Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 15
1.1 .Характеристика лекарственного растительного сырья 16
-
Трава зверобоя продырявленного 16
-
Трава сушеницы топяной (болотной) 18
-
Цветки ромашки аптечной 20
-
Листья эвкалипта прутовидного 21
-
Листья шалфея лекарственного — 23
-
Цветки ноготков 23
-
Теоретические основы экстрагирования ЛРС 26
-
Основные факторы, влияющие на процесс экстрагирования ЛРС 28
-
Характеристика экстрагентов, применяемых для извлечения
БАВ из ЛРС - 3 7
-
Масла как экстрагенты. 37
-
Применение полярных растворителей
в качестве экстрагентов растительного сырья 39
1.5.Применение поверхностно-активных веществ в фармации 41
1.6. Методы экстрагирования лекарственного растительного сырья 47
1.6.1. Основные методы 47
1.6.2.Основные направления интенсификации процесса
экстрагирования 48
1.7. Экстрагирование растительного сырья двухфазной системой
экстрагентов 49
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 52
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 52
2.1. Объекты и материалы исследования 52
-
Растительное сырье - 52
-
Масла - 53
-
Эмульгаторы 54
-
Полярные растворители 56
2.2.Фармакопейные методы анализа растительного сырья 57
2.3. Методы проведения экстракции
лекарственного растительного сырья 59
2.3.1 Метод экстракции двухфазными системами экстрагентов
в присутствии ПАВ 59
2.3.2. Метод экстракции полярными растворителями 60
2.4. Методы качественного анализа извлечений
из травы зверобоя продырявленного и сушеницы топяной 60
-
Качественное определение липофильных БАВ (хлорофилла и его производных и каротиноидов) 60
-
Качественное определение гидрофильных БАВ (флавоноидов и антраценпроизводных) в полярной фазе 61
2.5. Методы количественного определения
биологически активных веществ 62
2.5.1. Количественное определение суммы производных
хлорофилла в масляных извлечениях— - 62
2.5.2 Количественное определение суммы производных
хлорофилла в эмульсии 62
2.5.3. Количественное определение антраценпроизводных
в масляной фазе 64
2.5.4. Определение количественного содержания
суммы флавоноидов в пересчете на рутин 64
4 2.5.5 .Методика количественного определения
флавоноидов в пересчете на гнафалозид 65
2.5.6. Количественное определение антраценпроизводных
в полярной фазе 67
2.5.7. Количественное определение гидрофильных БАВ
в эмульсии 67
2.6. Анализ готовых форм, полученных на основе извлечений из
травы зверобоя и сушеницы 68
2.6.1 .Определение рН 68
2.6.2.0пределение стабильности косметического крема 69
2.6.3.Определение реологических свойств 69
2.7. Статистическая обработка результатов эксперимента 70
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМОЙ ЭКСТР АГЕНТОВ
В ПРИСУТСТВИИ ПАВ 71 J
3.1. Влияние поверхностно-активных веществ
на экстракцию биологически активных соединений
липофильной природы— - 71
3.1.1. Изучение процесса экстракции липофильных БАВ
из травы зверобоя в присутствии ПАВ- 72
3.1.2. Исследование процесса экстракции липофильных БАВ
из различных видов растительного сырья в присутствии ПАВ 77
3.1.3. Исследование влияния рода эмульгаторов
на процесс двухфазной экстракции травы зверобоя 79
3.2. Исследование влияния поверхностно-активных веществ
на экстракцию полярных БАВ из травы зверобоя 81
3.2.1. Изучение процесса экстракции полярных БАВ
из травы зверобоя в присутствии ПАВ - 81
5
3.2.2.Изучение кинетики экстрагирования антраценпроизводных при
экстракции двухфазной системой экстрагентов в присутствии ПАВ 85
-
Влияние вида эмульгатора на процесс эмульсионного экстрагирования травы зверобоя и травы сушеницы 87
-
Исследование влияния числа ГЛБ смеси ПАВ
на процесс эмульсионной экстракции 100
3.4.1. Зависимость степени экстракции липофильных
и гидрофильных БАВ от значения ГЛБ смеси ПАВ,
вводимой в ДСЭ 100
3.4.2. Кинетика процесса экстракции 105
Глава 4. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ ТРАВЫ ЗВЕРОБОЯ
И СУШЕНИЦЫ РАСТВОРИТЕЛЯМИ, ПРИМЕНЯЕМЫМИ В СОСТАВАХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ
И КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 108
4.1. Экстракция травы зверобоя и сушеницы
полярными растворителями 108
4.2. Экстракция травы зверобоя и травы сушеницы
ДСЭ с различными составами полярных фаз 118
4.3.Изучение экстрактивной способности растворителей
в ряду полиэтиленоксидов 125
4.4. Изучение кинетики экстрагирования БАВ
из травы зверобоя полярными растворителями 128
4.5. Исследование влияния природы полярной фазы
на процесс эмульсионной экстракции СРС 132
Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКАРСТВЕННОГО
И КОСМЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ ИЗВЛЕЧЕНИЙ
ИЗ ТРАВЫ ЗВЕРОБОЯ И СУШЕНИЦЫ 137
5.1. Разработка состава и технологии лечебного геля
на основе ДМСО-извлечений из зверобоя и сушеницы 137
5.2. Разработка состава и технологии косметического крема
на основе эмульсионного экстракта травы зверобоя и сушеницы 148
ВЫВОДЫ 157
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 160
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 — 178
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 191
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
В фармацевтической практике все более широко применяются препараты природных соединений, представляющие собой индивидуальные вещества или их смеси, полученные из растительного сырья. Это связано с широким спектром фармакологической активности и низкой токсичностью большинства фитопрепаратов. Несмотря на широкое развитие производства синтетических лекарственных средств, биологически активные соединения и лекарственные средства растительного происхождения продолжают занимать значительное место в современной медицине. Кроме того, лекарственные средства на основе растительных БАВ редко вызывают развитие толерантности у больных.
Для профилактики и лечения многих заболеваний представляется перспективным использование препаратов, содержащих максимально полную сумму БАВ лекарственных растений, способных оказывать на организм комплексное воздействие [1,2].
Однако в ассортименте представленных на российском фармацевтическом рынке фитопрепаратов преобладают зарубежные лекарственные препараты. Поэтому разработка отечественных эффективных и безопасных лекарственных средств природного происхождения является актуальной. Исследования, проводимые в этой области, связаны преимущественно с разработкой комплексных галеновых фитопрепаратов: настоек, экстрактов, эликсиров, сиропов. Широкое применение в последнее время получают лечебно-косметические средства, содержащие извлечения из лекарственных растений: кремы, лосьоны, шампуни и т.д. Введение природных БАВ в косметику способствует не только улучшению внешнего вида кожи, но также ее оздоровлению
8 Истинный потенциал отечественных лекарственных растений, несмотря на длительный срок их применения в народной и официальной ме-дицине[3,4], раскрыт далеко не полностью. По мере исследований новых объектов появляются оригинальные аспекты как в плане применения, так и в технологии фитопрепаратов, использовании новых видов сырья, экстрагентов, путей интенсификации процесса экстракции.
Основной стадией получения препаратов природных соединений является экстрагирование из сырья, определяемое общими законами массо-передачи, свойствами растительной ткани и физико-химическим сродством растворителя и извлекаемого вещества. Однако трудно назвать метод экстрагирования лекарственного растительного сырья, который был бы лишен недостатков. В большей степени это относится к растительным БАВ, имеющим липофильный характер. Для их извлечения наиболее часто используют различные органические растворители, имеющие высокую токсичность и требующие обязательного удаления из полученного продукта. Однако даже небольшие их количества, остающиеся в препарате, способны оказывать токсическое действие на организм человека. В технологическом плане эти вещества предъявляют повышенные требования к конструкциям и оснащению оборудования в силу своей взрыво-пожароопасности.
Большинство экстрагентов, обладая определенной полярностью, позволяют извлекать из растительного сырья только определенные группы биологически активных веществ. Для выделения комплекса природных соединений часто получают полиэкстракты, последовательно экстрагируя одну и ту же порцию сырья растворителями различной полярности. Технологический процесс такого рода имеет значительную продолжительность и приводит к потерям БАВ [5,6].
Ранее был разработан и описан процесс экстракции лекарственного растительного сырья двухфазными системами экстрагентов. Данный метод
9 позволяет одновременно, в одном производственном цикле получать два продукта: водно-спиртовое извлечение, содержащее гидрофильные БАВ, и масляное, содержащее БАВ липофильной природы. Было показано, что при экстракции сухого растительного сырья (СРС) двухфазной системой экстрагентов не только сокращается время процесса, но и повышается степень извлечения липофильных БАВ масляной фазой; извлекаются липо-фильные и гидрофильные БАВ Предложен механизм двухфазной экстракции, заключающийся в том, что под действием полярной (водно - спиртовой) фазы происходит сольватация сырья и десорбция БАБ с последующим переносом липофильных БАВ в масляную фазу в соответствии с их коэффициентом распределения в двухфазной системе [7,8].
С целью увеличения скорости экстракции и большей полноты извлечения действующих веществ в последнее время изучается влияние добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) к извлекателю.
Установлено, что поверхностно-активные вещества значительно ускоряют процесс экстракции и увеличение выхода алкалоидов, гликозидов, эфирных масел, флавоноидов и других соединений из растительного сырья. Положительное влияние поверхностно-активных веществ объясняется тем, что указанные вещества снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз, тем самым улучшают смачиваемость клеток, увеличивают поверхность контакта экстрагента с сырьем и глубину его проникновения в клетки растительного материала. В ряде случаев улучшается растворимость (солюбилизация) экстрагируемых веществ
Научный и практический интерес представляет исследование возможности экстрагирования лекарственного растительного сырья двухфазными системами экстрагентов в присутствии поверхностно-активных веществ (эмульсионная экстракция). Полученные при таком способе экстрагирования эмульсии будут содержать максимально приближенный к натуральному состав липофильных и гидрофильных БАБ (эмульсионный экстракт). Такой продукт может затем вводиться в готовую лекарственную
10 форму для наружного применения или косметическое средство, а может сам являться готовой формой [8,9,10].
Описанные в литературе двухфазные системы экстрагентов в качестве полярной фазы содержат спирто-водные смеси различных концентраций. Однако такие системы не подходят для получения эмульсионных экстрактов, из-за летучести этилового спирта. Кроме того, фармакологическая неиндифферентность этанола делает нежелательным его присутствие в лекарственных или косметических средствах.
В современных препаратах широко используются некоторые полярные нелетучие растворители в качестве пенетрантов БАВ, растворителей активных ингредиентов, консистентных добавок, эмолентов, регуляторов водного баланса эпидермиса. К таким растворителям относятся гликоли, диметилсульфоксид (димексид), полиэтиленоксиды, глицерин и другие.
Эти растворители зачастую обладают высокой растворяющей способностью по отношению ко многим БАВ. Однако применение таких растворителей для экстракции активных веществ из растительного или животного сырья практически не описано.
В связи с вышеизложенным, актуальным представляется исследование процесса экстрагирования лекарственного растительного сырья двухфазными системами экстрагентов в присутствии ПАВ и возможности создания мягких лекарственных и косметических форм на основе полученных экстрактов.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучить зависимость экстрактивной способности двухфазной системы растворителей, а также качественного состава и концентрации основных липофильных и гидрофильных БАВ от рода эмульгаторов;
Изучить кинетику экстракции липофильных и гидрофильных БАВ двухфазной системой растворителей в присутствии ПАВ;
Исследовать процесс экстракции сухого растительного сырья двухфазной системой с включением полярных растворителей, применяемых в составах лекарственных и косметических средств - ДМСО, ПЭО, ПГ;
Изучить возможности введения извлечений, полученных из травы сушеницы и травы зверобоя экстракцией полярными растворителями и методом двухфазной экстракции в присутствии ПАВ, в гели и косметические средства, разработать показатели оценки качества готовых форм;
Разработать лабораторную технологию выбранной лекарственной формы и косметического средства; наработать лабораторные партии для стандартизации и доклинического изучения;
Разработать методы анализа, составить проекты НД на лекарственный препарат и косметическое средство.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Впервые предложен и исследован не описанный ранее способ экстракции сухого растительного сырья эмульсиями 1-го и 2-го рода. Изучены закономерности двухфазной экстракции в присутствии ПАВ.
Экспериментально изучено и теоретически обосновано влияние числа ГЛБ эмульгаторов на кинетику экстракции, выход и концентрацию БАВ в эмульсии, водной и масляной вытяжках. Установлено, что при экстракции двухфазной системой растворителей эмульгаторы I рода снижают концентрацию липофильных и повышают концентрацию гидрофильных БАВ, а эмульгаторы II рода увеличивают концентрацию липофильных и снижают концентрацию гидрофильных БАВ в извлечениях.
Установлено, что скорость экстрагирования антраценпроизводных: . (АП) и флавоноидов возрастает при введении в двухфазную систему эмульгаторов 1-го рода (твин 80, спирты- оксиэтилированные (ОС-20)),а производных хлорофилла (ПХ) - при введении- эмульгаторов: 2-го рода (моноглицериды дистиллированные (МГД), ланолин).
Установлено, что растворители; используемые в составах лекарственных И' косметических средств (ДМСО;ПЭО 400, ПГ, их смеси с водой), обладают высокой экстрагирующей? способностью по отношению к флаво-ноидам и АП. Использование исследованных экстрагентов позволяет получать вытяжки, которые без удаления растворителей можно -вводить в- состав мягких лекарственных форми косметических кремов; - Изучены закономерности экстракции .травы, зверобоя и сушеницы двухфазными системами экстрагентов;, в которых;полярными фазами яв-ляютсяДМЄО, ПЭО; ПГ и их смесигс.водой..Установлено, чтостепень извлечения липофильных веществ (ПХ) в масляную фазу можно регулировать составом полярной фазы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
Разработанный способ, эмульсионной экстракции растительного; сы рья- двухфазной; системой экстрагентов в - присутствии ПАВ позволяет в одном технологическом цикле получать эмульсию или масляную и водную вытяжки; что S обеспечивает экономию времени и- сырья;: большие выходы липофильныхБАВ и эффективность технологического процесса.
Составлена.технологическая схема эмульсионной;экстракции травы зверобоя и сушеницы и дано описание технологического процесса; разра-
13 ботаны методы качественного и количественного анализа эмульсионного, масляного и водного извлечений из травы зверобоя и сушеницы.
Разработаны технологии лекарственного препарата в виде геля и косметического крема с эмульсионным экстрактом травы зверобоя и сушеницы. Составлены технологические схемы и описания технологического процесса получения готовых средств. Разработаны проекты ФСП на лекарственный гель и ТУ на косметический крем.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на VI Международном Съезде «Актуальные проблемы создания новых препаратов природного происхождения», Санкт-Петербург, Россия, 2002г.; VI, Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, 2004 г.; 59 Межрегиональной конференции, Пятигорск, 2004 г.
ПУБЛИКАЦИИ
Основное содержание диссертации отражено в 7 научных статьях и тезисах.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
Результаты экспериментального исследования процесса экстракции сухого растительного сырья (СРС) на примере травы зверобоя и сушеницы двухфазной системой растворителей в присутствии ПАВ (эмульсионная экстракция);
Результаты исследования качественного и количественного состава водных и масляных извлечений при эмульсионной экстракции травы зверобоя продырявленного и сушеницы топяной;
Результаты экспериментального исследования процесса экстракции СРС полярными растворителями, применяемыми в составах лекарственных и косметических форм (ДМСО, ПЭО, ПГ);
Составы и технология готовых лекарственных и косметических средств с извлечениями из травы зверобоя и сушеницы, полученными по разработанным методам.
