Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.01) на тему:Экстракция травы зверобоя и сушеницы двухфазными системами растворителей с применением ПАВ

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

с

Хаззаа Ияд Хапед

Экстракция травы зверобоя и сушеницы двухфазными системами растворителей с применением ПАВ

15.00.01- 1езшоло1ия лекарсив и организация фармацевтического дела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Санкт-Петербург 2004 г

На правах рукописи

Диссертационная работа выполнена на кафедре технологии лекарств и фитопрепаратов Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии (СПХФА) Министерства Здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель:

доктор фармацевтических наук, профессор В.А.Вайнштейн

Официальные оппоненты: Доктор фармацевтических наук, профессор Саканян Елепа Ивановна Доктор фармацевтических наук, профессор Мирошниченко Юрий Владимирович

Ведущее учреждение: Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова

Защита состоится 27 апреля 2004 года в 1 б00 часов на заседании Диссертационного Совета при Санкт-Петербургской Государственной химико-фармацевтической Академии по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПХФА (С-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 4/6).

Автореферат разослан 26 марта 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

М.В.Рыжкова

шл.

IV ш

22022,13

3

Общая характеристика работы

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Биологически активные соединения и лекарственные средства растительного происхождения продолжают занимать значительное место в современной медицине, несмотря на широкое развигие производства синтетических лекарственных средств. К числу популярных лекарственных растений относя 1ся трава зверобоя и трава сушеницы, широко распространенные по всей территории России. В медицинской практике трава сушеницы показана при гипертонической болезни, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и в качестве ранозаживляющего и противовоспалительного средства. Трава зверобоя используется в качестве антибактериальною, противовоспалительного и ранозаживляюшего средства.

Создание препаратов на основе максимально полного природного комплекса БАВ лекарственных растений представляется перспективным и актуальным направлением исследований. Процесс двухфазной экстракции позволяет извлекать одновременно комплекс липофильных и гидрофильных БАВ. Введение ПАВ в двухфазную систему экстрагентов может существенно повлншть на ее экстракционные свойства.

Можно предположить, что в эюм случае расширится спектр извлекаемых веществ и возрастет их количество, т.к., в процессе эмульгирования в присутствии ПАВ снижается поверхностное натяжение, а также возрастает поверхность раздела фаз, через которую осуществляется массоперешос липофильных БАВ.

Эмульсионный экстракт, содержащий максимально приближенную к натуральной композицию липофильных и гидрофильных БАВ, может затем вводиться в состав, либо уже представлять собой готовую форму.

В составах современных мягких лекарственных форм и косметических средств широко используются такие полярные растворители как диметилсульфоксид (ДМСО), поли-этиленоксиды (11ЭО). пропиленгликоль-1,2 (ПГ) и другие, которые улучшают доставку БАВ, повышают растворимость ингредиентов, способствуют нормализации водного баланса кожи. Однако практически не изучены их экстрактивные свойства по отношению к липофильным и гидрофильным БАВ растительного сырья, что представляет значительный научный и прикладной интерес.

В связи с вышеизложенным актуальным представляется исследование процесса экстрагирования травы зверобоя и сушеницы двухфазной системой растворителей в присутствии ПАВ с различными значениями гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ), экстрагирование системами с. нелетучими полярными растворителями, изучение возможности создания мягких лекарственных форм и косметических средств на основе полученных извлечений.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

• Исследование закономерностей процесса двухфазной экстракции растительного сырья в присутсгвии ПАВ и полярных растворителей, при которой извлекается комплекс как липофильных, так и гидрофильных БАВ;

• Разработка составов п технологии лекарственного препарата и косметического средства с полученнымиизвлечениями.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

• Изучить зависимость экстрактивной способности двухфазной системы растворителей, а также качественного состава и концентрации основных липофильных и гидрофильных БАВ от рода эмульгаторов;

М)С. НЛП ИОНД.ПьНЛЯ БИБ С.Петеубург ЯОбРК

• 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 I ели 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 эмулы аторы П рода увеличивают концентрацию липофильных и снижают концен грацию гидрофильных БАВ в извлечениях.

• Установлено, что скорость экстрагирования антраценпроизводных (АП) и флавонои-дов возрастает при введении в двухфазную систему эмульгаторов 1-ю рода (твин 80, спирты оксиэтилированные (ОС-20)), а производных хлорофилла (ГГХ) - 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 флавоноидам и АП. Использование исследованных экстрагентов позволяет получать вытяжки, которые без удаления растворителей можно вводить в состав мягких лекарственных форм и косметических кремов.

• Изучены закономерности экстракции травы зверобоя и сушеницы двухфазными системами экстрагентов, в которых полярными фазами являются ДМСО, ПЭО, ПГ и их смеси с водой. Установлено, что степень извлечения липофильных веществ (ПХ) в масляную фазу можно регулировать составом полярной фазы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

• Разработанный способ эмульсионной экстракции растительного сырья двухфазной системой экстрагентов в присутствии ПАВ позволяет в одном технологическом цикле получать эмульсию или масляную и водную вытяжки, что обеспечивает экономию времени и сырья, бблыпие выходы липофильных БАВ и эффективность технологического процесса.

• Составлена технологическая схема эмульсионной юостракции травы зверобоя и сушеницы и дано описание технологического процесса; разработаны методы качественного и количественного анализа эмульсионного, масляного и водного извлечений из травы зверобоя и сушеницы.

• Разработаны технологии лекарственного препарата в виде геля и косметическою 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 Осуждены на VI Международном Съезде «Актуальные проблемы создания новых препаратов природного происхождениям Санкт-Петербург, Россия, 2002г.; VI, Российском нациогавльном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, 2004 г.; 59 Межрегиональной конференции, Пятигорск, 2004 г.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертации отражено в 7 мучных 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 меч одам.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертационная работа изложена на 197 с. машинописного текста и состоит из. введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальных исследований, выводов, библиографии и приложений.

Работа содержит 27 таблиц, 49 рисунков. Библиографический указатель содержит 181 источник литературы.

Обзор литературы (Глава 1) содержит характеристику растительного сырья, применяемого в составе лекарственных форм местного дейспшя, с указанием содержащихся в нем биологически активных соединений. Подробно описаны технологические методы экстрагирования и факторы, влияющие на выход активньк веществ.

Дана характеристика масляных экстрактов и способов их получения; приведены сведения о влиянии ПАВ на извлечение алкалоидов, глиюозидов и эфирных масел.

Достаточно подробно описана двухфазная экстракция растительного сырья, отмечены преимущества этого метода экстрагирования СРС.

Собственные экспериментальные исследования описаны во 2 - 5 главах.

В главе «Материалы и методы» (Глава 2) дано подробное описание объектов исследования, применяемых экстрагентов и их свойств, методик проведения эксперимента. Приведено описание и обоснование специально разработанных методик качественного и количественного анализа эмульсионных систем и извлечений.

Глава 2 посвящена изучению процесса экстракции травы зверобоя продырявленного и сушеницы топяной двухфазной системой растворителей в присутствии ПАВ с различными значениями ГЛБ.

В главе 4 описаны закономерности экстракции СРС полярными растворителями, применяемыми в составах готовых лекарственных и косметических средств - ДМСО, ПГ, ПЭО 400, 1500,4000, а также двухфазными системами с включением этих растворителей.

Глава 5 посвящена разработке составов, технологии и методов анализа лечебного геля на основе извлечения водным раствором димексида трав зверобоя и сушеницы и косметического крема на основе эмульсионного экстракта этих же растений.

В приложениях приведены:

• проект ФСП на лекарственную форму в виде геля;

• проект ТУ на косметический крем с эмульсионным экстрактом зверобоя и сушеницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ранее было показано, что экстракция сухого растительного сырья двухфазной сис-1емой экстрагентов (масло/водно-спиртовые смеси) имеет ряд преимуществ перед масляной экстракцией, а именно: повышается степепь извлечения липофильных БАВ масляной фазой; одновременно в одном производственном цикле извлекаются липофильные и гидрофильные БАВ. При двухфазной экстракции достигаются высокая скорость проведения процесса и сохранение натуральных свойств БАВ.

Предложен механизм двухфазной экстракции, заключающийся в том, что под действием полярной (водно-спиртовой) фазы происходит сольватация сырья и десорбция БАВ с последующим переносом липофильных БАВ в масляную фазу (переход жидкость-жидкость) в соответствии с их коэффициентом распределения в двухфазной системе.

Однако ранее не был изучен процесс двухфазной экстракции растительного сырья эмульсией, содержащей ПАВ 1-го и 2-го рода.

В качестве примера сухою расшгельного сырья были выбраны трава зверобоя продырявленного и трава сушеницы топяной.

Представляло интерес исследовать в сравнительном аспекте экстракцию сухого растительного сырья (СРС) липофильными и гидрофильными экстрагентами, а также их комбинациями. Исследовали композиции с оливковым и вазелиновым маслами; в качестве полярной фазы использовали смесь воды с ПГ, чтобы не включать в состав эмульсии летучий компонент (спирт этиловый).

Экстрагирование неполярньгх БАВ

На диаграмме (рис. 1) представлены результаты экстракции травы зверобоя только маслом (1), смесью масла с ПАВ (2), двухфазной разделяющейся системой экстрагентов (3) и неразделяющейся эмульсией, стабилизированной эмульгаторами 1-го и 2-го рода (4)

Установлено, что выход ПХ в масляную фазу, возрастает в ряду экстрагентов-[только масло] —» [смесь масла с эмульгаторами 1-го и 2-го рода] —► [двухфазная система экстрагентов без ПАВ] —* [водно-масляная эмульсия]

В следующей серии экспериментов (рис.2) испытывались композиции с различными ПАВ и оливковым или вазелиновым маслами: эмульгаторы только 2-го (в/и) рода (1),

эмульгаторы только 1-го (м/в) рода (2), сочетания эмульгаторов 1-го и 2-го рода в разных соотношениях (3;4). Эксперименты выполнены для травы зверобоя и травы сушеницы.

Установлено, что наибольшей экстрактивной способностью по отношению к липо-фильным БАВ обладают эмульсии, стабилизированные эмульгаторами 2-го (в/м) рода (вариант 1).

Введение в систему эмульгаторов только 1-го рода примерно в 5 раз снижает выход ПХ в масляную фазу (2) по сравнению с применением эмульгаторов 2-го рода. Т о., по сравнению с базовой двухфазной системой, первые понижают, а вторые повышают, степень извлечения липофильных БАВ. Сочетания эмульгаторов 1-го и 2-го рода (варианты 3 и 4) проявляют промежуточную экстрактивную способность.

Во всех вариантах с оливковым маслом выходы ПХ в масляную фазу на 20-30% выше, чей в аналогичных вариантах с маслом вазелиновым

Рис 1 Экстракция ПХиз травы зверобоя липофшъно-гидрофильными системами экстрагектов

Соотношение СРС:масло:ПГ.вода = 1:10:7:23; композиция ПАВ: теин 80, ланолин, МГД,высшие спирты.

100 -

■ »МФ.

оливк масло □вМФ, вазелин масло

Рис 2 Влияние рода ПАВ на выход ПХ при эмульсионной экстракции зверобоя соотношение СРС:масло:ПГ:вода = 1:10:7:23

Методом ТСХ (рис.3) установлено, что масляные извлечения из травы сушеницы и зверобоя содержат ряд липофильных компонентов, в том числе ПХ, каротиноиды, а также агликоны гиперицина и псевдопшериципа (зверобой).

Липофильные БАВ отнесены к этим группам по окраске пятен, свечению в УФ свете и Яг. На ТСХ видно, что введение эмульгаторов оказывает влияние на качественный состав полученных вытяжек. В присутствии эмульгаторов П рода (МГД) расширяется спектр извлекаемых ПХ (нижняя группа пятен), а также обнаруживаются каро I иноиды (в верхней части хроматограммы). При наличии эмульгаторов I рода (твин 80) извлекается меньшее количество ПХ по сравнению с ДСЭ без ПАВ, но в извлечениях зверобоя появляются агликоны АП (Б).

Для масляной фазы извлечений из травы сушеницы топяной (А) наблюдается аналогичная закономерность - в присучсгвии эмульгаторов П рода расширяется спектр экстрагируемых ПХ, а также появляется ряд неидентифнцированных липофильных БАВ.

и 1 — 2

3 — 4

• • Каротиноиды

•

• • Агликоны

• • гиперицина,

псевдо-

гиперицина

5 г хлорофиллы

2 _ 3

о-

4 _

Рис. 3. Хроматограмма масляной фазы извлечений из травы сушеницы топяной (А) и зверобоя продырявленного (Б), полученных экстрагированием ДСЭ в присутствии ПАВ Пластинки Зйи[о1, система гексан:ацетон = 7:3, проявление УФ, \=254 нм 1. ДСЭ без ПАВ, 2. ДСЭ с теином 80, 3. ДСЭ с МГД,ДСЭ со смесью МГД и теина 80.

Рис.4 Спектры поглощения мастных извлечений из травы зверобоя, полученных при двухфазной экстракции в присутствии ПАВ

500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700

длина волны, нм

—1.ДСЭбезПАВ; Н»-2. с тайном 80;

Рис 5. Спектры поглощения масяяаых извлечений травы сушеницы, полученных при двухфазной экстракции в присутствии ПАВ

Спектры поглощения экстрактов зверобоя (рис. 4) и сушеницы (рис. 5) показывают, что при экстракции двухфазной системой экстрагентов степень экстракции липофиль-ных БАВ (ПХ, агликонов АП) зависит от рода эмульгатора, добавляемого в систему. В присутствии твина 80 (2) степень экстракции липофильных БАВ минимальна, а в присутствии МГД - максимальна (3).

Экстрагирование полярных БАВ

Для исследования процесса! извлечения полярных компонентов при эмульсионной экстракции в качестве сырья также была выбрана трава зверобоя, а в качестве биологически активных маркеров - антрацеяироизводные. Гиперицин, псевдогиперицин в виде гли-козидов и агликонов обладают характерными спектрами поглощения, имеют характерное свечение в УФ-свете и четко различающуюся подвижность при ТСХ, что облегчает их количественное определение и идентификацию.

Таблица 1

Составы экстракционных систем и результаты экстрагирования АП из травы зверобоя двухфазной системой экстрагентов в присутствии ПАВ Условия• температура (92±5)°С; продолжительность 2 часа

№ варианта Навески в граммах

1 2 3 4

СРС (трава зверобоя) 2,0 2,0 2,0 2,0

Состав экстракционных систем

Оливковое масло - 10 8 8

Твин 80 - - 2 -

Моноглицериды диет. (МГД) - - - 2

Пропиленгликоль-1,2 (ПГ) 3 3 3 3

Вода 7 7 7 7

Общий объем экстрагентов 10 20 20 20

Результаты

Концентрация АП в полярной (нижней) фазе, мг% 9,26 9,26 44,03 6,01

Станд.ошибка воспр, мг% 0,61 0,70 2,22 0,60

Концентрация АПв масляной (верхней) фазе, мг% - 2,36 1,25 2,59

Станд.ошибка воспр., мг% - 0,21 0,18 0,18

Коофф. распределения АП, Кр=Снф/Свф 4,0 35,7 2,32

В экспериментах наблюдали практическое совпадение концентраций АГ1 при экстракции как смесью воды с пропиленгликолем, так и при двухфазной экстракции с тем же составом полярной фазы (1 и 2).

Однако при введении в систему ПАВ картина резко меняется. Эмульгаторы 1-го рода - твин 80 - увеличивают, а эмульгаторы 2-го рода - МГД - уменьшают степень извлечения АП (варианты 3 и 4). При достаточно высоких соотношениях сырье: экстрагент (1:5:5) и повышении температуры процесса до 90-95 °С антраценпроизводные обнаруживаются и в масляной фазе, чпго дает возможность рассчитать коэффициент распределения Кр.

Оказалось, что коэффициент распределения АП в двухфазной системе экстрагентов в зависимости от типа ПАВ различается в десятки раз (табл. 1); при этом концентрация АП в полярной фазе в присутствии твина 80 в 30 раз выше, чем в присутствии МГД.

Объяснить этот факт можно тем, что растворение АП в фазах системы экстрагентов имеет коллоидный, мицеллярный характер. В таком случае растворимость выше в той фазе, в которой дополнительно содержатся ПАВ.

Твин 80 растворим преимущественно в полярной, водно-пропиленгликолевой фазе, поэтому и коэффициент распределения АП в присутствии твина 80 смещен в сторону полярной фазы. В случае же введения в систему МГД, растворимого главным образом в масле, тенденция коэффициента распределения имеет обратный характер.

ТСХ - анализ подтверждает, что в присутствии твина 80 количество извлекаемых гидрофильных БАВ - АП и флавоноидов - значительно больше, чем при экстракции ДСЭ с добавлением МГД (рис. 6, табл. 2).

-о-о

ДСЭ без Стви- С МГД Ствином80и

ЖАВ ном 80 МГД

Рис. 6. Яроматограмма водно-пропиленгликолевой фазы извлечений из травы зверобоя продырявленного, полученных экстрагированием ДСЭ в присутствии ПАВ Пластинки БИи/о!, система хлороформ : метанол 8 : 2, детекция 2% р-р хлорида алюминия

Таблица 2

Качественная оценка ТС хроматограммы водной фазы извлечений из травы зверобоя продырявленного

Ко пятна Яг Цвет пятна в УФ свете до обработки А1СЬ Цвет пятна в УФ свете после обработки А1С1з Вещество

1 0,1 - ярко-желтый Рутин

2 0,2 - ярко-желтый Гиперозид

3 0,28 ярко-рубиновый исчезает через 5минут Гиперицин

4 0,4 ярко-алый исчезает через 5минут Псевдогиперицин

5 0,5 - ярко-желтый Кверцетин

6 0,6 рубиновый исчезает через 15минут агликон АП

7 0,75 рубиновый исчезает через 15минут агликон АП

8 0,85 Алый исчезает через 15минут агликон АП

Спектроскопия полярной фазы (рис. 7) показывает, что в присутствии твина 80 (2) разрешенность спектра и оптическая плотность возрастают, а в присутствии МГД (3) уменьшаются по сравнению со свойствами извлечений, полученных двухфазной экстракцией (1). Наблюдаемые спектральные характеристики свидетельствуют о том, что в присутствии твина-80 повышается избирательность экстрагирования по отношению к гипе-рицину.

—ДСЭ без ПАВ ДСЭ с твином 80

- 3. ДСЭ с МГД —И-4 ДСЭ с МГД и твином 80

Рис 7 Спектры водно-пропиленгликолевого извлечения при двухфазной экстракции травы зверобоя в присутствии ПАВ

Зависимость степени экстракции липофильных и гидрофильных БАВ от значения ГЛБ смеси ПАВ, вводимой в ДСЭ

Из полученных результатов следовало, что эмульгаторы 1-го и 2-го рода с различными значениями ГЛБ по разному влияют на степень экстракции липофильных и гидрофильных БАВ.

Представлялось интересным исследовать зависимость степени экстракции гидрофильных и липофильных БАВ от значения числа ГЛБ смеси эмульгаторов, вводимой в ДСЭ.

Было установлено, что с увеличением числа ГЛБ эмульгаторов снижается степень извлечения ПХ в масляную фазу. При ГЛБ~5 концентрация ПХ в масляной фазе становится такой же, как при экстрагировании ДСЭ без ПАВ. Далее с увеличением ГЛБ концентрация ПХ постепенно снижается и при ГЛБ=15 становится примерно в 4 раза меньше, чем при двухфазной экстракции без ПАВ и примерно в 6 раз меньше, чем при двухфазной экстракции при ГЛБ=3,8.

Что касается гидрофильных БАВ, то в данном случае наблюдается экс фемальная зависимость, а именно - существует оптимальное значение ГЛБ, при котором в водной фазе достигается максимальная концентрация флавоноидов и АП.

а- —г-3 5

число ГЛБ

Концентрации при ДЭ без ПАВ'

АП в ВФ - 4 мг%/5,

Ф В ВФ- 6 %"10

ПХ в МФ - 7,5 мг%

7

9

11

13

15

-С*- ПХ в масляной фазе,мг% —О- АП в полярной фазе, мг%/5 Ф в полярной фазе, %*10

Рис 8. Зависимость степени экстракции БАВ зверобоя от ГЛБ ПАВ, введенных вДСЭ

Степень экстракции АП при значениях ГЛБ до 9 (рис,8) невелика и пракгически постоянна. При дальнейшем увеличении ГЛБ она резко возрастает, причем максимальная концентрация All в водной фазе достигается при ГЛБ-~13,5; затем происходит уменьшение концентрации. Аналогичная зависимость наблюдается и для флавоноидов.

Вероятно, это объясняется тем, что в данной точке эмульсия имеет максимальную агрегативную устойчивость, максимальную площадь поверхности раздела фаз, что является оптимальным для экстрагирования гидрофильных БАВ.

Кинетика процесса экстракции

В связи с обнаруженными закономерностями представляло интерес изучить, каким образом ГЛБ смеси эмульгаторов, вводимой в ДСЭ, влияет на скорость извлечения липо-фильных и гидрофильных БАВ,

Для проведения данной серии экспериментов в качестве эмульгаторов были использованы МГД (ГЛБ=3,8), твин-80 (ГЛБ=15) и их смеси с ГЛБ=7,5 и ГЛБ=13,2. Скорость и полнота извлечения БАВ зависят от средневзвешенного значения ГЛБ смеси ПАВ в двухфазной системе экстрагентов (рис. 9,10).

Для АП при ГЛБ 3,8 и 7,5 скорость и степень извлечения очень малы, а динамическое равновесие в системе устанавливается примерно через 40 минут после начала процесса мацерации. При ГЛБ=15 скорость процесса достаточно велика, но равновесие достигается примерно через 1,5 часа При оптимальном значении ГЛБ= 13,2 максимальная концентрация АП в водной фазе достигается уже через 40 минут после начала экстракции при наиболее высокой скорости процесса.

Что касается липофильных ПХ, то при высоких значениях ГЛБ скорость процесса и степень извлечения малы, через 1 час уже концентрация ПХ в экстракте не меняется Однако при низких значениях ГЛБ (3,8) скорость и степень извлечения производных хлорофилла наиболее высоки, причем выход достигает 75-80% в одной ступени мацерации.

-0-\. ГЛБ=3,8; -»-2 ГЛБ-7,5; -^-3. ГЛБ=15; ГЛБ=13,2;

Рис. 9 Кинетика экстракции антраценпроизводных в полярную фазу при различных значениях ГЛБ

*-*-*-1

-1 ГЛБ=3,8; •3 ГЛБ=15,0;

60 80 1-2. ГЛБ=7,5; »-4. ГЛБ-13 X

100 120

Время, мин

Рис. 10. Кинетика экстракции производных хлорофилла в масляную фазу при различных

значениях ГЛБ

Экстракция травы зверобоя и сушеницы полярными растворителями, используемыми в составах лекарственных и косметических средств

Обычно в качестве экстрагента шш полярной фазы в двухфазной системе экстра-гентов применяют водные растворы этилового спирта. Однако в определенных случаях введение в составы готовых форм этилового спирта нежелательно из-за его летучести и фармакологического действия. Поэтому представлялось перспективным провести изучение экстрактивной способности нелетучих полярных растворителей, которые часто используются в составах готовых лекарственных и косметических средств: ДМСО, ПЭО, ПГ.

Экстракцию проводили как непосредственно водными растворами вышеуказанных растворителей, так и двухфазными системами, в которых эти растворы являлись полярной фазой.

Анализ полученных извлечений проводили по следующим показателям:

- качественный состав в отношении флавоноидов и АП, ТСХ.

- количественное содержание суммы флавоноидов (для зверобоя - в пересчете на

рутин, для сушеницы - в пересчете на гаафалозид), %;

- количественное содержание АП (в пересчет на гиперицин), мг%;

Было установлено, что во всех случаях экстракционная способность зависит от содержания воды в экстрагенте.

Растворы ПГ проявляют экстракционную способность по отношению к флавонои-дам и АП, близкую к экстракционной способности водных растворов этилового спирта (рис.11). Степень экстракции по отношению к АП монотонно возрастает по мере увеличения содержания ПГ в экстрагенте, достигая для 100% ПГ величины, в б раз большей по сравнению с экстракцией горячей водой.

По отношению к флавоноидам состав смеси ПГ с водой имеет синергядный оптимум: наибольшая степень экстракции флавоноидов наблюдается для 60-70% растворов ПГ (рис.11).

В случае применения ПЭО (рис.12) наибольшая степень экстракции флавоноидов достигается в широком интервале соотношений - от 40 до 80% ПЭО в смеси с водой; при эгом 100% ПЭО-400 практически не извлекает ни флавоноиды, ни АП. По-видимому, это объясняется высокой вязкостью и молекулярной массой олигомера, что затрудняет диффузию ПЭО в клетку и десорбцию БАВ. По степени экстракции АП водные 70-80% растворы ПЭО превосходят остальные исследованные экстрагеиты, в том числе водно-спиртовые растворы.

ДМСО как экстрагент проявляет монотонное возрастание экстракционной способности по отношению и к флавоноидам, и к АП по мере увеличения его концентрации в водных растворах (рис. 11, 12). По-видимому, это объясняется высокими растворяющими свойствами ДМСО, а также его способностью диффундировав в клетку и десорбировать БАВ. Однако характер сольватации растительного сырья и десорбции БАВ для ДМСО носят иной характер, чем для спиршв, т.к. ДМСО является апротонным растворителем. Поэтому суммарная экстракционная способность ДМСО не превышает таковой для водных растворов ПГ и ПЭО 400.

Концентрация растворителя в смеси с водой, % -О-ПЭО-400 -О-ДМСО -«V— ПГ-1,2

Рис.1 ¡.Экстракция флавоноидов из травы зверобоя полярными растворителями

—О—ПЭ0400 —□—дмсо

—й—ПГ-1,2 О этанол

Рис.12.Экстракция антраценпроизводных из травы зверобоя полярными растворителями

Методом ТСХ было установлено, что все испытанные растворители эффективно экстрагируют основные БАВ травы зверобоя: флавоноиды и антраценпроизводные. По качественному составу идентифицированных компонентов извлечения, полученные экстрагированием травы зверобоя 70% ДМСО, 70% ПГ-1,2 и 70% ПЭО-400, существенно не различались, и были близки к 40% и 70% спиртовым вытяжкам из травы зверобоя.

Экстракция травы зверобоя и травы сушеницы двухфазной системой экстра-гентов с различными составами полярных фаз

Представляло интерес исследовать процесс двухфазной экстракции, с использованием в качестве полярной фазы ДСЭ водных растворов исследованных полярных растворителей, а в качестве масляной фазы - соевое масло.

Оказалось, что по количественному содержанию флавоноидов и АП полярные фазы извлечений, полученных при экстрагировании травы зверобоя двухфазной системой экст-рагентов, идентичны извлечениям, полученным при экстракции только полярным экстра-гентом. Соответственно сохранился и характер зависимости выхода флавоноидов и АП от состава экстрагента.

Установлено, что состав полярной фазы влияет на экстракцию ПХ в масляную фазу (рис. 13), причем характер этого влияния для каждого из исследованных растворителей индивидуален.

При увеличении содержания ДМСО в полярной составляющей ДСЭ наблюдается монотонное возрастание концентрации ПХ в масляном извлечении. При использовании в качестве экстрагента системы - 100% ДМСО - соевое масло - концентрация ПХ в масляной вытяжке в 2 раза выше, чем при использовании системы вода - соевое масло.

Что касается ПГ, то увеличение его содержания в полярной составляющей ДСЭ вначале вызывает повышение концентрации ПХ в масляном извлечении, а при приближении к 100% ПГ - снижение. При этом для полярной фазы ДСЭ наблюдается синергидный оптимум при использовании 60-80% растворов ПГ: при этой концентрации выход ПХ в масло максимален.

14 -|

0 20 40 60 80 100

Концентрация растворителя в смеси с водой, %

-О-ДМСО "О—ПЭО-400 -О-ПГ-1,2

Рис. 13.Производные хлорофилла в масляной фазе при двухфазной экстракции зверобоя с полярными растворителями

Водные растворы ПЭО-400 снижают выход ПХ в масляную фазу. Монотонное снижение концентрации ПХ в масляном извлечении происходит по мере увеличения процентного содержания ПЭО в полярной составляющей экстрагента. 100% ПЭО практически полностью блокирует выход ПХ из растительного сырья.

Аналогичные результаты получены при экстракции травы сушеницы топяной и смеси травы сушеницы и травы зверобоя. Суммарное содержание флавмюидов в излечениях из травы сушеницы (в пересчете на гнафалозид) несколько ниже, чем при экстракции зверобоя, но зависимости эффективности процесса экстракции от состава полярной фазы аналогичны.

Разработка состава и технологии лечебного геля на основе ДМСО - извлечений из травы зверобоя и сушеницы

Известно, что для лечения варикозной болезни, тромбофлебита, ангиопатий применяют препарат 'I роксевазин, действующим началом которого являются производные рутина. Рутин и кверцетин применяют также при повышенной проницаемости сосудов,

трофических язвах, для лечения и профилактики поражений стенок капилляров. Известно также, что такие биофлавоноиды как кверцетин, гиперозид, дипшрокверцетин являются эффективными антиоксидантами, тормозящими процессы радикального старения кожи.

В извлечениях из травы зверобоя, полученных нами при экстрагировании смесями полярных растворителей, содержатся указанные флавоноиды, а также антраценпроизвод-ные, обладающие антимикробными свойствами. Установлено, что эффективными экстра-гентами для флавоноидов и АП являются водные растворы ПГ и ДМСО.

В главе 5 описано изучение возможности создания гелеобразной лекарственной формы на основе экстрактов травы зверобоя и сушеницы водными растворами ДМСО и ПГ. На основании установленных нами и изложенных в предыдущих главах закономерностей и ряда предварительных опытов были отобраны 4 состава, включающие извлечения из травы зверобоя и сушеницы смесями полярных растворителей (табл. 3).

В качестве загустителя-гелеобразователя использовали карбомеры (сшитые набухающие полиакрилаты) товарных марок Карбопол-940, Синтален. Установлено, что достаточная вязкость гелей (более 10000 спз) достигается при концентрации карбомера 1,5% и более.

Таблица. 3

Разработка состава и технологии лечебного геля на основе извлечений из травы зверобоя

и сушеницы

№ Варианта 1 1 2 3 4

Получение извлечения

СРС

Зверобоя трава, г 10 10 5 5

Сушеницы трава, г 10 10 5 5

Состав экстракционной системы

ДМСО, г. 45 25 25 25

Пропиленгликоль-1,2, г. 5 20 20 20

Твин-80, г. - 5 5 5

Вода очищенная, г. 47,3 47,3 44,0 45,0

Модуль экстракции 1 : 5 1:5 1 : 10 1 :10

Выход по флавоноидам, % 35,7±3,3 57,1±3,5 80,9±3,8 85,7±4,5

Выход по аптраценпроиз- 23,4±3,5 63,7±4,2 79,0±3,0 82,2±3,5

водным, %

Получение геля

ТЭА, г. 1Д 1,2 3 2,5

Карбопол, г. 1,5 1,5 3 2,5

Извлечение из травы зверобоя до 100 до 100 до 100 до 100

и сушеницы

Свойства и показатели качества

Внешний вид, Однородный Однородный Однородная Однородный

консистенция жидкий гель гель желатинооб- мягкий

разная масса гель

Цвет Темно- ко- Темно- Темно- Темно-

ричневый вишневый вишневый вишневый

Запах Характерный Характерный Характерный Характерный

рН 5,11±0,16 5,35 7,28±0,23 6,73±0,21

±0,18

Продолжение таблицы 3

Коллоидная стабильность Стабилен Стабилен Стабилен Стабилен

Термостабильность Стабилен Стабилен Стабилен Стабилен

Количественное определение антраценпроизводных (в пересчете на гиперицив), мг% 15,59±0,6 42,47±1,5 26,34±1,2 27,34±1,2

Количественное определение флавоноидов (в пересчете на рутин), % 0,30+0,09 0,48+0,09 0,34±0,09 0,36+0,09

Динамическая вязкость при скорости сдвига 5,4 спз 8567 ±700 18550 ±1350 63170 ±4500 25520 ±1760

На вязкость и предел текучести геля существенно влияет вид растворителя и его содержание в экстрагенте, а также суммарная доля экстрактивных веществ. Отработаны условия нейтрализации карбомера триэтаноламином, позволяющие получить однородный гель.

Как видно из таблицы 3, сочетание в составе экстр агента ПГ и ДМСО и введение твина-80 резко увеличивает выход биологически активных соединений, причем максимальный выход достигав! ся в варианте 4. Этот вариант оказался также предпочтительным по вязкости, коллоидной стабильное ги, рН, и был выбран за основу для получения лекарственного препарата.

С целью стандартизации лекарственной формы в виде геля в проект ФСП введены следующие показатели: описание, подлинность, однородность, рН, динамическая вязкость, количественное определение флавоноидов (в пересчете на рутин) и антраценпроиз-водных (в пересчете на пшерицин).

Для идентификации флавоноидов разраб01аны качественные реакции на хромато-грамме с 2% спиртовым раствором алюминия хлорида (желто-зеленое окрашивание) и с 1% водным раствором железа хлорида (интенсивное темно-санее окрашивание).

Опытные партии геля были расфасованы в банки стеклянные с полиэтиленовой натягиваемой крышкой и тубы алюминиевые и заложены на хранение. Через 6 месяцев естественного хранения при (22±3)°С (срок наблюдения) было установлено, что в банках наблюдается появление незначительного жидкого слоя на поверхности. После перемешивания однородное гь восстанавливается Гель в тубах при выдавливании не изменил внешне-I о вида за период хранения. Все остальные показатели ФСП в норме.

Разработанная лекарственная форма может быть рекомендована для доклинических и клинических испытаний в качестве перспективного средства для лечения и профилактики варикозной болезни, тромбофлебита, а также как противовоспалительное и антисептическое средство, что определяется высокой концентрацией флавоноидов и производных антрацена.

Разработка состава и технологии косметического крема с применением методом эмульсионной экстракции травы зверобоя и сушеницы

В связи с тем, что эмульсии способны извлекать широкий комплекс липофильных и гидрофильных БАВ, представляло интерес разработать принципиально новую технологию обладающих биологической активностью кремов, содержащих эмульсионные экстракты расти 1 ельного сырья, в час гности, сбора травы зверобоя и травы сушеницы.

При разработке крема за основу была взята рецептура одного из выпускающихся современных кремов (вар.1). Рассматривали в сравнении возможность исключения стеарина (вар.2), а также варианты с высоким (вар.З) и низким (вар.4) значениями ГЛБ смеси эмульгаторов, которые регулировались соотношением твина 80 и МГД. Составы композиций приведены в табл.8.

Технология включает сплавление ПАВ и масел, приготовление водной фазы экст-рагента, загрузку СРС в водную фазу, смешение сплава с водной фазой, проведение эмульсионной экстракции при 85-90°С, фильтрацию эмульсии, введение консерванта и отдушек, фасовку в тубы и упаковку крема.

Достоинством предложенной технологии является извлечение сбалансированного природного комплекса биологически активных веществ.

Таблица .4

Разработка состава и технологии косметического крема_

Получение эмульсионного экстракта

СРС

Зверобоя трава, г 5 5 5 5

Сушеницы трава, г 5 5 5 5

Состав экстракционной системы

Масло растит, соевое, г. 10 10 10 10

МГД, г. 2 3 - 4

Твин-80, г. 3,5 3,5 6 1

Эмульсионный воск, г. 2 2 2 2

Сш"ТТыС1б-С20.г 2 3 3 3

Стеарин космет., г. 2 - - -

Пропиленгликоль-1,2, г. 5 5 5 5

Вода очшц., до 100 г до 100 г до 100 г до 100 г

Получение крема

ТЭА 0,3 - - -

Изопропилмиристат 2 2 2 2

Диметикон М-350 2 2 2 2

Нипагин 0,4 0,4 0,4 0,4

Эмульсионный экстракт травы зверобоя и сушеницы до 100 г. до 100 г до 100 г до 100 г

Свойства и показатели качества

Внешний вид Однородная вязкая масса Однородная вязкая масса Однородная текучая масса Однородная приятная масса

Цвет Бежевый Светло-бежевый Светло-коричневый Бежевый

рН 7,39 7,55 6,22 6,04

Коллоидная стабильность Стабилен Стабилен Не стабилен Стабилен

Термостабильность Стабилен Не стабилен Не стабилен Стабилен

Флавоноиды (ТСХ) 2 пятна 3 пятна 4 пятна 3 пятна

Антраценпроизводные (ТСХ) 1 пятно 2 пятна 3 пя гна 2 пятна

Количественное определение хлорофилла, мг% 0,25 ±0,02 0,21 ±0,02 0,12 ±0,01 0,29 ±0,02

В качестве оптимального варианта выбран состав 4, который сочетает более высокие концентрации липофильных БАВ и лучшие органолептические (цвет, запах, намазы-ваемость, впитываемость) и структурно-механические (вязкость, напряжение сдвига) свойства при полном соответствии всем требованиям ГОСТ 29189-91. Кремы косметические.

Выводы

1. Предложен и исследован способ двухфазной экстракции сухого растительного сырья в присутствии ПАВ. На примере травы зверобоя продырявленного и сушеницы то-пяной установлено, что степень извлечения липофильных БАВ (производных хлорофилла) возрастает в ряду экстрагентов' [только масло] —► [смесь масла с эмулы аторами 1-го и 2-го рода] —»[двухфазная система экстрагентов без ПАВ] —> [водно-масляная эмульсия].

2. Установлено, что степень извлечения липофильных и гидрофильных БАВ при экстракции СРС двухфазной системой растворителей в присутствии ПАВ зависит от значения ГЛБ вводимой в систему смеси эмульгаторов. С увеличением числа ГЛБ степень экстракции липофильных производных хлорофилла снижается и при ГЛБ-15 становится почти в 4 раза меньше, чем при двухфазной экстракции без ПАВ. Степень извлечения гидрофильных БАВ (производных антрацена и флавоноидов) с увеличением числа ГЛБ вводимых в ДСЭ эмульгаторов возрастает, достигает максимума при ГЛБ 13-14 и затем снижается.

3. Методом спектроскопии установлено, что с увеличением числа ГЛБ вводимых в систему эмульгаторов коэффициент распределения антраценпроизводных в процессе двухфазной экстракции травы зверобоя изменяется в пользу полярной фазы. По-видимому, растворение антраценпроизводных в фазах системы экстрагентов имеет коллоидный, мицеллярный характер. В таком случае растворимость выше в той фазе, в которой дополнительно содержатся ПАВ.

4. На основании исследований кинетики процесса экстракции установлено, что скорость извлечения антраценпроизводных и флавоноидов возрастает при введении в двухфазную систему эмульгаторов 1-го рода (твин 80, ОС-20), а производных хлорофилла -при введении эмульгаторов 2-го рода (МГД, ланолин). Время достижения равновесия в условиях, оптимальных для каждого рода извлекаемых веществ, не превышает 40 минут

5. Изучен процесс экстракции травы зверобоя и сушеницы смесями растворителей, используемых в составах лекарственных и косметических средств (ДМСО, ПЭО-400, ПГ), с водой. Установлено, что они обладают высокой экстрагирующей способностью по отношению к флавоноидам и антраценпроизводным; степень извлечения антраценпроизводных и флавоноидов для водных растворов ПЭО и ПГ имеет максимум в области концентрации растворителя (ПЭО, ПГ) - 50-70%, а для водных растворов ДМСО - монотонно возрастает с увеличением доли ДМСО в смеси.

6. Установлено, что при экстракции травы зверобоя и сушеницы двухфазными системами экстрагентов, в которых полярными фазами являются водные растворы ПГ, степень извлечения липофильных веществ (производных хлорофилла) в масляную фазу имеет максимум при содержании 60-80 % растворителя. Для ДСЭ «масло - водные растворы ДМСО» количество производных хлорофилла, переходящих в масло, монотонно возрастает с увеличением доли ДМСО в полярной фазе. Использование в качестве полярной фазы водных растворов ПЭО-400 снижает выход производных хлорофилла в масляную вытяжку по сравнению с ДСЭ - «масло - вода».

7. Методами ТСХ и спектроскопии показано, что по качественному составу флаво-ноидов и антраценпроизводных извлечения, полученные при экстрагировании травы зверобоя 70% ДМСО, 70% ПГ-1,2 и 70% ПЭО-400, идентичны 40% и 70% спиртовым извлечениям из травы зверобоя.

8. Разработана технологическая схема процесса эмульсионной экстракции травы зверобоя и сушеницы и составлено описание технологического процесса; разработаны методы качественного и количественного анализа эмульсионного, масляного и водного извлечений из травы зверобоя и сушеницы.

9. Разработаны технологии лечебного геля и косметического крема на основе полученных извлечений из травы зверобоя и сушеницы. Составлены проекты НД, технологические схемы и даны описания технологического процесса производства готовых форм.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1.Хаззаа И.Х., Вайнпггейн В.А., Чибиляев Т.Х. Экстрагирование липофильных БАВ водно-масляными эмульсиями // Хим.-фарм. журн.-2003- №7-С.20.

2. Хаззаа И.Х., Вайнпггейн В.А., Чибиляев Т.Х., Экстрагирование полярных БАВ из травы зверобоя двухфазной системой экстрагснтов в присутствии ПАВ // Хим.-фарм. журн., 2004, № -С

3.Кузьмина Т.С, Хаззаа И.Х,Вайнпггейн В.А.. Влияние поверхностно-активных веществ на извлечение производных хлорофилла и флавоноидов в процессе двухфазной экстракции травы зверобоя продырявленного и травы сушеницы тополяной // VI Международный Съезд «Актуальные проблемы создания новых препаратов природного происхождения», Санкт-Петербург, Россия, 2002г.- С.62-64.

4. Горшкова А..В., Хаззаа И.Х., Вайнштейн В.А Экстрагирование травы зверобоя растворителями применяемыми в соствах лекарственных и косметических средств // VI Международный Съезд «Актуальные проблемы создания новых препаратов природного происхождения», Санкт-Петербург, Россия, 2002г.- С.58-61.

5. Хаззаа И.Х., Вайнштейн В.А., Каухова И Е. Некоторые закономерности двухфазной экстракции травы Hypericum perforatum L . в присутствии ПАВ // Раст. ресурсы. - 2004 № - С. (в печати)

6.Хаззаа И.Х., Вайнштейн В.А., Каухова И.Е. Разработка состава и технологии лечебного геля на основе экстрактов травы зверобоя и сушеницы / ХЗ Российский национальный конгресс «Человек и лекарство», 21-25 апреля 2004.-М., 2004.-С.

7. Хаззаа .И.Х., Вайнштейн В. А., Каухова И.Е. Экстрагирование сушеницы топяной травы с применением полярных растворителей \\ Материалы 59 межрегиональной конференции, Пятигорск 2004г.-С.94.

На правах рукописи

ХАЗЗАА ИядХалед

ЭКСТРАКЦИЯ ТРАВЫ ЗВЕРОБОЯ И СУШЕНИЦЫ ДВУХФАЗНЫМИ СИСТЕМАМИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПАВ

15.00.01 — технология лекарств и организация фармацевтического дела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

JIP № 021251 от 23.10.97. Подписано в печать 25.03.2004.

_Тираж 100. Заказ 508._

Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия. Издательство СПХФА—член Издательско-пошграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга, 197376, С-Петербург, ул. Профессора Попова, 14

PH Б Русский фонд

2006-4 20661

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

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, экстра-гентов, 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 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 БАВ 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 БАВ (эмульсионный экстракт). Такой продукт может затем вводиться в готовую лекарственную 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 форм и косметических кремов.

•- Изучены закономерности экстракции травы. зверобоя и сушеницы двухфазными системами экстрагентов, в которых; полярными фазами являются ДМСО, ПЭО, ПГ и их смеси с водой. Установлено, что степень извлечения липофильных веществ (ПХ) в масляную фазу можно регулировать составом полярной фазы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

• Разработанный способ, эмульсионной экстракции растительного; сырья- двухфазной; системой экстрагентов в присутствии ПАВ позволяет в одном технологическом цикле получать эмульсию или масляную и водную вытяжки, что.;: обеспечивает экономию времени и сырья,: большие выходы липофильных БАВ и эффективность технологического процесса:

• Составлена технологическая схема эмульсионной экстракции травы зверобоя и сушеницы и дано описание технологического процесса; разработаны 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.

Эти же выводы можно сделать по отношению к извлечениям, полученным при экстрагировании травы зверобоя водными растворами ПЭО-400. Со снижением содержания воды в экстрагенте коэффициент разрешенности возрастает и только при использовании 100% ПЭО-400 наблюдается незначительное уменьшение величины Кр (при этом он все-равно остается большим по сравнению с Кр спектра поглощения водного извлечения).

Кроме того, при снижении содержания воды в экстрагенте наблюдается появление хлорофиллового пика на спектрах (максимум в области 664 нм), что свидетельствует об увеличении растворимости производных хлорофилла (максимальная растворимость в 100% ДМСО, ПГ

1Д).

450

- ПГ 30% ■ПГ 70% ■ПГ 100%

500 550

600

650

700 длина волны,нм

Рис.4.4. Спектры поглощения извлечений из зверобоя. Экстрагент - водные растворы пропиленгликоля

450

ПЭО 0% - вода

ПЭО 70%

ПЭО 30% ■ПЭО 100%

500

550

600

650

700 длнна волны, нм

Рис.4.5. Спектры поглощения извлечений из зверобоя. Экстрагент - водные растворы ПЭО 400 длина волны, им

Рис.4.6. Спектры поглощения извлечений из зверобоя.

Экстрагент - водные растворы диметилсульфоксида Методом ТСХ было установлено, что все испытанные растворители эффективно экстрагируют набор основных БАВ травы зверобоя: флавоноидов и антраценпроизводных (рис.4.7 и. таб. 4.2.) Качественные составы извлечений по идентифицированным компонентам существенно не различались. На хроматограмме были идентифицированы пятна антраценпроизводных по характерной красной флуоресценции в УФ, пятна флавоноидов выявлены по появлению на пластине желтого и желто-зеленого окрашивания после опрыскивания 2% раствором алюминия хлорида.

ZI ZI

4 ■ 93

2 О

I Ж —с—>- Ж ж

I- 100% ДМСО; II - 70% ПЭО-400; 1П- 100% ПГ-1,2; IV - рутин (РСО).

Рис. 4.7. Хроматограмма извлечений из травы зверобоя, полученных при экстрагировании полярными растворителями. (Пластинки «Сорбфил»; Система: Хлороформ: Метанол (8:2), детекция в УФ свете и при проявлении 2% р-ром хлорида алюминия)