Автореферат и диссертация по медицине (14.04.01) на тему:ПОВЫШЕНИЕ БИОДОСТУПНОСТИ ЭРИТРОМИЦИНА, РИФАМПИЦИНА И МЕЗАПАМА В ЛЕКАРСТВЕННОЙ ФОРМЕ ТАБЛЕТКИ

На правах рукописи

ШВЕЦОВА Анна Сергеевна

ПОВЫШЕНИЕ БИОДОСТУПНОСТИ ЭРИТРОМИЦИНА, РИФАМПИЦИНА И МЕЗАПАМА В ЛЕКАРСТВЕННОЙ ФОРМЕ ТАБЛЕТКИ

14.04.01 - технология получения лекарств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

2 8 ОКТ 2010

Москва-2010

004611583

Работа выполнена в ГОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор фармацевтических наук,

профессор Краснюк Иван Иванович

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук,

профессор Алексеев Константин Викторович

доктор фармацевтических наук,

профессор Раменская Галина Владиславовна

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита диссертации состоится /¿А&Уи? 2010 г. на заседании Диссертационного Совета Д 208.040.09 при ГОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова по адресу: 119019, г. Москва, Никитский бульвар, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова по адресу: 117998, г. Москва, Нахимовский проспект, 49.

Автореферат разослан « (?/» ОкХлЩьХ 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор фармацевтических наук,

профессор

Наталья Петровна Садчикова

Актуальность темы.

Одним из условий эффективности лечения является учет особенностей фармакокинетики препаратов (биодоступность, распределение, проникновение через физиологические барьеры, концентрация в жидкостях и тканях организма, метаболизм, скорость выведения).

Оценка биодоступности является одним из важных этапов в процессе разработки и совершенствовании технологии лекарственных форм.

Фармакокинетические параметры лекарственных веществ связаны с их физико-химическими характеристиками. В свою очередь растворимость лекарственных веществ является их важнейшей характеристикой. При прочих равных условиях она в значительной степени характеризует фармакологическую активность лекарственных веществ и используется для не экспериментального прогнозирования их биодоступности

В настоящее время в России и за рубежом большое внимание уделяется получению и применению твердых дисперсий для увеличения растворимости различных малорастворимых веществ. Твердые дисперсии представляют собой двух- или многокомпонентные системы, включающие лекарственное вещество и носитель, содержащие высокодиспергированную твердую фазу вещества или твердые растворы лекарственного вещества в матрице носителя с частичным образованием комплексов переменного состава с материалом носителя.

Поскольку физико-химические свойства лекарственных веществ во многом определяют технологию лекарственной формы, метод твердых дисперсий позволяет в некоторых случаях использовать их как эквивалент субстанции лекарственного вещества с улучшенными биофармацевтическими характеристиками. Это открывает возможность повышать качество, уже существующих лекарственных форм или вводить лекарственное вещество в новые для него лекарственные формы.

Анализ литературных данных показывает, что наиболее распространенной лекарственной формой на современном рынке

3

лекарственных препаратов являются таблетки. Преимущества таблеток состоит в том, что они позволяют точно дозировать лекарственное вещество, маскировать неприятные органолептические свойства, полностью механизировать процесс изготовления, удобны в применении т.д.

Для данной лекарственной формы характерно, что для оказания терапевтического эффекта предварительно требуется растворение содержащихся в них лекарственных веществ. В связи с чем, введение в таблетки эритромицина, рифампицина и мезапама, как веществ малорастворимых в воде, целесообразно проводить в виде твердых дисперсий для повышения их растворимости, высвобождения из лекарственной формы и как следствие биологической доступности.

Цель и задачи исследования.

Целью исследования являлось обосновать возможность повышения биодоступности мезапама эритромицина и рифампицина из лекарственной формы таблетки посредством получения их твердых дисперсий.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи:

1. Провести скрининг лекарственных веществ по следующим критериям:

> малая растворимость в воде,

> наличие для данного лекарственного вещества лекарственной формы таблетки.

2. Провести выбор оптимальных носителей для приготовления твердых дисперсий.

3. Выявить возможные механизмы изменения растворимости и скорости растворения лекарственных веществ из твердых дисперсий с помощью физико-химических методов исследования.

4. Исследовать антибактериальную активность твердых дисперсий.

5. Исследовать стабильность лекарственного вещества в твердой дисперсии при хранении.

6. Изготовить модельные таблетки с применением твердых дисперсий.

7. Изучить высвобождение лекарственных веществ из полученных таблеток.

Научная новизна

1. Впервые получены и изучены твердые дисперсии мезапама с полиэтиленгликолем-1500 и поливинилпирролидоном-10000 методом растворения компонентов твердой дисперсии в общем растворителе с его последующим удалением.

2. Впервые получены и изучены твердые дисперсии мезапама с полиэтиленгликолем-1500 растворением мезапама в расплавленном полиэтиленгликоле-1500.

3. В сравнительном аспекте проведено изучение растворимости субстанции мезапама в микронизированном и немикронизированном виде и их твердых дисперсий.

4. На основании полученных данных выявлены причины улучшения растворимости изучаемых лекарственных веществ из твердых дисперсий, такие как аморфизация лекарственного вещества в матрице полимера, образование межмолекулярных комплексов, солюбилизация.

5. Впервые на основании проведенных биофармацевтических исследований обоснована технология таблеток с применением твердых дисперсий мезапама.

Практическая значимость.

На основании проведенных исследований:

Разработаны оптимальные условия получения твердых дисперсий мезапама с полиэтиленгликолем-1500 и поливинилпирролидоном-10000;

Разработана технология таблеток мезапама и эритромицина с использованием их твердых дисперсий. По результатам работы подана

заявка на изобретение в Роспатент. Внедрение в практику подтверждено актом внедрения № 1 от 28.09.2010 ООО «Технология лекарств».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены на V Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» 19-22 мая 2008 г. Москва ММА им. И.М. Сеченова; Школа молодых исследователей «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» и Итоговой научной конференции «Татьянин день» 21-23 января 2009 г. ММА им. И.М. Сеченова; Школа молодых исследователей «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» и Итоговой научной конференции «Татьянин день» 25-26 января 2010 г. ММА им. И.М. Сеченова; межкафедральной научной конференции кафедры технологии лекарственных форм фармацевтического факультета ММА им. И.М. Сеченова (Москва, 18. 05.2010 г.).

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 5 работ. В том числе - 1 в журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук. Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических

наук.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с комплексной научной темой ГОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова «Разработка современных технологий подготовки специалистов с высшим медицинским и фармацевтическим образованием на основе достижений медикобиологических исследований» (номер Государственной регистрации 01.2.00606352). Основные положения, выносимые на защиту:

> Изучение влияния твердых дисперсий с полиэтиленгликолем-1500 и поливинилпирролидоном-10000 на растворимость мезапама, эритромицина и рифампицина.

> Изучение антибактериальной активности твердых дисперсий.

> Исследование кинетики высвобождения лекарственных веществ из

модельных таблеток.

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на 166 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы (1 глава), экспериментальной части (2 глава), общих выводов, библиографии и приложений. В работе 39 рисунков, в том числе 9 фотографий, 19 таблиц. Список цитируемой литературы включает в себя 176 источников, из них 81 иностранный.

Содержание работы

Материалы и методы исследования

Для увеличения растворимости посредством введения в твердые дисперсии (ТД) были выбраны следующие лекарственные вещества (JIB): мезапам (ФС 42-0034057705), эритромицин (НД 42-14114-06), рифампицин (НД 42-13307-04).

Вспомогательными веществами для получения ТД служили полиэтиленгликоль-1500 (ПЭГ) и поливинилпирролидоно-10000 (ПВП). Для разработки составов таблеток и изучения их свойств были использованы вспомогательные вещества, разрешенные к медицинскому применению и отвечающие требованиям действующих нормативных документов.

Для достижения поставленной цели и решения задач исследования использовали различные методы анализа. Изучение кинетики растворения образцов проводилось по модифицированной методике ГФ XI (вып. 2, стр. 159, тест «Растворение»). В анализе ТД и JIB использовали следующие методы.

Спектрофотометрические исследования в УФ-области. Использовали спектрофотометр UNICO SQ-2800 (Россия). Обращеннофазовую ВЭЖХ. Использовали градиентный ВЭЖХ хроматограф BICSHOFF (Швейцария). Колонка PRONTOSIL AQ-120 (250 мм * 4 мм, С18, 5 мкм). Температура колонки 40 °С (термостат VARIOTHERM). Скорость потока 1 мл/мин. Объем пробы 20 мкл (инжектор Rheodyne).

Рентгенофазовый анализ на приборе ДРОН-4-07 (Россия) с использованием метода порошковой рентгеновской дифрактометрии, ИК-спектроскопия с использованием ИК фурье-спектрометрв Nicolet Magna-750 (США).

Изучение антибактериальной активности ТД проводили методом диффузии в агар на плотной питательной среде, применяя в качестве тест-культур: Escherichia coli АТСС 25922, Staphylococcus aureus Wood 46, Pseudomonas aeruginosa АТСС 9027, Bacillus subtilis АТСС 6633, Enterococe faecalis 489 штаммы, получены из ГИСК им. Л.А. Тарасевича.

Для проведения микрокристалоскопического анализа использовали аппаратно-диагностический комплекс «Диаморф» (Россия).

Термогравиметрические исследования проводили на приборе "Derivatograph-C" (Венгрия). Исследования методом дифференциальной сканирующей калориметрии проводили на приборе ДСМ-10 (Россия).

Определения физико-химических свойств и технологических характеристик порошков и гранулятов, используемых в производстве таблеток включало определение: сыпучих свойств порошкованных материалов; определение угла естественного откоса; определение остаточной влажности; прессуемость; определение насыпной массы. Методы оценки качества модельных таблеток: прочность; распадаемость. Тест «растворение» для заводских и полученных таблеток проводили согласно ОФС 42-0003-04.

Изучение влияния твердых дисперсий на растворимость изучаемых лекарственных веществ

Технология изготовления ТД основана на физико-химических свойствах, составляющих их JIB и полимеров-носителей. Т.к. эритромицин, рифампицин, ПВП - термолабильны, а при измельчении ПЭГ и ПВП плавятся, меняют свою консистенцию, и обрабатываемая масса становится трудно измельчаемой, образцы ТД с ПЭГ и ПВП готовили методом удаления растворителя.

В связи с возможным наличием в модельных таблетках других вспомогательных веществ, высокое содержание полимера в дисперсиях может привести к нежелательному повышению массы и размеров таблетки. На основании литературных данных, предварительно проведенных исследований, были установлены оптимальные соотношения ЛВ:полимер (по массе), представленные в табл.1.

Таблица 1

Соотношение компонентов в твердых дисперсиях

Лекарственное вещество ПЭГ j ПВП

Соотношение ЛВ:полимер (по массе)

Мезапам 1:5 1:2

Эритромицин 1:2,5 1:1

Рифампицин 1:5 1:2

По результатам исследования растворимости ТД мезапама с ПВП и с ПЭГ (рис. 1) можно сделать вывод о повышении его растворимости в сравнении с исходной и микронизированной субстанцией.

Растворимость ЛВ из ТД возросла в среднем в 2,39-8,14 раза. Получение ТД мезапама с ПЭГ методом удаления растворителя и методом совместного расплавления значительно влияет на растворимость ЛВ, повышая ее в 3,86 и 2,39 раза, соответственно. Микронизация мезапама приводит к увеличению растворимости вещества в 2,90 раза, но фактически не меняет характер профиля растворимости вещества. Очевидно, что микронизация субстанции при получении ТД может являться одним из факторов, повышающим её растворимость. Растворимость мезапама из ТД с ПВП возросла по сравнению с исходной субстанцией ЛВ в 8,14 раза, что выше чем в случае ТД с ПЭГ.

Значительное влияние полимеры оказывают на скорость растворения мезапама в воде, обуславливая скачкообразный подъем концентрации ЛВ в первые 5-10 мин на кривых растворения ТД (рис. 1). Даже при том, что растворимость ЛВ из ТД в некоторых случаях изменяется незначительно, концентрация растворов ТД может значительно (например, в 31,22 раза в

случае ТД с ПВП и 14,33 с ТД ПЭГ, полученной методом совместного растворения) повышаться на ранних стадиях эксперимента.

Рис. 1. Изменение концентрации растворов мезапама и его ТД во времени

Время (мин)

' мезалам

' ТД (мезапам:ПВП) получена совместным растворением

в общем растворителе с его последующем удалением ■ ТД(мезапам:ПЭГ) получена растворением мезапама в

расплавленном ПЭГ - мезалам микронизированный

• ТД (мезалам: ПЭГ) получена совместным растворением в общем растворителе с его последующем удалением

Растворимость эритромицина из ТД с изучаемыми полимерами возросла в среднем от 30% до 80%.

Исследование растворимости микронизированной субстанции эритромицина показало, что после измельчения происходит некоторое снижение растворимости ЛВ. Данное, по-видимому, связано с наличием воздушной прослойки между гидрофобными частицами микронизированного ЛВ, препятствующей его смачиванию и растворению. Получение ТД эритромицина с ПЭГ несколько увеличивает растворимость ЛВ, повышая ее примерно в 1,40 раза. Наибольшее увеличение растворимости эритромицина наблюдается для ТД с ПВП. Растворимость эритромицина из ТД с ПВП возросла по сравнению с исходной субстанцией в 1,78 раза.

Получение ТД рифампицина с ПЭГ и ПВП также повышает его растворимость в сравнении с субстанцией. По результатам проведенных экспериментов показано, что микронизация рифампицина не ведет к

увеличению растворимости, а даже несколько снижает ее. Растворимость рифампицина из ТД с ПЭГ увеличилась в 2,50 раза, а наибольшее увеличение растворимости рифампицина происходит из ТД с ПВП в 2,70 раза.

Получение ТД изучаемых ЛВ так же оказывает значительное влияние на скорость их растворения, обуславливая скачкообразный подъем концентрации ЛВ в первые 10-15 мин на кривых растворения ТД с ПЭГ и через 10-20 мин. на кривых растворения ТД с ПВП.

Изучение стабильности лекарственных веществ в твердых дисперсиях

при хранении

Определение сроков годности JIB в ТД проводили на трех серях ТД рифампицина с ПВП, а также субстанции рифампицина в укупоренных стеклянных флаконах. Они были помещены в термостат при 40, 60 °С. Контроль качества препаратов проводился через равные промежутки времени, эквивалентные шести месяцам хранения при 20 °С.

По результатам исследования для ТД рифампицина срок годности составил 4 года, для субстанции рифампицина - 3 года 10 месяцев. Таким образом, срок годности ТД рифампицина на 2 месяца превысил срок годности интактного препарата, что показывает отсутствие влияния ПВП в составе ТД на срок годности JIB и подтверждает возможность введения ТД в ЛФ как эквивалента субстанции с повышенной биодоступностыо (БД).

Рентгенофазовый анализ.

Анализируя дифракгограмму ТД мезапам:ПЭГ (рис. 2) наблюдается картина характерная для дифрактограммы ПЭГ. Предположительно происходит образование аморфной структуры. Исходя их полученных данных, следует, что растворимость мезапама из ПВП возрастает в виду того, что часть ЛВ теряет свою кристаллическую структуру. Частично образуется твердый раствор ЛВ в полимере. С позиции рентгенофазового анализа одной из причин повышения растворимости из ТД может быть снижение кристалличности ЛВ.

Рис. 2. Результаты рентгенофазового анализа мезапама и его ТД.

1 - мезапам,

2 - ТД(мезапам:ПВП),

3- ТД (мезапам:ПЭГ),

4-ПВП,

5-ПЭГ

15 2(1 25 30 35 40 45 5015 20 25 .10 35 40 45 50 Интервал и шаг съемки 20 (град) Интервал и шаг сьешси 26 (град)

При проведении рентгенофазового анализа в образце ТД с ПЭГ не была обнаружена кристаллическая структура эритромицина аналогично ТД мезапама. В изучаемом образце присутствует только кристаллоподобная структура ПЭГ. Можно сделать вывод, что ТД эритромицин:ПЭГ представляет собой твердый раствор ЛВ в полимере.

На дифрактограмме ТД эритромицина с ПВП есть изменения, из анализа которых следует, что обнаруженная структура может представлять собой новую кристаллическую модификацию эритромицина с ПВП.

В дифрактограммах рифампицина с полимерами также обнаружен ряд изменений. В образце ТД с ПЭГ не обнаружена кристаллическая структура соответствующая исходному соединению рифампицина. Картина практически полностью соответствует структуре ПЭГ. Можно сделать предположение, что такой характер спектра, получается, из-за аморфного состояния рифампицина в ТД, либо из-за образования твердого раствора. На дифрактограмме ТД рифампицина с ПВП не обнаруживается

кристаллическая структура исходного ЛВ. Можно предположить, что это происходит также из-за образования твердого раствора.

ИК - спектроскопия.

Для более полного исследования ТД был проведен их сравнительный анализ с субстанцией ЛВ и полимерами в ИК-области спектра.

На ИК-спектрах пропускания субстанции мезапама, ТД с изучаемыми полимерами не выявлено четких признаков образования комплексов ЛВ:полимер, что может подтверждать отсутствие химических взаимодействий между ними.

Спектр ТД эритромицина и ПЭГ имеет некоторые отличия от исходных компонентов. Появляется четко выраженная полоса 3451 см"', которая смещена относительно полосы в спектре эритромицина на 73 см'1 в коротковолновую область (у эритромицина 3524 см'1). Полоса характеризующая валентные колебания группы >С=0 1715 см'1 смещается в длинноволновую область спектра на 21 см"1, присутствуют полосы при 1736,1702 см"1.

На спектре ТД эритромицина с ПВП происходит смещение полосы характерной для эритромицина при 3524 и 3393 см"1. Образуется широкая полоса при 3467 см"1. Так же как на спектре ТД с ПЭГ полоса, характеризующая колебания кетогруппы смещается в длинноволновую область спектра на 21 см"1.

ИК-спектр ТД рифампицина и ПЭГ практически полностью соответствуют спектру характерному для ПЭГ. При анализе ИК-спектра ТД рифампицин: ПВП происходят следующие изменения. Полоса вещества при 1568 см"1 смещается в коротковолновую область спектра к 1578 см"', данная полоса предположительно характеризует вторичный амин, входящий в состав рифампицина. В области 3650-3200 см"' образуется широкая полоса 3467 см*1.

Микрокристаллоскопия.

Для получения представления о состоянии вещества в ТД на примере мезапама было проведено микрокристаллоскопическое исследование. Мезапам до микронизации (рис. 4а) - на светлом фоне поля видны светло-желтые, прозрачные кристаллы, не имеющие четкой геометрической формы (возможно, ранее подвергались измельчению), с неровными краями и ровной поверхностью. Средний размер частиц ЛВ и отклонение от него: 46,0±2,6 мкм. Минимальный и максимальный размер частиц: 11,3 и 162,0 мкм, соответственно.

Мезапам после микронизации (рис. 46) - картина по форме и цвету близка немикронизированному образцу ЛВ (рис. 4а). Наблюдается значительно больше мелких, трудно измеряемых обломков ЛВ. Средний размер частиц ЛВ и отклонение от него: 34,4±1,6 мкм. Минимальный и максимальный размер частиц: 11,1 и 87,7 мкм, соответственно.

После получения ТД картина меняется. ТД с ПЭГ - при увеличении х40 (рис.4.ж) видны продолговатые кристаллы отличные от кристаллов исходного образца ЛВ, которые могут быть результатом перекристаллизации вещества (возможно изменение кристаллической структуры или получение аморфной формы). Средний размер частиц 13,1±0,6 мкм. Минимальный и максимальный размер частиц: 3,2 и 28,7 мкм, соответственно. ТД представляют собой комбинированную систему - твердый раствор ЛВ в полимере и мелкодисперсная, твердая (возможно аморфная) фракция ЛВ, образовавшаяся в результате перекристаллизации.

ТД с ПВП (рис. 4д) не содержит ранее отмеченных характерных частиц ЛВ. Выявлен ряд трудно измеряемых, нехарактерных, очень мелких, зернистых структур округлой форы с нечеткими краями, (предположительно) кристаллического характера, являющихся, по-видимому, полиморфными модификациями (рис.4.и). Микрокристаллическая картина ТД с ПВП принципиально отличается от таковой для ЛВ и ПВП после удаления этилового спирта (рис.4.в, г, и). ПВП после удаления этанола (рис. 4и)

14

представляет прозрачную, бесцветную пленку без внутренней структуры, растрескивающуюся при высыхании в произвольных направлениях на фрагменты различного размера.

ЛВ после удаления этилового спирта - при увеличении *40 (рис.4.г) -удлиненные кристаллы иной формы, чем у исходной субстанции.

Указанные изменения свидетельствуют, что в ТД особенно с ПВП мезапам значительно снижает размер частиц - наблюдается явление супермикронизации. Одним из факторов способствующих снижению размера частиц ЛВ в ТД с ПВП может быть высокая вязкость ПВП, препятствующая росту частиц при перекристаллизации в процессе удаления общего растворителя на стадии изготовления ТД.

стомигя

' :!1

у V ■ ^ШШ :

■;

ШШШш

_

Рис. 4. Результаты микрокристаллоскопического анализа образцов мезапама и его ■ВИНИ ТД

а — немикронизированный мезапам (увеличение х8); б - микронизированный мезапам (увеличение х8); в - мезапам после удаления этанола (увеличение *8), г — мезапам после удаления этанола (увеличение *40); д - ТД (мезапам:ПВП) (увеличение х40); е - ТД (мезапам:ПЭГ) (увеличение х8), ж - ТД (мезапам:ПЭГ) (увеличение

х40); з - ПЭГ после удаления этанола (увеличение х8); и - ПВП после удаления этанола (увеличение х8).

Термический анализ.

Дифференциальной сканирующей калориметрией были исследованы рифампицин и его ТД. По результатам рентгенофазового анализа можно предположить, что рифампицин является полиморфной формой, которая плавится с разложением при температуре 193 °С. На термограмме, приведенной на рис. 3., есть выраженный пик плавления ЛВ при данной температуре. На термограмме ТД с ПЭГ указанный пик отсутствует. Отмечен пик плавления чистого ПЭГ 44-48 "С. Для рифампицина пик в этой области отсутствует.

На термограмме ТД с ПВП отмечается небольшой широкий пик при 127 °С, у чистого вещества этот пик отсутствует. По-видимому, этот пик связан с удалением летучих компонентов из ТД. Предположительно, эти компоненты входят в состав ПВП.

Эти данные могут свидетельствовать о том, что в приведенных случаях имеет место образование твердого раствора ЛВ в полимере.

Рис. 3. Термограммы рифампицина, ТД рифампицина с:ПЭГ и ПВП.

1-ТД (Рифампицин:ПЭГ);

2-ТД (Рифампицин:ПВП);

3 -Рифампицин

Микробиологическое исследование твердых дисперсий эритромицина и рифампицина с поливинилпирролидоном.

Для подтверждения сохранения и/или изменения антибактериальной активности эритромицина и рифампицина в ТД было проведено

16

микробиологическое исследование на пяти тест-микроорганизмах (табл. 2). Использовались равные по массе образцы субстанции-JIB и ТД.

По данным таблицы 2 видно, что антибактериальное действие ТД эритромицина выше в 2 раза, а рифампицина примерно в 3, т.к. диаметры зон задержки роста у субстанции и их ТД одинаковы, а количество JIB в ТД меньше в соответствии с соотношениями, в которых они изготавливались.

При проведении аналогичного исследования для ПВП установлено, что полимер не оказывает воздействия на рост микроорганизмов.

Таблица 2

Определение антимикробного действия эритромицина и рифампицина в

виде субстанции и твердой дисперсии

Тест-микроорганизм Зона задержки роста тест-микроорганизма Хср± АХ (мм), п = 5, р = 0,95

Субстанция эритромицина ТД эритромицин: ПВП Субстанция рифампицина ТД рифампицин: ПВП

Enterococe faecalis 489 штамм 25,6±0,5 25,8±0,5 30,0±0,5 25,0±0,2

Pseudomonas aeruginosa АТСС 9027 23,5±0,6 24,0±0,6 28,1±0,6 23,3±0,3

Escherichia coli АТСС 25922 30,2±0,5 26,6±0,5 35,2±0,4 30,0±0,4

Bacillus subtilis АТСС 6633 42,1±0,7 41,8±0,5 43,7±0,5 42,0±0,7

Staphylococcus aureus Wood 46 46,4±0,1 46,1±0,4 38,3±0,3 39,9±0,3

8X% 1,6 1,7 1,5 1,3

Приведенные данные свидетельствует не только о сохранении, но и об

увеличении антибактериальной активности эритромицина и рифампицина в виде ТД с ПВП.

Исследование кинетики высвобождения лекарственных веществ из модельных таблеток.

Практическое применение увеличение растворимости и интенсивности растворения малорастворимых JIB в виде ТД, возможно при сохранении изменения этих показателей после получения ЛФ. Для исследования высвобождения из лекарственных форм, изготовленных с введением ЛВ в виде ТД, изучались модельные таблетки мезапама и эритромицина.

Увеличение растворимости и интенсивности растворения, малорастворимых ЛВ является теоретическим обоснованием увеличения их фармацевтической БД. Для получения таблеток были отобраны ТД мезапам:ПВП и эритромицин:ПВП - ТД, показавшие лучшие результаты при исследовании кинетики растворения.

В производстве таблеток наиболее широко в настоящее время применяется метод влажного гранулирования в псевдоожиженном слое. Для гранулирования использовали "Лабораторную сушку гранулята" INNOJET VENTILUS 1 (Германия). Форсунка с нижним расположением, вертикальное распыление. Температура воздуха 40 °С, температура продукта 29-30 °С.

Были получены грануляты следующих составов: Состав 1 Состав 2

Эритромицин 10,0 Эритромицин 10,0

ПВП 10,0 ПВП 10,0

Крахмал картофельный 79,0 Крахмал картофельный 66,0

Магния стеарат 1,0 Рисовый крахмал 13,0

Магния стеарат 1,0

Состав 3 Состав 4

Эритромицин 10,0 Эритромицин 10,0

ПВП 10,0 ПВП 10,0

Лактоза 79,0 Крахмал картофельный 19,7

Магния стеарат 1,0 Лактоза 51,5

Микрокристаллическая целлюлоза 7,8

Магния стеарат 1,0

Состав 5 Мезапам ПВП

Крахмал картофельный Магния стеарат

Состав 6 1,0 Мезапам 2,0 ПВП

96,0 Крахмал картофельный 1,0 Рисовый крахмал Магния стеарат

1,0 2,0 80,0 16,0 1,0

Состав 7 Мезапам ПВП Лактоза Магния стеарат

Состав 8

1,0 Мезапам 1,0

2,0 ПВП 2,0

96,0 Крахмал картофельный 24,0

1,0 Лактоза 62,4 Микрокристаллическая целлюлоза 9,6

Магния стеарат 1,0

Были изучены физико-химические и технологические свойства

полученных гранулятов, данные представлены в таблице 3.

Таблица 3

Среднее значение физико-химических и технологических свойств

Состав № Сыпучесть кг/с* 10"3 Насыпная масса до уплотнения Насыпная масса после уплотнения Остаточная влажность Угол естественного откоса Прессу е-мость, Н

1 5,5 0,52 0,63 3,61 19,28 39,14

2 4,75 0,50 0,62 3,85 22,65 35,29

3 8,15 0,53 0,69 4,02 23,41 37,98

4 12,2 0,5 0,68 3,01 27,05 49,24

5 5,35 0,39 0,48 3,06 22,34 48,91

6 4,45 0,42 0,50 2,87 25,57 46,32

7 5,85 0,43 0,49 3,72 28,61 52,13

8 6,94 0,45 0,52 2,17 35,10 57,05

Исходя из полученных результатов, для дальнейшего изготовления таблеток были отобраны составы таблеток № 4,8, обладающие оптимальными технологическими свойствами.

В результате были получены таблетки, составы которых указаны в

таблице 4.

Таблица 4

__Состав модельных таблеток_

Компоненты Модельные таблетки мезапама Модельные таблетки эритромицина

г Г

ЛВ 0,01 0,1

ПВП 0,02 0,1

Крахмал 1500 0,042 0,198

Лактоза 0,017 0,514

Микрокристаллическая целлюлоза 0,109 0,078

Магния стеарат 0,002 0,01

Средняя масса таблетки: 0,20 1,0

Таблетирование отобранных гранулятов осуществлялось на ручном гидравлическом прессе на плоскоцилиндрических пуансонах диаметром 6 мм (таблетки мезапама по 10 мг) и 15 мм (таблетки эритромицина по 100 мг). Использовалось давление прессования 120 мПа.

При таблетировании от давления прессования в значительной степени зависит прочность таблеток, их пористость, а значит, косвенно, и скорость растворения. При анализе прочности и распадаемости модельных таблеток эритромицина и мезапама были получены данные, указанные в таблице 5.

Таблица 5

Прочность и распадасмость модельных таблеток

Объект исследования Прочность, Н Распадаемость модельных таблеток, мин

Таблетки эритромицина 71,2 9

Таблетки мезапама 69,8 10

Показатели распадаемости у представленных объектов укладываются в нормы, указанные в ГФ.

Высвобождение мезапама и эритромицина из модельных таблеток

проводились в соответствии с методикой указанной в общей фармакопейной

20

статье «Тест растворения». Результаты исследований модельных таблеток мсзапама, представлены в таблице 6 и на рис.5.

Минимальное значение высвобождение в количестве 70,00% от массы мезапама в таблетке, достигается уже на 20 минуте эксперимента и составляет 73,33%. К 60 минуте высвобождения составляет 98,62%. Это говорит об увеличении скорости высвобождения мезапама и сохранение в ЛФ повышения растворимости, достигнутое в ТД.

У модельных таблеток эритромицина высвобождение в значение 75,00% достигается уже на 20 минуте и составляет 75,25%. А на 45 мин. оно принимает значение 85,28%.

Сравнение модельных таблеток с заводскими аналогами.

Полученные модельные таблетки сравнивались с имеющимися на рынке аналогами заводского производства по показателю «растворение». В качестве сравнения использовались таблетки эритромицина производителя ОАО «Синтез» итаблетки мезапама производителя ОАО «Органика».

Тест растворения у модельных и заводских таблеток проводился в одинаковых условиях для таблеток мезапама и эритромицина соответственно. Сравнение таблеток эритромицина с заводским аналогом проходило после удаления кишечнорастворимой пленки. Полученные данные представлены в таблице 6.

Так у модельных таблеток эритромицина уже на 20 минуте достигается минимально допустимое (75%) высвобождение в значении 75,25%. К 60 минуте эксперимента из модельных таблеток происходит высвобождение ЛВ в количестве 95,31%, в то время как у таблеток сравнения гораздо меньше -77,76%.

Модельные таблетки мезапама на 20 минуте имеют значение высвобождения 73,33%, что является больше минимально допустимого -70%. Заводские аналоги достигают минимально допустимого значения к 30 минуте в значении 70,80%. На 60 минуте высвобождение у модельных

таблеток достигает величины 98,62%, в свою очередь заводские таблетки показывают меныне-75,86%.

Таблица 6

Высвобождение мезапама из модельных и заводских таблеток

Время (мин) Количество мезапама, перешедшее в раствор из модельных таблеток Сср± АС (%) п = 5, р = 0,95 Количество мезапама, перешедшее в раствор из заводских таблеток (серия 20108) Сср± ДС (%) п = 5, р = 0,95

5 22,760±1,320 1,871±0,109

10 37,934±2,086 5,058±0,268

15 55,636±2,782 6,626±0,325

20 73,338±3,594 12,341±0,555

30 83,454±3,755 70,809±3,116

45 91,512±3,895 73,338±3,007

60 98,627±4,241 75,867±3,186

8С% 4,891 4,715

Высвобождение мезапама и эритромицина из модельных таблеток в сравнении с их заводскими аналогами происходит более полно. Также высвобождение вещества в раствор из таблеток с ТД за указанные отрезки времени происходит быстрее.

20 30 40 Время (мин)

Рис.5. Кинетика

высвобождения мезапама из модельных и заводских таблеток.

—Мэделыые таблетки мезапама —о— Заюдсхиетаблепси мезапама

Полученные данные говорят о том, что применение ТД может быть рекомендовано к использованию для изготовления ЛФ таблетки как технологический прием, позволяющий повысить высвобождении ЛВ из таблеток. Что в свою очередь увеличивает БД малорастворимых в воде ЛВ.

Таким образом, экспериментально подтверждено, что увеличение растворимости ЛВ из ТД по сравнению с субстанцией ЛВ сохраняется в таблетках, приготовленных с использованием соответствующих ТД.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Получены и изучены твердые дисперсии с ПЭГ и ПВП трех малорастворимых лекарственных веществ. Определена оптимальная технология изготовления твердых дисперсий, позволяющая получить максимальное повышение растворимости указанных лекарственных веществ и растворить их большее количество за меньшее время.

2. С помощью комплекса физико-химических методов исследования выявлены возможные механизмы изменения растворимости и скорости растворения исследуемых веществ из твердых дисперсий, которые заключаются в снижении кристалличности, повышении аморфизации, образования новой кристаллической модификации лекарственного вещества или продукта химического фиксированного взаимодействия с полимером.

3. Доказано сохранение и повышение антибактериальной активности эритромицина и рифампицина в твердых дисперсиях в сравнении с их субстанциями.

4. На основании проведенных технологических исследований предложен состав модельных таблеток эритромицина и мезапама с применением их твердых дисперсий.

5. На основании проведенного сравнительного исследования модельных таблеток с твердыми дисперсиями эритромицина и мезапама и таблеток заводского изготовления экспериментально подтверждено, что

применение твердых дисперсий позволяет получить таблетки с

повышенной фармацевтической биодоступностью.

Публикации по теме исследования:

1. Краснюк И.И. (мл.), Лапшова A.C. Влияние полимеров на растворимость эритромицина из твердых дисперсий // XIII Всероссийская научно-практическая конференция «Молодые ученые в медицине» тезисы докладов. - Казань: издательство, 2008. - С.181.

2. Краснюк И.И. (мл.), Лапшова A.C. Влияние молекулярной массы поливинилпирролидона на растворимость левомицетина из твердых дисперсий // V Конференция молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины». Тез. докл. - М.: ММА им. И.М.Сеченова, 2008. - С.220.

3.Хабриев Р.У., Попков В.А., Решетняк В.Ю., Краснюк ИЛ. (мл.), Лапшова A.C. Применение твердых дисперсий в лечении и профилактике инфекционных заболеваний // Российский медицинский журнал. - 2009. - №2. - С.42-44.

4. Хабриев Р.У., Попков В.А., Решетняк В.Ю., Краснюк И.И. (мл.), Лапшова A.C. Изучение растворимости эритромицина из твердых дисперсий // Химико-фармацевтический журнал. - 2009. - Т.43.-№11.-С.36-43.

5. Швецова A.C., Краснюк И.И. (мл.), Зверева С.О. Изучение твердых дисперсий методом микрокристаллоскопии // Тезисы итоговой научной конференции молодых исследователей с международным участием «Татьянин день» - М.: Издательский дом «Бионика», 2010. - С. 194-195.

Подписано в печать:

28.09.2010

Заказ № 4204 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш„ 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Одним из условий эффективности лечения является учет особенностей фармакокинетики препаратов (биодоступность, распределение, проникновение через физиологические барьеры, концентрация в жидкостях и тканях организма, метаболизм, скорость выведения).

Оценка биодоступности является одним из важных этапов в процессе разработки и совершенствовании технологии лекарственных форм.

Фармакокинетические параметры лекарственных веществ связаны с их физико-химическими характеристиками. В свою очередь растворимость лекарственных веществ является их важнейшей характеристикой. При прочих равных условиях она в значительной степени характеризует фармакологическую активность лекарственных веществ и используется для не экспериментального прогнозирования их биодоступности.

В настоящее время в России и за рубежом большое внимание уделяется получению и применению твердых дисперсий для увеличения растворимости различных малорастворимых веществ. Твердые дисперсии представляют собой двух- или многокомпонентные системы, включающие лекарственное вещество и носитель, содержащие высокодиспергированную твердую фазу вещества или твердые растворы лекарственного вещества в матрице носителя с частичным образованием комплексов переменного состава с материалом носителя.

В качестве носителя для создания твердых дисперсий в настоящее время используются различные полимеры, сополимеры или их комбинации, а в некоторых случаях и вещества не полимерной природы. Например, поливинилпирролидон, полиэтиленгликоли, полимеры акриловой и метакриловой кислот, а-, {3-, у-циклодекстрины, хитозан, полиуретаны и др.

Отличительная особенность получения твердых дисперсий от таких систем лекарственное вещество-полимер, как мази, свечи, гели, таблетки, растворы и других лекарственных форм, содержащих полимерные вспомогательные вещества — возможность модификации свойств лекарственных веществ. Модификация свойств лекарственных веществ ведет к расширению технологических операций совершаемых с данным веществом, увеличивает его «технологическую широту» и спектр лекарственных форм, в которых оно может быть применено. Поскольку свойства лекарственных веществ во многом определяют технологию лекарственной формы, метод твердых дисперсий позволяет в некоторых случаях использовать их как эквивалент субстанции лекарственного вещества с улучшенными биофармацевтическими характеристиками. Это открывает возможность повышать качество, уже существующих лекарственных форм или вводить лекарственное вещество в новые для него лекарственные формы.

В настоящее время в России используется более 30 различных групп химиотерапевтических средств.

Несмотря на значительные успехи в области микробиологии и антибактериальной химиотерапии, ситуация усложняется увеличением количества микроорганизмов, резистентных к большому числу противомикробных лекарственных средств. Поэтому совершенствование данной группы препаратов, является актуальным, по сей день.

Эритромицин является классическим представителем и прототипом антибиотиков группы макролидов. Спектр антимикробной активности макролидных антибиотиков достаточно широкий. Кроме того по сравнению с другими группами антибиотиков все препараты эритромицина являются малотоксичными. Побочные реакции при применении макролидов наблюдаются редко и, как правило, не бывают значительными.

Активностью в отношении M.tuberculosis обладает значительное число лекарственных препаратов, отличающихся по происхождению, химической структуре и механизму действия. По современной классификации в перечень препаратов I ряда, предназначенных для лечения туберкулеза, входит рифампицин. Для него характерно сочетание высокой активности против M.tuberculosis с умеренной токсичностью.

По статистике, в настоящее время 10-12 % всего населения применяют бензодиазепиновые транквилизаторы. Мировое потребление препаратов психофармакологического действия за последние 20 лет увеличилось более чем в 5 раз. На данный момент широкое применение приобретает мезапам. Седативный, снотворный, центральный миорелаксирующий и противосудорожный эффекты мезапама проявляются в меньшей степени. Отличительной способностью его является успокаивающее действие, которое практически не влияет на дневную работоспособность.

Анализ литературных данных показывает, что наиболее распространенной лекарственной1 формой на современном рынке лекарственных препаратов являются таблетки. Рассмотренные указанные выше вещества так же имеют лекарственную форму таблетки. Преимущества таблеток состоит в том, что они позволяют точно дозировать лекарственное вещество, маскировать неприятные органолептические свойства, полностью механизировать процесс изготовления, удобны в применении т.д.

Для данной лекарственной формы характерно, что для оказания терапевтического эффекта предварительно требуется растворение лекарственных веществ. В связи с чем, введение в таблетки эритромицина, рифампицина и мезапама, как веществ малорастворимых в воде, целесообразно проводить в виде твердых дисперсий для повышения их растворимости, высвобождения из лекарственной формы и как следствие биологической доступности.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Целью исследования являлось:

Обосновать возможность повышения биодоступности мезапама, эритромицина и рифампицина из лекарственной формы таблетки посредством получения их твердых дисперсий.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие основные задачи:

1. Провести скрининг лекарственных веществ по следующим критериям: малая растворимость в воде, наличие для данного лекарственного вещества лекарственной формы таблетки.

2. Провести выбор оптимальных носителей для приготовления твердых дисперсий.

3. Выявить возможные механизмы изменения растворимости и скорости растворения лекарственных веществ из твердых дисперсий с помощью физико-химических методов исследования.

4. Исследовать антибактериальную активность твердых дисперсий в сравнении с субстанцией.

5. Исследовать стабильность лекарственных веществ в твердых дисперсиях при хранении.

6. Изготовить модельные таблетки с применением твердых дисперсий.

7. Изучить высвобождение лекарственных веществ из полученных таблеток.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Впервые получены и изучены твердые дисперсии мезапама с полиэтиленгликолем-1500 и поливинилпирролидоном-10000 методом растворения компонентов твердой дисперсии в общем растворителе с его последующим удалением.

2. Впервые получены и изучены твердые дисперсии мезапама с полиэтиленгликолем-1500 растворением мезапама в расплавленном полиэтиленгликоле-1500.

3. В сравнительном аспекте проведено изучение растворимости субстанции мезапама в микронизированном и немикронизированном виде и их твердых дисперсий.

4. На основании полученных данных выявлены причины улучшения растворимости изучаемых лекарственных веществ из твердых дисперсий, такие как аморфизация лекарственного вещества в матрице полимера, образование межмолекулярных комплексов, солюбилизация.

5. Впервые на основании проведенных биофармацевтических исследований обоснована технология таблеток с применением твердых дисперсий мезапама.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНА ЧИМОСТЬ.

На основании проведенных исследований:

- Разработаны оптимальные условия получения твердых дисперсий мезапама с полиэтиленгликолем-1500 и поливинилпирролидоном 10000; Разработана технология таблеток мезапама и эритромицина с использованием их твердых дисперсий. По результатам работы подана заявка на изобретение в Роспатент. Внедрение в практику подтверждено актом внедрения № 1 от 28.09.2010 ООО «Технология лекарств».

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертационной работы были представлены на V Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» 19-22 мая 2008 г. Москва ММА имени И.М. Сеченова; Школе молодых исследователей «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» и Итоговой научной конференции «Татьянин день» 21—23 января 2009 г. ММА имени И.М. Сеченова; Школе молодых исследователей «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» и Итоговой научной конференции «Татьянин день» 25-26 января 2010 г. ММА имени И.М. Сеченова, научной конференции кафедры технологии лекарственных форм фармацевтического факультета ММА им. И.М. Сеченова (Москва, 18. 05. 2010 г.). ПУБЛИКАЦИИ.

По теме диссертационной работы опубликовано 5 работ. В том числе -1 в журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук.

СВЯЗЬ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ С ПРОБЛЕМНЫМ ПЛАНОМ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ НА УК.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с комплексной научной темой ГОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития- России «Разработка современных технологий подготовки специалистов с высшим медицинским и фармацевтическим образованием на основе достижений медико-биологических исследований» (номер Государственной регистрации 01.2.00606352). ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫДВИГАЕМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

Изучение влияния твердых дисперсий с полиэтиленгликолем-1500 и поливинилпирролидоном-10000 на растворимость мезапама, эритромицина и рифампицина.

Изучение антибактериальной активности твердых дисперсий.

Исследование кинетики высвобождения лекарственных веществ из модельных таблеток.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа изложена на 166 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы (1 глава), экспериментальной части (2 глава), общих выводов, библиографии и приложений. В работе 39 рисунков, в том числе 9 фотографий, 19 таблиц. Список цитируемой литературы включает в себя 176 источников, из них 81 иностранных.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Получены и изучены твердые дисперсии с ПЭГ и ПВП трех малорастворимых лекарственных веществ. Определена оптимальная технология изготовления твердых дисперсий, позволяющая получить максимальное повышение растворимости указанных лекарственных веществ и растворить их большее количество за меньшее время.

2. Выявлены возможные механизмы изменения растворимости и скорости растворения исследуемых веществ из твердых дисперсии с помощью комплекса физико-химических методов исследования, которые заключаются в снижении кристалличности, повышении аморфизации, образования новой кристаллической модификации лекарственного вещества или продукта химического фиксированного взаимодействия с полимером.

3. Доказано сохранение и повышение антибактериальной активности эритромицина и рифампицина в твердых дисперсиях в сравнении с их субстанциями.

4. На основании проведенных технологических исследований предложен состав модельных таблеток с применением твердых дисперсий, в качестве эквивалента субстанции с улучшенными биофармацевтическими характеристиками.

5. На основании проведенного сравнительного исследования модельных таблеток с твердыми дисперсиями эритромицина и мезапама и их заводских аналогов экспериментально подтверждено, что применение твердых дисперсий позволяет получить таблетки с повышенной фармацевтической био доступностью.

115