosynthesis, and bone arthroplasty. Stimulating bone matrix regeneration and mesenchymal stem cell activity are crucial in the treatment and prevention of bone pathologies, as calcium is deposited only in the new collagen matrix synthesized by osteoblasts [1].
Существующие в настоящее время остеогенные лекарственные препараты (бисфосфонаты, деносумаб, кальцитонин, морфогенетические белки кости) при всех их достоинствах, не удовлетворяют потребности как терапевтов, так и хирургов, в борьбе с повреждениями и заболеваниями костной ткани, решают узкие задачи, обладают рядом серьезных побочных эффектов (остеонекроз челюсти, скелетно-мышечные боли, атипичные переломы бедренной кости), часто нивелирующих пользу от специфической остеогенной активности [2], [3].The currently existing osteogenic drugs (bisphosphonates, denosumab, calcitonin, bone morphogenetic proteins), with all their advantages, do not meet the needs of both therapists and surgeons in the fight against damage and diseases of bone tissue, solve narrow problems, have a number of serious side effects (osteonecrosis of the jaw, musculoskeletal pain, atypical fractures of the femur), often leveling out the benefits of specific osteogenic activity [2], [3].
Как показали проведенные недавно исследования, перспективными являются "малые" молекулы с остеогенными свойствами, к которым также можно отнести хелидоновую кислоту и ее производные. Способность хелидоновой кислоты хелатировать жизненно-важные ионы металлов за счет координационных связей позволило синтезировать различные производные, включая кальция хелидонат [4], [5]. Экспериментально выявлена остеогенная активность хелидоната кальция на уровне мезенхимных стволовых клеток in vitro [5] и in vivo при пероральном введении [5], [6]. Описан способ получения кальция хелидоната из природного растительного сырья [6]. В то же время, ресурсные запасы природных источников кальция хелидоноата резко ограничены, технология выделения очень трудоемка и дорога.Recent studies have shown that small molecules with osteogenic properties, including chelidonic acid and its derivatives, hold promise. The ability of chelidonic acid to chelate vital metal ions through coordination bonds has allowed the synthesis of various derivatives, including calcium chelidonate [4], [5]. The osteogenic activity of calcium chelidonate has been experimentally demonstrated in mesenchymal stem cells in vitro [5] and in vivo following oral administration [5], [6]. A method for obtaining calcium chelidonate from natural plant sources has been described [6]. However, natural sources of calcium chelidonate are extremely limited, and the extraction technology is labor-intensive and expensive.
Описан также способ получения кальция хелидоната из синтезированной хелидоновой кислоты [7], который является прототипом предлагаемого изобретения. Известный способ заключается в следующем. К водному раствору хелидоновой кислоты, перекристаллизованной из горячей воды, добавляют раствор натрия гидроксида 10% до рН 7-8. Полученный раствор хелидоновой кислоты вносят в водный раствор кальция хлорида безводного и оставляют на 2 ч при 20-25°С, затем выдерживают 12 ч при 3-5°С. Полученный кальция хелидонат отфильтровывают, промывают водой и высушивают. Как указывают авторы, выход целевого продукта составляет порядка 100% от исходной массы хелидоновой кислоты. При этом не указаны технологические параметры полученного образца и не исследована цитотоксичность, которая возможна в силу получения кальция хелидоната из синтетического сырья и процесса перекристаллизации.A method for producing calcium chelidonate from synthesized chelidonic acid is also described [7], which is a prototype of the proposed invention. The known method is as follows. A 10% sodium hydroxide solution is added to an aqueous solution of chelidonic acid recrystallized from hot water to a pH of 7-8. The resulting chelidonic acid solution is added to an aqueous solution of anhydrous calcium chloride and left for 2 hours at 20-25°C, then kept for 12 hours at 3-5°C. The resulting calcium chelidonate is filtered, washed with water and dried. As indicated by the authors, the yield of the target product is approximately 100% of the initial mass of chelidonic acid. However, the technological parameters of the obtained sample are not specified and the cytotoxicity, which is possible due to the production of calcium chelidonate from synthetic raw materials and the recrystallization process, has not been studied.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Задачей настоящего изобретения является получение кальция хелидоната с его максимальным выходом, с улучшенными технологическими параметрами (равномерной кристалличностью) и низкой цитотоксичностью.The objective of the present invention is to obtain calcium chelidonate with its maximum yield, improved technological parameters (uniform crystallinity) and low cytotoxicity.
Указанная задача решается тем, что в способе получения остеогенного средства в виде кальция хелидоната, включающем растворение хелидоновой кислоты, синтезированной из диэтилоксалата и ацетона, при нагревании в дистиллированной воде при соотношении 1 г кислоты на 100 мл воды, добавление к полученному раствору 10%-ного раствора натрия гидроксида, растворение кальция хлорида безводного в дистиллированной воде, постепенное внесение раствора хелидоновой кислоты в водный раствор кальция хлорида, выдерживание полученной смеси при температуре 20-25°С до образования осадка, затем - в течение 12 часов при температуре 3-4°С, отфильтровывание полученных кристаллов, их промывку водой и высушивание, согласно настоящему изобретению используют хелидоновую кислоту, не подвергнутую перекристаллизаци после её синтеза, раствор натрия гидроксида добавляют до достижения pH 5-6, кальция хлорид растворяют в воде при соотношении 1 г кальция хлорида на 75 мл воды, а весовое соотношение хелидоновой кислоты и кальция хлорида составляет 1:3.The said problem is solved in that in the method for producing an osteogenic agent in the form of calcium chelidonate, which includes dissolving chelidonic acid synthesized from diethyl oxalate and acetone by heating in distilled water at a ratio of 1 g of acid per 100 ml of water, adding a 10% sodium hydroxide solution to the resulting solution, dissolving anhydrous calcium chloride in distilled water, gradually adding the chelidonic acid solution to an aqueous solution of calcium chloride, maintaining the resulting mixture at a temperature of 20-25 ° C until a precipitate forms, then for 12 hours at a temperature of 3-4 ° C, filtering off the resulting crystals, washing them with water and drying, according to the present invention, chelidonic acid is used that has not been recrystallized after its synthesis, a sodium hydroxide solution is added until a pH of 5-6 is reached, calcium chloride is dissolved in water at a ratio of 1 g calcium chloride per 75 ml of water, and the weight ratio of chelidonic acid and calcium chloride is 1:3.
Кроме того, полученную смесь выдерживают при температуре 20-25°С преимущественно в течение 30 минут.In addition, the resulting mixture is kept at a temperature of 20-25°C for mainly 30 minutes.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фиг. 1 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 1.Fig. 1 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 1.
Фиг. 2 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 2.Fig. 2 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 2.
Фиг. 3 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 3.Fig. 3 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 3.
Фиг. 4 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 4.Fig. 4 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 4.
Фиг. 5 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 5.Fig. 5 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 5.
Фиг. 6 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 6.Fig. 6 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 6.
Фиг. 7 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 9.Fig. 7 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 9.
Фиг. 8 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного по примеру 10.Fig. 8 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained according to Example 10.
Фиг. 9 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного из хелидоновой кислоты, не подвергнутой перекристаллизации после её синтеза согласно настоящему изобретению.Fig. 9 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained from chelidonic acid that has not been recrystallized after its synthesis according to the present invention.
Фиг. 10 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного из хелидоновой кислоты, подвергнутой перекристаллизации из воды после её синтеза.Fig. 10 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained from chelidonic acid recrystallized from water after its synthesis.
Фиг. 11 - внешний вид образца кальция хелидоната, полученного из хелидоновой кислоты, подвергнутой перекристаллизации из этанола после её синтеза/Fig. 11 - appearance of a sample of calcium chelidonate obtained from chelidonic acid recrystallized from ethanol after its synthesis/
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Для обоснования предложенного способа получения кристаллического кальция хелидоната варьировали ряд параметров: соотношение хелидоновой кислоты и кальция хлорида по массе, объем воды для приготовления раствора кальция хлорида, рН раствора хелидоновой кислоты, время кристаллизации. В эксперименте использовали синтетическую хелидоновую кислоту (CAS: 6003-94-7, Acros Organics) с содержанием 96% и кальция хлорид безводный марки чда.To validate the proposed method for producing crystalline calcium chelidonate, several parameters were varied: the ratio of chelidonic acid to calcium chloride by weight, the volume of water used to prepare the calcium chloride solution, the pH of the chelidonic acid solution, and the crystallization time. Synthetic chelidonic acid (CAS: 6003-94-7, Acros Organics) with a 96% content and anhydrous calcium chloride of analytical grade were used in the experiment.
Так как содержание хелидоновой кислоты в синтетическом образце, как правило, не превышает 96%, с целью дополнительной очистки проводили ее предварительную перекристаллизацию из горячей воды при охлаждении и этанолом из водного раствора. Образцы кальция хелидоната, полученные из неочищенной хелидоновой кислоты (КХ-1), перекристаллизованной из воды (КХ-2) и перекристаллизованной из этанола (КХ-3) изучали на цитотоксичность.Since the chelidonic acid content in the synthetic sample typically does not exceed 96%, it was further purified by preliminary recrystallization from hot water with cooling and from an aqueous solution with ethanol. Calcium chelidonate samples obtained from crude chelidonic acid (KH-1), recrystallized from water (KH-2), and recrystallized from ethanol (KH-3) were studied for cytotoxicity.
Критериями оптимальности были: улучшенные технологические параметры (равномерная кристалличность образца при максимальном выходе) и биологическая безопасность (отсутствие цитотоксичности) в сравнении с прототипом [7].The optimality criteria were: improved technological parameters (uniform crystallinity of the sample with maximum yield) and biological safety (absence of cytotoxicity) in comparison with the prototype [7].
Примеры 1-5. Варьировали соотношение хелидоновой кислоты и кальция хлорида по массе Табл. 1, Фиг. 1-5). Навеску хелидоновой кислоты растворяли при нагревании в воде дистиллированной в соотношении 1:100 (г:мл), добавляли раствор натрия гидроксида 10% до рН 5-6. Навеску кальция хлорида безводного растворяли в воде дистиллированной в соотношении 1:50 (г:мл). Полученный раствор хелидоновой кислоты постепенно вносили в раствор кальция хлорида, выдерживали 30 мин при комнатной температуре (20-25°С), затем 12 ч при 3-4°С. Полученные кристаллы отфильтровывали и промывали водой дистиллированной. Examples 1-5. The ratio of chelidonic acid to calcium chloride was varied by weight (Table 1, Figs. 1-5). A weighed sample of chelidonic acid was dissolved in distilled water with heating in a ratio of 1:100 (g:ml), a 10% sodium hydroxide solution was added to pH 5-6. A weighed sample of anhydrous calcium chloride was dissolved in distilled water in a ratio of 1:50 (g:ml). The resulting chelidonic acid solution was gradually added to a calcium chloride solution, kept for 30 min at room temperature (20-25°C), then 12 h at 3-4°C. The resulting crystals were filtered and washed with distilled water.
Максимальный выход кальция хелидоната получен при соотношении 1:3 (хелидоновая кислота:кальция хлорид) по массе, но внешний вид полученного образца не однороден, в микрокристаллическом порошке наблюдаются вкрапления аморфного вещества (Таблица 1, Фиг. 3).The maximum yield of calcium chelidonate was obtained at a ratio of 1:3 (chelidonic acid: calcium chloride) by weight, but the appearance of the obtained sample is not uniform; inclusions of amorphous substance are observed in the microcrystalline powder (Table 1, Fig. 3).
Таблица 1Table 1
Выход кальция хелидоната в зависимости от соотношения хелидоновая кислота (ХК) : кальция хлорид (CaCl 2 ) (результаты представлены в виде среднеквадратичного отклонения (M±SD) и среднего значения. The yield of calcium chelidonate depending on the ratio of chelidonic acid (CA) : calcium chloride (CaCl 2 ) (the results are presented as the standard deviation (M±SD) and the mean value.
ХК (г) : CaCl2 (г)Ratio
HC (g): CaCl 2 (g)
аморфность образцаCrystallinity /
sample amorphism
Примеры 3, 6-8. Варьировали рН раствора хелидоновой кислоты (Таблица 2, Фиг. 3, 6). 0,05 г хелидоновой кислоты растворяли при нагревании в 5 мл воды дистиллированной, добавляли раствор натрия гидроксида 10% до определенной рН. 0,15 г кальция хлорида безводного растворяли в 7,5 мл воды дистиллированной. Полученный раствор хелидоновой кислоты постепенно вносили в раствор кальция хлорида, выдерживали 30 мин при комнатной температуре (20-25°С), затем 12 ч при 3-4°С. Полученные кристаллы отфильтровывали и промывали водой дистиллированной. Examples 3, 6-8. The pH of the chelidonic acid solution was varied (Table 2, Figs. 3, 6). 0.05 g of chelidonic acid was dissolved in 5 ml of distilled water with heating, and a 10% sodium hydroxide solution was added to a specific pH. 0.15 g of anhydrous calcium chloride was dissolved in 7.5 ml of distilled water. The resulting chelidonic acid solution was gradually added to the calcium chloride solution and kept for 30 min at room temperature (20-25°C), then for 12 h at 3-4°C. The resulting crystals were filtered and washed with distilled water.
Сдвиг рН в щелочную сторону снижает выход хелидоната кальция и ухудшает его технологические параметры. Сдвиг рН в кислую сторону невозможен, так как кристаллизуется свободная хелидоновая кислота, образование комплекса не происходит. Оптимальная рН раствора хелидоновой кислоты 5-6.Shifting the pH toward the alkaline side reduces the yield of calcium chelidonate and impairs its process parameters. Shifting the pH toward the acidic side is impossible, as free chelidonic acid crystallizes and complex formation does not occur. The optimal pH of a chelidonic acid solution is 5-6.
Таблица 2Table 2
Выход кальция хелидоната в зависимости от рН раствора хелидоновой кислоты (результаты представлены в виде среднеквадратичного отклонения (M±SD) и среднего значения). Calcium chelidonate yield depending on the pH of the chelidonic acid solution (results are presented as standard deviation (M±SD) and mean value).
аморфность образцаCrystallinity /
sample amorphism
Примеры 3, 9-10. Варьировали объем воды для получения раствора кальция хлорида, чтобы определить оптимальный объем для кристаллизации (Таблица 3, Фиг.1). 0,05 г хелидоновой кислоты растворяли при нагревании в 5 мл воды дистиллированной, добавляли раствор натрия гидроксида 10% до рН 5-6. 0,15 г кальция хлорида безводного растворяли в дистиллированной воде в различном соотношении. Полученный раствор хелидоновой кислоты постепенно вносили в раствор кальция хлорида, выдерживали 30 мин при комнатной температуре (20-25 °С), затем 12 ч при 3-4 °С. Полученные кристаллы отфильтровывали и промывали водой дистиллированной. Examples 3, 9-10. The volume of water used to obtain a calcium chloride solution was varied to determine the optimal volume for crystallization (Table 3, Fig. 1). 0.05 g of chelidonic acid was dissolved in 5 ml of distilled water with heating, and a 10% sodium hydroxide solution was added to pH 5-6. 0.15 g of anhydrous calcium chloride was dissolved in distilled water in varying ratios. The resulting chelidonic acid solution was gradually added to the calcium chloride solution and kept for 30 min at room temperature (20-25 °C), then for 12 h at 3-4 °C. The resulting crystals were filtered and washed with distilled water.
Увеличение объема кристаллизационной смеси способствует улучшению технологических параметров кальция хелидоната. Оптимальное соотношение кальция хлорида и воды составляет 1:75 (г:мл).Increasing the volume of the crystallization mixture improves the technological parameters of calcium chelidonate. The optimal calcium chloride to water ratio is 1:75 (g:ml).
Таблица 3Table 3
Выход кальция хелидоната в зависимости от объема раствора кристаллизации (результаты представлены в виде и среднеквадратичного отклонения (M±SD) и среднего значения). The yield of calcium chelidonate depending on the volume of crystallization solution (the results are presented as both the standard deviation (M±SD) and the mean value).
CaCl2 (г):H2O (мл)Ratio
CaCl 2 (g): H 2 O (ml)
аморфность образцаCrystallinity /
sample amorphism
Для оценки влияния времени кристаллизации проводили кристаллизацию по примеру 9 в двух режимах: 30 мин при 20-25 °С, затем 12 ч при 3-4 °С; 60 мин при 20-25 °С, затем 24 ч при 3-4 °С. При обоих режимах выход кальция хелидоната составил порядка 105% от исходной массы хелидоновой кислоты, кристалличность равномерная. Кроме того, исследовали влияние изменения последовательности операций по примеру 9: внесение раствора хелидоновой кислоты в раствор кальция хлорида или наоборот, раствора кальция хлорида раствора в раствор хелидоновой кислоты, что не повлияло на выход кальция хелидоната и его технологические параметры.To evaluate the effect of crystallization time, crystallization was carried out according to Example 9 in two modes: 30 min at 20-25 °C, then 12 h at 3-4 °C; 60 min at 20-25 °C, then 24 h at 3-4 °C. In both modes, the yield of calcium chelidonate was approximately 105% of the initial mass of chelidonic acid, with uniform crystallinity. In addition, the effect of changing the sequence of operations according to Example 9 was studied: adding a chelidonic acid solution to a calcium chloride solution or vice versa, a calcium chloride solution to a chelidonic acid solution, which did not affect the yield of calcium chelidonate or its process parameters.
Затем по примеру 9 были получены образцы кальция хелидоната из дополнительно неочищенной хелидоновой кислоты (КХ-1), перекристаллизованной из воды (КХ-2), и перекристаллизованной из этанола (КХ-3). Данный параметр не повлиял на выход целевого продукта, но повлиял на технологические параметры. Оптимальные технологические параметры наблюдались в образцах КХ-1 (равномерно кристаллический порошок кремового цвета) и КХ-3 (мелко кристаллический порошок бежевого цвета) (Фиг. 9, 11).Then, following Example 9, calcium chelidonate samples were obtained from additionally crude chelidonic acid (KH-1), recrystallized from water (KH-2), and recrystallized from ethanol (KH-3). This parameter did not affect the yield of the target product, but it did influence the process parameters. Optimum process parameters were observed in samples KH-1 (uniformly crystalline cream-colored powder) and KH-3 (finely crystalline beige powder) (Figs. 9, 11).
Далее проводили испытание in vitro цитотоксичности синтезированных образцов субстанций с использованием положений ISO 10993-5 (Biological evaluation of medical devices. Part 5: Tests for in vitro cytotoxicity). Сухие субстанции кальция хелидоната, полученные из дополнительно неочищенной хелидоновой кислоты (КХ-1), из хелидоновой кислоты, перекристаллизованной из воды (КХ-2), и перекристаллизованной из этанола (КХ-3) тестировали в сравнении между собой и с природными субстанциями кальция хелидоната (КХ-0) и хелидоновой кислоты (Х-0). В экспериментах по in vitro цитотоксичности использовали суспензию костных клеток человека линии MG-63, полученную из клеточного банка Института цитологии Российской академии наук (Санкт-Петербург, Россия).Next, in vitro cytotoxicity testing of the synthesized substance samples was conducted using the provisions of ISO 10993-5 (Biological evaluation of medical devices. Part 5: Tests for in vitro cytotoxicity). Dry calcium chelidonate substances obtained from additionally crude chelidonic acid (KH-1), from chelidonic acid recrystallized from water (KH-2), and recrystallized from ethanol (KH-3) were compared with each other and with natural calcium chelidonate (KH-0) and chelidonic acid (X-0) substances. A suspension of human bone cells of the MG-63 line, obtained from the cell bank of the Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences (St. Petersburg, Russia), was used in in vitro cytotoxicity experiments.
Клеточную взвесь инкубировали в концентрации 50×103 клеток в 1 мл среды следующего состава: 90% альфа-MEM, 10% сыворотки крови плодов коровы, 40 мг/мл гентамицина и 2 мМ L-глутамина. Тестируемые субстанции добавляли в клеточную суспензию в конечной концентрации 100 мг/л, после чего клеточные культуры выдерживали в инкубаторе в течение 24 ч при 35°С, 100% влажности и 5% CO2.The cell suspension was incubated at a concentration of 50× 103 cells in 1 ml of a medium containing 90% alpha-MEM, 10% fetal bovine serum, 40 mg/ml gentamicin, and 2 mM L-glutamine. The test substances were added to the cell suspension at a final concentration of 100 mg/l, after which the cell cultures were incubated for 24 h at 35°C, 100% humidity, and 5% CO2 .
После инкубации в течение 24 ч долю жизнеспособных клеток оценивали с использованием 0,4% раствора трипанового синего в фосфатно-солевом буфере на счетчике Countness II FL (Thermo Fisher Scientific, США) согласно инструкции к прибору и рекомендациям ISO 10993-5. Использовали по 9 лунок культуральных 24-луночных планшетов на каждую группу наблюдения. Результаты in vitro тестирования, представленные в Таблице 4, показали, что доплнительно неочищенная синтетическая хелидоновая кислота (Х-1), синтетическая хелидоновая кислота, перекристаллизованная из воды (Х-2), и, в большей степени, синтетическая хелидоновая кислота, перекристаллизованная из этанола (Х-3), показали некоторую цитотоксичность, повышая на 8-17 % число окрашенных трипановым синим (погибших) костных клеток в сравнении с природной хелидоновой кислотой (Х-0).After incubation for 24 h, the proportion of viable cells was estimated using 0.4% trypan blue solution in phosphate-buffered saline on a Countness II FL counter (Thermo Fisher Scientific, USA) according to the instrument manual and ISO 10993-5 recommendations. Nine wells of 24-well culture plates were used for each observation group. The in vitro testing results presented in Table 4 showed that additionally crude synthetic chelidonic acid (X-1), synthetic chelidonic acid recrystallized from water (X-2), and, to a greater extent, synthetic chelidonic acid recrystallized from ethanol (X-3) showed some cytotoxicity, increasing the number of trypan blue-stained (dead) bone cells by 8-17% compared to natural chelidonic acid (X-0).
Напротив, синтетический кальция хелидонат (КХ-1), полученный предлагаемым способом, более чем в 2 раза (с 36% до 17%) снижал содержание окрашенных (погибших) клеток в сравнении с природным кальция хелидонатом (КХ-0; p < 0,001) (Табл.4). Это говорит в пользу повышения выживаемости костных клеток в присутствии КХ-1 с 64% (КХ-0) до 83 %. В то же время, синтетические формы кальция хелидоната, полученные из перекристаллизованной из воды (КХ-2) или этанола (КХ-3) хелидоновой кислоты, не обладали подобным цитопротекторным эффектом. При этом процент погибших клеток превышал 30% порог цитотоксичности in vitro, рекомендуемый международным стандартом ISO 10993-5.In contrast, synthetic calcium chelidonate (KH-1) obtained by the proposed method reduced the content of stained (dead) cells by more than 2 times (from 36% to 17%) compared to natural calcium chelidonate (KH-0; p < 0.001) (Table 4). This indicates an increase in bone cell survival in the presence of KH-1 from 64% (KH-0) to 83%. At the same time, synthetic forms of calcium chelidonate obtained from chelidonic acid recrystallized from water (KH-2) or ethanol (KH-3) did not exhibit a similar cytoprotective effect. The percentage of dead cells exceeded the 30% threshold for in vitro cytotoxicity recommended by the international standard ISO 10993-5.
Таблица 4Table 4
Доля (%) окрашенных красителем (погибших) костных клеток при 24-часовой in vitro инкубации с природными или синтезированными субстанциями хелидоновой кислоты или кальция хелидоната, полученными разными способами. Результаты представлены в виде среднего значения и среднеквадратичного отклонения (M±SD). The percentage of dye-stained (dead) bone cells after 24-hour in vitro incubation with natural or synthesized chelidonic acid or calcium chelidonate obtained by different methods. Results are presented as mean and standard deviation (M±SD).
p24 = 0,009
p34 = 0,045p 14 < 0.001
p 24 = 0.009
p 34 = 0.045
Таким образом, образцы синтетического кальция хелидоната, полученные по настояшему изобретению из дополнительно неочищенной хелидоновой кислоты, т.е. не подвергнутой перекристаллизации (КХ-1) после её синтеза, показали наилучший биомедицинский результат (низкая цитотоксичность) в сравнении с природной и другими синтезированными кальциевыми солями хелидоновой кислоты.Thus, the samples of synthetic calcium chelidonate obtained according to the present invention from additionally unrefined chelidonic acid, i.e. not subjected to recrystallization (KH-1) after its synthesis, showed the best biomedical result (low cytotoxicity) in comparison with natural and other synthesized calcium salts of chelidonic acid.
Поскольку остеогенные свойства хелидоната кальция известны из существующего уровня техники [5], [6], [7], синтетический кальция хелидонат, полученный по настоящему изобретению и способствующий повышенной выживаемости костных клеток, является техническим решением, обладающим новизной и изобретательским уровнем и направленным на увеличение безопасности и усиление остеогенной активности средства при его биомедицинском применении.Since the osteogenic properties of calcium chelidonate are known from the existing state of the art [5], [6], [7], the synthetic calcium chelidonate obtained according to the present invention and promoting increased survival of bone cells is a technical solution that is novel and inventive and aimed at increasing safety and enhancing the osteogenic activity of the agent in its biomedical application.
Список литературыBibliography
1. Riggs BL, Melton LJ III (eds). Osteoporosis. Etiology, Diagnosis, and Management. 2nd ed. Lippincott-Raven: Philadelphia, 1995.1. Riggs BL, Melton LJ III (eds). Osteoporosis. Etiology, Diagnosis, and Management. 2nd ed. Lippincott-Raven: Philadelphia, 1995.
2. Kofron M.D., Laurencin C. T. 2006. Bone tissue engineering by gene delivery // Adv. Drug Deliv. Rev. V. 58. P. 555- 576. https://doi.org/10.1016/j.addr.2006.03.008 .2. Kofron M.D., Laurencin C.T. 2006. Bone tissue engineering by gene delivery // Adv. Drug Deliv. Rev. V. 58. P. 555-576. https://doi.org/10.1016/j.addr.2006.03.008.
3. Arciola CR, Campoccia D, Montanaro L. Implant infections: adhesion, biofilm formation and immune evasion // Nat Rev Microbiol. 2018;16(7):397-409. https://doi.org/10.1038/s41579-018-0019-y.3. Arciola CR, Campoccia D, Montanaro L. Implant infections: adhesion, biofilm formation and immune evasion // Nat Rev Microbiol. 2018;16(7):397-409. https://doi.org/10.1038/s41579-018-0019-y.
4. Yasodha V., Govindarajan S., Low J.N., Glidewell C. Cationic, neutral and anionic metal(II)complexes derived from 4-oxo-4H-pyran-2,6-dicarboxylic acid (chelidonic acid). Acta Cryst. 2007, C63, m207-m215. https://doi.org/10.1107/S010827010701459X4. Yasodha V., Govindarajan S., Low JN, Glidewell C. Cationic, neutral and anionic metal(II) complexes derived from 4-oxo-4H-pyran-2,6-dicarboxylic acid (chelidonic acid). Acta Cryst. 2007, C63, m207-m215. https://doi.org/10.1107/S010827010701459X
5. Avdeeva E., Shults E., Rybalova T., Reshetov Y., Porokhova E., Sukhodolo I., Litvinova L., Shupletsova V., Khaziakhmatova O., Khlusov I., Guryev A., Belousov M. Chelidonic Acid and Its Derivatives from Saussurea Controversa: Isolation, Structural Elucidation and Influence on the Osteogenic Differentiation of Multipotent Mesenchymal Stromal Cells In Vitro // Biomolecules. 2019;9(5):189. https://doi.org/10.3390/biom9050189.5. Avdeeva E., Shults E., Rybalova T., Reshetov Y., Porokhova E., Sukhodolo I., Litvinova L., Shupletsova V., Khaziakhmatova O., Khlusov I., Guryev A., Belousov M. Chelidonic Acid and Its Derivatives from Saussurea Controversa: Isolation, Structural Elucidation and Influence on the Osteogenic Differentiation of Multipotent Mesenchymal Stromal Cells In Vitro // Biomolecules. 2019;9(5):189. https://doi.org/10.3390/biom9050189.
6. Avdeeva E., Porokhova E., Khlusov I., Rybalova T., Shults E., Litvinova L., Shupletsova V., Khaziakhmatova O., Sukhodolo I., Belousov M. Calcium Chelidonate: Semi-Synthesis, Crystallography, and Osteoinductive Activity In Vitro and In Vivo // Pharmaceuticals (Basel) 2021;14(6):579. https://doi.org/10.3390/ph14060579.6. Avdeeva E., Porokhova E., Khlusov I., Rybalova T., Shults E., Litvinova L., Shupletsova V., Khaziakhmatova O., Sukhodolo I., Belousov M. Calcium Chelidonate: Semi-Synthesis, Crystallography, and Osteoinductive Activity In Vitro and In Vivo // Pharmaceuticals (Basel) 2021;14(6):579. https://doi.org/10.3390/ph14060579.
7. Авдеева Е.Ю., Игидов Н.М., Гейн В.Л., Кривощеков С.В., Хлусов И.А., Белоусов М.В., Дозморова Н.В., Лужанин В.Г. Синтез и контроль качества субстанции кальция хелидоната, обладающей остеогенной активностью // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023;12(41): 47-52. https://doi.org/10.33380/2305-2066-2023-12-4(1)-1678.7. Avdeeva E.Yu., Igidov N.M., Gein V.L., Krivoshchekov S.V., Khlusov I.A., Belousov M.V., Dozmorova N.V., Luzhanin V.G. Synthesis and quality control of calcium chelidonate substance with osteogenic activity // Development and registration of drugs. 2023;12(41): 47-52. https://doi.org/ 10.33380/2305-2066-2023-12-4(1)-1678.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2849628C1 true RU2849628C1 (en) | 2025-10-28 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5300657A (en) * | 1992-12-07 | 1994-04-05 | Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. | Process for preparing chelidonic acid |
| WO2008038160A2 (en) * | 2006-07-25 | 2008-04-03 | Technology Commercialization Corp. | A substance with sedative effect for use in the treatment of neurotic disorders |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5300657A (en) * | 1992-12-07 | 1994-04-05 | Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. | Process for preparing chelidonic acid |
| WO2008038160A2 (en) * | 2006-07-25 | 2008-04-03 | Technology Commercialization Corp. | A substance with sedative effect for use in the treatment of neurotic disorders |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| АВДЕЕВА Е.Ю. и др. Синтез и контроль качества субстанции кальция хелидоната, обладающей остеогенной активностью. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023, Т. 12(41), с. 47-52. * |
| МИРОШНИЧЕНКО Л.А. и др. Хелидоновая кислота и ее дериваты: общий спектр биологической активности и остеогенные свойства (обзор). Разработка и регистрация лекарственных средств, 2022, Т. 11, No 4, с. 60-71. JADRESKO D. et al. Electrochemical Characteristics of 4-oxo-4H-pyrandicarboxylic Acid (Chelidonic Acid) and some of its Metal Complexes. Electroanalysis. 2017, V. 29(2), pp. 538-547. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Enhancement of osteoporotic bone regeneration by strontium-substituted 45S5 bioglass via time-dependent modulation of autophagy and the Akt/mTOR signaling pathway | |
| Alicka et al. | Lithium ions (Li+) and nanohydroxyapatite (nHAp) doped with Li+ enhance expression of late osteogenic markers in adipose-derived stem cells. Potential theranostic application of nHAp doped with Li+ and co-doped with europium (III) and samarium (III) ions | |
| Zhou et al. | Orthosilicic acid accelerates bone formation in human osteoblast-like cells through the PI3K–Akt–mTOR pathway | |
| US11596716B2 (en) | Compounds and matrices for use in bone growth and repair | |
| Zhang et al. | Injectable composite hydrogel promotes osteogenesis and angiogenesis in spinal fusion by optimizing the bone marrow mesenchymal stem cell microenvironment and exosomes secretion | |
| Marycz et al. | Li+ activated nanohydroxyapatite doped with Eu3+ ions enhances proliferative activity and viability of human stem progenitor cells of adipose tissue and olfactory ensheathing cells. Further perspective of nHAP: Li+, Eu3+ application in theranostics | |
| Bai et al. | Mangiferin enhances endochondral ossification‐based bone repair in massive bone defect by inducing autophagy through activating AMP‐activated protein kinase signaling pathway | |
| WO2016070500A1 (en) | Controllably degradable multi-(amino acid) copolymer-organic calcium/phosphor salt filling-type composite bone implant and preparation method | |
| CN112370570A (en) | Biological bionic bone material doped with three elements and preparation method and application thereof | |
| Wu et al. | Citrate regulates extracellular matrix mineralization during osteoblast differentiation in vitro | |
| Tran et al. | α-Calcium sulfate hemihydrate bioceramic prepared via salt solution method to enhance bone regenerative efficiency | |
| GB2532283A (en) | Morphogenetically active calcium polyphosphate nanoparticles | |
| Chen et al. | Biocompatible octacalcium phosphate/sodium alginate/silk fibroin composite scaffolds for bone regeneration | |
| Liangzhi et al. | Magnesium substituted hydroxyapatite whiskers: synthesis, characterization and bioactivity evaluation | |
| RU2849628C1 (en) | Method for obtaining osteogenic agent | |
| MX2012009717A (en) | Biodegradable material containing silicon, for pro-angiogenetic therapy. | |
| Chen et al. | Tannic acid-modified magnesium oxychloride bone cement with high water resistance and osteogenic properties | |
| US6727288B2 (en) | Method for treating bone fracture | |
| Qi et al. | Sonochemical synthesis of fructose 1, 6-bisphosphate dicalcium porous microspheres and their application in promotion of osteogenic differentiation | |
| Wang et al. | BMSCs laden gelatin methacrylate (GelMA) hydrogel integrating silk fibroin/hydroxyapatite scaffold with multi-layered-oriented pores for enhanced bone regeneration | |
| US20170354740A1 (en) | Method for Preparing an Induced Osteogenesis Formulation | |
| US11180370B2 (en) | Nanocrystalline calcium hydroxyapatites, method for its manufacture and use thereof in regenerative medicine and theranostic | |
| Liang et al. | Investigation into the effects of leukemia inhibitory factor on the bone repair capacity of BMSCs-loaded BCP scaffolds in the mouse calvarial bone defect model | |
| CN107158477B (en) | Preparation method of novel biomaterial based on lactoferrin activity | |
| RU2296575C2 (en) | Composition for bone tissue treatment in damages of inflammation etiology |