Розробка складу та технології гелю для лікування захворювань опорно-рухового апарату

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВЯ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук

РОЗРОБКА СКЛАДУ ТА ТЕХНОЛОГІЇ ГЕЛЮ ДЛЯ ЛІКУВАННЯ ЗАХВОРЮВАНЬ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ

15.00.01 - технологія ліків, організація фармацевтичної справи та судова фармація

Косяченко Наталія Миколаївна

Харків 2012

Анотація

Дисертація присвячена теоретичному та експериментальному обґрунтуванню складу і розробці технології нового лікарського засобу - гелю «Віпратокс».

На підставі фізико-хімічних, фармакотехнологічних та біологічних досліджень розроблено оптимальний склад та раціональну технологію гелю з отрутою гюрзи для лікування захворювань опорно-рухового апарату. Вивчено стабільність гелю «Віпратокс» у процесі його зберігання протягом двох років при кімнатній температурі у тубах алюмінієвих.

Доклінічними фармакологічними дослідженнями доведено його специфічну активність і безпечність.

Розроблено проект методів контролю якості гелю «Віпратокс». Технологію гелю апробовано в промислових умовах.

Ключові слова: гель, захворювання опорно-рухового апарату, отрута гюрзи, камфора, кислота саліцилова, ялицева олія, склад, технологія.

Аннотация

Диссертация посвящена теоретическому и экспериментальному обоснованию состава и разработке технологии нового лекарственного средства - геля «Випратокс».

Впервые проведены комплексные исследования по созданию геля на основе яда гюрзы для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Изучены технологические, структурно-механические и физико-химические свойства гелевых основ с природным гелеобразователем ксантаном, гелеобразователем полусинтетического происхождения - ГЭЦ, а также двумя из наиболее распространенных синтетических гелеобразователей - сополимерами акриловой кислоты карбополом 980 и Ultez 10.

Изучена зависимость показателей качества, структурно-механических свойств исследуемых гелевых основ от природы гелеобразователя и его концентрации, значения рН и присутствия вспомогательных веществ. Реологическими исследованиями обоснована оптимальная концентрация карбомера марки Ultrez 10 (1 %) и нейтрализующего агента раствора натрия гидроксида (1 %).

В результате проведенных физико-химических и биофармацевтических исследований установлено влияние концентрации гидрофильного неводного растворителя глицерина - на влагоудерживающую способность и осмотические свойства гелей, характеризующихся способностью к абсорбции воды. По результатам эксперимента в состав геля введен глицерин в концентрации 15 %.

В микробиологическом эксперименте обосновано введение в разработанный гель антимикробных консервантов нипагина и нипазола (1 : 1) в концентрации 0,1 %. Установлено, что разработанный гель по показателям микробиологической чистоты соответствует требованиям ГФУ на протяжении всего срока хранения.

На основе проведенных исследований разработана промышленная технология, технологическая и аппаратурная схемы производства геля «Випратокс».

Разработан проект промышленного регламента производства лекарственного препарата. Выбран комплекс показателей контроля качества и разработаны методики анализа геля, которые были положены в основу проекта методов контроля качества. Разработана методика идентификации яда гюрзы (реакция преципитации). Идентификацию и количественное определение салициловой кислоты предложено проводить методом спектрофотометрии при 297 ± 2 нм. Разработаны газохроматографические методики идентификации одновременно с количественным определением компонентов камфоры и пихтового масла (время удерживания камфоры и одного из монотерпеновых углеводородов масла пихтового - борнилацетата - отвечают времени удерживания соответствующих пиков на хроматограмме растворов сравнения (камфоры, пихтового масла).

Экспериментально доказана стабильность геля «Випратокс» на протяжении двух лет хранения при температуре 25 ± 2 С в тубах алюминиевых с лаковым покрытием.

Фармакологическими исследованиями доказано выраженное противовоспалительное (на модели каррагенинового отека у крыс) и аналгетическое (в тесте «горячая пластина») действие разработанного препарата. На модели каррагенинового отека установлено, что выраженную противовоспалительную активность проявил разработанный гель «Випратокс», который ингибировал отек на 44,4 % в сравнении с контролем и 24,5 % в сравнении с линиментом «Випратокс». Аналгетическое действие в тесте «горячая пластина» геля «Випратокс» равняется 93,5 % относительно контроля и 33,9 % относительно линимента «Випратокс». Доказана биологическая безвредность разработанного геля при его местном применении.

Технология геля «Випратокс» внедрена в промышленное производство ООО «ГКП «Фармацевтическая фабрика»» (акт внедрения от 29.11.2010 г.).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс ряда высших учебных заведений Украины.

Ключевые слова: гель, заболевания опорно-двигательного аппарата, яд гюрзы, камфора, кислота салициловая, пихтовое масло, состав, технология.

Abstract

The dissertation is dedicated for theoretical basis of composition and technology of new drug - «Vipratox» gel.

On the basis of structure's mechanical, physico-chemical, biological and biopharmaceutical investigations the optimal composition and efficient technology of gel with venom of blunt-nosed viper for treatment of diseases of locomotor system were developed. The complex of analytical markers and quality methods were chosen. The stability of «Vipratox» gel during the storage period were studied. It's specific activity and safety were proved by pre-clinical investigation.

Key words: gel, diseases of locomotor system, venom of blunt-nosed viper, camphor, salicylic acid, juniper oil, composition, technology.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У сучасному світі проблема запальних захворювань опорно-рухового апарату досить актуальна. Ревматичні захворювання (РЗ) група мультифакторних хвороб, представлених великою кількістю нозологічних форм, які відрізняються за походженням і об'єднані переважно за ознакою локалізації основного патологічного процесу у сполучній тканині та за таким клінічним проявом, як суглобовий синдром. В Україні ревматичні захворювання посідають третє місце після захворювань системи кровообігу і травлення, у 2008 р. вони склали 10325,4 на 100 тис. населення, а рівень госпіталізацій з ревмопатологій 6 % від загальної кількості усіх стаціонарних хворих.

Використання сучасних препаратів місцевої дії є ефективним методом купірування болю запальних уражень суглобів та навколосуглобових м'яких тканин, травматичних уражень, судинних та інших ушкоджень, що сприяє швидкому відновленню фізичної активності та поверненню до попередньої якості життя пацієнтів. М'які лікарські засоби (МЛЗ) прості у застосуванні, можуть діяти місцево та резорбтивно і поєднувати в одній лікарській формі декілька діючих речовин різноспрямованої дії, забезпечують тривалу концентрацію діючих речовин безпосередньо у місці нанесення препарату тощо. Гелева форма сприяє проникненню активної речовини у найглибші тканини, викликає додатковий охолоджувальний ефект, безпечна для шкіри, зручна у застосуванні, гігієнічна. Гель здатний утворювати на поверхні шкіри рівну, незповзаючу суцільну плівку, діючі речовини під якою добре абсорбуються крізь шкіру й у достатній кількості проникають в осередок запалення.

На фармацевтичному ринку України є близько 20 найменувань крему, гелю і емульгелю з диклофенаком натрію, з них тільки 6 вітчизняних виробників. Певну нішу фармацевтичного ринку займають місцевоподразливі препарати, які діють за принципом відтяжної терапії: похідні саліцилової і нікотинової кислот; локальні препарати на основі ібупрофену, індометацину, кетопрофену, піроксикаму; екстракт перцю, евкаліптова олія, бджолина отрута та отрути змій; диметилсульфоксид, скипидар тощо. Асортимент цих препаратів представлений такими лікарськими формами, як розчини (41 %), мазі (31 %), гелі (9 %), олії (7 %), лініменти (4 %), а також бальзами, креми, пасти і порошки - по 2 % кожна, але гелі вітчизняного виробництва відсутні.

Таким чином, враховуючи відсутність вітчизняних комбінованих гелів для місцевого лікування запальних захворювань опорно-рухового апарату та залежність лікування зазначених вище захворювань від імпортованих лікарських препаратів, розробка і впровадження у виробництво нових МЛЗ у формі гелів є актуальним завданням сучасної медицини і фармації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Національного фармацевтичного університету «Створення складу і технології одержання біологічно активних речовин та лікарських засобів природного походження» (номер державної реєстрації 0103U000477) і проблемної комісії «Фармація» МОЗ та АМН України.

Мета і завдання дослідження. Розробка науково обґрунтованого складу, технології та методик контролю якості гелю комплексної дії для лікування запальних захворювань опорно-рухового апарату.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

· проаналізувати сучасні джерела літератури щодо етіології, патогенезу та місцевої терапії запальних захворювань опорно-рухового апарату;

· провести аналіз номенклатури лікарських препаратів у формі гелів, зокрема із природними субстанціями, присутніх на українському фармацевтичному ринку;

· провести комплекс фізико-хімічних, фармакотехнологічних, біологічних досліджень з метою обґрунтування складу комбінованого лікарського засобу у формі гелю;

· обґрунтувати та розробити раціональну технологію гелю;

· провести дослідження зі встановлення основних показників якості розробленого препарату, обґрунтувати умови зберігання та термін придатності;

· вивчити специфічну активність та біологічну безпечність розробленого препарату;

· розробити та апробувати в промислових умовах проекти промислового технологічного регламенту виробництва гелю і методик контролю якості (МКЯ).

Об'єкти дослідження. Діючі речовини: отрута гюрзи, камфора, саліцилова кислота, ялицева олія; допоміжні речовини: гідрофільні неводні розчинники, карбомер, луги та ін.; гелеві основи, дослідні зразки гелів з діючими речовинами, гель комбінованої дії під умовною назвою «Віпратокс».

Предмет дослідження: розробка науково обґрунтованого складу і раціональної промислової технології МЛЗ у формі гелю для лікування запальних захворювань опорно-рухового апарату; дослідження фізико-хімічних та фармакотехнологічних властивостей розробленого засобу; розробка методик контролю якості препарату; вивчення його специфічної фармакологічної активності та безпечності; обґрунтування терміну придатності; розробка проекту МКЯ та технологічного промислового регламенту виробництва гелю.

Методи дослідження. Для вирішення поставлених у роботі завдань були застосовані загальноприйняті органолептичні, фізико-хімічні (розчинність, потенціометричне визначення рН, дослідження структурно-механічних властивостей, термогравіметричний аналіз, абсорбційна спектрофотометрія, газорідинна хроматографія), фармакотехнологічні, фармакологічні (специфічна дія та безпечність), біологічні (вибір консерванта, дослідження мікробіологічної чистоти) і математичні методи дослідження, які дозволяють здійснювати об'єктивну оцінку якісних характеристик препарату на підставі експериментально отриманих та статистично оброблених результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. На підставі результатів фармакотехнологічних, фізико-хімічних і біологічних досліджень уперше науково обґрунтовано склад і раціональну технологію комплексного гелю на основі гелеутворювача Ultez 10, що містить як діючі речовини отруту гюрзи, камфору, саліцилову кислоту, ялицеву олію.

Уперше на підставі вивчення фізико-хімічних властивостей діючих речовин обґрунтовано спосіб уведення їх до лікарської форми. Досліджено вплив допоміжних речовин на осмотичні та реологічні властивості розробленого лікарського засобу. Експериментальними дослідженнями доведено, що технологія не впливає на хімічну взаємодію діючих речовин між собою та з компонентами основи. Уперше з використанням сучасних методів дослідження вивчено фізико-хімічні властивості розробленого препарату, запропоновано методики якісного та кількісного аналізу діючих речовин при їх сумісній присутності і розроблено проект МКЯ на комбінований лікарський засіб гель «Віпратокс». Встановлено оптимальні умови зберігання, що забезпечують стабільність препарату протягом двох років. Показники якості розробленого препарату експериментально підтверджені в умовах промислового виробництва ТОВ «ДКП «Фармацевтична фабрика»» (м. Житомир).

Уперше доклінічними фармакологічними дослідженнями доведена біологічна безпечність і специфічна активність розробленого гелю.

За результатами проведених досліджень одержано патент України на корисну модель «Фармацевтична композиція у формі гелю» (реєстраційний № 65727 від 12.12.2011 р.).

Практичне значення одержаних результатів. На підставі експериментальних досліджень для практичної медицини створено і запропоновано новий комбінований лікарський препарат гель «Віпратокс», призначений для лікування запальних захворювань опорно-рухового апарату.

Розроблено проекти МКЯ і промислового технологічного регламенту на виробництво гелю. Технологія гелю апробована в умовах промислового виробництва ТОВ «ДКП «Фармацевтична фабрика» (акт впровадження від 29.11.2010 р.).

Окремі фрагменти роботи упроваджено у навчальний процес кафедр промислової фармації та заводської технології ліків Національного фармацевтичного університету (акти впровадження від 14.05.2010 р. та 25.01.2011 р. відповідно), курсу технології ліків Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я. Горбачевського (акт впровадження від 08.02.2011 р.), кафедри фармацевтичних дисциплін Ужгородського національного університету (акт впровадження від 11.03.2011 р.), кафедри технології ліків, організації та економіки фармації Луганського державного медичного університету (акт впровадження від 16.05.2011 р.).

Особистий внесок здобувача. У комплексних дослідженнях, проведених колективом співавторів публікацій, особисто здобувачем проаналізовано і узагальнено дані сучасних літературних джерел щодо стану ринку лікарських препаратів, які містять сировину природного походження, у вигляді гелів, особливо тих, які застосовуються для місцевої терапії запальних захворювань опорно-рухового апарату; проведено комплекс фармакотехнологічних та фізико-хімічних досліджень розробленого препарату; систематизовані, проаналізовані та статистично оброблені результати випробувань; відпрацьовані методики кількісного та якісного аналізу препарату, встановлені терміни його придатності; узагальнені результати доклінічних фармакологічних досліджень; розроблено проекти промислового технологічного регламенту і МКЯ на гель.

Розробка методик визначення якісного і кількісного вмісту діючих речовин у препараті проведена дисертантом на базі фізико-хімічної лабораторії ТОВ «ДКП «Фармацевтична фабрика» (м. Житомир); біологічні дослідження виконані дисертантом на кафедрі біотехнології НФаУ; фармакологічні дослідження проведено на базі кафедри біології, фізіології та анатомії людини НФаУ.

Персональний внесок у всіх опублікованих зі співавторами (Л.І. Вишневською, В.А. Георгіянц, О.П. Стрілець, В.К. Яковенком, К.О. Хохловою, О.І. Набокою, І.А. Вишневським, О.В. Доровським, І.О. Міщенко) працях вказується за текстом дисертації та в авторефераті у списку фахових публікацій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладалися та обговорювалися на: Першій науково-практичній конференції з міжнародною участю «Сучасні досягнення фармацевтичної технології» (м. Харків, 2008); Ювілейній науково-практичній конференції з міжнародною участю «Фармакогнозія XXI століття. Досягнення та перспективи» (м. Харків, 2009); ХІІІ Міжнародному медичному конгресі студентів та молодих вчених (м. Тернопіль, 2009); 42^nd IUPAC Congress «Chemistry Solutions» - SECC (Glasgow, Scotland, UK 2009); ХІV Міжнародному медичному конгресі студентів та молодих вчених (м. Тернопіль, 2010); 14^th International Congress «Phytopharm 2010» (Saint-Petersburg, Russia, 2010); Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів та молодих вчених «Актуальні питання створення нових лікарських засобів» (м. Харків, 2010); ХХVIII Всеукраїнській науково-практичній конференції з міжнародною участю «Актуальні питання створення нових лікарських засобів» (м. Харків, 2011).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 14 наукових праць, зокрема 1 патент на корисну модель, 5 наукових статей у фахових виданнях, 8 тез доповідей.

2. Основний зміст роботи

У вступі розкривається актуальність теми, сформульовані мета і завдання досліджень, визначена наукова новизна та практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі «Перспективи створення протизапальних препаратів місцевої дії для лікування захворювань опорно-рухового апарату» розглянуто питання щодо етіології, патогенезу і фармакотерапії захворювань опорно-рухового апарату, вивчено номенклатуру препаратів для їх терапії, присутніх на фармацевтичному ринку України. На основі узагальнених даних літератури, результатів експериментальних досліджень інших науковців та власних доведено, що створення лікарських засобів з отрутами змій для лікування запальних захворювань опорно-рухового апарату є перспективним, враховуючи їх специфічну дію. Лікувальний ефект отрут змій пов'язаний з рефлекторними реакціями, що виникають унаслідок подразнення тканинних рецепторів, а також резорбтивною дією біологічно активних речовин, які утворюються в тканинах у місці уведення, шляхом впливу на імунні реакції організму і стимуляцією системи гіпофіз-надниркові залози.

Проведений аналіз дозволив встановити, що з урахуванням великого попиту на препарати природного походження, багатогранність їх дії на організм і відсутність гелів вітчизняного виробництва є доцільним створення комбінованого лікарського засобу комплексної дії у формі гелю для лікування запальних захворювань опорно-рухового апарату.

У другому розділі «Обґрунтування загальної концепції досліджень. Об'єкти і методи досліджень» наведено методологію проведення досліджень, з урахуванням якої складено план експерименту та представлено характеристики об'єктів і методів досліджень.

Третій розділ «Теоретичне та експериментальне обґрунтування складу і технології протизапального гелю» присвячений розробці складу та технології гелю протизапальної дії для терапії захворювань опорно-рухового апарату.

У роботі використовували композицію діючих речовин відомого препарату - лініменту «Віпратокс» виробництва ТОВ «Фармацевтична фабрика», м. Житомир: отруту гюрзи, камфору, саліцилову кислоту, ялицеву олію.

Враховуючи етіологію, патогенез захворювань опорно-рухового апарату та необхідність застосування складових, які б володіли знеболювальними, місцевоподразливими, аналгетивними, протизапальними і антисептичними властивостями, нам було цікаво розробити з відомою композицією іншу лікарську форму. Рекомендований склад містить різні групи біологічно активних речовин, сукупність яких є адекватною складному патогенезу вказаної патології і використання яких у такій комбінації забезпечує виражений терапевтичний ефект. Отрута змій містить коагулянти і антикоагулянти, гемолізини, геморагіни, вуглеводи, холестерин, лецитин, пігменти, жири та мікроелементи, лікувальний ефект яких пов'язаний з рефлекторними реакціями, що виникають унаслідок подразнення тканинних рецепторів, з резорбтивною дією біологічно активних речовин, що утворюються в тканинах у місці уведення, а також із впливом на імунні реакції організму і стимуляцією системи гіпофіз-надниркові залози. З метою вибору раціонального способу уведення до складу препарату отрути гюрзи нами досліджувались її кристалографічні характеристики та розчинність у широкорозповсюджених солюбілізаторах - твіні-80 і ПЕГ-40 гідрогенізованій рициновій олії. Методом оптичної мікроскопії доведено, що отрута гюрзи краще розчиняється в ПЕГ-40 гідрогенізованій рициновій олії.

Камфора, збуджуючи чутливі нервові закінчення шкіри, поліпшує трофіку тканин. Під впливом камфори відбувається звуження периферичних кровоносних судин. Препарати камфори при місцевому застосуванні мають відтяжну, місцевоподразливу, аналгетичну, протизапальну і антисептичну дію.

Саліцилова кислота при місцевому застосуванні виявляє антисептичну, подразливу, відтяжну, кератопластичну або кератолітичну дію, застосовується у комплексному лікуванні запальних захворювань суглобів.

Саліцилова кислота добре розчиняється в спирті, але з метою попередження можливої коагуляції білків отрути гюрзи для її уведення в гелеву основу було використано гліцерин. Результати вивчення розчинності саліцилової кислоти у гліцерині наведено в табл. 1.

Таблиця 1 Результати дослідження розчинності саліцилової кислоти в гліцерині

Розчинник	Температура, оС	Кількість розчинника (г) для розчинення 1 г ЛР	Примітка
Гліцерин	20-25	35	Помірно розчинна
	40-50	30	Помірно розчинна
	60-70	15	Розчинна
	80-90	5	Розчинна

Враховуючи отримані результати, визначено, що розчинення саліцилової кислоти у гліцерині доцільно проводити при їх співвідношенні 1:5 при температурі 80 ^оС.

Бактерицидні, антисептичні та протизапальні властивості ялиці пояснюються великою кількістю ефірної олії та її складом: моно- і біциклічні монотерпени і сесквітерпени, цукри, смоли, пектинові речовини, органічні кислоти, макро- та мікроелементи, віск, вітамін С, дубильні речовини, флавоноїди, стероїди. Ялицева олія рекомендується як зовнішній болетамувальний і відтяжний засіб, завдяки високій ліпофільності легко проникає крізь епідерміс, чинить подразливу дію на закінчення чутливих нервів як поверхневих судин, так і судин глибше розміщених тканин. Доведено, що терпеноїди ялиці вимивають сіль сечової кислоти з м'язів, що робить її ефективною при артропатіях.

При розробці складу гелю в якості носіїв нами досліджено натуральний природний гелеутворювач - ксантан; гелеутворювач напівсинтетичного походження - гідроксіетилцелюлоза (ГЕЦ) та два з найбільш поширених синтетичних гелеутворювачів - співполімери акрилової кислоти - карбопол 980 і Ultez 10.

Концентрацію гелеутворювача обирали на підставі дослідження реологічних властивостей гелів. Водні дисперсії карбомерів марок 980 та Ultrez 10 готували за класичною схемою: насипали їх на поверхню води очищеної і залишали у стані спокою до повного диспергування. Час набухання карбомеру марки 980 становив 50 хв, а Ultrez 10 - 10 хв. Дослідження показників структурної в'язкості проводили при температурі 25 С при Dr = 20 с^-1 з концентрацією обраних гелеутворювачів 0,5-2,5 %.

Як свідчать результати дослідження, показники структурної в'язкості по мірі збільшення вмісту гелеутворювача зростають. Усі зразки характеризуються низькими реопараметрами, дещо вищі показники в'язкості мають дисперсії карбомеру марки Ultrez 10.

Гелі на основі карбомерів загущують шляхом уведення лужних компонентів у різних концентраціях. Для вивчення впливу рН і природи лугів на реологічні властивості гелів готували модельні зразки з фіксованою концентрацією карбомерів - 1 %, як такою, що забезпечує найкращі споживчі властивості, і нейтралізували їх 10 % розчином натру їдкого, 10 % розчином аміаку та трометамолом до рН розчину 6,0-7,0. За результатами досліджень, найбільш в'язкі гелі утворюються при нейтралізації водних дисперсій карбомерів розчином натрію гідроксиду, а найменш в'язкі - розчином аміаку розведеним. Відмічено, що нейтралізовані гелі карбомеру марки Ultrez 10 характеризуються більш високими показниками структурної в'язкості, наявністю нижньої межі плинності і псевдопластичним типом плину (у досліджуваному діапазоні градієнтів швидкості зсуву).

Таким чином, за результатами реологічних досліджень, а також технологічності (швидкість розчинення), для розробки складу гелевої основи із карбомерів обрано Ultrez 10, а для його нейтралізації - 10 % розчин NaOH. Вивчення впливу рН середовища на структурно-механічні властивості гелю проводили в інтервалі рН від 5,0 до 10,0 при температурі 20 ± 2 С за відомою методикою. За результатами досліджень, вищу та стабільну в'язкість мав гель у нейтральному діапазоні рН 6,0 - 7,0. Подальше додавання нейтралізатора призводило до значного зниження реологічних показників.

З метою забезпечення стабільності МЛЗ у процесі виготовлення, зберігання та використання до їх складу уводять гідрофільні неводні розчинники. У фармацевтичній практиці гліцерин використовується як зволожувальний і зм'якшувальний засіб, для підвищення адгезії, коригування реологічних параметрів в'язких систем та їх вологозатримувальних властивостей. З метою вибору його оптимальної концентрації були досліджені зразки, що містили від 5 % до 20 % гліцерину. В експерименті з дослідження вологозатримувальних властивостей гелів було встановлено, що втрата маси в усіх зразках знижується прямо пропорційно вмісту гліцерину. Втрата вологи у зразків гелів з концентрацією гліцерину 15 % і 20 % була майже однаковою, тобто додавання цього зволожувача у концентрації вище 15 % є недоцільним (рис. 1). Далі вивчали вплив концентрації гліцерину на реологічні параметри (структурну в'язкість, коефіцієнт динамічного розрідження, механічну стабільність (МС)) досліджуваних зразків гелів (в обраному інтервалі концентрації) (табл. 2).

Рис. 1. Залежність вологозатримувальної здатності гелів від концентрації гліцерину: 1 - 5 %; 2 - 10 %; 3 - 15 %; 4 - 20 %; 5 - без гліцерину

Таблиця 2 Вплив концентрації гліцерину на структурно-механічні властивості досліджуваних гелів (при 20 °С та Dr = 20 с^-1)

Показник	Вміст гліцерину в зразках гелю, %
	5	10	15	20	-
Структурна в'язкість, з, мПа•с	4300	4350	4420	4450	4280
Коефіцієнт динамічного розрідження, Кd	68,4	67,4	68,1	69,3	69,5
Механічна стабільність	1,01	1,10	1,12	1,15	1,01

В усіх зразках гелів значення механічної стабільності перевищує одиницю і становить від 1,01 для гелю без гліцерину до 1,15 із вмістом гліцерину 20 %. При розрахунку коефіцієнта динамічного розрідження відзначено, що додавання гліцерину не впливало на його значення.

На наступному етапі нами вивчалися дослідні зразків гелів з активними субстанціями, склад яких наведено у табл. 4.

Таблиця 3 Склад досліджуваних гелевих композицій

Компонент	Кількість компонентів, г
	Зразок № 1	Зразок № 2	Зразок № 3
Отрута гюрзи	0,00176	0,00176	0,00176
Камфора	3,0	3,0	3,0
Саліцилова кислота	1,0	1,0	1,0
Ялицева олія	3,0	3,0	3,0
Карбомер Ultrez 10			1,0
Ксантан	1,0
ГЕЦ		2,0
ПЕГ-40 гідрогенізована рицинова олія	1,0	1,0	1,0
Твін-80	1,0	1,0	1,0
Гліцерин	15,0	15,0	15,0
10 % розчин натрію гідроксиду			1,0
Вода очищена	До 100,0

Модельні зразки, розроблені на основі вищенаведених гелеутворювачів, досліджували з метою визначення впливу на структурно-механічні, фізико-хімічні і технологічні властивості гелевих основ комплексу обраних активних речовин: отрути гюрзи, камфори, саліцилової кислоти та ялицевої олії. Дослідження показників проводили при температурі (20 ± 2) °С, структурну вязкість визначали при Dr = 20 с^-1 (табл. 4).

Таблиця 4 Вивчення стабільності зразків гідрогелів

Показник	Зразок № 1	Зразок № 2	Зразок № 3
Свіжоприготовані зразки
Зовнішній вигляд	Непрозора однорідна світло-жовта гелеподібна маса	Непрозора однорідна біла гелеподібна маса	Непрозора однорідна біла гелеподібна маса
Рн	5,09 ± 0,2	6,25 ± 0,4	6,12 ± 0,4
з, мПа•с	2400	3200	4420
МС	1,19	1,85	1,12
Кd	73,6	65,4	68,1
Колоїдна стабільність	Стабільний	Стабільний	Стабільний
Через 6 місяців
Зовнішній вигляд		Синерезис
рН	5,07 ± 0,2		6,10 ± 0,2
з, мПа•с	2395		4410
МС	1,19		1,12
Кd	72,4		67,3
Колоїдна стабільність	Стабільний		Стабільний
Через 1 рік
Зовнішній вигляд
рН	5,04 ± 0,3		6,09 ± 0,2
з, мПа•с	2390		4400
МС	1,17		1,05
Кd	71,2		65,7
Колоїдна стабільність	Стабільний		Стабільний
Через 2 роки
Зовнішній вигляд
рН	5,00 ± 0,2		6,10 ± 0,2
з, мПа•с	2300		4340
МС	1,14		1,03
Кd	70,0		63,3
Колоїдна стабільність	Стабільний		Стабільний

Як видно з результатів, наведених у табл. 5, зразок гелю на основі ГЕЦ розшарувався через 6 місяців, тому його було виключено з подальших досліджень. Значення структурної в'язкості у зразка на основі карбополу було значно вищим, ніж у гелю на основі ксантану протягом усього терміну спостереження. Для додаткової оцінки технологічних та споживчих властивостей досліджуваних гелевих зразків (№ 1 і № 3) були розраховані показники їх механічної стабільності, які залишалися практично незмінними протягом 2 років.

З метою вивчення екструзійних властивостей за показниками реологічних досліджень нами були розраховані коефіцієнти динамічного розрідження зразків гелів, аналіз результатів яких свідчить про незначне руйнування структури у процесі зростаючого динамічного впливу.

З метою більш повної оцінки споживчих характеристик розроблених зразків гелів були побудовані повні реограми плину. Результати досліджень зразків гелів на основі карбополу марки Ultrez 10 і ксантану наведені на рис. 3 і 4.

Рис. 3. Реограми зразків гелю із ксантаном: 1, 5 - межі реологічного оптимуму; 2 - гель з усіма діючими речовинами; 3 - гель без саліцилової кислоти; 4 - гелева основа

Як видно з рис. 3, ксантанові гелі мають пластичний тип плинності з нижньою межею. Модельні композиції можна віднести до структурованих систем, оскільки їх плин починається після певного зусилля. Наявність петель гістерезису на реограмі свідчить про тиксотропність аналізованих систем.

Гелева основа і основа з активними речовинами характеризуються плавним зменшенням в'язкості зі збільшенням швидкості зсуву до величин повного руйнування системи, причому в спадному періоді зсуву гелева основа поступово відновлюється, про що свідчать невеликі площі петель гістерезису. При зниженні напруги зсуву в'язкість практично відразу відновлюється, що свідчить про невелику тиксотропність. Таким чином, гелі на основі ксантану мають досить низькі реопараметри, що не входять у межі реологічного оптимуму.

При уведенні в основу з карбополом (рис. 4) спочатку гліцеринового розчину саліцилової кислоти гель руйнувався внаслідок часткового розкручування спіралі акрилового полімеру під дією накопичених протиіонів. Однак при уведенні в основу спочатку розчину, що містить солюбілізатор та комбінацію гідрофобних речовин (камфора, ялицева олія, ПЕГ-40 гідрогенізована рицинова олія, отрута гюрзи), а потім гліцеринового розчину саліцилової кислоти утворюється стабільна непрозора емульсія, середовищем якої є гелева основа білого кольору (емульгель).

Рис. 4. Реограми зразків гелю з карбополом Ultez 10: 1, 5 - межі реологічного оптимуму; 2 - гель з усіма діючими речовинами; 3 - гель без саліцилової кислоти; 4 - гелева основа

Як видно з рис. 4, усі зразки гелів з карбополом є неньютонівськими рідинами з пластичним типом плину. Уведення обраних активних речовин в акрилову основу дещо знижує показники в'язкості, однак не впливає на тип плину та об'єм петлі гістерезису. Гелева основа та гель з активними речовинами характеризуються плавним зростанням в'язкості зі збільшенням швидкості зсуву до величин повного руйнування системи, причому в спадному періоді зсуву зразки гелів поступово відновлюються, про що свідчить невелика площа петлі гістерезису. Отримані криві зразків цих гелів знаходяться у межах реологічного оптимуму, що передбачає у подальшому необхідні реологічні та споживчі показники готового препарату на основі карбополу.

Дослідження залежності структурної в'язкості від градієнта швидкості зсуву розроблених гелів показало її зменшення із зростанням градієнта швидкості зсуву, що забезпечує необхідні параметри технологічного процесу та споживчі характеристики препарату (рис. 5).

Рис. 5. Залежність структурної в'язкості гелів від швидкості зсуву: 1 - зразок гелю на основі ксантану; 2 - зразок гелю на основі карбополу

Як видно з даних, наведених на рис. 5, особливо інтенсивно структурна в'язкість гелів зменшувалась при збільшення градієнта швидкості зсуву від 20 с^-1 до 40 с^-1, далі вона змінювалася незначно і при швидкості зсуву понад 65 с^-1 була практично незмінна. Ці зміни є закономірними для структурованих дисперсних систем на основі обраних гелеутворювачів і підтверджують сумісність обраних речовин з гелевою основою.

Порівняльний аналіз результатів проведених структурно-механічних досліджень гелів з карбополом та ксантаном свідчить, що перевагу має гель на основі карбополу Ultez 10, який був обраний для подальшої роботи.

Для забезпечення мікробіологічної чистоти розроблених експериментальних зразків гелів до їх складу були уведені різні антимікробні консерванти (кислота сорбінова, ніпагін, ніпазол, натрію бензоат) і досліджено їх вплив на затримку росту тест-культур мікроорганізмів. Результати оцінювали за lg зменшення кількості життєздатних мікроорганізмів. За результатами досліджень, використання як консерванта комбінації ніпагін : ніпазол (1 : 1) є найбільш ефективним та відповідає вимогам ДФУ до групи лікарських засобів для місцевого застосування.

Нагрівання в ході технологічного процесу може призвести до руйнування термолабільних речовин або виникнення хімічних та фізичних взаємодій між речовинами, що входять до складу препарату. Нами проведений термогравіметричний аналіз гелю, отримані результати якого свідчать, що процес уведення діючих речовин до складу препарату та його гомогенізація при температурі 80 °С не викликає деструкції речовин.

Таким чином, на підставі проведених комплексних технологічних, фізико-хімічних і біологічних досліджень теоретично й експериментально обґрунтовано склад гелю під умовою назвою «Віпратокс», г:

Отрута гюрзи 0,00176

Камфора 3,00

Саліцилова кислота 1,00

Ялицева олія 3,00

Карбопол Ultrez 10 1,00

Натрію гідроксид (10 % р-н) 1,00

Гліцерин 15,00

ПЕГ-40 гідрогенізована рицинова олія 2,00

Ніпагін 0,10

Ніпазол 0,10

Вода очищена до 100,00

Технологія гелю «Віпратокс» складається з таких стадій: приготування основи, приготування розчинів активних речовин, виготовлення та гомогенізація гелю, фасування гелю у туби, пакування туб у пачки та групову тару.

Блок-схема виробництва гелю наведена на рис. 6.

Сировину для приготування гелю (карбопол марки Ultrez 10, натрію гідроксид, гліцерин, камфору, саліцилову кислоту, ялицеву олію, ПЕГ-40 гідрогенізовану рицинову олію, ніпагін, ніпазол і воду очищену) відважують.

У необхідній кількості теплої води очищеної розчиняють ніпагін, перемішуючи протягом 5 хв, поступово невеликими частинами додають порошок гелеутворювача і залишають на 15 хв. Диспергований розчин перемішують при увімкнених мішалках реактора до утворення однорідної дисперсії, завантажують у декілька прийомів приготовлений розчин натрію гідроксиду. Після повного завантаження розчину нейтралізатора масу перемішують під вакуумом протягом 20 хв до утворення однорідної гелевої основи. Отриману гелеву масу контролюють на однорідність та значення рН.

У реактор з пропелерною мішалкою завантажують солюбілізатор (ПЕГ-40 гідрогенізовану рицинову олію) та розчиняють у ньому при кімнатній температурі отруту гюрзи, постійно перемішуючи до отримання однорідного прозорого в'язкого розчину. У ялицевій олії розчиняють камфору та ніпазол при кімнатній температурі, змішують отриманий розчин з розчином отрути, після чого додають при перемішуванні до гелевої основи.

При температурі 80 °С у реакторі розчиняють саліцилову кислоту у гліцерині, перемішують та поступово охолоджують до кімнатної температури.

Отриманий розчин уводять до гелевої основи, що містить розчин ялицевої олії, ніпазолу та отрути у солюбілізаторі, перемішують протягом 30 хв до отримання однорідної маси. Після гомогенізації відбирають контрольні проби з різних зон реактора і проводять аналіз проміжного продукту.

Рис. 6. Блок-схема виробництва гелю «Віпратокс»

Отриманий гель перекачують у бункер тубонаповнювального автомата та фасують по 40 ± 0,5 г в алюмінієві туби з бушонами. Контролюють точність дозування, продуктивність автомата та маркування туб. Туби з інструкцією до застосування упаковують у пачки.

У четвертому розділі «Розробка методик якісного і кількісного аналізу, вивчення стабільності та обговорення результатів фармакологічних досліджень гелю «Віпратокс»» з метою оцінки якості гелю «Віпратокс» вивчено його органолептичні (зовнішній вигляд, колір, запах) і фізико-хімічні (колоїдна і термостабільність, рН водного розчину, дисперсність, однорідність) властивості.

Опрацьовано методики якісного і кількісного аналізу діючих речовин гелю «Віпратокс». Дослідження проводилися в умовах дослідної лабораторії ТОВ «ДКП «Фармацевтична фабрика»» (м. Житомир). Отруту змії ідентифікували за реакцією преципітації. Якісне і кількісне визначення саліцилової кислоти проводили методом спектрофотометрії - ультрафіолетовий спектр розчину досліджуваного гелю «Віпратокс» на ділянці від 260 нм до 330 нм має максимум поглинання при 297 ± 2 нм (рис. 7).

Рис. 7. УФ-спектри поглинання: 1 - РСЗ саліцилової кислоти; 2 -розчин саліцилової кислоти, виділеної з гелю «Віпратокс»

Камфору та ялицеву олію визначали методом газорідинної хроматографії. Час утримання камфори і борнілацетату (одного із монотерпенових вуглеводнів олії ялиці) мають відповідати часу утримання відповідних піків на хроматограмі стандартного розчину (рис. 8, 9).

Рис. 8. Хроматограма стандартного розчину: 1 - камфора; 2 - борнілацетат; 3 - тридекан (внутрішній стандарт)

Рис. 9. Хроматограма досліджуваного розчину гелю «Віпратокс»: 1 - камфора; 2 - борнілацетат; 3 - тридекан (внутрішній стандарт)

З метою встановлення терміну придатності гелю «Віпратокс» проводили аналіз п'яти серій дослідних зразків, розфасованих по 40,0 г у туби алюмінієві з лаковим покриттям Расlac 11015-000, протягом 27 місяців. Експериментально доведена його стабільність протягом двох років зберігання при температурі 25 ± 2 С. Одержані результати покладені в основу проекту МКЯ.

Фармакологічними дослідженнями встановлено, що розроблений гель «Віпратокс» за протизапальною та аналгетичною дією значною мірою перевищує препарат порівняння лінімент «Віпратокс» (ТОВ «КП «Фармацевтична фабрика»», м. Житомир) (24,5 % та 33,9 % відповідно). У хронічному експерименті при нашкірному нанесенні щурам протягом 1 місяця доведено, що препарат не виявляє алергезувальної, подразливої та токсичної дії. Визначено, що LD₅₀ 3,120 мг/кг, що дозволяє віднести його до класу практично нетоксичних речовин.

гель отрута лікарський

Загальні висновки

1. Уперше на підставі комплексу фізико-хімічних, фармакотехнологічних, біологічних досліджень розроблено, науково та експериментально обґрунтовано склад, технологію та методики контролю якості нового лікарського засобу у формі гелю (з отрутою гюрзи, камфорою, саліциловою кислотою і ялицевою олією) під умовною назвою «Віпратокс» для лікування запальних захворювань опорно-рухового апарату.

2. Проаналізовано та узагальнено дані літератури щодо фармакотерапії запальних захворювань опорно-рухового апарату. Встановлено необхідність розширення асортименту вітчизняних препаратів, зокрема у формі гелів. Теоретично обґрунтовано основні підходи до проведення досліджень з розробки складу і технології нового комбінованого лікарського засобу.

3. Досліджено фізико-хімічні властивості діючих речовин з метою обґрунтування способу уведення їх до складу лікарської форми. Біологічними дослідженнями встановлені оптимальні концентрації діючих речовин: отрути гюрзи - 0,00176 %, саліцилової кислоти - 1 %, ялицевої олії - 3 %, камфори рацемічної - 3 %.

4. Фармакотехнологічними, фізико-хімічними та біологічними дослідженнями встановлено тип основи та її оптимальний склад: карбополу Ultez 10 - 1 %, 10 % розчину натрію гідроксиду - 1 %, гліцерину - 15 %, ніпагіну - 0,1 %, ніпазолу - 0,1 %, води очищеної - до 100, 0 г.

5. На підставі фізико-хімічних досліджень обґрунтовано і розроблено раціональну технологію гелю під умовною назвою «Віпратокс», яка передбачає певний температурний режим, порядок уведення інгредієнтів до олійної та водної фаз, а також режими перемішування та динаміки охолодження. Методом термогравіметрії встановлена відсутність взаємодії між діючими та допоміжними речовинами у складі гелю.

6. Розроблено методики якісного та кількісного аналізу діючих речовин у складі гелю, які дозволяють контролювати його якість у процесі виробництва та зберігання.

7. Експериментально доведено стабільність гелю «Віпратокс» протягом двох років зберігання при температурі 25 ± 2 С. За результатами досліджень стабільності обрано вид первинної упаковки туби алюмінієві з внутрішнім лаковим покриттям Расlac 11015-000.

8. Доклінічними фармакологічними дослідженнями доведено виражену специфічну аналгетичну і протизапальну активність запропонованого гелю та його безпечність.

9. Розроблено проекти МКЯ та промислового технологічного регламенту на виробництво гелю, які апробовано в умовах ТОВ «ДКП «Фармацевтична фабрика» (м. Житомир).

10. Наукова новизна одержаних результатів захищена патентом України на корисну модель «Фармацевтична композиція у формі гелю» (реєстраційний № 65727 від 12.12.2011 р.). Фрагменти роботи упроваджені у навчальний процес низки вищих навчальних закладів України.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Маркетингові дослідження асортименту лікарських препаратів протизапальної та аналгезуючої місцевої дії, репрезентованих на фармацевтичному ринку України / Н.М. Косяченко, Л.І. Вишневська, В.К. Яковенко, К.О. Хохлова // Актуальні питання фармацевтичної і медичної науки та практики: збірник наукових статей. - Запоріжжя: Вид-во ЗДМУ, 2010. - Випуск ХХІІІ, № 1. - С. 40-43. (Особистий внесок - планування та проведення досліджень, аналіз одержаних даних, обробка результатів, написання статті).

2. Косяченко Н.М. Дослідження щодо розробки складу гелю / О.П. Стрілець, Н.М. Косяченко, Л.І. Вишневська // Збірник наукових праць співробітників НМАПО імені П.Л. Шупика. - 2011. - Випуск 18. - Книга 3. - С. 347-351. (Особистий внесок - планування експерименту, виготовлення дослідних зразків гелів, аналіз та обробка результатів, підготовка статті).

3. Вишневська М.С. Прогноз спектра бiологiчної активності сполук як основа для пошуку нових лiкiв / М.С. Вишневська, Н.М. Косяченко, Л.I. Вишневська / Запорожский медицинский журнал. - 2011. - Т. 13, № 2. - С. 53-57. (Особистий внесок - планування експерименту, аналіз одержаних даних, обробка результатів досліджень, написання статті).

4. Вишневська Л.І. Обґрунтування складу комплексного гелю протизапальної дії / Л.І. Вишневська, Н.М. Косяченко, О.І. Набока // Вісник фармації. - 2011. - № 3 (67). - С. 8-12. (Особистий внесок - планування експерименту, виготовлення дослідних зразків гелів, проведення реологічних та фізико-хімічних досліджень, аналіз і обробка одержаних результатів, підготовка статті).

5. Косяченко Н.М. Вивчення антимікробної активності та дослідження щодо вибору консервантів гелю / Н.М. Косяченко, О.П. Стрілець, Л.І. Вишневська // Збірник наукових праць співробітників НМАПО імені П.Л. Шупика. - 2011. - Випуск 18. - Книга 2. - С. 487-491. (Особистий внесок - планування експерименту, виготовлення дослідних зразків гелів, аналіз та обробка результатів досліджень, оформлення статті).

6. Пат. на корисну модель № 65727 (Україна). МПК (2011.01) А 61 К 35/58. Фармацевтична композиція у формі гелю / Вишневська Л. І., Косяченко Н. М. - № 65727; заявл. 03.06.2011; опубл. 12.12.2011; Бюл. № 8. (Особистий внесок - здійснення патентного пошуку, розробка складу і технології гелю, узагальнення та обробка результатів, підготовка заявки).

7. Косяченко Н.М. Аналіз лініменту з отрутою гюрзи для лікування болей в суглобах та м'язах / Н.М. Косяченко, Л.І. Вишневська, І.А. Вишневський // Фармакогнозія XXI століття. Досягнення та перспективи: матеріали ювілейної наук.-практ. конф. з міжнар. участю, м. Харків, 26 берез. 2009 р. - Х.: Вид-во НФаУ, 2009. - С. 111.

8. Vishnevska Lilia I. Quantitative determination of camphor racemica and fir oil / Vishnevska Lilia I., Kosyachenko Natalia M. and Khokholova Kateryna O. // 42^nd IUPAC Congress «Chemistry Solutions» 2-7 August 2009. - SECC, Glasgow, Scotland, UK. - P. 107-020.

9. Дослідження ефективності комбінованого лініменту з отрутою гюрзи / Н.М. Косяченко, І.А. Вишневський, Л.І. Вишневська, В.А. Георгіянц // Матеріали ХIII Міжнародного медичного конгресу студентів та молодих вчених, м. Тернопіль, 13-15 квітня 2010 р. - Тернопіль: Укрмедкнига. - 2010. - С. 294.

10. Розробка складу засобу для лікування суглобового та м'язового болю / Л.І. Вишневська, Н.М. Косяченко, К.О. Хохлова, В.А. Георгіянц // Матеріали ХIII Міжнародного медичного конгресу студентів та молодих вчених, м. Тернопіль, 27-29 квіт. 2009 р. - Тернопіль: Укрмедкнига, 2009. - С. 210.

11. The development of semi-solid drugs with natural substances / I.O. Mishenko, N.M. Kosyachenko, L.I. Vishnevska, O.V. Dorovskoj, V.K. Yakovenko // 14^th International Congress «Phytopharm 2010». - Saint-Petersburg, Russia. - 1-3 July 2010. - P. 113.

12. Косяченко Н.М. Сучасні підходи до створення протизапальних лікарських засобів у формі гелів / Н.М. Косяченко, Л.І. Вишневська // Матеріали ХХVIII всеукр. наук.-практ. конф. з міжнар. участю, м. Харків, 3 лют. 2011 р. - Х.: НФаУ, 2011. - С. 65.

13. Косяченко Н.М. Дослідження асортименту лікарських препаратів мiсцевої протизапальної дiї, представлених на фармацевтичному ринку України / Н.М. Косяченко, Л.I. Вишневська // Актуальнi питання створення нових лікарських засобів: матерiали всеукр. наук.-практ. конф. студ. та молодих вчених, м. Харків, 21-22 квiт. - Х.: НФаУ, 2010. - С. 501.

14. Косяченко Н.М. Обґрунтування вибору лікарської форми при створенні протизапальних засобів для місцевого застосування / Н.М. Косяченко, Л.І. Вишневська // Фармація України. Погляд у майбутнє: матеріали VII Нац. з'їзду фармацевтів України, м. Харків, 15-17 верес. - Х.: НФаУ, 2010. - Т. 1. - С. 490.

Размещено на Allbest.ru

...