Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.01) на тему:Методологические аспекты оптимизации биосинтеза субстанций и конструирования составов твердых лекарственных форм

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» министерства здравоохранения РФ

На правах рукописи

ГАВРИЛОВ АНДРЕЙ СТАНИСЛАВОВИЧ

Методологические аспекты оптимизация биосинтеза субстанций и конструирование составов твердых лекарственных форм

15.00.01 - Технология лекарств и организация фармацевтического дела

Автореферат ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук

Пермь, 2004 год

Работа выполнена в ФГУП «Уральский НИИ технологии медпрепаратов»

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук, профессор Сульдин Александр Владимирович доктор фармацевтических наук, профессор Бекетов Борис Никандрович доктор фармацевтических наук, профессор Алексеев Константин Викторович

Ведущая организация ГОУ ВПО - «Алтайский государственный медицинский институт» МЗ РФ

Защита состоится 28 сентября 2004 года в 14 часов на заседании диссертационного советаД. 208.068.01приПермской государственной фармацевтической академии по адресу: 614000, г. Пермь, ухЛенина, 48. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной фармацевтической академии по адресу: г. Пермь, ул. Крупской, 46 . Автореферат диссертации разослан« ».2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного советаД208.068.01 кандидат фармацевтическихнаук,

доцент Е.В.Метелева

Общая характеристика работы Актуальность работы

Развитие фармацевтической промышленности характеризуется динамичным изменением количества и качества выпускаемых лекарственных средств. Ситуация на фармацевтическом рынке принуждает заводы вести активную техническую и инвестиционную политику, основанную на быстром освоении новой продукции. Поэтому основным звеном в развитии фармацевтического производства становится эффективность труда специалистов и особенно, в области оптимизации технологий и разработки составов готовых лекарственных форм.

К настоящему времени в различных отраслях промышленности накоплен значительный опыт по интенсификации конструкторской деятельности. Оптимизация методологии и системный подход являются основами конструирования.

Актуальным, по нашему мнению, является осмысление и систематизация накопленных знаний о конструировании в целом и применение некоторых методологических аспектов конструирования в фармацевтической отрасли, в частности, в оптимизации технологических процессов получения субстанций и разработки составов готовых лекарственных форм.

Для создания и производства эффективных и безопасных лекарственных средств необходим симбиоз новейших методов конструирования: моделирования; математического описания поведения объекта; статистической обработки полученных данных; анализа адекватности программными средствами с помощью персонального компьютера. Эффективность конструирования неразрывно связана с экономическими аспектами, патентным законодательством, психологией взаимоотношений руководителя и коллектива разработчиков, инвесторов проекта. Разработка системного подхода к конструированию лекарственных средств от концепции до коммерческого

продукта является своевременной и должна существенно повлиять на качество и стоимость НИОКР в целом. Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы является разработка методологических аспектов конструирования, применение который позволяет в кратчайшие сроки и с минимальными затратами осуществлять оптимизацию биосинтеза, разработку и внедрение лекарственный средств. Указанная цель достигается за счет обобщения концепций конструирования, вышвления общих аспектов и оценки их эффективности в различный областях фармацевтической промышленности на примерах оптимизации биосинтеза двух субстанций и разработки составов одиннадцати лекарственных форм.

При разработке методологических аспектов конструирования необходимо бы ло решить следующие практические задачи:

- провести анализ и обобщение данных литературы о методологии конструирования в различны х областях промышленности, вы делить аспекты , отвечающие требованиям фармацевтической отрасли;

- использовать полученны е данны е для разработки основны х положений методологии оптимизации биосинтеза субстанций лекарственных веществ (бета каротина и ликопина);

- иллюстрировать применение предложенной методологии и системного подхода в области разработки составов, оптимизации технологий получения и организации производства таблеток нитроглицерина, дротаверина гидрохлорида, бромкамфоры рацемической, сахарина, нитроксолина, эритромицина, панкреатина, «Алиприл», порошков чаги, родиолы розовой и гранул «Пентафлуцин» (Антигриппин).

Научная новизна работы

Проведены теоретические и экспериментальные исследования по вышвлению и оптимизации значимык факторов биосинтеза каротина; впервые разработан способ получения кристаллического каротина из биомассы гриба

Blakeslea trispora (Патент № 2112808 РФ) и масляно-поливитаминный препарат на его основе (Патент № 2137471 РФ).

Проведено комплексное исследование механизма циклизации иононового кольца бета-каротина. На основе полученных результатов разработан и внедрен крупнотоннажный промышленный способ получения ликопина микробиологическим синтезом (Патент № 2102416 РФ), технология его экстракции и кристаллизации (Патент № 2126806 РФ). Обоснован состав стабильного при хранении препарата (Патент № 2112777 РФ).

Исследовано влияние вспомогательных веществ на взрывобезопасность, прессуемость, стабильность таблеточных масс, содержащих нитроглицерин. Предложена основа для получения сублингвальных таблеток нитроглицерина методом прессования (Патент № 2145878 РФ); разработан состав вспомогательных веществ, снижающий лабильность нитроглицерина при хранении в условиях часто открываемой упаковки (Патент№ 2195932 РФ).

С помощью отсеивающего эксперимента изучен механизм взаимодействия ингредиентов известного препарата «Антигриппин». Предложен метод стабилизации смеси несовместимых ингредиентов, путем раздельного микрогранулирования в условиях псевдоожижения (Патент № 2173555 РФ).

Выявлена зависимость между однородностью распределения лубрикантов на поверхности частиц легкоплавких субстанций и устойчивостью прессования таблеток. Предложен способ грануляции бромкамфоры рацемической раствором стеариновой кислоты, позволяющий получать таблетки удовлетворительного качества, устойчивые при производстве и хранении.

Исследована эффективность математического моделирования влияния вспомогательных веществ на свойства таблетированных порошков таких лекарственных, растений как чага и родиола розовая. Установлено, что метод

позволяет провести оценку комплекса факторов, что позволяет ускорить конструирование состава лекарственных форм.

Установлена эффективность моделирования окраски оболочки таблеток нитроксолина в сочетании с измерением координат цвета программными средствами персонального компьютера при оптимизации суспензионной окраски (Решение о выдаче патента по заявке № 2002126935 от 12.01.04 ).

Изучено влияние вспомогательных веществ на свойства модельных пленок на основе пленкообразователей: ацетилфталилцеллюлозы; производных акриловой кислоты (ойдрагит, колликут) - при покрытии таблеток эритромицина, панкреатина и препарата для лечения атеросклероза «Алиприл» (Патент №2129001 РФ).

Методами химического и математического моделирования показано влияние кислот на стабильность дротаверина гидрохлорида в лекарственных формах. В модельных экспериментах разработан состав окрашенного наполнителя и предложена технология прямого прессования дротаверина гидрохлорида.

В процессе проведения комплексных исследований в области оптимизации технологии биосинтеза субстанций и конструировании готовых лекарственных форм препаратов, изучения и моделирования технологических, биофармацевтических, фармакологических и фармакокинетических свойств выбранных моделей сформулированы общие методологические подходы для создания новых и модификации известных лекарственных форм. Практическая значимость и внедрение результатов работы

По результатам комплексных лабораторно-промышленных исследований разработана нормативно-техническая документация для организации промышленного производства субстанций и лекарственных форм. Разработаны и внедрены в медицинскую практику лекарственные препараты:

- антиангинальное лекарственное средство «Нитрокардин®» - таблетки нитроглицерина 0,0005 г для сублингвального применения (ВФС 42-3107-98) (ОАО «Медисорб», г. Пермь);

противовоспалительное жаропонижающее лекарственное средство «Пентафлуцин®» (ФСП 42-03336-1987-01ХОАО «Уралбиофарм», г. Екатеринбург);

- ферментное средство «Панкренорм®» - таблетки панкреатина 0,2 г, растворимые в кишечнике (ВФС 42-3024-98) (ОАО «Уралбиофарм).

Разработаны и внедрены в медицинскую практику, модифицированные составы известных лекарственных средств:

таблетки эритромицина 0,1 и 0,25 г, растворимые в кишечнике (ОАО «Уралбиофарм», ОАО «Ирбитский ХФЗ», КПХФО «Татхимфармпрепараты», ОАО «Феррейн»);

- таблетки бромкамфоры рацемической 0,25 г (ОАО «ИХФЗ»);

- средство поливитаминное «Аекол» (ОАО «Уралбиофарм»).

Внедрены оптимизированные технологии производства:

- бета-каротина и препаратов на его основе: бета-каротина кристаллического (ВФС 42-3887-99), суспензии каротина микробиологического 30% в масле, красителя каротинового пищевого (ОАО «Уралбиофарм»);

- ликопина и препаратов на его основе: кристаллического ликопина, суспензии ликопина кристаллического в масле 10% (ОАО «Уралбиофарм»);

- таблеток нитроксолина 0,05 г, покрытых оболочкой (ОАО «Ирбитский ХФЗ»);

- таблеток дротаверина гидрохлорида (ОАО «Ирбитский ХФЗ»);

Разработан и внедрен в качестве лечебно-профилактического питания подсластитель пищевой «Сладис®» (ТУ 9111-001-00480589-01) (ООО «Арком»).

Составлены восемь опытно - промышленных, два промышленных регламента на производство субстанций и готовых таблетированных лекарственных форм.

За период с 1999 по 2002 год предприятиями ООО «Арком», ОАО «Уралбиофарм», ОАО «Ирбитский ХФЗ» по разработанной технологии выпущено продукции на: 0,50, 0,68 и 6,46 миллионов долларов (1доллар =30 руб.) соответственно (акты о внедрении №1 от 15.05.03, №2 от 22.05.03 и № 977/1 от 2.04.03 к диссертации прилагаются). На зашрту выносятся:

Методологические аспекты оптимизации технологий и конструирования составов твердых лекарственных форм на примерах разработки и внедрения биосинтеза каротина и ликопина; состав и технологии производства: сублингвальных таблеток нитроглицерина, таблеток дротаверина гидрохлорида, бромкамфоры рацемической, порошков чаги и родиолы розовой, «Сладис®»; таблеток, покрыпых суспензионной (нитроксолина) и пленочной оболочкой (эритромицина, панкреатина и «Алиприл»); гранулированного противовоспалительного жаропонижающего средства «Пентафлуцин» (Антигриппин).

Конкретное участие автора в получении научных результатов

Основная часть исследований проведена лично автором, отдельные разделы при консультации с д.т.н. И М. Грачевой, д.б.н. Л.К. Граковской, д.б.н Е.П. Феофиловой, д.м.н. Л.П. Ларионовым, к.т.н. Р.В. Илюхиной, к.х.н., М.Я. Шашкиной.

Апробация работы. Публикации

Основные результаты диссертационной работы были доложены на региональных, межвузовских и международных конференциях в Перми (2000), Ессентуках (2001), Новокузнецке (2002), Екатеринбурге (2002), на региональном совещании руководителей химико-фармацевтической промышленности УрФО (Екатеринбург, 2003), межкафедральной конференции (Пермь Фармацевтическая академия, 2003).

Основные положения диссертационной работы изложены в двенадцати патентах РФ, одиннадцати научных статьях в «Химико-фармацевтическом

журнале», семнадцати публикациях тезисов международных конгрессов «Человек и Лекарство» и «Биотехнология», трех тезисах межвузовской конференции, шести публикациях в сборниках региональных научно-практических конференций.

Связь задач исследования с проблемным плавом фармацевтических наук

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ОАО «Уралбиофарм», ОАО «Ирбитский ХФЗ», программой развития химико-фармацевтической промышленности Свердловской области, планом НИР Уральского НИИ технологии медицинских препаратов. Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора данных литературы, 9 глав экспериментальных исследований выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 348 страницах машинописного текста, содержит 84 таблицы и иллюстрирована 70 рисунками. Библиография включает 343 наименования работ российских и зарубежных авторов.

Основное содержание работы 1. Разработка оптимизированной технологии биосинтеза каротиноидов и готовых лекарственных форм

Представленная на рис. 1 схема направлений работ свидетельствует о системном характере исследований по оптимизации технологий и конструированию составов каротинсодержащих препаратов.

В первом разделе конструирования была сформулирована основная проблема - относительно малая емкость рынка каротинсодержащих препаратов и его локализация в области пищевой промышленности. Было предложено направить исследования в развитие производства каротина для фармацевтической отрасли. Для этого было необходимо оптимизировать биосинтез каротиноидов с целью повышения его эффективности и разработать метод экстракции и очистки для получения кристаллического каротина фармакопейного достоинства. Одновременно было признано целесообразным

освоение производства других каротиноидов на существующей схеме производства.

Задачей следующего раздела конструирования являлась разработка методологии оптимизации условий ферментации, позволяющей с минимально возможным объемом исследований достичь существенного повышения выхода целевого продукта. Учитывая влияние множества факторов на биосинтез каротина, было предложено использование дробного факторного эксперимента для выделения из тринадцати наиболее значимых.

Полученное уравнение регрессии позволило расположить факторы технологического процесса в ряд по степени влияния на выход каротина: концентрация в питательной среде растительного масла; концентрация бета-ионона; продолжительность ферментации; концентрация сантохина; соотношение (+)/(-) форм посевного материала и т.д.

Затем проводили оптимизацию наиболее значимых факторов по схеме ортогонального центрального композиционного планирования (ОЦКП).. С помощью методов ОЦКП была проведена оптимизация состава питательной среды [концентрация в среде соевой муки (X), кукурузной муки (У), растительного масла Как видно из уравнения регрессии: А- 117,6Ц-11,72х-

наибольшее влияние

на процесс каротинообразования оказывает концентрация в среде подсолнечного масла, что следует из максимальных коэффициентов при линейных и квадратичных (рис. 2). Была высказана гипотеза о том, что увеличение концентрации масла в среде увеличивает соответственно его удельное содержание в мицелии и, следовательно, повышает емкость клеток продуцента по каротину в условиях его сверхсинтеза Значимые коэффициенты при совместных членах уравнения регрессии свидетельствуют о том, что имеет место взаимодействие систем азотного, углеводного и липидного питания в цепи обмена веществ продуцента каротина.

1 раздел. Определение цели я задач конструированы и* основе «плюя СШТЕНМ на рынке карогннсо Держащих __препаратов (Абстрагирование).__

Снижение себестоимости проияаодства за счет оптимизации

Состава среды Стимулятора биосинтеза Технологии ферментации

Увеличение объемов реализации в отраслях промышленности

Пищевой Фармацевтической

Освоение п рою водства ликопина

Разработка методологии постановки отсеивающих и многофакгорных экспериментов Поиск натевтных решений, аналогов, методик анализа, стандартных обралюв, методов моделирования

3 раздел. Разработка состава, оотимизания технологических процессов в стаидартвзагая препаратов (Цоиск _прияшшиальвых ретек»*)._

Построение математической модели влияния состава питательной среды, применяемых стимуляторов, условий культивирования на

основе данных лабораторных исследований

А пал из адекватности, работоспособности модели Оптимизация

Проверка оптимизированной технологии в условиях производства

Получения кристаллического каротина пищевого достоинства

Разработка составов я технологии производства препаратов каротина дяя пищевой промышленное™ в виде суспеизяи, порошка,

ЭМУЛЬСИИ

Изучение стабильности препаратов Исдатания в различных отраслях пищевой промышленности

Получения кристаллического

каротина, соответствующего требованиям фармакопея

Оптимизация состав™ известных препаратов (Аекол, Кароталин)

Изучение стабильности, испытание эффективности и безопасности

Биосинтеза ликопина, его экстракции, кристаллизации к очистки

_1_

Изучение влияния ингибиторов циклизации на биосинтез ликопина Идентификация ликопина методами масс-спестроскопии, ЮЖХ, анализ примесей

Разработка ГЛС (суспензия, капсулы, драже бета- каротина) Из> чение стабильности, испытание эффективности и безопасности

1

Промышленный регламент получения каротинсодержащей биомассы ТУ, ТИ на концен трат каротиновый пищевой, каротин 30%, краситель каротиновый пище вой, «Аквакарян» Изменения к ВФС на «Аекол», «Кароталин», ВФС «Бета каратии», ТУ «Драже каротина* ТУ, ТИ «Биомасса ликопцнеодержащая», «Кристаллический двкопнн для шпцевой промышленности»

Рис 1 Основные разделы конструирования биосинтеза каротиноидов и препаратов для

медицинской и пищевой промышленности

В следующем эксперименте на фоне оптимизированной среды изучали влияние на биосинтез каротина концентрации вносимых после 40-42 часов бета-ионона (X), сантохина (У) и соотношения (+)/(-) объемов посевного материала (/) Вид поверхности отклика уравнения регрессии: А= 131,57+1,65х-14,43х2-0,14у+1,96у2+18^-17,6^2+0,51ху+4,73хг+0,01уг, представлен на рис. 3.

Затем изучали влияние на выход каротина концентрации изониазида (X), легколетучей фракции бета-ионона (далее в тексте ЛЛФ) (У) в оптимизированной среде и продолжительности ферментации (/) Вид поверхности отклика и контурные кривые уравнения регрессии Л=149,85+6,79х-2,88х2-4,07у-4,34у2+28,Ш-15^2+1,33ху+4,56хг-0,43^, представлены на рис 4 и 5.

Особенностью предложенной методологии оптимизации биосинтеза являлась проверка работоспособности модели некоторых точках факторного пространства (рис. 5 и табл. 1) Из таблицы видно, что результаты опытов статистически достоверны в отношении расчетных значений Применение оптимизированных условий ферментации позволяет увеличить выход каротина на 49-63% в сравнении с контролем.

Таблица 1

Результаты проверки работоспособности модели (*)

№ Концентрация стимуляторов, % Выход по каротину, % от контроля (**)

Изониазида ЛЛФ бета-ионона

X Сх,% У Су, % Прогноз Опыт

1. -1,0 0,020 -1,0 0,120 148 149,6+4,5

2 0,2 0,044 -0,8 0,128 158 159,0+5,0

3. 1,2 0,064 -0,3 10,148 166 163,7+7,4

4 1,0 0,060 1,0 ¡0,200 148 152,6+5,5

Примечание* (•) на фоне неизменных параметров питательной среды, % соевая мука -5,2, кукурузная мука - 2,5, масло подсолнечное - 6 7, КН2РО4 - 0,05, тиамина хлорид - 0,0002, изониазвд вводили в состав среды, ЛЛФ и сантохин 0,04% вводили после 44 часов культивирования Продолжительность ферментации - 107 часов, (**)- результат выращивания продуцента на регламентной среде, принятый за 100%, - 139,12 мг каротина в 100 мл к. ж.

Внедрение ОАО «Уралбиофарм» оптимизированной среды, содержащей %: соевой муки - 5,2; кукурузной муки - 2,5; подсолнечного масла - 6,7; КН2РО4 - 0,05; витамина В] - 0,0002, изониазида - 0,064 - при соотношении (+)/(-) форм посевного материала - 0,138 и введении 0,148 % ЛЛФ бета-ионона и 0,04% сантохина после 40-44 часов ферментации позволило увеличить среднегодовой выход каротина с 6,0 м3 питательной среды с 8,4 до 11,6 кг за счет повышения урожая биомассы на 20-22% и увеличения концентрации каротина в биомассе на 20-30%

Последнее позволило получать насыщенные экстракты, что является необходимым условием для производства кристаллического каротина. Была разработана технология экстракции каротина, его кристаллизации и очистки с целью получения препарата, соответствующего требованиям пищевой промышленности и фармакопее США.

Рис 2 Вид поверхности отклика влияния соевой муки (X) и подсолнечного масла на выход каротина (А) при Y=0,5

Рис. 3. Вид поверхности отклика влияния концентрации бета-ионона (X) и соотношения (+)/(-) форм посевного материала на выход каротина (А, % от контроля) при Y=0

7 133

5'

Рис. 4. Вид поверхности отклика влияния концентрации изониазида (X) и ЛЛФ (У) в среде на выход каротина (А) при 2=0,5

Рис. 5. Контурные кривые постоянного уровня влияния концентрации изониазида (X) и ЛЛФ (У) в среде на выход каротина (А) при 2=0,5

При разработке модифицированного состава препарата «Аекол» было изучено влияние на его качественные характеристики замены масляного экстракта каротинсодержащей биомассы на раствор 95-100% кристаллического каротина в дезодорированном растительном масле. С помощью методов ВЭЖХ и спектрофотометрии подтверждено, что предложенная модификация состава положительно сказалась на качестве препарата.

В методологии конструирования дражированной лекарственной формы каротина использовался метод сравнения альтернатив по критериям: доступность оборудования и стабильность качества препарата Экономически целесообразным и практически реализуемым оказался способ получения каротинсодержащего препарата в форме драже.

Изучение механизмов биосинтеза каротина в части циклизации иононового кольца позволило предложить единую технологическую схему для производства бета-каротина и ликопина. Были разработаны оптимизированная питательная среда, технология экстракции, кристаллизации и очистки ликопина, состав стабильного при хранении препарата, в виде суспензии

содержащей 10% ликопина, микронизированного до размера кристаллов менее 10 мкм.

Таким образом, предложенная методология оптимизации условий ферментации включает следующие разделы: реализация дробного факторного эксперимента для выбора наиболее значимых факторов; последовательная постановка ОЦКП З2; проверка работоспособности модели; графический анализ поверхности отклика.

Важным методологическим аспектом конструирования является взаимодействие с ведущими научными центрами. При объединении усилий с институтом микробиологии РАН и онкологическим научным центом РАМН удалось разработать новый класс ликопинсодержащих препаратов и внедрить их на рынок развитых капиталистических стран.

2. Конструирование таблетированных лекарственных форм

2.1. Конструирование состава сублингвальных таблеток нитроглицерина

Разработка лекарственной формы нитроглицерина является примером успешного применения методологии абстрагирования (анализа ситуации на рынке антиангинальных лекарственных средств); поиска принципиальных решений (использование определенных свойств полимеров для уменьшения летучести лекарственных веществ); принятия решения (организация производства с учетом специфики взрывобезопасности и транспортировки разрядных грузов).

Поиск принципиального решения определялся совокупностью работ по конструированию состава таблеток нитроглицерина при условии распадаемости за 60 секунд, стабильности при хранении, в том числе в условиях открытой упаковки, и устойчивого прессования пуансонами роторного таблеточного пресса.

В модельных экспериментах было установлено, что наибольшее влияние на распадаемость оказывает толщина таблеток, соотношение крахмал/лактоза, концентрация стеарата кальция.

Изучено влияние полимеров на испарение нитроглицерина из таблеток при открытом хранении и термостатировании. Установлено, что введение в состав таблеточной массы ПВП, ПЭГ или их смеси снижает скорость испарения нитроглицерина и способствует устойчивому прессованию ( табл. 2).

Особую сложность вызывала организация производства с учетом требований безопасности и разрядности грузов. Исследование системных альтернатив заводов - изготовителей субстанций и ГЛС позволило решить чрезвычайно сложную проблему безопасности производства и организовать выпуск таблеток нитроглицерина ОАО «Медисорб», г. Пермь.

Таблица 2

Влияние грануляции на качество таблеток

Наименование связующего Концентрация, % Распадаемость, сек Прочность, % Прочность, кг Однородность дозирования, % отклонения Сипа выталкивания таблеток из матриц, кг Инактивация НГЦ через 21 сутки при 40° С, %

Крахмал 1 34 99,57 3,3 5-6 2,9 65

2 35 99,59 4 10-14 2,8 64

5 25 99,46 4,7 7-8 2,5 65

ПВП 0,5 15 99,3 2,2 5-10 2,7 38

1 35 99,35 2,7 2-5 2,8 35

2 50 99,38 V 10-14 2,1 35

ПЭГ 0,5 15 99,35 1,8 5-11 2,7 63

1 35 99,38 1,6 8-10 2,5 60

2 50 99,45 1,5 4-10 2,3 46

ПВП/ПЭГ,% 0,5/0.5 25 98,1 3,3 7-12 2,5 35

1/1 50 99,56 4,7 5-10 2,2 37

Контроль - 25 96,1 1,8 13-15 - 68

Примечание: контроль - тритурационные таблетки нитроглицерина производства «ГС^Октябрь»

2.2. Оптимизация состава и технологии получения таблеток дротаверина гидрохлорида

Качество препарата неразрывно связано с его эффективностью и безопасностью. Разрушите активного вещества может происходить в течение длительного времени. Причем изменение химических параметров препарата может происходить скрытно на уровне пределов, допускаемых фармакопейной статьей. В практике часто наблюдается изменение цвета готовых лекарственных форм при соответствии основных параметров требованиям соответствующей НД.

При конструировании состава лекарственной формы дротаверина гидрохлорида проводилась оценка ее стабильности по изменению колористических характеристик таблеток с применением экспресс-методики анализа координат цвета сканированием образцов офисным сканером с последующим определением координат цвета программными средствами «Corel Draw». Метрологическая характеристика методики представлена в табл.3.

Таблица 3

Метрологическая характеристика методики определения цвета таблеток

Подтверждена эффективность разработанного метода для числового сравнения цвета опытных и контрольных вариантов таблеток. В частности, с помощью методики определено стабилизирующее влияние кислот на цвет таблеток путем введения на стадии увлажнения 0,7% кислот. Использование этого приема позволяет получать таблетки светло-желто-зеленого цвета (рис. 6). Однако хранение при температуре 60° С сопровождается изменением цвета таблеток (рис.6). Данное обстоятельство послужило основой для разработки

состава таблеток и технологии прямого прессования дротаверина гидрохлорида, исключающей стадии увлажнения и сушки

В работе использован метод компьютерного моделирования окраски лактозного гранулята различными красителями в задаче получения цвета гранул идентичного цвету порошка дротаверина гидрохлорида Установлено, что среди известных красителей желтого цвета оптимальными колористическими характеристиками обладает хинолиновый желтый в концентрации от 0,05-0,07 % от массы гранулята.

Рис 6 Динамика изменения «В»- координаты цвета таблеток дротаверина гидрохлорида при хранении

Разработан способ получения таблеток дротаверина гидрохлорида, отличающийся тем, что при получении лекарственного средства дротаверина гидрохлорида смешивают с окрашенным гранулятом, полученным увлажнением смеси лактозы и крахмала (9.1) окрашенным раствором связующего и сушкой до влажности 0,1 - 2,5% Представленные в таблице 4 результаты измерения координат цвета таблеток дротаверина гидрохлорида без введения кислоты (табл 4, опыт № 1), с добавлением 0,7% лимонной кислоты (№ 3) и полученных прямым прессованием ( № 2) свидетельствуют, что при

температуре 60 ° С все таблетки изменяют цвет. Однако наименьшее изменение RGB координат цвета наблюдается при использовании технологии прямого прессования.

Таблица 4

Влияние технологического процесса на стабильность цвета таблеток

Опыт № Координаты цвета таблеток исходные После хранения при 60 ° С в течение 27 суток

R G В R G В

1. 255,0+0,0 254,0+0,0 181,50+1,22 251,0+0,00 217,66+5,11 141,22+7,72

2. 255,040,0 255,0+0,0 179,83+0,40 255,0+0,00 249,33+3,61 146,53+0,80

3. 254,0+0,0 254,0+0,0 180,50+0,22 252,33+0,24 220,13+1,26 141,50+3,82

23. Оптимизация состава и способа получения таблеток бромкамфоры рацемической

Конкретной задачей экспериментов являлось построение физической модели влияния вспомогательных веществ на качественные характеристики таблеток, содержащих легкоплавкие субстанции. Особое внимание в рамках настоящей работы уделено оптимизации способа введения лубрикантов в состав таблеточной массы. Из таблицы 5 видно, что ведение процесса опудрнванием гранулята стеариновой кислотой или ее солями не позволяет получать таблетки заданного качества. Вероятно, это объясняется недостаточным смазывающим эффектом порошка стеарата. Было предложено применение раствора стеариновой кислоты в спирте для повышения однородности распределения лубриканта на поверхности частиц таблеточной массы. Кроме того, частичное растворение легкоплавкой бромкамфоры рацемической (Тпл.=40°С) в стеариновой кислоте (Тпл.=108°С) создает на поверхности кристаллов , более тугоплавкую смесь, препятствующую плавлению и налипанию таблеточной массы на пуансоны, вследствие разогрева при высоком давлении прессования (табл. 6).

На рис. 7 представлены контурные кривые постоянного уровня распадаемости таблеток бромкамфоры рацемической. Критерию

оптимальности (распадаемость 4 минуты) соответствует соотношение бромкамфора лактоза аэросил крахмал 1 0,55 0,04 0,22 соответственно

Таблица 5

Влияние лубрикантов на свойства таблеток

Наименование Стсарат кальция Стеарат магния Стеариновая кислота Ст ■еарановая кислота раствор в спирте

Концентрация в таблеточной массе, % 1.0 1,0 1,0 0,5 0,6 0,7 1.0

Распадасчосгь, мин 5,0 5,2 4,5 35 3,5 4,0 4,0

Устойчивость прессования - - - - + + +

Примечапие (-)- во время прессования наблюдалось налипание таблеточной массы на поверхность пунсонов и матриц, (+) - устойчивое таблетирование в течение 8 часов с получением таблеток, соответствующих требованиям фармакопеи по внешнему виду

04 05 06 07

С точки зрения методологии, настоящий раздел представляет определенный интерес в контексте конструирования состава и технологии получения таблеток легкоплавких субстанций Методика гранулирования раствором стеариновой кислоты является интересным и достаточно эффективным инструментом в технологии готовых лекарственных форм

2.4 Конструирование состава и технологии производства таблетированных форм порошков лекарственных растений

Задачей исследований было разработать эффективную и удобную для потребителя лекарственную форму микронизированного порошка чаги, провести ее медико-биологические испытания.

Данные и методики экспериментальных работ, представленные в настоящем разделе, являются наглядным примером применения методов моделирования влияния вспомогательных веществ, мас. %: сахара (X) и желатина (У); на прочность, распадаемость и сорбционную активность таблеток.

Прочность=97,443-1,085х+7,93у+0,059х2-0,355ху-0,399у2; Распадаемость =-0,009+0,148х-5,959у-0,002 х2+0,297ху+1,333 у2; Сорбционная активность=259,912+0,114х-1,806у-0,019 х2-0,216ху-1,349 у2.

Анализ уравнений регрессии сечениями постоянного уровня показывает, что применение в качестве связующего раствора сахарозы позволяет получать таблетки достаточной прочности (>97,4%), распадаемости и активности по метиленовому синему более 250 мг/г. Увеличение концентрации связующего снижает сорбционную активность чаги. Установлен оптимальный состав таблеток, %: порошок чаги 68,8; магния карбонат основной 12,3; кальция стеарат 0,7; сахар 18,2, позволяющий при минимальном количестве вспомогательных веществ получать прочные, распадающиеся за 3 минуты таблетки

Следует отметить высокую сорбционную активность таблеток чаги (более 250 мг/г) в сравнении с известным энтеросорбирующим средством -таблетками угля активированного (150 мг/г) [ФС 42- 3246-95].

При определении специфической активности препаратов чаги использовалась модель влияния хронического облучения на иммунитет лабораторных животных. Основным критерием оценки эффективности препаратов являлась ремиссия клеточности костного мозга Подтверждение

отрицательного воздействия облучения также регистрировалось по изменению аминокислотного состава крови и концентрации лизоцима. Было установлено, что эффективность таблетированной формы порошка микронизированной чаги обусловлена одновременным действием двух факторов: энтеросоросорбцией токсинов из системы ЖКТ порошком микронизированной чаги и адаптагенным действием хромогенного комплекса на механизмы кроветворения и иммунитета

2.5. Конструирование состава таблетпрованного сахарозаменителя

С точки зрения методологии конструирования данный раздел является наглядным примером эффективности математического моделирования органолептических свойств. Исследовали влияние концентрации сахарината натрия и цикламата натрия в растворе на его сладость в сравнении с 3% раствором сахарозы (0 баллов) по шкале от -2 до +2 и общую органолептическую оценку вкуса (от 0 до 5 баллов) репрезентативной группой добровольцев. На рис. 8 представлены контурные кривые уравнения регрессии: С=-8,796+0,792х+0,270у-0,049х2+0,003ху-0,002у2 сладости раствора (С) от концентрации сахарина (X) и цикламата (У). В соответствии с коэффициентами регрессии сладость сахарина в 3 раза выше сладости цикламата, что согласуется с данными литературы Незначимыми оказались квадратичные члены. Это свидетельствует о том, что уровень сладости линейно повышается в области изученных концентраций. Значимый и положительный коэффициент взаимодействия при ХУ показывает наличие синергизма в отношении сладости сахарина и цикламата. В опытах установлена область концентраций компонентов, в которой наблюдается сладость, эквивалентная 3,0% раствору сахарозы (кривая 0 на рис. 8) сахарината натрия от 3,5 до 4,6 мг/100 мл и цикламата натрия от 32 до 52 мг/100 мл.

В отношении органолептических свойств растворов получена иная оценка.

Уравнение регрессии. С = -7,724+1,008х+0,377у-0,095х2+0,006ху-0,004у2 и анализ контурных кривых постоянного уровня (рис. 9) позволяют выделить область концентраций растворов, вкус которых наиболее предпочтителен (оценка более 4,5 балла): сахаринат натрия - от 6 до 8 мг/100 мл и цикламат натрия от 43,0 до 54,0 мг. Данные интервалы существенно отличаются от результатов первого эксперимента (рис. 8) Вероятно, это объясняется предпочтениями дегустаторов в сторону более сладкого вкуса.

В результате предложен состав подсластителя (сахаринат натрия 7,0 мг и цикламат натрия 43,0 мг) с улучшенным вкусом.

3. Конструирование таблетированных лекарственных форм, покрытых оболочкой

В методологии конструирования дражированного покрытия лекарственного средства создание физической модели ускоряет работы по его оптимизации, так как эксперименты в производственных условиях являются

32^_чкиаЖЯ .

2 4 6 8 10 12 Сахаринат натрия, мг/100 мл

32 ИШКмйШгтад|' '11 >'111ц1' 1<'<)1 V 1ИИИИЩ1 2 4 6 8 10 12 Сахаринат натрия, мг/100 мл

Рис 8 Органолептическая оценка сладости растворов по пятибалльной шкале от -2 до +2 0 - соответствие сладости 3% раствору сахарозы

Рис 9 Общая органолептическая оценка растворов по пятибалльной шкале от 1 до 5

весьма трудоемкими и дорогостоящими

Э.1. Конструирование состава и технологии дражированного покрытия таблеток нитроксолина

Задача данного раздела работы состояла в конструировании состава окрашенной суспензионной дражированной оболочки

В модельных экспериментах было установлено, что красители тропеолин -О и кислотный красный изменяют цвет в зависимости от кислотно-основных свойств среды, реагирует с солями жесткости и вспомогательными веществами, в частности, с поливинилпирролидоном

Было предложено заменить перечисленные красители на хинолиновый желтый и кармуазин В связи с тем, что все известные красители поливалентны, т е имеют оттенки в различных областях цвета, однофакторные эксперименты не имеют смысла Для определения концентрациии красителей, обеспечивающих оранжевый цвет оболочки (253^<255, 100<G<l 12, 0<В<27), был реализован модельный эксперимент по схеме ОЦКП 23, в котором на фоне неизменных концентраций суспензии для окрашивания таблеток, % сахар -58,2, вода - 28,8, желатин - 0,7, магния карбонат основной - 9,6, аэросил - 0,9, титана двуокись - 1,8 - варьировали концентрации хинолинового желтого и кармуазина. Анализ представленных на рис 10 и 11 сечений постоянного уровня позволил опреде- лить пределы концентрации красителей, необходимые для получения оранже-вого цвета оболочки хинолиновый желтый - 1,2-1,3%,

Рис 10 Влияние концентрации красителей на Рис 11 Влияние концентраии красителей на «В»- координату цвета оболочки «О»- координату цвета оболочки

3.2. Усовершенствование состава и технологии покрытия таблеток ацетилфталилцеллюлозой

С целью интенсификации процесса, снижения стоимости готовой продукции и улучшения ее качества проводили эксперименты по оптимизации состава и технологии нанесения АФЦ содержащей оболочки

В опытах варьировали состав ингредиентов раствора пленкообразователя и технологические параметры температуру греющего воздуха, скорость подачи растворов и др.

Установлено, что использование в качестве растворителя ацетона является технологически более оправданным, чем его смеси со спиртом 67/33 (об.) Указанная замена позволила почти в 2 раза увеличить скорость нанесения оболочки, упростить процесс регенерации растворителя из конденсата, улавливаемого в установках замкнутого цикла УЗЦ-25, исключить из состава оболочки краситель (тропеолин 00 или кислотный красный) и благоприятно сказалась на качестве покрытия и однородности окраски.

В результате модельных многофакторных экспериментов предложен состав оболочки, резистентной в среде желудочного сока (табл 6), и технология покрытия, включающая приготовление раствора 2,5-5% АФЦ и 10,5% касторового масла в ацетоне, суспендирование двуокиси титана 0,1-1%, нанесение оболочки путем распыления полученной суспензии на таблетки со скоростью 5-7 л/час на 25 кг таблеток-ядер при температуре 45-55° С.

Таблица 6

Состав пленочного покрытия

Наименование препарата Отношение массы ядра к массе оболочки г/г Состав оболочка, г

АФЦ Двуокись титана Масло касторовое

Таблетки Эритромицина 02/0,20566 0,00466 0,0006 0,0004

«Панкренорм» 0,32/0,345 0,022 0,0025 0,0005

«Алиприл» 0.285Ю 289 0,011 0,002 0002

Испытание биоэквивалентности таблеток эритромицина и «Панкренорм» подтвердило эффективность модификации состава оболочки.

Клинические испытания препарата для лечения атеросклероза «Алиприл», проведенные в трех клиниках г. Москвы, показали снижение индекса атерогенности в результате приема «Алиприла» (ВФС 42-2936-99) на 33% (табл. 7), что находится на уровне наиболее мощных, современных гипохолестеринемических средств - статинов. Если учесть, что стоимость лечения симвастатином в течение 1 года стоит в среднем 604 доллара, а алиприлом около 60 долларов, появляются дополнительные основания для внедрения препарата в медицинскую практику.

Таблица 7

Общие показатели клинических испытаний, таблеток «Алиприл», % к исходному уровню

Пациенты Общий хшесгерин(ОХ) Холестерин ЛШП Холестерин ЛПВП Трилицериды (ОХ- лпвпу ЛПВП

Мужчины -12,9 -16,7 20,4 -35,8 -32,7

Женщины -10,6 -18,6 20,7 -21,7 -32,6

Всего -11,9 -15,5 20,6 -30,6 -33,3

33. Разработка состава и технологии покрытия на основе пленкообразователей «Eudragit®» и «КоШсоаг®».

При проектировании состава пленочного покрытия лекарственного средства желательно знать зависимость влияния вспомогательных веществ на свойства оболочки. Это позволяет значительно ускорить процесс конструирования, так как эксперименты в производственных условиях является весьма трудоемкими и дорогостоящими. В работе предложена методика получения модельных пленок и испытания ее проницаемости, резистентности, пластичности.

В модельных экспериментах было изучено влияние концентрации остаточного растворителя, пластификатора (ПЭГ-4000), талька, титана

двуокиси на пластичность, паропроницаемость, резистентность в среде 0,1 М кислоты хлористоводородной, растворимость в фосфатном буферном растворе рН=6,8. Полученные результаты позволили разработать состав пленочной оболочки таблеток эритромицина на основе пленкообразователя «Eudragit®» L 30 D-55 и L 100-55 (изменение № 3 к ВФС 42-1824-88).

4. Методологические аспекты конструирования гранулированных

лекарственных форм 4.1.Конструирование комплексного противовоспалительного жаропонижающего средства «Пентафлуцин®»

Основным недостатком препарата «Антигриппин» ex tempore является неудовлетворительно малый срок хранения -10 дней.

В составе антигриппина присутствуют три несовместимых компонента: аскорбиновая кислота, ацетилсалициловая кислота, димедрол Данное заключение явилось результатом модельных экспериментов по схеме дробного факторного эксперимента ДФЭ 25*2 , в котором исследовали стабильность смесей лекарственных веществ методом «ускоренного старения».

Полученное уравнение регрессии стабильности смесей при хранении (С, суток): C=16,57-16,88A-34,58B+3,78C+89,54D-14,19E, где А, В, С, D, Е -навески, г: ацетилсалициловой кислоты, аскорбиновой кислоты, кальция глюконата, рутина и димедрола соответственно - показывает, что одновременное присутствие в смеси ацетилсалициловой кислоты, аскорбиновой кислоты, димедрола снижает ее стабильность. Более всего стабильность смеси снижает аскорбиновая кислота (коэффициент регрессии -34,58), ацетилсалициловая кислота (-16,88), димедрол (-14,19). Коэффициент регрессии кальция глюконата оказался незначимым. Неожиданно зарегистрировано влияние рутина, проявляющееся в увеличении стабильности (+89,54). Однако, по нашему мнению, столь высокий положительный коэффициент регрессии никаким образом не связан с повышением

стабильности и, скорее всего, объясняется маскированием зеленым цветом порошка рутина происходящее изменение цвета смеси в желтую область.

Для увеличения стабильности препарата было предложено заменить в его составе ацетилсалициловую кислоту на парацетамол, исключить взаимодействие компонентов путем нанесения оболочки на каждую частичку лекарственных веществ методом раздельного микрогранулирования растворами связующего.

В связи с тем, что в 100 мл горячей воды растворяется около 0,5 г парацетамола, 0,2 г глюконата кальция, более 1 г димедрола и аскорбиновой кислоты, появляется возможность разработки более эффективной лекарственной формы препарата - гранулированного порошка для приготовления раствора (горячее питье). Раствор не содержит кристаллов лекарственных веществ и поэтому при приеме внутрь не раздражает слизистую оболочку желудка, что снижает вероятность осложнений и повышает эффективность лечения.

Одновременно предложено использовать состав в половинной дозировке для создания детский формы препарата. Состав нового лекарственного средства в сравнении с известным представлен в табл.8.

Таблица 8

Состав противовоспали Содержание, г/упаковке тельного жаропонижаю Разработанное средство щего средства Антигриппин

Ацетилсалициловая - 0,5

кислота -

Парацетамол 0,50

Аскорбиновая кислота 0,20 0,20

Димедрол 0,03 0,05

Кальция глюконат 0,20 0,20

Рутин 0,05 0,05

Крахмал картофельный Эссенция ароматическая Сахар 0,014 0,016 3,925

Было предложено вести процесс гранулирования в установке кипящего слоя. Преимуществом технологии является высокая интенсивность сушки, незначительная продолжительность увлажнения и, как следствие, исключение процессов окисления и гидролиза.

Показано, что изменение состава и технологии производства положительно сказалось на стабильности препарата в течение двух лет. В результате медико-биологических испытаний подтверждена эффективность и безопасность лекарственного средства, разработана и утверждена ФСП «Пентафлуцин».

Предложенные в главах настоящей работы принципиальные методологические схемы (рис. 12-15) позволяют в обобщенном варианте подходить к рассмотрению возможности конструирования оригинальных и воспроизведенных лекарственных средств и их внедрению в фармацевтическое производство.

Объекты методологии конструирования лекарственных форм:

Разработка и создание принципиально новых

лекарственных препаратов, особенно для лечения социально-значимых заболеваний

Рис. 12. Объекты методологии

Рачработка и внедрение в производство препаратов дженериков, включая-синтез субстанции и

разработку лекарственных форм

Модификация и оптимизация составов и технологий производства известных препаратов с целью повышения их эффективности, безопасности, экономичности и комфортности

Рис. 13. Критерии методологии

Рис. 14. Принципы методологии

Раздел конструирования

Содержание

Результат выполнения

Определение цели и задач конструирования на основе анализа ситуации на рынке, в том числе в системе лекарственного обеспечения населения России

| 1.Абстрагирование |

Определение конкретных направлений исследований с учетом патентоспособности, экономических, экологических, технических аспектов, деятельности конкурентов Заключение об актуальности НИР

3. Поиск принципиальных

2. Разработка функциональной схемы Обзор литературы, патентный поиск по разделам состав, технология, НТД Обзор литературы

Фор мударование цели НИР, объектов исследований, критериев оптимальности, методов аналитического контроля План НИР

Определение цели и метода моделирования, анализа моделей, планирования экспериментов

Постановка экспериментов

Компьютерное моделирование

Отчего НИР

Проверка адекватности а работоспособности модели. Оптимизация

Опытно-промышленные испытания

Получение принципиальных решений

4. Принятие Сравнение вариантов по критериям эффективность, I ОПР.НД

решений безопасность, надежность, экономичность. I

экологичность 1

Рис. 15 Разделы конструирования.

5. Выводы

1. Предложены и обоснованы методологические аспекты конструирования оптимизированных технологий и составов воспроизводимых и оригинальных лекарственных средств. На основе анализа проблем конструирования биосинтеза двух субстанций и технологии - одиннадцати готовых лекарственных форм и анализа данных литературы были выделены: объекты, критерии, принципы и разделы методологии оптимизации технологий и конструирования лекарственных форм

2. Проведены подробные теоретические и экспериментальные исследования по созданию оптимизированной технологии биосинтеза каротина Методами факторного эксперимента получено доказательство взаимосвязи липидного, углеводного и азотного обмена веществ гриба-продуцента бета-каротина, исследован синергизм в отношении стимуляторов каротинообразования. Оптимизированная питательная среда, состав стимуляторов и технологические режимы ферментации позволяют увеличить съем каротина с единицы объема культуральной жидкости на 60%. Изучены критерии экстракции и перекристаллизации с целью получения кристаллического каротина фармакопейного качества Обоснован выбор технологии и состава препаратов микробиологического каротина, обеспечивающие оптимальную биодоступность и стабильность при хранении.

3. Проведены комплексные биохимические и технологические исследования по разработке метода биосинтеза субстанции ликопина, разработана технология его очистки. Разработан и внедрен в производство способ получения субстанции ликопина Предложен и аргументирован состав лекарственной формы, стабильной при переработке и хранении; проведены биофармацевтические исследования

4. Исследовано влияние вспомогательных веществ на распадаемость и стабильность таблеток нитроглицерина Установлено, что соотношение крахмал/лактоза от 0,5:100 до 10:100, концентрация ПВП- 0,5% и ПЭГ- 0,5%,

стеарата кальция - 0,7% позволяет получать таблетки, методом прессования распадающиеся за 30-60 секунд при прочности на раздавливание более 1,0 кг, стабильные при хранении в условиях часто открываемой упаковки

5 Методами физического и химического моделирования исследовано влияние вспомогательных веществ на стабильность дротаверина гидрохлорида Предложен состав наполнителя для получения таблеток дротаверина гидрохлорида методом прямого прессования, крахмал - 30-40%, лактоза - 6070 %, ПВП -1-5%, кальция стеарат -1 %, хинолиновый желтый -0,05-0,07%.

6 Построена модель влияния фармацевтического наполнителя на качественные характеристики таблеток, содержащих легкоплавкие субстанции (бромкамфора рацемическая) Предложена оригинальная методика грануляции раствором стеариновой кислоты

7. Исследована эффективность методологии математического моделирования при конструировании лекарственных форм микронизированных порошков лекарственных растений Показано, что эффективность препаратов чаги и родиолы розовой обусловлена одновременным действием двух факторов: энтеросорбцией токсинов из системы ЖКТ и усилением репаративных механизмов иммунитета, кроветворения хромогенным комплексом чаги и салидрозидом родиолы розовой

8 Изучена эффективность числового моделирования вкуса на примере конструирования состава таблетированного сахарина Установлено, что результат балльной оценки вкуса репрезентативной группы добровольцев позволяет ввести полученные данные в компьютер для математической обработки программными средствами.

9 Исследована возможность моделирования процесса окраски оболочки таблеток нитроксолина. Установлено, что применение модели в сочетании с измерением координат цвета персональным компьютером позволяет вести оптимизацию колористических свойств оболочки, в том числе смешанных цветов, например, оранжевого

10. Разработан экспресс-метод моделирования характеристик пленочной оболочки таблеток в зависимости от концентрации вспомогательных веществ и технологии получения. Установлено, что исследование свойств модельных образцов позволяет выявить наиболее значимые зависимости в ряду состав -свойства и ускорить проектирование составов и технологии пленочного покрытия. Предложен оптимальный состав оболочки на основе пленкообразователей: АФЦ, ойдрагита, колликута.

11. Исследована эффективность дробного факторного эксперимента при анализе совместимости лекарственных веществ. Установлено, что данная методология позволяет количественно оценить происходящие реакции взаимодействия. Результат моделирования использован при конструировании противовоспалительного жаропонижающего средства «Пентафлуцин» и технологии раздельной грануляции во взвешенном слое.

БИБЛИОТЕКА СПетербург ОЭ 300 и»

РОС НАЦИОНАЛЬ

I

<*л

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Патент 2102416 РФ, МПК 6 С09В61/00 Способ получения ликопина / Ивакин А.Ф., Феофилова Е.П., Киселева АИ, Панова НА., Зырянов В.В., Гаврилов АС., Терешина В.М. (РФ) - 8 с.

2. Патент 2112808 РФ, МПК 6 С12Р23/00 Способ получения кристаллического каротина / Гаврилов АС., Ивакин А.Ф., Медведева В.И., Панова Н.А:, Зьфянов В.В.(РФ)-10с.

3. Патент РФ 2126806 МПК 6 С12Р23/00 Способ получения кристаллического ликопина / Гаврилов А С, Ивакин А.Ф., Медведева В.И., Панова Н.А, Зырянов В.В.(РФ)-8с.

4. Патент РФ 2129001 МПК 6 А61К35/64 Средство для лечения атеросклероза "Алиприл" /Лисицын А.Б., Илюхина Р.В, Минасян Л.А., Люблинская Л.А, Гаврилов АС., Исаева ИВ. (РФ) - 6 с.

5. Патент 2137471 РФ МПК 6 А61К31/О5 Масляно-поливитаминньш препарат / Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф., Зырянов В.В. (РФ) - 7 с.

6. Патент 2145878 РФ МПК 6 А61К47/36 Антиангинальное лекарственное средство и способ его получения / Гаврилов АС, Виноходова Е.В., Буткарева Л.И. (РФ) - 11с.

7. Патент 2112777 РФ МПК 6 С12Р23/00 Ликопинсодержащий препарат / Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф. (РФ) - 3 с.

8. Патент 2195932 РФ МПК 7 А 61К 31/21 Способ получения антиангинального лекарственного средства / Гаврилов А.С. (РФ) - 7 с.

9. Патент 2173555 РФ МПК 7 А 61К 31/616 Способ получения противовоспалительного жаропонижающего лекарственного средства / Гаврилов А.С., Виноходва Е.В., Засорин Г.И. (РФ) - 7 с.

10. Заявка на получение патента РФ 2002 126935 МПК 7 А 61К 31/616 Способ получения антимикробного лекарственного средства / Гаврилов А.С., Конева

Л.А., Абросимова Л. А., Луканин А.Ю, Харин В.И., Катцин С.Е., Петров А.Ю. Решение о выдаче от 12.12.03.

11. Заявка на получение патента РФ 2002 126936/15 МПК 7 А 61К 31/616 Подслащивающее средство / Гаврилов А. С., Тренихин ГА. Решение о выдаче от 19.01.04.

12. Заявка на получение патента РФ 2003 111422/15 МПК 7 А 61К 31/472 Способ получения спазмолитического лекарственного срдества / Гаврилов А. С, Гусельникова Е.В., Петров А.Ю., Харитонов В.Г., Петров П.П. Решение о выдаче от 07.04.04.

13. Гаврилов А.С, Илюхина Р.В., Исаева И.В., Люблинская Я А. Препарат для лечения атеросклероза «Алиприл» // Хим. фарм. ж. - 2001. - Т. 35; № 7. - С. 5356.

14 Гаврилов А.С, Залукина И.В. Сублингвальные таблетки нитроглицерина «Нитрокардин» // Хим. фарм. ж. - 2001: -Т. 35; № 5. - С. 54- 56.

15 Гаврилов А.С., Виноходова Е.В., Залукина И.В. Разработка технологии производства стабильного при хранении комплексного противовоспалительного жаропонижающего средства «Антигрипп» // Хим. фарм. ж. - 2002. - Т. 36; № 3.-48-51.

16. Гаврилов А.С., Залукина ИВ., Петров А.Ю Применение метода математического планирования для задачи оптимизации состава красителей и пигментов в дражированной оболочке таблеток //Хим. фарм. ж. - 2002. - Т. 33; №4.-44-47.

17. Гаврилов А.С., Залукина И.В., Конева Л.А., Бахарев Б.1Ь, Петров АЛО. Экспресс метод оценки цвета таблеток // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 5. -С. 54- 56.

18. Гаврилов А,С., Гусельникова Е.В., Конева Л.А., Бахарев В.П., Петров А.Ю Разработка метода получения и тестирования полимерных пленок с целью оптимизации пленочного покрытия таблеток // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 6.-С. 11-13.

19. Гаврилов А. С, Ивакин А. Ф., Зырянов В. В., Петров А.Ю. Масляно-поливитаминный препарат // Хим. фарм. ж. - 2002. - Т. 36; № 9. - С. 52- 54.

20. Гаврилов А.С., Щеголев А.А., Гусельникова Е.В., Ларионов Л.П., Бреднева Н.Д. Адаптагенное действие препарата чаги // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 2.-С. 54-56.

21. Гаврилов А.С., Конева Л. А., Петров А.Ю. Оптимизация способа получения таблеток бромкамфоры рацемической // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 9. - С. 52- 54.

22. Гаврилов А. С., Щеголев А. А., Ларионов Л. П. Новые лечебно-профилактические препараты родиолы розовой // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; №12.-С. 18-22.

23. Гаврилов А. С, Гусельникова Е. В., Петров А. Ю. Технология получения таблеток активированного угля//Хим. фарм. ж. - 2004. - Т. 38; № 1. - С. 58- 60.

24. Гаврилов АС. Сублингвальные таблетки нитроглицерина «Нитрокардин» // Человек и лекарство: Тез. докл Рос. нац. конгресса (7; 2-6 апр.; 2001; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2001. - С. 688.

25. Гаврилов А.С., Илюхина Р.В., Исаева И.В., Люблинская Л.А. Новый гиполипидемический препарат «Алиприл» // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (7; 2-6 апр.; 2001; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2001.-С. 194.

26. Ивакин А.Ф., Гаврилов А.С. Таблетки "Холензим» растворимые в кишечнике //Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 171.

27. Ивакин А.Ф., Гаврилов А.С. Суспензия кристаллического ликопина и БАД на его основе // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 171.

28. Виноходова Е.В, Гаврилов А. С. Противовоспалительное жаропонижающее средство // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 594.

29. Виноходова Е.В., Гаврилов А.С. Драже прополиса // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 595.

30. Гаврилов А.С., Виноходова Е.В. Усовершенствование состава и технологии покрытия таблеток ацетилфталшщеллюлозой // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002.-С.597.

31. Гаврилов А.С., Фардеева Г.Г. Разработка состава и технологии покрытия таблеток оболочкой из водных растворов, резистентной к действию желудочного сока // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.:ТЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 597.

32. Фардеева Г.Г, Гаврилов А.С. Оптимизированный способ производства панкреатина // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 712.

33. Фардеева Г.Г, Гаврилов А.С. Таблетки "Панкренорм" // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 712.

34. Гаврилов А.С., Конева Л.А. Метод грануляции раствором стеариновой кислоты // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 300.

35. Гаврилов А.С., Гуселъникова Е.В. Метод грануляции порошком связующего // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 301.

36. Гусельнихова Е.В., Гаврилов А.С. Метод грануляции лабильных субстанций // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). - М:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 302.

37. Гусельникова Е.В., Гаврилов А.С., Тренихин ГА Диабетическое питание -сахарозаменитель «Сдадис» // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац.

конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). - М:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 303

38. Гаврилов А.С., Виноходова ЕВ., Петров А.Ю. «Нитрокардин» - таблетки нитроглицерина сублингвальные // Актуальные проблемы фармацевтической науки и образования: итоги и перспективы: Тез. докл. Мат.межвузовск. научн.-практ. конф. (2000; Пермь). -Пермь: Изд. Пермской ГФА, 2000. - С. 146.

39. Гаврилов А.С., Виноходова Е.В., Петров А.Ю. Разработка состава и технологии покрытия таблеток оболочкой, резистентной к действию желудочного сока, из водных растворов // Актуальные проблемы фармацевтической науки и образования: итоги и перспективы: Тез. докл. Мат.межвузовск. научн.- практ. конф. (2000; Пермь), — Пермь: Изд. Пермской ГФА, 2000. -С. 149.

40. Залукина И.В., Гаврилов АС, Петров А.Ю. Преимущество суспензионного метода окраски таблеток // Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов: Мат. научно- практ. конф. (27 июня 2002: Новокузнецк). -Новокузнецк: Изд. НПУ, 2002. - С 199.

41. Гусельникова Е.В., Гаврилов А.С., Петров А.Ю. Изучение механо-химических свойств пленочной оболочки Kollicoat MAE-100-P таблеток // Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов: Мат. научно-практ. конф. (27 июня 2002: Новокузнецк). - Новокузнецк: Изд. НПУ, 2002. - С 197.

42. Гаврилов А.С., Гусельникова Е.В., Петров А.Ю. Применение офисного сканера в задаче стандартизации цвета таблеток // Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов: Мат. научно- практ. конф. (27 июня 2002: Новокузнецк). - Новокузнецк: Изд. НПУ, 2002. - С. 153.

43. Гаврилов А.С., Щеголев А.А., Бреднева Н.Д., Ларионов Л.П., Петров А.Ю. Адаптивное действие препарата чаги на модели радиационного облучения // Структурно-функциональные взаимодействия при компенсации нарушенных

функций: Мат. научно- практ. конф. ( 20 июля 2001: Ессентуки). - Ессентуки: Центр информатики и информации ЮНЕСКО, 2001. - С. 167-174.

44. Гаврилов А.С., Щеголев А.А., Бреднева Н.Д., Ларионов Л.П., Петров А.Ю. Перспектива создания и применения препарата родиолы розовой при облучении // Структурно-функциональные взаимодействия при компенсации нарушенных функций: Мат. научно- практ. конф. (20 июля 2001: Ессентуки). -Ессентуки: Центр информатики и информации ЮНЕСКО, 2001. - С. 174-184.

45. Гаврилов А.С., Илюхина Р.В., Исаева И.В., Петров А.Ю. Разработка состава и технологии производства гипохолестеринемического средства // Структурно-функциональные взаимодействия при компенсации нарушенных функций: Мат. научно- практ. конф. ( 20 июля 2001: Ессентуки). - Ессентуки: Центр информатики и информации ЮНЕСКО, 2001. - С. 185-197.

46. Гаврилов А.С. О перспективах отечественной фармацевтической промышленности и некоторых предложениях по ее развитию // Активная государственная инновационная политика — основа возрождения России: Мат. второй окружной конф. (2; 31 окт.-1 нояб. 2002 г). - Екатеринбург: Изд. УГТУ, 2002. -С. 252

47. Феофилова Е.П., Киселева А.И., Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф. Способ получения ликопинсодержащей биомассы // Биотехнология: Тез. докл. междунар. конгресса (20-23 ноябр.; 2002; Москва). - М.:Медицина, 2002.- С 247.

48. Гаврилов А.С., Матушкина С.А., Петров А.Ю. Способ экстракции ликопина из биомассы Б1аке$1еа Шврога // Биотехнология: Тез. докл. междунар. конгресса (20-23 ноябр.; 2002; Москва). -М.:Медицина, 2002.- С. 248.

»13386

Актуальность работы

Производство лекарственных препаратов - одно из главных составляющих лекарственного обеспечения населения РФ. В соответствии с концепцией национальной безопасности, изложенной в указе Президента РФ № 24 от 10.01.2000, в области охраны и укрепления здоровья граждан необходимо осуществление государственного протекционизма в отечественной медицинской и фармацевтической промышленности.

Политические преобразования, изменения на экономической карте мира, глобальные геофизические и экологические процессы, значительные социально - экономические флуктуации и, наконец, общая тенденция роста затрат на здравоохранение требуют современных эффективных подходов в области создания новых и воспроизводства известных лекарственных средств.

Индустрия лекарств, претендующая на роль одной из наиболее динамичных и космополитичных в ряду других отраслей промышленности, сообразует свое движение с набором концептуальных стратегий, определяющих направления развития и методологию подхода к решению возникающих проблем.

Не затрагивая экономических аспектов, можно с определенностью констатировать, что спектр многообразных комбинаций рыночного поведения фармацевтических производителей связан с двумя видами деятельности: с одной стороны - со стратегией инноваций, зависящей от решения фундаментальных научных проблем и последующего их воплощения в виде принципиально новых лекарственных препаратов, технологий и способов их применения (готовых лекарственных форм), а с другой стороны - с решением сиюминутных финансовых проблем с помощью массированного производства препаратов уже известных лекарственных средств (дженериков).

Составной частью второго вида деятельности является совершенствование состава и технологии производства известных лекарственных средств с целью оптимизации их биофармацевтических факторов: эффективности, безопасности, комфортности, стабильности и др.

Продвижение на рынок оригинального лекарственного средства представляет компании возможность формирования цены без учета деятельности конкурентов и, следовательно, иметь определенные экономические преимущества. Однако постоянно возрастающие требования контрольно-разрешительной системы МЗ РФ, рост стоимости рекламы, увеличение расходов на НИОКР принуждают фармацевтические компании пересматривать политику, проводимую в отношении ассортимента продукции, осваивать производство известных препаратов непатентованных наименований (дженериков).

С другой стороны, высокая конкуренция в отечественной фармацевтической промышленности, государственное регулирование цен на медикаменты не позволяют заводам-изготовителям в должной степени компенсировать инфляционное сокращение оборотных средств. Поэтому фармацевтические компании сталкиваются с проблемами и необходимостью поддержания портфеля оригинальных средств. При этом в новой рыночной стратегии на передний план выдвигаются вопросы эффективности, безопасности и экономичности выпускаемых лекарственных средств.

Проблема соотношения на рынке дженериков и оригинальных препаратов не относится к сугубо рыночным. Эпидемиологическая обстановка последних лет характеризуется возвратом побежденных болезней: туберкулеза, лихорадки, холеры. Появляются новые заболевания, например, атипичная пневмония. Это заставляет рассматривать процесс вытеснения оригинальных продуктов, как оголение передовой линии фронта борьбы с болезнями. Кроме того, существуют серьезные опасения ученых, связанные с фактами потери эффективности постоянно применяемых препаратов при лечении традиционных заболеваний.

Таким образом, сложившаяся макроэкономическая ситуация на фармацевтическом рынке России ставит перед производителями и перед исследователями следующие задачи:

- разработка и создание принципиально новых лекарственных препаратов, особенно для лечения социально - значимых заболеваний;

- разработка и внедрение в производство препаратов дженериков, включая синтез субстанции и разработку лекарственных форм;

- модификация и оптимизация составов и технологий производства известных препаратов с целью повышения их эффективности, безопасности, экономичности и комфортности.

Необходимым и достаточным условием реализации поставленных задач является оптимизация методологии процесса создания лекарственного препарата от стадии проведения исследований по разработке технологии синтеза субстанции и лекарственной формы до внедрения их в производство.

Цель и задачи исследований

Целью настоящей работы является разработка методологических аспектов конструирования, применение которых позволяет в кратчайшие сроки и с минимальными затратами осуществлять разработку и внедрение лекарственных средств. Указанная цель достигается за счет обобщения конценпций конструирования, выявления общих аспектов и оценки их эффективности в различных областях фармацевтической промышленности: биосинтезе двух субстанций, конструировании состава двенадцати лекарственных форм, технологии их производства.

Разработка методологических аспектов конструирования осуществлена при решении следующих практических задач:

- провести анализ и обобщение данных литературы о методологии конструирования в различных областях промышленности, выделить аспекты, отвечающие требованиям технологии лекарств. На основе обобщения теоретического материала разработать методологические аспекты конструирования биосинтеза субстанций и готовых лекарственных форм;

- разработать оптимизированную технологию биосинтеза каротина и ликопина, технологический процесс выделения и очистки каротиноидов, а также состав готовых лекарственных форм каротинсодержащих препаратов. Использовать полученные данные для разработки основных положений методологии конструирования биосинтеза субстанций лекарственных веществ;

- иллюстрировать применение предложенной методологии конструирования и системного подхода в области разработки составов и оптимизации технологий получения и организации производства таблетированных лекарственных препаратов нитроглицерина. Разработать состав и технологию получения таблеток, соответствующих требованиям ГФ XI по всем показателям, стабильных при хранении в открытой упаковке;

- изучить эффективность применения системного подхода, в части последовательного моделирования процесса, построения математической модели, ее анализа при решении конкретной задачи фармацевтической технологии. Разработать состав и технологию получения таблеток дротаверина гидрохлорида, стабильных при переработке и хранении;

- оценить преимущество предварительного построения физической модели влияния вспомогательных веществ в методологии конструирования состава таблеток, содержащих легкоплавкие субстанции. Разработать состав и технологию введения лубрикантов в производстве таблеток бромкамфоры рацемической;

- определить эффективность методов ОЦКП в методологии конструирования состава таблетированных форм микронизированных порошков лекарственных растений. Разработать эффективные и удобные для потребителя новые лекарственные формы чаги и родиолы розовой, изучить их влияние на ремиссию иммунных и кроветворных систем организма после облучения. Оценить эффективность предложенной методологии;

- оценить пригодность математического моделирования вкуса в методологии конструирования пищевых добавок. На основе предложенной методологии разработать состав таблеток сахарина, отличающихся улучшенными органолептическими свойствами и фармакологической безопасностью;

- разработать методологию конструирования дражированного покрытия таблеток, состоящую в первоначальном моделировании процесса с построением математической модели, а затем - в решении конкретной задачи на основе ее анализа программными средствами ПК. Оценить преимущества разработанных методологических аспектов в условиях реального производства таблеток нитроксолина, покрытых оболочкой;

- используя разработанную методологию, а также преимущества модельных экспериментов, оптимизировать состав пленочной оболочки для повышения устойчивости производства и снижения стоимости таблеток эритромицина, «Панкренорм», «Алиприл». Разработать состав, технологию производства, НТД, провести клинические испытания. С применением разработанной методологии и особенно методов моделирования и сопоставления системных альтернатив заменить технологически сложный и дорогостоящий процесс покрытия таблеток эритромицина раствором АФЦ в ацетоне на раствор «Euclragit®»;

- иллюстрировать преимущества разработанной методологии при модификации состава противовоспалительного жаропонижающего средства «Антигриппин» для получения стабильного в течение 2-х лет препарата. Разработать состав, технологию производства, ФСП «Пентафлуцин».

В процессе проведения комплексных исследований в области конструирования технологии биосинтеза двух субстанций, шести лекарственных препаратов, изучения и моделирования технологических, биофармацевтических, фармакологических и фармакокинетических свойств выбранных моделей предпринята попытка разработать общие методологические подходы для создания новых и модификации известных лекарственных форм.

Представленные в работе примеры позволяют выделить три источника усешного конструирования:

- обеспечение проекта необходимым финансированием;

- оптимизация опыта и интересов команды разработчиков и руководителя проекта; объединение усилий организаций-разработчиков и изготовителей лекарственных средств на стадиях конструирования, опытно-промышленных испытаний и внедрения лекарственной продукции, и три составные части успешного конструирования в фармацевтической отрасли:

- применение системного подхода к конструированию в целом;

- проведение научно-обоснованного поиска принципиальных решений с применением современных информационных технологий;

- моделирования физических и химических процессов для выявления и оптимизации наиболее значимых зависимостей состав - свойства, в том числе современными методами планирования и обработки результатов эксперимента программными средствами персонального компьютера.

В настоящей работе продемонстрировано преимущество моделирования процессов, в том числе построением математических моделей с помощью персонального компьютера в основных областях фармацевтической отрасли. Особое внимание уделено построению физических моделей для ускорения выявления значимых факторов и оптимизации исследований. В частности разработаны оригинальные методы моделирования:

- оценки совместимости лекарственных веществ при разработке препарата «Пентафлуцин» (Антигриппин);

- анализа совместимости лекарственных и вспомогательных веществ при оптимизации состава таблеток дротаверина гидрохлорида;

- сравнения устойчивости летучих лекарственных веществ в условиях открытой упаковки при разработке сублингвальных таблеток нитроглицерина;

- определения цвета таблеток программными средствами персонального компьютера при оптимизации состава красителей оболочки таблеток нитроксолина и разработке технологии таблетирования дротаверина гидрохлорида;

- получения модельных пленок при разработке состава оболочки таблеток Панкреатина, Эритромицина, Холензим, Алиприл.

В настоящей работе продемонстрирована эффективность методологии обработки данных экспериментов программными средствами модуля Industrial statistic (Experimental Design) компании Statsoft (США) в основных разделах фармацевтической отрасли.

Научная новизна работы

Проведены подробные теоретические и экспериментальные исследования по созданию оптимизированной технологии биосинтеза каротина. Экспериментально доказано взаимодействие обмена веществ гриба -продуцента с биосинтезом каротина. Исследован синергизм в отношении стимуляторов каротинообразования. На основе теоретических и экспериментальных данных предложена оптимизированная питательная среда, состав стимуляторов и технологические режимы ферментации сверхсинтеза каротина (более 4% от массы сухих веществ биомассы). Впервые разработан способ получения кристаллического каротина (Патент № 2112808 РФ). Внедрен в медицинскую практику масляно-поливитаминный препарат на его основе (Патент № 2137471 РФ).

Проведено комплексное исследование механизма циклизации иононового кольца бета-каротина. На основе полученных результатов разработан и впервые в мире внедрен крупнотоннажный промышленный способ получения ликопина микробиологическим синтезом (Патент № 2102416 РФ), технология его экстракции, кристаллизации и очистки (Патент № 2126806 РФ) и стабильный при хранении и переработке препарат (Патент № 2112777 РФ).

Исследована взрывобезопасность смеси нитроглицерин - глюкоза. Установлено, что при концентрации нитроглицерина менее 12% смесь становится взрывобезопасной. Предложена основа для получения сублингвальных таблеток нитроглицерина прессованием пуансонами роторного таблеточного пресса (Патент № 2145878 РФ), и разработан состав вспомогательных веществ, снижающий лабильность нитроглицерина при хранении в условиях открытой упаковки (Патент № 2195932 РФ).

С помощью отсеивающего эксперимента изучен механизм взаимодействия ингредиентов известного препарата «Антигриппин». Установлено, что причиной утраты качества последнего является несовместимость аскорбиновой кислоты с ацетилсалициловой кислотой и димедролом. Предложен состав и технология раздельного микрогранулирования указанных лекарственных веществ. Разработан и внедрен в медицинскую практику способ получения противовоспалительного жаропонижающего средства (Патент № 2173555 РФ), стабильного при хранении в течение двух лет.

Исследован механизм грануляции легкоплавких субстанций. Установлено, что однородность распределения лубрикантов на поверхности частиц определяет устойчивость прессования и качество получаемых таблеток. Предложен способ получения таблеток бромкамфоры рацемической (Приоритетная справка № 2002103806).

Исследована эффективность математического моделирования влияния вспомогательных веществ на свойства таблетированных порошков лекарственных растений. Установлено, что метод позволяет провести комплексную оценку исследуемых факторов и, в конечном счете, ускорить конструирование состава и технологии производства лекарственных форм.

Получено экспериментальное подтверждение специфической активности и безопасности разработанных препаратов. Эффективность препаратов чаги и родиолы розовой обусловлена одновременным действием двух факторов: энтеросоросорбцией токсинов из системы ЖКТ и кровотока порошком микронизированной чаги и усилением репаративных механизмов иммунитета и кроветворения хромогенным комплексом чаги и салидрозидом родиолы розовой.

Исследована возможность моделирования окраски оболочки таблеток в сочетании с измерением координат цвета программными средствами персонального компьютера. Разработан и внедрен в производство способ суспензионной окраски таблеток (Приоритетная справка № 2002126935).

Разработана методика получения модельных пленочных оболочек. Исследовано влияние вспомогательных веществ на свойства модельных пленок. Предложены оптимальные составы пленочных оболочек на основе пленкообразователей: АФЦ, ойдрагит, колликут. Разработаны и внедрены в медицинскую практику: оптимизированный состав покрытия таблеток эритромицина, ферментное средство «Панкренорм» и препарат для лечения атеросклероза «Алиприл» (Патент № 2129001 РФ).

Методами химического и математического моделирования исследовано влияние вспомогательных веществ на стабильность дротаверина гидрохлорида. Для предотвращения утраты качества таблетированной лекарственной формы предложено ввести в состав таблеточной массы кислоту (Приоритетная справка № 2002126934) или исключить из состава технологических операций стадию увлажнения (Приоритетная справка № 2002126938).

В процессе проведения комплексных исследований в области конструирования технологии биосинтеза субстанций и готовых лекарственных форм препаратов, изучения и моделирования технологических, биофармацевтических, фармакологических и фармакокинетических свойств выбранных моделей предпринята попытка разработать общие методологические подходы для создания новых и модификации известных лекарственных форм.

Разработанная методология конструирования лекарств отличается использованием:

- системного подхода, одновременно учитывающего влияние нескольких факторов на поведение процесса;

- моделирования физических и химических процессов для выявления и оптимизации наиболее значимых зависимостей состав - свойства;

- современных методов планирования и обработки результатов эксперимента программными средствами персонального компьютера.

В настоящей работе продемонстрировано преимущество моделирования процессов, в том числе построением математических моделей с помощью персонального компьютера, в основных областях фармацевтической отрасли. Особое внимание уделено построению физических моделей для ускорения выявления значимых факторов и оптимизации исследований. В частности, разработаны оригинальные методы моделирования:

- оценки совместимости лекарственных веществ при разработке препарата «Пентафлуцин» (Антигриппин);

- анализа совместимости лекарственных и вспомогательных веществ при оптимизации состава таблеток дротаверина гидрохлорида;

- сравнения устойчивости летучих лекарственных веществ в условиях открытой упаковки при разработке сублингвальных таблеток нитроглицерина;

- определения цвета таблеток программными средствами персонального компьютера при оптимизации состава красителей оболочки таблеток нитроксолина и разработке технологии таблетирования дротаверина гидрохлорида;

- получения модельных пленок при разработке состава оболочки таблеток панкреатина, эритромицина, «Холензим», «Алиприл».

В настоящей работе продемонстрирована эффективность методологии обработки данных экспериментов программными средствами модуля Industrial statistic (Experimental Design) компании Statsoft (США) в основных разделах фармацевтической отрасли.

Практическая значимость и внедрение результатов работы

Разработаны и внедрены в медицинскую практику лекарственные препараты:

- ангиангинальное лекарственное средство «Нитрокардин» - таблетки нитроглицерина 0,0005 г для сублингвального применения (ОАО «Медисорб», г. Пермь); противовоспалительное жаропонижающее лекарственное средство «Пентафлуцин» (ОАО «Уралбиофарм», г.Екатеринбург);

- ферментное средство «Панкренорм» - таблетки панкреатина 0,2 г, растворимые в кишечнике (ОАО «Уралбиофарм).

Разработаны и внедрены в медицинскую практику модифицированные составы известных лекарственных средств:

- таблетки эритромицина 0,1 и 0,25 г, растворимые в кишечнике (ОАО «Уралбиофарм», ОАО «Ирбитский ХФЗ», КПХФО «Татхимфармпрепараты», ОАО «Феррейн»);

- таблетки бромкамфоры рацемической 0,25 г (ОАО «ИХФЗ»);

- средство поливитаминное «Аекол» (ОАО «Уралбиофарм»),

Внедрены оптимизированные технологии производства:

- бета-каротина и препаратов на его основе: бета-каротина кристаллического, суспензии каротина микробиологического 30% в масле, красителя каротинового пищевого (ОАО «Уралбиофарм»);

- ликопина и препаратов на его основе: кристаллического ликошша, суспензии ликопина кристаллического в масле 10% (ОАО «Уралбиофарм»);

- таблеток нитроксолина 0,05 г, покрытых оболочкой (ОАО «Ирбитский ХФЗ»);

- таблеток дротаверина гидрохлорида (ОАО Ирбитский ХФЗ);

Разработан и внедрен в качестве лечебно-профилактического питания подсластитель пищевой «Сладис» (ООО «Арком»).

Составлены восемь опытно - промышленных, два промышленных регламента на производство субстанций и готовых таблетированных лекарственных форм. Разработано и утверждено четыре временные фармакопейные статьи и фармакопейные статьи предприятия, два технических условия.

За период с 1999 по 2002 год предприятиями ООО «Арком», ОАО «Уралбиофарм», ОАО «Ирбитский ХФЗ» по разработанной технологии выпущено продукции на: 0,50, 0,68 и 6,46 миллионов долларов (1доллар =30 руб.) соответственно (акты о внедрении №1 от 15.05.03, №2 от 22.05.03 и № 977/1 от 2.04.03 прилагаются).

Конкретное участие автора в получении научных результатов

Основная часть исследований проведена лично автором, отдельные разделы - при консультации и участии д.т.н. И.М. Грачевой, д.ф.н. Л.К. Граковской, д.м.н. Л.П. Ларионова, д.ф.н. A.IO. Петрова, к.т.н. Р.В. Илюхиной. Настоящая работа проводилась с 1985 по 1997 гг. в центральной заводской лаборатории Свердловского завода медпрепаратов (ОАО «Уралбиофарм»), с 1998 по 2002 г.- в ФГУП «Уральский НИИ технологии медпрепаратов».

Эффективность и безопасность препаратов микробиологического каротина и ликопина подтверждена медико-биологическими испытаниями в ВОНЦ РАМН под руководством проф. А.В. Сергеева и ст.н.с. М.Я. Шашкиной.

Отдельная программа токсикологических исследований препарата микробиологического ликопина проводилась в ИПиТ РАМН под руководством проф. Спиричева В.Б. Испытание биоэквивалентности модифицированного состава таблеток эритромицина проводились под руководством проф. И.П. Фоминой (ГНЦА РАМН).

Клинические испытания препарата «Алиприл» проводились в трех клиниках г. Москвы под руководством заведующего кафедрой внутренних болезней ММА им. Сеченова проф. А.В. Сумарокова.

Медико — биологические испытания эффективности и безопасности таблетированных порошков чаги и родиолы розовой проводились под руководством зав. кафедрой фармакологии УрГМА, проф. Л.П. Ларионова и зав. кафедрой фармакологии Пермской ГФА, проф. В.В. Юшкова.

Медико - биологические испытания препарата «Нитрокардин» и «Пентафлуцин» проводились под руководством зав. кафедрой фармакологии УрГМА, проф. Л.П. Ларионова, зав. кафедрой внутренних болезней УрГМА, проф. П.А.Сарапульцева. Испытания безопасности сахарозаменителя «Сладис» проводились под руководством проф. ИПит РАМН М.Г. Гаппарова.

Испытание взрывоопасных свойств смеси нитроглицерина с глюкозой проводились в лаборатории «Взрывобезопасность» ФЦЦТ «Союз» г. Дзержинска Московской области под руководством проф. Г.А.Нишпала.

Опытно-промышленные и промышленные эксперименты проводились на базе ОАО «Уралбиофарм» (Екатеринбург), ОАО «Медисорб» (Пермь), ОАО «Ирбитский химико-фармацевтический завод», ОАО «Тюменский химико-фармацевтический завод, ОАО «1CN Полифарм» (Челябинск), ООО «Арком» (Екатеринбург).

Апробация работы. Публикации

Основные результаты диссертационной работы были доложены на региональных, межвузовских и международных конференциях в гг. Пермь (2000), Ессентуки (2001), Новокузнецк (2002), Екатеринбург (2002), на региональном совещании руководителей химико-фармацевтической промышленности УрФО (Екатеринбург, 2003).

Основные положения диссертационной работы изложены в одиннадцати патентах РФ и шести заявках на получение патентов РФ, десяти научных статьях в «Химико-фармацевтическом журнале» (еще семь работ включены в план публикаций ХФЖ в 2003 г), 17 публикациях международных конгрессов «Человек и Лекарство» и «Биотехнология», трех тезисах межвузовской конференции, семи публикациях сборников региональных научно-практических конференций.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ОАО «Уралбиофарм», ОАО «Ирбитский ХФЗ», программой развития химико-фармацевтической промышленности Свердловской области, планом НИР Уральского НИИ технологии медицинских препаратов.

12. Выводы

1. Проведены подробные теоретические и экспериментальные исследования по созданию оптимизированной технологии биосинтеза каротина. Методами факторного эксперимента получено доказательство взаимосвязи липидного, углеводного и азотного обмена веществ гриба-продуцента бета-каротина. Методами математического планирования эксперимента исследован синергизм в отношении стимуляторов каротинообразования. Предложены оптимизированная питательная среда, состав стимуляторов и технологические режимы ферментации, позволяющие увеличить съем каротина с единицы объема культуральной жидкости на 60%. Показано, что анализ математических моделей средствами персонального компьютера позволяет составить обобщенную характеристику процесса и ускоряет конструирование условий биосинтеза в целом.

2. Разработан технологический процесс экстракции и перекристаллизации с целью получения кристаллического каротина фармакопейного достоинства. Методом сравнения системных альтернатив обоснован выбор технологии и состава препаратов микробиологического каротина оптимальной биодоступности и стабильности качества при хранении. Проведены комплексные исследования специфической активности и биологической безвредности препарата. Разработана и утверждена ВФС 42-3887-99 «Бета-каротин».

3. С помощью системного подхода к методологии биосинтеза каротиноидов обосновано направление развития биосинтеза каротиноидов. Проведены комплексные биохимические и технологические исследования по разработке метода биосинтеза субстанции ликопина, разработана технология его очистки. Разработан и внедрен в производство способ получения субстанции ликопина. Предложен и аргументирован состав лекарственной формы, стабильной при переработке и хранении; проведены биофармацевтические исследования. Разработана и утверждена НД на субстанцию ликопина.

4. Проведено комплексное исследование влияния вспомогательных веществ на скорость распадаемости и устойчивость при хранении таблеток нитроглицерина. Моделированием процесса испарения нитроглицерина в открытой упаковке установлено, что соотношение крахмал/лактоза от 0,5:100 до 10:100, концентрация ПВП- 0,5% и ПЭГ- 0,5%, стеарата кальция - 0,7% позволяет получать таблетки, распадающиеся за 30-60 секунд при прочности на раздавливание более 1,0 кг, соответствующие требованиям ГФ XI по всем показателям, стабильные при хранении в условиях открытой или часто открываемой упаковки.

Определено, что методология конструирования препарата нитроглицерина имеет наибольший объем и максимальную плотность. Разработана и внедрена технология производства таблеток нитроглицерина 0,0005г с использованием стандартного промышленного оборудования. Проведены медико-биологические испытания. Разработана и внедрена в медицинскую практику фармакопейная статья ВФС 42-3107-98 «Таблетки Нитрокардин». Методология согласования заинтересованности заводов-изготовителей субстанции и готовой лекарственной формы позволила внедрить препарат в промышленное производство.

5. Методами физического и химического моделирования исследовано влияние вспомогательных веществ на стабильность дротаверина гидрохлорида. Установлено, что имеет место химическая реакция перехода соли дротаверина в свободное основание, а затем гидролиз в диэтокси - бензойную кислоту. Для предотвращения реакции соль-основание предложено изменить рН таблетки в кислую сторону путем введения в состав таблеточной массы на стадии грануляции лимонной кислоты или исключить из состава технологических операций стадию увлажнения. Предложен наполнитель для получения таблеток дротаверина гидрохлорида методом прямого прессования: крахмал - 30-40%, лактоза - 60- 70 %, ПВП - 1-5%, кальция стеарат -1%, хинолиновый желтый -0,05-0,07%. Установлено, что внедрение технологии прямого прессования благоприятно сказывается на стабильности таблеток дротаверина гидрохлорида при переработке и хранении при повышенной температуре.

6. Методом ОЦКП построена модель влияния системы фармацевтического наполнителя на качественные характеристики таблеток, содержащих легкоплавкие субстанции. Установлено, что присутствие в составе таблеток лактозы и аэросила не оказывает существенного влияния на распадаемость таблеток. Увеличение концентрации крахмала приводит к снижению времени распадаемости. Исследовано влияние лубрикантов на устойчивость прессования таблеток, содержащих бромкамфору рацемическую. Предложена оригинальная методика грануляции раствором стеариновой кислоты, позволяющая получать таблетки необходимого качества при устойчивом таблетировании.

7. Исследована эффективность методологии математического моделирования при конструировании лекарственных форм микронизированных лекарственных растений. Установлено, что применение методов ОЦКП позволяет провести комплексную оценку влияния исследуемых факторов и, в конечном счете, ускорить конструирование состава и технологии производства лекарственных форм, в том числе таблетированных порошков лекарственных растений. Получено экспериментальное подтверждение специфической активности и безопасности разработанных препаратов. Установлено, что эффективность препаратов чаги и родиолы розовой обусловлена одновременным действием двух факторов: энтеросорбцией токсинов из системы ЖКТ и усилением репаративных механизмов иммунитета, кроветворения хромогенным комплексом чаги и салидрозидом родиолы розовой. Разработана и утверждена НД на на таблетированные Б АД чаги и родиолы розовой.

8. Изучена эффективность числового моделирования вкуса на примере конструирования состава таблетированного сахарозаменителя. Установлено, что результат балльной оценки вкуса репрезентативной группы добровольцев позволяет ввести полученные данные в компьютер для математической обработки программными средствами. Проведен анализ математической модели. Установлено, что результат моделирования согласуется с данными литературы по соотношению сладости ингредиентов и наличию CHHeprroJa. Разработаны и утверждены ТУ 9111-001-00480589-01 «Подсластитель пищевсй «Сладис», освоено его промышленное производство.

9. Исследована возможность моделирования окраски оболочки. Установлено, что применение модели в сочетании с измерением координат цвета персональным компьютером позволяет вести оптимизацию колористических: свойств оболочки, в том числе смешанных цветов, например, оранжевого.

Изучена эффективность методов математического планирован ji ч t экспериментов в задаче оптимизации состава и колористических характеристик дражированной оболочки. Подтверждена хорошая воспроизводимость модели j данными эксперимента и условиями производства. Предложено заменить составе окрашенной оболочки таблеток нитроксолина поливинилпирролщц ■ на желатин, тропеолин - на хинолиновый желтый, кислотный красный - ],; кармуазин. Установлено, что предложенная замена благоприятно сказываете.; на качестве, однородности и стабильности покрытия.

10. Разработан экспресс-метод моделирования механических характера п; пленочной оболочки в зависимости от концентрации вспомогательных в^шес? ; и технологии получения. Установлено, что исследование свойств модель^ь образцов позволяет выявить наиболее значимые зависимости в ряду состав -свойства и позволяет ускорить проектирование составов и технолрн, i пленочного покрытия таблеток. Предложен оптимальный состав оболочки 1.1 основе пленкообразователей: АФЦ, ойдрагит, колликут. Разработаны ; внедрены в медицинскую практику оптимизированный состав покрытая таблеток эритромицина, препараты «Панкренорм» (ВФС 42-3024-98) и «Алиприл» (ВФС 42-2936-99).

И. Исследована эффективность методологии моделирования в условиях i дробного факторного эксперимента совместимости лекарственных веществ Установлено, что данная методология позволяет количественно оцегопь происходящие реакции взаимодействия. Результат моделирования использоваА при конструировании противовоспалительного жаропонижающего средств^,

Установлено, что с точки зрения стабильности и физиологической активности оптимальными являются:

- состав (парацетамол 0,5; аскорбиновая кислота 0,2; димедрол 0,05; кальция глюконат 0,2 и рутин 0,05г);

- технология раздельной грануляции во взвешенном слое распылением 2-3% раствора крахмального клейстера до концентрации крахмала 1,2-1,6% от массы субстанции.

Разработано и внедрено в производство противовоспалительное жаропонижающее средство «Пентафлуцин» (ФСП 42-0336-1987-01). 12. Предложены и обоснованы методологические аспекты конструирования оптимизированных технологий и составов воспроизводимых и оригинальных лекарственных средств. Разработан системный подход к оптимизации технологии биосинтеза субстанций и конструированию составов твердых лекарственных форм. Разработаны методологические подходы конструирования составов таблетированных лекарственных форм, в том числе, покрытых пленочной и дражированной оболочкой, гранулированных порошков. Предложенные принципиальные методологические схемы по конструированию состава и технологии производства позволяют в обобщенном варианте подходить к рассмотрению возможности конструирования различных оригинальных и воспроизведенных лекарственных средств и их внедрению в фармацевтическое производство.

В заключении считаю своим долгом выразить глубокую благодарность за оказание консультативной и практической помощи и поддержку при выполнении диссертационной работы: доктору медицинских наук, профессору Ларионову Л.П.; доктору технических наук, профессору Грачевой И.М.; доктору фармацевтических наук Софроновой Н.А.; доктору фармацевтических наук, профессору Вдовиной Г.П.; всем ученым и специалистам, принимавшим участие в работе по материалам диссертации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Патент 2102416 РФ, МПК 6 С09В61/00 Способ получения ликопина / Ивакин А.Ф., Феофилова Е.П., Киселева А.И., Панова Н.А., Зырянов В.В., Гаврилов А.С., Терешина В.М. (РФ) - 8 с.

2. Патент 2112808 РФ, МПК 6 С12Р23/00 Способ получения кристаллического каротина / Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф., Медведева В.И., Панова Н.А., Зырянов В.В. (РФ)-10 с.

3. Патент РФ 2126806 МПК 6 С12Р23/00 Способ получения кристаллического ликопина / Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф., Медведева В.И., Панова Н.А., Зырянов В.В.(РФ)-8с.

4. Патент РФ 2129001 МПК 6 А61К35/64 Средство для лечения атеросклероза "Алиприл" /Лисицын А.Б., Илюхина Р.В., Минасян Л.А., Люблинская Л.А., Гаврилов А.С., Исаева И.В. (РФ) - 6 с.

5. Патент 2137471 РФ МПК 6 А61К31/05 Масляно-поливитаминный препарат / Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф., Зырянов В.В. (РФ) - 7 с.

6. Патент 2145878 РФ МПК 6 А61К47/36 Антиангинальное лекарственное средство и способ его получения / Гаврилов А.С., Виноходова Е.В., Буткарева Л.И. (РФ)-11 с.

7. Патент 2112777 РФ МПК 6 С12Р23/00 Ликопинсодержалдай препарат / Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф. (РФ) - 3 с.

8. Патент 2195932 РФ МПК 7А61К31/21 Способ получения антиангинального лекарственного средства / Гаврилов А.С. (РФ) - 7 с.

9. Патент 2173555 РФ МПК 7 А 61К 31/616 Способ получения противовоспалительного жаропонижающего лекарственного\ средства / Гаврилов А.С., Виноходва Е.В., Засорин Г.И. (РФ) - 7 с.

10. Заявка на получение патента РФ 2002 126935 МПК 7 А 61К 31/616 Способ получения антимикробного лекарственного средства / Гаврилов А.С., Конева Л.А., Абросимова Л. А., Луканин А.Ю, Харин В.И., Катцин С.Е., Петров А.Ю. Решение о выдаче от 12.12.03.

12. Заявка на получение патента РФ 2002 126936/15 МПК 7 А 61К 31/616 Подслащивающее средство / Гаврилов А.С., Тренихин Г.А. Решение о выдаче от 19.01.04.

13. Заявка на получение патента РФ 2002 126937/15 МПК 7 А 61К 31/616 Способ получения таблеток дротаверина / Гаврилов А.С., Тренихин Г.А. Решение о выдаче от 07.04.04.

14. Гаврилов А.С., Илюхина Р.В., Исаева И.В., Люблинская Л.А. Препарат для лечения атеросклероза «Алиприл» // Хим. фарм. ж. - 2001. - Т. 35; № 7. - С. 5356.

15. Гаврилов А.С., Залукина И.В. Сублингвальные таблетки нитроглицерина «Нитрокардин» // Хим. фарм. ж. - 2001. - Т. 35; № 5. - С. 54- 56.

16. Гаврилов А.С., Виноходова Е.В., Залукина И.В. Разработка технологии производства стабильного при хранении комплексного противовоспалительного жаропонижающего средства «Антигрипп» // Хим. фарм. ж. - 2002. - Т. 36; № 3.-48-51.

17. Гаврилов А.С., Залукина И.В., Петров А.Ю Применение метода математического планирования для задачи оптимизации состава красителей и пигментов в дражированной оболочке таблеток // Хим. фарм. ж. - 2002. - Т. 33; №4.-44- 47.

18. Гаврилов А.С., Залукина И.В., Конева Л.А., Бахарев В.П., Петров А.Ю. Экспресс метод оценки цвета таблеток // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 5. -С. 54- 56.

19. Гаврилов А,С., Гусельникова Е.В., Конева Л.А., Бахарев В.П., Петров А.Ю Разработка метода получения и тестирования полимерных пленок с целью оптимизации пленочного покрытия таблеток // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 6.-С. 11-13.

20. Гаврилов А. С., Ивакин А. Ф., Зырянов В. В., Петров А. Ю. Масляно-поливитаминный препарат // Хим. фарм. ж. - 2002. - Т. 36; № 9. - С. 52- 54.

21. Гаврилов А.С., Щеголев А.А., Гусельникова Е.В., Ларионов Л.П., Бреднева Н.Д. Адаптагенное действие препарата чаги // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 2.-С. 54-56.

22. Гаврилов А.С., Конева Л.А., Петров А.Ю. Оптимизация способа получения таблеток бромкамфоры рацемической // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 9. - С. 52- 54.

23. Гаврилов А. С., Щеголев А. А., Ларионов Л. П. Новые лечебно-профилактические препараты родиолы розовой // Хим. фарм. ж. - 2003. - Т. 37; № 12.-С. 18-22.

24. Гаврилов А. С., Гусельникова Е. В., Петров А. Ю. Технология получения таблеток активированного угля// Хим. фарм. ж. - 2004. - Т. 38; № 1. - С. 58- 60.

25. Гаврилов А.С. Сублингвальные таблетки нитроглицерина «Нитрокардин» // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (7; 2-6 апр.; 2001; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2001. - С. 688.

26. Гаврилов А.С., Илюхина Р.В., Исаева И.В., Люблинская Л.А. Новый гиполипидемический препарат «Алиприл» // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (7; 2-6 апр.; 2001; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2001.-С. 194.

27. Ивакин А.Ф., Гаврилов А.С. Таблетки "Холензим» растворимые в кишечнике // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.-.ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 171.

28. Ивакин.А.Ф., Гаврилов А.С. Суспензия кристаллического ликопина и БАД на его основе // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. -С. 171.

29. Виноходова Е.В, Гаврилов А.С. Противовоспалительное жаропонижающее средство // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М/.ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 594.

30. Виноходова Е.В., Гаврилов А.С. Драже прополиса // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М/.ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 595.

31. Гаврилов А.С., Виноходова Е.В. Усовершенствование состава и технологии покрытия таблеток ацетилфталилцеллюлозой // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002.-С. 597.

32. Гаврилов А.С., Фардеева Г.Г. Разработка состава и технологии покрытия таблеток оболочкой из водных растворов, резистентной к действию желудочного сока // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 597.

33. Фардеева Г.Г, Гаврилов А.С. Оптимизированный способ производства панкреатина // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 712.

34. Фардеева Г.Г, Гаврилов А.С. Таблетки "Нанкренорм" // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (8; 8-12 апр.; 2002; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2002. - С. 712.

35. Гаврилов А.С., Конева JI.A. Метод грануляции раствором стеариновой кислоты // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 300.

36. Гаврилов А.С., Гусельникова Е.В. Метод грануляции порошком связующего // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 301.

37. Гусельникова Е.В., Гаврилов А.С. Метод грануляции лабильных субстанций // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). -М.:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 302.

38. Гусельникова Е.В., Гаврилов А.С., Тренихин Г.А. Диабетическое питание -сахарозаменитель «Сдадис» // Человек и лекарство: Тез. докл. Рос. нац. конгресса (9; 8-12 апр.; 2003; Москва). - М.:ГЭОТАР «Медицина», 2003. - С. 303

39. Гаврилов А.С., Виноходова Е.В., Петров А.Ю. «Нитрокардин» - таблетки нитроглицерина сублингвальные // Актуальные проблемы фармацевтической науки и образования: итоги и перспективы: Тез. докл. Мат.межвузовск. научн,-практ. конф. (2000; Пермь). - Пермь: Изд. Пермской ГФА, 2000. - С. 146.

40. Гаврилов А.С., Виноходова Е.В., Петров А.Ю. Разработка состава и технологии покрытия таблеток оболочкой, резистентной к действию желудочного сока, из водных растворов // Актуальные проблемы фармацевтической науки и образования: итоги и перспективы: Тез. докл. Мат.межвузовск. научн.- практ. конф. (2000; Пермь). - Пермь: Изд. Пермской ГФА, 2000.-С. 149.

41. Залукина И.В., Гаврилов А.С., Петров А.Ю. Преимущество суспензионного метода окраски таблеток // Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов: Мат. научно- практ. конф. (27 июня 2002: Новокузнецк). -Новокузнецк: Изд. НПУ, 2002. - С 199.

42. Гусельникова Е.В., Гаврилов А.С., Петров А.Ю. Изучение механо-химических свойств пленочной оболочки Kollicoat МАЕ-100-Р таблеток // Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов: Мат. научно-практ. конф. (27 июня 2002: Новокузнецк). - Новокузнецк: Изд. НПУ, 2002. - С 197.

43. Гаврилов А.С., Гусельникова Е.В., Петров А.Ю. Применение офисного сканера в задаче стандартизации цвета таблеток // Химия и технология лекарственных препаратов и полупродуктов: Мат. научно- практ. конф. (27 июня 2002: Новокузнецк). - Новокузнецк: Изд. НПУ, 2002. - С. 153.

44. Гаврилов А.С., Щеголев А.А., Бреднева Н.Д., Ларионов Л.П., Петров А.Ю. Адаптивное действие препарата чаги на модели радиационного облучения // Структурно-функциональные взаимодействия при компенсации нарушенных функций: Мат. научно- практ. конф. ( 20 июля 2001: Ессентуки). - Ессентуки: Центр информатики и информации ЮНЕСКО, 2001. - С. 167-174.

45. Гаврилов А.С., Щеголев А.А., Бреднева Н.Д., Ларионов Л.П., Петров А.Ю. Перспектива создания и применения препарата родиолы розовой при облучении // Структурно-функциональные взаимодействия при компенсации нарушенных функций: Мат. научно- практ. конф. ( 20 июля 2001: Ессентуки). -Ессентуки: Центр информатики и информации ЮНЕСКО, 2001. - С. 174-184.

46. Гаврилов А.С., Илюхина Р.В., Исаева И.В., Петров А.Ю. Разработка состава и технологии производства гипохолестеринемического средства // Структурно-функциональные взаимодействия при компенсации нарушенных функций: Мат. научно- практ. конф. ( 20 июля 2001: Ессентуки). — Ессентуки: Центр информатики и информации ЮНЕСКО, 2001. - С. 185-197.

47. Гаврилов А.С. О перспективах отечественной фармацевтической промышленности и некоторых предложениях по ее развитию // Активная государственная инновационная политика - основа возрождения России: Мат. второй окружной конф. (2; 31 окт.-1 нояб. 2002 г). - Екатеринбург: Изд. УГТУ, 2002. -С. 252

48. Феофилова Е.П., Киселева А.И., Гаврилов А.С., Ивакин А.Ф. Способ получения ликопинсодержащей биомассы // Биотехнология: Тез. докл. междунар. конгресса (20-23 ноябр.; 2002; Москва). - М.:Медицина, 2002.- С 247.

49. Гаврилов А.С., Матушкина С.А., Петров А.Ю. Способ экстракции ликопина из биомассы Blakeslea trispora // Биотехнология: Тез. докл. междунар. конгресса (20-23 ноябр.; 2002; Москва). -М.Медицина, 2002.- С. 248.

50. Гаврилов А.С., Матушкина С.А., Петров А.Ю. Стабильный ликопинсодержащий препарат // // Биотехнология: Тез. докл. междунар. конгресса (20-23 ноябр.; 2002; Москва). - М. :Медицина, 2002.- С. 248.

Заключение

Таблетированный порошок чаги «Бетулан» обладает экоиммунофармакореабилитационными свойствами, что проявляется в уменьшении эконагрузки организма работающих в зоне источника экотоксиканта, снижении индекса лейкоцитарной интоксикации, нормализации красной и белой крови, устранении Т- клеточного дисбаланса иммунной системы.

Данные проведенного исследования подтверждают, что препарат чаги может быть рекомендован для осуществления профилактических и лечебных мероприятий при экозависимой патологии, вызываемой неорганическими соединениями ванадия, титана, марганца и хрома.

6.2. Разработка таблетироваиной лекарственной формы родиолы розовой

Родиола розовая (Rhodiola rosea L., золотой корень, очиток розовый) применяется в традиционной медицине в виде настойки, брикета измельченного порошка корня и новогаленовых препаратов "Розавин" [Ramazanov Z., 1998] и "Родозин".

Химический состав сырья сложен. Выявлены вещества различных классов: фенольные соединения, фенолоспирты и их гликозиды, салидрозиды (родиолозиды) около 1%, флавоноиды (кверцетин, гиперозид, кемферол и др.), антрагликозиды, дубильные вещества группы пирогаллола, эфирное масло, содержащее коричный альдегид и цитраль, органические кислоты, липиды, до 10 различных микроэлементов, содержащих большое количество марганца и другие соединения [Ramazanov Z., 1998].

Актуальность настоящей работы подтверждается сообщениями о кардиопротекторном [Маимескулова Л.А., 1998] и антиаритмическом [Маимескулова Л.А., 1997] действии экстракта родиолы розовой при стрессовых ситуациях [Ramazanov Z., 1998] и переохлаждении. Защитный эффект препаратов R. rosea, вероятно, связан с увеличением в уровне эндогенных опиоидных пептидов [Маслов Л.Н., 1997;. Маслов Л.Н., 1998] и снижением стресс-индуцируемого накопления высокого уровня ц-АМФ и катехоламина.

Особенный интерес представляют данные работ об антимутагенной активности экстракта родиолы розовой. В опытах in vitro продемонстрирована высокая способность экстракта противодействовать генным мутациям [Удинцев С.Н., 1990]. Установлено, что действующие вещества экстракта родиолы розовой значительно уменьшают выход клеток с хромосомными отклонениями и микроядрами, благодаря способности повышать эффективность внутриклеточных механизмов репарации ДНК [Салихова Р.А., 1997]. Отмечается, что пероральный прием экстракта родиолы розовой улучшает параметры лейкоцитоза, иммунитета Т-клеток [Бочарова О.А., 1995], клоногенных свойств костного мозга [Удинцев С.Н., 1990].

Известные методы получения лекарственных препаратов Родиолы розовой предусматривают экстракцию биологически активных веществ спиртом с последующей переработкой. Эффективность настоек определяется растворимостью биологически активных веществ в спирте и особенностями технологии экстракции. Однако присутствие в препарате большого количества этанола может часто давать побочные явления. Поэтому для повышения эффективности препаратов необходим поиск новых способов переработки растительного сырья. Одним из них может быть метод мокрого размола и криогенной сушки. Получаемый при этом мелкодисперсный порошок с размером частиц менее 100 мкм [Щеголев А.А., 1993] обладает повышенной экстрактивной способностью и, следовательно, биодоступностью.

Задачей настоящей работы было разработать эффективную и удобную для потребителя лекарственную форму родиолы розовой и изучить ее адаптогенные свойства.

Материалы и методы

Реологические свойства порошка родиолы розовой изучали с помощью прибора ВП-12А по методике [Вальтер М.Б., 1982].

Адаптогенные радиозащитные свойства препарата изучали на крысах линии Вистар массой 160-180 г, содержащихся в стандартных условиях вивария.

Тонко измельченные таблетки вводили в желудок через зонд в виде 0,25% водной суспензии 1 раз в сутки ежедневно по 2 мл (0,12 мг салидрозида/кг массы тела животных) в течение 30 суток. В день облучения препарат вводили за 30-60 минут до процедуры. Указанная доза основана на данных острого и хронического эксперимента, в котором при 0,5 мг салидрозида /кг массы гибели животных не наблюдалось.

Крыс облучали 4 раза через 30 минут по 0,5 Гр (суммарная доза 2,0 Гр) с использованием цезиевой установки ИГУР-1.

В процессе исследований оценивали общее состояние экспериментальных животных, показатели периферической крови и клеточности костного мозга, состояние биохимических процессов, иммунологического статуса организма. Для оценки состояния гемопоэза в динамике экстремальных воздействий в периферической крови животных определяли содержание эритроцитов и лейкоцитов пробирочным методом с подсчетом в камере Горяева [Меньшиков В.В., 1987]. Результаты выражали соответственно системе СИ в терра на литр ( Т/л )-для эритроцитов и в гига на литр (Г/л)- для лейкоцитов [Пипперт Г., 1980].

Гемоглобин определяли гемоглобинцианидным методом с помощью стандартных наборов (НПО "Биохимреактив"). Фотометрирование проводили на фотометре фотоэлектрическом КФК-3 при длине волны 540 нм. Концентрацию выражали в граммах на литр (г/л).

Подсчет ретикулоцитов проводили на мазках крови с применением в качестве красителя бриллианткрезилблау [Кост Е.А., 1995]. При этом определяли количество ретикулоцитов на 1000 эритроцитов под иммерсионным объективом (микроскоп БИОЛАМ ЛОМО С-12) и выражали в процентах.

Для подсчета лейкоцитарной формулы делали мазок периферической крови на предметном стекле, фиксировали его в течение 10 минут в метаноле, а затем окрашивали по Романовскому [Меньшиков В.В., 1987].

Клеточность костного мозга определяли пробирочным методом [Кост Е.А., 1995; Меньшиков В.В., 1987] с подсчетом в камере Горяева. Общее количество миелокариоцитов выражали в млн. клеток на 100 г веса животного.

Концентрацию аминокислот в плазме крови определяли на автоматическом анализаторе А-339М методом ионообменной хроматографии. В качестве внутреннего стандарта использовали норлейцин.

Обработку результатов проводили с использованием критериев Стыодента и Вилкоксона-Манна-Уитни в пакете статистических программ «Statistica v.6.0».

Результаты

В связи с тем, что таблетки являются наиболее дешевой и удобной для употребления лекарственной формой, была поставлена задача разработать состав и технологию получения таблеток, содержащих порошок корневищ и корней родиолы розовой.

Исследования проводили с препаратом микронизированного порошка родиолы розовой, измельченного до размера частиц менее 100 мкм, стандартизированного по требованиям ГФ XI с.364. Изучение его реологических свойств показало, что порошок обладает недостаточной сыпучестью (менее 0,30 г/с), что делает процесс прессования таблеток без предварительной грануляции практически невозможным.

В опытах исследовали влияние различных наполнителей (сахарная пудра, крахмал, аскорбиновая кислота), связующих веществ (растворы крахмального клейстера, поливинилпирролидона, метилцеллюлозы), скользящих веществ (крахмал, тальк, стеарат кальция) на процесс таблетирования.

Установлено, что введение в состав таблеток 9% аскорбиновой кислоты и более 20% сахарной пудры позволяет получать с использованием промышленного оборудования таблетки, однородные по внешнему виду и стабильные при хранении в течение 2-х лет.

Указанные наполнители позволяют улучшить вкус препарата, а также расширить спектр его применения в качестве витаминосного и антиокислительного средства; усилить его кардиопротекторные свойства, учитывая способность аскорбиновой кислоты блокировать механизм свободнорадикального окисления холестерина - причину образования бляшек и зарастания артерий организма.

Много лет назад считалось, что большие дозы витамина С помогают в лечении рака и ослабляют побочное действие химиотерапии. Однако в 1985 году ученые известной американской клиники «Майо» показали, что избыток витамина С ухудшает результаты лечения всех злокачественных опухолей, и врачи стали избегать назначения аскорбиновой кислоты онкологическим больным во время проводимого курса терапии. Исследованиями американских ученых показано, что витамина С в опухолевых клетках даже больше, чем в нормальных. Это объясняется тем, что аскорбиновая кислота проникает в клетки по тем же каналам, что и глюкоза, а потребность в питании раковых клеток резко повышена. Поэтому высокие дозы аскорбиновой кислоты быстро приводят к ее накоплению в раковых клетках, блокируя действие противоопухолевых препаратов и радиотерапии.

Таким образом, в научной литературе принято, что продукты, богатые витаминами, и поливитамины безусловно полезны для онкологических больных, но следует избегать больших доз витамина С [Шлянкевич М., 2000]. Доза 50 мг аскорбиновой кислоты в составе таблеток признана нами рациональной.

Исходя из вышеизложенного, нами предложен состав таблеток "Сальвит", г: микронизированный порошок родиолы розовой- 0,25, аскорбиновая кислота -0,05, сахарная пудра - 0,15, вспомогательные вещества (крахмал, кальция стеарат) до получения таблетки массой 0,55 г. Также разработана технология получения таблеток, включающая грануляцию крахмальным клейстером, сушку, опудривание аскорбиновой кислотой, стеаратом кальция и таблетирование.

Из представленных в таблицах 50-53 данных следует, что в результате облучения в организме животных опытной и контрольной групп в течение первых трех суток происходит резкое изменение гематологических и биохимических показателей крови и клеточности костного мозга. В период от 3-х до 11 суток начинают происходить восстановительные процессы кроветворной ткани, клеточности костного мозга, скорость которых в опытной группе несколько выше, чем в контрольной. Со стороны периферических показателей красной крови статистически значимых различий в группах нет.

В костном мозге общая клеточность снижается на третьи сутки более значительно, чем в контроле, но к концу эксперимента она полностью восстанавливается в обеих группах. В периферической крови на 11-е сутки отмечается по отношению к контролю лейкоцитоз (достоверный), в то время как по отношению к исходу лейкоцитоз недостоверен. Нет различий между группами по содержанию в периферической крови различных лейкоцитов, однако на 11-е сутки количество сегментоядерных нейтрофилов в опытной группе выше исхода и контроля.

Таким образом, препарат, скорее всего, оказывает не протекторное, а стимулирующее репарацию действие, преимущественно клеток, участвующих в иммунной защите нейтрофилов (микрофаги) и лимфоцитов.

Уровень аминокислот в крови является важнейшим показателем эффективности белкового обмена. Представленные в таблице 53 данные свидетельствуют о снижении в первые 3-5 суток концентрации аминокислот в плазме, что может служить показателем активации синтеза белка и, как следствие, усиленного потребления аминокислот. Спустя 11 суток в контрольной группе животных концентрация аминокислот в плазме возрастает, что свидетельствует о катаболизме бежа, в то время как у животных, получавших родиолу, показатели нормализуются или остаются несколько сниженными, т.е. имеет место умеренная активация синтеза белка.

При многих токсических воздействиях важным проявлением патологии является снижение активности обменных процессов и, как следствие, снижение веса. В связи с этим в специальной серии опытов проводили изучение влияния препаратов родиолы розовой на белковый обмен животных. Средняя масса тела облученных крыс, получавших препараты родиолы, к 15-м суткам наблюдения составила 169,25+-9,13 г в сравнении с контролем 157,33+10,34 г.

Этот факт также является доказательством адаптогенного действия родиолы розовой и препаратов на ее основе на неблагоприятные последствия облучения.

Наряду с изучением влияния препарата родиолы розовой на гематологические показатели, у облученных крыс проводили оценку некоторых показателей неспецифической резистентности организма, в частности: НСТ-тест (тест восстановления нитросинего тетразолия), PTMJI (реакция торможения миграции лейкоцитов), определение содержания лизоцима в сыворотке крови.

Данные, приведенные в таблице 50, свидетельствуют, что облучение в контрольной группе животных приводит не только к изменению количества сегментоядерных нейтрофилов в периферической крови, но и сопровождается сдвигами в их фагоцитарной активности. Так, максимальное уменьшение их числа наблюдалось на пятые сутки после облучения, что характеризуется максимальным снижением НСТ-теста. На 11 сутки отмечалось повышение количества вышеуказанных клеток, повышение НСТ-теста. При последующем наблюдении на 15-е сутки вновь отмечено понижение фагоцитарной активности, из чего следует вывод, что в контрольной группе животных оба показателя характеризуются неустойчивостью и изменяются параллельно.

В опытах с назначением препарата родиолы розовой наблюдалось повышение активности фагоцитов крови. К концу эксперимента в опыте отмечалось снижение фагоцитарной активности клеток крови и снижение количества сегментоядерных нейтрофилов. Введение исследуемым животным препаратов, несмотря на изменение в периферической крови количества лимфоцитов, не влияет на способность последних секретировать лимфокины по PTMJI. При облучении животных наблюдается резкое повышение в крови лизоцима, которое постепенно снижается до нормы к концу эксперимента при введении препарата золотого корня. Показатель еще больше возрастает в период максимального снижения фагоцитарной активности клеток крови у животных контрольной группы, что можно рассматривать в качестве компенсаторной реакции.

Таким образом, можно предположить, что в результате облучения создаются условия для инфицирования организма микрофлорой кишечника, в то время как золотой корень повышает адаптогенные возможности специфической и неспецифической иммунной защиты организма, что косвенно подтверждает наличие бактерицидных свойств родиолы розовой [Патент РФ № 2137488].