Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.01) на тему:Разработка состава и технологии лекарственного средства "Спирулина-Спрей" для лечения заболеваний верхних дыхательных путей

На правах рукописи

ЖЕЛОНКИН НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА «СПИРУЛИНА-СПРЕЙ» ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ

15.00.01 - технология лекарств и организация фармацевтического дела

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ НАУК

ПЯТИГОРСК-2008

003459909

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

Научный руководитель: доктор фармацевтических наук, профессор

Первушкин Сергей Васильевич

Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук, профессор

Степанова Элеонора Федоровна доктор фармацевтических наук, профессор Сампиев Абдулмуталип Магаметович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшег профессионального образования «Курский государственный медицинский универ ситет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита состоится « 12 » февраля 2009_ г. в 9°° часов на заседанш Диссертационного совета Д 208.069.01 при ГОУ ВПО Пятигорской ГФА Росздрав (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Пятигорской ГФ Росздрава (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)

Автореферат разослан« 11 » января 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор фармацевтических наук, профессор ^ ^ Е.В. Компанцева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важных задач современной фармацевтической технологии является создание эффективных и безопасных лекарственных средств, в том числе и для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей. Патология органов дыхания, по оценкам специалистов, является распространенной группой заболеваний. По данным Европейского респираторного общества (2006 г.) более чем 25% больных ежедневно обращаются к врачам в связи с заболеваниями верхних дыхательных путей.

В настоящее время наблюдается дефицит лекарственных средств для оториноларингологии, сочетающих в себе комплексную терапевтическую активность (Егорова O.A., 2006; Хасанов С.А., 2006). В этом аспекте перспективными в фармакотерапии воспалительного процесса JIOP-органов являются лекарственные препараты растительного происхождения, в которых удачно сочетается высокая фармакологическая активность с минимальными побочными эффектами. Ценными источниками биологически активных соединений (БАС) с широким спектром фармакологического действия являются биомасса сине-зеленой микроводоросли спирулины платен-сис (Spirulina platensis) и трава чистотела большого (Chelidonium majus). Уникальное сочетание БАС (белки, витамины группы В, С, Е, полиненасыщенные жирные кислоты, пигменты: каротиноиды, хлорофилл, фикоцианин) в биомассе спирулины обеспечивает противовоспалительные и антиоксидантные свойства, ускоряет заживление, регенерацию и эпителизацию тканей (Qureshi M.А., 1995; Qian Kaixian, 1996; Romay С., 1998; Воронин A.B., 2001). Ряд алкалоидов чистотела большого характеризуется антимикробным и противовоспалительным действием (Boris Rogelj, 1998; Сохина A.A., 1999).

Однако указанные растительные объекты использовали лишь для получения таких лекарственных форм, как настойки, суппозитории, мази (Старостенко А.Г., 1983; Первушкин C.B., 1995; Сохина A.A., 1999). В форме спреев биомасса спирулины платенсис в сочетании с настойкой чистотела не исследована. Вместе с тем именно при применении спрея лекарственное средство оседает в верхних отделах

\

дыхательных путей - глотке, гортани, на слизистой носа и оказывает преимущест венно местный пролонгированный терапевтический эффект (Губин М.М., 2007).

Анализ фармацевтического рынка показывает, что в виде комплексных лекар ственных фитопрепаратов для ЛОР-практики выпускается ограниченное количест во спреев («Каметон-Спрей», «Пропасол», «Ингалипт»).

В связи с вышеизложенным, создание комбинированного лекарственного пре парата на основе БАС растительного происхождения, обладающего антимикробным противовоспалительным и ранозаживляющим действием, предназначенного для ле чения и профилактики воспалительных заболеваний полости носа и горла, в форм спрея является актуальным.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработк состава и технологии спрея на основе биомассы спирулины платенсис и настойк чистотела большого с антимикробным, противовоспалительным, ранозаживляющи действием, предназначенного для лечения воспалительных заболеваний верхни дыхательных путей.

Для реализации поставленной цели предстояло решить следующие основны задачи:

> обосновать выбор лекарственной формы - спрея на основе изучения фарма цевтического рынка лекарственных препаратов для лечения заболевани верхних дыхательных путей;

> разработать состав спрея на основе биомассы спирулины и настойки чистоте ла для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей;

> обосновать оптимальную технологическую схему производства спрея;

^ предложить методики контроля и нормы качества, установить срок годност лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»;

> обосновать фармако-экономическую рациональность производства разрабо тайного спрея;

> провести на этапе доклинических испытаний микробиологические и предва рительные фармакологические исследования лекарственного препарата;

> разработать проект ФСП на лекарственный препарат «Спирулина-Спрей».

Научная новизна. Впервые научно обоснованы состав и технология комплексного лекарственного препарата - спрея на основе биомассы сине-зеленой микроводоросли спирулины и настойки чистотела для лечения JIOP-заболеваний. При проведении комплекса биофармацевтических исследований в опытах in vitro использована функция обобщенной желательности Харрингтона, позволившая выбрать оптимальный состав вспомогательных веществ в лекарственном препарате и его рациональную технологию. Экспериментально показано существенное влияние различных методов дезинтеграции клеток биомассы спирулины на содержание БАС в лекарственном препарате. Установлено, что использование метода механической дезинтеграции приводит к увеличению выхода биологически активных веществ в три раза по сравнению с недезинтегрированной биомассой спирулины платенсис. Доказаны антимикробные свойства лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» в отношении тест-штамма Staphylococcus aureus АТСС 65380. Научно обоснованы показатели качества разработанного лекарственного препарата «СпирулинагСпрей» и предложена их оценка по содержанию основных действующих веществ фикоциани-на, p-каротина, суммы алкалоидов.

Практическая значимость. Разработана технология и обоснована рациональность промышленного производства лекарственного препарата «Спирулина-Спрей». Рассчитана себестоимость разработанного лекарственного средства. На основе изученных показателей качества разработан проект ФСП «Спирулина-Спрей».

Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедре фармацевтической технологии Самарского государственного медицинского университета (акт о внедрении от 15.03.2008г.).

Составлен лабораторный регламент на производство лекарственного препарата «Спирулина-Спрей», апробированный на предприятии ООО «Неофит» г. Самара (акт технологической апробации от 28.09.2008г.).

Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на X Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2005); IV Международной конференции «Медико-

социальная экология личности: состояние и перспективы» (Минск, 2006); XI Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2006); Медико-фармацевтическом конгрессе, 14-й Международной фармацевтической выставке «Аптека 2007» (Москва, 2007); IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса» (Самара, 2008).

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из которых 2 — в рекомендуемых ВАК изданиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

• результаты экспериментальных исследований по обоснованию состава и технологии спрея «Спирулина-Спрей» на основе биомассы спирулины и настойки чистотела;

• результаты определения показателей качества разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»;

• данные по исследованию антиоксидантной, противовоспалительной, раноза-живляющей, антимикробной активности лекарственного препарата;

• результаты технико-экономического обоснования рациональности производства «Спирулина-Спрей».

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Росздрава» (№ государственной регистрации 01200405620).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 35 таблиц, 35 рисунков и 10 формул, состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной материалам и методам исследований, трех глав, содержащих результаты собственных исследований, общих выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает 131 источник, в т. ч. 32 иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Экономическое обоснование рационального вида лекарственной формы для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей

Анализ ассортимента лекарственных препаратов для лечения заболеваний верхних дыхательных путей осуществляли с помощью Регистра лекарственных средств (2007г.), Государственного Реестра лекарственных средств (2007г.), справочника Видаля (2007г.) и базы данных сети аптек ОАО «Вита» (г. Самара).

Результаты анализа показали, что доля лекарственных препаратов для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей зарубежного производства составила 65,8 %, отечественного производства - 34,2 %.

Наибольшее количество лекарственных препаратов предлагается в виде жидких (56%) и твердых лекарственных форм (44%). Лекарственная форма спрей занимает всего 0,7%, что нельзя считать оправданным, так как именно спрей является наиболее предпочтительным способом введения лекарственных средств в верхние отделы дыхательных путей. При использовании спрея, в отличие от аэрозолей, средний размер распыляемых частиц составляет - 5-50 мкм, в результате чего лекарственный препарат оседает в верхних отделах - глотке, гортани и слизистой носа.

Анализ лекарственных препаратов, применяемых для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, показал, что наибольшую долю (67,4%) занимают антибиотики и синтетические антибактериальные средства. В то же время на долю лекарственных препаратов растительного происхождения приходится всего 32,6%.

Таким образом, разработка отечественных спреев растительного происхождения местного действия является рациональной и необходимой.

Исследования по разработке состава, технологии и стандартизации нового лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»

Обоснование состава лекарственной формы на основе биомассы спирулины и настойки чистотела включало экспериментальный выбор оптимального соотношения лекарственных фитосубстанций и вспомогательных веществ, которые обеспе-

чивали бы необходимые свойства лекарственной формы: структурно-механически характеристики, стабильность, биологическая доступность. С учетом нанесения ле карственного препарата на слизистые оболочки в качества основы (basis) выбран гидрофильная основа (глицерин медицинский-вода), которую в составе разработан ного спрея следует рассматривать как активный составной компонент, которы" улучшает контакт лекарственной формы со слизистой, обеспечивает равномерное е распределение в течение определенного времени.

Количество вспомогательных веществ было обусловлено теми свойствами, которыми должна обладать лекарственная форма: вязкостью, однородностью раствор и однородностью распыления.

В ходе эксперимента были разработаны различные составы лекарственной формы, представленные в таблице 1.

Таблица 1 - Экспериментальные составы спрея

№ составов Содержание компонентов, %

Биомасса спирулины платенсис Настойка чистотела большого МЦ-35 Na-КМЦ карбопол-940 Глицерин медицинский Вода очищенная

1 1 10 - - - 30 59

2 1 10 - - - 60 • 29

3 1 10 - - - 80 5

4 1 10 2 - - 10 77

5 1 10 - 1 - 10 78

6 1 10 - - 0,3 10 78,7

7 3 10 - - - 30 57

8 3 10 - - - 60 27

9 3 10 - - - 80 7

10 3 10 2 - - 10 75

11 3 10 - 1 - 10 76

12 3 10 - - 0,3 10 76,7

13 5 10 - - - 30 55

14 5 10 - - - 60 25

15 5 10 - - - 80 15

16 5 10 2 - - 10 73

17 5 10 - 1 - 10 74

18 5 10 - - 0,3 10 74,7

Для дополнительной интегральной оценки качества экспериментальных составов была использована функция обобщенной желательности Харрингтона, отраженная в таблице 2. Расчет проводили по формуле ¿И^/г/, х^2 х^4 х¿/5 х.

Таблица 2 - Распределение желательности для отдельных свойств по экспериментальным составам

Отклики функции желательности Однородность, И, Цвет, Вкус, Вязкость, Отсутствие осадка при Однородность Обобщенная жела-

¿2 ¿4 стоянии, распыле- тельность,

Номера составов «6 ния, с16 О

1 0,9 0,9 0,9 0,6 0,7 0,7 0,77

2 1 0,9 1 1 1 1 0,98

3 0,9 0,9 0,7 0,6 0,6 0,8 0,74

4 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,75

5 0,7 0,7 0,8 0,7 0,6 0,6 0,68

6 0,7 0,7 0,8 0,7 0,6 0,6 0,68

7 0,7 0,9 0,9 0,5 0,7 0,8 0,74

8 0,7 0,9 0,9 0,4 0,8 0,5 0,67

9 0,7 0,9 0,7 0,4 0,7 0,4 0,61

10 0,7 0,9 0,8 0,7 0,5 0,6 0,69

11 0,7 0,8 0,8 0,6 0,6 0,6 0,68

12 0,7 0,8 0,8 0,6 0,5 0,5 0,64

13 0,5 0,7 0,8 0,4 0,4 0,4 0,51

14 0,6 0,7 0,7 0,4 0,5 0,4 0,54

15 0,4 0,6 0,5 0,3 0,3 0,3 0,38

16 0,7 0,7 0,7 0,5 0,5 0,4 0,57

17 0,7 0,6 0,7 0,4 0,4 0,4 0,52

18 0,7 0,7 0,7 0,5 . 0,5 0,4 0,57

Таким образом, наилучшими показателями качества обладает спрей состава №2.

Особенностью спрея как лекарственной формы является использование клапан-но-распылительной системы при дозировании. В отличие от аэрозолей спреи являются более грубодисперсной системой. По литературным данным, размер распыляемых частиц спреев составляет 5-50 мкм.

Разрабатываемый спрей является гетерогенной (суспензионной) системой. Следовательно, размеры частиц суспензии должны укладываться в требуемый диапазон. Для этого необходимо было выбрать способы дезинтеграции и фракционирования, которые бы позволили получить и требуемый размер частиц, и максимальный выход БАС из биомассы спирулины.

В качестве методов дезинтеграции исследовались:

- механическая дезинтеграция (растирание);

- немеханическая дезинтеграция (криоизмельчение).

В качестве методов фракционирования были использованы:

- центрифугирование (число оборотов от 1000 до 8000 в минуту);

- гравитационный метод (отстаивание во времени).

Результаты эксперимента показали, что механической дезинтеграцией достигается разрушение клеток и измельчение их до размера 50 мкм, в то время как крио-измельчение приводит к конгломерации разрушенных клеток и не позволяет достичь необходимого размера частиц (рис. 1).

М.МгГ.М.и д 1.1,1.1.1.1,1.1.1

1 ДО ■ ' . А .0 -200 500 мкм Б

Рисунок 1 - Микрофотографии биомассы спирулины, подвергнутой: А - механической дезинтеграцией; Б - дезинтеграции криоизмельчением

При сравнении спектров поглощения водно-глицериновых извлечений биомассы спирулины (разведение 1:100), подвергнутой механической дезинтеграции и без нее, изготовленных в одинаковых соотношениях, определено, что выход биологически активных веществ (БАВ) из дезинтегрированной биомассы выше примерно в 3 раза, что отражено на рисунке 2.

А 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

243 293 343 393 443 493 543 593 643 693

длина волны, нм

- • - ■ извлечение после дезинтеграции-извлечение без дезинтеграции

Рисунок 2 - Спектр поглощения извлечений из биомассы спирулины

\

\

\

ч - — -

---^

-----

Для очистки водного извлечения от неразрушенных клеток было проведено центрифугирование в течение 5, 10, 15, 25 мин. при 1000, 2000, 4000, 6000, 8000 об./мин. и отстаивание в течение 24 часов. Эффективность очистки оценивали микроскопически по размеру частиц.

Таким образом, в результате проведенных экспериментов в качестве оптимального метода очистки выбрано центрифугирование при режиме 6000 об/мин в течение 10 мин. Размер частиц при использовании сочетания механической дезинтеграции и центрифугирования с заданными параметрами находился в пределах 10 мкм.

С целью получения максимального выхода БАВ из дезинтегрированной биомассы спирулины изучали влияние времени на процесс экстрагирования, который проводили водой очищенной при температуре 4±1°С, во избежание деградации БАВ, в течение 3, 6,12,24,48,72, 96 ч, что отражено на рисунке 3.

Рисунок 3 - Спектры поглощения водных извлечений из биомассы спирулины после экстракции: 1 - 3 часа, 2-9 часов, 3-12 часов, 4-24 часа

Полученные результаты свидетельствуют о том, что оптимальная продолжительность экстрагирования составляет 12 часов, так как при увеличении времени сверх 12 часов повышение концентрации БАВ статистически не достоверно (Р>0,5).

Таким образом, на основании полученных результатов разработана следующая технология спрея.

Биомассу спирулины (1 часть) измельчают с помощью шаровой мельницы до частиц размером 50 мкм, добавляют последовательно частями предварительно приготовленную гидрофильную основу (глицерин медицинский - вода очищенная в со-

отношении 60:29), продолжая измельчение до получения однородной массы. Настаивают в течение 12 часов при температуре 4°С. Полученное извлечение центрифугируют при 6000 об/мин в течение 5 мин. Надосадочную жидкость декантируют в стеклянный флакон темного стекла, осадок отбрасывают. К полученному извлечению добавляют настойку чистотела (10 частей), перемешивают. Фиксируют клапан-но-распылительную систему.

Технологическая схема производства разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Технологическая схема производства разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»

Спрей представляет собой однородную непрозрачную жидкость темно-зеленого цвета со слабым характерным запахом, специфическим сладковатым вкусом, с рН среды 7,75±0,50; имеющий в области от 220 до 690 нм характерный спектр поглощения (разведение 1:100), представленный на рисунке 5.

А 0,8 0,6 0,4 0,2 0

190 240 290 340 390 440 490 540 590 640 690

длина волны, нм

Рисунок 5 - Спектр поглощения водного раствора спрея (разведение 1:100) Спектральные характеристики подтверждают наличие компонентов: фикоциа-нин - характерный максимум при 620 нм; низкомолекулярные белки - 263 нм; алкалоиды чистотела - 336 и 364 нм; каротиноиды - 420 нм; хлорофилл - 670 нм.

Важными характеристиками спрея являются его плотность и вязкость. Жидкостью, относительно которой производили измерение вязкости лекарственной формы, являлась смесь глицерина с водой (60:40); вязкость смеси глицерина с водой (60:40) измеряли относительно воды очищенной. Результаты представлены в таблице 3, метрологические характеристики отражены в таблице 4.

Таблица 3 - Плотность и вязкость спрея с различным содержанием спирулины

Показатели Глицерин-вода 60:40 Спрей с содержанием биомассы спирулины 1% Спрей с содержанием биомассы спирулины 3% Спрей с содержанием биомассы спирулины 5%

плотность-10"3, кг/м3 1,21 1,38 1,39 1,41

вязкость, мПа-с 6,30 10,61 17,19 22,58

Таблица 4 - Метрологические характеристики определения вязкости спреев с различной концентрацией биомассы спирулины

Содержание биомассы спирулины в спрее, % f мПа-с Р,% t(p,f) Ах Е,%

1 10 10,61 95 2,23 ±0,04 ±0,16

3 10 17,19 95 2,23 ±0,27 ±0,65

5 10 22,58 95 2,23 ±0,22 ±0,51

В опыте in vitro изучено высвобождение биологически активных соединений (БАС) методом диализа через искусственную полупроницаемую мембрану. В качестве диализных жидкостей нами использованы: вода очищенная, ацетатный буфер (рН = 5,56), боратный буфер (рН = 8,85), фосфатный буфер (рН = 7,45). Выбор данных растворов был обусловлен необходимостью исследования высвобождения БАВ в средах, близких по рН к физиологическим средам. Известно, что рН ротовой полости и глотке в норме равна 9,0-9,1, а рН слизистой носа - 7,2. При воспалительных заболеваниях и инфекциях реакция среды слизистой носа может снизиться и стать кислой, а реакция среды ротовой полости - до нейтральной и слабокислой.

Для анализа выбраны следующие длины волн: 263 (низкомолекулярные белки), 364 (коптизин), 415 ф-каротин), 615 (фикоцианин). Длины волн выбраны на основании полученного спектра поглощения водного раствора спрея (рисунок 5).

Изучение профилей высвобождения БАВ из разработанного лекарственного препарата показало, что максимальный их выход наблюдается при рН = 7,45, а при увеличении или снижении рН содержание БАВ в диализной жидкости снижается.

Максимальное содержание БАВ в диализной жидкости наблюдается через 25 минут в зависимости от рН и находится на постоянном уровне в течение 5 часов (рисунок 6). Что позволяет прогнозировать специфическую активность в этом временном интервале.

—•—263 нм --«--364нм ---Ü---415HM --х--615нм

Рисунок 6 - Динамика высвобождения БАВ при pH = 7,45 Для стандартизации лекарственного препарата предложены методы качественного и количественного анализа.

С помощью тонкослойной хроматографии (ТСХ) проводили качественный анализ лекарственного препарата на наличие ß-каротина, фикоцианина и коптизина.

Количественный анализ фикоцианина, ß-каротина и суммы алкалоидов проводили методом прямой спектрофотометрии с использованием удельных показателей поглощения и PCO коптизина после предварительной очистки на оксиде алюминия 2-ой степени активности по Брокману (таблица 5).

Таблица 5 - Метрологические характеристики методик количественного определения фикоцианина, Р-каротина и суммы алкалоидов

Метрологические характеристики Определяемые вещества

Фикоцианин ß-каротин Сумма алкалоидов

f 10 10 10

X, мг% 81,23 6,7 10,90

S 7,14 0,95 1,58

Р,% 95 95 95

t(p,f) 2,23 2,23 2,23

Дх, мг% ±2,38 ±0,3 ±0,51

Е,% ±2,93 ±4,56 ±4,67

Правильность методик количественного определения БАВ подтверждена опытами с добавками (таблица 6).

Таблица 6 - Метрологические характеристики методик количественного определения фьикоцианина, Р-каротина и суммы алкалоидов

Метрологические Определяемые вещества

характеристики Фикоцианин Р-каротин Сумма алкалоидов

{ 5 5 5

Правильность, 102,9 102,2 101,6

3,35 2,69 4,78

1,37 1,10 1,95

Р,% 95 95 95

2,57 2,57 2,57

Е,% 1,33 1,07 1,92

г 2,16 2,07 0,83

Таким образом, относительная погрешность определения БАВ не превышает ±4,67% (таблица 5). Полученные результаты хорошо воспроизводятся (таблица 6), величина I составляет не более 2,16 (2,16<2,57). Это свидетельствует о том, что результаты не отягощены систематической ошибкой, поэтому предложенные методики могут быть рекомендованы для количественного определения БАВ в спрее.

В условиях естественного хранения изучена стабильность лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» по критериям: однородность, подлинность, числовые показатели, микробиологическая чистота (таблица 7). Лекарственный препарат стабилен в течение 20 месяцев, что согласно отраслевому стандарту «Лекарственные средства. Порядок установления сроков годности», позволяет сделать заключение о сроке годности 12 месяцев.

Таблица 7 - Основные показатели качества «Спирулина-Спрей»

Наименование нормируемого показателя качества Характеристика и значения показателей качества

Внешний вид однородная непрозрачная жидкость

Цвет сине-зеленый

Запах специфический

Вкус сладкий

Водородный показатель (рН) 7,3-7,5

Плотность 1,38 кг/м3

Вязкость 10,61мПа-с

Тяжелые металлы:

- свинец отсутствуют

- мышьяк отсутствуют

- ртуть отсутствуют

Качественный анализ:

- фикоцианин положительный

- р-каротин положительный

- сумма алкалоидов положительный

Количественный анализ:

- фикоцианин не менее 40 мг%

- Р-каротин не менее 4 мг%

- сумма алкалоидов не менее 7 мг%

Отклонения в массе одного флакона ±8%

Изучение специфической активности и токсичности лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»

В опытах на биологических тест-объектах (дафнии) и лабораторных животных (белых беспородных крысах) проведено изучение острой токсичности разработанного лекарственного препарата. В опытах не выявлено гибели животных даже при пероральном введении спрея в дозе 15000 мг/кг, т.е. 1ЛЭ50 > 15000 мг/кг, что позволяет считать «Спирулина-Спрей» малотоксичным средством.

При изучении антиоксидантной активности методом аутоокисления низких концентраций адреналина в щелочной среде установлено, что разработанный «Спи-рулина-Спрей» обладает высоким уровнем ингибирования аутоокисления адреналина (80%).

Антимикробную активность различных составов спрея исследовали методом колодцев. Результаты представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Антимикробная активность различных экспериментальных составов спрея

Экспериментальные составы Зона задержки роста Staphylococcus aureus на плотной питательной среде (диаметр, мм)

Спрей БС-5%, НЧ-10% 14

Спрей БС-3%, НЧ-10% 30

Спрей БС-1%, НЧ-5% 26

Спрей БС-1%, НЧ-10% 36

Спрей БС-1%, НЧ-15% 40

Примечание: БС — биомасса спирулины, НЧ - настойка чистотела

Полученные результаты показали, что в зоне задержки роста отмечаются малые, несформированные колонии тест-штамма Staphylococcus aureus, что является свидетельством бактериостатических свойств исследуемых образцов. Исходя из данных исследования для разрабатываемого лекарственного препарата оптимальное содержание настойки чистотела - 10%.

Для исследования противовоспалительной активности использовали модель воспалительно-аллергической реакции замедленного типа. Наблюдения за состоянием животных показали выраженный противовоспалительный эффект разработанного спрея (уменьшение отека уха крысы на 69% по отношению к контролю), сравнимый с действием лекарственного препарата «Сангвиритрин» (уменьшение отека уха крысы -74% к контролю).

Ранозаживляющее действие лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» изучали на модели гнойной раны. Результаты лечения представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Изменение площади раны (см2) в динамике развития раневого процесса под влиянием «Спирулина-Спрей» и лекарственного препарата сравнения

Номер группы Лекарственный препарат Количество животных Сроки лечения

До лечения 5-е сутки 10-е сутки 15-е сутки

1 Интактные 10 12,5±0,4 12,0±0,6 11,3±0,5 10,8±0,8

2 Линимент «Левомиколь» 10 12,1±0,3 11,4±0,5 7,2±0,7 0,85±0,08

3 «Спирулина-Спрей» 10 12,7±0,6 10,3±0,7 5,5±0,3 0,46±0,09

Таким образом, проведенное экспериментальное исследование ранозаживляю-щего действия лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» показало, что его применение приводит к ускоренному и более полноценному заживлению ран по сравнению с лекарственным препаратом «Левомиколь».

Причем отмечено, что лекарственный препарат «Спирулина-Спрей» оказывает выраженное стимулирующее действие на все фазы течения раневого процесса (экссудации, воспалительной инфильтрации, очищения раны и ее репарации), что позволяет рекомендовать его к применению в любую фазу лечения гнойных ран. Эффективность разработанного лекарственного препарата обусловлена оптимальным соотношением антимикробных и некролитических свойств с одной стороны и регенерирующим действием с другой.

Определение фармако-экономической рациональности производства «Спирулина-Спрея» Для определения основных финансово-экономических показателей был использован метод СУР-анализа (таблица 10).

Таблица 10 - Финансовый анализ производства разработанного лекарственного препарата

Финансовые показатели флаконы

Планируемый объем продаж, шт. 10 000

Отпускная цена за ед.продукции, руб. 103,71

Планируемая выручка, руб. 1 037 100,00

Переменные затраты, руб. 222 749,30

Маржинальный доход, руб. 814 350,70

Постоянные затраты, руб. 720 063,40

Прибыль, руб. 94 287,30

Средняя величина маржинального дохода на единицу продукции, руб. 81,44

Коэффициент маржинального дохода для единицы продукции 0,79

Точка безубыточности, руб. 917 022,30

Точка безубыточности, шт. 8 842

Маржинальный запас прочности, руб. 120 077,70

Маржинальный запас прочности, % 11,58

Цена безубыточности ед. продукции, руб. 91,70

Производственный леверидж, % 8,64

Рассчитанные основные финансово-экономические показатели для разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» свидетельствуют о целесообразности его производства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обоснована целесообразность разработки спрея для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, обладающего антимикробным, противовоспалительным, ранозаживляющим действием.

2. Разработан состав спрея, включающий 1 часть биомассы спирулины, 10 частей настойки чистотела, 60 частей глицерина и 29 частей воды.

3. Обоснованы условия экстрагирования комплекса биологически активных веществ биомассы спирулины: вид и режим дезинтеграции, продолжительность экстракции, условия фракционирования. Предложена технологическая схема производства «Спирулина-Спрей».

4. Определены физико-химические, технологические показатели и нормы качества лекарственного препарата «Спирулина-Спрей», в том числе количественное содержание фикоцианина (не менее 40 мг%), ß-каротина (не менее 4 мг%) и суммы алкалоидов (в пересчете на коптизин не менее 7 мг%).

5. Методом хранения в естественных условиях установлено, что срок годности разработанного лекарственного препарата составляет 12 месяцев.

6. Рассчитаны себестоимость 1 упаковки спрея «Спирулина-Спрей» объемом 15 мл - 94,28 руб., розничная цена - 134,85 рублей, точка безубыточности - 8 842 шт. или 917 022,30 руб., прибыль - 94 270,18 руб.

7. Проведены микробиологические и фармакологические исследования спрея. Установлена антимикробная, антиоксидантная, противовоспалительная, регенерирующая активность. Показана его низкая токсичность (LD50 > 15000 мг/кг).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Первушкин, C.B. Биомасса спирулины как экопротектор / C.B. Первушкин, A.A. Сохина, H.H. Желонкин // Экология и здоровье человека: сб. науч. тр. X Всерос. конгр., 11-13 октября 2005 г. - Самара, 2005. - С. 220-221.

2. Первушкин, C.B. Обоснование необходимости создания лекарственных средств для JIOP-практики на основе биомассы Spirulina platensis и травы Chelidonium majus / C.B. Первушкин, A.A. Сохина, H.H. Желонкин // Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы: сб. материалов IV междунар. конф. 7-8 апреля 2006 г. - Минск, 2006. - С. 139-140.

3. Первушкин, C.B. Разработка спрея для лор-практики на основе биомассы спирулины и чистотела большого / C.B. Первушкин, Н.В. Еремина, H.H. Желонкин, А.Г. Жарова // Экология и здоровье человека: сб. науч. тр. XI Всерос. конгр., 5-7 декабря 2006 г. - Самара, 2006. - С. 200-201.

4. Желонкин, H.H. Определение микробиологических параметров разработанной лекарственной формы спрея на основе биомассы Спирулины платенсис и настойки Чистотела большого / H.H. Желонкин, Т.Ю. Боронец, О.Н. Павлова // Аптека 2007: сб. науч. тр. мед.-фармац. конгр., 23-26 октября 2007 г. — М., 2007. -С. 131-133.

5. Пурыгин, ГШ. Определение токсичности и антиоксидантной активности биомассы Спирулины платенсис и лекарственных форм на ее основе / П.П. Пурыгин, H.H. Желонкин, О.Н. Павлова, C.B. Первушкин, В.А. Куркин, Ю.Л. Герасимов, Т.Ю. Боронец // Вестник Самарского государственного университета, №6 (56). - Самара, 2007. - с. 393-400.

6. Павлова, О.Н. Перспективы использования сине-зеленой водоросли спирулина платенсис для производства биологически активных добавок к пище / О.Н. Павлова, H.H. Желонкин, Т.Ю. Боронец, Т.Н. Симонова // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: сб. материалов Всерос. научно-практич. конф., посвященной 10-летию кафедры «Технология и организация питания», 19 октября 2007 г. - Челябинск, 2007. - С. 92-96.

7. Еремина, Н.В. Оптимизация выявления хронического тонзиллита в детском и юношеском возрасте в самарском регионе, перспективы профилактики и лече ние / Н.В. Еремина, C.B. Первушкин, A.B. Медведев, О.В. Зелева H.H. Желонкин, Т.Ю. Боронец //100 лет российской оториноларингологии: дос тижения и перспективы: сб. науч. тр. II Пленума Правления Российского обще ства оториноларингологов, 23-24 апреля 2008 г. - СПб., 2008. - С. 29-33.

8. Желонкин, H.H. Биомасса спирулины как перспективный источник для получе ния эффективных лекарственных препаратов для ЛОР-практики H.H. Желонкин, C.B. Первушкин, Н.В. Еремина, М.О. Тархова // Извести Самарского научного центра РАН, специальный выпуск. - Самара, 2008. С. 126-129.

ЖЕЛОНКИН НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА «СПИРУЛИНА-СПРЕЙ» ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ

15.00.01 — технология лекарств и организация фармацевтического дела

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ НАУК

Подписано к печати 30.12.2008 г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага книжно-журнальная. Печать - ротапринтная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. заказ № 1024

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89)

Актуальность темы. Одной из важных задач современной фармацевтической технологии является создание эффективных и безопасных лекарственных средств, в том числе и для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей. Патология органов дыхания, по оценкам специалистов, является распространенной группой заболеваний. По данным Европейского респираторного общества (2006 г.) более чем 25% больных ежедневно обращаются к врачам в связи с заболеваниями верхних дыхательных путей.

В настоящее время наблюдается дефицит лекарственных средств для оториноларингологии, сочетающих в себе комплексную терапевтическую активность (Егорова O.A., 2006; Хасанов С.А., 2006). В этом аспекте перспективными в фармакотерапии воспалительного процесса JIOP-органов являются лекарственные препараты растительного происхождения, в которых удачно сочетается высокая фармакологическая активность с минимальными побочными эффектами. Ценными источниками биологически активных соединений (БАС) с широким спектром фармакологического действия являются биомасса сине-зеленой микроводоросли спирулины платенсис (Spirulina platensis) и трава чистотела большого (Chelidonium majus). Уникальное сочетание БАС (белки, витамины группы В, С, Е, полиненасыщенные жирные кислоты, пигменты: каротиноиды, хлорофилл, фикоцианин) в биомассе спирулины обеспечивает противовоспалительные и антиоксидантные свойства, ускоряет заживление, регенерацию и эпителизацию тканей (Qureshi М.А., 1995; Qian Kaixian, 1996; Romay С., 1998; Воронин A.B., 2001). Ряд алкалоидов чистотела большого характеризуется антимикробным и противовоспалительным действием (Boris Rogelj, 1998; Сохина A.A., 1999).

Однако указанные растительные объекты использовали лишь для получения таких лекарственных форм, как настойки, суппозитории, мази (Старостенко А.Г., 1983; Первушкин С.В., 1995; Сохина A.A., 1999). В форме спреев биомасса спирулины платенсис в сочетании с настойкой чистотела не исследована. Вместе с тем именно при применении спрея лекарственное средство оседает в верхних отделах дыхательных путей — глотке, гортани, на слизистой носа и оказывает преимущественно местный пролонгированный терапевтический эффект (Губин М.М., 2007).

Анализ фармацевтического рынка показывает, что в виде комплексных лекарственных фитопрепаратов для ЛОР-практики выпускается ограниченное количество спреев («Каметон-Спрей», «Пропасол», «Ингалипт»).

В связи с вышеизложенным, создание комбинированного лекарственного препарата на основе БАС растительного происхождения, обладающего антимикробным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием, предназначенного для лечения и профилактики воспалительных заболеваний полости носа и горла, в форме спрея является актуальным.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка состава и технологии спрея на основе биомассы спирулины платенсис и настойки чистотела большого с антимикробным, противовоспалительным, ранозаживляющим действием, предназначенного для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей.

Для реализации поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи: обосновать выбор лекарственной формы - спрея на основе изучения фармацевтического рынка лекарственных препаратов для лечения заболеваний верхних дыхательных путей; разработать состав спрея на основе биомассы спирулины и настойки чистотела для лечения воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей; обосновать оптимальную технологическую схему производства спрея; предложить методики контроля и нормы качества, установить срок годности лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»; обосновать фармако-экономическую рациональность производства разработанного спрея; провести на этапе доклинических испытаний микробиологические и предварительные фармакологические исследования лекарственного препарата; разработать проект ФСП на лекарственный препарат «Спирулина-Спрей».

Научная новизна. Впервые научно обоснованы состав и технология комплексного лекарственного препарата — спрея на основе биомассы сине-зеленой микроводоросли спирулины и настойки чистотела для лечения ЛОР-заболеваний. При проведении комплекса биофармацевтических исследований в опытах in vitro использована функция обобщенной желательности Харрингтона, позволившая выбрать оптимальный состав вспомогательных веществ в лекарственном препарате и его рациональную технологию. Экспериментально показано существенное влияние различных методов дезинтеграции клеток биомассы спирулины на содержание БАС в лекарственном препарате. Установлено, что использование метода механической дезинтеграции приводит к увеличению выхода биологически активных веществ в три раза по сравнению с недезинтегрированной биомассой спирулины платенсис. Доказаны антимикробные свойства лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» в отношении тест-штамма Staphylococcus aureus АТСС 65380. Научно обоснованы показатели качества разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей» и предложена их оценка по содержанию основных действующих веществ фикоцианина, p-каротина, суммы алкалоидов.

Практическая значимость. Разработана технология и обоснована рациональность промышленного производства лекарственного препарата «Спирулина-Спрей». Рассчитана себестоимость разработанного лекарственного средства. На основе изученных показателей качества разработан проект ФСП «Спирулина-Спрей».

Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедре фармацевтической технологии, Самарского государственного медицинского университета (акт о внедрении от 15.03.2008г.).

Составлен лабораторный регламент на производство лекарственного препарата «Спирулина-Спрей», апробированный на предприятии ООО «НеоФит» г. Самара (акт технологической апробации от 28.09.2008г.).

Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на X Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2005); IV Международной конференции «Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы» (Минск, 2006); XI Всероссийском Конгрессе «Экология и здоровье человека» (Самара, 2006); Медико-фармацевтическом конгрессе, 14-й Международной фармацевтической выставке «Аптека 2007» (Москва, 2007); IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса» (Самара, 2008).

По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из которых 2 — в рекомендуемых ВАК изданиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

• результаты экспериментальных исследований по обоснованию состава и технологии спрея «Спирулина-Спрей» на основе биомассы спирулины и настойки чистотела;

• результаты определения показателей качества разработанного лекарственного препарата «Спирулина-Спрей»;

• данные по исследованию антиоксидантной, противовоспалительной, ранозаживляющей, антимикробной активности лекарственного препарата;

• результаты технико-экономического обоснования рациональности производства «Спирулина-Спрей».

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Росздрава» (№ государственной регистрации 01200405620).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 35 таблиц, 35 рисунков и 10 формул, состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной материалам и методам исследований, трех глав, содержащих результаты собственных исследований, общих выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает 131 источник, в т. ч. 32 иностранных авторов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обоснована целесообразность разработки спрея для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, обладающего антимикробным, противовоспалительным, ранозаживляющим действием.

2. Разработан состав спрея, включающий 1 часть биомассы спирулины, 10 частей настойки чистотела, 60 частей глицерина и 29 частей воды.

3. Обоснованы условия экстрагирования комплекса биологически активных веществ биомассы спирулины: вид и режим дезинтеграции, продолжительность экстракции, условия фракционирования. Предложена технологическая схема производства «Спирулина-Спрей».

4. Определены физико-химические, технологические показатели и нормы качества лекарственного препарата «Спирулина-Спрей», в том числе количественное содержание фикоцианина (не менее 40 мг%), Р-каротина (не менее 4 мг%) и суммы алкалоидов (в пересчете на коптизин не менее 7 мг%).

5. Методом хранения в естественных условиях установлено, что срок годности разработанного лекарственного препарата составляет 12 месяцев.

6. Рассчитаны себестоимость 1 упаковки спрея «Спирулина-Спрей» объемом 15 мл - 94,28 руб., розничная цена - 134,85 рублей, точка безубыточности - 8 842 шт. или 917 022,30 руб., прибыль - 94 270,18 руб.

7. Проведены микробиологические и фармакологические исследования спрея. Установлена антимикробная, антиоксидантная, противовоспалительная, регенерирующая активность. Показана его низкая токсичность (1Х)50 > 15000 мг/кг).