Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.01) на тему:Разработка состава, фармакотехнологические исследования парафармацевтической суспензии с карбонатом кальция

На правах рукописи

Власова Светлана Алексеевна

РАЗРАБОТКА СОСТАВА, ФАРМАКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ СУСПЕНЗИИ С КАРБОНАТОМ КАЛЬЦИЯ

15.00.01 - технология лекарств и организация фармацевтического дела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Курск- 2007

003158278

Диссертационная работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель: доктор фармацевтических наук, профессор

Сампиев Абдулмуталип Магаметович

Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук, профессор

Панкрушева Татьяна Александровна

доктор фармацевтических наук, профессор Алексеев Константин Викторович

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита состоится « » 2007 г. в часов на

заседании диссертационного совета К 20^039 01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (305041, г Курск, ул К Маркса, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО КГМУ Росздрава

Автореферат разослан «» г

Ученый секретарь диссертационного совета

Пашин Ё.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Соли кальция достаточно долго и успешно применяются в медицинской практике как источники ионов кальция, в том числе при остеопорозе Ионизированный кальций является важнейшим участником регуляции процессов мышечного сокращения, свертывания крови, активации ряда ферментов, секреции нейромедиаторов и гормонов, нервной проводимости, проницаемости клеточных мембран, деления и дифференцировки клеток, реализации биологического сигнала на клетках разного типа

В связи с этим на сегодняшний день наблюдается увеличение числа лекарственных препаратов и биологически активных добавок (БАД), содержащих соли кальция В этом перечне превалируют зарубежные и достаточно дорогие по стоимости БАД к пище - их примерно 65%. В составах БАД к пище кальций чаще всего представлен в виде лактата, глюконата, пантотената, хотя его содержание в этих солях в 3-4 раза меньше, чем в карбонатной Наряду с этим, преобладают таблетированные и капсулированные формы введения этих композиций в организм Однако для составов с солями каЛьция, особенно в виде БАД к пище, предпочтительнее выглядят жидкие формы как более комфортные для приема детьми и лицами пожилого возраста, наиболее нуждающимися в поступлении кальция в организм

Вместе с тем, состав жидких форм с солями кальция может усложниться необходимостью введения в него корригентов вкуса, запаха, солюбилизаторов, консервантов и других вспомогательных веществ С другой стороны, включение в жидкую форму, в том числе суспензию, различных вкусовых, консистентных и стабилизирующих добавок для оптимизации физико-химических и технологических параметров, может позитивно сказаться на её фармакологических свойствах, в частности на повышение биодоступности основного компонента В случае с кальцием оправдано введение в состав его содержащих форм витаминов холекальциферола и аскорбиновой кислоты (Б3 и С) и наличие в них микроэлементов, в первую очередь фосфора. Это делает такие формы более эффективными и конкурентоспособными

Поэтому разработка БАД к пище на базе кальция карбоната в виде жидкой корригированной формы с усиливающими его биоусвояемость добавками и актуальна и перспективна, особенно если в качестве базового компонента использовать его разновидность - порошок «Морского кальция» Сырьевая база в России "морского" кальция карбоната, получаемого из отходов переработки морепродуктов, вполне надежна и это усиливает актуальность и значимость настоящего исследования.

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось разработка акорригированной суспензии - БАД к пище на основе «Морского кальция», ее фармакотехнологические исследования и нормирование качества

Для реализации поставленная цель была конкретизирована-хледующими задачами

- изучить возможность и степень подготовленности порошка «Морского кальция», получаемого при переработке морепродуктов, для разработки на его базе суспензии в сравнительной с фармакопейным кальция карбонатом оценке,

- предложить состав и осуществить подбор вспомогательных веществ, обеспечивающих требуемые фармакотехнологические и органолептические свойства суспензии, при помощи физико-химических, квантово-химических и реологических исследований;

- разработать оптимальную технологию суспензии «Морского кальция»;

- провести нормирование качества разработанной суспензии «Морского кальция», установить для нее условия хранения и срок годности,

- провести сравнительное исследование по оценке биодоступности кальция из предложенной суспензии «Морского кальция».

Научная новизна значимость работы. БАД к пище на основе «Морского кальция» в суспензионной форме разработана впервые Для неё выбраны оптимальные вспомогательные вещества с учетом комплексного корригирования и показана совместимость компонентов с использованием такого прогнозирующего фактора, как компьютерное моделирование, выполненного на основе квантовой химии и молекулярной динамики методом AMI в составе программы МОРАК Для оценки физико-химических и технологических характеристик

«Морского кальция» впервые была использована методика оптической микроскопии с вариантом компьютерного морфометрического анализа, которая показала характер распределения частиц в объеме взвеси по их эквивалентному диаметру и подтвердила оптимальность степени дисперсности «Морского кальция» для разработки суспензии

Проведено изучение вязко-пластичных свойств суспензии «Морского кальция» и установлены оптимальные реологические параметры На основании изучения органолептических свойств предложен оптимальный состав корри-гентов в суспензии.

Предложены методики качественного и количественного анализа основных компонентов суспензии «Морского кальция», а также выбранных корри-гентов и обоснованы оптимальные условия и срок ее хранения Проведены биологические и фармакологические исследования, подтверждающие целевое назначение полученной БАД

Практическая значимость результатов исследования. Полученные результаты исследования показали значительные преимущества «Морского кальция» над фармакопейным кальция карбонатом как источника ионов этого элемента для применения в медицине и смежных отраслях, возможность и целесообразность разработки на его базе суспензионной формы Проведенные технологические, биофармацевтические, биологические и фармакологические исследования дали основание для обоснования состава, определения доз, разработки оптимальной технологии суспензии «Морского кальция» и рекомендации по ее использованию в практике Предложенный способ технологии, введенные вспомогательные вещества, добавленные витамины РзиСв суспензию «Морского кальция» позволили повысить биодоступность кальция на 25% в сравнении с таблетками кальция глюконата Эффективность действия разработанной суспензии, доступность исходных ингредиентов и их стоимость, воспроизводимость технологии суспензии "Морского кальция", стабильность при хранении в течение 2 лет, являются основанием для ей серийного производства

Внедрение результатов исследования в практику. По результатам исследования составлены технические условия (ТУ № 9360-010-12828247-06) и

технологическая инструкция к ним на суспензию "Морского кальция" под названием «Кадьцеморин», которая прршла производственную апробацию на базе ООО «ТОНЕКС-ПРОДУКТ»,акт апробации от 03 07 06г.

Основные положения» выносимые на защиту:

- результаты исследований физико-химических и технологических свойств порошка «Морской кальций» по выявлению возможности и степени подготовленности для введения в состав суспензии,

- итоги исследования по обоснованию дополнительных активных и выбору вспомогательных веществ в разработке состава суспензии «Морского кальция»,

- результаты технологических и биофармацевтических, исследований суспензии «Морского кальция»,

- разработке показателей и норм качества, данные по установлению срока и условий хранения суспензии «Морского кальция»,

- результаты изучения всасываемости в условиях ш vivo «Морского кальция» из разработанной суспензии в сравнительных исследованиях.

Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены на 60-ой региональной конференции по фармации, фармакологии и подготовке кадров (г Пятигорск, 2007 г), и на региональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых Краснодарского края и Юга России «Медицинская наука и здравоохранение» (г Анапа, 2005,2006 г )

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в которых отражено основное содержание диссертации

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Кубанского государственного медицинского университета (номер государственной регистрации 0120.0 500289).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы, 21 рисунок, состоит из «Введения», обзора литературы (1 глава), главы, посвященной объек-

там к методам исследовании, 3: глав собственных исследований, общих выводов, списка литературы и приложения. Список литературы включает 196 источников, в том числе 23 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ, СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В работе использовали субстанцию «Морской кальций», представлявшую собой мелкодисперсный порошок серовато-б ело го цвета, солоноватого вкуса и отвечавшую требованиям ТУ № 9265-025-13190640 (саннтарно-эилдимиоло-ГИчесмжзаключение № 77.99.03 Л) 26. К .000142.06,04 от 14.06.2004 гл.

На первом этапе исследования представлялось целесообразным провести всестороннюю оценку "Морского кальция" п сравнении с фармакопейным кальция карбонатом осажденным.

Первоначально проводили измерение формы и размера части» "морского кальция" на микрометре окулярном винтовом МОВ-) - 16* I рис. I ).

Полученные данные покатали, что средний размер частиц порошка «Морского кальция» составляет 4 мкм; структура его оказалась мелкокристаллическая и в основном неправильной формы. Фармакопейный кальция карбонат имел более выраженную кристаллическую структуру и гораздо больший размер частиц (10 мкм).

(Л) (К)

Рису иск 1. Микрофотографии частиц порошка «Морского кальция» [А) и карбоната кальция фармакопеи но го (Б),

Для более точного исследования размера частиц и фракционного состава порошка "Морского кальция" использовали методику оптической микроскопии

с вариантом компьютерного морфометричсского анализа. Для микроскопического анализ» получали 2,5% суспензию порошка «Морского кальция» в воде. Определяли площадь микрочастиц, их эквивалентный диаметр, а затем рассчитывали частотное распределение их в единице объема суспензии по их диаметру (плотность) и в процентном отношении. Распределений частиц по плотности и процентному соотношений» в суспензии "Морского кальция" представлено па рис. 2(A) и 2(H).

(А)

Рисунок 2. Плотность (А) и процентное соотношение (Б) распределения микрочастиц в суспензии в зависимости от их эквивалентного диаметра.

Оказалось, что плотность микрочастиц во взболтанной суспензии составляет 6,6x10"частиц/мм'. Из анализа результатов микроскопии следовало, что в суспензии преобладают частицы от 2 до 5 мкм (рис, 2А), на долю которых при-

ходится 86,7% от общего их количества (рис. 2Б) Содержание частиц этой фракции в 1 мм3 взвеси "морского кальция" в воде составляло 5,7х106 Таким образом, порошок "Морского кальция" имел значительные преимущества над фармакопейным кальция карбонатом по однородности и величине размера частиц, что позволяло спрогнозировать более высокую седиментационную устойчивость суспензии на его базе. Кроме того, порошок по своим свойствам мог быть введен в состав суспензии без дополнительного измельчения, выделения фракции посредством классификации через сита и привлечения других значимых технологических операций.

Далее был проведён микроэлементный анализ "Морского кальция" и установлено, что в порошке содержится, помимо основного вещества, 15 макро- и микроэлементов, в- том числе таких ценных для организма как фосфор (0,2%), магний (0,6%), железо (),1%), марганец (0,01%). В фармакопейном же кальция карбонате было обнаружено 12 элементов, при этом количество в нем фосфора и других упомянутых выше элементов было в 3 раза меньше. Наличие в составе важных и необходимых для организма макро- и микроэлементов, в числе которых улучшающий биоусвояемость кальция фосфор, высокая дисперсность частиц, способствующая ускорению растворения и улучшению фармакокинетиче-ских параметров, показали явные преимущества "Морского кальция" над фармакопейным кальция карбонатом и в технологическом, и фармакохимичеком аспекте

При разработке состава суспензии "Морского кальция" представлялось целесообразным подобрать компоненты, способствующие лучшему усвоению кальция. С этой целью в состав большинства лечебно-профилактических композиций, содержащих соли кальция, вводят витаминные премиксы, в частности, сочетание витамина Б3 и аскорбиновой кислоты Помимо их, оправданным считается введение лимонной кислоты (в количестве не менее 1/10 от массы кальция карбоната), поскольку образующийся при этом растворимый в биожидкостях цитрат кальция легче и быстрее всасывается в желудочно-кишечном тракте, условно обеспечивая "первоначальную дозу"

При выборе концентрации «Мррского кальция» и витамина Бз в суспензии исходил» из среднесуточной потребности,человека в этих элементах кальция - 1300 мг, витамина - 5-15 мкг, а также дозирования этой формы чайной ложкой

Таким образом, определился состав обязательных компонентов суспензии «Морской кальций» - 5%, лимонная кислота - 0,5% и премикс, содержащий витамины От и С, - 1%

Следующим этапом наших исследований было обоснование выбора вспомогательных веществ, улучшающих стабильность и органолептические качества суспензии "Морского кальция" С этой целью готовили образцы суспензий массой по 50 г и с содержанием 5% «Морского кальция» В качестве стабилизаторов-загустителей суспензии-с учетом физиологической безвредности при пероральном применении и совместимости с солями кальция были рассмотрены карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), метил целлюлоза (МЦ), коллидон-90, желатин, поливиниловый спирт, аэросил-9 Состав исследуемых композиций предел авлен в таблице 1

Таблица 1

Состав суспензий «Морского кальция»

, № ' Наименование компонентов Номер сосгава прописи (содержание в граммах)

1 2 3 4 5 6

! ' Поропш «Морского кальция» 5 5 5 5 5 5

2 Премикс и ггаминный 1 1 1 1 1 1

3 1 Лимснная киспсгга 0,5 " 1-5 ___0,5___ 05 0,5 0,5 0,5

4 | Поливиниювьй стара - - - -

5 | КМЦ - 1-5 - - - -

6 МЦ - - 1-5 - - -

7 Ж&гагин 1-5

8 | К«типш-90 1 1-5

9 ■ Аэросии , 1-5

7 ] Сорбиношя киоюга | 03 03 03 03 03 03

14 < Вола (ДО 100) ! 922-882 1 922-882 922-882 922-882 922-882 922-882

Полуденные суспензии подвергались испытаниям на седиментационную устойчивость Суспендирование полученных смесей лекарственных и вспомогательных веществ проводили при перемешивании со скоростью 3000 об/мин в

течение 5 мин Затем оценивали стабильность суспензий, наблюдая осаждение осадка в течение 24 часов После проведения 5 определений рассчитывали средние результаты, которые отображены на рисунке 3

Рисунок 3. Влияние вспомогательных веществ на стабильность суспензии с "Морским кальцием"

Из анализа данных, приведенных на рисунке 3, следует, что в составах суспензий № 2, № 5, № 3 вспомогательные вещества в изученной концентрации обладали приблизительно одинаковым стабилизирующим действием Суспензии с составами № 1, № 6, № 4 оказались седиментационно менее устойчивыми и характеризовались не однородным распределением действующего вещества в дисперсионной среде Из рисунка 3 также следует, что оптимальной концентрацией КМЦ является 2,5%, а коллидона - 90 и МЦ - не менее 4%

На следующем этапе для составов с лучшими показателями седиментаци-онной устойчивости № 2, № 5, № 3 были изучены реологические характеристики - вязкость и структурно-механические свойства суспензий На основании значений эффективной вязкости и предельного напряжения сдвига, полученных с использованием ротационного вискозиметра «Реотест-2», были построены реограммы течения суспензий. Установлено, что только состав №2 можно от-

нести к структурированным системам, тогда как составы №5 и №3 представляли собой скорее ньютоновские жидкости.

Рисунок 4. Реограмма течения суспензии «Морского кальция» (состав № 2) на КМЦ-основе

Как видно из представленной на рисунке 4 реограммы течения суспензии "Морского кальция" с составом № 2, восходящая вместе с нисходящей кривой образует петлю гистерезиса Образование петли гистерезиса свидетельствует о наличии тиксотропных свойств и способности структурированной системы восстанавливаться после снятия напряжения, что позволяет прогнозировать стабильность суспензии при хранении Таким образом, наиболее оптимальным оказался состав суспензии № 2 со стабилизатором КМЦ в концентрации 2,5%

Для достижения оптимальных микробиологических показателей суспензии в ее состав вводили консервант - сорбиновую кислоту Выбор в пользу данного консерванта был обусловлен его наименьшей токсичностью, отсутствием влияния на органолептические свойства и достаточно выраженной антимикробной активностью в небольшой концентрации (до 0,5%)

Поскольку "Морской кальций" обладал мало приемлемым вкусом, представлялось необходимым дополнить выбранный состав суспензии соответствующим корригентом, в качестве которого были апробированы сахароза, сорбит, фруктоза, сиропы калины и шиповника Органолептические свойства исследуемых составов устанавливали методом экспертной оценки (таблица 2)

Таблица 2

Оценка органолептических свойств суспензии "Морского кальция" _после добавления корригентов__

Наименование корригента и его концентрация Оценка показателей (сумма баллов) Общий балл

Внешний вид Цветовое восприятие Вкус и запах

Сироп калины (25%) 7 5 12 24

Сироп шиповника (25%) 6 3 9 18

Сахароза (15%) 5 4 10 19

Сорбит (10%) 5 4 9 18

Фруктоза (5%) 5 3 8 16

Из данных таблицы следует, что среди исследуемых корригентов наиболее целесобразным оказалось использование сиропа калины В этом случае обеспечивалось не только достижение приятного вкуса, но и улучшение цвета и запаха суспензии, то есть осуществлялось комплексное корригирование Более того, применение этого корригента позволило обогатить суспензию полезными для организма органическими кислотами, витаминами и микроэлементами, содержащимися в калине Полученная суспензия по всем органолептическим показателям соответствовала оценке "отлично"

При разработке сложных составов БАД к пище и лекарственных форм в последнее время все чаще прибегают к интегральной оценке потенциальных химических и физико-химических взаимодействий между всеми компонентами Представлялось с этих позиций оправданным рассмотреть возможность совместного присутствия в одной смеси карбоната кальция, компонентов премикса, сиропа калины и выбранных вспомогательных веществ

В соответствии с этой задачей были выявлены вероятные зоны взаимодействия между молекулами входящих в состав суспензии веществ, в том числе с поверхностью кристаллов карбоната кальция, посредством построения трехмерных моделей молекул Расчеты параметров энергетических орбиталей молекул всех представленных в суспензии веществ показали, что их свободная энергия достигает минимума Это позволило сделать вывод, что молекулярные

конформации являются стабильными, и составные компоненты суспензии «Морского кальция» совместимы

На основании всех выше перечисленных исследований, был предложен окончательный и представленный в таблице 3 состав суспензии, условно названной «Кальцеморин»

Таблица 3

Наименование ингредиентов Количество ингредиентов, %

«Морской кальций» 5,0

Сироп калины 25,0

КМЦ 2,5

Премикс (03 + С) 1,0

Сорбиновая кислота 0,3

Лимонная кислота 0,5

Вода очищенная 65,7

Итого 100,00

Учитывая разработанный состав, специфику свойств входящих ингредиентов была предложена технологическая схема производства суспензии «Морского кальция» (рис 6) Она включает в себя на первом этапе подготовительные технологические операции, получение геля КМЦ, раствора лимонной и сорбиновой кислот, суспензии-концентрата «Морского кальция» в воде и раствора витаминного премикса в сиропе калины Далее схема предусматривает перемешивание раствора лимонной и сорбиновой кислот с суспензией-концентратом "Морского кальция" и, по окончанию реакции газообразования, добавление раствора премикса в сиропе калины На завершающей стадии осуществляют порционное введение в состав перемешиваемой смеси геля КМЦ

С целью проведения фармакологических исследований и разработки норм качества в лабораторных условиях было наработано 5 серий суспензии "Морского кальция". Она представляла собой вязкую жидкость, светло-розового цвета с характерным кисло-сладким вкусом и приятным запахом калины

ВР 1 1

Подготовка производственных помещений

ВР I 2

Подг отовка технолог ическо! о оборудования

ВР 1 3 Подготовка персонала

ВР 1 4

Подготовка технологи чсской одежды

ВР 2 1

Подготовка и отвешивание сырья

ВР 2 2

Подготовка флаконов укупорочных и маркировочных средств

ТП 3 1 Получение геля КМЦ

ГП 3 2

Получение раствора кисчог

ТПЗЗ

Приготовление суспензии-концентра га с «морским кальцием»

ТП 3 4

Растворение премикса в сиропе калины_

ГП 4 1

ГП 4 2

Гомогенизация

УМО 5 1

Дозирование суспензии во флаконы

УМО 52

Маркировка флаконов

УМО "5 3

Размещение флаконов во вторичную упаковку и комплектование групповой тары

ВР 1 Кт Км

Сани гарная подго говка производства ■_

Смешивание полупродуктов суспензии

ВР 2 Кх, Кт

Подготовка сырья и материалов_

ТП 3 К\ Кг

Получение полупродуктов суспеиши

ТП 4 Кх, Кт

Получение суспензии морского кальция

УМО 5 Кх Кт Км

Готовый продукт

Потери

Потери

Потери

Упаковка и маркировка суспензии морского кальция

Потери

Карантинное хранение

На склад

готовой

продукции

Рисунок 6 Технологическая схема производства суспензии «Морского кальция»

И

Перед началом фармакологических исследований представлялось целесообразным провести сравнительную оценку разработанной суспензии "Морского кальция" с полученной нами суспензией фармакопейного карбоната кальция и таблетками кальция глюконата методом экспресс-теста на кулыуре Paramecium caudatum В хронических опытах при инкубации парамеций в среде с добавлением сравниваемых препаратов (таблетки кальция глюконата переводили в суспензионное состояние), определяли их влияние на процесс размножения простейших Как оказалось, все рассматриваемые композиции стимулируют размножение парамеций, но наиболее выраженное влияние проявляла суспензия «Морского кальция». Было установлено также, что препараты кальция обладали умеренной протективной активностью, повышая устойчивость простейших к клеточным ядам - спирту этиловому и водорода пероксиду.

Первым этапом фармакологических исследований суспензии «Морского кальция» было изучение ее острой токсичности, которую определяли по методу Кербера на четырех группа крыс Наблюдение проводили в течение 2-х недель, оценивая двигательную активность, наличие судорог, тонус скелетной мускулатуры, дыхание, окраску видимых слизистых оболочек, размер зрачка, количество и консистенцию фекальных масс, мочеотделение и окраску мочи, координацию движений, реакцию на раздражители, состояние кожного покрова и шерсти, потребление воды и пищи, массу тела В процессе наблюдений за состоянием животных по вышеуказанным показателям не выявлено отклонений в сравнении с контрольной группой животных, получавших очищенную воду. Интрагастральное введение карбоната «Морского кальция» в дозе 7000мг/кг не приводило к гибели животных, то есть по табуляции классов токсичности данный объект относится к практически нетоксичным при введении per os

Базируясь на имеющихся научных данных о фармакологической активности компонентов разработанной суспензии, представлялось целесообразным исследовать возможное противовоспалительное действие суспензии "Морского кальция" Полученные результаты показали, что суспензия «Морского кальция» обладала противовоспалительной активностью, превосходившей эффективность глюконата кальция на 21,9% (Р<0,05).

Изучение всасывания ионов кальция из предложенной композиции проводили на белых крысах-самцах путем интрагастрального однократного введения суспензии в дозе 80 мг/кг веса тела животного в пересчете на кальций Эвтаназию животным осуществляли путем декапитации и в полученной сыворотке крови определяли кальций-ион мурексидным методом Для сравнения определяли концентрацию ионов в крови животных, получавших в адекватных условиях таблетки кальция глюконата, суспензию с карбонатом кальция фармакопейным Помимо них представлялось интересным изучить всасываемость кальция из суспензии "Морского кальция" с отсутствием в ей составе витаминного премикса и сиропа калины Полученные в итоге фармакокинетические кривые приведены на рисунке 7.

7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0

-Л 1..... ч . > ^ . ' «••■7т * ■ - . ч Л

1 Таблетки кальция глюконата

" Суспензия с «Морским кальцием», премиксом фз+С), сиропом калины Суспензия с «Морским кальцием»

• - Суспензия с карбонатом кальция

Рисунок 7. Уровень концентрации ионов кальция в сыворотке крови после пе-рорального введения различных лекарственных форм кальция

Фармакокинетические кривые использовали далее для определения биодоступности исследованных форм, рассчитывая интегральные площади под построенными кривыми для каждой лекарственной формы, и выражали ее в А11С, мкг*ч/мл Было найдено, что для таблеток кальция глюконата А11С составляла -18,19 мкг*ч/мл, суспензии «Морского кальция» с сиропом калины и премиксом - 22,68 мкг*ч/мл, а без сиропа калины и премикса - 17,28 мкг*ч/мл, суспензии с карбонатом кальция осажденным -15,27 мкг*ч/мл

Рассчитанная относительная биодос'гупносгь суспензии карбоната кальция фармакопейного по сравнению с таблетками кальция глюконата составила лишь 83,95%, с «Морским кальцием» без премикса и сиропа - 95,02% Большее значение биодоступности "Морского кальция" по сравнению с фармакопейным кальция карбонатом связано со степенью дисперсности частиц (4 мкм против 10 мкм), что соответствовало ранее высказанному прогнозу при сравнительной оценке этих двух субстанций Наибольшей биодоступностью - 124,68%, в ряду изученных, обладала предложенная композиция - суспензия «Морского кальция» с премиксом и сиропом калины Этот факт подтвердил известное позитивное влияние витамина Рч на степень всасывания кальция, а также рациональность состава и технологии разработанной суспензии

С целью нормирования качества предложенной суспензии осуществляли количественную оценку содержания кальция карбоната и витамина О, в образцах, оюбранных из пяти наработанных серий Для количественного определения основного компонента суспензии использовали метод комплексонометрии, а чолекальциферола - спектрофотометрию

Полученные данные позволили нормировать содержание карбоната кальция от 4,85% до 5,15%, чолекальциферола - не менее 0,000027-0,000033% Все показатели и нормы качества разработанной суспензии "Морского кальция" приведены в таблице б

Таблица 6

Основные показатели и нормы качества суспензии "Морского кальция"

ПОКАЗАТЕЛИ НОРМЫ

Внсштм вед Суспензия, которая при хранении, особенно при низких игмперщу-ра\, вьдаиег на поверхности оюй прооранной жидкости При тнер-1ичном шбатгьгаании флакона гомогенность суагадаи воссганаюи-ваеп-я

Цвет С испс^раювый

Вкм Характерный оишажлыи

3<иих Номинальная маха содержимого ф^ико-н«и Характерный д ля калины 100 ±2

| [Чххигаищрмлюсгь Ссхпвисгеуетпрмишшюрмам

Продолжение таблицы б

Подиюиооь Появление от саеммиэпш) до свегашкного окрашивания при прибавлапм распзора хлада окисшго железа (карбоиаг-ион) Образование белого осад<ане растворимого в ужсуснэй кислоте и растворе аммиака, растворимый в равеаённых минеральных кисзкгсж (капь-вдй-юн).

Удельная плотность 1фи20°С сгт 1,40 до 1,48 г/мл

РН от 6,0 до 7,0

Вязкость ог200 до400мПа*с

Содержание «морского кальция» карбоната 4,85-5,15%

Содержание вшамишЕЬ от 0,000027 до 0,000033%

Микробиологическая чистота СоогееклвуегСанПин 232.1078-01

Определение срока хранения суспензии «Морского кальция» проводили в защищенном от света месте при температуре не выше 25°С, а также методом «ускоренного старения» Было установлено, что все показатели качества суспензии «Морского кальция» оставались стабильными в течение 2 лет хранения

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1 Обоснована целесообразность разработки суспензионной формы карбоната кальция и показана возможность использования "Морского кальция", получаемого при переработке морепродуктов, в качестве её основного компонента.

2 Установлены фармакохимические преимущества порошка «Морского кальция» над фармакопейным карбонатом кальция в плане разработки его суспензионной формы Проведенный сравнительный анализ порошков "Морского кальция" и кальция карбоната фармакопейного в отношении макро- и микроэлементов показал, что в первом содержится 15 их представителей, в том числе таких ценных для организма как фосфор (0,2%), магний (0,6%), железо (0,1%) и марганец (0,01%), а во втором - лишь 12 и в 2-3 раза меньшем количестве

3 Методом оптической микроскопии с вариантом компьютерного мор-фометрического анализа изучено распределение в порошке "Морского кальция" частиц по размеру, эквивалентному диаметру, площади поверхности и выявлено, что самая большая в количественном отношении (87%) фракция представ-

лена частицами в 2,5 раза меньшими по размеру, чем в фармакопейном кальции карбонате Показано, что порошок "Морского кальция" выгодно отличается от кальция карбоната фармакопейного технологическими свойствами и может быть использован в производстве суспензии непосредственно без дополнительных значимых операций по подготовке сырья

4 На основе всесторонних технологических и реологических исследований разработан состав корригированной суспензии, содержащей в качестве базового компонента «Морской кальций» (5%), дополнительного ингредиента -премикс витаминный (03+С) (5%) и вспомогательных веществ - сироп ягод калины (25%), лимонную (0,5%) и сорбиновую (0,3%) кислоты, карбоксиметил-целлюлозу (2,5%)

5 С помощью современных методов квантовой химии и молекулярной динамики подтверждена рациональность предложенного состава и показана совместимость компонентов суспензии «Морского кальция» в отношении физико-химического и химического их взаимодействия

6 Разработана оптимальная технология суспензии «Морского кальция», учитывающая специфику входящих в её состав компонентов и предложена схема производства, включающая в качестве основных стадий получение полупродуктов, их смешение и гомогенизацию

7 Проведены фармакологические исследования разработанной суспензии «Морского кальция» у неё выявлена противовоспалительная активность и более высокая, относительно таблеток кальция глюконата, степень биодоступности (125%) Показано, что значение биодоступности кальция карбоната фармакопейного ощутимо меньше, чем у "Морского кальция", что прогнозировалось величиной дисперсности частиц при сравнительной оценке двух порошков

В Предложены показатели и нормы качества разработанной суспензии «Морского кальция», в числе которых обозначен основной показатель - количественное содержание кальция карбоната (не менее 4,85%) Установлен срок .хранения суспензии - 2 года Составлены нормирующие качество и регламен-

тирующие технологию документы на предложенную биологически активную

добавку к пище в форме суспензии под названием "Кальцеморин"

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1 Власова, С А Разработка состава и технологии БАД к пище, содержащих соли кальция / С А Власова, Э Ф. Степанова, А М Сампиев // 13 Итоговая (межрегиональная) научная конференция студентов и молодых ученых Тез докл - Ставрополь Изд СтГМА, 2005 - С 672-673

2 Власова, С А Разработка состава и биологический скрининг БАД к пище, содержащей "морской кальций" / С А. Власова, Э Ф Степанова, А М Сампиев // Современные проблемы науки и образования Материалы Юбилейной научной общероссийской конференции с международным участием (5-6 декабря 2005, Москва) // Успехи современного естествознания - 2006 -№ 1 - С 49

3 Власова, С А Разработка корригированной суспензии с солями кальция / С А Власова, А М Сампиев, Э Ф Степанова // Аптечный форум «От производителя до аптеки и потребителя» Тез докл -М,2007 - С 61-62

4 Власова, С А Разработка состава и биологический скрининг биологически активных добавок к пище, содержащих морской кальций / С.А Власова, Э Ф Степанова, А М Сампиев // Изв вузов Сев -Кавк регион Естеств науки Спецвыпуск Фармакология -2006 - С. 43-45

5 Власова, С А Разработка и фармакологический скрининг БАД к пище, содержащей "морской кальций" / С А Власова, А.М Сампиев, С В Москаленко // Медицинская наука и здравоохранение Материалы науч-практич конф молодых ученых и студентов юга России (4,24-27 апр 2006, Анапа) -Краснодар, 2006

6 Власова, С А Разработка и биологический скрининг БАД к пище, содержащей "морской кальций" / С А Власова, Э Ф Степанова, А М Сампиев // Современные наукоемкие технологии - 2006 - № 4 - М Академия Естествознания -С 14-15

7 Власова, С А Новый подход к изучению химической совместимости компонентов биологически активных добавок и лекарственных форм методами квантовой химии молекулярной динамики /С А Власова, Э Ф Степанова, А М Сампиев, А В Погребняк, Л В Погребняк // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции сб. науч. ст - Пятигорск. Пят ГФА, 2007. - Вып. 62. - С 146-150

Лицензия ЛР № 020862 от 30 04 99 г Сдано в набор 11 09 2007 г Подписано в печать 12 09 2007 г Формат 30x42Vg Бумага офсетная Гарнитура Times New Rom Печать офсетная Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 2 А Издательство Курского государственного медицинского университета 305041, г Курск, ул К Маркса, 3

Актуальность темы. Соли кальция достаточно долго и успешно применяются в медицинской практике как источники ионов кальция, в том числе при остеопорозе. Ионизированный кальций является важнейшим участником регуляции процессов мышечного сокращения, свертывания крови, активации ряда ферментов, секреции нейромедиаторов и гормонов, нервной проводимости, проницаемости клеточных мембран, деления и дифференцировки клеток, реализации биологического сигнала на клетках разного типа.

В связи с этим на сегодняшний день наблюдается увеличение числа лекарственных препаратов и биологически активных добавок (БАД), содержащих соли кальция. В этом перечне превалируют зарубежные и достаточно дорогие по стоимости БАД к пище - их примерно 65%. В составах БАД к пище кальций чаще всего представлен в виде лактата, глюконата, пантотената, хотя его содержание в этих солях в 3-4 раза меньше, чем в карбонатной. Наряду с этим, преобладают таблетированные и капсулированные формы введения этих композиций в организм. Однако для составов с солями кальция, особенно в виде БАД к пище, предпочтительнее выглядят жидкие формы как более комфортные для приема детьми и лицами пожилого возраста, наиболее нуждающимися в поступлении кальция в организм.

Вместе с тем, состав жидких форм с солями кальция может усложниться необходимостью введения в него корригентов вкуса, запаха, солюбилизаторов, консервантов и других вспомогательных веществ. С другой стороны, включение в жидкую форму, в том числе суспензию, различных вкусовых, консистентных и стабилизирующих добавок для оптимизации физико-химических и технологических параметров, может позитивно сказаться на её фармакологических свойствах, в частности на повышение биодоступности основного компонента. В случае с кальцием оправдано введение в состав его содержащих форм витаминов холекальциферола и аскорбиновой кислоты (D3 и С) и наличие в них микроэлементов, в первую очередь фосфора. Это делает такие формы более эффективными и конкурентоспособными.

Поэтому разработка БАД к пище на базе кальция карбоната в виде жидкой корригированной формы с усиливающими его биоусвояемость добавками и актуальна и перспективна, особенно если в качестве базового компонента использовать его разновидность - порошок «Морского кальция». Сырьевая база в России «морского» кальция карбоната, получаемого из отходов переработки морепродуктов, вполне надежна и это усиливает актуальность и значимость настоящего исследования.

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось разработка корригированной суспензии - БАД к пище на основе «Морского кальция», её фармакотехнологические исследования и нормирование качества.

Для реализации поставленная цель была конкретизирована следующими задачами:

- изучить возможность и степень подготовленности порошка «Морского кальция», получаемого при переработке морепродуктов, для разработки на его базе суспензии в сравнительной с фармакопейным кальция карбонатом оценке;

- предложить состав и осуществить подбор вспомогательных веществ, обеспечивающих требуемые фармакотехнологические и органолептические свойства суспензии, при помощи физико-химических, квантово-химических и реологических исследований;

- разработать оптимальную технологию суспензии «Морского кальция»;

-провести нормирование качества разработанной суспензии «Морского кальция», установить для неё условия хранения и срок годности;

-провести сравнительное исследование по оценке биодоступности кальция из предложенной суспензии «Морского кальция».

Научная новизна значимость работы. БАД к пище на основе «Морского кальция» в суспензионной форме разработана впервые. Для неё выбраны оптимальные вспомогательные вещества с учетом комплексного корригирования и показана совместимость компонентов с использованием такого прогнозирующего фактора, как компьютерное моделирование, выполненного на основе квантовой химии и молекулярной динамики методом AMI в составе программы МОРАК. Для оценки физико-химических и технологических характеристик «Морского кальция» впервые была использована методика оптической микроскопии с вариантом компьютерного морфометрического анализа, которая показала характер распределения частиц в объеме взвеси по их эквивалентному диаметру и подтвердила оптимальность степени дисперсности «Морского кальция» для разработки суспензии.

Проведено изучение вязко-пластичных свойств суспензии «Морского кальция» и установлены оптимальные реологические параметры. На основании изучения органолептических свойств предложен оптимальный состав корригентов в суспензии.

Предложены методики качественного и количественного анализа основных компонентов суспензии «Морского кальция», а также выбранных корригентов и обоснованы оптимальные условия и срок ее хранения. Проведены биологические и фармакологические исследования, подтверждающие целевое назначение полученной БАД.

Практическая значимость результатов исследования. Полученные результаты исследования показали значительные преимущества «Морского кальция» над фармакопейным кальция карбонатом как источника ионов этого элемента для применения в медицине и смежных отраслях,'' j возможность и целесообразность разработки на его базе суспензионной i I формы. Проведенные технологические, биофармацевтические,' биологические и фармакологические исследования дали основание ддял i обоснования состава, определения доз, разработки оптимальной технологии суспензии «Морского кальция» и рекомендации по её использованию в практике. Предложенный способ технологии, введённые вспомогательные вещества, добавленные витамины D3 и С в суспензию «Морского кальция» позволили повысить биодоступность кальция на 25% в сравнении с таблетками кальция глюконата. Эффективность действия разработанной суспензии, доступность исходных ингредиентов и их стоимость, воспроизводимость технологии суспензии "Морского кальция", стабильность при хранении в течение 2 лет, являются основанием для её серийного производства.

Внедрение результатов исследования в практику. По результатам исследования составлены технические условия (ТУ № 9360-010-12828247-06) и технологическая инструкция к ним на суспензию "Морского кальция" под названием «Кальцеморин», которая прошла производственную апробацию на базе ООО «ТОНЕКС-ПРОДУКТ» акт апробации от 03.07.06г.

Основные положения, выносимые па защиту:

- результаты исследований физико-химических и технологических свойств порошка «Морской кальций» по выявлению возможности и степени подготовленности для введения в состав суспензии;

- итоги исследования по обоснованию дополнительных активных и выбору вспомогательных веществ в разработке состава суспензии «Морского кальция»;

- результаты технологических и биофармацевтических исследований суспензии «Морского кальция»;

- разработке показателей и норм качества, данные по установлению срока и условий хранения суспензии «Морского кальция»;

- результаты изучения всасываемости в условиях in vivo «Морского кальция» из разработанной суспензии в сравнительных исследованиях.

Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены на 60-ой региональной конференции по фармации, фармакологии и подготовке кадров (г. Пятигорск,

2007г.), и на региональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых Краснодарского края и Юга России «Медицинская наука и здравоохранение» (г. Анапа, 2005, 2006 г.).

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в которых отражено основное содержание диссертации.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Кубанского государственного медицинского университета (номер государственной регистрации 0120.0 500289).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы, 21 рисунок, состоит из «Введения», обзора литературы (1 глава), главы, посвященной объектам и методам исследований, 3 глав собственных исследований, общих выводов, списка литературы и приложения. Список литературы включает 196 источников, в том числе 23 на иностранных языках.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обоснована целесообразность разработки суспензионной формы карбоната кальция и показана возможность использования «Морского кальция», получаемого при переработке морепродуктов, в качестве её основного компонента.

2. Установлены фармакохимические преимущества порошка «Морского кальция» над фармакопейным карбонатом кальция в плане разработки его суспензионной формы. Проведенный сравнительный анализ порошков «Морского кальция» и кальция карбоната фармакопейного в отношении макро- и микроэлементов показал, что в первом содержится 15 их представителей, в том числе таких ценных для организма как фосфор (0,2%), магний (0,6%), железо (0,1%) и марганец (0,01%), а во втором - лишь 12 и в 2-3 раза меньшем количестве.

3. Методом оптической микроскопии с вариантом компьютерного морфометрического анализа изучено распределение в порошке «Морского кальция» частиц по размеру, эквивалентному диаметру, площади поверхности и выявлено, что самая большая в количественном отношении (87%) фракция представлена частицами, в 2,5 раза меньшими по размеру, чем в фармакопейном кальции карбонате. Показано, что порошок «Морского кальция» выгодно отличается от кальция карбоната фармакопейного технологическими свойствами и может быть использован в производстве суспензии непосредственно без дополнительных значимых операций по подготовке сырья.

4. На основе всесторонних технологических и реологических исследований разработан состав корригированной суспензии, содержащей в качестве базового компонента «Морской кальций» (5%), дополнительного ингредиента - премикс витаминный (D3+C) (5%) и вспомогательных веществ - сироп ягод калины (25%), лимонную (0,5%) и сорбиновую (0,3%) кислоты, карбоксиметилцеллюлозу (2,5%).

5. С помощью современных методов квантовой химии и молекулярной динамики подтверждена рациональность предложенного состава и показана совместимость компонентов суспензии «Морского кальция» в отношении физико-химического и химического их взаимодействия.

6. Разработана оптимальная технология суспензии «Морского кальция», учитывающая специфику входящих в её состав компонентов и предложена схема производства, включающая в качестве основных стадий получение полупродуктов, их смешение и гомогенизацию.

7. Проведены фармакологические исследования разработанной суспензии «Морского кальция»: у неё выявлена противовоспалительная активность и более высокая, относительно таблеток кальция глюконата, степень биодоступности (125%). Показано, что значение биодоступности кальция карбоната фармакопейного ощутимо меньше, чем у «Морского кальция», что прогнозировалось величиной дисперсности частиц при сравнительной оценке двух порошков.

8. Предложены показатели и нормы качества разработанной суспензии «Морского кальция», в числе которых обозначен основной показатель - количественное содержание кальция карбоната (не менее 4,85%). Установлен срок хранения суспензии - 2 года. Составлены нормирующие качество и регламентирующие технологию документы на предложенную биологически активную добавку к пище в форме суспензии под названием «Кальцеморин».