Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 11
1.1. Вредные факторы в химико-фармацевтическом производстве 11
1.2. Производные фурана в химическом и фармацевтическом производстве 16
1.3. Биологические эффекты применения амиодарона 21
Глава 2. Материалы и методы исследования 28
2.1. Объекты и материалы исследования 28
2.2. Гигиенические методы исследования 30
2.3. Токсико-гигиенические методы исследования 31
2.4. Физиологические методы исследования 41
2.5. Биохимические методы исследования крови и мочи 43
2.6. Морфологические методы 45
2.7. Математические методы 45
Глава 3. Гигиеническая оценка опытно-промышленного производства амиодарона 48
Глава 4. Результаты собственных исследований 57
4.1. Острая токсичность производных бензофурана 57
4.2. Кожно-резорбтивное и раздражающее действие производных бензофурана на кожу и слизистые оболочки глаз 61
4.3. Сенсибилизирующее действие амиодарона и полупродуктов его синтеза 63
4.4. Подострая токсичность амиодарона и его полупродуктов 64
4.5. Морфологические исследования органов животных, подвергшихся подострому отравлению производными бензофурана 76
4.6. Кумулятивные свойства производных бензофурана 83
4.7. Хроническая токсичность амиодарона 85
4.8. Острое ингаляционное действие производных бензофурана и расчет хронической ингаляционной токсичности амиодарона 86
4.9. Отдаленные эффекты при действии амиодарона на организм белых крыс 94
Глава 5. Гигиеническое нормирование производных бензофурана в воздухе рабочей зоны и оценка риска для здоровья работающих 98
Глава 6. Обсуждение результатов 105
Выводы 119
Практические рекомендации 120
Литература 121
Приложение 143
- Производные фурана в химическом и фармацевтическом производстве
- Биохимические методы исследования крови и мочи
- Гигиеническая оценка опытно-промышленного производства амиодарона
- Кожно-резорбтивное и раздражающее действие производных бензофурана на кожу и слизистые оболочки глаз
Введение к работе
Актуальность исследования. Охрана здоровья трудящихся - одна из наиболее важных государственных задач, решение которой во многом зависит от возможности правильно определить уровень загрязнения производственной среды вредными веществами, а также установить характер и степень его влияния на здоровье человека (Измеров Н.Ф., 2003; Кудаева И.В., 2008).
В производстве лекарственных средств первостепенное значение для гигиенистов и профпатологов имеют показатели, характеризующие состояние производственной среды на химико-фармацевтических предприятиях, гигиенические нормативы, обеспечивающие безопасность труда работающих в условиях производства потенциально опасных химических веществ и соединений.
В рамках стратегии повышения конкурентоспособности отечественной фармацевтики и безопасности медпрепаратов, особое внимание уделено действиям, направленным на стимулирование производства лекарственных средств. Особенно актуальна для России проблема дженерических препаратов, поскольку на фармацевтическом рынке РФ они составляют самую большую долю (78-95%) (Белоусов Ю.Б., 2003; Мешковский А.П., 2003; Шубик Ю.В., 2009). Исходя из президентской программы развития фармацевтики, планируется значительное расширение производства субстанций, особенно из перечня жизненно необходимых препаратов.
Амиодарон (кордарон) - один из наиболее эффективных имеющихся антиаритмических препаратов, несмотря на наличие серьезных побочных эффектов (Гиляров М.Ю., 2006; Сулимов В.А., 2008; Savelieva I., 2008). Широкому использованию способствовали уникальные свойства амиодарона, выделяющие его среди других антиаритмических средств, что нашло свое отражение в частоте применения препарата. В России амиодарон рекомендован ФК МЗ РФ (Протокол № 4 от 19.05.1990) и входит в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных средств (Приложение к приказу Минздрава России 3 17 от 23.01.98).
В Новокузнецком научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте был разработан регламент получения амиодарона по оригинальной схеме, в процессе которой синтезируется ряд полупродуктов - производных
бензофурана. Одно из основных условий попадания дженериков на фармацевтический рынок - это проведение обязательной доклинической оценки токсических свойств и опасности препарата для здоровья в процессе его синтеза и производства (Frank R., 2007). Вместе с тем, гигиеническая характеристика производства, безопасные нормативы содержания производных бензофурана, в том числе и амиодарона, в объектах окружающей среды, в частности в воздухе рабочей зоны, и сведения об их токсических свойствах отсутствуют. В этой связи актуальным представляется гигиеническое регламентирование в воздухе рабочей зоны полупродуктов синтеза и готовой субстанции амиодарона в целях обеспечения безопасности работающих при возможном контакте с соединениями бензофуранового ряда, что и определило цель настоящего исследования.
Цель работы: комплексная токсико-гигиеническая оценка воздействия амиодарона и полупродуктов его синтеза на организм с обоснованием гигиенических нормативов в воздухе рабочей зоны и оценкой риска для здоровья работающих.
Для достижения указанной цели были определены следующие задачи:
Дать гигиеническую характеристику условий труда в опытном производстве антиаритмического лекарственного средства - амиодарона.
Установить токсикометрические параметры амиодарона и получаемых в процессе его синтеза производных бензофурана.
Определить особенности ответной реакции организма экспериментальных животных на воздействие амиодарона и полупродуктов его синтеза при различных путях поступления.
Определить безопасные уровни воздействия амиодарона и полупродуктов его синтеза в воздухе рабочей зоны производственных помещений с оценкой риска развития неблагоприятных эффектов у работающих.
Научная новизна. Проведенная впервые гигиеническая оценка условий труда на опытно-промышленном производстве амиодарона свидетельствует о возможности выделения в воздух рабочей зоны соединений бензофуранового ряда в концентрациях, превышающих рекомендованные безопасные уровни в 2,5-5,5 раз.
Впервые в экспериментальных исследованиях проведена сравнительная оценка параметров токсикометрии для комплекса неблагоприятных химических факторов, загрязняющих производство антиаритмического фармацевтического средства - амиодарона. При сравнительном анализе биологической активности показана наибольшая опасность для человека производных бензофурана, содержащих в своей молекуле атомы йода - (2-бутил-3-бензофуранил)-(4-окси-3,5-дийодфенил)метанона и амиодарона. Впервые определены пороги острого ингаляционного действия (Limac) для производных бензофурана: > 180 мг/м для 2-бутирилбензофурана; 274,8 мг/м3 для 2-бутил-3(4-оксибензоил)бензофурана; 67,8 мг/м для (2-бутил-3-бензофуранил)-(4-окси-3,5-дийодфенил)метанона и 19,8 мг/м для амиодарона.
Установлено, что основными путями возможного проникновения в организм производных бензофурана в производственных условиях являются пероральный и ингаляционный, для амиодарона также характерна резорбция через неповрежденные кожные покровы. Выявлено при подостром внутрижелудочном поступлении преимущественное влияние изученных веществ на гепатобилиарную систему. Определено превышение коэффициента опасности воздействия амиодарона при ингаляционном пути поступления до 2,5, что свидетельствует о вероятности неблагоприятных эффектов амиодарона на здоровье работающих в производственных условиях.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований позволили расширить представления о биологическом действии производственных химических загрязнителей, в частности производных бензофурана, в зависимости от физико-химических свойств и их роли в формировании производственно-обусловленных и профессиональных заболеваний.
Обоснованы ОБУВ на уровне 1 мг/м для 2-бутирилбензофурана и 2-бутил-3(4-оксибензоил)бензофурана; на уровне 0,3 мг/м для (2-бутил-З-бензо-фуранил)-(4-окси-3,5-дийодфенил)метанона. Результаты исследования легли в основу обоснования ПДК амиодарона в воздухе рабочей зоны, которая была законодательно утверждена Минздравом РФ на уровне 0,2 мг/м (Дополнение № 1 к ГН 2.2.5.1313-03 от 21 12.2004).
Определен коэффициент опасности - 2,5, свидетельствующий о вероятности неблагоприятного воздействия амиодарона на здоровье работающих. Обоснованные гигиенические нормативы содержания производных бензофурана в воздухе рабочей зоны составляют основу для разработки мероприятий текущего и предупредительного санитарно-эпидемиологического надзора, направленных на снижение риска развития производственно-обусловленных и профессиональных заболеваний.
Основные формы внедрения. Материалы диссертационной работы явились основой для разработки ПДК амиодарона и ОБУВ для 2-бутирил-бензофурана, 2-бутил-3(4-оксибензоил)бензофурана, (2-бутил-З-бензофуранил)-(4-окси-3,5-дийодфенил)метанона в воздухе рабочей зоны и были включены в "Опытно-промышленный регламент на производство субстанции амиодарона", "Опытно-промышленный регламент производства готовой лекарственной формы (таблеток по 0,2 г) амиодарона" в разделе техника безопасности и производственная санитария.
Теоретические и практические положения диссертационной работы используются в педагогической, научно-исследовательской и клинической деятельности в ГОУ ВПО «Кузбасская государственная педагогическая академия»; Новокузнецком государственном институте усовершенствования врачей МЗ РФ; отделе экологии человека У РАМН «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний» СО РАМН; Новокузнецком научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте (НК НИХФИ).
Положения, выносимые на защиту:
Условия труда на опытно-промышленном производстве амиодарона характеризуются превышением в воздухе рабочей зоны рекомендованных безопасных уровней аэрозолей производных бензофурана в 2,5-5,5 раз.
Амиодарон и полупродукты его синтеза по параметрам острой токсичности относятся к III классу умеренно опасных веществ с отсутствием существенных различий в видовой и половой чувствительности. При подостром внутрижелудочном поступлении в организм наиболее токсичными являются йодсодержащие производные бензофурана ((2-бутил-3-бензофуранил)-(4-
окси-3,5-дийод-фенил)метанон и амиодарон), с характерным для хронических интоксикаций выраженным поражением печени и почек. 3. Гигиенический норматив для 2-бутирилбензофурана и 2-бутил-3(4-оксибензоил)бензофурана в воздухе рабочей зоны рекомендован на уровне 1 мг/м ; для (2-бутил-3-бензофуранил)-(4-окси-3,5-дийодфенил)метанона -0,3 мг/м ; ПДК амиодарона в воздухе рабочей зоны рекомендована на уровне 0,2 мг/м . Коэффициент опасности амиодарона (HQ= 2,5) при ингаляционном воздействии свидетельствует о возможном риске развития неблагоприятных эффектов у работающих в производстве амиодарона. Апробация диссертации. Материалы диссертации представлены, доложены и обсуждены на: международном конгрессе молодых ученых «Научная молодежь на пороге XXI века» (Томск, 2000); научно-практической конференции «Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов» (Новокузнецк, 2002); XLIII и XLIV научно-практических конференций с международным участием «Гигиена, организация здравоохранения и профпатология» (Новокузнецк, 2008, 2009); II Съезде физиологов СНГ (Кишинев, 2008); Всероссийской конференции «Реализация Глобального плана действий ВОЗ по здоровью работающих в РФ. Проблемы и перспективы» (Москва, 2009); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Профессиональные интоксикации: гигиенические, клинические и экспериментальные исследования» (Ангарск, 2009).
Личный вклад автора. Автором сформулированы цель и задачи исследования, определены объекты, методы и объем работы. Проведены отборы проб воздуха с последующим анализом результатов. Осуществлены экспериментальные исследования с обработкой полученных результатов, проведено обобщение полученного материала, подготовлены публикации и выполнено оформление диссертации.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них -2 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, гигиенических рекомендаций, списка литературы. Содержит 27 рисунков, 45 таблиц, приложение. Изложена на 157 страницах. Список литературы содержит 222 источника (167 отечественных и 55 зарубежных).
Производные фурана в химическом и фармацевтическом производстве
В литературе имеются данные об опасности для организма некоторых жидкостей - производных фурана, применяемых в органическом синтезе высокомолекулярных соединений, синтетических волокон, в качестве растворите лей. ПДК фурана - 0,5 мг/м , ПДК 2-метилфурана (сильвана) - 1 мг/м , ПДК тетрагидрофурана (фуранидина) - 100 мг/м , ПДК фурфурола- 10 мг/м (лимитирующий признак вредности — органолептический) [16, 133] (табл. 2).
Производные фуранов достаточно широко представлены в производственной практике, это отбеливатели в бумажной промышленности, фотографические проявители, сцинтилляционные материалы, антиоксиданты каучуков. фурфурол применяют на предприятиях нефтехимии как растворитель для экстракции диенов (используемых для производства синтетической резины) из смеси углеводородов. Из фурфурола получают фуран, служащий, в свою очередь, сырьём для получения широко распространенных продуктов: тетрагидро-фурана, тиофена, пиррола, селенофена и малеинового ангидрида, а также в качестве растворителя и экстрагента масел и жиров.
Опасность интоксикации фурфуролом и его производными маловероятна вследствие низкой летучести этих продуктов при комнатной температуре, кроме того, требуется меньший расчетный воздухообмен в производственных помещениях на растворение вредных веществ до ПДК. Несмотря на это на предприятиях, использующих фурфурол в качестве сырья, отмечено содержание его в воздухе рабочей зоны на уровне 2-12 ПДК [70, 129]. Кроме ингаляционного способа проникновения фурфурола в организм, большую опасность представляет его проникновение через кожный покров. Попадание фурфурола на тело человека вызывает сильное раздражение кожного покрова.
Фурфурол также служит исходным сырьём для получения антимикробных препаратов группы нитрофуранов, таких как фурацилин, фурадонин, фура-золидон, фуросемид. Нитрогруппа имеет существенное значение для проявления антимикробных свойств ряда химических соединений, что хорошо демонстрируется на примере нитрофуранов [47].
В течение 60 лет в медицинской практике и ветеринарии для лечения бактериальных и некоторых протозойных инфекций применяются препараты -производные 5-нитрофурана. Противомикробная активность этого класса химических соединений была впервые установлена в 1944 г. М. Dodd, W.Stillman и сразу привлекла внимание медиков. Исследования показали, что среди многочисленных производных фурана, изучавшихся еще с конца XVIII столетия, противомикробными свойствами обладают только соединения, содержащие нитрогруппу (NCb) строго в положении 5-го фуранового цикла. Различия в активности и спектре действия 5-нитрофуранов с антимикробными свойствами зависят от характера заместителей по положению 2-го цикла [9, 208]. Среди производных фурана широко используется 1-[В-(5-Нитрофурил-2) аллилидена-мино]-гидантоин (фурагин) — антибактериальный препарат широкого спектра действия в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. Нитрофураны характеризуются узкой терапевтической широтой и применяются в низких терапевтических дозах. Превышение дозировок связано с существенным риском нежелательных реакций. По токсикологическим характеристикам в эксперименте нитрофураны различаются между собой. Нитрофу-рантоин и нитрофурал (фурацилин) более токсичны (ЛД50 при введении внутрь на уровне 166 мг/кг), значительно лучше переносятся фурагин (фуразидин) и фуразолидон (ЛДзо 2813 и 1807 мг/кг соответственно). Для фурагина характерна и наиболее высокая максимальная переносимая доза (2000 мг/кг при одноразовом введении препарата внутрижелудочно в опытах на мышах) [9]. По данным Института органического синтеза АН Латвии, фурамаг (препарат на основе калиевой соли фурагина в сочетании с магния карбонатом в соотношении 1:1) малотоксичен [95]. Препарат в остром опыте на мышах и крысах при перо-ральном введении хорошо переносился в дозах более 1000 мг/кг: острая токсичность для мышей 1400 мг/кг, для крыс 4600 мг/кг. В хроническом опыте на крысах при введении фурамага в суточных дозах 16, 50 и 150 мг/кг в течение 2 месяцев отмечена его хорошая переносимость: отсутствие изменений и нарушений в поведении животных и каких-либо патологических изменений со стороны крови. Препарат в терапевтических дозах, по данным гистологических исследований, не вызывал патологических изменений в органах животных. При применении в клинике переносимость и характер нежелательных реакций в целом однотипны для всех нитрофуранов. Со стороны желудочно-кишечного тракта отмечают боль и неприятные ощущения в области желудка или живота, потерю аппетита, тошноту, реже диарею и рвоту. Со стороны печени возможно транзиторное повышение трансаминаз. Аллергические реакции на нитрофура-ны могут проявляться в виде кожной сыпи и зуда, артралгий и миалгий, эози-нофилии, лихорадки, очень редко - анафилактического шока [31]. Аллергические реакции перекрестны ко всем производным 5-нитрофурана. К числу более редких нежелательных реакций, специфичных для нитрофуранов и требующих особого внимания, относятся: реакции со стороны дыхательной системы (острый пневмонит - боль в области грудной клетки, кашель, затруднение дыхания, повышение температуры тела), которые обычно обратимы после прекращения лечения; реакции со стороны нервной системы в виде головокружения, сонливости и состояния усталости, головной боли; возникновение полинейропатий (онемение, покалывание, жжение кожи лица, периферические нейропатии, мышечная слабость); гематологические реакции (гранулоцитопения, лейкопения, анемия, снижение агрегации тромбоцитов, очень редко - гемолитическая анемия).
Вещества бензофуранового ряда широко встречаются в экстрактах растительного происхождения, обладающих биологически активными свойствами (псорален, гризеофульвин, триэстрол, келлин, морфин и т. д.). Природные фу-ранохромоны (келлин, аммифурин), содержащие в своей структуре бензофура-новый гетероцикл, достаточно давно применяются в качестве лекарственных средств [30, 63]. Келлин оказывает общее спазмолитическое действие: расслабляет гладкие мышцы органов брюшной полости, бронхов, умеренно расширяет коронарные сосуды сердца. Оказывает некоторое седативное действие. Препарат ранее назначали при бронхиальной астме, спазмах кишечника и желудка, легких формах стенокардии (для предупреждения приступов; купирующего действия не оказывает). В настоящее время как самостоятельное средство не применяется; используется главным образом в составе комбинированных таблеток "Викалин" и "Марелин". Псоралены (фурокумарины) - фурановые соединения растительного происхождения. Они фотохимически активны и в комбинации с длинноволновым ультрафиолетом (320-400 нм) используются для лечения многих кожных и аутоиммунных заболеваний [102, 152].
Биохимические методы исследования крови и мочи
Целостность физиологической реакции крыс на введение исследуемых веществ оценивали в тестах с учетом ориентировочно-исследовательского и двигательного компонентов. Индивидуальные особенности активности животных коррелируют с важными условно-рефлекторными параметрами и устойчивостью организма к факторам внешней среды [84]. Свободную двигательную активность животных исследовали в лабиринте, представляющем собой прямоугольную площадку длиной 100см, шириной 35 см, ограниченную непрозрачными бортами высотой 20 см. Поле разделено на 5 отсеков по 20 см, соединенных между собой проходами, расположенными попеременно то у одной, то у другой стороны лабиринта. В каждом отсеке размещено по 4 электрода из алюминиевых пластин: 3 на дне и один сплошной кольцевой электрод, закрепленный на стенках на высоте 11 см от дна. Животные, помещенные на 2 минуты в лабиринт, при движении замыкают пластины, входящие в электрическую цепь. Формирующиеся сигналы количественно фиксируются на табло. Методика позволяет регистрировать следующие виды активности: А - общая горизонтальная активность (при замыкании центрального и боковых электродов на дне отсека); Б — направленная горизонтальная (при переходе животного из отсека в отсек); В - вертикальная (при замыкании электродов на дне и настенного); И - интегральный показатель активности (количество 5-ти секундных отрезков времени, в течение которых отмечены любые виды активности). Освещенность открытого поля составляет 100 лк. Во время опыта экспериментальный лабиринт находился в специальной звукоизолированной комнате.
Ректальная температура тела Ректальную температуру тела крыс определяли с помощью электротермометра ТПЭМ - 1. При определении острой токсичности измерения проводили до начала эксперимента, через 1 и 2 часа после отравления; при определении порога острого ингаляционного действия -непосредственно сразу после окончания затравки. При изучении кожно-резорбтивного действия измерения проводили на 1, 5, 10 и 20 сутки эксперимента. В тесте на подострую токсичность параметры снимали на 10 и 20 сутки. 2.5. Биохимические методы исследования крови и мочи
Методы исследовании периферической крови. Состояние системы крови оценивали по ряду общепринятых клинических исследований периферической крови: количеству эритроцитов, лейкоцитов, анализу лейкоцитарной формулы, количеству гемоглобина.
Для определения содержания гемоглобина использовали стандартный ци-анметгемоглобиновый фотометрический метод [53].
Подсчет количества эритроцитов и лейкоцитов проводили пробирочным методом в камере Горяева. Расчет числа эритроцитов и лейкоцитов производили по стандартным формулам [67]. Подсчет лейкоцитарной формулы проводили при иммерсионной микроскопии окрашенных мазков. Использовали комбинированную окраску — Мая-Грюнвальда-Романовского по Паппенгейму. Для определения лейкогщтарной формулы производили подсчет 200 клеток белой крови в мазке. Все встречающиеся клетки белой крови записывали в специальную таблицу в соответствии с классификацией клеточных форм [54] и рассчитывали процентное соотношение клеток белой крови, то есть относительное соотношение групп лейкоцитов в процентах.
Биохимические методы исследования сыворотки крови и мочи. Материалами для биохимических исследований служили кровь и моча животных, подвергшихся ингаляционному и пероральному воздействию изучаемых веществ. Образцы крови, взятой из хвостовой вены, после свертывания центрифугировали для получения сыворотки. Для сбора проб суточной мочи крыс помещали на 18 часов в обменные клетки, животным давали 3% водную нагрузку. Биохимический статус организма определяли с помощью диагностических наборов фирмы «Вектор-Бест» на спектрофотометре СФ-26 и фотоэлек-троколориметре КФК-2МП. Использовали широкий набор методик, позволяющий судить о состоянии различных органов и систем животных [8, 52]. В неге-молизированной сыворотке крови и моче определяли следующие параметры (табл.6).
Морфологическим исследованиям в соответствии с «Морфофункцио-нальными исследованиями в гигиене» [83] подвергали следующие органы экспериментальных животных: печень, головной мозг, легкие, селезенка, желудок, поджелудочная железа, сердце, почки, щитовидная железа. Выделенные органы взвешивали, при этом парные органы взвешивали вместе. Кусочки органов фиксировали 12 % нейтральным формалином. После гистологической проводки на аппарате АГП-1 (Россия) образцы заливали в парафин. Готовили срезы толщиной 5-7 мкм на ротационном микротоме МЗП-01 (Россия). Депарафиниро-ванные срезы окрашивали гематоксилином и эозином и пикрофуксином по Ван Гизону для выявления эластических и коллагеновых волокон [55]. Гистологические препараты исследовали методом световой микроскопии на «Nicon Eclipse Е 200», с передачей цифрового изображения на монитор и обработкой в программе «Bio Vision 4.0». Гистологическому анализу подвергали в первую очередь препараты от животных, получавших вещество в максимальной дозе и контрольных животных.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета статистических программ «Statistic for Windows 6.0» согласно рекомендациям по проведению биомедицинской статистики [26, 72, 99]. Нулевые гипотезы об отсутствии различий между группами отвергали при достигнутом уровне значимости статистического критерия р 0,05 [36]. Для принятия решения о виде распределения признаков использовали W-критерий Шапиро-Уилка [110]. Для сравнения несвязанных групп при нормальном распределении признаков применяли t-критерий Стьюдента. Рассчитывали средние значения показателей (М) и стандартные ошибки среднего значения (±т). Для сравнения независимых выборок при ненормальном распределении использовали непараметрический Mann-Whitney U Test. Результаты исследований в таблицах представлены в виде тройки цифр: - медиана и интерквартильный интервал (нижний квартиль (25% персентиль) - верхний квартиль (75% персентиль)), дающих представление о центральной тенденции, ширине и асимметрии распределения результатов. Различия между выборками считались достоверными при р 0,05; р 0,01; или, в ряде случаев р 0,001.
Величины ОБУВ рассчитывали по уравнениям, рекомендованным "Методическими указаниями по установлению ОБУВ вредных веществ в воздухе рабочей зоны" (№ 4000-85) [79]. Величину ориентировочного безопасного уровня воздействия амиодарона вычисляли по уравнениям, рекомендованным МУ ГН I. 1.726-98 "Гигиеническое нормирование лекарственных средств в воздухе рабочей зоны" [75].
Гигиеническая оценка опытно-промышленного производства амиодарона
В производстве синтетических лекарственных препаратов организм работающих подвергается воздействию комплекса неблагоприятных факторов, особую опасность из которых представляет химический. Риск нарушения здоровья при контакте с синтезируемыми веществами возрастает на этапе создания и освоения производства, когда еще не выявлены и до конца не изучены вредные производственные факторы. Проведение гигиенических исследований на данном этапе позволяет разработать меры предупреждения неблагоприятного воздействия на человека производственных факторов.
На опытно-промышленном производстве технологического освоения производства антиаритмического лекарственного средства - амиодарона основными производственно-профессиональными группами являются: аппаратчики, слесари по ремонту оборудования и инженерно-технические работники (ИТР). наибольший процент составляют аппаратчики (70%).
Аппаратчики в течение 60-70% времени смены находятся непосредственно на участке синтеза, осуществляя наблюдение за технологическим процессом. Слесари-ремонтники проводят ремонтно-наладочные работы как непосредственно на участке производства, так и в ремонтных мастерских. Для ИТР основной обязанностью является принятие решений по соблюдению технологического регламента и обеспечению эффективной работы оборудования. В течение смены они находятся как в цеху, так и в служебных помещениях.
Проведенные гигиенические исследования показали, что работающие подвергаются воздействию комплекса неблагоприятных факторов: загрязненности воздуха рабочей зоны химическими веществами, физической нагрузки. Ведущее значение имеет химический фактор. Наиболее подвержены влиянию вредных производственных факторов аппаратчики, которые выполняют подготовительные работы, процессы сушки и фасовки, занимающие наибольший удельный вес в рабочем времени и связанные с выполнением ручного труда, в ряде случаев требующего значительных физических усилий.
Согласно регламенту, разработанному в Новокузнецком научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте (НК НИХФИ), амио-дарон получается по схеме, состоящей из 13 технологических стадий. Из них 9 являются вспомогательными и 4 - основными, в результате которых образуются полупродукты, являющиеся производными бензофурана. Процесс получения субстанции амиодарона включает в себя синтез таких производных бензофурана, как 2-бутирилбензофуран, 2-бутил-3-(4-оксибензоил)бензофуран, 2-бутил-З-(3,5-дийод-4-оксибензоил)бензофуран, физико-химические свойства которых представлены в таблице 7.
Разработанная технология получения амиодарона не требует специального оборудования и высоких температур и предназначена для организации промышленного производства амиодарона на химико-фармацевтических предприятиях Российской Федерации. Схема основных этапов синтеза представлена в таблице 8.
2-Бутирилбензофуран получают взаимодействием бензофурана с масляным ангидридом в присутствии масляной кислоты, ортофосфорной кислоты и дихлорэтана при температуре 89-92С. После окончания процесса остаток обрабатывают 5% раствором NaOH до рН 6-7, охлаждают и кристаллизуют при температуре 0-5С, после чего отфильтровывают и сушат. Конечный выход 2-бутирилбензофурана - с массовой долей основного вещества 97,3 %. Оптимизация процесса позволяет получать продукт с выходом на 20 % выше, чем в способе-прототипе, запатентованном во Франции (Заявка 2653431 Франция, аналог Евразийского патента 425359). 2-Бутил-3-(4-оксибензоил)бензофуран синтезируют при взаимодействии 2-бутилбензофурана с хлорангидридом 4-ацетоксибензойной кислоты при 2-4С с последующим гидролизом водным раствором едкого натра. Водный раствор обрабатывают концентрированной соляной кислотой до рН 1. Осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат. Массовая доля основного вещества на выходе - 90 %. Далее его перекристаллизовывают в присутствии угля, получая продукт с массовой долей 97,8 %.
2-Бутил-3-(3,5-дийод-4-оксибензоил)бензофуран получают взаимодействием натриевой соли 2-бутил-3-(4-оксибензоил)бензофурана с йодом в водном растворе йодистого натрия при температуре 60-65С в течение 1 часа и при 80-85С в течение 4 часов. После синтеза отфильтровывают продукт с массовой долей основного вещества 99%.
Амиодарон технический синтезируют взаимодействием 2-бутил-3-(3,5-дийод-4-оксибензоил)бензофурана с гидрохлоридом диэтиламиноэтилхлорида при кипении (70-75 С) в течение 4-5 часов, с последующим разбавлением смеси водой. После обработки остатка раствором соляной кислоты в ацетоне при охлаждении, его фильтруют и сушат. Выход технического амиодарона - с массовой долей основного вещества 97,26 %. Фармакопейный амиодарон получают в результате перекристаллизации технического из абсолютированного изопропи-лового спирта. Для очистки раствора используют окись алюминия. . Содержание основного вещества в нем не менее 99 %.
При проведении синтеза отдельных полупродуктов и в процессе наработки субстанции в качестве оборудования используются химические реакторы для получения растворов, сборники-накопители, центрифуги, кристаллизаторы, сушилки. Технологический процесс является многостадийным и прерывистым, с чем связана необходимость периодической разгерметизации реакционных аппаратов, перемещения реакционных масс.
Частично реактивы выгружаются с помощью вакуума или под давлением инертного газа, но большая часть операций по выгрузке и загрузке проводится вручную аппаратчиками. Отбор технологических проб в производстве занимает около 5% рабочего времени, при этом концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны значительно повышаются. Фильтрация и промывка полупродуктов занимает 15% рабочего времени аппаратчика. Технологические схемы синтеза сопровождаются вскрытием аппаратуры при загрузке и выгрузке химических веществ, внесении катализаторов, чистке аппаратуры, что может сопровождаться загрязнением воздушной среды аэрозолями бензофурановых соединений на всех этапах синтеза. Концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны могут значительно возрастать и при нарушении герметичности аппаратуры, технологических отборах проб, аварийных ситуациях и т.д. Одной из характеристик воздушной среды на производстве является оценка микроклиматических условий. Нарушение температурного режима, повышенная или пониженная влажность усугублять действие других вредных производственных факторов и физического перенапряжения. С целью определения воздействия микроклимата на организм работающих в производстве амиодарона на отдельных рабочих местах (участки синтеза и сушки) проводились замеры температуры и влажности воздуха в холодный и переходные сезоны года (табл. 9).
Полученные данные свидетельствуют, что температура в опытном цехе находилась в пределах установленных нормативов. Результаты анализа температурного режима и влажности в производственных помещениях при синтезе амиодарона показали наличие оптимального микроклимата 1 класса.
Загрязнение воздуха рабочей зоны химически вредными веществами определялось с учетом специфики технологического процесса. Для оценки степени загрязнения воздушной среды аэрозолями производных бензофурана были отобраны пробы воздуха в зоне дыхания работающих во время проведения технологических операций (табл. 10). На стадиях синтеза преобладающие концентрации бензофуранов в воздухе рабочей зоны составляли минимальные вели-чины (0,04-0,98 мг/м ). Однако на стадиях фильтрации и сушки в 50 - 75 % проб обнаружено значительное повышение содержания полупродуктов и амио-дарона в воздухе рабочей зоны.
Кожно-резорбтивное и раздражающее действие производных бензофурана на кожу и слизистые оболочки глаз
При изучении раздражающего действия на слизистые оболочки, внесение кроликам в конъюнктивальный мешок глаза 50 мг изучаемых веществ в нативном виде во всех случаях вызывало однотипную реакцию. В первые часы наблюдения развивалась слабая гиперемия слизистых, слабый отек век, кратковременное сужение глазной щели, незначительное слезотечение. Реакция оценивалась в 1-2 балла. Изменений со стороны роговицы не наблюдалось. Все явления проходили через сутки. Очевидно, это связано с практической нерастворимостью веществ в воде, благодаря чему они в неизмененном виде выводятся из глаз со слезной жидкостью.
Кожно-раздражающее действие производных бензофурана изучали в опытах на морских свинках. Однократная 4-часовая аппликация изучаемых веществ в максимально достижимом количестве (30% мазь) не вызывала у экспериментальных животных признаков раздражения.
Двадцатикратные 4-х часовые аппликации всех веществ на участок кожи боковой поверхности туловища морских свинок вызывали у 50 % опытных животных признаки контактного дерматита. По уровню интенсивности эритем-ной реакции кожи животных наблюдалась «слабовыраженная» реакция: слабая гиперемия, сухость и чешуйчатое шелушение кожи (по шкале СВ. Суворова). Инструментальное измерение толщины кожной складки не показало изменений по сравнению с контролем (табл.14).
Кожно-резорбтивное действие производных бензофурана изучали в опытах на белых крысах. Нанесение полупродуктов синтеза амиодарона в течение 1 месяца на 2/3 длины хвоста крыс в максимально достижимой для мази концентрации вещества (30 %) не вызывало местного раздражающего действия, а также признаков интоксикации. Показатели, избранные для оценки кожно-резорбтивного действия: динамика массы тела, ректальная температура, СПП, двигательная активность - не изменялись, что свидетельствует об отсутствии резорбции через кожу изучаемых веществ (приложение 2: табл.40, 41, 42).
Нанесение мази амиодарона на 2/3 длины хвоста белых крыс раздражающего действия также не оказывало. Однако после нанесения препарата у животных происходили физиологические изменения: после 10 аппликаций отмечалось снижение суммационно-порогового показателя в 1,2 раза; после 20 -направленной горизонтальной двигательной активности и интегрального показателя в 6 и 2,5 раза, соответственно (рис. 6, 7; приложение 2: табл. 43).
Данные эксперимента указывают на способность амиодарона проникать через неповрежденную кожу.
Сенсибилизирующие свойства полупродуктов синтеза амиодарона изучали методом многократных эпикутанных аппликаций в опытах на морских свинках. Нанесение разрешающей дозы после 10 аппликаций не выявило аллергенных свойств веществ. В крови опытных свинок количество эозинофилов, процент реакции специфического лизиса лейкоцитов (РСЛЛ) и показатель реакции специфической агломерации лейкоцитов (PC А Л) колебались в пределах нормы (табл. 15).
Определение сенсибилизирующих свойств амиодарона методом воспроизведения гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) показало, что разница в толщине опытной и контрольной лап у животных опытной группы достоверно не отличалась от контрольной (соответственно 0,415 (0,280-0,530) мм и 0,325(0,200-0,555) мм).
Данные проведенного нами эксперимента свидетельствуют об отсутствии проявления аллергенных свойств амиодарона и полупродуктов его синтеза.
Для выявления биологического действия изучаемых соединений оценивали интегральные и специфические показатели на уровне целостного организма, а также показатели, характеризующие функциональное состояние отдельных органов и систем.
При подостром воздействии производных бензофуранов и амиодарона на организм белых крыс разврівающаяся интоксикация имела свои особенности в зависимости от вводимого токсиканта. На протяжении всей затравки отмечалось снижение прироста массы тела опытных животных по сравнению с контролем (табл. 16).
В течение 2-х и 4-х недель наблюдалось отставание массы тела при затравке ББФ на 11 и 15 %; БОБ - на 10 %; ИББФ - на 10 % соответственно. По-дострое отравление крыс амиодароном в течение 2-х недель вызвало отставание прироста массы тела опытных крыс более чем на 25 %.
При затравке производными бензофурана, содержащими йод (ИББФ и амиодарон), отмечено достоверное снижение температуры тела: на 0,4 - 0,6С у крыс, получавших ИББФ в течение 2 и 4 недель и более чем на 2,5С у животных, затравленных амиодароном.
Кроме того, введение амиодарона вызывало усиление процессов торможения в ЦНС, негативно влияя на поведенческие реакции: повышение СПП в 1,4 раза, снижение всех компонентов двигательной активности (общей горизонтальной в 1,7 , направленной горизонтальной и вертикальной в 1,6 и интегрального показателя в 1,4 раза) (рис. 8).
При электрокардиографическом исследовании животных, получавших БОБ, выявлено уменьшение продолжительности комплекса QRS в 1,1 раза по сравнению с контролем, что свидетельствует об ускорении прохождения возбуждения по желудочкам сердца (табл.17). ЭКГ крыс, получавших ИББФ показала увеличение высоты зубца Р в 1,3 раза, что является признаком увеличения электрической активности предсердий. Наиболее значительными были изменения ЭКГ крыс, переживших отравление амиодароном. Выявлено урежение частоты сердечных сокращений в 1,4, увеличение интервала PQ в 1,3 и уширение комплекса QRS в 1,3 раза у опытных животных, что свидетельствует о нарушении атриовентрикулярной проводимости и замедлении прохождения возбуждения по желудочкам.
Подострое введение производных бензофурана отразилось и на состоянии картины крови животных. Так, при исследовании периферической крови через 2 и 4 недели у животных, затравленных ББФ наблюдалось уменьшение числа эритроцитов в 1,1 и содержание гемоглобина крови в 1,2 раза. Достоверной была лейкопения за счет снижения процента эозинофилов в 2,5 и 2,1 раза, соответственно, в сравнении с контролем (табл.18). В конце затравки БОБ наблюдалось снижение числа эозинофилов в 2 раза и уменьшение числа эритроцитов в периферической крови. При затравке крыс ИББФ найдено достоверное изменение со стороны периферической крови в виде увеличения числа сегментоядерных нейтрофилов в 1,5 раз, отмечена тенденция к снижению процента эозинофилов через 4 недели эксперимента. В периферической крови крыс получавших амиодарон, отмечен нейтрофильный лейкоцитоз за счет увеличения числа сегментоядерных нейтрофилов в 2,5 раза и относительная лимфо-пения (в 1,6 раза по сравнению с контролем).
![Антропогенные риски здоровью населения малого промышленного города [Электронный ресурс]](/i/i/4413/178959.png "Антропогенные риски здоровью населения малого промышленного города [Электронный ресурс] Васильев Александр Александрович")