Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Обоснование состава противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента и его стандартизация

На правах рукописи ТАЛДЫКИНА АННА АНАТОЛЬЕВНА

1 з двГ2№

ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВА ПРОТИВОЯЗВЕННОГО ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО

ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ЕГО СТАНДАРТИЗАЦИЯ

15.00.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ НАУК

И

! 1ЯТИГОРСК 2009

003475193

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего

профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор фармацевтических наук, профессор,

Вергейчик Евгений Николаевич

доктор фармацевтических наук, профессор,

Денисенко Олег Наумович

кандидат фармацевтических наук,

Челова Лариса Владимировна

ГОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная

химико-фармацевтическая академия

Защита состоится

'200

/года в

часов на

заседании Диссертационного совета Д 208.069.01 при ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Пятигорской ГФА Росздрава

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета доктор фармацевтических наук, профессор

Е.В. Компанцева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки - хроническое полиэтиологическое заболевание, которому подвержены до 10-15% различных возрастных групп населения в разных странах. Этиологическими факторами язвенной болезни являются стресс, нарушение эндоэкологического баланса, несбалансированное питание, потребление лекарственных препаратов, побочным действием которых является ульцерогенез, снижение адаптационных возможностей человеческого организма и др.

Несмотря на большой арсенал природных и синтетических противоязвенных лекарственных средств, многие из них не обеспечивают должного терапевтического эффекта, так как влияют на одно звено патологического процесса.

Рациональным путем создания противоязвенных препаратов является включение в них лекарственных веществ, влияющих на различные звенья патологического процесса. На наш взгляд комбинированные противоязвенные средства должны включать антимикробные вещества, подавляющие Helicobacter pylori, и лекарственные вещества, оказывающие репаративное, антисекреторное, антацидное действие. Обоснование количеств каждого ингредиента позволяет достичь наиболее быстро метод математического планирования эксперимента. Вместе с тем, требуется исследование стабильности каждого ингредиента в таких сложных лекарственных препаратах и разработка методик их анализа.

Ранее на кафедре фармацевтической химии Пятигорской государственной фармацевтической академии было создано комбинированное противоязвенное лекарственное средство на основе облепихового масла. Однако оно не содержало антимикробных и антисекрсторных веществ и в ряде случаев не давало желаемого терапевтического эффекта. Поэтому оптимизация состава комбинированного противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента является актуальной проблемой фармацевтической науки и практики.

Цель и задачи исследования. Цель исследования - обоснование состава противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента и разработка методик его анализа.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи: изучить влияние каждого компонента на эффективность противоязвенного действия лекарственного средства;

- методом математического планирования эксперимента описать математическую модель зависимости противоязвенного действия от состава и обосновать состав противоязвенного лекарственного средства;

- разработать методики качественного и количественного определения ингредиентов лекарственного средства;

- изучить стабильность ингредиентов в лекарственном средстве;

- разработать проект НД на новое лекарственное средство.

Научная новизна полученных результатов. Показана возможность создания комбинированного противоязвенного лекарственного средства, включающего репаративные (облспиховое масло и витамин и), антацидные (магния оксид) и антисекреторные (ранитидин) вещества. Построена математическая модель, описывающая зависимость противоязвенной активности смеси от количества отдельных ингредиентов, что позволило обосновать состав лекарственного средства. На основании уравнения регрессии показано влияние каждого ингредиента, а также их взаимное влияние на площадь язвенного поражения желудка. Показано, что предложенный состав противоязвенного средства обладает слабым раздражающим действием и относится к малотоксичным.

Проведена валидационная оценка методик анализа всех ингредиентов и доказана их приемлемость для стандартизации лекарственного средства, содержащего облепиховое масло, магния оксид, метронидазол и ранитидин. Изучена стабильность лекарственного средства формы по физическим и химическим показателям и обоснован срок ее хранения.

Практическая значимость. Обоснован состав сложного

противоязвенного лекарственного средства, содержащий соединение

4

включения облепихового масла, ранитидина гидрохлорид, метронидазол, метилметионинсульфония хлорид и магния оксид, и экспериментально подтверждена его терапевтическая эффективность.

Разработаны методики идентификации и количественного определения ингредиентов в предлагаемом лекарственном средстве. Показана их приемлемость для включения в проект ФСП данное лекарственное средство.

Внедрение результатов исследования в практику. На основании результатов исследования разработан проект ФСП и пояснительная записка на комбинированное противоязвенное лекарственное средство «Гастрацидол-ЦЦ». Проект направлен ЗАО «Алтайвитамины» (г. Бийск), из которого получена справка о включении разработанного противоязвенного лекарственного средства в план освоения новых видов продукции на 2009 г..

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПятГФА- номер государственной регистрации 01.2.00101060.

Апробация и публикация результатов исследования. Фрагменты диссертации доложены и обсуждены: на 61 и 62 научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (г. Пятигорск, 2006 и 2007 гг.); на IX краевом конкурсе молодых ученых (секция медицинских наук, г. Хабаровск, 2007 г.); на Дальневосточной региональной научно-практической конференции «Организация лекарственного обеспечения рациональной фармакотерапии в условиях реализации национального проекта в Дальневосточном федеральном округе» (27-28 марта 2008 г., г. Хабаровск). По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Положения, выносимые на защиту

1. Оптимизация состава многокомпонентного противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента.

2. Результаты исследования влияния отдельных ингредиентов на противоязвенную активность лекарственного средства.

3. Методики идентификации и количественного определения лекарственных веществ в многокомпонентном лекарственном средстве.

4. Результаты изучения стабильности лекарственных веществ в противоязвенном лекарственном средстве и обоснование срока годности.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 16 рисунков, 2 приложения. Состоит из «Введения», обзора литературы, четырех глав собственных исследований, общих выводов. Список литературы включает 160 источников, в том числе 30 иностранных.

Содержание работы 1 Оптимизация состава противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента и изучение взаимного влияния компонентов на противоязвенную активность

Предпринята попытка обосновать состав нового лекарственного средства путем выявления математической зависимости его противоязвенной активности от состава. Для этого мы стремились описать фармакологический эффект лекарственного средства с помощью уравнения регрессии.

В состав комбинированной противоязвенной композиции включены лекарственные вещества различных фармакотерапевтических групп: антисекреторное (ранитидина гидрохлорид), антимикробное (метронидазол), репаративное (облепиховое масло в виде соединения включения), антиульцерогенное (метилметионинсульфония хлорид - витамин и), антацидное (магния оксид). Противоязвенное действие указанной композиции лекарственных веществ изучали на преднизолоново-этаноловой модели по двум показателям: общее количество язв и площадь язвенного поражения. Независимыми переменными служили количественное содержание ранитидина гидрохлорида (Х[); метронидазола (XV); метилметионинсульфония хлорида (Х3); магния оксида (Х4). Количественное содержание соединения включения облепихового масла с /3-циклодекстрином было постоянным во всех опытах.

Согласно требованиям ротатабелыюго планирования в матрицу включены полный факторный эксперимент для четырех переменных на двух уровнях (16 точек), восемь «звездных точек» с координатами (± 2,0,0,0,) и семь точек в центре эксперимента (табл.1). Критерием оптимизации служил показатель «площадь язвенного поражения желудка».

Таблица 1 - Матрица планирования эксперимента

№ Уровни факторов

экспе Ранитидина Мстрони- Витамин II Магния \

риме гндрохлорид дазсл оксид

нта х, х2 Хз X,

1 + - - + 1,96

2 + - + - 2,38

3 + + - - 0,38

4 + + + + 0,92

5 - - - - 0,25

/ и - - : .1. С ОТ

7 - + - + 1,125

8 - + + - 0,63

9 - - - + 0,12

10 - - + - 2,67

11 - + - - 1,08

12 - + + + 1,79

13 + - - - 3,25

14 + - + + 3,67

15 + + - + 0,92

16 + + + - 1,71 1

17 О О -2 О 0,33 J

18 О О +2 о 0,25

19 О -2 О О 0,75

20 О +2 О О 1,0

21 о О О -2 0,92

22 О О О +2 0,79

23 -2 О о О 0,42

24 +2 О О О 0,49

25 О о о о 1,04

26 О о о о 1,25

27 о о о о 1,54

Продолжение таблицы 1

О О О о 0,71

29 о О О о 0,96

30 о О о 0 3,0

31 о О о о 1,42

Примечание: X, - содержание компонента, г; У - площадь язвенного поражения, мм2; «+» - верхний уровень (0,07г); «-» - нижний уровень (0,03г); «О» - основной уровень (0,05г); «+2» - двойной верхний уровень (0,09г); «-2» - двойной нижний уровень (0,01 г); содержание соединения включения облепихового масла с /З-циклодекстрином во всех комбинациях было одинаково (0,25г).

Полученные данные позволили нам найти модель уравнения регрессии в виде полинома третьей степени:

у = Ьо + Ь|Х| + Ь2х2 + Ь3х3 + Ь4Х4 + ЬМХ|2 + Ь22х22 + Ь33х32 + Ьфрс/ + ЬщХ,3 + +Ь222х23 + ЬзззХз3 + Ь444Х43 + Ь^х^г + Ь|3Х1Х3 + Ь|4Х|Х4 + ЬгзХгХз + Ь24х2х4 +

После расчета коэффициентов регрессии общий вид уравнения зависимости площади язвенных поражений от состава смеси составил:

у = 1,415 + 0,12x1 - 0,46хг + 0,43х3 +0,15x4 - 0,19х,х2 - 0,39х,х3 -0,28Х]х4 - 0,46х2х3 - 0,13х2х4 + 0,35х3х4 + 0,53х1х2х3 + 0,10Х|х2х4 - 0,20х1х3х4 -0,38X2X3X4 - 0,014х,2 + +0,055х22 - 0,095х32 + 0,05!х42 - 0,01.x,3 + 0,44х23 -0,29х33-0,19х43 (2)

Аналогично рассчитано уравнение регрессии зависимости числа язв от состава смесей:

у = 1,94 + 0,333X1 - 0,166х2 + 0,18х3 + 0,028x4 - 0,54х,х2 - 0,021х,х3 -0,1 04х1Х4 - 0,229х2х3 + 0,229х,х4 + 0,125х3х4 - 0,267х,2 - 0,245х22 - 0,382х32 + 0,265х42 - 0,208х]3 +0,ЗЗЗх23 -0,264х33 +0,056х43 -0,291х,х2х3 +0,250х,х2х4 +0,250х1хзх4 -0,27х2х3х4 (3)

Адекватность приведенных уравнений регрессии (2, 3) результатам фармакологических исследований проверена сравнением дисперсий и наглядно показана на примере рассчитанной и экспериментально найденной

зависимости площади язвенного поражения слизистой желудка от состава лекарственных композиций (рис. 1).

Рисунок 1- Площадь язвенного поражения слизистой желудка, рассчитанная по уравнению (ряд 1), найденная экспериментально (ряд 2) Уравнения регрессии оказались адекватными при 90% уровне значимости, что можно объяснить некоторой вариабельностью самих подопытных животных и разбросом полученных в итоге этого результатов.

В то же время анализ уравнений регрессии (2, 3) позволяет сделать предварительные выводы о влиянии отдельных компонентов на противоязвенный эффект. Так, значение коэффициента Ьй = 1,415 показывает, что соединение включения облепихового масла с /З-циклодекстрином оказывает противоязвенный эффект без дополнительного влияния других компонентов.

Все коэффициенты при парных членах в уравнении зависимости площади язвенного поражения от состава (уравнение 1) отрицательны и свидетельствуют о снижении площади язвенного поражения при добавлении двух компонентов. В уравнении зависимости числа язв от состава (уравнение 2), большинство коэффициентов при парных членах также отрицательны и свидетельствуют о снижении числа язв при добавлении двух компонентов к соединению включения облепихового масла.

Коэффициенты при тройных членах уравнения менее показательны. В то же время коэффициент Ь234 в обоих уравнениях имеет отрицательный знак и

указывает на максимальный эффект совместного применения метронидазола. метилметионинсульфония хлорида (витамина и) и магния оксида.

Эффективность совместного влияния двух или трех компонентов на площадь язвенного поражения изучена нами путем добавления различных комбинаций к соединению включения облепихового масла. Установлено, что двойная смесь соединения включения облепихового масла с циклодекстрином (СВОМ) и витамина и значительно снижала площадь язвенного поражения и была использована нами в качестве эталона сравнения при изучении влияния третьего компонента на противоязвенное действие.

Далее изучено суммарное противоязвенное действие следующих тройных комбинаций лекарственных средств:

- соединение включения облепихового масла и витамин I) с добавлением в качестве третьего компонента раннтидина гидрохлорида, метронидазола или магния оксида (рисунок 2);

- соединение включения облепихового масла и ранитидина гидрохлорид с добавлением в качестве третьего компонента метронидазола, витамина и или магния оксида;

- соединение включения облепихового масла и метронидазол и в качестве третьего компонента - витамина и, ранитидина гидрохлорид или магния оксид.

120 100 ао ео до

20 □

Рисунок 2 - Площадь язвенного поражения, %

I - контроль; 2 - соединение включения облепихового масла (СВОМ);

3 - СВОМ и витамин и; 4 - СВОМ, витамин и и ранитидина гидрохлорид; 5 СВОМ, витамин и и метронидазол; 6 — СВОМ, витамин Ъ и магния оксид.

При изучении всех серий получены следующие результаты. Сравнение результатов противоязвенного действия соединения включения облепихового масла (СВОМ) и его двойных смесей: СВОМ и витамин и; СВОМ и ранитидииа гидрохлорид; СВОМ и метронидазол; СВОМ и магния оксид - показало его увеличение при добавлении второго компонента, особенно значительное для комбинации СВОМ и витамина и и наименьшее - для СВОМ и магния оксида.

В тройных смесях наибольшая противоязвенная активность наблюдается для смеси СВОМ, витамина и и метронидазола и несколько ниже у смеси СВОМ, витамина II и ранитидииа гидрохлорида. Остальные тройные смеси проявляли примерно равную противоязвенную активность.

Учитывая значения коэффициентов регрессии, отражающих эффект влияния каждого компонента смеси на фармакологическое действие, нами выбраны их соответствующие количества: верхний, нижний или основной, и предложен следующий состав противоязвенного лекарственного средства: Соединения включения облепихового масла 0,25 г Витамина и 0,07 г

Метронидазола 0,05 г

Ранитидииа гидрохлорида 0,03 г

Магния оксида 0,05 г

Для разработанного противоязвенного средства были изучены острая токсичность и раздражающее действие. Установлено, оно относится к малотоксичным средствам и обладает слабым раздражающим действием.

2 Разработка методов анализа комбинированного противоязвенного средства

Полученное лекарственное средство (фармацевтическая субстанция,

субстанция) представляло собой порошкообразную массу желтого цвета с

характерным запахом.

Определение некоторых технологических характеристик субстаниии

показало, что преобладающее количество частиц лекарственного средства

11

имеют размер от 0,02 до 0,04 мм: угол естественного откоса равен (38,5° ± 2,0"): сыпучесть составляет (2,4 ± 0,2) г/сек; насыпная плотность равна (0,56 ± 0,03) г/см3. Эти характеристики показывают, что данная смесь имеет низкую сыпучесть и это следует учитывать при разработке технологии лекарственной формы.

Для разработки методик качественного и количественного определения ингредиентов в данной смеси, нами использованы химические и физико-химические методы.

Для определения каротиноидов предложен спектрофотометрический метод. На рисунке 3 приведен спектр поглощения спиртового извлечения (спирт этиловый, 95%) из субстанции, который совпадает со спектром поглощения /3-каротина. Это позволяет проводить идентификацию и количественное определение суммы каротиноидов данным методом.

Подлинность и количественное содержание магния оксида рекомендовано определять после растворения пробы в кислоте хлористоводородной разведенной соответственно фармакопейной реакцией на магний с натрия гидрофосфатом в присутствии аммиачного буфера и метода комплексонометрии (таблица 2).

0,4000

0.2000

0.0000 400.0

У

/

/

V

500.0 600.0 им

Рисунок 3 - Спектр поглощения спиртового извлечения из субстанции

Идентифицировать витамин и (метилметионинсульфония хлорид) в разработанном лекарственном средстве можно по реакциям с нингидрином (при нагревании) и с раствором серебра нитрата. Количественное определение витамина и (таблица 2) предложено проводить методом спектрофотометрии по реакции с нингидрином со способом расчета по стандартному образцу.

Подлинность метронидазола определяли по реакции с раствором щелочи, ранитидина гидрохлорид определяли методом ТСХ. Для количественного определения метронидазола и ранитидина гидрохлорида в комбинированном лекарственном средстве (табл.2) из-за наложения их полос поглощения (рис. 4) нами использован снектрофотометрическнй метод Фирордта в модификации Георгиевского и Гризодуба после растворения действующих веществ в 0,1 моль/л растворе хлористоводородной кислоты. Аналитические длины волн (280 нм и 315 нм) выбраны на основании расчета информационных коэффициентов.

А

Рисунок 4 - Спектры поглощения растворов в 0,1 моль/л растворе хлористоводородной кислоты: метронидазола (1); ранитидина гидрохлорида(2)

Таблица 2 - Результаты количественного определения компонентов

противоязвенного лекарственного средства

Определяемый компонент ; Метод определения Относительная погрешность €

Сумма каротиноидов в! Спектрофотометрия пересчета на /3-каротин, мг | (X = 450 им) % ; 20,98±0,65 ±3,10%

Магния оксид, г Комплексонометрия 0,0501±0,0002 ± 1,0%

Метилметионинсульфония хлорид (витамин и), г Спектрофотометрия (Х=570 нм) 0,0716±0,0021 ± 2,93%

Метронидазол, г Спектрофотометрия (метод Фирордта) (\=280 нм и 315 нм) 0,0502±0,0023 ± 4,57%

Ранитидина гидрохлорид, г 0,0305±0,0009 ± 3,08%

Приведенные результаты (таблица 2) показывают, что предлагаемые

методики позволяют проводить количественное определение действующих веществ в противоязвенном лекарственном средстве с относительной погрешностью ± (1,0 - 4,6) %.

Разработанные методики количественного определения подвергали валидационной оценке согласно ОФС «Валндэция фармакопейных методов» по критериям: специфичность, линейность, воспроизводимость, правильность.

Специфичность методик оценивали при отсутствии определяемого действующего вещества в лекарственном средстве («холостой опыт») и методом добавок. Установлено, что сопутствующие ингредиенты не мешают определению каротиноидов, магния оксида и витамина и, за исключением метронидазола и ранитидина гидрохлорида. Методом добавок показано, что внесение определенного количества соответствующего компонента в смесь приводит к получению ожидаемых суммарных результатов. Таким образом, по показателю «специфичность» предложенные методики соответствуют требованиям ОФС.

Линейность при определении суммы каротиноидов оценивали на серии лекарственных композиций с содержанием каротиноидов 5-35 мг % путем построения графика зависимости оптической плотности от содержания каротиноидов(рисунок 5)

0,3 ,

л

5 10 15 20 25 30 35

содержание каротиноидов, мг%

Рисунок 5 - График зависимости оптической плотности от концентрации каротиноидов

Установлено, что коэффициент корреляции равен 0,9982. Полученное значение близко к единице, согласуется с рекомендованным для линейной зависимости коэффициентом - (]г| =0,99) и подтверждает объективность линейной зависимости между переменными.

Воспроизводимость методик (таблица 3) определяли как внутрилабораторную сходимость по значению дисперсии и относительной дисперсии. Правильность методик (таблица 3) оценивали сравнением рассчитанного значения критерия Стьюдента и табличного ^ (95% 5) = 2,57). Вапидацию методик определения других ингредиентов проводили по тем же критериям.

Таблица 3 - Валидационные характеристики методик определения

ингредиентов лекарственного средства

""""■^Характеристики Определяй— мый ингредие Линейная зависимость, г Прав иль ность, 1 Воспроизв одимость, ИБО Диапазон применения

каротиноиды у=0,00748х+0,002 г = 0,9982 2,35 0,95 5-35 мг%

метронидазол у=5,04х+0,002 г = 0,9980 2,49 1,52 0,04 - 0,06 г

ранитидина гидрохлорид 2,49 1,52 0,024-0,036 г

витамин и у=4,5х+0,002 г = 0,9985 2,39 0,55 0,056 - 0,084 г

магния оксид у=250х+0,01 г = 0,990 2,07 0,50 0,04 - 0,06 г

Приведенные результаты показывают, что все методики могут быть использованы для анализа данного многокомпонентного лекарственного средства.

3 Изучение стабильности разработанного противоязвенного средства и обоснование сроков годности

Стабильность разработанного противоязвенного лекарственного средства оценивали путем изучения некоторых физических и технологических характеристик (угол естественного откоса, насыпная плотность, сыпучесть) в процессе хранения в течение двух лет при 20°С в закрытых стеклянных бюксах в темном месте. Значения угла естественного откоса, насыпной плотности и сыпучести контролировали через каждые 30 суток. Результаты определений приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Изучение некоторых характеристик лекарственного средства при хранении

Темпе- Характеристика Время наблюдения

ра- 30 60 180 1 год 2 года

тура суток суток суток

20°С Угол естественного откоса,0 39,5 39,0 38,5 38,5 38,0

Насыпная 0,57 0,57 0,57 0,56 0,56

плотность, г/см3

Сыпучесть, г/сек 2,5 2,5 2,6 2,9 3,0

Проведенные исследования позволили рекомендовать для хранения разработанного лекарственного средства следующие условия: в плотно укупоренной таре, в сухом, прохладном месте, при температуре не выше 20°С, т.к. в этих условиях технологические характеристики лекарственного средства практически не изменяются.

Стабильность противоязвенного лекарственного средства (таблица 5)

изучали методом ускоренного старения на двух сериях образцов, каждые 30

суток контролируя количественное содержание каротиноидов, магния оксида,

витамина и, метронидазола, ранитидина гидрохлорида химическими и физико-

химическими методами. Образцы хранили в закрытых стеклянных бюксах:

16

первую серию - при температуре 20°С в темпом месте в течение двух лет; вторую - в термостате при температуре 40°С в течение шести месяцев.

Таблица 5 - Результаты определения компонентов противоязвенного

лекарственного средства в процессе хранения

Компоне нт ЛС Время Темпе; оатура\ 0 суг. ЗОсут. 60 суг. 180 сут. 1 год 1,5 года 2 года

Каротино иды (мг%) 20 °С 21,9 21,8 21,9 21,7 21,9 19,0 17,5

40 °С 21.9 21,6 20,5 17,7 - - -

Магния оксид (г) 20 °С 0,0499 0,0499 0,0502 0,0500 0,0499 0,050 0 0,049 8

40 °С 0,0505 0,0502 0,054 0,0505 - -

Витамин и (г) 20 °С 0,0716 0,0697 0,0708 0,0703 0,0686 0,068 0 0,067 2

40 °С 0,0704 0,0710 0,0673 0,0630 - - -

Метрони д-азол (г) 20 °С 0,0505 0,0507 0,0506 0,0502 0,0506 0,050 4 0,049 7

ни ь А ЛГЛ/ Л ЛГАЛ п лглг Л ЛГА** \f.\tJVt. - - -

Ранитиди на гидро хлорид (г) 20 °С 0,0303 0,0298 0,0296 0,0300 0,0293 0,029 4 0,029 8

40 °С 0,0301 0,0300 0,0298 0,0250 ■ - -

Полученные данные показывают, что при хранении лекарственного средства при 20°С содержание каротиноидов практически не изменяется в течение первого года хранения, снижаясь к концу второго года примерно на 20%. Содержание магния оксида остается стабильным в течение всего срока хранения. Содержание витамина и незначительно снижается после полутора лет хранения. Содержание метронидазола и ранитидина гидрохлорида остается стабильным в течение полутора лет хранения. Хранение лекарственного средства при 40°С в течение шести месяцев снижало содержание каротиноидов, витамина и и ранитидина гидрохлорида на 11 - 19%. При этом содержание магния оксида и метронидазола в этих условиях оставалось стабильным. Следует также отметить, что при температуре 40°С субстанция теряет сыпучесть. При температуре 20"С все показатели качества, в том числе и

17

физические, сохраняются в течение 1,5 лет. Исключение составляет количественное содержание (3-каротина, содержание которого не меняется в течение 1 года. Поэтому очевидно, что максимальный срок хранения данной смеси в виде субстанции составляет не более 1 года.

Для выявления возможных продуктов деструкции при изучении стабильности лекарственного средства использовали метод хроматографии. На основе данных литературы и физико-химических свойств компонентов лекарственного средства для экспериментального исследования выбраны следующие системы растворителей: бутанол - уксусная кислота - вода (6:2:2); этилацетат - изопропанол - аммиак (25:15:5); хлороформ - этанол -диэтиламин (80:10:10). Хроматографированию подвергали 0,02% растворы витамина и, метронидазола и ранитидина гидрохлорида в спирте этиловом 50% и смесь всех трех веществ в том же растворителе. В качестве свидетелей использовали растворы соответствующих индивидуальных веществ.

На пластинку «БогЬА!» марки ПТСХ-П-А-УФ размером 8x12 см наносили 20 мкл раствора смеси и по 20 мкл растворов свидетелей. После хроматографирования пластинку высушивали в вытяжном шкафу и проявляли в закрытой йодной камере.

На основании проведенных исследований установлено, что во всех исследованных системах растворителей достигалось разделение витамина и, метронидазола и ранитидина гидрохлорида.

При этом в системе: бутанол - уксусная кислота - вода (6:2:2) достигалось наилучшее разделение ингредиентов. Витамин и обладал наибольшей подвижностью 0,63-0,65), метронидазол - незначительной (Яг 0,15), ранитидина гидрохлорид оставался на старте.

В системе: этилацетат - изопропанол - аммиак (25:15:5) витамин и практически уходил с фронтом растворителя, но достигалось разделение метронидазола (Яг0,12) и ранитидина гидрохлорида (1^0,73).

В системе растворителей хлороформ - этанол - диэтиламин (80:10:10) метронидазол 0,57) хорошо отделялся от сопутствующих ингредиентов, в

то время как наблюдалось недостаточное разделение витамина и (Яг 0,08) и ранитидина гидрохлорид (Яг 0,10).

Проведенные исследования позволили изучать стабильность каждого исследуемого компонента методом хроматографии в оптимальной системе растворителей для каждого ингредиента. Для этого в качестве свидетеля помимо вещества стандарта использовали стандарт, подвергнутый термической деструкции в течение 1 часа (температура - 100°С).

Для оценки стабильности витамина и навеску лекарственного средства растворяли при нагревании в воде, охлаждали, фильтровали через бумажный складчатый фильтр. Полученный раствор хроматографировали в системе: бутанол - уксусная кислота - вода (6:2:2), используя в качестве свидетеля 0,1% раствор витамина и. При исследовании образцов лекарственных средств, хранившихся при температуре 20"С, на хроматограмме проявлялось одно пятно на уровне пятна свидетеля (Кг 0,63-0.65), хранившихся при температуре 40°С, проявлялось дополнительное пятно бледно-желтого цвета около 0,73). Таким образом, при хранении при повышенной температуре (40°С) в течение 6 месяцев в лекарственном средстве может происходить деструкция витамина и.

Стабильность метронидазола определяли методом хроматографии в системе хлороформ - этанол - диэтиламин (80:10:10) после выделения из лекарственного средства смесью ацетона и этанола (1:1). На хроматограмме извлечений из образцов лекарственных средств, хранившихся при обычных условиях в течение 1,5 лет, посторонних примесей не обнаружено, в то время как в образцах, хранившихся в течение 2 лет, появлялось дополнительное пятно (Я^-0,70).

Для установления возможных продуктов разложения 0,1% раствор ранитидина гидрохлорида в 0,1 М растворе хлороводородной кислоты нагревали на водяной бане в течение 2 часов и разводили тем же растворителем до 0,02% (раствор В).

На хроматограммах извлечений из лекарственных средств, хранившихся менее 1,5 лет, посторонних пятен не обнаружено, в то время как при хранении в

течение 2 лет, на хроматограммах наблюдали слабое постороннее пятно, аналогичное образцу ранитидина гидрохлорида, подвергнутого нагреванию.

При хроматографировании /3-каротина в системе растворителей гексан -этилацетат (75:25) посторонних пятен не обнаружено как в исходных образцах лекарственного средства, так и в образцах, хранившихся при 40°С в течение 6 месяцев. Однако было отмечено уменьшение количественного содержания каротиноидов в процессе хранения.

Таким образом, изучение стабильности противоязвенного лекарственного средства в процессе хранения показало, что входящие в его состав индивидуальные лекарственные вещества сохраняют стабильность достаточно длительное время. При этом наименее стабильны каротиноиды (в течение года), в то время как остальные компоненты сохраняют стабильность в течение 1,5 лет.

На основании проведенных нами исследований для разработанного противоязвенного лекарственного средства, рекомендован срок хранения - 1 год.

Общие выводы:

1. Показана возможность описания эффективности противоязвенного действия многокомпонентной лекарственной формы методом математического планирования эксперимента. Рассчитаны уравнения регрессии, описывающие зависимость площади язвенного поражения желудка и числа язв от состава лекарственного средства.

2. Показано влияние каждого ингредиента на противоязвенную активность предложенной многокомпонентной субстанции и оптимизировано их соотношение.

3. Изучена возможность использования химических и физико-

химических методов для идентификации и количественного

определения лекарственных веществ в смеси. Показано, что для

определения магния оксида в субстанции можно использовать

комплексонометрический метод, для определения

метилметионинсульфония хлорида — спектрофотометрический метод,

20

для определения метронидазола, ранитидина и /3-каротина -модифицированный метод Фирордта.

4. Проведена валидационная оценка методик анализа и показано, что их характеристики соответствуют требованиям ОФС для анализа фармацевтических субстанций. Погрешности не превышают 5,0%.

5. Методом тонкослойной хроматографии показано, что в процессе хранения появляются продукты разложения ранитидина через 2 года, метронидазола - через 2 года, метилметионинсульфония хлорида -через 1,5-2 года.

6. Проведено изучение изменения количественного содержания ингредиентов в процессе хранения и показано, что содержание ингредиентов остается постоянным в течение 2-х лет, за исключением каротиноидов, для которых этот период составляет 1 год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Получение и исследование соединения включения облепихового масла с 0-циклодекстрином//Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр./Пятигорская ГФА. - Пятигорск, 2006. - Вып. 61. - С. 236-237. (Соавт. В.Н. Купянская).

2. Разработка методики анализа пятикомпонентной лекарственной формы противоязвенного дейетвия//Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр./Пятигорская ГФА. - Пятигорск, 2006. - Вып. 61. - С. 305-308. (Соавт. Вергейчик E.H.).

3. Изучение стабильности лекарственных веществ в многокомпонентной лекарственной форме противоязвенного действия//Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр./Пятигорская ГФА., СПбГХФА. - Пятигорск, 2007. - Вып. 62. - С.388-391.

4. Сравнительное изучение стабильности облепихового масла и

его соединения включения//Разработка, исследование и маркетинг новой

фармацевтической продукции: сб. науч. тр ./Пятигорская ГФА.,

21

СПбГХФА. - Пятигорск, 2007. - Вып. 62. - С. 391-393. (Соавт. Вергейчик E.H., Губанова Л.Б.).

5. Изучение влияния метронидазола, ранитидина гидрохлорида, витамина U и магния оксида на противоязвенную активность облепихового масла.-Пятигорск: Пятигор. гос. фармац. акад., 2008. - 7 с.

- Деп. 12.02.08, №113-В2008. - Анн.: Библ. указ.: Деп. науч. работы (естест. и точн. науки, техника).- 2008. - №4 (434). - С.16 (реф.95).

6. Оптимизация состава и изучение многокомпонентной противоязвенной лекарственной смеси.-Пятигорск: Пятигор. гос. фармац. акад., 2008. - 9 с. - Деп. 12.02.08, №113-В2008. - Анн.: Библ. указ: Деп. науч. работы (естест. и точн. науки, техника).- 2008. - №4 (434). - С. 17 (реф. 102). (Соавт. Вергейчик E.H.).

7. Описание противоязвенного эффекта многокомпонентной лекарственной субстанции с помощью уравнения регрессии третьей степени//Организация лекарственного обеспечения рациональной фармакотерапии в условиях реализации национального проекта в Дальневосточном федеральном округе: сб. науч. тр. Дальневосточной регион, науч. - практ. конф. 27-28 марта 2008 г. - Хабаровск: ДВГМУ, 2008.-С. 85-87.

8. Пути разработки комбинированных лекарственных средств противоязвенного действия//Медико-социальная экология личности: материалы 6 Междунар. конф. 4-5- апр. 2008г. - Минск: БГУ, 2008. - Ч. 2.

- С.223-225.

9. Эффективность сложной лекарственной смеси иммунотропных компонентов, разработанной с помощью математического планирования эксперимента. Физиология и патология иммунной системы: тез. докл. 4 Междунар. конф. по иммунотерапии 1517 сент. 2008г. Москва)//Аллергология и иммунология.-2008. - Т. 9, №3.

- С. 356-357. (Соавт. Зацепина Е.Е., Вергейчик E.H., Сергиенко A.B., Ивашев М.Н.).

10. Стабильность противоязвенного средства, содержащего метипметионина сульфат, ранитидина гидрохлорид и метронидазол, определяемая методом тонкослойной хроматографии//Сорбционные и хроматографические процессы.:2009,- Т. 9.-Вып. 3.- С.456-460. (Соавт. Вергейчик E.H., Саушкина A.C.).

Талдыкина Анна Анатольевна

ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВА ПРОТИВОЯЗВЕННОГО

ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ЕГО СТАНДАРТИЗАЦИЯ

15.00.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Подписано к печати Формат бумаги 60x84 1/16

Бумага книжно-журнальная. Печать ротапринтная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №

т

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)

Актуальность темы. Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки - хроническое полиэтиологическое заболевание, которому подвержены до 10-15% различных возрастных групп населения в разных. Этиологическими факторами язвенной болезни являются стресс, нарушение эндоэкологического баланса, несбалансированное питание, потребление лекарственных препаратов, побочным действием которых является ульцерогенез, снижение адаптационных возможностей человеческого организма и др.

Несмотря на большой арсенал природных и синтетических противоязвенных лекарственных средств, многие из них не обеспечивают должного терапевтического эффекта, так как влияют на одно звено-патологического процесса.

Рациональным путем создания противоязвенных препаратов является включение в них лекарственных веществ, влияющих на различные звенья патологического процесса. На наш взгляд комбинированные противоязвенные средства должны включать антимикробные вещества, подавляющие Helicobacter pylori, и лекарственные вещества, оказывающие репаративное, антисекреторное, антацидное действие. Обоснование количеств каждого ингредиента позволяет достичь наиболее быстро метод математического планирования эксперимента. Вместе с тем, требуется исследование стабильности каждого ингредиента в таких сложных лекарственных препаратах и разработка методик их анализа.

Ранее на кафедре фармацевтической химии Пятигорской государственной фармацевтической академии было создано комбинированное противоязвенное лекарственное средство на основе облепихового масла. Однако оно не содержало антимикробных и антисекреторных веществ и в ряде случаев не давало желаемого терапевтического эффекта. Поэтому оптимизация состава комбинированного противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента является актуальной проблемой фармацевтической науки и практики.

Цель и задачи исследования. Цель исследования - обоснование состава противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента и разработка методик его анализа.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- изучить влияние каждого компонента на эффективность противоязвенного действия лекарственного средства; методом математического планирования эксперимента описать математическую модель зависимости противоязвенного действия от состава и обосновать состав противоязвенного лекарственного средства;

- разработать методики качественного и количественного определения ингредиентов лекарственного средства;

- изучить стабильность ингредиентов в лекарственном средстве;

- разработать проект НД на новое лекарственное средство.

Научная* новизна. Показана возможность создания комбинированного противоязвенного лекарственного средства, включающего репаративные (облепиховое масло и витамин U), антацидные (магния оксид) и антисекреторные (ранитидин) вещества. Построена математическая модель, описывающая зависимость противоязвенной активности смеси от количества отдельных ингредиентов, что позволило обосновать состав лекарственного средства. На основании уравнения регрессии показано влияние каждого ингредиента, а также их взаимное влияние на площадь язвенного поражения желудка. Показано, что предложенный состав противоязвенного средства обладает слабым раздражающим действием и относится к малотоксичным.

Проведена валидационная оценка методик анализа всех ингредиентов и доказана их приемлемость для стандартизации лекарственного средства, содержащего облепиховое масло, магния оксид, метронидазол и ранитидин. Изучена стабильность лекарственного средства формы по физическим и химическим показателям и обоснован срок ее хранения.

Практическая значимость. Обоснован состав сложного противоязвенного лекарственного средства, содержащий соединение включения облепихового масла, ранитидина гидрохлорид, метронидазол, метилметионинсульфония хлорид и магния оксид, и экспериментально подтверждена его терапевтическая эффективность.

Разработаны методики идентификации и количественного определения ингредиентов в предлагаемом лекарственном средстве. Показана их приемлемость для включения в проект ФСП данное лекарственное средство.

Внедрение результатов исследования в практику. На основании результатов исследования разработан проект ФСП и пояснительная записка на комбинированное противоязвенное лекарственное средство «Гастрацидол-ЦД». Проект направлен ЗАО «Алтайвитамины» (г. Бийск), из которого получена справка о включении разработанного противоязвенного лекарственного средства в план освоения новых видов продукции на 2009 г.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПятГФА - номер государственной регистрации 01.2.00101060.

Положения, выносимые на защиту:

1. Оптимизация состава многокомпонентного противоязвенного лекарственного средства методом математического планирования эксперимента.

2. Результаты исследования взаимного влияния лекарственных веществ на противоязвенную активность.

3. Методики идентификации и количественного определения лекарственных веществ в многокомпонентном лекарственном средстве.

4. Результаты изучения стабильности лекарственных веществ в противоязвенном лекарственном средстве и обоснование срока годности.

Апробация и публикация результатов исследования. Фрагменты диссертации докладывались и обсуждались на 61 и 62 научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (г. Пятигорск, 2006-2007 гг.), на IX краевом конкурсе молодых ученых (секция медицинских наук, г. Хабаровск, 2007 г.) и на Дальневосточной региональной научно-практической конференции «Организация лекарственного обеспечения рациональной фармакотерапии в условиях реализации национального проекта в t

Дальневосточном федеральном округе» (27-28 марта 2008 г.). По теме диссертации i опубликовано 10 работ. ч Объем и структура диссертации. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 16 рисунков, 2 приложения. Состоит из г «Введения», обзора литературы, четырех глав собственных исследований; общих выводов. Список литературы включает 160 источников, в том, числе 30 иностранных.

В первой главе диссертации обобщены данные литературы о противоязвенных средствах и их анализу, а также о методах оптимизации состава противоязвенных средств.

Вторая глава включает краткую характеристику используемых в исследовании веществ и реактивов.

В третьей главе представлены экспериментальные исследования по планированию эксперимента и обоснованию качественного и количественного состава противоязвенного лекарственного средства. В ней приведены результаты изучения взаимного влияния ингредиентов на проявление фармакологической активности, определение специфической и регенеративной активности, а также результаты изучения острой токсичности и раздражающего действия лекарственного средства.

В четвертой главе представлены исследования по изучению некоторых физических и технологических характеристик лекарственного средства и разработке методик качественного и количественного определения ингредиентов в пятикомпонентном лекарственном средстве.

Пятая глава посвящена изучению стабильности противоязвенного лекарственного средства и его компонентов в процессе хранения, а также условий его хранения.

В приложениях приведены проект ФСП на разработанное противоязвенное лекарственное средство «Гастрацидол-ЦД» и пояснительная записка к ФСП.

Общие выводы:

1. Показана возможность описания эффективности противоязвенного действия многокомпонентной лекарственной формы методом математического планирования эксперимента. Рассчитаны уравнения регрессии, описывающие зависимость площади язвенного поражения желудка и числа язв от состава лекарственного средства.

2. Показано влияние каждого ингредиента на противоязвенную активность предложенной многокомпонентной субстанции и оптимизировано их соотношение.

3. Изучена возможность использования химических и физико-химических методов для идентификации и количественного определения лекарственных веществ в смеси. Показано, что для определения магния оксида в субстанции можно использовать комплексонометрический метод, для определения метилметионинсульфония хлорида — спектрофотометрический метод, для определения метронидазола, ранитидина и (3-каротина - модифицированный метод Фирордта.

4. Проведена валидационная оценка методик анализа и показано, что их характеристики соответствуют требованиям ОФС для анализафармацевтических субстанций. Погрешности не превышают 5,0%.

5. Методом тонкослойной хроматографии показано, что в процессе хранения появляются продукты разложения ранитидина через 2 года, метронидазола - через 2 года, метилметионинсульфония хлорида — через 1,5-2 года.

6. Проведено изучение изменения количественного содержания ингредиентов в процессе хранения и показано, что содержание ингредиентов остается постоянным в течение 2-х лет, за исключением каротиноидов, для которых этот период составляет 1 год.

113