3 курс / Фармакология / ФАРМАКОЛОГИЯ_ПРЕПАРАТОВ_НА_ОСНОВЕ_ПРИРОДНЫХ_АЛЮМОСИЛИКАТОВ_И_ИХ

− обоснование лечебно-профилактической эффективности применения пре-

паратов в качестве средств патогенетической терапии при различной патоло-

гии сельскохозяйственных животных и птицы; − результаты внедрения препаратов в ветеринарию и экономическая эффек-

тивность их применения в сельскохозяйственном производстве.

Степень достоверности полученных результатов. Достоверность ре-

зультатов подтверждена значительным объемом экспериментальных исследо-

ваний, связанных с изучением химического состава алюмосиликатов Красно-

дарского края и Воронежской области, разработкой препаратов на их основе и изучением их физико-химических свойств, фармако-токсикологической оцен-

кой, а также определением лечебно-профилактической эффективности при различных патологиях.

Для экспериментальных работ использовано сертифицированное обо-

рудование, позволяющее получать воспроизводимые результаты. Использо-

ваны современные методы сбора и обработки исходной информации, в том числе с применением методов математической статистики.

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследо-

вания доложены и одобрены на конференциях и симпозиумах: международ-

ной конференции, посвященной 30-летию ВНИВИПФиТ, Воронеж, 2000 г.;

научно-практической конференции «Новые фармакологические средства для животноводства и ветеринарии», Краснодар, 2001 г.; международной научно-

практической конференции «Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях», Воронеж, 2002 г.; VIII региональной научно-

практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агро-

промышленного комплекса», Краснодар, 2006 г.; научных конференциях фа-

культета ветеринарной медицины КубГАУ, 1998-2011 гг.; III Международ-

ном конгрессе ветеринарных фармакологов и токсикологов «Эффективные и безопасные лекарственные средства в ветеринарии», Санкт-Петербург, 2014

г.; X международной научно-практической конференции «Наука и техноло-

гия: шаг в будущее – 2014» Прага, 2014 г., международной конференции, по-

11

священной 85-летию Самарской НИВС «Актуальные проблемы развития ве-

теринарной науки», Самара, 2014 г.; международной научно-практической конференции «Интеграция науки и практики в обеспечении ветеринарного благополучия», Казахстан, 2015; международной научно-практической кон-

ференции «Проблемы и пути развития ветеринарии высокотехнологичного животноводства», Воронеж, 2015 г.; международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Краснодарского научно-

исследовательского ветеринарного института, Краснодар, 2016 г.; междуна-

родной научно-практической конференции «Инновации в повышении про-

дуктивности сельскохозяйственных животных», посвященной 95-летию ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т.

Трубилина», 2017 г.

Личное участие автора в получении научных результатов. Участие автора выражалось в самостоятельной разработке экспериментов и опытов,

формулировке научных гипотез. Основные исследования, приведенные в диссертации, выполнены лично автором на современном методическом уровне и большом фактическом материале. Проведен анализ отечественной и зарубежной литературы по теме исследования, сформулированы цель и зада-

чи исследования, определены объекты и объем работы. Изучены физико-

химические свойства и токсикологические параметры препаратов на основе природных алюмосиликатов, установлено их фармакологическое влияние на организм животных и птицы, а также лечебно-профилактическая эффектив-

ность при ряде патологий незаразной этиологии у сельскохозяйственных жи-

вотных и птицы. Самостоятельно в процессе исследований получены новые научные данные теоретического и прикладного характера, проведено их обобщение и внедрение в практику ветеринарии. В работах, выполненных в соавторстве, вклад автора является определяющим. Доля участия соискателя при выполнении работы составляет 95 %.

При этом часть работ по изучению фармако-токсикологических свойств, лечебно-профилактического действия изучаемых препаратов опуб-

12

ликованы в соавторстве с д.в.н. М.П. Семененко, д.в.н. Е.В. Кузьминовой,

д.в.н. Н.Ю. Басовой и другими. Все авторы не возражают об использовании совместных данных, на что дано их письменное разрешение.

Ценность научных работ соискателя. На основании материалов ис-

следований разработано новое направление по использованию препаратов на основе природных алюмосиликатов в ветеринарной медицине и животновод-

стве, сформулированы предложения для фармацевтической промышленно-

сти. Для специалистов ветеринарной службы, а также реализации образова-

тельных программ по профильным специальностям в коллективном соавтор-

стве разработаны и изданы:

1.Учебное пособие «Технология изготовления лекарственных форм» (Крас-

нодар, 2008 г. – 89 с.); 2.Учебное издание «Ветеринарная токсикология» (Краснодар, 2008 г., 31с.);

3.Учебное издание «Общие принципы лечения при отравлениях животных»

(Краснодар, 2008 г. – 21 с.); 4.Учебное издание «Бентониты в животноводстве и ветеринарии» (Красно-

дар, 2009 г. – 248с.); 5.Учебное пособие «Профилактика лекарственных осложнений у живот-

ных» (Краснодар, 2011 г. – 61с.); 6.Учебное пособие «Основные принципы терапии животных при отравле-

ниях» (Краснодар, 2014 г. – 29 с.); 7.Учебно-методическое пособие «Рациональное использование лекарствен-

ных препаратов в ветеринарии» (Краснодар, 2014 г. – 57 с.); 8.Учебно-методическое пособие «Использование природных бентонитов в

животноводстве и ветеринарии» (Краснодар, 2014 г. – 51 с.).

9. Учебное пособие «Ветеринарная рецептура» (Краснодар, 2017 г. – 97 с.);

10. Учебное пособие «Основные принципы технологии ветеринарных лекар-

ственных форм» (Краснодар, 2017 г. – 78 с.).

Публикации. Результаты диссертационных исследований опубликова-

ны в 46 научных работах, из них 19 в рецензируемых научных изданиях, вхо-

13

дящих в Перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций (рекомендо-

ванных ВАК Министерства образования и науки РФ) и 2 статьи, входящие в международную библиографическую и реферативную базу данных «Scopus».

Соответствие содержания диссертации специальности. Вопросы,

освящённые в диссертационной работе «Фармакология препаратов на основе природных алюмосиликатов и их применение в ветеринарии» соответствуют специальности 06.02.03 – ветеринарная фармакология с токсикологией.

Объем и структура диссертации. Объем диссертации составляет 360

страниц компьютерной верстки и включает введение, обзор литературы, ма-

териалы и методы исследований, результаты собственных исследований, за-

ключение, выводы, практические предложения и приложение. Библиографи-

ческий список включает 393 источник, в том числе 86 на иностранных язы-

ках. Работа иллюстрирована 66 таблицами, 53 рисунками и 2 фотографиче-

скими (рентгеновскими) снимками.

14

1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1Слоистые природные алюмосиликаты группы монтмориллонита, особенности их структуры и свойств

Дефиниции (лат. definitio – определение). Природные алюмосиликаты – тонкодисперсные глинистые породы, содержащие в своем составе сложные анионы атомов алюминия и кремния. Сам термин «алюмосиликаты» был вве-

ден в минералогию Владимиром Ивановичем Вернадским, впервые правильно оценившим роль алюминия в построении минералов (Миловский А.В., 1958;

Горшков В.С., Савельев В.Г., Федоров Н.Ф., 1988).

Класс силикатов и алюмосиликатов – самый широко распространенный в природе класс минералов. Они составляют около 75% массы земной коры и треть всего количества известных минералов, характеризующихся сложным химическим составом и строением структурной решетки (Либау Ф., 1988; Бе-

техтин А.Г., 2007).

В зависимости от того, как в структурной решетке сочетаются между собой кремнекислородные тетраэдры, силикаты и алюмосиликаты делятся на следующие группы: 1) островные (оливин, циркон, топаз и др.), 2) коль-

цевые, 3) цепочечные (авгит, диопсид, родонит и др.), 4) ленточные (анто-

филлит, роговая обманка и др.), 5) листовые или слоистые (тальк, мусковит,

глауконит, монтмориллонит и др.) и 6) каркасные (альбит, лабрадор, орто-

клаз и др.) (Лазаренко Е.К., 1963; Егоров-Тисменко Ю.К., 2005).

Из перечисленных минералов лишь только слоистые минералы обла-

дают высокой связывающей способностью, адсорбционной и каталитиче-

ской активностью. В свою очередь, слоистые минералы подразделяются на минералы с двухслойными пакетами (группа каолинита) и трехслойными пакетами (группы монтмориллонита и гидрослюд) (Либау Ф., 1988).

Листовые силикаты – алюмосиликаты с непрерывными слоями кремне-

кислородных тетраэдров (радикал такой структуры – [Si2O5]-2), которые обра-

зуют бесконечные слои. Характерной особенностью слоистых силикатов явля-

15

ется сочетание слоёв, составленных кремнекислородными тетраэдрами с бес-

конечными слоями, состоящими из октаэдров, в центре которых находится алюминий, магний или железо, а в вершинах – гидроксильные группы (Батти Х., Принг А., 2001; Булах А.Г., Кривовичев В.Г., Золотарев А.А., 2008).

Слоистые силикаты широко используются человеком. Каолинит – важ-

нейшее сырьё для изготовления фарфора и керамики, как наполнитель при производстве бумаги. Серпентин используется для изготовления асбеста.

Тальк и пирофиллит используются в виде порошков, в том числе, служащих основой для активных веществ, в качестве наполнителей красок, бумаги и ре-

зины, для изготовления электрической изоляции и кислотоупорных покры-

тий. Слюды используются в качестве изоляционного материала, смектиты – как наполнители различных материалов для придания последним пластично-

сти, а также как сорбенты (в медицине). В настоящее в промышленных мас-

штабах используют современные технологии искусственного выращивания алюмосиликатов гидротермальным способом – кальций-силикатного белого кирпича (силикальцита), выращивание крупных монокристалловкварца, гид-

роксиламфиболов, цеолитов, ювелирных камней (изумруда, топаза, турмали-

на и др.) (Шульц М.М., 1997).

Другое название слоистых силикатов – глинистые минералы или глины.

Глины – полимерные горные породы, состоящие из глинистых материалов и примесей минералов (Горшков В.С., Савельев В.Г., 1988). Цвет зависит от наличия в минерале элементов – хромофоров (железа, хрома, марганца), без хромофоров цвет белый (химически чистые каолинит, серпентин, тальк, пи-

рофиллит, монтмориллонит, флогопит). В присутствии двухвалентного желе-

за минералы приобретают зеленую окраску разной интенсивности (тальк,

серпентин, флогопит, нонтронит), небольшая примесь трехвалентного железа придает мусковиту чуть коричневатую окраску (Куковский Е.Г., 1996).

На основании различий в химическом составе, строении кристалличе-

ской решетки и свойствах глинистые минералы объединяют в четыре ос-

новные группы (схема 1), получившие название по ведущему минералу:

16

группа монтмориллонита (монтмориллонит, нонтронит, бейделлит, сапонит,

гекторит, соконит, и др.); группа гидрослюды (гидромусковит, гидробио-

тит); группа каолинита (каолинит, галлуазит); группа слюды (мусковит,

биотит).

Строение силикатов отражается в структурных формулах, в которых кремнекислородный или алюмокремнекислородный мотив берется в квад-

ратные скобки, в круглые скобки заключаются изоморфные, замещающие друг друга катионы (Котельников Д.Д., Конюхов А.И., 1986), например:

каолинит – Al2 [Si2O5] (OH)4; монтмориллонит – Al2 [Si4O10] (OH)2·nH2O2;

слюда-мусковит – KAl2 [AlSi3O10] (OH)2О.

Монтмориллонит – это основной глинистый минерал в группе бенто-

нитов или «пресноводных гелей» и наиболее распространенный минерал в группе минералов, называемых смектитами. Из всех представителей слои-

стых силикатов монтмориллонит в силу особенностей строения структуры и физико-химических свойств имеет широкие возможности применения в различных областях. Минерал монтмориллонит впервые обнаружен в 30-х

годах во Франции, в белых и розовых бентонитах в окрестностях г. Монт-

мориллон, с которым и связано его название (Везенцев А.И., Трубицын М.А., 2012).

Монтмориллониты относятся к глинистым минералам из подкласса слоистых силикатов (смектитов) с переменным химическим составом

(Bergaya F., Lagaly G., 2001), содержание главных составных частей колеб-

лется в следующих пределах (в мас. %): SiO2 – 35,95-53,95, MgO – 0,23-25,98, Al2O3 – 0,14-29,90, H2O – 11,96-26,0, Fe2O3 – 0,03-29,0. Весьма характерно присутствие в заметных количествах Fе, Sc, Cr, Mn, Cu, Zn, аморфного крем-

ния и других редких элементов, адсорбированных глинистыми минералами из горячих вод или сохранившихся в качестве реликтов от материнских по-

род (Куковский Е. Г., 1996).

Монтмориллонит – трехслойный минерал. Основой кристаллохимиче-

18

ской структуры минералов монтмориллонитовой группы являются кремне-

кислородный тетраэдр и алюмогидроксильный октаэдр (рисунок 1), образу-

ющие трехслойные пакеты, соединенные между собой катионами К, Mg, Ca.

Часть Si в тетраэдрах замещена Al, часть Al в октаэдрах замещена Fe и Mg.

Отношение SiO2/Al2O3 сильно варьирует. Кристаллическая сетка монтморил-

лонита образована двумя структурными элементами. Один структурный эле-

мент состоит из двух наружных кремнийкислородных тетраэдрических сеток с атомами кремния в центрах.

О

ОН

Al

В каждом тетраэдре атом кремния одинаково удален от четырех атомов кислорода или гидроксильных групп. Сетки силицит-тетраэдров расположе-

ны в форме бесконечно повторяющихся гексагональных сеток (Осипов В.И.,

Соколов В.Н., 1989). Активные атомы кислорода каждого из слоев обращены навстречу друг другу. Общий отрицательный заряд этих слоев компенсиру-

ется положительным зарядом катионного слоя, возникающим при вхождении его в структуру, из-за потери части гидроксилов, места которых занимают ионы тетрадрических слоев. Второй структурный элемент кристаллической решетки монтмориллонита слагается из плотно упакованных атомов кисло-

рода или гидроксильных групп, между которыми в октаэдрической коорди-

нации расположены атомы алюминия. Алюмокислородная октаэдрическая сетка расположена между двумя кремнекислородными тетраэдрами (Грим

19

Р.Е., 1967; Горшков В.С., Савельев В.Г., Федоров Н.Ф., 1988; Осипов В.И.,

Соколов В.Н., 1989).

Таким образом, способ сочленения структурных элементов и их количе-

ство в элементарной ячейке определяют кристаллический тип глинистых ми-

нералов. Минералы первого типа (двухслойные) состоят из соединения слоев кремнекислородных тетраэдров и алюмокислородных октаэдров в соотноше-

нии 1:1 (каолинит, галлуазит); минералы второго типа (трехслойные) состоят из тех же элементов в соотношении 2:1 (гидрослюда, монтмориллонит).

Отличительной особенностью слоистых силикатов со структурой монтмориллонита является способность к интеркаляции полярных жидко-

стей с расширением межпакетного пространства и последующей эксфолиа-

цией на отдельные слои (Везенцев А.И., Королькова С.В., Воловичева Н.А.,

2011).

Связь между структурными слоями монтмориллонита осуществляется за счет молекулярных сил и катионов, находящихся в межслоевом простран-

стве. Однако эта связь оказывается недостаточной, чтобы противостоять гид-

ратации межслоевого пространства, поэтому структура монтмориллонита обладает внутрикристаллическим набуханием. Особенностью такой структу-

ры является то, что молекулы полярных жидкостей (воды, молекулы органи-

ческих веществ и некоторые биологические молекулы) могут входить в меж-

слоевые пространства, вызывая расширение решетки. Расширение межпакет-

ного пространства может изменяться в широких пределах – от 0.96 нм (при отсутствии полярных молекул между элементарными слоями) до полного разделения слоев (эксфолиации) (Арипов Э.А., Агзамходжаев А.А., 1983;

Zheng J.P., Wang H.Y., Xi L.F. et al., 2007; Shibata M., Matsushima R., Tomita Y. et al., 2009; Mariano R.M., Picciani H.S., Nunes R.C.R. et al., 2011; Bergaya, B.K., Theng G., Lagaly G., 2013; AssifaouiA., HuaultL., MaissiatC. et al., 2014).

Важнейшей особенностью кристаллической решетки монтмориллонита является замещение 1/6 части атомов алюминия в среднем слое атомами маг-

20