Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ АЭРОЗОЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 9
1.1. Характеристика спрея как лекарственной формы 9
1.2. Современные упаковки для аэрозолей и спреев 10
1.3. Характеристика группы антимикробных, противовоспалительных и ранозаживляющих препаратов для лечения заболеваний верхних дыхательных путей 13
1.4. Биомасса спирулины: морфологическое описание, химический состав, применение в медицине 16
1.5. Трава чистотела большого: морфологическое описание, химический состав, применение в медицине 30
Выводы по главе 1 38
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 39
2.1. Объекты исследования 39
2.2. Методы исследования 40
2.2.1. Физико-химические методы 40
2.2.2. Микробиологические методы 43
2.2.3. Биофармацевтические методы 44
2.2.4. Экономико-математические методы анализа 46
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ СПРЕЯ ДЛЯ ЛОР ПРАКТИКИ «СПИРУЛИНА-СПРЕЙ» 51
3 1 Разработка состава и технологии спрея для оториноларингологической практики - «Спирулина-Спрей» 51
3.1.1. Обоснование состава 51
3.1.2. Обоснование технологии 54
3.1.3. Изучение физико-химических свойств 60
3.2. Определение параметров стандартизации спрея «Спирулина-Спрей» 62
3.2.1. Разработка методов качественного анализа спрея 64
3.2.2. Разработка методов количественного анализа спрея 64
3.2.3. Результаты исследования стабильности в процессе хранения 70
Выводы по главе 3 74
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СПРЕЯ ДЛЯ ЛОР-ПРАКТИКИ «СПИРУЛИНА-СПРЕЙ» 75
4.1. Изучение токсичности 75
4.2. Изучение биодоступности 78
4.3. Изучение антиоксидантной активности 80
4.4. Исследование антимикробной активности 82
4.5. Исследование противовоспалительной активности 82
4.6. Исследование ранозаживляющей активности 84
Выводы по главе 4 85
ГЛАВА 5. ФАРМАКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА РАЗРАБОТАННОГО СПРЕЯ ДЛЯ ЛОР-ПРАКТИКИ «СПИРУЛИНА-СПРЕЙ> 86
5.1. Анализ номенклатуры антимикробных, противовоспалительных и ранозаживляющих препаратов для лечения заболеваний верхних дыхательных путей 86
5.2. Анализ цен на лекарственных препараты антимикробного, противоспалительного и ранозаживляющего действия для лечения заболеваний верхних дыхательных путей 92
5.3. Калькуляция себестоимости лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» 94
5.4. С VP-анализ лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» 104
Выводы по главе 5 108
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 109
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 110
ПРИЛОЖЕНИЯ 123
- Характеристика спрея как лекарственной формы
- Объекты исследования
- Разработка состава и технологии спрея для оториноларингологической практики - «Спирулина-Спрей»
Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важных задач современной фармацевтической технологии является создание эффективных и безопасных лекарственных средств, в том числе и для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей. Патология органов дыхания, по оценкам специалистов, является распространенной группой заболеваний. По данным Европейского респираторного общества (2006 г.) более чем 25% больных ежедневно обращаются к врачам в связи с заболеваниями верхних дыхательных путей.
В настоящее время наблюдается дефицит лекарственных средств для оториноларингологии, сочетающих в себе комплексную терапевтическую активность (Егорова О.А., 2006; Хасанов С.А., 2006). В этом аспекте перспективными в фармакотерапии воспалительного процесса ЛОР-органов являются лекарственные препараты растительного происхождения, в которых удачно сочетается высокая фармакологическая активность с минимальными побочными эффектами. Ценными источниками биологически активных соединений (БАС) с широким спектром фармакологического действия являются биомасса сине-зеленой микроводоросли спирулины платенсис (Spirulina platensis) и трава чистотела большого (Chelidonium majus). Уникальное сочетание БАС (белки, витамины группы В, С, Е, полиненасыщенные жирные кислоты, пигменты: каротиноиды, хлорофилл, фикоцианин) в биомассе спирулины обеспечивает противовоспалительные и антиоксидантные свойства, ускоряет заживление, регенерацию и эпителизацию тканей (Qureshi М.А., 1995; Qian Kaixian, 1996; Romay С, 1998; Воронин А.В., 2001). Ряд алкалоидов чистотела большого характеризуется антимикробным и противовоспалительным действием (Boris Rogelj, 1998; СохинаА.А., 1999).
Однако указанные растительные объекты использовали лишь для получения таких лекарственных форм, как настойки, суппозитории, мази (Старостенко А.Г., 1983; Первушкин СВ., 1995; СохинаА.А., 1999). В форме спреев биомасса спирулины платенсис в сочетании с настойкой чистотела не исследована. Вместе с тем именно при применении спрея лекарственное средство оседает в верхних
отделах дыхательных путей — глотке, гортани, на слизистой носа и оказывает преимущественно местный пролонгированный терапевтический эффект (Губин М.М., 2007).
Анализ фармацевтического рынка показывает, что в виде комплексных лекарственных фитопрепаратов для ЛОР-практики выпускается ограниченное количество спреев («Каметон-Спрей», «Пропасол», «Ингалипт»).
В связи с вышеизложенным, создание комбинированного лекарственного препарата на основе БАС растительного происхождения, обладающего антимикробным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием, предназначенного для лечения и профилактики воспалительных заболеваний полости носа и горла, в форме спрея является актуальным.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка состава и технологии спрея на основе биомассы спирулины платенсис и настойки чистотела большого с антимикробным, противовоспалительным, ранозаживляющим действием, предназначенного для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей.
Для реализации поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи:
обосновать выбор лекарственной формы - спрея на основе изучения фармацевтического рынка лекарственных препаратов для лечения заболеваний верхних дыхательных путей;
разработать состав спрея на основе биомассы спирулины и настойки чистотела для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей;
обосновать оптимальную технологическую схему производства спрея;
предложить методики контроля и нормы качества, установить срок годности лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»;
обосновать фармако-экономическую рациональность производства разработанного спрея;
провести на этапе доклинических испытаний микробиологические и
предварительные фармакологические исследования лекарственного препарата; > разработать проект ФСП на лекарственный препарат «Спирулина-Спрей».
Научная новизна. Впервые научно обоснованы состав и технология комплексного лекарственного препарата — спрея на основе биомассы сине-зеленой микроводоросли спирулины и настойки чистотела для лечения ЛОР-заболеваний. При проведении комплекса биофармацевтических исследований в опытах in vitro использована функция обобщенной желательности Харрингтона, позволившая выбрать оптимальный состав вспомогательных веществ в лекарственном препарате и его рациональную технологию. Экспериментально показано существенное влияние различных методов дезинтеграции клеток биомассы спирулины на. содержание БАС в лекарственном препарате. Установлено, что использование метода механической дезинтеграции приводит к увеличению выхода биологически активных веществ в три раза по сравнению с недезинтегрированной биомассой спирулины платенсис. Доказаны антимикробные свойства лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» в отношении тест-штамма Staphylococcus aureus АТСС 65380. Научно обоснованы показатели качества* разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» и предложена их оценка по содержанию основных действующих веществ фикоцианина, [3-каротина, суммы алкалоидов.
Практическая значимость. Разработана технология и обоснована рациональность промышленного производства лекарственного препарата «Спирулина-Спрей». Рассчитана себестоимость разработанного лекарственного средства. На основе изученных показателей качества разработан проект ФСП «Спирулина-Спрей».
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедре фармацевтической технологии, Самарского государственного медицинского университета (акт о внедрении от 15.03.2008г.).
Составлен лабораторный регламент на производство лекарственного препарата «Спирулина-Спрей», апробированный на предприятии ООО «НеоФит» г. Самара (акт технологической апробации от 28.09.2008г.).
Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на X Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2005); IV Международной конференции «Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы» (Минск, 2006); XI Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2006); Медико-фармацевтическом конгрессе, 14-й Международной фармацевтической выставке «Аптека 2007» (Москва, 2007); IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса» (Самара, 2008).
По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из которых 2 — в рекомендуемых ВАК изданиях.
Основные положения, выносимые на защиту:
результаты экспериментальных исследований по обоснованию состава и технологии спрея «Спирулина-Спрей» на основе биомассы спирулины и настойки чистотела;
результаты определения показателей качества разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»;
данные по исследованию антиоксидантной, противовоспалительной, ранозаживляющей, антимикробной активности лекарственного препарата;
результаты технико-экономического обоснования рациональности производства «Спирулина-Спрей».
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Росздрава» (№ государственной регистрации 01200405620).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 35 таблиц, 35 рисунков и 10 формул, состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной материалам и методам исследований, трех глав, содержащих результаты собственных исследований, общих выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает 131 источник, в т. ч. 32 иностранных авторов.
Характеристика спрея как лекарственной формы
В настоящее время спрей представляет собой часто употребляемую форму выпуска фармацевтического продукта. Однако устоявшегося понятия для данной лекарственной формы нет. Существует несколько трактовок термина.
Спрей — жидкая многодозовая дозируемая и недозируемая лекарственная форма, представляющая собой растворы, эмульсии или суспензии и предназначенная для обеспечения местного или системного эффекта. Допускается расслаивание эмульсий и суспензий в процессе хранения, однако они должны легко реэмульгироваться и ресуспендироваться при встряхивании для обеспечения однородности дозирования лекарственного средства [49]. Общая фармакопейная статья (ОФС) на спреи отсутствует в Государственной фармакопее XI издания. Однако в ОФС «Аэрозоли» термин спрей можно рассматривать, как частный случай понятия аэрозоли по ГФ. Данное предположение не противоречит ОСТ, где спреем называется аэрозоль, обеспечивающий высвобождение содержимого упаковки с помощью воздуха.
Известно, что в Европейской Фармакопее 5-го издания ОФС на лекарственную форму «спреи» отсутствует; термин включен в монографии на препараты, предназначенные для введения в полости уха, носа, рта как одна из возможных лекарственных форм.
В Фармакопее США также нет толкования лекарственной формы «Спреи». Термин «spray» используется в монографии «AEROSOLS», непосредственно обозначая жидкий и полужидкий продукт, высвобождаемый из разбрызгивающего устройства.
Согласно Классификатору ЛФ Украины, спреи - лекарственная форма, которая состоит из баллона, клапанно-распылительной системы и содержимого разной консистенции. Давление может создаваться за счет механического распылителя насосного типа (пульверизатор) или за счет мускульной силы сжатия полимерного баллона [88].
Таким образом, спреи — жидкая многодозовая лекарственная форма, предназначенная для обеспечения местного или системного эффекта путем высвобождения лекарственного средства (раствора, эмульсии, суспензии) из специального вида упаковки в виде капель, размер которых соответствует отверстию распыляющего устройства (пульверизатора).
Общими показателями качества являются однородность массы и масса одной дозы. Спрей, обладая преимуществами аэрозольной упаковки (удобство применения, быстрота эффекта), лишен недостатков, связанных с применением флаконов под повышенным давлением (высокая стоимость, сложность изготовления, опасность взрыва).
При использовании спрея средний размер распыляемых частиц составляет — 5-50 мкм, в то время как у аэрозоля - 0,1-0,5 мкм. Таким образом, при распылении аэрозоля, образуется тончайше облако, которое при вдохе попадает в основном в бронхи, т.е. аэрозоли наиболее эффективны для лечения нижних дыхательных путей. При применении спрея препарат в нижние дыхательные пути почти не попадает, а оседает в верхних отделах - глотке, гортани и слизистой носа [27].
Упаковка спрея состоит из контейнера, клапанно-распылительной системы и предохранительного колпачка.
В зависимости от материала, из которого изготовлены, аэрозольные контейнеры подразделяются на:
1. Металлические контейнеры
2. Стеклянные контейнеры.
3. Пластмассовые контейнеры.
Металлические контейнеры могут быть изготовлены из черной или белой жести (стальной, оцинкованной), нержавеющей жести и алюминия.
Для антикоррозионной защиты металлические контейнеры покрываются лаком и эмалью на основе эпоксидных смол. Наиболее популярны контейнеры из белой жести. Их часто применяют без защитного лака.
Стеклянные баллоны отличаются высокой химической инертностью, но их сопротивляемость при ударах гораздо ниже. Для безопасности их покрывают пластмассовой оболочкой. Стекло обеспечивает готовой продукции хороший товарный вид, большое разнообразие форм и возможность зрительного контроля уровня содержимого.
Объекты исследования
Культивирование осуществляется на базе ООО «Неофит» г. Самара. Оно включает выращивание Спирулины в непрерывном режиме на среде Зарукка (таблица 7) до достижения плотности 1,5-1,6 г/л (4-5 суток). Культивирование проводят при постоянном освещении (9-15 тыс. эрг/см2 С), температуре 35±2С и рН 9,0-9,5 в закрытых фотобиореакторах [64].
Для получения биомассы используется штамм Spirulina platensis (Nords.) Geilt. -835, который депонируется в институте физиологии РАМН.
Чистотела большого настойка 10% на спирте этиловом 70% (Chelidonium majus Tinctura), разработанная учеными СамГМУ (профессор В.А. Куркин, профессор СВ. Первушкин, к.фарм.н. А.А. Сохина) (Приложение 1) [86,87].
Вспомогательные вещества: метилцеллюлоза (ТУ 2231-107-05742755-96м), натрий карбоксиметилцеллюлоза (ТУ 2231-034-07507908-01), карбопол-940 (редкосшитый сополимер акриловой кислоты и полифункциональных сшивающих агентов) (ТУ 6-02-1118-83), глицерин медицинский (ФС 42-2202-99) вода очищенная (ФС 42-2619-97), спирт этиловый 96,5% (ГОСТ Р 51652-2000) и реактивы, которые применялись при исследовании, соответствовали требованиям нормативной документации [23].
Исследования проводились в опыте in vitro и in vivo на базах кафедр фармацевтической технологии, кафедры фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии, кафедры фармакологии, кафедры общей и клинической микробиологии, иммунологии и аллергологии, кафедры химии фармацевтического факультета Самарского государственного медицинского университета, а также органической химии, общей химии и хроматографии, кафедре зоологии, кафедре физиологии человека и животных Самарского государственного университета.
Метод микроскопического исследования Для проведения эксперимента нами была изучены микрофотографии биомассы спирулины в свежем и высушенном виде, после дезинтеграции механическим .. . -методом в сухом виде и с добавлением экстрагента, после криоизмельчения, а также серия извлечений, подвергшихся очистке центрифугированием и гравитационным осаждением.
Для исследования жидкие объекты накрывали покровным стеклом и нагревали до удаления пузырьков воздуха. Затем покровное стекло слегка придавливали и удаляли полоской фильтровальной бумаги выступившую по краям жидкость. Микропрепарат рассматривали под микроскопом при малом и большом увеличении.
Для исследования сухие объекты накрывали покровным стеклом и рассматривали под микроскопом с увеличениями х396 и х184,8.
Нами были получены микрофотографические снимки с оценкой размера частиц по градуированной шкале.
Снимки получили на установке, состоящей из микроскопа биологического «Биолам С-11» исполнения УХЛ 4.2. (увеличение х396 и х184,8) и цифрового фотоаппарата «Олимпус М 700» (без увеличения). Механическое измельчение
Сухая биомасса спирулины подвергалась механическому измельчению в шаровой мельнице до частиц размером не более 50 мкм.
Криоизмельчение
Сухую биомассу спирулины помещали в колбу с притертой пробкой и заливали десятикратным объемом воды очищенной. Подвергали полному замораживанию при температуре -5С в течение 2 часов, затем оставляли до полного оттаивания раствора при комнатной температуре [93]. Нами было проведено 5 циклов замораживания - оттаивания. Центрифугирование
Водно-глицериновое извлечение биомассы спирулины центрифугировали в течение разных периодов времени (от 2 до 25 мин.) при количестве оборотов в минуту от 1000 до 8000 на центрифуге ОПн - 8 исполнения УХЛ-4.2.
Гравитационное осаждение
Водно-глицериновое извлечение биомассы спирулины оставляли в защищенном от света месте при температуре 4-10 С в течение 24 часов. Измерение вязкости
Для измерения кинематической вязкости применяли капиллярные стеклянные вискозиметры серии ВПЖ-4 с диаметром капилляра 0,82 мм и 1,47 мм [24].
В колено вискозиметра наливали измеренный объем жидкости и его помещали в термостат. Когда жидкость в вискозиметре принимала заданную температуру, производили подсасывание жидкости через отверстие вискозиметра до тех пор, пока она не поднималась выше верхней отметки. Подсасывание прекращали, жидкость опускалась.
Замеряли время to истечения между верхней и нижней меткой мениска той жидкости, относительно которой проводили измерения т0. Затем в том же чистом и сухом вискозиметре при тех же условиях определяли время истечения t,, исследуемой жидкости. Одновременно измеряли плотности изучаемых жидкостей пикнометром ПЖ (ГОСТу 22524-77) - р0 и рх и рассчитывали вязкость по формуле 1: рН-метрия Исследование проводили с помощью иономера универсального ЭВ-74 [24].
Диапазон измерений: р№=0.00 14.00. Разрешение: ДрН=0,01 К 2 мл препарата прибавляли 20 мл воды очищенной, энергично перемешивали стеклянной палочкой в течение 2 минут и производили измерение рН. Метод тонкослойной хроматографии (ТСХ)
Разработка состава и технологии спрея для оториноларингологической практики - «Спирулина-Спрей»
Обоснование состава лекарственной формы на основе биомассы спирулины и чистотела большого включало экспериментальный выбор оптимальной концентрации фитосубстанций и состава вспомогательных веществ, которые обеспечивали бы необходимые свойства лекарственной формы, так как известно, что показатели качества лекарственных форм: структурно-механические характеристики, стабильность, биологическая доступность, следовательно, терапевтическая эффективность определяются свойствами носителей.
Выбор состава вспомогательных веществ в препарате базировался на биофармацевтическом представлении о лекарственной форме как системе, воздействующей на макроорганизм комплексом фармацевтических факторов, способствующих максимальному проявлению терапевтического действия биологически активных веществ при минимуме побочных эффектов.
Выбор основы производили с учетом назначения лекарственной формы, физико-химических и технологических свойств, необходимости обеспечения стабильности лекарственной формы при хранении.
Предварительными исследованиями была изучена совместимость биомассы спирулины и чистотела настойки со вспомогательными веществами. Физической и химической несовместимости не наблюдалось.
Гидрофильную основу в составе разрабатываемых препаратов следует рассматривать как активный компонент, который улучшает контакт лекарственной формы со слизистой, обеспечивает равномерное ее распределение, потенцирует эффект действующих веществ.
Изучение составов спреев для лечения ЛОР-заболеваний показало, что основой в них, как правило, является глицерин (или его смесь со спиртом и водой), это объясняется необходимостью получения жидкости той консистенции, которая не только равномерно распределялась по слизистой, но и длительно на ней задерживалась, не подвергаясь заглатыванию.
Выбор концентрации чистотела большого настойки проводили с учетом обеспечения не только необходимого фармакологического эффекта, но и стабильности лекарственной формы при хранении. Для изучения предварительно были выбраны следующие концентрации настойки в лекарственном средстве: 5, 10, 15 частей по массе.
Исходя из полученных результатов антимикробной активности, оптимальная концентрация чистотела большого настойки — 10 массовых частей.
В ходе эксперимента были разработаны различные составы лекарственного препарата, представленные в таблице 9. Количество вспомогательных веществ было обусловлено теми свойствами, которыми должна обладать лекарственная форма: вязкостью, однородностью раствора и однородность распыления.
Для дополнительной интегральной оценки качества составов была использована функция обобщенной желательности Харрингтона, отраженная в таблице 10.
Таким образом, наилучшими показателями качества обладает спрей состава 2.
