Введение к работе
Актуальность темы. Гарантией качества лекарственных средств растительного происхождения является соблюдение на всех этапах сбора и обработки лекарственного растительного сырья (ЛРС) и производства фитопрепаратов правил организации производства и контроля качества лекарственных средств (GMP). Однако на практике ЛРС, соответствующее требованиям нормативной документации (НД) по всем показателям, нередко бракуют по микробиологической чистоте. Это же происходит с фитопрепаратами, которые могут контаминироваться от различных источников в ходе технологического процесса. Учитывая ограниченное количество экологически чистого ЛРС, несомненно актуальны исследования по достижению нормативной микробиологической чистоты изначально контаминированных микроорганизмами ЛРС и фитопрепаратов.
Одним из вариантов решения данной проблемы является бактерицидное и стерилизующее действие ионизирующей радиации (ускоренные электроны, гамма-излучение). Достоинствами радиационной деконтаминации (стерилизации) являются возможность облучения растительных объектов в регламентированной упаковке любого размера, исключающей их вторичную контаминацию при хранении и транспортировании; надежность обработки; простота и эффективность контроля протекания процесса; возможность обеззараживания термолабильных биологически активных веществ (БАВ) и фитопрепаратов.
Однако использование этого способа деконтаминации (стерилизации) возможно только в том случае, когда поглощенная доза радиации обеспечивает необходимую микробиологическую чистоту ЛРС и фитопрепаратов, но при этом не вызывает изменений их химических, фармакологических и других свойств. Поэтому для решения вопроса о возможности обеззараживания какого-либо вида ЛРС или фитопрепарата с помощью ионизирующей радиации необходимо исследовать радиационную стабильность комплекса (БАВ) данного сырья.
В доступной литературе информация о влиянии ионизирующей радиации на ЛРС и фитопрепараты крайне ограничена. В этой связи тема настоящего исследования представляется весьма актуальной.
Цель исследования: изучение влияния ионизирующего излучения на биологически активные комплексы лекарственного растительного сырья и оценка перспективности радиационной деконтаминации (стерилизации) на основе радиационно-химического, химического и фармакологического изучения стабильности биологически активных веществ.
Задачи исследования.
1. Изучить влияние ионизирующего излучения на качественный состав и количественное содержание биологически активных комплексов в исследуемом лекарственном растительном сырье.
2. Определить степень контаминации и качественный состав бактерий исследуемого лекарственного растительного сырья.
3. Оценить влияние ионизирующего излучения на специфическую эффективность биологически активных веществ в исследуемом лекарственном растительном сырье и водных извлечениях из него.
4. Установить зависимость микробиологической чистоты исследуемого ЛРС от поглощенной дозы гамма-излучения сразу после радиационной обработки и в процессе хранения.
5. Определить радиационно-химические выходы разложения и степени радиолитического разложения БАВ в водных извлечениях из исследуемого ЛРС в зависимости от поглощенной дозы гамма-излучения.
6. Определить минимальные дозы гамма-излучения, поглощение которых обеспечивает в условиях эксперимента нормативную микробиологическую чистоту исследуемого лекарственного растительного сырья.
7. Оценить возможность применения метода радиационной деконтаминации (стерилизации) лекарственного растительного сырья.
Научная новизна. Впервые изучено влияние высокоэнергетического гамма-излучения радиоактивного кобальта (60Со) на количественное содержание БАВ листьев дурмана обыкновенного (Datura stramonium L.); листьев белены черной (Hyoscyamus niger L.); листьев красавки (Atropa bella-donna L.s.l.); листьев мяты перечной (Mentha piperita L.); листьев шалфея лекарственного (Salvia officinalis L.); травы чабреца (тимьяна ползучего) (Thymus serpyllum L.); плодов шиповника майского (Rosa majalis Herrm.); плодов рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.); плодов боярышника сглаженного (Crataegus laevigata Poir.); корневищ с корнями валерианы лекарственной (Valeriana officinalis L.); цветков ноготков лекарственных (Calendula officinalis L.).
Определена радиационная стабильность БАВ (тропановых алкалоидов, эфирных масел, аскорбиновой кислоты, сложных эфиров валереновой кислоты, флавоноидов, дубильных веществ) в указанных видах ЛРС. Показано, что поглощение энергии гамма-квантов в дозах до 25 кГр включительно не влияет на химический состав и фармакологические свойства БАВ в сырье. Установлено отсутствие радиационных постэффектов в гамма-облученном сухом ЛРС.
Оценена специфическая эффективность продуктов радиоиндуцированных превращений БАВ в водных извлечениях из исследуемого ЛРС. Выявлена зависимость радиационных повреждений БАВ от поглощенной дозы гамма-излучения. Определены радиационно-химические выходы разложения G (-M) БАВ. Показано, что радиационно-химические процессы, приводящие к разложению БАВ в исследованных водных извлечениях, протекают по нецепному механизму.
Практическая значимость. Результаты изучения физико-химических и фармакологических свойств ЛРС, содержащего тропановые алкалоиды, эфирные масла, флавоноиды, дубильные вещества, аскорбиновую кислоту, сложные эфиры валереновой кислоты, после радиационной обработки различными дозами фотонного излучения радиоактивного кобальта (60Co) показали возможность внедрения метода радиационной деконтаминации (стерилизации) радиостабильного ЛРС на промышленных предприятиях соответствующего профиля.
Определены дозы гамма-излучения, поглощение которых обеспечивает в условиях эксперимента стерильность (25 кГр) или частичное повышение микробиологической чистоты (для грибов - контаминантов от 2 до 5 кГр; бактерий - контаминантов – 10 кГр) листьев дурмана обыкновенного; листьев белены черной; листьев красавки; листьев мяты перечной; листьев шалфея лекарственного; травы чабреца (тимьяна ползучего); плодов шиповника майского; плодов рябины обыкновенной; плодов боярышника сглаженного; корневищ с корнями валерианы лекарственной; цветков ноготков лекарственных до уровней, установленных действующей НД. Одновременно выявлена бесперспективность радиационной деконтаминации (стерилизации) водных извлечений из ЛРС вследствие существенных радиационных повреждений БАВ.
Положения, выносимые на защиту.
1. Результаты изучения влияния ионизирующего излучения на качественный состав и количественное содержание биологически активных комплексов исследованного лекарственного растительного сырья.
2. Минимальные дозы гамма-излучения, обеспечивающие снижение микробной загрязненности исследованного ЛРС (листьев белены, дурмана, красавки, мяты, шалфея; цветков ноготков; травы чабреца; плодов боярышника, рябины, шиповника; корневищ с корнями валерианы) до нормативных показателей.
3. Значения степеней радиолитического разложения и радиационно- химических выходов разложения БАВ (тропановых алкалоидов, флавоноидов, эфирных масел, аскорбиновой кислоты, дубильных веществ, сложных эфиров валереновой кислоты) в зависимости от природы и концентрации БАВ в водных извлечениях.
4. Характер радиационно-химических превращений, протекающих в водных извлечениях из ЛРС при поглощении гамма-квантов.
5. Зависимость показателя деконтаминации ЛРС (Кд) от величины поглощенной дозы гамма-излучения в диапазоне до 5,0 кГр.
Внедрение результатов в практику. Материалы диссертационного исследования внедрены в учебный процесс Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова (акт внедрения).
Апробация работы. Основные результаты доложены на IХ и XI Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (М., 2002, 2004); юбилейной научной конференции, посвященной 25-летию открытия в Москве ЦНИИ рефлексотерапии (М., 2002); VI и VII Международных съездах «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения» (СПб-Пушкин, 2002, 2003, 2004); IV Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (М., 2003); IV Всероссийской конференции молодых ученых (Саратов, 2003); V Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2003» с международным участием (СПб, 2003); Научно-методической конференции «Состояние и перспективы подготовки специалистов для фармацевтической отрасли» (СП, 2004); Международной научно- практической конференции, посвященной 85-летию Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии «Выпускник фармацевтического ВУЗа (факультета) в прошлом, настоящем и будущем» (СПб, 2004); Научно-методической конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2006, 2007, 2012); Научно-практической конференции «Фармация из века в век» (СПб, 2008); Междунар. науч.-метод. конф. «Сандеровские чтения», посвященной памяти Ю.К. Сандера (СПб, 2012).
Личный вклад автора. Автору принадлежит ведущая роль в постановке задач исследования, выборе объектов исследования, проведении экспериментальных исследований, теоретических изысканиях, обобщению полученных данных. Автором проведена статистическая обработка полученных данных и результатов экспериментов. Автор разработал теорию радиационной деконтаминации (стерилизации) изученных объектов в зависимости от микробиологической загрязненности. Впервые показано влияние высокоэнергетического излучения на количественное содержание БАВ в ЛРС.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.02 - «фармацевтическая химия, фармакогнозия». Результаты проведенного исследования соответствуют пунктам 1,2,6,7 паспорта фармацевтическая химия, фармакогнозия.
Связь задач исследования с проблемным планом. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематикой и планом научно-исследовательских работ Всероссийского научно-исследовательского института лекарственных и ароматических растений по «Плану Фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Российской академии сельскохозяйственных наук по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2011-2015 гг.» раздел 04–13.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, в том числе 1 статья – в журнале, рецензируемом ВАК РФ, и 6 тезисов докладов в материалах международных конференций.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, обзора литературы (первая глава), экспериментальной части (вторая, третья, четвертая и пятая главы), общих выводов, списка литературы из 265 источников (из которых 97 зарубежные). Работа иллюстрирована 19 рисунками и 26 таблицами.
Похожие диссертации на Исследование влияния ионизирующего излучения на биологически активные комплексы лекарственных растений
