Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
1.1. Производные полигексаметиленгуанидина - новый класс антисептических препаратов: характеристика, применение на современном фармацевтическом рынке 11
1.1.1. Влияние полимерной природы производных полигексаметиленгуанидина на их биоцидные свойства и токсичность 17
1.2. Быстрорастворимые шипучие лекарственные формы в фармации 23
1.2.1. Определение понятия «шипучие твердые лекарственные формы»...23
1.2.2. Современные вспомогательные вещества, используемые в технологии шипучих гранул и таблеток 24
1.2.3. Основные принципы и особенности технологии изготовления шипучих гранул и таблеток 29
1.2.4. Ассортимент быстрорастворимых шипучих лекарственных препаратов на российском фармацевтическом рынке 32
Заключение 35
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 37
2.1. Материалы исследования 37
2.1.1. Объект исследования 37
2.1.2. Вспомогательные вещества 38
2.2. Методы исследования 43
2.2.1. Определение физико-химических свойств и технологических характеристик гранулята 43
2.2.2. Определение физико-химических свойств и технологических характеристик таблеток 45
2.2.3. Микробиологические методы исследования активности гуанидиновых антисептиков и разработанных препаратов, их содержащих 48
2.2.4. Физико-химические методы исследования 53
2.2.5. Количественное определение концентрации солей ПГМГ на основе явления гашения флуоресценции при титровании раствора комплекса ДНК с ионом этидия растворами ПГМГф и ПГМГх 54
2.2.6. Статистическая обработка результатов 69
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 73
3.1. Обоснование выбора вида полигуанидинового антисептика и его концентрации для введения в состав лечебно-профилактических противогрибковых препаратов 73
3.2. Разработка состава и технологии изготовления гранул, содержащих в качестве действующего вещества ПГМГф 80
3.2.1. Разработка составов и технологии изготовления гранул с-использованием метода влажного гранулирования с раздельным гранулированием кислотного и щелочного компонентов 81
3.2.2. Разработка составов и технологии изготовления гранул с использованием метода совестного влажного гранулирования всех компонентов 87
3.2.3. Разработка составов и технологии изготовления гранул, методом влажного гранулирования, содержащих в качестве ДВ 70% водный раствор ПГМГф 94
3.3. Разработка состава и технологии изготовления гранул, содержащих в качестве действующего вещества ПГМГх 98
3.4. Оценка качества разработанных составов гранул 99
3.5. Оценка качества и изучение стабильности разработанных составов гранул в процессе хранения 104
3.6. Разработка состава и технологии изготовления таблеток, содержащих соли ПГМГ 112
3.6.1. Изучение влияния остаточной влажности на качество получаемых таблеток 115
3.6.2. Изучение влияния давления прессования на качество получаемых таблеток 117
3.6.3. Технологическая схема производства таблеток состава 29-2 с
использованием метода влажного гранулирования 123
3.6.4. Оценка качества и изучение стабильности таблеток состава 29-2 в процессе хранения 126
3.7. Экспериментальное изучение безвредности разработанных составов гранул и таблеток in vivo 130
3.7.1. Изучение острой токсичности растворов гранул и таблеток, содержащих ПГМГф 131
3.7.2. Изучение хронической токсичности растворов гранул и таблеток, содержащих ПГМГф 137
Заключение 145
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 147
ЛИТЕРАТУРА 148
ПРИЛОЖЕНИЯ 165
Приложение 1 165
Приложение 2 190
- Производные полигексаметиленгуанидина - новый класс антисептических препаратов: характеристика, применение на современном фармацевтическом рынке
- Определение физико-химических свойств и технологических характеристик таблеток
- Обоснование выбора вида полигуанидинового антисептика и его концентрации для введения в состав лечебно-профилактических противогрибковых препаратов
Введение к работе
Актуальность работы
В связи со значительным распространением грибкового поражения стоп (частота заболеваемости в развитых странах мира колеблется от 3 до 8%), инфекционных заболеваний кожи и увеличением числа полирезистентных штаммов микроорганизмов становится актуальным внедрение в практику новых антисептиков широкого спектра действия в удобной для применения форме в виде лечебно-профилактических препаратов.
Созданные отечественными химиками (Гембицкий П.А. и сотр., 1968-1995гг.) антисептики гуанидинового ряда - фосфат и хлорид полигексаметиленгуанидина (ПГМГф и ПГМГх) — характеризуются широким спектром фунгицидного и бактерицидного действия, безопасностью применения (IV класс опасности при поступлении через кожу), а также низкой трансэпидермальной резорбцией, что позволяет говорить об их высокой медицинской эффективности при малой частоте побочных системных эффектов. Совокупность перечисленных качеств делает их перспективными для применения с целью профилактики и лечения местных инфекций различной этиологии, в том числе и микозов стоп.
В настоящее время существуют антимикотические лекарственные препараты (ЛП) с широким спектром действия для наружного и системного применения в виде различных лекарственных форм (ЛФ): мягких (гели, мази, кремы); жидких (спреи, аэрозоли, растворы); твердых (таблетки, порошки). Твердые лекарственные формы могут использоваться как для внутреннего, так и для наружного применения (приготовление растворов из быстрорастворимых «шипучих» таблеток). Последние - практически не представлены на современном фармацевтическом рынке России. Тем не менее, они являются весьма перспективными, так как представляют собой ЛФ для наружного применения, что позволяет избежать многих побочных эффектов, вызываемых ЛП для системного применения.
7 Таким образом, разработка составов, технологии изготовления и методов
контроля качества быстрорастворимых гранул и таблеток для приготовления
растворов для наружного применения, с целью профилактики и лечения
микозов стоп, содержащих в качестве действующего вещества антисептики
гуанидинового ряда, представляется весьма перспективной.
Цель и задачи исследования
Целью настоящего исследования являлась экспериментальная разработка и научное обоснование составов и технологии изготовления гранул и таблеток для приготовления растворов для наружного применения, содержащих антисептики гуанидинового ряда и эффективных для профилактики и лечения микозов стоп.
Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие-основные задачи:
Изучить бактерицидную и фунгицидную активность ПГМГф и ПГМГх в отношении основных санитарно-показательных коллекционных штаммов Escherichia coli АТСС 25922, Staphylococcus aureus АТСС 6538-Р, а также в отношении штаммов - возбудителей микозов стоп Trichophyton mentagrophytes interdigitale, Trichophyton verrucosum, Microsporum canis, Trichophyton gypseum и Candida utilis ЛИА-01. Установить их фунгистатическую, фунгицидную, бактериостатическую и бактерицидную концентрации, способные обеспечить необходимый противогрибковый и антимикробный эффект при соответствующем способе применения.
Теоретически и экспериментально обосновать оптимальные по специфической активности и показателям качества составы, предложить технологию изготовления быстрорастворимых гранул и таблеток, содержащих антисептики гуанидинового ряда.
Оценить возможность применения существующих методик качественного и количественного анализа полигуанидинов для анализа разработанных лечебно-профилактических препаратов и, при необходимости, модифицировать их.
4. Оценить качество разработанных твердых лекарственных форм по
критериям нормативной документации и исследовать их стабильность в процессе длительного хранения.
5. Изучить биологическую безвредность разработанных препаратов в опытах
in vivo.
Научная новизна
В результате проведенных исследований с использованием физико-
химических методов впервые разработаны и научно обоснованы составы и
технология изготовления быстрорастворимых гранул и таблеток, для
приготовления растворов для наружного применения, содержащие соли
отечественного полигуанидинового антисептика ПГМГ; подобраны
вспомогательные вещества (ВВ), обеспечивающие весь комплекс необходимых
структурно-механических и медико-биологических свойств ЛФ в соответствии
« с их терапевтическим действием.
Предложена новая модификация методики количественного определения
ПГМГф и ПГМГх в разработанных препаратах. Проведены комплексные
исследования по оценке качества разработанных твердых ЛФ и установлена их
стабильность при хранении в течении срока годности, принятого
соответствующими нормативными документами (НД) для подобных
препаратов.
\ Установлено отсутствие общетоксического и местно-раздражающего
действия разработанных препаратов.
Практическая значимость
На основании проведенных исследований предложены рецептуры и
технология изготовления гранул и таблеток, для приготовления растворов для
наружного применения, применяемых для профилактики и лечения микозов
( стоп, содержащих антисептики гуанидинового ряда - ПГМГф и ПГМГх.
Подана заявка на изобретение в Роспатент №2008100986 на «Средство для профилактики и лечения микозов стоп (варианты)».
9 Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены на заочной международной конференции «Приоритеты фармацевтической науки и практики» (Москва, октябрь 2005 г); X Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине» (Казань, апрель 2005 г); XIV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, апрель 2007 г); XII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученые в медицине» (Казань, апрель 2007 г).
Публикации По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических
наук Диссертационная работа выполнена в соответствии с комплексной научной темой ГОУВПО ММА им. И.М. Сеченова Росздрава «Разработка современных технологий подготовки специалистов с высшим медицинским и фармацевтическим образованием на основе достижений медико-биологических исследований» (№ Государственной регистрации 01.2.00606352).
Основные положения, выносимые на защиту
Обоснование выбора концентрации гуанидинового антисептика для разработки быстрорастворимых препаратов для профилактики и лечения микозов стоп.
Результаты определения содержания солей ПГМГ в разработанных препаратах с использованием модифицированной методики количественного определения.
Результаты исследований, по разработке и научному обоснованию составов и технологии изготовления быстрорастворимых гранул и таблеток для приготовления растворов для наружного применения, содержащих ПГМГф иПГМГх.
Результаты исследований, подтверждающие стабильность разработанных препаратов, их эффективность и биологическую безвредность.
10 Объем и структура диссертации
Диссертационная работа изложена на 206 страницах машинописного
текста. Состоит из введения, обзора литературы (глава 1), экспериментальной
части (главы 2-3), общих выводов, библиографии и приложений. В работе 34
таблицы, 13 рисунков в основном тексте и 48 рисунков в приложениях. Список
цитируемой литературы включает в себя 168 источников, из них 52
иностранных.
Производные полигексаметиленгуанидина - новый класс антисептических препаратов: характеристика, применение на современном фармацевтическом рынке
Наиболее актуальным направлением при создании новых фунгицидных средств является не столько повышение противогрибковой активности (так как при этом, как правило, возрастает токсичность), а увеличение длительности действия после обработки поверхностей, снижение токсичности, аллергенное и повышение экологической безопасности. Большое значение имеет также широкий спектр фунгицидного действия препаратов в отношении патогенной микрофлоры, доступность сырья для организации промышленного производства, технологичность, срок годности, приемлемые физико-химические, гигиенические и потребительские свойства [12, 89].
За последнее время в различных областях медицины накопился материал о применении новых и высокоэффективных антисептиков, большей частью представляющих собой ПАВ, для лечения некоторых заболеваний кожи и слизистых оболочек при грибковых и бактериальных инфекциях [13, 27, 42]. ПАВ - вещества, концентрирующиеся (адсорбирующиеся) на поверхности раздела фаз и вызывающие понижение межфазного поверхностного натяжения. Типичные ПАВ - органические соединения, молекулы которых имеют дифильное строение (то есть содержат гидрофильные и гидрофобные атомные группы) [1,73, 104].
В естественных условиях микробные клетки обладают общим отрицательным зарядом, поэтому наиболее широкое практическое применение нашли катионные ПАВ, которые губительно действуют на грамположительные и грамотрицательные бактерии, дрожжевые и нитчатые грибы. Но в клетке также имеются молекулы, несущие положительные заряды, поэтому и анионные ПАВ губительно действуют на микроорганизмы, но при более высоких концентрациях [87]. Катионоактивные ПАВ меньше снижают поверхностное натяжение, чем анионактивные ПАВ, но они могут химически взаимодействовать с поверхностью адсорбента, например, с клеточными белками бактерий, обуславливая бактерицидное действие. Для катионных ПАВ мишенями являются карбоксильные группы аминокислот и кислых полисахаридов бактерий, а для анионных ПАВ - кетонные группы белков, аминогруппы соответствующих углеводов и липидов, а также фосфатные группы тейхоевых кислот [49, 60, 87]. Среди различных групп поверхностно-активных веществ катионактивные ПАВ - наиболее сильные бактерициды. Благодаря сочетанию поверхностной активности и бактерицидных свойств они перспективны для применения в фармацевтической технологии [12, 14, 90].
К одной из наиболее перспективных групп, для применения в медицине и фармации в качестве антисептических средств, для наружного применения с широким спектром фунгицидного и бактерицидного действия относятся катионоактивные антисептики - полиалкиленгуанидины (ПАГ) [31, 161].
Впервые полиалкиленгуанидины были синтезированы американскими химиками Болтоном и Коффманом в 1940 году сразу в нескольких конденсационных процессах. В дальнейшем, среди антибактериальных гуанидиновых препаратов наибольшее распространение получили хлоргексидин, вантоцил, до дин, гуазатин, синтеллины.
Додин был предложен фирмой «Американ Цианамид» для борьбы с грибковыми поражениями сельскохозяйственных культур и применялся в качестве эффективного антисептика. Гуазатин обладал широким спектром пестицидной активности, был устойчив к микробной деградации, входил в коммерческие составы как заменитель ртутьорганических протрав семян. Синтелины А и Б фирмы Шеринг (ФРГ) проявили активность против трипаносом.
Определение физико-химических свойств и технологических характеристик таблеток
В процессе производства, транспортировки и хранения таблетки могут быть повреждены, что приводит к ухудшению товарного вида и частичной потере заданной дозировки, поэтому таблетки должны обладать достаточной прочностью.
Механическая прочность — основная характеристика качества, которая играет важнейшую роль при конструировании и использовании фасовочных машин, при установлении высоты и массы засыпки в контейнер таблеток.
Кроме этого механическая прочность определяет условия транспортировки, упаковки и хранения.
В процессе таблетирования давление можно развивать очень быстро -жёсткое давление (по ударному механизму), что может привести к переходу механической энергии в тепловую, что крайне нежелательно. Поэтому, в современных таблеточных машинах пуансон опускается плавно, за счёт чего увеличивается время воздействия силы на прессовку. Существует промежуточный режим прессования, при котором происходит чередование жёстких усилий прессования.
Увеличение скорости прессования обычно приводит к росту необходимого давления и снижению точности дозировки, увеличению расслоения таблеток при выталкивании. Применение смазки канала матрицы или -добавление скользящих веществ в порошок, покрытие рабочих поверхностей инструмента тонким слоем фторопласта ведёт к уменьшению этих явлений.
Прочность таблеток во многом зависит от влажности гранулята. Увеличение и уменьшение содержания влаги, по отношению к оптимальной; приводит к снижению прочности. Поэтому для каждого препарата необходимо подбирать оптимальный интервал остаточной влажности таблеточной массы [51,113].
Механическую прочность таблеток на сжатие определяли на приборе ТВ-24 фирмы «Erweka». Прибор имеет регулируемую по высоте матрицу, с помощью которой таблетка подводится к конусовидному поршню. Стрелка прибора фиксирует давление, разрушающее таблетку. Прочность п вычисляется делением величины раздавливающей нагрузки на произведение диаметра d и высоты таблетки h по формуле:
Механическая прочность определяется также с помощью теста на истираемость.
Определение прочности таблеток на истирание Истираемость определяли на барабанном фриабиляторе типа ТАР фирмы «Erweka», имеющим внутри барабана 12 лопастей, скорость вращения барабана 20 оборотов/минуту, время вращения барабана 5 минут. Испытания проводили на 20 таблетках, которые предварительно взвешивали с точностью до 0,001 г, после испытания таблетки взвешивали, предварительно удалив с них пыль и крошки (ГФ XI, вып. 2, стр. 157-158). Прочность таблеток на истирание должна быть не менее 97%. Расчет проводили по формуле:
Обоснование выбора вида полигуанидинового антисептика и его концентрации для введения в состав лечебно-профилактических противогрибковых препаратов
Поскольку в изученной литературе отсутствуют сведения о разработке твердых лекарственных форм для наружного применения, обладающих противогрибковым действием и содержащих в качестве действующего вещества производные полигексаметиленгуанидина, то выбор вида и оптимальной концентрации антисептика был сделан на основании собственных экспериментальных данных.
Для исследования были использованы следующие образцы ДВ: Фосфопаг - 70% водный раствор полигексаметиленгуанидина фосфата (ТУ 9392-010-41547288-00, партия №Ф-13), порошок ПГМГф полученный высушиванием при температуре 110±10С 70% водного раствора ПГМГф до влажности 6%, и Биопаг - полигексаметиленгуанидина хлорид в виде гранул (ТУ 9392-008-41547288-00, партия №1-117).
Так как ПГМГф и ПГМГх обладают не только фунгистатическим и фунгицидным, но и антибактериальным действием, возможно использование в качестве индикатора чувствительности к ним санитарно-показательных коллекционных штаммов микроорганизмов. Таким образом, была проведена оценка чувствительности Escherichia coli АТСС 25922, Staphylococcus aureus АТСС 6538-Р к ПГМГф и ПГМГх.
Оценка чувствительности проводилась методом определения минимальной ингибирующей концентрации (МИК) путем разведений образцов ДВ в- мясо-пептонном агаре с последующим засеванием испытуемым штаммом. Время инкубации составляло 24 часа при температуре 37С (см. пункт 2.2.3.).
Каждый из проанализированных образцов отличался воспроизводимостью бактерицидного эффекта при повторных испытаниях (таблица 7). Установлено, что все три образца ПГМГ проявляют биоэквивалентную бактерицидную активность. Среднее значение МИК24Ч5 по числу проведенных опытов, для исследуемых образцов по отношению к штаммам Escherichia coli и Staphylococcus aureus составляет в массо-объемной концентрации 0,025%.
Выбор эффективной концентрации противогрибкового средства, предназначенного для профилактики и лечения микозов стоп, подразумевает возможность адекватного воздействия не только на бактериальную микрофлору, но, в первую очередь, на возбудителей грибковых заболеваний. Следовательно, следующим шагом стало определение МПК и МИК в-отношении возбудителей грибковых инфекций, с целью определения концентраций оптимальных для профилактики и лечения микозов конечностей..
На данном этапе исследований проводилась оценка чувствительности к солям ПГМГ следующих штаммов: Trichophyton mentagrophytes interdigitale (выделенного от песца), Trichophyton verrucosum (выделенного от коровы), Microsporum canis (выделенного от кошки), Trichophyton gypseum и Candida utilis ЛИА-01. Штаммы были получены из коллекций культур ФГУ «ВГНКИ» и ИЛЦ ФГУН ЦНИИЭ. Все использованные в опытах микроорганизмы имели типичные видовые морфологические, тинкториальные, культуральные и биохимические свойства. Особенностью данного эксперимента явилось использование нестандартных высокопатогенных штаммов микроорганизмов, отражающих основной спектр возбудителей микозов стоп.
По отношению к вышеперечисленным штаммам проводилось определение минимальной подавляющей и минимальной ингибирующей концентраций образцов ПГМГ. Определение МПК проводилось методом разведений образцов ДВ в жидкой питательной среде Сабуро с последующим внесением культур испытуемого штамма и инкубацией посевов в течение 10 суток при температуре 22-25С. Концентрация антисептика в первой пробирке, в содержимом которой не был зафиксирован рост микроорганизмов, принималась за минимальную подавляющую (МПКюс)- Затем проводили высевы из каждой пробирки на агар Сабуро с последующей инкубацией посевов в течение 10 суток при температуре 22-25С. Концентрация антисептика в первой пробирке, в высеве содержимого из которой не был зафиксирован рост микроорганизмов, принималась за минимальную ингибирующую (МИКюс)- При определении МПК и МИК в отношении Candida utilis время инкубации посевов составляло 24 часа (см. пункт 2.2.3.).
