Автореферат и диссертация по медицине (14.04.01) на тему:Получение и исследование новых полимерных носителей на основе интерполимерных комплексов с участием различных типов карбопола



0046

5980

сшравак рукописи

Кабанова Татьяна Владимировна

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ НОСИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ИНТЕРПОЛИМЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ С УЧАСТИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КАРБОПОЛА

14.04.01 - технология получения лекарств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

-2ЛЕК?01П

Москва-2010г.

004615980

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (ГОУ ВПО КГМУ) на кафедре фармацевтической химии с курсами токсикологической и аналитической химии (заведующий кафедрой доцент Р.И.Мустафин).

Научный руководитель:

кандидат фармацевтических наук,

доцент

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук, профессор

кандидат фармацевтических наук Ведущая организация:

Мустафин Руслан Ибрагимович

Демина Наталья Борисовна Травина Людмила Анатольевна

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский Университет Дружбы Народов»

Защита диссертации состоится «_13_» _декабря_ 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.070.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) РАСХН (117216, г. Москва, ул. Грина, 7) по адресу: 123056, г. Москва, ул. Красина, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЛАР по адресу: 117216, г. Москва, ул. Грина, 7.

Автореферат разослан: f/'f ^HCJ^Uj 2010 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

Д 006.070.01,

доктор фармацевтических наук ... А.И. Громакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время все большее внимание фармацевтической науки, в том числе и фармацевтической технологии, уделяется созданию новых лекарственных форм (ЛФ) с улучшенными биофармацевтическими характеристиками. В этой связи большой интерес представляют ЛФ с пролонгированным и замедленным высвобождением, которые имеют ряд преимуществ перед традиционными ЛФ. Для изготовления ЛФ с контролируемым высвобождением часто используются вспомогательные вещества полимерной природы. Одним из современных направлений по созданию новых полимерных носителей является получение интерполимерных комплексов (ИПК), которые позволяют создавать ЛФ с улучшенными биофармацевтическими характеристиками.

В настоящее время отечественная фармацевтическая промышленность выпускает в ограниченном ассортименте препараты пролонгированного и направленного действия. Поэтому актуальна проблема расширения спектра вспомогательных веществ, обеспечивающих пролонгированное, но вместе с тем и направленное действие в определенный отдел желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), повышая тем самым эффективность терапии и снижая количество побочных эффектов [Арзамасцев А.П., 2006].

Научное направление по созданию полимерных вспомогательных веществ для ЛФ пролонгированного действия весьма актуально, т.к. в настоящий момент, лишь один из носителей в ряду интерполимерных комплексов внедрен в отечественную фармацевтическую промышленность (композиционный полимерный носитель - КПН). Его применение в качестве носителя в желудочно-нерастворимых пероральных матричных системах с локализованным высвобождением лекарственного вещества (ЛВ) при достижении верхних отделов кишечника, было использовано при разработке лекарственных препаратов «Теопэк», «Хинипэк», «Ортопэк» и др. [Кеменова В.А., 1992]. В доклинических исследованиях была изучена биологическая безопасность ИПК, включавшая изучение острой и хронической токсичности на мышах, кроликах, собаках; оценена мутагенность, тератогенность, иммуногенность и канцерогенность. Результаты испытаний охарактеризовали комплекс как малотоксичное вещество. Следует отметить, что КПН относится к ИПК, стабилизированных кооперативной системой водородных связей, образующихся между линейной полиметакриловой кислотой и полиэтиленоксидом, и растворим при значениях рН выше 4,5 ед, что и обуславливает его использование в пероральных системах с локализованным высвобождением ЛВ, оптимальной зоной всасывания которых являются верхние отделы кишечника.

Данная работа затрагивает мало изученную область синтеза новых носителей полимерной природы на основе ИПК с участием сшитых и линейных полимеров с возможностью целенаправленной доставки ЛВ в

з

кишечник, включая и толстый его отдел. По данным литературы, ИПК на основе исследуемых сополимеров к настоящему времени не были изучены. Недостаточно изученным остается вопрос о корреляции концентрации препарата в крови с наблюдаемым эффектом. Выполнение комплексного фармакокинетического и фармакодинамического исследования новых поликомплексных матричных систем диклофенака натрия, которое помогло бы решить вышеуказанные вопросы, представляется весьма актуальным.

Цель и задачи исследования: изучение особенностей получения, строения, а также сравнительных диффузионно-транспортных характеристик изучаемых пероральных матричных систем на основе ИПК с участием сшитых и линейных полимеров с возможностью целенаправленной доставки J1B на примере модельных ЛВ (диклофенака натрия, ибупрофена, теофиллина) в кишечник, включая и толстый его отдел. В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Определить состав и структурные особенности интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК) при разных способах получения;

2. Изучить кинетику набухания матриц на основе полученных поликомплексов с мониторингом макромолекулярных структурных и композиционных преобразований в них в имитирующих желудочно-кишечный тракт средах;

3. Исследовать диффузионно-транспортные свойства поликомплексных матричных систем на примере трёх JIB в условиях, имитирующих продвижение по желудочно-кишечному тракту.

4. Провести сравнительную оценку фармакокинетических параметров диклофенака натрия в составе изучаемой поликомплексной матричной системы (ПМС), для доставки в толстый отдел кишечника и оригинальным таблетированным препаратом «Вольтарен® ретард», с установлением корреляционных зависимостей между высвобождением in vitro и всасыванием in vivo.

5. Разработать нормативную документацию на полученный полимерный носитель.

Научная новизна заключается в том, что впервые были изучены составы и технологии получения ИПЭК между известными вспомогательными полимерными веществами Eudragit® ЕРО и Carbopol®, установлена возможность применения полученных полимерных вспомогательных веществ в пероральных системах доставки JIB. Изучены физико-химические и диффузионно-транспортные характеристики полученных комплексов.

Впервые была проведена биофармацевтическая оценка модельных ЛФ в условиях in vivo, а также проведено сравнение модельных ЛФ с существующими на рынке пролонгированными ЛФ, и показано, что поликомплексный акрилметакрилатный носитель обладает бимодальным

высвобождением и предполагает создание хроно-фармакологической системы с постепенным нарастанием концентрации ЛВ в крови через определенный интервал времени от начала приема, разработан проект ФСП и Лабораторный регламент на «Поликомплексный акрилметакрилатный носитель», апробированные на ОАО «Татхимфармпрепараты».

Степень новизны проведенных исследований подчеркивается заявкой на изобретение «Способ получения носителя биологически активных соединений на основе интерполиэлектролитного комплекса» №2009147869/15(070747) от 22.12.2009г.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования. Результаты исследования биофармацевтических, физико-химических, диффузионно-транспортных и технологических свойств полученных полимерных носителей на основе ИПЭК на основе Eudragit® ЕРО и Carbopol® позволили обосновать технологию получения данных вспомогательных веществ, которые обеспечивают биофармацевтические характеристики, необходимые для пролонгированных ЛФ и ЛФ с направленной доставкой ЛВ в кишечник. В экспериментальных исследованиях in vitro и in vivo выявлено преимущество полимерного носителя для создания лекарственной формы с доставкой лекарственного вещества в кишечник. Разработан проект ФСП, в соответствии с которым проведена стандартизация носителя «Поликомплексный акрилметакрилатный носитель». Отдельные фрагменты диссертации использованы в учебно-исследовательской работе студентов фармацевтического факультета КГМУ (г. Казань) и Лёвенского католического университета (Бельгия, г. Лёвен).

На основании проведенных исследований разработан Лабораторный регламент на производство «Поликомплексного акрилметакрилатного носителя» на базе созданного при ГОУ ВПО «Казанский ГМУ Росздрава» малого предприятия ООО «ИнтерЛЕК» и апробированный на ОАО «Татхимфармпрепараты».

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на III Международной медико-фармацевтической конференции студентов и молодых ученых (Черновцы, Украина, 2006г.), на 5-ой международной конференции по фармации, биофармации и фармацевтической технологии (Женева, Швейцария, 2006г.), 8-ом международном симпозиуме по фармацевтическим наукам (Анкара, Турция, 2006г.), 34-ом ежегодном совещании членов общества по контролируемому высвобождению- CRS (2007г., Лонг Бич, Калифорния, США), на XI, XIII, XIV, XV Всероссийских научно-практических конференциях «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2006, 2008, 2009, 2010 гг.), на заседании Научного совета по фармации при Академии наук Республики Татарстан (Казань, 2009г.), X Международной конференции "НАНОТЕХ'09" (2009г., Казань), Международной конференции «Информация о лекарственных средствах - качественному использованию лекарств» (Казань, 2010г.).

S

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ, из них 10 статей (6 в журналах, рекомендованных ВАК РФ, одна из которых в зарубежном журнале), 9 тезисов (4 зарубежных) и 1 Патент РФ.

Связь темы диссертационной работы с планом научных работ учреждения. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО "Казанский ГМУ Росздрава» (№ гос. регистрации 0120.0805878), а также в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009 - 2013 годы» (Государственный контракт № 02.740.11.0775) по теме: «Разработка уникальных технологий создания и изучение фармакологических свойств систем доставки лекарственных препаратов на основе противоположно заряженных макромолекул с использованием природных и синтетических полимеров».

Положения, выносимые на защиту:

1. Состав и структурные особенности интерполиэлектролитных комплексов при разных способах получения.

2. Диффузионно-транспортные характеристики поликомплексных матричных систем на примере трёх ЛВ в условиях, имитирующих продвижение по желудочно-кишечному тракту.

3. Результаты сравнительной оценки фармакокинетических параметров диклофенака натрия в составе изучаемой поликомплексной матричной системы (ПМС), для доставки в толстый отдел кишечника с оригинальным таблетированным препаратом «Вольтарен® ретард».

4. Разработанная нормативная документация на «поликомплексный акрилметакрилатный носитель».

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 195 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследования, результатов исследования, их обсуждения, выводов, иллюстрирована 27 таблицами и 62 рисунками, 5 схемами. Список литературы включает 169 источников, в том числе 104 зарубежных источника.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

1. Объекты исследования - Eudragit® марки ЕРО (ЕРО) «Evonik Röhm GmbH» (Германия) со средней молекулярной массой 150000 и Carbopol® 940, 971, 974 и Pemulen® «Lubrizol Advanced Materials» (США), средние молекулярные массы которых приведены в Табл.1. В составе разработанной ПМС в качестве модельного JIB с оптимальной зоной всасывания в толстом кишечнике использовали ДН «Sigma» (Бельгия). Референтным лекарственным препаратом (ЛП), содержащим ДН, явился «Вольтарен® ретард» (BP), производства компании «Novartis» (Швейцария). В качестве модельных JIB также использовались теофиллин и ибупрофен, производства «Sigma» (Бельгия).

Таблица 1 - Характеристика использованных в работе марок Carbopol®

Наименование Тип Вязкость М.м. (Да) М.м. (Да)

CARBOPOL® 940Р NF. Тип С 40.00060.000 4.000.000 25.105 (между сшивками)

CARBOPOL® 971Р NF Тип А 4.000-11.000 3.000.000 237.600 (между сшивками)

CARBOPOL® 974P NF Тип В 25.00045.000 4.000.000 104.400 (между сшивками)

PEMULEN® TR-2 NF Тип А 4.00011.000 1.500.000

2. Оценка диффузионно-транспортных характеристик. Кинетика набухания полимерных матриц была оценена в условиях, имитирующих продвижение по ЖКТ: в течение 1 ч образец выдерживали в среде 0,1М НС1 (рН 1,2), с последующим переносом его на 2 часа в среду фосфатного буфера (рН 5,8), затем на 2 часа в фосфатный буфер с рН 6,8 и последние 2 часа корзинку помещали в буферный раствор с рН 7,4. Таблетированные полимерные матрицы помещали в предварительно взвешенные на аналитических весах корзинки, используемые в приборе «Вращающаяся корзинка». Корзинки с матрицами погружали в фиксируемые на уровне 40 мл анализируемые среды. Термостатирование стаканов емкостью 100 мл при 37+0,5"С проводили на приборе ЛОРТС-6 фирмы ГАЙОТ (Россия). Через каждые 15 минут корзинку тщательно промокали фильтровальной бумагой и взвешивали на аналитических

весах с точностью до 0,00001г. Мониторинг структурных преобразований матриц проводили методами ИК-спектроскопии (FT-IR Vector 22, «Bruker», Германия) и ДСК-МТ (MTDSC 2920, «ТА Instruments», Англия). Композиционные изменения матриц оценивали методом элементного анализа (CHN-анализатор, Россия).

Исследование скорости высвобождения JIB проводилось на приборе «Вращающаяся корзинка» марки JIOPTC («ГАЙОТ», Россия) по ГФ XI при следующих условиях: модельная среда аналогичная изучению кинетики набухания, объем среды растворения-500-900 мл, скорость вращения корзинки -100 об/мин, температура среды -37°С ± 0,5°С. Отбор проб проводился как в кислой среде, так и в среде фосфатного буфера. В течение первых двух часов производили отбор проб через каждые 15 мин и через 30 мин оставшееся время. Взамен отобранных проб приливали равное количество буфера.

Количественно высвободившееся действующее вещество определяли УФ-спектрофотометрически на приборе Lambda 25 «Perkin Elmer», США; в качестве раствора сравнения использовали фосфатный буфер. 3. Бнофармацевтическая оценка и сравнение модельной ЛФ с «Вольтареном® ретард». Для исследования отбирали 12 кроликов-самцов породы Шиншилла со средним весом 3,76 кг после ночного 12-часового голодания [Кеменова В.А., Пат. 2070034 РФ]. Утром, натощак, кроликам давали по 1 таблетке. Через 1, 2, 4, 8, 12 и 24 ч с момента введения таблетки у кроликов из краевой ушной вены отбирали пробы крови по 0,5 мл. Для получения сыворотки кровь после образования сгустка центрифугировали 20 мин при 5000 об/мин. К 0,2 мл сыворотки прибавляли 0,2 мл 0,1 М раствора соляной кислоты, встряхивали в течение 30 сек. К смеси добавляли 3 мл хлороформа, встряхивали 2 мин, центрифугировали 10 мин при 5000 об/мин. После центрифугирования к 2,6 мл нижнего органического слоя добавляли 150мкл 0,1 М раствора едкого натра, встряхивали 30 сек, центрифугировали при 5000 об/мин 10 мин. После отстаивания в течение 10-15 мин отбирали 25 мкл верхнего щелочного реэкстракта и вводили через дозатор в хроматограф.

Измерения проводились на хроматографе «Perkin Elmer 200 series», с УФ-детектором. Используемые в работе спирт этиловый ректифицированный, уксусная кислота и фосфорная кислота - фармакопейного достоинства. Анализ проводился с подвижной фазой - 96% спирт, 0,15 М водный раствор однозамещенного фосфата натрия, уксусная кислота в соотношении 55:40:5. Хроматографическое разделение проводили при комнатной температуре (25±2°С) на аналитической колонке с привитой фазой С 18 размером 4,6X250 мм (зернение сорбента 10 мкм) в качестве детектора использовали встроенный УФ-спектрофотометр «Perkin Elmer», при длине волны 280 нм. Объемная скорость элюирования составляла 0,8 мл/мин, время появления хроматографического пика составляло 7-8 мин. Концентрацию препарата рассчитывали по методу абсолютной калибровки. Калибровочные операции проводили следующим образом: к 0,5 мл интактной сыворотки крови,

полученной обычным способом, добавляли известное количество препарата (стандартный раствор в этиловом спирте) для получения растворов с концентрацией 0,5, 1, 2, 4 и 7.5 мкг/мл сыворотки (5 растворов). Полученные калибровочные растворы обрабатывали и анализировали описанным выше способом. Калибровочный график в изученном интервале концентраций представлял собой прямую линию.

Результаты исследований

1. Оценка состава и структурных особенностей шггерполнэлектролитлых комплексов при разных способах получения.

Нами была модифицирована первоначальная технология получения комплексов (при фиксированном рН - способ 1) и предложены еще 2 методики получения ИПЭК, позволяющие получать комплексы с разными диффузионно-транспортными свойствами: способ 2 - «в режиме оптимального взаимодействия» и способ 3 - «при пограничном значении рН». Общая технологическая схема получения поликомплексного акрилметакрилатного носителя приведена на рис. 1.

продукции

ВР - стадия вспомогательных работ; "ТП - стадия основного технологического процесса;

"* УМО - стадия упаковывания, маркирования готового продукта

Рис. 1: Технологическая схема получения поликомплексного акрилметакрилатного носителя на основе Carbopol®/Eudragit®EPO.

В таблицах 2 и 3 приведены фракционный состав и технологические характеристики комплекса ИПЭК С971/ЕРО в сравнении с индивидуальными полимерами.

Таблица 2 - Фракционный состав ИПЭК СагЬоро1®971/ Еис1га§11®ЕРО

Э, мм > 1 мм > 0.5 мм > 0,25 мм < 0,25 мм

Х,% 0,35 2,14 43,34 54,24

Таблица 3 - Основные технологические свойства ИПЭК СагЬоро1®971/Еи<1га§и®ЕРО в сравнении с индивидуальными полимерами

Образец/ Технологическая характеристика Угол естественного откоса Насыпная плотность, 3*10 кг/м3 Влажность, %

ИПЭК С971/ЕРО 32,3 -32,5 0,63 0,22

СагЬоро1®971 _ 0,33 0,24

Еш^^ЕРО _ 0,21 _

Согласно данным вискозиметрии (рис.2), комплекс обогащен малоионизированным при данном рН полимером - карбополом, присутствующем в поликомплексе в избытке, состав которого практически не зависит от соотношения компонентов в смеси.

07 ---------------,----------,............-..............т....................т--

0.00 0,50 1,00 1.50 2.00 2.50 Э.ОО

2-[С»4оу[ЕРо1

Рис. 2: Зависимость относительной вязкости от состава реакционной смеси г=[С940]/[ЕРО].

ю

Согласно данным ИК-спектроскопии и ДСК-МТ полученные образцы (на примере ИПЭК С940/ЕРО), представляют собой индивидуальные химические соединения - поликомплексы: ИК-спектр ИПЭК характеризуется наличием новой полосы при 1570 см'1 (Рис. За) и единственной температурой стеклования - Тс 154,81+0,2°С (Рис. 36, кривая 2), что указывает на ощутимый вклад кооперативной системы ионных связей, возникающих между карбоксилат содержащей редкосшитой поликислотой (СагЬоро1) и линейным полиамином (ЕРО) в стабилизацию и прочностные характеристики полученных ИПЭК.

При получении ИПЭК способом 1, смешением растворов/дисперсий полимеров при фиксированном рН (3,5; 4,5 и 5,5), малонабухшие микрогели СагЬоро1® с невысоким содержанием поверхностно ориентированных ионизированных карбоксильных групп, образуют малочисленные ионные связи с множественными реакционно-способными макромолекулами эудрагита с высокой долен «дефектных» областей. При этом образование связей происходит преимущественно на поверхности глобулы сшитого полимера. В результате образуются комплексы, характеризующиеся наличием большой доли «дефектных» областей в своей структуре.

а б

Рис. 3: ИК-спектр (а) и ДСК-МТ термограмма (б) ИПЭК С940/ЕРС), Ъ

=1,75.

При получении комплексов «в режиме оптимального взаимодействия» (способ 2), они имеют более компактную структуру с равномерным распределением линейного полиэлектролита на поверхности молекулы сшитого полимера. Это является результатом постепенного доведения рН реакционной смеси до оптимального рН взаимодействия. При этом по мере понижения рН происходит ионизирование одного из компонентов непосредственно в ходе синтеза, что приводит к повышению его реакционной способности и, как следствие, к постепенному образованию ионных связей между заряженными группами полимеров. В результате образуются поликомплексы, имеющие более компактную структуру. Получение ИПЭК 3-м способом осуществляется при пограничном значении рН, при котором линейный сополимер находится в состоянии минимальной ионизации, а трехмерная сетка сшитого полимера обладает наибольшим расстоянием между

11

сшивками для того, чтобы линейный сополимер с молекулярной массой 150000 Да мог проникать внутрь микрогелей по известному «эстафетному механизму» [Рогачёва В.Б., 1988].

Характеристическая полоса при 1570 см"1 значительной интенсивности указывает на большое содержание так называемых лестничных участков (упорядоченные последовательности пар звеньев, стабилизированные ионными связями). Полосы при 2776 см"1 и 2820 см"' позволяют сделать вывод о включении дополнительного количества линейного полиэлектролита в состав ИПЭК. Согласно данным литературы наличие данных полос поглощения соответствует валентным колебаниям неионизированных диметиламиногрупп, принадлежащих ЕискадИ® ЕРО, что, в свою очередь, свидетельствует о значительном содержании линейного полиэлектролита в составе поликомплекса, что также подтверждается данными элементного анализа (рис. 4).

ф=[ЕРО)/ [С971]

Ш способ I способ 1 способ (способ II способ II способ II способ II способ

(рНз,5> (рН<,,5) <рН 5,5) (7,0-3,5) 7,°-4,5 7,°-5,5 2,0-3,5 j

Способ получения I

Рис. 4. Состав комплексов на основе СагЬоро1® 971, полученных различными способами согласно данным элементного анализа.

Различия между продуктами, получаемыми тремя способами, представлены на рис. 5.

Carbopol® Eudragit® ЕРО

I способ

2 способ \ 3 способ

а б в

Рис. 5. Структурные особенности ИПЭК Carbopol® (940, 971, 974)/'Eudragit> ЕРО, полученных различными способами и внешний вид ИПЭК Carbopol*/Eudragif! ЕРО, полученных: а) Способ 1; б) Способ 2; в) Способ 3.

2. Оценка диффузионно-транспортных свойства поликомплексных матричных систем на примере трёх JIB в условиях, имитирующих продвижение по желудочно-кишечному тракту.

Carbopol®, как редкосшитый полимер, очень сильно набухает в средах, имитирующих ЖКТ, а матрица на основе Eudragit® ЕРО, в связи с его растворимостью в кислой среде, разрушается за 15 мин пребывания в среде 0,IM HCl. ИПЭК и физическая смесь по профилю набухания схожи, что свидетельствует об образовании покомплекса в матрице на основе физической смеси, но так как в данных условиях в матрице находится избыток Carbopol®", не участвующий в реакции, то кривая набухания физической смеси лежит ниже аналогичной кривой ИПЭК. Степень набухания ИПЭК постоянна в течение всего времени пребывания в средах, имитирующих ЖКТ. В целом, кинетику набухания поликомплекса можно охарактеризовать как достаточно стабильную и универсальную; это дает основания предполагать, что ИПЭК обладает транспортными характеристиками, обеспечивающими пролонгированное высвобождение JIB.

—»—0311)01)01

рН12

0,5 1 1,5 2

Время, ч

Рис. 6: Сравнительная характеристика кинетики набухания индивидуальных полимеров и ИПЭК и внешний вид матриц к концу эксперимента.

Рис. 7: Сравнительная характеристика кинетики набухания матриц, полученных 2 (а) и 3 (б) способом в условиях продвижения по ЖКТ.

Все образцы, комплексов, полученных по способу 3, характеризуются схожими профилями набухания. Согласно рис. 76 максимальные значения набухаемости приходятся на 1 час пребывания в кислой среде желудка, что связано с маркой СагЬоро1® 971, который согласно спецификации компании «ЬиЬгко1» имеет максимальное расстояние между сшивками (в 2 раза больше, чем у СагЬоро1®974 и в 10 раз больше, чем у СагЬоро1*940), и обусловлено содержанием большего количества карбоксильных групп между сшивками.

14

Таким образом, кинетика набухания всех поликомплексов может быть охарактеризована как относительно высокая и рН-чувствительная, так как ИПЭК не одинаково ведет себя в условиях, имитирующих продвижение по ЖКТ, и свойства набухаемости зависят от молекулярной массы и степени сшивки Carbopol®, что может быть использовано для создания систем доставки JIB с необходимыми характеристиками набухаемости системы.

Высвобождение ибупрофена из матриц, содержащих комплексы, полученные 1-м способом (рис. 8а) показывает, что возрастание концентрации ИБ происходит равномерно, то есть процесс диффузии ИБ из полимерной матрицы идет с постоянной скоростью, состав ИПЭК, а точнее, доля Eudragit® ЕРО определяет технологические и диффузионно-транспортные характеристики поликомплексов.

>-ПЭкС9,о-ЕГС)1Ч:7Ы

1 Врми.чк

o,:i o.je в,75 l,:s J,so 1,7s |,о» IP 1» i« [» ii

►"974EP07,o-tS!46infK4«4

—9,o.Epo7,oi5tii6yiipc$«"l

Рис. 8: Профили высвобождения ибупрофена из поликомплексных матриц, полученных 1-м способом (а) и 2-м способом (б) в условиях, имитирующих продвижение по ЖКТ.

Основное различие в профилях высвобождения ИБ из комплексов, полученных 2 способом (рис. 86), заключается в том, что с увеличением доли линейного полиэлектролита в комплексе происходит линеаризация кривых высвобождения и увеличение количества высвободившегося ИБ на протяжении нахождения в условиях, имитирующих продвижение по кишечнику. ИПЭК С940/ЕРО 7,0-3,5 приближается к первому (нулевому) порядку высвобождения ЛВ и итоговые значения 25% высвободившегося ИБ из матрицы свидетельствуют о том, что данный комплекс замедляет высвобождение модельного ЛВ.

Рис. 9: Профили высвобождения ТФ, в условиях продвижения по ЖКТ из матриц, содержащих ИПЭК С974/ЕРО.

Проведенные нами исследования по оценке профилей высвобождения ТФ в средах, имитирующих продвижение по ЖКТ (рис. 9), показали, что в сравнении с матрицей, содержащей исходный полимер Carbopol® 974, из которой на протяжении 7 часов пребывания высвободилось 100% JIB, матрицы, содержащие ИПЭК характеризуются иными профилями высвобождения ТФ: матрица, содержащая покомплекс полученный в условиях от рН 7,0 до 4,5 (состав Z=2,2:l) высвобождает JIB замедленно со ступенчатым характером кривой; покомплекс же полученный при рН от 7,0 до 3,5 (состав Z=3,3:l) характеризуется первичным выбросом JIB из матрицы (более 50% в первый час), а затем характеризуется постоянной скоростью высвобождения на протяжении всего эксперимента и результирующие количества JIB схожи и составляли от 70 до 80%.

Сравнительный анализ профилей высвобождения диклофенака натрия из поликомплексных матриц (рис. 10) показал, что профили высвобождения ДН незначительно различаются, однако имеют различные показатели степени высвободившегося JIB в ходе эксперимента.

Профили набухания и высвобождения данных поликомплексов схожи и в случае кривых высвобождения имеют после 2-х часов пребывания в ЖКТ линейный характер, что позволяет точно прогнозировать профиль высвобождения JIB в условиях кишечника. Данные свойства поликомплекса позволяют использовать его в качестве полимерного носителя лекарственных веществ, высвобождение которых происходит в кишечнике.

—»— ИПЭКС940/ЕРО -»-ИПЭКС971/ЕРО —«-ИПЭКС974/ЕРО — ИПЭКРст/ЕРО -о-Вояыорон

время, ч

Рис. 10: Профили высвобождения диклофенака натрия из поликомплексных матричных систем (ПМС) и таблеток «Вольтарен® ретард» (ВР) в условиях, имитирующих продвижение по ЖКТ.

3. Биофармацевтическая оценка и сравнение разрабатываемой ЛФ с «Вольтареном® ретард»

Изучение состава с ИПЭК in vitro и in vivo позволили выбрать оптимальные соотношения компонентов, обеспечивающие дозированное высвобождение диклофенака натрия в условиях ЖКТ. Профили высвобождения из сравниваемых систем в условиях, имитирующих продвижение по ЖКТ, представлены на рис. 10. Кинетика высвобождения ДН в случае таблеток «Вольтарен® ретард» (ВР) демонстрирует постоянное и монотонное повышение концентрации ЛВ по мере роста значений рН сред растворения вплоть до окончания эксперимента («замедленный» тип) и используется при создании систем с пролонгированным высвобождением. Профиль высвобождения из ПМС, обеспечивающий отсутствие высвобождения в первые 3±1 часа, позиционируется как «кишечный» тип. На рис. 11 представлены фармакокинетические кривые зависимости концентрации ДН в плазме кроликов в зависимости от времени. Полученные результаты коррелируют с исследованиями по высвобождению ДН из сравниваемых систем в условиях, имитирующих продвижение по ЖКТ. Интересно отметить, что всасывание ДН из обеих систем происходит с одинаковой скоростью, причём и уровни концентраций к 1-му часу сопоставимы, и для референтного ЛП (ВР) являются временем достижения максимальной концентрации. Однако последующее достоверное снижение (р < 0,05) концентрации ДН к 8-му часу не соответствуют критерию системы с доставкой в область толстого кишечника. Профиль ПМС характеризуется значительно большей AUC, причем С^ в крови наблюдается через 8 часов, что обеспечивает бимодальное

17

высвобождение - выход второй, большей дозы ДН из системы непосредственно в толстый отдел кишечника.

Рассчитанные с помощью метода наименьших квадратов коэффициенты корреляции для ПМС относительно референтного препарата (BP) свидетельствуют о тесной корреляционной связи между степенью высвобождения ДН в опытах in vitro и степенью его всасывания in vivo.

Рис. 11: Фармакокинетические профили диклофенака натрия в плазме крови кроликов после введения поликомплексных матричных систем (ПМС) и таблеток «Вольтарен® ретард» (ВР).

Таким образом, сравнительная биофармацевтическая оценка между ВР и ПМС показала, что разработанная конструкция пероральной системы доставки не уступает Вольтарену® ретард по основным фармакокинетическим параметрам (АиСо-ь Стах), обеспечивает требуемую, локализованную в толстый отдел кишечника, доставку, что подтверждает перспективность синтезированного нами нового полимерного носителя на основе ИПЭК СагЬоро1/Еис1гадк® ЕРО.

Таблица 4 - Основные показатели качества поликомплексного акриметакрилатного носителя

Показатель Метод определения Результат

Описание. Визуально Мелкодисперсный белый аморфный порошок без запаха.

Растворимость. (ГФ XI, вып. I, с. 175). Препарат практически нерастворим в воде, а лишь ограниченно набухает в воде и других полярных растворителях, спирте и др.

Подлинность. Инфракрасный спектр препарата, снятый в таблетке с калия бромидом (масса таблетки 0,1 г, содержание препарата - 0,25%, прессование при давлении 1500 кг/см2), в области от 500 до 4000 см"1 должен иметь полное совпадение полос поглощения с полосами поглощения прилагаемого спектра. На ИК-спектре различают характерные полосы межмолекулярных солевых связей (при 1570 см"1), полосу при 1730 см"1, соответствующую валентным колебаниям карбоксильных групп и полосы при 2770 и 2820 см"1 , связанные с наличием диметиламино групп.

Потеря в массе при высушивании. Около 1 г препарата (точная навеска) сушат при температуре от 100 до 105°С до постоянной массы. (ГФ XI, вып. I, с. 176). Потеря в массе должна быть не более 5,0%

Остаточные растворители. Определяют рН образующегося геля при набухании комплекса в воде. ИПЭК С974/ЕРО рН 7,65; ИПЭК С 940/ЕРО рН 7,75; ИПЭК С974/ЕРО рН 7,72 и ИПЭК Рет/ЕРО рН 8,17.

Определение свободного сополимера катионного характера на основе диметиламиноэтилметакрилата и нейтральных эфиров метакриловой кислоты (Eudгagit ЕРО). Определение проводится методом ИК-спектроскопии в сочетании с методом дифференциальной сканирующей калориметрии с моделируемой температурой (ДСК-МТ). При наличии на спектре полос поглощения при 2770 и 2820 см"1, а также полосы при 1640 см"1, на ДСК-термограмме не должно наблюдаться стеклования свободного ЕРО в интервале температур от 40 до 60°С.

Сульфатная зола и тяжелые металлы. ГФ XI, вып. 2, с. 25, ГФ XI, вып. I, с. 165. Сульфатная зола из 1 г препарата (точная навеска) не должна превышать 0,2% и должна выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате;

Микробиологическая чистота. Препарат должен выдерживать требования по микробиологической чистоте ГФХ1, вып. 2, с. 193. В 1 г препарата допускается наличие не более 1000 бактерий и 100 дрожжевых и плесневых грибов (суммарно). Не допускается наличие бактерий семейства Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus.

Срок годности В сухом, защищенном от света месте. 5 лет

Упаковка, маркировка По 5 кг в мешки бумажные по ГОСТ 2226-88, транспортная тара в соответствии с ОСТ 64-034-87, на этикетке указывают завод-изготовитель, его товарный знак, название препарата, количество, условия хранения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Композиционные различия поликомплексных микрогелей в системе Carbopol®/Eudragit® ЕРО, изученные методами гравиметрии, вискозиметрии и элементного анализа, мало зависят от соотношения реагирующих полимеров и определяются значением рН реакционной среды, с формированием, при каждом из 3-х изучаемых способов получения, характеристических по составу поликомплексов.

2. Согласно результатам, характеризующим структурные особенности изучаемых систем, исследованные методами ИК-спектроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии, синтезированные поликомплексы стабилизированы кооперативной системой ионных связей и химически однородны.

3. На основании проведенных физико-химических исследований (ИК-спектроскопия, дифференциальная сканирующая калориметрия и элементный анализ) предложена модель, адекватно описывающая структурные особенности формирующихся поликомплексных микрогелей:

- при 1-ом способе образуются поликомплексы, характеризующиеся большим содержанием Еиёга§11® ЕРО, но меньшей долей межмолекулярных ионных связей и выраженной дефектностью, т.е. наличием свободных звеньев линейного сополимера (эудрагит).

- при 2-ом способе формируются микрогели с поверхностным расположением поликомплексной плёнки по периметру частицы с высокой долей интерполиэлектролитных контактов, но невысоким включением Eudragit® ЕРО.

- для комплексов, полученных при пограничном значении рН (3-ий способ) характерен «эстафетный механизм», позволяющий получать ИПЭК, обогащенные линейным полиэлектролитом.

4. Кинетика набухания поликомплексов Eudragit® ЕРО/СагЬоро1® характеризуется выраженной рН-чувствительностью и различным поведением в условиях, имитирующих продвижение по кишечнику. Мониторинг структурных и композиционных изменений свидетельствует о том, что все изучаемые системы относятся к самовосстанавливающимся в средах желудочно-кишечного тракта системам.

5. Высвобождение модельных лекарственных веществ (диклофенак натрия, ибупрофен и теофиллин) из поликомплексных матриц в средах, имитирующих продвижение по желудочно-кишечному тракту, определяется макромолекулярными параметрами компонентов композиции: средней молекулярной массой и степенью сшивки карбопола. Наиболее медленное высвобождение отмечается для поликомплексных матриц, обогащенных линейным сополимером

(эудрагит), а наиболее быстрое для систем, содержащих избыточное количество сшитого полимера (карбопол).

6. По результатам комплексной биофармацевтической оценки поликомплексных матриц, содержащих в качестве полимерного носителя ИПЭК Carbopol®/Eudragit® в сравнении с Вольтареном® ретард, корреляционная связь in vitro/in vivo обнаружена для образцов, содержащих Carbopol® 940 и 971.

7. Созданные поликомплексные матричные системы основе ИПЭК Carbopol®/Eudragit® ЕРО, на основании изученных физико-химических, технологических и биофармацевтических свойств, позволяют использовать их для доставки лекарственных веществ (диклофенак натрия, теофиллин), высвобождение и всасывание которых происходит в толстом отделе кишечника.

8. Разработан проект ФСП «Поликомплексный акрилметакрилатный носитель» и лабораторный регламент на его производство.

Список публикаций по теме диссертации

1. Мустафин Р.И. Изучение диффузионно-транспортных свойств поликомплексных матричных систем, образованных Eudragit® ЕРО и Carbomer 940/Р.И. Мустафин, Т.В. Кабанова, Е.Р. Жданова, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин, В.А. Кеменова//Л"и.и.-фарм.журн. - 2010. - Т. 44, №3. - С.38-42.

2. Мустафин Р.И. Получение и физико-химическая оценка нового носителя на основе интерполиэлектролитного комплекса, образованного Eudragit® ЕРО и Carbomer 940/ Р.И. Мустафин, Т.В. Кабанова, Е.Р. Жданова, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин, В.А. КеменоваПХим.-фарм.журн. - 2010. - Т. 44, №5. - С.39-41.

3. Мустафин Р.И. Новые системы контролируемой доставки диклофенака натрия в область толстого кишечника на основе поликомплексных матричных систем с использованием Carbopol® и Eudragit® ЕРО/ Р.И. Мустафин, Т.В. Кабанова, И.И. Сёмина, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин// Клиническая фармакология и терапия. - 2010. - Т. 19, №6. - С.261-262.

4. Мустафин Р.И. Уникальные системы контролируемой доставки лекарственной субстанции на основе интерполимерных комплексов/Р.И. Мустафин, Т.В. Кабанова, И.И. Сёмина, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин II Клиническая фармакология и терапия. - 2010. - Т. 19, №6. - С.263-264.

5. Кабанова Т.В. Биофармацевтическая оценка поликомплексных матричных систем на основе Carbopol® и Eudragit® ЕРО, содержащих диклофенак натрия в условиях in vitro/in vivo в сравнении с препаратом «Вольтарен® ретард»/ Т.В. Кабанова, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин//Тез. Докл. XV Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине». - Казань, 2010. - С.254.

6. Кабанова T.B. Сравнительное исследование кинетики высвобождения лекарственных веществ in vitro из поликомплексных матричных систем, образованных Carbopol® и Eudragit® ЕРО/Т.В. Кабанова, A.B. Буховец,

B.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин //Тез. Докл. XV Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине». - Казань, 2010.-С. 247.

7. Мустафин Р.И. Разработка новых носителей на основе поли(мет)акрилатных комплексов для контролируемой доставки лекарственных веществ/Р.И.Мустафин, Т.В. Кабанова, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин// Материалы Республиканской научно-практической конференции «Актуальные вопросы повышения качества последипломной подготовки фармацевтических кадров». - Казань, 2010. -

C.84-87.

8. Мустафин Р.И. Комплексная оценка качества и характеристик нового полимерного носителя в соответствии с требованиями, предъявляемыми к вспомогательным веществам/Р.И.Мустафин, Т.В. Кабанова, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин// Материалы Республиканской научно-практической конференции «Актуальные вопросы повышения качества последипломной подготовки фармацевтических кадров». -Казань, 2010. - С.87-93.

9. Мустафин Р.И. Разработка новых носителей для контролируемой доставки лекарственных веществ на основе поли(мет)акрилатных комплексов/ Р.И.Мустафин, Т.В. Кабанова, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин// Материалы X Международной научной конференции «Нанотех 2009». - Казань, 2009. - С.327-332.

Ю.Мустафин Р.И. Сравнительная кинетика высвобождения модельного лекарственного вещества диклофенака натрия из матриц, содержащих интерполиэлектролитные комплексы на основе Eudragit ЕРО и различных марок Carbopol/Р.И.Мустафин, Т.В. Кабанова, A.B. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин//Материалы Республиканской научно-практической конференции «Актуальные вопросы повышения качества последипломной подготовки фармацевтических кадров». - Казань, 2009. -С.41-44.

П.Кабанова Т.В. Сравнительная характеристика нтерполиэлектролитных комплексов на основе Carbopol 940Р, 971, 974, Pemulen и Eudragit® ЕРО и оценка их диффузионно-транспортных свойств/Т.В.Кабанова//Тез. Докл XIII Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине». - Казань, 2008. - С. 180-181.

12.Moustafme R.I. The influence of different types of Carbopol® on the composition of intcrpolyelcctrolyte complexes with Eudragit EPO using viscosity measurements/R.I.Moustafine, T.V. Kabanova, G.G.Cbairulina, A.V.Bouchovech, V.R.Garipova, Sh. F. Nasibullin//Transact. 34th Annual Meeting & Exposition of the CRS, Long Beach, California, U.S.A. (2007), CD-ROM.

13.Кабанова Т.В. Сравнительная характеристика нтерполизлектролитных комплексов на основе Carbopol 940Р, 971, 974, Pemulen и Eudragit® ЕРО в зависимости от рН среды/Т.В.Кабанова// Тез. Докл XII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученые в медицине». - Казань, 2007. - С. 253-254.

KMoustafme R.I. Possibility of using Eudragit® E 100/ Carbomer 940P interpolyelectrolyte complex in matrix controlled drug delivery systems/ R.I. Moustafine, T.V. Kabanova, E.R. Zhdanova//8th International Symposium on Pharmaceutical Sciences. - Ankara, Turkey, 2006. -P.364.

15.Кабанова Т.В. Характеристика диффузионно-транспортных свойств интерполиэлектролитного комплекса Eudragit® ElOO/Carbomer 940Р/Т.В.Кабанова//Тез. Докл. III Международной медико-фармацевтической конференции студентов и молодых ученых (Юбилейный 80-й научный форум студентов и молодых ученых Буковинского государственного медицинского университета). Черновцы, Украина, 2006-вып. 8. -С.88.

16.Kabanova T.V. Characterization of Eudragit® E 100/Carbomer 940P interpolyelectrolyte complexes using swellability measurements/T.V. Kabanova, E.R.Zhdanova, R.I. Moustafinc//7o«r/ia/ of Controlled Release. -2006. - Vol. 116(2). -P.e33-e35.

17.Zhdanova E.R., Investigation of interpolymer complexation between Eudragit® E100 and Carbomer 940/ E.R. Zhdanova, T.V. Kabanova, G.G. Chisameeva R.I. Moustafine // "Approaching New Interfaces", Proc. 5th World Meeting on Pharmaceutics Biopharmaceutics and Pharmaceutical Technology. - Geneve, 2006. - Abstr. 19.

18. Кабанова Т.В. Оценка диффузионно-транспортных свойств интерполиэлектролитного комплекса Eudragit ElOO/Carbomer 940Р методом определения степени набухания/Т.В. Кабанова//Тез. Докл. XI Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые в медицине». - Казань, 2006. - С.198-199.

19.Мустафин Р.И. Изучение диффузионно-транспортных свойств поликомплексных матричных систем, образованных эудрагитами Е100 и L100/ Р.И.Мустафин, Т.В. Кабанова // Хим.-фарм.журп. - 2005. - Т. 39, №2. - С.34-38.

20.Р.И. Мустафин, Т.В. Кабанова, А.В. Буховец, В.Р. Гарипова, Ш.Ф. Насибуллин. Заявка на Патент РФ №2009147869/15(070747), приоритет - 22.12.2009. Бюллетень изобретений, № 15, опубликовано 27.05.2010. Способ получения носителя биологически активных соединений на основе интерполиэлектролитного комплекса.

Подписано в печать:

10.11.2010

Заказ № 4494 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Актуальность темы

В настоящее время все большее внимание фармацевтической науки, в том числе и фармацевтической технологии, уделяется созданию новых лекарственных форм (ЛФ) с улучшенными биофармацевтическими характеристиками. В этом свете большой интерес представляют ЛФ с пролонгированным и замедленным высвобождением, которые имеют ряд преимуществ перед традиционными ЛФ. Для изготовления ЛФ с контролируемым высвобождением часто используются вспомогательные вещества полимерной природы, основоположниками развития данного направления в нашей стране являются чл.-корр. РАН Зезин А. Б. и акад. РАН Кабанов В.А. Одним из современных направлений по созданию новых полимерных носителей является получение интерполимерных комплексов, которые позволяют создавать ЛФ с улучшенными биофармацевтическими характеристиками, позволяющими целенаправленно доставлять лекарственное вещество в заданный отдел желудочно-кишечного тракта [7072,141,164, 166].

В настоящее время отечественная фармацевтическая промышленность выпускает в ограниченном ассортименте препараты пролонгированного и направленного действия. Поэтому актуальна проблема расширения спектра вспомогательных веществ, обеспечивающих пролонгированное, но вместе с тем и локализованное высвобождение в определенный отдел желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), повышая тем самым эффективность терапии и снижая количество побочных эффектов [7,61,91].

Научное направление по созданию полимерных вспомогательных веществ для ЛФ пролонгированного действия весьма актуально, т.к. в настоящий момент, лишь один из носителей в ряду интерполимерных комплексов внедрен в отечественную фармацевтическую промышленность (композиционный полимерный носитель - КПН). Его применение в качестве носителя в желудочно-нерастворимых пероральных матричных системах с локализованным высвобождением ЛВ при достижении верхних отделов кишечника, было использовано при разработке лекарственных препаратов (ЛП) «Теопэк», «Хинипэк», «Ортопэк» и др. [31]. В доклинических исследованиях была изучена биологическая безопасность ИПК, включавшая изучение острой и хронической токсичности на мышах, кроликах, собаках; оценена мутагенность, тератогенность, иммуногенность и канцерогенность. Результаты испытаний охарактеризовали комплекс как малотоксичное вещество. Следует отметить, что КПН относится к ИПК, стабилизированных кооперативной системой водородных связей, образующихся между линейной полиметакриловой кислотой и полиэтиленоксидом, и, в этой связи, растворим при значениях рН выше 4,5 ед, что и обуславливает его использование в пероральных системах с локализованным высвобождением ЛВ, оптимальной зоной всасывания которых являются верхние отделы кишечника

В связи с вышеизложенным представляется актуальным синтез новых носителей полимерной природы на основе ИПК с участием сшитых и линейных полимеров с возможностью целенаправленной доставки ЛВ в кишечник, включая и толстый его отдел. По данным литературы, ИПК на основе исследуемых сополимеров к настоящему времени не были изучены.

Цель и задачи исследования: Целью нашего исследования явилось получение и исследование новых полимерных носителей на основе интеполимерных комлексов с участием сшитых и линейных полимеров с возможностью целенаправленной доставки лекарственного средства в кишечник.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Изучение условий получения и состава интерполиэлектролитных комплексов при разных способах получения (стехиометрия, структура), изучение влияния макромолекулярных параметров (степень сшивки, молекулярная масса) на состав, структуру и свойства комплексов.

2. Оценка физико-химических характеристик полученных интерполимерных комплексов (размер и форма частиц, фракционный состав, сыпучесть, насыпная плотность) с позиции возможности их использования в качестве полимерных носителей в технологии пероральных лекарственных форм с контролируемым высвобождением

3. Изучение механизмов, позволяющих регулировать скорость высвобождения модельных лекарственных веществ из поликомплексных матричных систем (на примере диклофенака натрия, теофиллина и ибупрофена в условиях, имитирующих продвижение по желудочно-кишечному тракту и в кишечнике) с целью осуществления научно-обоснованного подбора оптимального полимерного носителя.

4. Проведение сравнительной оценки фармакокинетических параметров диклофенака натрия в составе изучаемой поликомплексной матричной системы (ПМС), для доставки в толстый отдел кишечника с препаратом «Вольтарен® ретард», выявление корреляционных зависимостей между высвобождением in vitro и всасыванием in vivo.

5. Разработка нормативно-технической документации на производство полученного акрилметакрилатного носителя.

Научная новизна исследования заключается в том, что были разработаны, теоретически и экспериментально обоснованы оптимальные технологические схемы получения интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК) между известными вспомогательными полимерными веществами Eudragit® ЕРО и Carbopol®, обладающих заданными параметрами высвобождения, были изучены составы полученных комплексов, полученные продукты характеризуются модифицированными диффузионно-транспортными хараткеристиками, установлена возможность применения полученных полимерных вспомогательных веществ в пероральных системах доставки JIB.

Показано, что высвобождение из лекарственных форм матричного типа на основе комплексов носит двухфазный характер. На первой фазе высвобождения ИПЭК за счет поверхностно-активных свойств выполняет функции активатора высвобождения, что важно для малорастворимых лекарственных веществ. На второй фазе за счет матрицеобразующих свойств комплекс обеспечивает пролонгированное высвобождение лекарственного вещества в толстый отдел кишечника.

Установлены механизмы, определяющие процессы высвобождения лекарственных веществ из таблеток на основе ИПЭК, протекающие под действием сред с физиологическими значениями рН, которые соответствуют различным отделам желудочно-кишечного тракта.

Разработан проект фармакопейной статьи нового вспомогательного вещества на основе интерполиэлектролитного комплекса. Проведена биофармацевтическая оценка изучаемых ЛФ в условиях in vivo, а также проведено сравнение изучаемых ЛФ с оригинальным препаратом диклофенака натрия пролонгированного действия «Вольтарен® ретард».

Получен патент РФ на изобретение, согласно данным исследования, «Способ получения носителя биологически активных соединений на основе интерполиэлектролитного комплекса» №2009147869/15(070747) от 22.12.2009г.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования.

Результаты исследования биофармацевтических, физико-химических, диффузионно-транспортных и технологических свойств полученных полимерных носителей на основе ИПЭК с участием Eudragit® ЕРО и Carbopol® позволили обосновать технологию получения данных вспомогательных веществ, которые обеспечивают биофармацевтические характеристики, необходимые для пролонгированных ЛФ и ЛФ с направленной доставкой ЛС в кишечник.

На основании проведенных исследований составлен проект фармакопейной статьи, лабораторный регламент на производство «Поликомплексного акрилметакрилатного носителя» ООО «Интерлек» при ГОУ ВПО КГМУ, наработана экспериментальная партия образца поликомплексного акрилметакрилатного носителя.

Отдельные фрагменты диссертации использованы в учебно-исследовательской работе студентов фармацевтического факультета КГМУ (г. Казань) и Лёвенского католического университета (Бельгия, г. Лёвен).

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на III Международной медико-фармацевтической конференции студентов и молодых ученых (2006, Черновцы, Украина), на 5-ой международной конференции по фармации, биофармации и фармацевтической технологии (Женева, 2006г.), 8-ом международном симпозиуме по фармацевтическим наукам (Анкара, 2006г.), 34th Annual Meeting of Controlled Release Society (2007, Long Beach, California, U.S.A.), на XI, XIII, XIV, XV Всероссийских научно-практических конференциях «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2006, 2008, 2009, 2010 гг.), на заседании Научного совета по фармации при академии наук Республики Татарстан (Казань, 2009г.), X Международной конференции "НАНОТЕХ'09" (2009, Казань).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ из которых 6 статей, в журналах рекомендованных ВАК РФ, и 1 патент РФ.

На защиту выносятся: Способы получения и результаты изучения физико-химических, диффузинно-транспортных и биофармацевтических свойств полученных интерполиэлектролитных комплексов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав и выводов, изложенных на 195 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц, 62 рисунка, 5 схем. Библиография включает 169 источник, в том числе 104 зарубежных источника.

ВЫВОДЫ

1. Композиционные различия поликомплексных микрогелей в системе СагЬоро1®/Еис^к® ЕРО, изученные методами гравиметрии, вискозиметрии и элементного анализа, мало зависят от соотношения реагирующих полимеров и определяются значением рН реакционной среды, с формированием, при каждом из 3-х изучаемых способов получения, характеристических по составу поликомплексов.

2. Согласно результатам, характеризующим структурные особенности изучаемых систем, исследованные методами ИК-спектроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии, синтезированные поликомплексы стабилизированы кооперативной системой ионных связей и химически однородны.

3. На основании проведенных физико-химических исследований (ИК-спектроскопия, дифференциальная сканирующая калориметрия и элементный анализ) предложена модель, адекватно описывающая структурные особенности формирующихся поликомплексных микрогелей:

- при рН 4,5 и 3,5 образуются поликомплексы, характеризующиеся большим содержанием Ейский® ЕРО, но меньшей долей межмолекулярных ионных связей и выраженной дефектностью, т.е. наличием свободных звеньев линейного сополимера (эудрагит).

- при рН 5,5 формируются микрогели с поверхностным расположением поликомплексной плёнки по периметру частицы с высокой долей интерполиэлектролитных контактов, но невысоким включением Еис1га§к® ЕРО.

- для комплексов, полученных при пограничном значении рН характерен «эстафетный механизм», позволяющий получать ИПЭК, обогащенные линейным полиэлектролитом.

4. Полученные поликомплексы характеристического состава обладают улучшенными технологическими характеристиками, в отличие от индивидуальных полимеров, что позволяет уменьшить количество вспомогательных веществ в технологии пероральных лекарственных форм с контролируемым высвобождением.

5. Кинетика набухания поликомплексов Eudragit® EPO/Carbopol® характеризуется выраженной рН-чувствительностью и различным поведением в условиях, имитирующих продвижение по кишечнику. Мониторинг структурных и композиционных изменений свидетельствует о том, что все изучаемые системы относятся к самовосстанавливающимся в средах желудочно-кишечного тракта системам.

6. Высвобождение модельных лекарственных веществ (диклофенак натрия, ибупрофен и теофиллин) из поликомплексных матриц в средах, имитирующих продвижение по желудочно-кишечному тракту, определяется макромолекулярными параметрами компонентов композиции: средней молекулярной массой и степенью сшивки карбопола. Наиболее медленное высвобождение отмечается для поликомплексных матриц, обогащенных линейным сополимером (эудрагит), а наиболее быстрое для систем, содержащих избыточное количество сшитого полимера (карбопол).

7. По результатам комплексной биофармацевтической оценки поликомплексных матриц, содержащих в качестве полимерного носителя ИПЭК Carbopol®/Eudragit® в сравнении с Вольтареном® ретард, корреляционная связь in vitro/in vivo обнаружена для образцов, содержащих Carbopol® 940 и 971.

8. Созданная поликомплексная матричная система (ПМС) на основе ИПЭК Carbopol® 940/Eudragit® ЕРО, на основании изученных физико-химических, технологических и биофармацевтических свойств, позволяют использовать её для доставки лекарственных веществ (диклофенак натрия, теофиллин), высвобождение и всасывание которых происходит в толстом отделе кишечнике.

9. Разработан проект фармакопейной статьи предприятия и лабораторный регламент на производство «Поликомплексного акрилметакрилатного носителя».

178