Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 15
1.1. Характеристика лекарственных препаратов перорального применения с модифицированным высвобождением 15
1.2. Таблетки на основе резервуарных систем 17
1.3. Таблетки на основе матриц 19
1.3.1 Таблетки на основе гидрофильных и гидрофобных матриц 22
1.3.2. Матрицеобразующие и вспомогательные вещества, используемые при получении таблеток 23
1.4. Способы получения таблеток с матричной структурой и определенными биофармацевтическими характеристиками 28
1.5. Технологические аспекты получения таблеток с матричной структурой 32
1.6. Анализ ЛП группы ингибиторов фибринолиза и неселективных альфа-адреноблокаторов 1.6.1. Характеристика современных ингибиторов фибринолиза 35
1.6.2. Характеристика современных альфа-адреноблокаторов неселективного действия 38 Выводы к главе 1 41
Экспериментальная часть 43
Глава 2. Материалы и методы исследования 43
2.1. Материалы исследования 43
2.1.1. Фармацевтические субстанции 43
2.1.2. Вспомогательные вещества 45
2.2. Методы 50
2.2.1. Изучение физико-химических и технологических свойств
фармацевтических субстанций 50
2.2.1.1. Исследование зависимости растворимости фармацевтических субстанций от рН 50
2.2.1.2. Количественное определение концентрации фармацевтических субстанций в растворе с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии 52
2.2.1.3. Изучение фракционного состава и морфологии порошков фармацевтических субстанций
2.2.1.3.1. Метод оптической микроскопии 53
2.2.1.3.2. Метод сканирующей электронной микроскопии
2.2.2. Получение гранулятов 54
2.2.2.1. Получение гранулятов с помощью сухой грануляции 54
2.2.2.2. Получение гранулятов с помощью влажной грануляции 54
2.2.3. Опеределение физико-химических и технологических свойств фармацевтических субстанций и гранулятов 55
2.2.3.1. Определение сыпучести и угла естественного откоса 56
2.2.3.2. Определение насыпной плотности 56
2.2.3.3. Определение фракционного состава 57
2.2.3.4. Определение остаточной влажности 57
2.2.3.5. Определение содержания фармацевтических субстанций в гранулятах, таблетках с помощью спектрофотометрии 57
2.3. Получение модельных образцов таблеток 59
2.3.1. Таблетирование 59
2.3.2. Нанесение кишечнорастворимой оболочки на таблетки амбена 59
2.4. Изучение физико-химических и технологических свойств таблеток 60
2.4.1. Определение средней массы таблеток 60
2.4.2. Определение прочности таблеток 60
2.4.3. Распадаемость таблеток 60
2.4.4. Изучение высвобождения фармацевтических субстанций из таблеток 61
2.4.5. Изучение плавучести таблеток 64
2.4.6. Изучение структуры матриц разработанных таблеток с помощью магнитно-резонансной томографии 64
2.4.7. Определение содержания примесей в таблетках 65
2.4.8. Определение сроков годности разработанных твердых лекарственных форм 67
2.5.Статистические методы анализа 69
Результаты и обсуждение 70
Глава 3. Изучение физико-химических свойств фармацевтических субстанций амбена и пророксана 70
3.1. Изучение растворимости фармацевтической субстанции амбена при различных рН 70
3.2. Изучение растворимости фармацевтической субстанции пророксана при различных рН 74 3.2.1. Изучение стабильности пророксана в водных средах с различным рН Выводы к главе 3 84
Глава 4. Разработка состава, технологии получения и исследование таблеток с пролонгированным высвобождением амбена 86
4.1. Разработка таблеток амбена с пролонгированным высвобождением на основе гидрофобной матрицы 86
4.1.1 Выбор вспомогательных веществ при получении таблеток амбена с пролонгированным высвобождением 86
4.1.1.1. Изучение влияния содержания матрицеобразователя на высвобождение амбена 86
4.1.1.2. Изучение влияния порообразователей и усилия прессования при получении таблеток на высвобождение амбена 90
4.2. Разработка технологии получения таблеток с пролонгированным высвобождением амбена 93
4.2.1. Изучение технологических характеристик порошка субстанции амбена 93
4.2.2. Получение таблеток амбена с предварительной грануляцией
4.2.2.1. Получение таблеток с предварительной сухой грануляцией 96
4.2.2.2. Получение таблеток с предварительной влажной грануляцией 99
4.2.3. Изучение влияния способа грануляции на физико-химические и технологические свойства таблеток амбена 102
4.2.3.1. Изучение влияния способа грануляции на прочность таблеток 102
4.2.3.2. Изучение влияния способа грануляции на высвобождение амбена из таблеток 103
4.3. Разработка состава и технологии нанесения пленочного покрытия на таблетки амбена 107
4.3.1. Определение показателей качества таблеток-ядер 107
4.3.2. Разработка технологии нанесения пленочного покрытия на таблетки-ядра 108
4.3.3. Изучение влияния кишечнорастворимой оболочки на процесс высвобождения амбена из таблеток 1 4.4. Изучение набухания таблеток с пролонгированным высвобождением амбена 111
4.5. Технологическая схема получения таблеток амбена пролонгированного действия, покрытых кишечнорастворимой оболочкой 113
4.6. Оценка качества таблеток амбена с пролонгированным высвобождением 118
4.6.1. Разработка аналитической методики количественного определения амбена в таблетках с пролонгированным высвобождением 118
4.6.2. Количественное определение примесей в таблетках с пролонгированным высвобождением амбена 126
4.6.3. Исследование стабильности таблеток с пролонгированным высвобождением амбена в процессе хранения 129
Выводы к главе 4 135
Глава 5. Разработка состава, технологии получения и исследование плавающих таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана 136
5.1. Разработка состава таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана на основе гидрофильной матрицы 136
5.1.1. Выбор вспомогательных веществ при получении таблеток пророксана с пролонгированным высвобождением 136
5.1.1.1. Изучение влияния доли матрицеобразователя и наполнителей на высвобождение пророксана из таблеток 137
5.1.1.2. Изучение влияния газообразующих агентов на высвобождение пророксана из таблеток 140
5.2. Разработка технологии получения плавающих таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана 142
5.2.1. Изучение технологических характеристик порошка субстанции пророксана 142
5.2.2. Получение таблеток пророксана с предварительной грануляцией 144
5.2.2.1. Получение таблеток пророксана с предварительной влажной грануляцией ФС 145
5.2.3. Изучение высвобождения пророксана из таблеток, полученных при проведении влажной грануляции ФС 149
5.2.4. Изучение плавучести таблеток пророксана с пролонгированным высвобождением 150
5.3. Оптимизация плавучести таблеток пророксана с пролонгированным высвобождением 152
5.3.1. Получение плавающих таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана с помощью раздельной грануляции ФС и газообразующих агентов 152
5.3.2. Изучение плавучести таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана, изготовленных из гранул ФС и газообразующих агентов 154
5.3.3. Получение плавающих таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана с помощью совместной грануляции ФС и газообразующих агентов 156
5.3.4. Изучение плавучести таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана, изготовленных из гранул, полученных совместным способом 158
5.3.5. Изучение набухания плавающих таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана 159
5.3.6. Изучение влияния способа введения газообразующих агентов на кинетику высвобождения пророксана 160
5.3.7. Подбор условий прессования плавающих таблеток пророксана с пролонгированным высвобождением
5.4. Технологическая схема получения плавающих таблеток пророксана с пролонгированным высвобождением 163
5.5. Оценка качества плавающих таблеток пророксана с пролонгированным высвобождением 1 5.5.1. Определение показателей качества таблеток пророксана 168
5.5.2. Разработка аналитической методики количественного определения пророксана в плавающих таблетках с пролонгированным высвобождением 169
5.5.3. Разработка аналитической методики количественного определения примесей в плавающих таблетках с пролонгированным высвобождением пророксана 176
5.5.4. Изучение стабильности плавающих таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана 181
Выводы к главе 5 185
Общие выводы 187
Список литературы
- Таблетки на основе резервуарных систем
- Опеределение физико-химических и технологических свойств фармацевтических субстанций и гранулятов
- Изучение растворимости фармацевтической субстанции пророксана при различных рН
- Изучение влияния порообразователей и усилия прессования при получении таблеток на высвобождение амбена
Введение к работе
Актуальность темы исследования Повышение эффективности и безопасности лекарственных препаратов (ЛП), содержащих как новые, так и уже доказавшие свою значимость в клинической практике фармацевтические субстанции (ФС), является одним из основных направлений современных исследований в фармацевтической технологии. Один из путей решения данной задачи подразумевает разработку ЛП с модифицированным высвобождением. На сегодня наиболее распространенными являются ЛП для перорального введения в виде твердых ЛФ, в частности, таблеток. Возможный способ обеспечения модифицированного, а именно пролонгированного высвобождения ФС из таблеток заключается в придании им матричной структуры, представляющей собой трехмерный каркас, в котором равномерно распределено действующее вещество.
Ведущее место среди причин смертности как в нашей стране, так и во всем мире, занимают заболевания системы кровообращения, для лечения которых используют ЛП различных фармакологических групп, в частности, ингибиторы фибринолиза (амбен) и неселективные -адреноблокаторы (пророксан). ФС и препараты амбена и пророксана выпускаются на территории РФ отечественным производителем. Анализ зарегистрированных ЛП данных ФС выявил достаточно узкий ассортимент их лекарственных форм (ЛФ). ЛП амбена и пророксана производятся в виде ЛФ со стандартным высвобождением, характеризующихся высокой частотой применения, что увеличивает вероятность возникновения побочных эффектов, пропуска дозы и т.д. В связи с этим целесообразно обеспечить их модифицированное (пролонгированное) высвобождение из ЛП, что повысит комплаентность лечения пациентов и расширит ассортимент ЛП, содержащих данные ФС, позволит сохранить их привлекательность и конкурентноспособность на отечественном фармацевтическом рынке.
Степень разработки темы исследования Анализ зарубежных и отечественных научных публикаций, результаты проведенного патентно-информационного поиска показывают, что разработка состава и способа получения ЛП с модифицированным высвобождением, особенно в виде твердых ЛФ - таблеток и капсул, является перспективным направлением исследований. Имеется ряд зарубежных научных работ, посвященных созданию таблеток с матричной структурой, обеспечивающих модифицированное высвобождение ФС, относящихся к группе ингибиторов фибринолиза и а-адреноблокаторов, в том числе и
неселективного действия. В отечественных работах по изучению амбена и пророксана, являющихся объектами настоящего исследования, приводятся очень ограниченные данные о химико-фармацевтических свойствах данных ФС, а также не затронуты проблемы разработки состава, технологии получения и не рассмотрены биофармацевтические свойства их ЛП в виде таблеток с модифицированным (пролонгированным) высвобождением.
Цель и задачи исследования Целью данного исследования является научное обоснование состава и технологии получения, а также исследование свойств матриц, используемых в качестве структурной основы пероральных лекарственных форм с модифицированным высвобождением, в частности, таблеток, содержащих ФС амбена и пророксана в качестве действующего начала. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
На основании анализа данных научных публикаций и химико-фармацевтических исследований провести выбор матрицеобразующих и других вспомогательных веществ, перспективных для использования при разработке таблеток с модифицированным (пролонгированным) высвобождением ФС амбена и пророксана.
-
Изучить физико-химические и технологические свойства ФС амбена и пророксана.
-
Обосновать и разработать составы таблеток амбена и пророксана с матричной структурой.
-
Обосновать и разработать технологию получения таблеток амбена и пророксана с матричной структурой и необходимыми биофармацевтическими свойствами.
-
Изучить физико-химические и технологические свойства полученных таблеток амбена и пророксана; установить особенности высвобождения ФС и влияние технологических факторов на данный процесс.
-
Оценить показатели качества, разработать методики их определения и установить нормы допустимых отклонений для разработанных ЛП.
-
На основании результатов проведенных исследований разработать проекты нормативной документации (НД).
Научная новизна В результате проведенных исследований впервые
обоснованы и разработаны состав и технология получения таблеток на основе
матричной структуры, обеспечивающей модифицированное (пролонгированное)
высвобождение амбена и пророксана. Впервые проведенное изучение
растворимости ФС амбена и пророксана при рН, соответствующих основным отделам желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), указывает на необходимость обеспечения пролонгированного высвобождения амбена в кишечном отделе
желудочно-кишечного тракта, а в случае пророксана - в желудке. Установлено, что технология получения таблеток амбена и пророксана должна включать этап влажной грануляции, что позволяет улучшить технологические свойства таблетируемой смеси. Нанесение кишечнорастворимого покрытия на таблетки амбена позволяет обеспечить требуемые биофармацевтические свойства ЛП. Показано, что предложенная технология получения таблеток пророксана, включающая проведение совместной влажной грануляции всех компонентов таблетки, позволяет придать ЛП пророксана оптимальные гастроретентивные свойства. Определено влияние технологических факторов на биофармацевтические свойства разработанных ЛП. Обоснованы нормируемые показатели качества таблеток и предложены методики качественного и количественного анализа ЛП амбена и пророксана методами УФ-спектрофотометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Изучена стабильность разработанных ЛП при хранении.
Теоретическая и практическая значимость работы Доказана и обоснована возможность обеспечения пролонгированного высвобождения ФС с различной растворимостью из таблеток за счет придания им структуры матрицы, а также улучшения их биофармацевтических свойств с помощью использования актуальных технологических подходов, включающих влажную грануляцию и нанесение оболочки на таблетки. Разработаны состав и технология получения таблеток с пролонгированным высвобождением амбена, таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана с матричной структурой; аналитические методики определения данных ФС в изготовленных ЛП; нормативные документы «Амбен, таблетки пролонгированного действия, покрытые кишечнорастворимой оболочкой, 100 мг», «Пророксан, таблетки пролонгированного действия гастроретентивные, 60 мг», а также лабораторные регламенты на технологию их получения.
Основные положения, выносимые на защиту: -Результаты изучения физико-химических и технологических свойств ФС амбена и пророксана.
Результаты исследований по разработке, обоснованию состава и технологии получения таблеток с пролонгированным высвобождением амбена.
Результаты исследований по разработке, обоснованию состава и технологии получения плавающих таблеток с пролонгированным высвобождением пророксана.
Методики определения показателей качества разработанных ЛП.
- Данные по изучению стабильности разработанных ЛП в процессе хранения. Методология и методы исследования Методологическую основу исследования составили труды российских и зарубежных ученых в области разработки научных основ получения лекарственных препаратов с модифицированным высвобождением, в частности, в виде таблеток и капсул - К.В. Алексеева, Н.Б. Деминой, A. Avdeef, R. Bodmeier, P.Colombo, A. Sakr, J. Siepmann и др. В работе использованы методы фармакопейного анализа, включенные в Государственную Фармакопею РФ XIII издания, USP 38/NF 33, Ph. Eur. 8.0. При проведении исследования использованы:
методы сравнительного документированного анализа, патентно-информационный поиск;
технологические методы: сухая и влажная грануляция, таблетирование, нанесение оболочки на таблетки;
химико-фармацевтические и физические методы: потенциометрия, УФ-
спектрофотометрия, высокоэффективная жидкостная хроматография, магнитно-резонансная томография;
- математические методы анализа и обработки результатов, полученных в ходе
экспериментальной работы.
Достоверность научных положений и выводов Экспериментальная часть данной научно-исследовательской работы проводилась с использованием современных физико-химических методов исследования и сертифицированного оборудования. Статистическая обработка полученных результатов исследований выявила их воспроизводимость и правильность. Результаты, полученные различными независимыми методами, согласуются между собой и дополняют друг друга.
Апробация результатов исследования Материалы научных исследований по теме диссертации были представлены на: XXI Российском Национальном конгрессе «Человек и Лекарство» (Москва, 7-11 апреля 2014 г.), IV международной конференции «ФИЗТЕХБИО» (МО, Долгопрудный, 29-30 мая 2014 г.), X Международной Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых (Москва, 19 марта 2015 г.), IV Международной научной конференции SCIENCE4HEALTH 2015 (Москва, 14-18 апреля 2015 г.), V международной конференции «ФИЗТЕХБИО» (МО, Долгопрудный, 29-30 апреля 2015 г.), на XXIV Российском национальном Конгрессе "Человек и лекарство”
(Москва, 10-13 апреля 2016 г.), XI Международной Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых (Москва, 17 марта 2016 г.). Апробация диссертации состоялась «18» мая 2017 года на заседании кафедры фармацевтической технологии ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет).
Личный вклад автора Автору принадлежит ведущая роль в постановке целей и задач настоящего исследования, методических подходов к их решению, практической реализации экспериментальной части исследования, анализе и обобщении полученных данных, изложении результатов в виде научных публикаций. Автором лично проанализирована научная литература по данной теме, проведен патентный поиск, разработаны состав и технологическая схема получения таблеток на основе матричной структуры и с пролонгированным высвобождением изучаемых ФС, предложены методики качественного и количественного анализа разработанных ЛП, а также проекты нормативных документов на ЛП.
Внедрение результатов исследования Научно-практические результаты исследования внедрены в учебный процесс на кафедре фармацевтической технологии образовательного департамента Института фармации и трансляционной медицины, Мультидисциплинарного центра клинических и медицинских исследований «Медицина будущего» ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России дисциплины «Биофармация» и ФГУП НПЦ «Фармзащита» ФМБА России (разработаны проекты НД и получены акты внедрения).
Соответствие диссертации паспорту научной специальности Научные
положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.01 –
технология получения лекарств. Результаты проведенного исследования
соответствуют области исследования специальности, конкретно пунктам 1, 3, 4 паспорта специальности технология получения лекарств.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтической науки
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематикой и планом научных исследований ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), комплексная тема: «Совершенствование образовательных технологий додипломного и последипломного медицинского и фармацевтического образования». Номер государственной регистрации 01.2.011.68237. Работа выполнена при финансовой
поддержке Минобрнауки РФ (договор № 02.G25.31.0001) в рамках реализации Постановления Правительства РФ от 09.04.2010 г. № 218.
Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 231 странице
машинописного текста с приложениями (основной текст 184 страницы) и состоит из
введения, пяти глав, содержащих обзор литературных данных, экспериментальную
часть, в которой изложены: материалы и методы исследования, результаты изучения
физико-химических свойств ФС амбена и пророксана, состава, технологии
получения и исследование таблеток с пролонгированным высвобождением амбена и
пророксана; общих выводов, списка литературы, списка сокращений и условных
обозначений, приложений. Библиографический указатель содержит 187
Таблетки на основе резервуарных систем
Вспомогательные вещества, образующие гидрофильную матрицу относятся к группе гелеобразующих полимеров-гидроколлоидов. Наиболее широко для получения таблеток используют производные целлюлозы, природные полисахариды – камеди (ксантановая, гуаровая, аравийская, пектины, альгиновая кислота и ее натриевая соль и др.), синтетические полимеры - карбополы и полиэтиленоксид [125, 174]. Способность полимеров-матрицеобразователей к набуханию или растворению в водной среде определяется химической структурой, гибкостью макромолекул, молекулярной массой (степенью полимеризации), наличием сшивок между полимерными цепями и их частотой. После попадания в водную среду таблетки на основе гидрофильных матриц набухают, что приводит к формированию геля, ограничивающего высвобождение ФС [67, 87]. Во время набухания диффузия воды в гидрофильную матрицу разделяет ее на области: набухшей матрицы (гель), со временем подвергающейя эрозии; набухающей матрицы; сухое ядро. С течением времени матрица подвергается эрозии вследствие перехода матрицеобразователя в раствор [135, 164]. Наличие гелевого слоя также обеспечивает мукоадгезивные свойства матрицы. Высвобождение из подобных матриц осуществляется поэтапно. Сначала происходит растворение частиц ФС с поверхности таблетки. По мере проникновения растворителя в матрицу, протекает растворение ФС и ее диффузия через гелевую матрицу и сформированные в ней микропоры [72]. Легко растворимые ФС высвобождаются с помощью диффузии, в то время как умеренно и мало растворимые – путем эрозии (вымывания твердых часиц). Водорастворимые ФС могут выступать в качестве порообразователей и ускоряют высвобождение. Гидрофильные матрицы часто используют для обеспечения пролонгированного высвобождения мало или умеренно растворимых в воде ФС. Гидрофобные матрицы представляют собой каркас, образованный нерастворимыми в водных средах матрицеобразователями [88,107, 118]. По происхождению матрицеобразователей гидрофобные матрицы можно подразделить на липидные и полимерные. Липидные матрицы получают из жирных восков (карнаубский воск), жирных кислот и спиртов (стеариновая кислота, бегеновая кислота, цетиловый спирт и триглицериды), и схожих по природе веществ полиоксиглицеридов - стеароилполиоксиглицериды (Gelucire). Полимерные (инертные) матрицы изготавливают из гидрофобных полимерных веществ - полиэтилена, поливинилхлорида, этилцеллюлозы, полимеров акриловой кислоты и ее сополимеров.
Матрицы из липидов чувствительны к рН среды и составу пищеварительного сока, подвергаются биодеградации при попадании в ЖКТ. В водной среде растворение и вымывание водорастворимых компонентов, в том числе и ФС, приводит к появлению микротрещин, микроканалов и пор в матрице вследствие ее эрозии. Микроканалы формируются внутри матрицы и на ее поверхности, таким образом, увеличивая ее пористость [12, 76, 118]. Усиление пористости как гидрофильных, так и гидрофобных матриц достигается за счет введения дезинтегрантов (разрыхляющих) и водорастворимых веществ-порообразователей [106].
Применение липидных и полимерных матриц наиболее обосновано для пролонгированного высвобождения легко растворимых и растворимых в воде ФС.
Матрицеобразующие и вспомогательные вещества, используемые при получении таблеток Способность матрицы обеспечивать пролонгированное высвобождение зависит от физико-химических свойств используемых матрицеобразователей, а также других вспомогательных веществ, необходимых для получения таблеток. Одним из широко применяемых в качестве гидрофильного матрицеобразователя полимеров является гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) - неионный простой эфир целлюлозы (рисунок 1). Гидратация ГПМЦ происходит быстро, что приводит к образованию гелевого слоя. Так как вязкость ГПМЦ практически не изменяется в широком диапазоне рН, а в сильно кислых или щелочных средах медленно уменьшается, то целостность матричной структуры сохраняется в течение длительного времени [70].
Высвобождение ФС из матриц на основе ГПМЦ может протекать по типу диффузии или эрозии, а также комбинации этих механизмов, что в большей степени определяется растворимостью ФС [113, 176, 184]. Согласно [166] высвобождение более растворимой ФС адиназолама мезилата (Cs 0,14211 М) из таблеток на основе такой матрицы протекает, в основном, по типу диффузии, матрицы подвергаются эрозии только на 35%. В то время как диффузия менее растворимого алпразолама (Cs = 0,00013 М) сопровождается эрозией матрицы на 65%. В качестве гидрофильных матрицеобразователей также могут выступать и другие производные целлюлозы - гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза марок высокой вязкости [66, 176]. В качестве гидрофильных матрицеобразователей применяют карбополы – редкосшитые полимеры акриловой кислоты с эфирами сахаров или полиспиртов (Carbopol 974P NF, Carbopol 971P NF, Carbopol 71G NF от Lubrizol, США). Наличие анионных групп обуславливает рН-зависимый характер высвобождения ФС из таких матриц (рисунок 2). При низких рН карбополы не набухают, но с увеличением рН происходит их набухание и образование геля, замедляющего высвобождение. Карбополы могут улучшать растворимость слабых оснований в нейтральных или щелочных средах. Применяются для получения мукоадгезивных и жевательных таблеток с помощью прямого прессования, экструзии, сферонизации, в качестве связующего во влажной грануляции и покрытия для нанесения оболочки [68, 93, 98].
Глицерина бегенат, выпускаемый Gattefoss (Франция) под торговым названием Compritol 888 ATO, представляет собой смесь моно-, ди- и триглицеридов - сложных эфиров глицерина и гидрофобной бегеновой кислоты (рисунок 3), обладает высокой температурой плавления около 70С и применяется для гидрофобных матриц. Глицерила бегенат имеет низкое значение гидрофильно-липофильного баланса, равное 2, поэтому данное вещество не диспергируется в воде и обладает жироподобными свойствами. Глицерила бегенат используется в качестве смазывающего вещества при изготовлении таблеток и связующего при получении пеллет и твердых липидных частиц с пролонгированным высвобождением путем экструзии расплава, а также в качестве гидрофобного матрицеобразователя. Изготовление таблеток из глицерила дебегената возможно путем прямого прессования, влажной и сухой грануляции [82, 114, 151]. Дополнительная обработка таблеток температурой обеспечивает увеличение их прочности и более выраженное замедление высвобождения ФС вследствие сплавления частиц липида.
Опеределение физико-химических и технологических свойств фармацевтических субстанций и гранулятов
Определение зависимости растворимости ФС от рН проводили по методу «встряхивания во флаконе» (shake-flask) согласно двух схемам. Первая схема включала оценку растворимости ФС согласно ГФ XIII т. 1 ОФС 1.2.1.0005.15 «Растворимость» и USP 38/NF 33 [13, 144] в буферных растворах с различными рН. Для ФС амбена исследование проводили в 0,05 М буферных растворах, моделирующих среду различных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ): солянокислом (рН 1,2; 2,0), глициново-солянокислом (рН 2,2), фталатном (рН 3,0; 4,0; 5,0), фосфатном (рН 6,0; 6,8; 8,0). Растворимость ФС пророксана гидрохлорида изучали в 0,05 М буферных растворах: солянокислом (рН 1,2; 2,0), цитратном (рН 3,0; 4,0; 5,0) и фосфатном (рН 6,0; 6,8; 8,0). Растворимость пророксана в диапазоне рН от 3,0 до 5,0 определяли в цитратном буфере, так как при использовании фталатных буферных растворов с указанными рН наблюдается изменение структуры кристаллов осадка ФС, отличающихся от исходных частиц пророксана, что указывает на взаимодействие между ФС и фталат-ионами и обуславливает необходимость замены среды растворения.
К навескам ФС добавляли необходимое количество буферного раствора из расчета 1 г; 0,100 г; 0,033 г; 0,010 г и 0,001 г субстанции на 1 мл растворителя. Пробы инкубировали при 37С и постоянном перемешивании в шейкере-инкубаторе IKA KS 3000 ic control (Германия) с частотой 180 об/мин в течение 24 часов. По окончании инкубации полноту растворения ФС оценивали визуально, а также проводили количественное определение ФС в образцах: отбирали пробы в герметично закрывающиеся прогретые до 37С центрифужные пробирки, которые центрифугировали в течение 5 минут при 200 g на центрифуге LMC-3000 (Biosan, Латвия). Дополнительно проводили определение количества ФС в пробах. Для этого отбирали по 0,05 мл пробы супернатанта во флаконы для автоинжектора, которые до анализа находились при 37С, в оставшейся части образца измеряли рН с помощью рН-метра S220 SevenCompact от Mettler Toledo, снабженным хлоридсеребряным электродом InLab Routine (Швейцария). Перед помещением во флаконы пробы с теоретической концентрацией пророксана 10 мг/мл и больше разводили используемым при исследовании растворимости буферным раствором до расчетной концентрации 1 мг/мл. Количественное определение ФС в пробах проводили с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).
Выявленные в результате эксперимента, проведенного по вышеописанной схеме, особенности растворимости ФС пророксана от рН потребовали проведения дополнительного исследования растворимости данной ФС в условиях, обеспечивающих отсутствие влияния состава буферных растворов, используемых для достижения определенных рН [116, 121, 162].
К 1,8 мл среды добавляли по 126 мг (3,37-10"4 моль) пророксана. Указанное количество существенно превышает необходимое для получения насыщенных растворов. Образцы инкубировали при 37С и встряхивании с частотой 180 об/мин на встряхивателе в течение 24 часов. После чего пробы помещали в прогретые до 37С центрифужные стаканы и центрифугировали 5 минут при 200 g. Для количественного анализа по окончании центрифугирования в термостатируемых условиях из пробирок отбирали по 0,05 мл супернатанта во флаконы для автоинжектора, содержащие 0,95 мл буфера рН 1,2. В оставшейся части образца в пробирках измеряли рН.
В ходе исследования для ФС пророксана также изучено влияние лимонной и хлористоводородной кислот на растворимость. К 1,8 мл среды растворения с разным содержанием кислот добавляли по 126 мг (3,37-10 моль) пророксана. Далее эксперимент проводили в соотвествии с определением растворимости ФС по второй схеме. По 0,05 мл супернатанта отбирали во флаконы, содержащие 0,95 мл 0,1 М раствора хлористоводородной кислоты, для количественного определения ФС. В оставшейся части образца в пробирках измеряли рН.
Количественное определение концентрации фармацевтических субстанций в растворе с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии2 Анализ проводили согласно ОФС 1.2.1.2.0005.15 «Высокоэффективная жидкостная хроматография». В работе использовали жидкостной хроматограф Shimadzu LC30 (Япония) с фиксированным объемом петли 20 мкл, снабженный контроллером СВМ-20А, насосами высокого давления LC-300AD, автосамплером SIL-30AС, спектрофотометрическим детектором с переменной длиной волны UV-VIS SPD-M20A. Разделение компонентов пробы осуществляли на колонке X-Bridge С 18, 150x4,6 мм (3,5 мкм) производства Waters (Milford, Massachusetts, США) с использованием предколонки Phenomenex d8 (ODS, Octadecyl) AJO-4287 (4 x 3 мм; 10 pk) производства Phenomenex (Torrance, California, USA). При анализе ФС и ЛП прибегали к методу ион-парной хроматографии с элюированием в градиентом режиме. Регистрацию и первичную обработку данных проводили с помощью программного обеспечения LabSolutions.
Изучение растворимости фармацевтической субстанции пророксана при различных рН
Полученные экспериментальные данные по насыщенным концентрациям амбена и рН после инкубации в пробах с теоретическими концентрациями ФС 2,210-4 М и 6,610-4 М хорошо согласуются с уравнением (9). На рисунке 12 представлен график зависимости насыщенной концентрации амбена от pH, построенный с использованием в уравнении (7) значений рА! = 3,87, рКА2 = 9,13 и С0=0,106 M, полученных регрессионным
1 анализом. Поскольку уравнение (9) линейно относительно tH+] (xi) и [Н+] (х2) определение его параметров было проведено с использованием линейного двумерного регрессионного анализа с использованием указанных величин в качестве аргументов. В результате регрессионного анализа было получено уравнение С, = ОД 10 + 58,6 хх + 2,29 Ю-11 х2. Значимость соответствующей регрессионной модели по F-критерию Фишера соответствует Р 0,05. Используя значения констант диссоциации, возможно рассчитать значение рН в изоэлектрической точке амбена: pi =(рКА1+рКА2)/2=6,5.
Таким образом, зависимость растворимости амбена от рН характеризуется наличием двух максимумов - в области сильнокислых и сильнощелочных значений рН и, в целом, соответствует таковой для соединений амфолитного характера [121, 162, 187].
Пунктирная линия является теоретическим графиком зависимости насыщенной концентрации (Ct) амбена от рН, построенной с использованием параметров уравнения (9), полученных регрессионным анализом экспериментальных данных. Точками нанесены экспериментальные значения насыщенных концентраций ФС.
Изучение растворимости пророксана в буферных средах выявило, что данная ФС обладает умеренной растворимостью. При этом визуальная оценка растворимости ФС показывает, что при любых рН пророксан полностью растворяется в образцах, в которых при его полном растворении была бы достигнута концентрация не более 2,7-10" М. Результаты экспериментов по исследованию растворимости пророксана в стандартных буферных растворах с различными рН приведены на рисунке 13 и таблице 5.
Следует отметить, что в области насыщенных концентраций пророксан снижает рН буферных растворов, что особенно выражено при рН 3. Полученные данные демонстрируют заметное влияние используемой буферной системы на растворимость пророксана, проявляющееся в скачкообразных изменениях насыщенных концентраций ФС при переходе от одного буферного раствора к другому, что, по-видимому, указывает на разный характер взаимодействия протонированной молекулы пророксана с анионами кислот, входящих в состав буфера. Результаты количественного определения пророксана, проведенного с помощью ВЭЖХ, приведены на рисунке 13 и таблице 5 и указывают на снижение количества ФС в буферных растворах с рН более 3,0. В частности, наблюдаемое снижение растворимости при смене буферного раствора от цитратного (pH 3,0, 4,0, 5,0) к солянокислому (pH 1,2, 2,0), возможно, отражает меньшее произведение растворимости соли протонированного пророксана с противоионом Cl- по сравнению с цитрат-ионом.
Зависимости концентраций пророксана в стандартных буферных растворах при добавлении разных количеств ФС, использованных для приготовления раствора. Указаны значения рН, измеренные до растворения ФС. Теоретическая концентрация при полном растворении ФС:
Зависимость насыщенной концентрации пророксана от рН, полученная в экспериментах с добавлением в растворы хлористоводородной кислоты или натрия гидроксида представлена на рисунке 14. В целом, она напоминает характерную зависимость, регистрируемую для соединений, имеющих в структуре протонируемую аминогруппу и ограниченную растворимость соли хлористоводородной кислоты [162]. Однако, в данном случае имеет место провал на кривой растворимости в интервале рН=3,0-5,0, относящимся области растворимости по типу соли, но прилегающим к области растворимости по типу основания. Зависимость растворимости в воде соединений, подобных пророксану и имеющих ограниченную растворимость соли в воде [121, 162], определяется равновесием между ФС в твердой фазе ВНА и ионизированной формой в растворе:
Изучение влияния порообразователей и усилия прессования при получении таблеток на высвобождение амбена
В качестве способа устранения «взрывного» высвобождения амбена в кислой среде желудка и снижения скорости высвобождения на начальном этапе при рН кишечного отдела ЖКТ было исследовано введение в состав матриц рН-чувствительных поробразователей – карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и кишечнорастворимого сополимера метакриловой кислоты и метилметакрилата Eudragit L100, не растворимых в кислых средах и растворимых - в нейтральных и слабощелочных. Согласно [109], в кислой среде такие полимеры набухают и упрочняют каркас матрицы, замедляя высвобождение ФС, в то время как в щелочных средах их растворение повышает ее пористость и проницаемость. Модельные таблетки получали прямым прессованием как описано выше. Составы модельных таблеток амбена, содержащих рН-чувствительные порообразователи представлены в таблице 8.
Однако, добавление в состав таблеток на основе Kollidon SR перечисленных порообразователей приводит к обратному эффекту: их набухание в кислой среде вызывает деформацию и разрушение таблеток [39]. При исследовании высвобождения амбена из полимерных матриц с КМЦ (М1) и Eudragit L100 (М2) при рН желудочного отдела ЖКТ вместо замедления высвобождения получен противоположный результат, характеризующийся переходом более половины дозы ФС в среду растворения в течение первого часа. Включение КМЦ (М7) и Eudragit L100 (М8) в состав таблеток на основе глицерила бегената в кислой среде приводило к эффекту, сходному с описанным для полимерных матриц. В связи с этим определение высвобождения амбена при смене рН среды на щелочную, соответствующую кишечному отделу ЖКТ, для данных образцов не проводили.
Поскольку на начальном этапе в условиях рН кишечного отдела ЖКТ высвобождение амбена характеризуется высокой скоростью, которая со временем существенно замедляется, то для обеспечения высвобождения с более высокой скоростью существует необходимость введения порообразователей, растворимость которых не зависит от рН. В связи с этим анализировали влияние добавления в состав матричных таблеток рН-нечувствительных порообразователей, в частности, повидона Kollidon 17 на скорость высвобождения амбена. Растворяясь, Kollidon 17 формирует дополнительные поры и каналы диффузии ФС в структуре матрицы [171].
Известно, что пористость матрицы также зависит от величины усилия прессования, используемого для получения таблеток [119, 124]. Введение в состав таблеток на основе липидного матрицеобразователя повидона Kollidon 17 и использование различного усилия прессования при изготовлении таблеток очень слабо влияет на процесс высвобождения (рисунок 22). Липидные матрицы также обладают высокой начальной скоростью высвобождения
Введение Kollidon 17 в состав полимерных матриц не сопровождается заметным ускорением высвобождения (рисунок 23 А) даже при одновременном снижении содержания Kollidon SR. Изменение усилия прессования при наличии в составе таблетки Kollidon 17 также не существенно влияет на характер высвобождения амбена (рисунок 23 Б). Это указывает на целесообразность дальнейшей разработки ЛП амбена на основе полимерных матриц Kollidon SR с соотношением ЛВ: матрицеобразователь 1:0,7 и содержащих повидон в качестве порообразователя для обеспечения требуемой кинетики высвобождения в области рН более 6,0, то есть слабо зависящей от кислотности содержимого ЖКТ. Полученные данные указывают на сложность достижения требуемой кинетики высвобождения амбена из липидных матриц, даже при добавлении порообразователя, поэтому наиболее перспективными для дальнейшей разработки посчитали составы, содержащие полимерный матрицеобразователь Kollidon SR.
Влияние вспомогательных веществ и усилия прессования на высвобождение амбена из таблеток на основе Kollidon SR при рН кишечного отдела ЖКТ. А - влияние введения порообразователя (Kollidon SR:Kollidon 17): - 1:0 (МА2); - 1:0,5 (М3); - 1:0,6 (М5); - 1:0,7 (М6). Б - влияние усилия прессования на высвобождение амбена из полимерных матриц в присутствии Kollidon 17: 250±50 кгс (М3); - 275±75 кгс (МА2); - 387±2 кгс (М5);
При разработке технологии получения таблеток следует учитывать такие технологические особенности порошков ФС как: сыпучесть, прессуемость, влагосодержание, форма и размер частиц [19, 35]. Основные технологические характеристики порошка амбена изучали по методикам, изложенным в гл. 2 «Материалы и методы», результаты исследования представлены в таблице 9. Определение сыпучести порошка амбена по скорости истекания из воронки оказалось не возможным из-за его электризуемости и зависания. ФС амбена имеет малую насыпную плотность и сильно уплотняется. Значения индексов Carr и Hausner составили 33 и 1,49 соответственно, что также указывает на очень плохую сыпучесть ФС. Порошок амбена по степени измельченности относится к очень мелким, средний размер его частиц находится в диапазоне от 42,3 до 45,0 мкм (Р = 0,95). Результаты определения фракционного состава приведены на рисунке 24.
На микрофотографиях, представленных на рисунке 25, видно, что частицы порошка представляют собой полупрозрачные многослойные пластинки. С помощью сканирующей электронной микроскопии установлено, что они имеют чешуйчатую поверхность (рисунок 26 А и Б). По-видимому, мелкий размер и шероховатая поверхность способствуют повышенному сцеплению частиц порошка ФС амбена и, как следствие, неудовлетворительной сыпучести. Несмотря на то, что использование прямого прессования оказывается наиболее привлекательным для получения таблеток с требуемой кинетикой высвобождения амбена, применение данной технологии ограничено плохими технологическими свойствами ФС амбена. Для получения таблеток амбена с помощью этой технологии необходимо добавление ингредиентов, обладающих отличной сыпучестью и повышающих прессуемость таблетируемой смеси (микрокристаллическая целлюлоза, кальция дигидрофосфат, коповидон). Однако, при загрузке дозы амбена, равной 100 мг, потребуется введение значительного количества таких вспомогательных веществ, что приведет к увеличению массы таблетки и изменению кинетики высвобождения. Выявленные особенности порошка ФС амбена указывают на ограничение использования прямого прессования для получения таблеток и делают актуальным проведение предварительной грануляции при получении таблеток с пролонгированным высвобождением.