Разработка состава и технологии мази с эфирным маслом иссопа для лечения простудных заболеваний

Первым этапом работы стало изучение количественного содержания эфирного масла в различных представителях флоры Таджикистана, полученных методом дистилляции. Целью данного исследования был выбор наиболее перспективного эфирного масла для разработки мягкой лекарственной формы с противопростудным действием.

Полученные изолированные эфирные масла характеризовали количественно и качественно газо-жидкостной масс-спектрометрией.

Сырье собирали в центрально-южной части Таджикистана в период цветения и плодоношения сезона 2013 года. Эфирные масла были получены из высушенных частей растений в лабораторной установке методом гидродистилляции в течение 3 часов. Метод основан на испарении и затем конденсации паров жидкости и способности водяного пара увлекать эфирные масла.

Для получения этим методом эфирных масел использовали аппарат для лабораторной перегонки эфирных масел, который включает в себя парообразователь, перегонный куб, холодильник и приемник. Пар из парообразователя поступает в перегонный куб и извлекает из сырья эфирное масло. Эта смесь, состоящая из паров воды и масла, в холодильнике превращается в жидкость. Затем она поступает в приемник, где масло отделяется.

В качестве растительного сырья были изучены:

Anethum graveolens L. - укроп огородный

Ferula clematidifolia K.-Pol. - ферула ломоносолистная

Ferula foetida (Regel.) - ферула вонючая

Galagania fragrantissima Lipsky - галагания пахучая

Achillea filipendulina Lam. - тысячелистник таволговый

Artemisia absinthium L. - полынь горькая

Artemisia rutifolia Stephan ex Spreng.- полынь рутолистная

Artemisia scoparia Waldst. & Kit.- полынь веничная

Tanacetum vulgare L. - пижма обыкновенная

Tanacetum parthenium (L.) Schultz-Bip. - пижма девичья

Hypericum perforatum L. - зверобой продырявленный

Hypericum scabrum L. - зверобой шероховатый

Hyssopus seravschanicus Pazij - иссоп зеравшанский

Mentha longifolia (L.) Huds. - мята длиннолистная

Origanum tyttanthum Gontsch. - душица мелкоцветковая

Ocimum basilicum Linn. - базилик душистый

Salvia sclarea L. - шалфей мускатный

Ziziphora clinopodioides Lam. - зизифора пахучковидная

Выход эфирных масел приведен в таблице 3.1.

Таблица 3.1Выход эфирных масел из растительного сырья

Объект	Номер IPMB	Выход эфирного масла (%; м/м)
Название	Семейство
Anethum graveolens L.	Apiaceae	P8577	0,7-0,8
Ferula clematidifolia K.-Pol.	Apiaceae	P8580	0,2-0,5
Ferula foetida (Regel.)	Apiaceae	-	0,1-0,6
Galagania fragrantissima Lipsky	Apiaceae	P8578	0,1-0,2
Achillea filipendulina Lam.	Asteraceae	P8582	0,5-0,6
Artemisia absinthium L.	Asteraceae	P8583	0,2-0,5
Artemisia rutifolia Stephan ex Spreng.	Asteraceae	P8584	0,3-0,5
Artemisia scoparia Waldst. & Kit.	Asteraceae	P8585	0,2-0,5
Tanacetum vulgare L.	Asteraceae	P8586	0,3
Tanacetum parthenium (L.) Schultz-Bip.	Asteraceae	P8587	0,3
Hypericum perforatum L.	Clusiaceae	P8592	0,4
Hypericum scabrum L.	Clusiaceae	P8593	0,1
Hyssopus seravschanicus Pazij	Lamiaceae	-	0,9-1,0
Mentha longifolia (L.) Huds.	Lamiaceae	P8595	0,6-0,8
Origanum tyttanthum Gontsch.	Lamiaceae	P8596	0,7-0,9
Ocimum basilicum Linn.	Lamiaceae	P8597	0,5
Salvia sclarea L.	Lamiaceae	P8598	0,3-0,4
Ziziphora clinopodioides Lam.	Lamiaceae	P8599	0,7-0,8

Процент выхода эфирных масел при гидродистилляции составил от 0.1 % до 1 %. Hyssopus seravschanicus имел наивысший выход эфирного масла из травы (0.9-1,0 %). В отличие от этого, Hypericum scabrum показал наименьшие показатели выхода (менее 0,1 %). Высокое содержание эфирного масла (более 0,7 %) наблюдается у Anethum graveolens L., Mentha longifolia (L.) Huds., Origanum tyttanthum Gontsch. и у Ziziphora clinopodioides Lam. Данные растения и были нами выбраны для дальнейшего изучения в качестве перспективного сырья для создания лекарственного средства с противовоспалительной и антимикробной активностью.

3.1.2 Изучение антимикробной активности эфирных масел флоры Таджикистана

Антимикробный эффект эфирных масел был изучен в отношении широко ряда грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. Предварительно, для растворимости в бульоне, эфирные масла смешивали с 0,5 % твина-80.

Минимальную ингибирующую концентрацию (MIC) устанавливали методом серийных разведений в жидкой питательной среде, методика приведена в Разделе 2. Инкубацию проводили в течение 18 часов при температуре 35 єC. Для определения минимальной бактерицидной концентрации (MBC), из каждой пробирки с концентрациями эфирного масла равной или выше MIC делали посевы на агаровый гель в чашках Петри. Термостатировали 24 часа и визуально определяли наличие или отсутствие роста микроорганизмов. Положительным контролем служил ампициллин. Результаты приведены в таблице 3.2.

В изучаемые эфирные масла показали незначительную антимикробную активность против стафилококка и кишечной палочки. Эфирное масло Origanum tyttanthum в отношении изучаемых микроорганизмов показало наилучшие антимикорбные свойства (MIC и MBC находится в интервале 0,313 - 1,250 мг/мл). Эфирное масло Galagania fragrantissima было эффективно только в отношении Staphylococcus aureus MRSA NCTC 10442, рост бактерий полностью препятствовала концентрация 0,039 мг/мл, тогда как концентрация 0,078 мг/мл была достаточеной для полной гибели микроорганизма. Из всего перечня изучаемых эфирных масел шесть образцов показали примерно одинаковую антимикробную активность, это: Achillea filipendulina, Artemisia scoparia, Hypericum perforatum, Hyssopus seravschanicus, Mentha longifolia, Ziziphora clinopodioides.

Таблица 3.2Минимальная ингибирующая (MIC) и минимальная бактерицидная (MBC) концентрация изучаемых эфирных масел

Эфирное масло	E. coli ATCC 25922	Staphylococcus aureus MRSA NCTC 10442
	MIC (мг/мл)	MBC (мг/мл)	MIC (мг/мл)	MBC (мг/мл)
Achillea filipendulina	5	10	5	5
Artemisia absinthium	>20	>20	>20	>20
Artemisia rutifolia	10	20	5	20
Artemisia scoparia	2,5	5	1,250	2,500
Ferula clematidifolia	>20	>20	>20	>20
Ferula foetida	>20	>20	>20	>20
Galagania fragrantissima	>20	>20	0,039	0,078
Hypericum perforatum	5	5	1,250	2,500
Hypericum scabrum	>20	>20	>20	>20
Hyssopus seravschanicus	10	10	5	10
Mentha longifolia	5	10	10	20
Ocimum basilicum	>20	>20	>20	>20
Origanum tyttanthum	0,313	0,313	0,625	1,250
Salvia sclarea	>20	>20	>20	>20
Tanacetum vulgare	>20	>20	20	20
Ziziphora clinopodioides	5	5	10	10
Контроль: Ампициллин	0,004	0,008	0,008	0,016

Высокая антимикробная активность эфирного масла Origanum tyttanthum связана с присутствием в составе феноловых компонентов, таких как карвакрол, тимол, изопинокамфон, в-пинен, пинокамфон, миртенил ацетат и евкалиптол. Данные компоненты эфирного масла проявляют повреждающее действие на мембраны микробной клетки и клеточные лизосомы. Эфирное масло Origanum по составу компонентов и их количеству отличается от эфирного масла Hyssopus. Основным компонентом первого является тимол (не менее 35 %), а второго - пинокамфон и излпинокамфон (не менее 37 %) [182-186].

Исходя из полученных результатов, перспективными источниками эфирных масел флоры Таджикистана следует считать душицу мелкоцветковую, тысячелистник таволговый, полынь веничную, иссоп зеравшанский, мяту длиннолистную и зизифору пахучковиднцю. Но учитывая запасы произрастания данных лекарственных растений и выход эфирного масла, предпочтение следует отдать иссопу зеравшанскому, как перспективному сырью для получения эфирного масла.

3.1.3 Физико-химические свойства эфирного масла иссопа зеравшанского

Надземная часть растения H. zeravshanicus была собрана в поселке Зиддех Варзобского района, Таджикистан (39.0285 N, 68.7867 E, на 2000 м. выше уровня моря) в период 2009-2011 г.г. Высушенные на воздухе образцы были измельчены и гидродистилированы в течение 3 ч в лабораторных условиях методом перегонки с водяным паром.

Анализ эфирного масла проводили по методикам фармакопеи, изучали: удельное вращение (D²⁰), угол преломления (n²⁰), кислотное (К.Ч.) и эфирное (Эф.ч.) числа, эфирное число после ацетилирования (Эф.ч.п.а.) а так же состав с использованием метода газовой хроматографии.

Наиболее важной технической характеристикой эфирных масел являются показатель масличности в пересчете на сухой вес сырья. Этот показатель имеет значительные отклонения в зависимости от района произрастания, метеорологических условий, климата, влажности, температуры воздуха и др.

Сравнительные данные выхода эфирных масел иссопа зеравшанского и их физико-химические константы зависят от времени сбора сырья. В табл. 3.3-3.6 приведены физико-химические показатели эфирного масла иссопа зеваршанского в зависимости от фаз вегетации.

Таблица 3.3Физико-химические свойства ЭМИЗ из сырья, собранного во время бутонизации

Сырье	Год сбора	Выход масла, %	D20	n20	К.Ч.	Эф.ч.	Эф.ч.п.а.
Листья	2009	0,4-0,5
Надзем. Часть	2009	0,7-0,9	0,9571	1,4776	7,1	17,9	57,3
Литья	2010	0,45-0,6
Надзем. Часть	2010	0,65-0,8	0,9611	1,4769	6,9	15,6	49,7
Листья	2011	0,59-0,7
Надзем. Часть.	2011	0,9-1,1	0,9712	1,4761	6,6	19,2	48,6

Таблица 3.4 Физико-химические свойства ЭМИЗ из сырья, собранного во время цветения

Сырье	Год сбора	Выход масла, %	D20	n20	К.Ч.	Эф.ч.	Эф.ч.п.а.
Листья	2009	0,4-0,6
Надзем. часть	2009	1,1-1,3	0,9670	1,4781	7,1	18,1	59,3
Литья	2010	0,45-0,6
Надзем. часть	2010	0,9-1,1	0,9679	1,4774	6,9	15,2	54,7
Листья	2011	0,8-0,9
Надзем. часть.	2011	1,3-1,6	0,9684	1,4769	6,6	19,2	58,6

Таблица 3.5 Физико-химические свойства ЭМИЗ из сырья, собранного во время плодоношения

Сырье	Год сбора	Выход масла, %	D20	n20	К.Ч.	Эф.ч.	Эф.ч.п.а.
Листья	2009	0,4-0,6
Надзем. часть	2009	0,5-0,9	0,9571	1,4772	6,9	18,7	57,8
Литья	2010	0,45-0,7
Надзем. часть	2010	0,65-0,8	0,9611	1,4770	6,5	17,8	49,7
Листья	2011	0,59-0,7
Надзем. часть.	2011	0,7-0,9	0,9712	1,4765	6,3	17,2	55,6

Таблица 3.6Физико-химические свойства ЭМИЗ из свежей травы, собранной в период цветения

Сырье	Год сбора	Выход масла, %	D20	n20	К.Ч.	Эф.ч.	Эф.ч.п.а.
Надзем. часть	2009	0,3-0,5	0,9664	1,4771	5,8	18,1	51,2
Надзем. часть	2010	0,3-0,5	0,9668	1,4770	5,4	17,6	53,6
Надзем. часть	2011	0,4-0,6	0,9669	1,4770	5,4	17,9	49,2

Из табл. 3.3-3.6 следует, что выход эфирного масла иссопа зеравшанского, произрастающего в Варзобском ущелье (окрестности пос. Зидды) на высоте 2000 м над уровнем моря колеблется от 0,4-1,6 %.

Результаты, полученные по выходу эфирного масла иссопа зеравшанского в 2009-2011 гг., позволяли считать, что существует корреляция между выходом эфирного масла, время сбора и годом сбора.

3.1.4 Химический состав эфирного масла иссопа зеравшанского

Для исследования состава эфирного масла иссопа зеравшанского использовали хроматографический метод. Хроматография является эффективным методом разделения, анализа и физико-химического исследования вещества. В настоящее время с помощью хроматографии можно разделять сложные смеси различных неорганических и органических веществ. В основе этого метода лежит различие в адсорбционных или иных свойствах соединений, благодаря чему они по-разному распределяются между твердым сорбентом и протекающей через его слой жидкостью.

Сущность хроматографического метода заключается в том, что через слой адсорбента, являющегося неподвижной фазой, пропускают поток элюента-жидкости. Вместе с элюентом передвигается разделяемая смесь. Встречая на своем пути свободную поверхность адсорбента, компоненты смеси адсорбируются и если их адсорбционная способность различна, смесь разлагается на зоны, каждая из которых преимущественно содержит чистое вещество.

Анализ эфирного масла был проведен на хроматографе Finnigan Trace DSQ GC/MS оборудованном автоинжектором AL 3000 (Thermo Fisher Scientific Inc., MA, USA) и капиллярной колонкой (Thermo TR-5MS, crosslined 5 % фенилполисилфенилен-силоксан, 30 м x 0.25 мм внутренний диаметр, толщина фазы 0.25 мм). Условия масс-спектрометрии: ионизация напряжения 70 эВ. Ионный источник и температура 250 °С. Скорость сканирования 50-450 м/с. Время удержания растворителя 2 мин.

Газовая хроматография: колонка была непосредственно соединена с масс-спектрометром и скорость потока газа-носителя гелия 1.0 мл/мин. Температура инжектора была 250 °С. 0.4 мл образца были введены в режиме распределения с коэффициентом распределения 60:1. Температурная программа: начальная температура 50 °С, затем температура повышалась от 50 °С до 230 °С при скорости 10°/мин, потом от 230 °С до 280 °С при скорости 20°/мин и, в последствии, оставалась на этом уровне в течение 10 минут. Каждый образец был подготовлен из 1 %-ного раствора в CH₂Cl₂ и введен методом инъекции по 1 мкл. Определение компонентов эфирного масла, было основано на их удерживания индексов, в результате этого можно установить, что они относятся к гомологическому ряду n-алканов, а также путем сопоставления их массы спектральных моделей. Процент каждого компонента в качестве сырья определили проценты на основе общего ионного тока без стандартизации.

Содержание компонентов состава эфирного масла выражено через отношение площади пика отдельного вещества к сумме площадей всех пиков на хроматограмме («метод нормализации»). Компонентов эфирного масла идентифицировали сравнением хроматограмм и представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7Химический состав ЭМИЗ, произрастающего в Таджикистане

Пик	Время удерживания	Формула	Соединение	Содержание (%)
1	2	3	4	5
1	4.90	C10H16	б-Туйен	0,41
2	5.05	C10H16	б-Пинен	0,68
3	5.33	C10H16	Камфен	0,19
4	5.63	C10H16	б-Фелландрен	2,60
5	5.75	C10H16	в-Пинен	10,55
6	6.43	C10H14	m-Цимен	1,98
7	6.48	C10H16	Лимонен	1,19
8	6.57	C10H18O	Евкалиптол	2,90
9	7.13	C10H18O	г-Терпинол	1,49
10	7.41	C10H18O	б-Пинен епоксид	0,05
11	7.49	C10H18O	Линалол	0,35
12	7.62	C10H18O	в-Терпинеол	0,16
13	7.82	C10H16O	Туйон	0,32
14	7.99	C10H18O	2-Ментенол	0,14
15	8.32	C10H16O	Пинокарвеол	0,65
16	8.43	C12H18O2	Миртенил асетат	4,11
17	8.63	C10H16O	Пинокамфон	7,0
18	8.77	C10H18O	б-Терпинеол	0,11
19	8.93	C10H16O	Изопинокамфон	55,44
20	9.09	C10H12O	Естрагол	1,10
21	9.16	C10H14O	Миртенал	0,58
22	9.36	C10H20O	в-цитронелол	0,39
23	9.72	C10H16O	Пулегон	0,31
24	9.83	C10H12O	Куминал	0,06
25	9.91	C10H16O	Карвотанасетон	0,96
26	10.02	C10H18O2	Пинандиол	1,22
27	10.35	C10H14O	Тимол	0,22
28	10.49	C10H14O	Карвакрол	1,76
29	10.70	C10H14O	D-Вербенон	0,05
30	10.83	C12H18O2	Пинокарвил асетат	0,22
31	11.73	C15H24	в-Боурбонен	0,36
32	12.78	C15H24	Аромадендрен	0,09
33	13.23	C15H24	в-Бисаболен	0,07
34	13.41	C15H24	г-Кадинен	0,05
35	14.27	C15H24O	Спатуленол	0,60
36	14.37	C15H24O	Кариофиллен оксид	0,38
37	15.01	C15H26O	Торреол	0,09
38	15.41	C15H18	Кадален	0,13
39	22.30	C15H24O	Сиобунон	0,07

Были идентифицированы в общей сложности тридцать девять компонентов. Главные компоненты ЭМИЗ были изопинокамфон (55.44 %), в-пинен (10.55 %), пинокамфон (7.0 %), миртенил ацетат (4.11 %), евкалиптол (2.9 %), б-феландрен (2.6 %), и м-цимен (1.98 %). ЭМИЗ произрастающего в Таджикистане, как показано в этом исследовании, принадлежит к хемотипу богатому изопинокамфоном.

ВЫВОДЫ

1. Изучено количественное содержание эфирного масла в различных представителях флоры Таджикистана, полученных методом дистилляции. Наибольший выход среди представителей показал иссоп зеравшанский - выход масла составил 0,9-1,0 %. Результаты, полученные по выходу эфирного масла иссопа зеравшанского в 2009-2011 гг., позволяют считать, что существует корреляция между выходом эфирного масла и временем сбора. Из результатов следует, что выход эфирного масла иссопа зеравшанского колеблется от 0,4 до 1,6 %. Наибольший выход масла наблюдается из надземной части растения в период бутонизации и цветения.

2. Метом газовой хроматографии были идентифицированы тридцать девять компонентов эфирного масла. Главные компоненты ЭМИЗ были изопинокамфон (55.44 %), в-пинен (10.55 %), пинокамфон (7.0 %), миртенил ацетат (4.11 %), евкалиптол (2.9 %), б-феландрен (2.6 %), и m-цимен (1.98 %).

РАЗДЕЛ 4. РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ МАЗИ С ЭФИРНЫМ МАСЛОМ ИССОПА ЗЕРАВШАНСКОГО

Мази представляют собой сложный комплекс лекарственных веществ с носителем - мазевой основой, которая обеспечивает оптимальную консистенцию и является важным фактором, влияющим на полноту, скорость высвобождения и всасывания лекарственных веществ.

В фармацевтической терминологии слово «консистенция» означает комплекс реологических параметров, к которым относятся структурная вязкость, эластичность, пластичность и тиксотропия [187].

Согласно П. А. Ребиндер [188], структурированные системы можно разделить на коагуляционные и конденсационно-кристаллизационные. Коагуляционные представляют собой рыхлые каркасы из первичных частиц или их цепочек, образованные сцеплением ван-дер-ваальсовыми силами. При образовании коагуляционной сетки остается слишком тонкий слой жидкой дисперсной среды. В связи с наличием таких тонких слоев в участках коагуляционного сцепления, структуры обладают характерными реологическими свойствами. Чем толще слой среды между частицами, тем меньше влияние молекулярных сил, которые предопределяют сцепление частиц, тем менее устойчива структура. Неньютоновские жидкости с коагуляционной структурой можно разделить на две большие группы:

- системы с реологическими характеристиками, не зависящими от времени;

- системы, реологические свойства которых зависят от времени.

В 1922 г. Бингам предположил, что при наличии в системе малоподвижной пространственной структуры, способной разрушаться в вискозиметре, течение системы произойдет не при самой незначительной смещения, а лишь тогда, когда оно примет определенное значение, достаточное для разрушения структуры.

В тиксотропных системах высокая вязкость осложняет броуновское движение, благодаря чему сокращается количество контактов частиц и уменьшаются силы сцепления между ними. Это и обуславливает получение структур, легко разрушаются при перемешивании и встряхивании.

4.1 Обоснование мазевой основы

Как было указано в Разделе 1, у большинства мазей для местного лечения простудных заболеваний, мазевая основа гидрофобная и состоит из сплава синтетических или полусинтетических компонентов. Такой тип основы имеет ряд преимуществ, в частности, длительный срок хранения, постоянство физико-химических свойств (в отличие от природных, где часто меняются физические и химические показатели, такие как температура плавления, кислотное, перекисное, эфирное и другие числа), индифферентность по отношению к действующим веществам и др. Однако, данный тип основ не лишен и недостатков - отсутствие сродства к кожным покровам, возможность вызывать местнораздражающее и аллергизионное действие и т.д.

В связи с вышеизложенным, нами в качестве мазевой основы была выбрана жировая основа, содержащая твердый жир, изопропилмиристат или изопропилпальмитат и воск пчелиный. Данный выбор мазевой основы был обусловлен следующим - компоненты не должны оказывать неблагоприятного воздействия на кожные покровы, поэтому максимально представлены природными веществами, основа мази должна размягчаться, но не плавиться при температуре тела, и за счет этого легко «отдавать» компоненты действующих веществ, как в эпидермис кожи, так и для вдыхания с последующим поступлением в верхние дыхательные пути.

Количество изопропилмиристата или изопропилпальмитата оставалось постоянным 60 % и варьировали соотношение твердого жира и воска пчелиного, составы приведены в табл. 4.1. Для обоснования компонентного состава были изучены реологические свойства различных комбинаций данных веществ.

Реологические (структурно-механические) свойства образцов определяли с помощью ротационного вискозиметра «Rheolab QC» (фирмы «Anton Paar», Австрия) с коаксиальными цилиндрами CC27/S-SN29766. Навеску образца около 17,0 (± 0,5) г помещали в емкость внешнего неподвижного цилиндра, устанавливали необходимую температуру опыта, время термостатирования - 20 мин. С помощью программного обеспечения, которым оснащен прибор, устанавливались условия опыта: (градиент скорости сдвига внутреннего цилиндра (0,1 до 350 с^-1), количество точек опыта на кривой течения образца (35) и продолжительность измерения на каждой точке кривой (1 сек).

На рис. 4.1-4.3 представлены реограммы составов мазевой основы.

Таблица 4.1 Состав мазевых основ для исследования

Номера основ	Твердый жир	Воск пчелиный	ИПМ*	ИПП**
1	6	34	60	-
2	8	32	60	-
3	10	30	60	-
4	4	36	-	60
5	6	34	-	60
6	8	32	-	60
7	10	30	-	60
8	12	28	-	60
9	15	25	-	60

Примечание: ИПМ* - изопропилмиристат

ИПП** - изопропилпальмитат

4.1.1 Структурно-механические свойства мазевых основ с изопропилмиристатом

Для изучения тиксотропных свойств строили кривые кинетики деформации мазей в координатах «скорость сдвига - напряжение сдвига». Полученные кривые (рис. 4.1-4.3) показывают значительные петли гистерезиса, при этом «восходящая» кривая, которая характеризует разрушение системы, отличается от «нисходящей» кривой, которая характеризует возобновление системы, и объясняется сохранением остаточной деформации после сильного ослабления структуры под воздействием ранее прилагаемого напряжения. Наличие восходящих и нисходящих кривых петли гистерезиса указывает на то, что исследуемые мази обладают тиксотропными свойствами. Наличие тиксотропных свойств у исследуемых мазей характеризует удовлетворительную намазываемость на кожаные покровы и способность к вытеснению из туб.

Рис. 4.1. Реограмма основы № 1

Рис. 4.2. Реограмма основы № 2



Рис. 4.3. Реограмма основы № 3

При малых скоростях сдвига структура мазей разрушается и полностью возобновляется (в этом случае система имеет наибольшую вязкость). С увеличением скорости сдвига разрушения структуры мази начинает преобладать над возобновлением, и вязкость уменьшается. При больших скоростях сдвига структура полностью разрушается и система начинает течь. Как видно из представленных рисунков, все образцы мазей имеют надлежащую степень тиксотропии.

Оценка проведенных исследований позволила выявить следующее. С повышением содержимого в составе мази твердого жира и соответственно уменьшениям воска пчелиного уменьшаются структурно-механические свойства основы. Наибольшую тиксотропность показала основа с содержимым твердого жира 8 %.

Таким образом, исследуемые мазевые основы обладают тиксотропностью, пластичностью и относятся к классу бингамовских систем. При этом мазь с содержимым твердого жира - 8 %, изопропилмиристата - 60 % и воска пчелиного - 32 % по своим реологическим характеристикам превосходит другие составы.

4.1.2 Структурно-механические свойства мазевых основ с изопропилпальмитатом

В тех же условиях были изучены и мазевые основы с изопропилпальмитатом (составы 4-9, табл. 4.1). На рис. 4.4-4.15 представлены реограммы мазевых основ.

Для изучения тиксотропных свойств строили кривую кинетики деформации мазей в координатах «скорость сдвига (Dr) - напряжение сдвига (Tr)». Получены кривые (рис. 4.4-4.15) показывают значительные петли гистерезиса, при этом «восходящая» кривая, которая характеризует разрушение системы, отличается от «нисходящей» кривой, которая характеризует возобновление системы, и объясняется сохранением остаточной деформации после сильного ослабления структуры под воздействием ранее прилагаемого напряжения.

Рис. 4.4. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 4 при температуре 20 С

Самая большая площадь петли гистерезиса наблюдается у основы, содержащей минимальное количество твердого жира, и соответственно, максимальную концентрацию воска пчелиного (рис. 4.4). Вязкость многокомпонентных смесей во многом определяется молекулярными массами входящих компонентов. Соотношение вязкости к скорости сдвига повышается с повышением молекулярной массы, и скорость сдвига, при которой наступает разрушение структуры (разжижение), смещается в сторону более высоких значений. Так, происходит и в сплавах твердого жира с воском пчелиным, где триглицериды природного воска по молекулярной массе значительно превосходят аналогичные компоненты твердого жира. Вследствие чего, при увеличении в модельной мазевой основе количества воска пчелиного его линейные жесткие молекулы обладают большим гидродинамическим размером, что приводит к образованию значительно более вязких масс.

Рис. 4.5. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 4 при температуре 34 С

Рис. 4.6. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 5 при температуре 20 С



Рис. 4.7. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 5 при температуре 34 С

Рис. 4.8. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 6 при температуре 20 С

Модельная мазевая основа, состоящая из 8 % твердого жира и 32 % воска пчелиного, показала оптимальные значения структурной вязкости (рис. 4.8 и 4.9). При наличие достаточно обширной области гистерезиса, нисходящая и восходящая кривые после проведения исследования, практически возвращаются в одну точку. Особенно наглядно это видно на образце, изученном при температуре 34 С. При малых скоростях сдвига скорость распада структуры меньше, чем скорость их повторного восстановления, следовательно, вязкость не зависит от сдвига, и система приобретает ньютоновский тип течения. При комнатной температуре мазевые образцы с воском пчелиным и твердым жиром, в изученных соотношениях, показали значения структурной вязкости выше, чем критическая концентрация, что позволяет отнести данный тип течения к неньютоновскому.

Рис. 4.9. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 6 при температуре 34 С

Значение «механической стабильности» мазевой основы № 6 составляет 1,12, что так же подтверждает высокие тиксотропные свойства мазевой композиции, которые обеспечили восстановление ее структуры после механических воздействий во время технологического процесса и равномерное распределение активных фармацевтических ингредиентов в лекарственной форме.

Рассчитанные значения коэффициентов динамического течения мазевой основы № 6 (К_d1=42,12 % и К _d2=70,46 %) количественно подтверждают удовлетворительную степень распределения системы во время нанесения на поверхность кожи или во время проведения технологического процесса.



Рис. 4.10. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 7 при температуре 20 С

Рис. 4.11. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 7 при температуре 34 С

Рис. 4.12. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 8 при температуре 20 С



Рис. 4.13. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 8 при температуре 34 С

Анализ диаграмм для мазевых основ №№ 7, 8, 9 (рис. 4.10-4.15) показывает, что течение системы начинается не сразу, а только после определенного усилия, необходимого для разрыва элементов структуры, что подтверждает, что данные композиции относятся к структурированным системам. Предельное напряжение сдвига систем увеличивается до 20 Н/м², после чего следует отрезок прямой, указывающий на полное разрушение структуры мазевой основы. Причем, разрушение системы при температуре 34 С происходит при более низких скоростях сдвига. В период вновь уменьшения напряжения сдвига восстановление предыдущей структуры практически не задерживается. При этом нисходящая кривая реограммы вместе с восходящей образуют минимальную петлю гистерезиса, что указывает на наличие минимальных коагуляционных связей в мозевых основах.

Рис. 4.14. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 9 при температуре 20 С



Рис. 4.15. Зависимость предельного напряжения сдвига (Tr) от скорости сдвига (Dr) мазевой основы № 9 при температуре 34 С

Наличие восходящих и нисходящих кривых петли гистерезиса указывает на то, что исследуемые основы владеют тиксотропными свойствами. Наличие тиксотропных свойств у исследуемых мазей характеризует удовлетворительную намываемость на кожаные покровы и способность к вытеснению из туб.

При малых скоростях сдвига структура мазей разрушается и полностью возобновляется (в этом случае система имеет наибольшую вязкость). С увеличением скорости сдвига разрушение структуры мази начинает преобладать над возобновлением, и вязкость уменьшается. При больших скоростях сдвига структура полностью разрушается и система начинает течь. Как видно из представленных рисунков, все образцы мазей имеют надлежащую степенью тиксотропности.

Оценка проведенных исследований позволила выявить следующее. С повышением содержимого в составе мази твердого жира и соответственно уменьшениям воска пчелиного уменьшаются структурно-механические свойства основы. Наибольшую тиксотропность показала основа с содержимым твердого жира 8 %.

Как и в предыдущих исследованиях, основы с изопропилмиристатом обладают тиксотропностью, пластичностью и относятся к классу бингамовских систем. При этом мазь с содержимым твердого жира - 8 %, изопропилмиристата - 60 % и воска пчелиного - 32 % по своим реологическим характеристикам превосходит другие составы.

Анализируя изученные основы, предпочтение следует отдать мазевой основе с изопропимлмиристатом, которая имеет большую структурную вязкость, пластичность и более выраженные тиксотропные свойсьва.

4.2 Выбор концентрации действующих веществ в составе мази

Концентрация камфоры и метилсалицилата была выбрана исходя из данных литературы и их количественного содержания в мягких лекарственных формах, применяемых в лечении заболеваний верхних дыхательных путей. Большинство изученных мазей в своем составе содержат 5 % камфоры и 15 % метилсалицилата, именно эти концентрации и были нами выбраны для создания мази противопростудного действия с эфирным маслом иссопа зеравшанского.

Выбор концентрации ЭМИЗ проводили по антимикробной активности различных вариантов мази в опытах in vitro методом диффузии в агар. Метод основан на способности действующих веществ проникать в агар, предварительно засеянный культурами микроорганизмов. В качестве тест-культур использовали грамположительные микроорганизмы, музейные штаммы Staphylococcus aureus ATCC 25293, Streptococcus pyogenes ATCC 2432, споровую культуру Bacillus subtilis ATCC 6633, грамотрицательную культуру Esherichia colli ATCC 25922. Противогрибковую (антифунгальную) активность определяли по отношению к дрожжеподобному грибу рода кандида - Сandida albicans ATCC 885-653.

При проведении опытов использовали односуточные суспензии бактериальных микроорганизмов в физиологическом растворе, конечный стандарт которых составил для стафилококка и стрептококка - 2х10⁴, для кишечной палочки - 2х10⁵, для спорообразующей культуры - 2х10⁹ колониеобразующих единиц/мл (КОЕ/мл) питательной среды. Для двухсуточной культуры дрожжеподобного гриба микробная нагрузка составляла 2х10⁶ КОЕ/мл питательной среды Сабуро.

В чашки Петри, установленные на горизонтальной плоскости, вносили 10 мл незараженного агара (при работе с бактериальными культурами - мясо-пептонный агар (МПА), при работе с кандидой - среда Сабуро). После застывания на поверхность агара помещали стальные цилиндры (высота 10 мм, наружный диаметр 8 мм) и заливали агаром с культурами микроорганизмов в количестве 15 мл. После застывания второго слоя цилиндры вынимали и в образовавшиеся лунки вносили исследуемые образцы мазей до полного их заполнения. Посевы помещали в термостат. Бактериальные культуры инкубировали при 25-27 єС, дрожжеподобные грибы - при 35-37 єС на 24-48 часов. Диаметр зоны задержки роста микроорганизмов характеризовал антимикробную активность исследуемых тест-образцов.

Для изучения антимикробной активности было представлено 4 образца мази, которые различались разным содержанием эфирного масла иссопа. В образце № 1 содержание эфирного масла составило 2,0 %; в образце № 2 - 3,0 %; в образце № 3 - 4,0 %; в образце № 4 - 5,0 %.

Результаты изучения антимикробной активности тест-образцов представлены в табл. 4.2.

Антимикробная активность мазей с различным содержанием эфирного масла иссопа зеравшанского

Таблица 4.2

Тест-образец	Культуры микроорганизмов
	S. aureus	Str. pyogenes	B. subtilis	E. colli	С. albicans
	Диаметр зоны задержки роста микроорганизмов, мм
№ 1	17-18	14-15	14-15	18-19	11-12
№ 2	18-20	17-18	17-18	21-22	11-12
№ 3	20-23	19-20	21-22	22-23	13-14
№ 4	24-26	19-21	21-22	22-23	14-15

Данные, полученные в результате микробиологического исследования, свидетельствуют о том, что все изученные тест-образцы мазей обладают антимикробной активностью по отношению ко всем использованным микроорганизмам. Наибольшую антимикробную активность проявили образцы № 3 и № 4. Образец № 3 незначительно превосходил образец № 4 по антистафилококковой активности, а по отношению к остальным микробным агентам их активность была одинаковой.

Учитывая то, что с увеличением дозы ЭМИЗ антибактериальная активность не изменяется, для дальнейших исследований была отобрана мазь, содержащая 4,0 % эфирного масла иссопа. Количество камфоры и метилсалицилата составило 5 и 15 % соответственно.

4.3 Влияние твердых и жидких ингредиентов на температуру каплепадения мазевой основы

При разработке мази для лечения простудных заболеваний необходимо учитывать, что лекарственное средство будет наноситься на кожу спины и груди с последующим втиранием. При этом препарат должен оказывать местнораздражающее, отвлекающее, противовоспалительное и антисептическое действие. Мазевая основа должна не только выполнять формообразующую функцию, но и легко высвобождать действующие вещества. При данном способе применения лекарственного средства мазь должна обладать соответствующей температурой плавления (близкой к температуре тела), при которой мазь теряет структурную вязкость, начинает течь и летучие компоненты препарата легко испаряются с последующим поступлением в верхние дыхательные пути за счет ингаляции.

В связи с тем, что компоненты лекарственного средства взаиморастворимые или взаимосмешивающиеся друг с другом необходимо было изучить влияние действующих вещества на структурные свойства мазевой основы. По типу дисперсных систем, разработанная композиция мази относится к гомогенным мазям, так как у мази отсутствует межфазная поверхность между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Лекарственные вещества (эфирное масло, камфора и метилсалицилат) находятся в молекулярной или мицеллярной степени дисперсности. По способу получения данная мазь относиться к типу сплав-раствор.

Исходя из наличия в составе мази твердых и жидких компонентов, необходимо было изучить температуру каплепадения различных соотношений жидкой и твердой фаз в разработанном составе мази.

Температура каплепадения (dropping point) - это температура, при которой мазевая основа из пластичного твердого переходит в жидкое состояние и появляется первая капля из отверстия капилляра при стандартных условиях испытания. При высокой температуре мази разжижаются и могут вытекать из контейнеров, не фиксироваться при нанесении на поверхности. Регулировать температуру плавления и каплепадения можно различными загустителями.

Для реализации поставленной цели было необходимо решить практическую задачу - определить соотношение твердой и жидкой фазы, при котором температура каплепадения мазевой основы с действующими веществами будет находиться в интервале 37-40 єС (близкой к температуре тела человека). Исследования проводили по ГОСТ 52342 «Изделия декоративной косметики на жировой основе».

В табл. 4.3 представлены результаты определения температуры каплепадения различных основ.

Таблица 4.3 Влияние твердых и жидких компонентов на температуру каплепадения мази

Компонент мази	Количество в составе, %
Эфирное масло иссопа зеравшанского	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0
Камфора	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Метилсалицилат	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	15,0
Изопропил-миристат	36,0	36,0	36,0	36,0	36,0	36,0	36,0	36,0	36,0
Твердый жир	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0
Воск пчелиный	37,0	36,0	35,0	34,0	33,0	32,0	31,0	30,0	29,0
Итого	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0	100,0
Температура каплепадения, єС	27,3±0,3	28,5±0,4	30,3±0,5	34,2±0,3	36,4±0,2	37,3±0,4	38,8±0,2	41,4±0,3	45,8±0,4

В связи с тем, что воск пчелиный способен в большей степени изменять температуру каплепадения, за счет большей температуры плавления, то его количество оставалось неизменным в составе мази - 32 %. Изменяли лишь количество твердого жира, который позволит при изготовлении мази более точно регулировать консистентные свойства лекарственного средства в зависимости от температурных колебаний. Представленные результаты в табл. 4.3 позволили выбрать состав основы, имеющей температуру каплепадения 37,3 єС: 36,0 г изопропилмиристата, 8,0 г твердого жира и 32,0 г воска пчелиного.

Таким образом, нами разработан состав мази, содержащий эфирное масло иссопа зеравшанского, камфору, метилсалицилат, твердый жир, изопропилмиристат и воск пчелиный в следующих соотношениях:

На 100 г мази:

ЭМИЗ	4,0 г
Камфора	5,0 г
Метилсалицилат	15,0 г
Твердый жир	8,0 г
Изопропилмиристат	36,0 г
Воск пчелиный	32,0 г

4.4 Разработка технологии производства мази

На основании результатов проведенных экспериментальных исследований и физико-химических свойств ингредиентов нами предложена технология изготовления мази в условиях аптечного производства и разработана технологическая схема получения для фармацевтических предприятий в соответствии с требованиями GМP.

В соответствии с ГФУ 1.2, 5.N.1.1. и «Требованиям к изготовлению нестерильных лекарственных средств в условиях аптек» (Методические рекомендации, МЗ Украины 2005, издание официальное второе дополненное и переработанное) в аптеке обеспечиваются условия GPP (надлежащей аптечной практики) относительно помещения, оборудования, персонала и контроля качества изготовляемых нестерильных лекарственных средств.

В производственном помещении для изготовления нестерильных лекарственных средств аптеки в предварительно взвешенную фарфоровую чашку отвешивают 36,0 г изопропилмиристата, 32,0 г воска пчелиного, 8,0 г твердого жира. Фарфоровую чашку ставят на водяную баню и нагревают ее до температуры 60-70 °С при медленном переме...