Автореферат и диссертация по медицине (14.04.02) на тему:Синтез и химико-фармацевтические свойства гидроксоалюмината магния

ДИССЕРТАЦИЯ
Синтез и химико-фармацевтические свойства гидроксоалюмината магния - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Синтез и химико-фармацевтические свойства гидроксоалюмината магния - тема автореферата по медицине
Андреева, Татьяна Сергеевна Ульяновск 2013 г.
Ученая степень
кандидата химических наук
ВАК РФ
14.04.02
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Синтез и химико-фармацевтические свойства гидроксоалюмината магния

Андреева Татьяна Сергеевна

СИНТЕЗ И ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИДРОКСОАЛЮМИНАТА МАГНИЯ

14.04.02 — фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Казань-2013

Ч ЛЕК 2013

005542743

Работа выполнена на кафедре общей и биологической химии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ульяновский государственный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Каменек Людмила Кирилловна

Официальные оппоненты: Хонина Татьяна Григорьевна

доктор химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории органических материалов

Егорова Светлана Николаевна

доктор фармацевтических наук, профессор, ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет», зав. кафедрой фармации ФПК и ППС

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Башкирский государственный

медицинский университет» Минздрава России, г.Уфа

Защита состоится 27 декабря 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.07 при ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» по адресу: 420015, г.Казань, ул.К.Маркса, 68, зал заседаний Ученого совета (А-330).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского национального исследовательского технологического университета.

Отзывы на автореферат в 2х экземплярах просим направлять по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса 68, КНИТУ, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.080.07

Автореферат разослан 26 ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Нугуманова Гульнара Наиловна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Современные антациды представляют собой одну из многочисленных групп лекарственных средств, используемых для лечения заболеваний верхних отделов пищеварительного тракта. Все антациды делят на всасывающиеся (гидрокарбонат натрия, карбонат кальция, оксид магния) и невсасывающие-ся (гидроксид алюминия, фосфат алюминия, гидроксид магния, трисиликат магния)

[Бельмер, 2004, Васильев 2004].

Большинство применяемых в настоящее время антацидных препаратов - Рен-ни, Bayer Santé Familiale,Франция; Гастал, Pliva, Хорватия; Маалокс, Aventis Pharma, Италия; Тальцид, Bayer, Германия; Гастрацид, Натур Продукт Европа Б.В., Нидерланды; Рутацид, КРКА, Словения - представляют собой механические смеси гид-роксидов и солей магния и алюминия. Клинические исследования показали эффективность использования невсасывающихся антацидных препаратов на основе химически связанных гидроксидов магния и алюминия, так как терапевтический эффект достигается меньшей дозой лекарственного средства за счет высокой скорости нейтрализации двойным гидроксидом. Данные препараты позволяют уменьшить дневную дозу лекарственного вещества в 2-3 раза. Таковым является гидроксоалю-минат магния Mg6Al2(0H)18x4,5H2O (ГАМ), относящийся к классу слоистых двойных гидроксидов (СДГ) гидроталькитного ряда. СДГ, полученные методом сооса-ждения, содержат примесные ионы исходных растворов реагентов. Целесообразным является повышение эффективности проведения синтеза и очистки ГАМ. Таким образом, поиск эффективных в реализации способов синтеза ГАМ является актуальной задачей.

Цель диссертационной работы - синтез фармакологически активного гидрок-соалюмината магния, изучение физико-химических закономерностей реакции его образования, исследование состава, строения и свойств.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. разработать способы повышения эффективности и выбрать оптимальные

условия синтеза ГАМ;

2. сравнить воздействие выбранных условий синтеза, отличающихся временем синтеза и концентраций исходных растворов, на физико-химические и фар-мако-технологические характеристики суспензий и высушенных образцов ГАМ;

3. сравнить in vitro состав и антацидную активность ГАМ и таблетирован-ных лекарственных препаратов: Ренни (Bayer Santé Familiale,Франция); Гастал (Pliva, Хорватия); Маалокс (Aventis Pharma, Италия); Тальцид (Bayer, Германия); Гастрацид (Натур Продукт Европа Б.В., Нидерланды); Рутацид (КРКА, Словения);

4. адаптировать и валидировать методики количественного определения магния и алюминия в субстанции ГАМ, разработать нормативную документацию на

субстанцию ГАМ;

5. исследовать фармакотоксикологические свойства ГАМ.

Научная новизна. Предложены оптимальные условия проведения синтеза субстанции ГАМ. Установлена зависимость качества полученного продукта от концентрации исходных суспензий реагентов, времени и температуры термостатирования. Установлена зависимость фармако-технологических характеристик ГАМ от выбранных условий синтеза.

Модифицированы методики комплексонометрического определения содержания магния и алюминия в субстанции ГАМ. Проведено нормирование субстанции ГАМ по показателям качества, предусмотренным НД: «Хлориды», «Тяжелые металлы», «Количественное определение» и «Кислотонейтрализующая способность».

В результате исследования in vitro установлено, что субстанция ГАМ обладает пролонгирующим антацидным действием, не уступает известным антацидам Гастал (Pliva, Хорватия), Тальцид (Bayer, Германия), Рутацид (КРКА, Словения) и превосходит Ренни (Bayer Santé Familiale, Франция) и Маалокс (Aventis Pharma, Италия) по буферирующему времени.

По результатам эксперимента in vitro по изучению скорости нейтрализации и буферирующего времени обоснован выбор количества субстанции ГАМ, оказывающей терапевтический эффект - 0,5 г.

Определена острая и хроническая токсичность синтезированного ГАМ, что позволяет отнести ГАМ к группе малотоксичных веществ по действующей классификации (IV класс токсичности).

Практическая значимость, степень внедрения результатов в практику. Практическая значимость работы подтверждена финансовой поддержкой государственного контракта (под руководством автора): при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы, «Проведение научных исследований целевыми аспирантами» «Разработка технологии получения и исследования влияния нового антацидного препарата на основе гидроксоалюмината магния на кислотность желудочного сока и кишечную микрофлору лабораторных животных», Государственный контракт № П1703 от 23.09.2009 (гос.рег. 13244.7303017581.09.1.005.1 ).

Результаты экспериментальных исследований использованы при подготовке технологического регламента «Гидроксоалюминат магния»: проект фармакопейной статьи предприятия ЗАО «Река-Фарм» (акт о внедрении (использовании) результатов кандидатской диссертации Миронычевой Т.С. от 10.11.2011). Материалы исследований включены в руководство по аналитической химии и используются в научной работе и учебном процессе на кафедре «Общей и биологической химии» Ульяновского государственного университета.

Апробация работы. Результаты работы ежегодно докладывались и обсуждались на отчетных научно-технических советах УлГУ в 2009-2011 гг., на производственных совещаниях ЗАО «Река-Фарм». Основные положения диссертации были представлены и обсуждались на: IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и охраны природы. Пути их решения» (УлГУ, Ульяновск, 2007), Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека (УлГУ, Ульяновск, 2009), Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Неорганические соединения и функциональные материалы» (КГТУ, Казань, 2010), Международной научно-практической конференции «Наука и современность - 2010» (НГТУ, Новосибирск, 2010), Научно-практическом семинаре с международным участием «Настоящее и будущее биотехнологии в решении проблем экологии, медицины, сельского, лесного хозяйства и промышленности» (УлГУ, Ульяновск, 2011), Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов и аспирантов области

биологических наук (УлГУ, Ульяновск, 2012), Международной заочной научно-практической конференции: «Научная дискуссия: «"»^^^^^ШмТ™-ственных, математических и гуманитарных науках» (Москва, 2012), УШ Международной научно-практической конференции «Тенденции и инновации современной науки» (Краснодар, 2013), представлены в материалах международной научно-практической конференции (Тамбов, 2013).

Основные положения, выносимые на защиту: 1. условия проведения синтеза ГАМ;

2 химико-фармацевтические свойства ГАМ;

3 нормирование основных показателей качества субстанции ГАМ;

4. результаты изучения антацидной активности ГАМ в сравнении с известными фармацевтическими кислотонейтрализующими препаратами;

5. результаты фармакотоксикологического изучения ГАМ при пероральном введении лабораторным животным.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях в журналах, рекомендованных для размещения материалов диссертаций, 11 тезисах докладов на конференциях и 1 заявке на получение патента на изобретение (получено положительное решение). „„,,

Личное участие автора. Все приведенные в диссертации данные получены при личном участии автора на этапе постановки задач и разработки методологических подходов к их выполнению, проведении экспериментов, статистическои обработке и анализе полученных результатов, формулировке научных выводов написании и оформлении публикаций. Изучение структуры и свойств образцов ГАМ выполнено совместно с зав. химико-аналитической лабораторией Научно-исследовательского технологического института УлГУ к.т.н. Е.В.Лычагиным, ведущим научным сотрудником ПЩ НИИ Атомных реакторов г. Димитровград юх.н. С В Томилиным, руководителем аналитической группы ЗАО «Река-Фарм» С.В. Яковлевым и старшим научным сотрудником, к.т.н. ГГ. Галимовым; фармако-токсикологические исследования выполнены на кафедре физиологии и патологической физиологии Ульяновского государственного университета под руководством д.б.н. профессора Т.П. Генинг совместно с к.б.н. Д.Р.Арслановои. Выводы сформулированы автором самостоятельно.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы и экспериментальной части, включающей материалы и методики исследований 2 главы собственных экспериментальных исследовании, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Работа изложена на 131 страницах, содержит 26 таблиц, 21 рисунок и 3 приложения. Список ^пользованных литературных источников включает 160 наименовании, в том числе 47 зару-бсжных

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризованы научная новизна и практическая значимость работы, перечислены доклады и публикации по теме диссертации.

В первой главе представлен обзор литературы, содержащий сведения о современном ассортименте антацидных лекарственных средств. Сопоставлены составы препаратов различных производителей. Обобщены сведения о свойствах гидрокси-

дов гидроталькитного ряда, так как они обладают кислотонейтрализующей способностью.

Во второй главе описаны материалы и методики исследований.

В третьей главе изложены результаты экспериментальных исследований по обоснованию условий синтеза и нормирование показателей качества субстанции гидроксоалюмината магния.

В четвертой главе описано изучение фармакотоксикологического действия ГАМ на белых крысах и валидация методик.

В приложении представлены документы, подтверждающие внедрение результатов исследования в практику: акт о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы, проект ФСП «Гидроксоалюминат магния», дифрактограммы образцов ГАМ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методики исследований

При синтезе гидроксоалюмината магния использовали химические реактивы и вспомогательные вещества, которые соответствовали по качественным показателям и количественному содержанию требованиям НД (ГФ СССР XI изд. доп. и ГФ РФ , ХП изд, 4.1 и 2, отдельных фармакопейных статей, ГОСТ, ОСТ, ТУ, НД зарубежных производителей, зарегистрированных в РФ).

Синтез гидрокосалюмината магния (ГАМ) формулы М§бА12(ОН),8 х4,5 Н20 происходил в соответствии со следующими уравнениями реакции:

2А1 + 2ШОН + 6Н20-^а[А1(0Н)4] + ЗН2Т •• О)

6MgCl2 + 2Ш[А1(ОН)4]+1(ШаОН + 4,5Н20-*М§6А12(0Н)18х4,5Н20 + 12№С1 (2)

В работе были синтезированы образцы ГАМ методом соосаждения. При получении каждого образца изменялось соотношение концентраций ионов алюминия и магния (табл.1) путем изменения концентрации раствора - осадителя (раствора хло-

Рисунок 1. Общая схема синтеза ГАМ

6

Соосаждение проводили при 100°С в течение 2-х часов, постоянно перемешивая реакционную смесь. Для оптимизации получения суспензии ГАМ варьировали концентрации раствора - соосадителя М§С12 при постоянной концентрации свеже-полученного раствора алюмината натрия при мольном соотношении : А1 = 3:1. Значение рН оставляли постоянным, равным 9,0±0Д, за счет прикапывания раствора гидроксида натрия (1 М) или раствора хлороводородной кислоты (1 М).

Таблица 1. Условия получения образцов ГАМ

Образцы ГАМ Концентрации алюминатного раствора и хлорида магния соответственно Соотношение концентраций алюминатного раствора и хлорида магния

(1) 0,01 М-0,01 м 1:1

(2) 0,01 м-0,0078 М 1:0,78

(3) 0,01 М-0,0067 М 1:0,67

(4) 0,01 М-0,0059М 1:0,59

(5) 0,01 М-0,0052 М 1:0,52

Анализ образовавшихся продуктов на содержание хлоридов, магния, алюминия и кислотонейтрализующую способность проводили количественными химическими методами. Спектры регистрировали на ИК-Фурье спектрометре Thermo Scientific Nicolet 6700 в области частот 400 - 4000 см"1 в соответствии с ГФ ХП изд, 4.1 и ГФ XI изд., ч.1. Тяжелые металлы определяли с помощью спектрометра эмиссионного с индуктивно-связанной плазмой iCAP 6300 Duo. Морфологию поверхности образцов ГАМ изучали с помощью «Solver P47-Pro» фирмы NT-MDT, обработка полученных изображений была произведена с помощью программы Image Analysis. Рентгеновская дифрактометрия выполнена на дифрактометре ДРОН-ЗМ.

Оценку острой и хронической токсичности проводили в соответствии с «Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» на половозрелых белых беспородных крысах обоего пола. Гематологические исследования картины крови лабораторных животных осуществлены по общепринятым методам, биохимические исследования проведены с использованием стандартных наборов «ACT ФС, Диакон Диагностика», «AJIT ФС, Диакон Диагностика», «ЩФ, Biocon Fluitest ALP», ЛДГ ФС, Диакон Диагностика» на полуавтоматическом биохимическом анализаторе СинноваБСЗООО П.

Статистическую обработку результатов проводили по методикам ГФ XI с использованием стандартных компьютерных программ EXCEL.

Обоснование условий синтеза и нормирование показателей качества субстанции ГАМ

Обоснование условий синтеза ГАМ Основой рассматриваемого метода является соосаждение ионов магния и алюминия в виде СДГ. Нами высказано предположение о том, что изменение концентрации осадителя влияет: во-первых, на технические характеристики суспензии ГАМ; во-вторых, на кристаллизацию осадков ГАМ; в-третьих, на адсорбцию посторонних ионов. Важно отметить, что нами было сокращено время термостатирования до двух часов. Нами было установлено, что суспензии ГАМ имеют различную текучесть и скорость фильтрации зависит от количества воды в исходном растворе.

Установлено, что при получении образца (3) достигается достаточно хорошая скорость фильтрации, частицы осадка имеют примерно одинаковые размеры. Испытания, проведенные совместно с Ирбитским химико-фармацевтическим заводом, показали, что из полученного при сушке порошка, образуется необходимая фракция для таблетирования в большем количестве, чем у других образцов ГАМ. Такой порошок имеет хорошую сыпучесть и насыпную плотность. Было показано, что уже после термостатирования суспензий при 100°С в течение двух часов происходит образование кристаллических осадков, при сушке которых образуется необходимая фракция для таблетирования.

В исходном растворе при получении ГАМ присутствуют хлорид-ионы, то есть может происходить их интеркаляция в межслоевое пространство. Гидроксид-ионы характеризуются большей способностью к интеркаляции, чем хлорид-ионы, но эта разница незначительна. Уровень рН = 9,0±0,1, выбранный для соосаждения, способствует интеркаляции гидроксид-иона в структуру СДГ. После получения отфильтрованные образцы ГАМ разделяли, половину осадка промывали при 80°С, другую половину при комнатной температуре 25°С. После промывания все образцы исследовались на содержание хлорид-ионов в трех параллельных определениях в соответствии с XI изд. доп., ГФ XII изд.

Результаты исследования образцов на содержание хлорид-иона (табл. 2) показали, что в образцах, отмываемых при 25 °С содержание хлора даже после пятой отмывки остается велико ~ 11%. Это происходит независимо от соотношения концентраций исходных растворов. Поэтому данные образцы не подвергали дальнейшим испытаниям. В образцах же, отмываемых при 80°С, после 3-го промывания уровень содержания хлорид-иона составил -6,9%. После 5-го промывания все 5 образцов характеризуются содержанием хлорид-иона на уровне 0,7%. Такое содержание хлорид-ионов в исследуемых образцах требует нормирования его содержания. В соответствии с НД нами введен в ФСП показатель «Хлориды» - содержание не более 0,75% в субстанции ГАМ (не более 7,5 мг на 1 г субстанции).

Согласно данным рентгеновской дифрактометрии все образцы ГАМ (1) - (5) содержат содержат СДГ со структурой мейкснерита М§6 А12 (ОН)18 -4,5 Н20. Однако, однофазным является только образец (3) (рис. 2).

Образе ц (3)

3000

1 1500

Л

1

1 1

Лп.

20 30 40 50 60 70

20,град

Рисунок 2. Дифрактограмма для образца ГАМ (3): 1 - фаза Mg6Al2 (ОН)¡8 • 4,5Н20

Необходимо отметить, что наиболее узкие рефлексы наблюдаются на дифрак-тограммах образцов (1) и (2). Вероятно, при соотношении концентраций алюмината натрия и хлорида магния 1:1 и 1:0,78 образуются крупные кристаллы ГАМ,

Таблица 2. Содержание хлорид-ионов в образцах ГАМ (1) - (5) в зависимости от количества промываний

из

\ Содержание хлорид-иона в образцах, масс. %

\ № образцы, отмытые при 25°С образцы, отмытые при 80°С

\>бразцов

Кол-во \ промы- \ ваиин \ (1) (2) (3) (4) (5) (1) (2) (3) (4) (5)

1 24,50± 0,28 25,00± 0,22 24,60± 0,18 25,10± 0,32 24,70± 0,08 24,50± 0,28 24,50± 0,28 25,00± 0,22 24,60± 0,18 25,10± 0,32

2 20,50± 0,38 19,90± 0,22 19,80± 0,32 20,10± 0,02 20,3 0± 0,18 11,50± 0,37 10,78± 0,35 11,54± 0,41 10,88± 0,25 10,9 6± 0,17

3 18,50± 0,26 17,84± 0,40 18,34± 0,10 17,87± 0,37 18,65± 0,32 6,90± 0,08 6,85± 0,13 6,91± 0,07 7,13± 0,15 7,10± 0,12

4 12,55± 0,48 11,74± 0,33 12,60± 0,53 11,91± 0,16 11,57± 0,51 3,20± 0,18 3,15± 0,23 3,21± 0,17 3,56± 0,18 3,78± 0,23

5 10,98± 0,02 11,02± 0,02 10,74± 0,26 11,15± 0,15 11,11± 0,11 0,71± 0,02 0,69± 0,01 0,68± 0,01 0,73± 0,02 0,77± 0,02

что подтверждается исследованиями поверхности образцов. Результаты аппроксимации представлены в таблице 3. По данным АСМ размер кристаллов образцов (1) и (2) составил ~ 3,7 нм. Дифрактограммы данных образцов показал, что они содержат примесные фазы (табл. 4). Вероятно, это связано с соотношением исходных растворов и временем термостатирования. Для получения однофазных продуктов при данном соотношении требуется, вероятно, более продолжительное выдерживание образцов в маточном растворе, так как на поверхности образовавшихся кристаллов происходит сорбция примесных ионов. При достаточном выдерживании в маточном растворе совершенствуется структура кристаллов, примесные ионы десорбируются и переходят в раствор, окклюдированные молекулы растворителя высвобождаются из осадка.

Таблица 3. Результаты аппроксимации гистограмм распределения зерен по _поверхности образцов ГАМ (1), (3), (5)_

(1) (3) (5)

№ d, нм а, нм № d, нм о, нм № d, нм о, нм

1 3,5 11 1 2,1 8 1 1,5 3

2 3,1 10 2 2,5 7 2 1,7 2

3 3,9 14 3 1,8 7 3 1,2 2

4 4,2 13 4 2,2 8 4 1,5 3

5 3,8 10 5 2,5 7 1,6 2

Таблица 4. Примесные фазы в образцах ГАМ (1) - (5) (основная фаза - Mge А12 (ОН))8 ■ 4,5Н20)

Образцы ГАМ Примесные фазы

(1) l)Mg4Al2 (ОН)14 • ЗН20,2)А1(ОН)з - gibbcite 3) А1(ОН)3 - bayerite; 4)NaCl - halite

(2) Na3Mg(C03)7Cl

(3) -

(4) NaCl-halite

(5) Mg(OH)2 - brucite

Образец (3) является однофазным. Размеры кристаллов по данным АСМ составляют ~ 2,2 нм (табл. 3). Это свидетельствует о том, что соотношение концентраций исходных растворов при получении образца и условиях синтеза являются оптимальными для формирования структуры кристаллов с хорошими анионообменными характеристиками.

У образцов (4) и (5) наблюдали уширенные рефлексы на дифракгограмме. Это говорит о том, что при соотношении молярных концентраций исходных растворов алюмината натрия и хлорида магния 1:0,59 и 1:0,52 образуются объемистые, аморфные, плохо окристаллизованные осадки с развитой поверхностью. Размер кристаллитов составляет 1,5 нм (табл. 3). Вероятно, это связано с тем, при данных условиях скорость образования центров кристаллизации больше, чем скорость роста кристаллов, то есть преобладает образование новых центров кристаллизации, рост кристаллов идет медленнее. В этих условиях получаются либо аморфные, либо мелкокри-

10

сталлические осадки, частицы которых имеют малые размеры, потому обладают повышенной адсорбционной способностью. В этих условиях формируются коллоидные частицы с размером ~ 10"9м. При их коагуляции получаются студенистые аморфные осадки с развитой поверхностью. Такие осадки способны адсорбировать примеси из раствора. Вероятно, этим можно объяснить наличие примесных фаз в образцах (1), (2), (4) и (5) (табл. 4).

В ходе исследования также рассматривали образование слоистой структуры в результате образования ГАМ. Исходя из данных, полученных методом рентгеновской дифракции видно, что все полученные образцы имеют набор рефлексов, соответствующий СДГ. Данные параметров гексагональной кристаллической решетки (пкр) целевой фазы М§6 А12 (ОН)18 -4,5 Н2 О равны: а= 3,056(3) А, с=23,53 (4) А (параметры элементарной ячейки рассчитаны по данным Гинье-дифракгограммы). Такие значения параметра с соответствуют величине параметра для структуры мейкснерита А12 (ОН)18 (4-6) Н20 (пкр этой фазы по 1СРБ8 35-965: а= 3,054 А, с=23,40 А). На ИК-спектрах(табл. 5) образцов ГАМ в области валентных колебаний связи - ОН наблюдается широкая полоса в области 3460 - 3430 см"1, которая соответствует валентными колебаниями ассоциированных гидроксилов оксогидроксида алюминия. Полоса при 3650 см'1 отвечает валентным колебаниям связи - ОН не возмущенным водородными связями. Полоса при 1635-1639 см'1 отвечает деформационным колебаниям воды, слабые полосы при 850-860 вызвана деформационными колебаниями групп ОН гидроксида магния. Связь Mg-0 дает слабую полосу поглощения при 440-459 см"1 и связь А1-0 при 550-600 см'1. ИК - спектроскопическое исследование образцов ГАМ показало наличие деформационных колебаний гидрок-сильных групп, что позволяет отнести их к слоистым двойным гидроксидам, построенные из упорядоченных слоев гидроксида магния, между которыми расположены неупорядоченные слои оксогидроксида алюминия с октаэдрической координацией атомов алюминия атомами кислорода. В то же время у образцов (4) и (5) наблюдается расщепление пиков в области 1150-1185 см" и 630-659 см" соответствующих колебаниям связей АЮ и А1-ОН, что подтверждает наличие атомов алюминия в различной координации из атомов кислорода и что образцы (4) и (5) представляют собой аморфные осадки, содержащие наряду с октаэдрически координированными атомами А1, и тетраэдрически координированные, то есть образцы обладают несовершенной слоистой структурой.

Нормирование показателей качества субстанции ГАМ.

Испытания на тяжелые металлы проводили методом атомно-эмиссионной спектрометрии в соответствии ГФ РФ , XII изд, 4.1 и 2, ГФ XI, ч.1. Результаты определения (табл. 6) использовали при нормировании показателя качества субстанции ГАМ «Тяжелые металлы» - не более 0,001%, проект ФСП «Гидроксоалюминат магния». Образец ГАМ (3), обладающий оптимальными физико-химическими параметрами, был выбран для дальнейших исследований.

Сравнение кислотонейтрализуюшей способности (КНС), скорости нейтрализации ГАМ и антаиидных препаратов.

Скорость нейтрализации устанавливали по изменению рН раствора 0,1 н НС1 кислоты 1 таблеткой антацида и 0,5 г ГАМ в зависимости от времени. Буферирую-щее время определяли как время, в течение которого рН 0,1 н НС1 остается выше 3 единиц.

Таблица 5. Результаты ИКС для образцов ГАМ (1) - (5) (см1) и их отнесение по __ данным ИК-спектроскопии__

(1) (2) (3) (4) (5) Мода Отнесение

3650 3650 3650 3650 3650 у(ОН) ОН

1638 1635 1639 1638 1635 5(НОН)

34303460 34303460 34303460 34303460 3430 -3460 А1-ОН

850-860 850 860 850 860 М§-ОН

550-600 550-600 550-600 550-600 550-600 А1-0

455 459 450 445 440 Мй-0

Кислотонейтрализующую способность (активность) антацидных препаратов определяли по количеству 0,1 н раствора НС1 в ммоль на 1 таблетку антацида и 0,5, 1, 1,5 и 2 г ГАМ. Выражено снижали кислотность Ренни и Маалокс (до рН = 5,2 и 6 соответственно). Пик нейтрализации препаратом Ренни на 6 минуте объясняется доступностью карбонатов для нейтрализации НС1. У препарата Маалокс нейтрализация достигалась на 4 минуте. И тот, и другой препараты выходили на границы оптимального рН = (3 - 5), что может быть причиной ощелачивания желудочного содержимого. По данным литературы, скорость нейтрализации алюмомагниевых препаратов высокая и составляет 1,5 — 2 мин., достигая оптимального значения рН = (3 — 4). Гастал, Тальцид и Гастрацид формировали равное значение рН примерно за одинаковое время - 2-4 минуты. Самая низкая скорость нейтрализации оказалась у препарата Рутацид — рН = 3 он достиг на 14 -ой минуте. Такой результат связан с различным составом веществ, входящих в состав препаратов, скоростью их взаимодействия с хлороводородной кислотой, то есть доступностью кнслотонейтрализую-щих веществ, находящихся в составе антацидов (ионы алюминия, магния, натрия, кальция, карбонаты, гидроксиды и т.д.). ГАМ, начиная с 3-й минуты, удерживал кислотность в интервале рН = (3-4) в течение двух часов (табл. 7). В таблице 8 приведен состав сравниваемых антацидных препаратов, их КНС (Европейская Фармакопея, 5-й вып.) и состав и КНС образца ГАМ.

Исследование КНС препаратов показало, что алюмомагниевые препараты характеризовались более низкими значениями, чем препарат Ренни, содержащий в своем составе 37,05% карбонат-иона. Он интенсивно нейтрализовал соляную кислоту, но оказывал непродолжительное действие, причем выработка угольной кислоты в результате взаимодействия карбоната кальция и соляной кислоты, может способствовать усилению желудочной секреции.

Таблица 6. Определение тяжелых металлов в образцах ГАМ (1) - (5)

№ образца ГАМ Железо (мг/кг) Кадмий (мг/кг) Кобальт (мг/кг) Марганец (мг/кг) Медь (мг/кг) Молибден (мг/кг) Никель (мг/кг) Цинк (мг/кг)

(1) 6,84± 0,02 2,7± 0,3± 0,2± 2,4± 1,4± 1,53± 2Д±

0,4 0,1 ОД 0,5 0,2 0,12 0,8

(2) 6,82± 2,1± 0,3± 0,5± 1,9± 1,3± 1,69± 2,3±

0,02 0,3 0.2 0,3 од 0,4 0,20 0,6

(3) 6,20± 0,01 1,5± 0,4 Ниже предела обнаружения по мето- Ниже предела обнаружения по методике анализа (<0Д) 1,6± 0,3 1,5± 0,5 0,90± 0,23 1,6± 0,4

дике анализа (<0,1)

(4) 6,15± 1,6± 0,2± 0,2± 1,6± 1,3± 0,75± 1,9±

0,04 0,3 ОД ОД 0,4 0,2 0Д5 ОД

Ниже предела обна-

(5) 6Д0± 0,01 1,9± 0,5 0,3± ОД 0,2± 0,2 1.7± 0,6 ружения по методике анализа (<0Д) 0,49± 0,30 1,6± 0,2

Среди алюмомагниевых препаратов, значения КНС отличались незначительно, более высоким значением отличался препарат Тальцид, что связано, вероятно, также с наличием карбонат-иона в составе.

Таблица 7. Скорость нейтрализации 0.1 н НС1 антацидными препаратами и ГАМ

Препарат

Время достижения рН, мин

рНЗ

рН 4

рН 5

Гастал

1,5

2,5

Ренни

2,7

5,3

8,5

Маалокс Тальцид Гастрацид Рутацид ГАМ

1,7 2,5 4,5 14,0 3,0

4,5 4,5 21,5 21,0 120,0

20,0

Низкими значениями КНС характеризовались препараты Гастал, Маалокс, Гастрацид и Рутацид. ГАМ характеризовался сравнительно высоким значением КНС, что говорит о том, что он не уступает по кислотонейтрапизующим свойствам исследуемым алюмомагниевым препаратам.

Таблица 8. Кислотонейтрализующая способность антацидных препаратов

Препарат А13+, масс. % М82+, масс. % Са2+, масс. % со,2-, масс. % ОН", масс.% Другие компоненты (включая кристаллизационную воду), масс.% КНС ммоль НС1/1 таблетка или 0,5 г ГАМ

Ренни — 1,82 21,67 37,05 — 39,46 11,18

Гастал 3,53 21,08 — 3,93 34,32 37,14 2,62

Маалокс 11,66 13,95 — — 41,93 32,46 3,12

Тальцид 4,21 11,32 — 4,68 21,22 58,57 3,96

Гастрацид 11,94 14,27 — — 42,65 31,14 3,15

Рутацид 3,00 8,07 — 3,34 15,13 70,46 2,65

ГАМ 9,20 24,54 — ■ — 52,14 14,12 3,48

Для обоснования количества ГАМ, оказывающего кислотонейтрализующий эффект, нами было исследовано действие различных количеств субстанции ГАМ: 0,5, 1, 1,5 и 2 г. Проведенные исследования показали, что КНС для выше перечисленных количеств ГАМ достаточно высоко. Показано, что ГАМ начиная с 0,5 г, удерживает рН 0,1 н соляной кислоты в оптимальном интервале (рН = 3-5) на протяжении 2-х часов, и не выходит за границы этого интервала даже при введении 2 г (табл. 9).

Результаты данного исследования послужили при определении показателя качества «Кислотонейтрализующая способность» при составлении ФСП на субстан-

14

цию ГАМ. КНС должна составлять не менее 6,96 ммоль 0,1 н НС1 на 1 г субстанции ГАМ.

Таблица 9. Кислотонейтрализующая способность и буферирующее время различных

Количество ГАМ, г КНС, ммоль HCl на количество ГАМ Буферирующее время, мин

0,5 3,48±0,22 118±1,54

1,0 6,96±0,70 119±2,16

1,5 9,57±0,69 120±1,85

2,0 11,85±0,64 120±1,72

Фармакотоксикологические характеристики субстанции ГАМ и валидация методик

Исследование острой токсичности субстаниии гидуоксоалюмината магния.

В ходе исследований in vivo 40 половозрелых неинбредных беспородных белых крыс обоего пола (1:1) были разделены на четыре (контрольную и I, П, Ш) опытные группы. Животным I, II и III опытных групп в течение 2 месяцев ежедневно перорально вводили ГАМ в концентрациях 0,001 г/кг (терапевтическая доза), 0,01 г/кг (10-и кратное превышение терапевтической дозы) и 0,06 г/кг (60-и кратное превышение терапевтической дозы) соответственно. В результате проведенных исследований установлено, что реакция на тактильные, звуковые, световые и болевые раздражители сохранялись. Через 3 суток признаков интоксикации замечено не было, общее состояние животных опытных групп не отличалось от животных контрольной группы. При вскрытии животных через 8 недель эксперимента в группах крыс, которым вводили субстанцию ГАМ, обнаружили, что макроскопическая слизистая желудка у некоторых крыс-самцов и крыс-самок имеет слегка бледноватый цвет в сравнении с картиной у контрольных животных^ а остальные внутренние органы не отличались от органов животных в контроле. При патоморфологическом исследовании желудка, печени, поджелудочной железы, тонкой и толстой кишок, а также сердца и мозга особых различий в их морфофункционалыюм состоянии не установили. Лишь в желудке у отдельных крыс III опытной группы наблюдали частичную атрофию слизистой оболочки, железы имели тесное расположение, просвета в железах не отмечалось, продукция слизи была умеренна и минимальна. Эпителий представлен мелкими клетками с гиперхромной, по сравнению с нормой, цитоплазмой. Кровоизлияний не обнаружено. При введении ГАМ крысам per os DL60 установить не удалось, так как введение животным в желудок максимально возможной дозы гибели крыс не наступало. Таким образом, испытуемую субстанцию гидроксоалюмината магния отнесли к группе малотоксичных веществ по действующей классификации.

Исследование хронической токсичности субстанции ГАМ,

После 2-х месячного перорального введения ГАМ значение рН химуса желудка у животных I опытной группы оказалось существенно меньше, чем у животных П и III опытных групп (рис. 3). Понижение кислотности содержимого желудка животных II опытной группы (4,5 ± 0,4) по отношению к таковому животных I опытной группы (3,43 ± 0,07) мы склонны рассматривать результатом введения дозы ГАМ (0.01 г/кг) в 10 раз превышающую терапевтическую (0,001 г/кг). В то же время, рН

15

химуса у животных III опытной группы (3,66 ±0,31) оказалось сходным с таковым животных I опытной группы, достоверно отличаясь от рН животных II опытной группы. Все значения, полученные в каждой опытной группе, являлись физиологически нормальными для желудочного сока белых крыс (рис. 3). Полученные данные были использованы при составлении Инструкции по медицинскому применению препарата «Гаммалс», ЗАО «Река-Фарм», Россия.

контрольной грунте* вЖиктгае I опытной группы РЖивотныа II опытной группы □ Жизотныг III апытаойгруппа

Группы животных

Рисунок 3. Значение рН химуса животных опытных групп

Проведено изучение активности маркерных ферментов - аланинаминотрасфе-разы (АлАТ), аспартатаминострансферазы (АсАТ), щелочной фосфатазы (ЩФ), лак-татдегидрогеназы (ЛДГ) в гомогенате печени белых крыс. На рисунках 4 и 5 отсутствуют статистически значимые изменения в активности АсАТ и АлАТ во всех исследуемых группах животных на протяжении всего эксперимента. Изложенное выше позволило утверждать об отсутствии влияния ГАМ на состояние печени лабораторных животных. Результаты исследования показали отсутствие существенных изменений активности 1ЦФ у животных 1П опытной группы на протяжении всего эксперимента. У животных I и II групп значение активности ЩФ в течение эксперимента снижалось (рис. 6). Активность ЛДГ в гомогенате печени у животных I и П опытных групп составила 2337,93±197,72 Е/л и 2133,96±158Д 1 Е/л соответственно, тогда как у животных контрольной группы - 2479,3±304,76 Е/л, а у животных III опытной группы - 1106,61±228,04 Е/л.

6000.00

6000.00

4000.00

5 3000.00 ш

2000.00 1000.00 0,00

т

\403Ь<ЙЙ 1 4222.14 1 3367.20

|

Группы животных

Рисунок 4. Изменение активности АлА Т

□Животные контрольной группы ВЖиеотные 1 опытной группы' □ Животные? опытной группы' п Животные 3 опытной группы'

12000.00 lOOCO,00 8000,00 6000.00 4000,00 20 OD, 00 0,00

—4— 9206,40

10079,67

щ

г !

Группы жиесгтных

ш Местные контрольной группы в>^1естные I опытной группы □ JfiiEO-шые II олытно& группы р?^еотны£ III опытней группы

Рисунок 5. Изменение активности АсА Т

Примечание: * - достоверные отличия от животных контрольной группы (р<0,05)

Следовательно, активность ЛДГ в гомогенате печени у животных П и III опытных групп оказалась значительно ниже (р<0,05), чем у животных контрольной группы (рис. 7). _ _

70.00 60. Ш SO, СЮ 40,00

зо.оо га оо 10,00 0,00

«« шт. : Шаш St 62

Г у 35:83

"Зг

Группы квотных

□ Жгаотные контрольной группы иЖнвотные! опытной группы'

□ Жюогные II опытной группы а^асттные III опытной группы

Рисунок 6. Изменение активности ЩФ

2500-, "Л,.....Т ~ -i-

2000 I-! 2133Jä

Ь'л -Р—

1000 5Q0 0 i ■10C.6J I

"i г к.:;?'"?-" V

Группы животных

0>й(аотныеконтрольной фупгывЖивотныв! опытной Фуппы оЖнвотныеИ опытной группы аЖивотныеШ опытной ipynnu =1

Рисунок 7. Изменение активности ЛДГ

Примечание: * - достоверные отличия от животных контрольной группы (р<0,05)

Изучение картины крови животных экспериментальных групп после введения ГАМ показало отсутствие существенных изменений в показателях лейкоцитарного индекса интоксикации (ЛИИ) в дозах 0,001 г/кг и 0,01 г/кг по сравнению с контролем. Увеличение показателя ЛИИ наблюдали в дозе 0,06 г/кг до 0,18±0,016 (рис. 8). В ходе исследования не установили изменения активности лизосомально-катионных белков (ЖБ) по сравнению с контролем при введении ГАМ в терапевтической дозе (рисунок 9 а). Активность ЛКБ в дозах 0,01 г/кг и 0,06 г/кг к оконча-

17

нию эксперимента оказалась намного ниже (р<0,05) , чем у животных контрольной группы._

Группы животных

□Животные контрольной группы □ Животные II опытной группы

□ Животные I опытной группы*

□ Животные III опытной группы'

Рисунок 8. Изменение показателей ЛИИ

Примечание: * - достоверные отличия от животных контрольной группы (р<0,05)

При исследовании активности миелопероксидазы нейтрофилов (МП) (рисунок 9 б) обнаружили, что произошло снижение активности МП в II и III группах животных. К концу эксперимента у животных I группы активность МП возросла по сравнению с контролем._

0,5000 0.4000 <fc3000

№оао 0.1000 о.оооо

0.3900 - г

ШжШр 0 2S03 -f-

-1- 0,1900 С,2233

Группы животных

□Животные кснтрольной группы пЖивотныэ I опытной группы □Животные II опытной группы' аЖивотные III опытной группы'

_а)_

Рисунок 9 (а) Изменение активности ЛКБ

0,7000 0,3000 0,5000 -• IJ.4000 ¡§3000 0.2000 0.1000 о.аооо

,.о.5з:.о

0,3430

0,3667

Группы животных

□Животныеконтрольной группы □Животные II опытной группы

ВЖивотные I опытной группы' □Животные III опытной группы

Рисунок 9 (б) Изменение активности МП нейтрофилов

Примечание: * - достоверные отличия от животных контрольной группы (р<0,05)

Валидаиия методик количественного определения магния и алюминия в субстаниии ГАМ

Методика основана на определении магния прямым комплексонометрическим титрованием и определение алюминия - обратным комплексонометрическим титрованием. Точную навеску субстанции ГАМ растворяли в концентрированной соляной кислоте, нагревали до полного растворения навески и готовили анализируемый раствор в соответствии с ГФ ХП, 4.1. При приготовлении анализируемого раствора нами был введен триэтаноламин в качестве связующего агента для алюминия. Методика была использована для нормирования критерия стандартизации «Количественное определение» при составлении ФСП на субстанцию «Гидроксоалюминат магния».

Контроль качества ГАМ проводили по всем показателем, указанным в ФСП: описание (органолептически), растворимость (в соответствии с ГФ ХП, ч.1), подлинность (качественные химические реакции); кислотонейтрализующая способность (титриметрический метод), тяжелые металлы (атомно-эмиссионная спектрометрия, в соответствии с ГФ XII, чЛ); хлориды (титриметрический метод), потеря массе при высушивании (в соответствии с ГФ XII, ч.1), микробиологическая чистота (в соответствии с ГФ ХП, 4.1); количественное определение (титриметрический метод), а также упаковка, маркировка, хранение и срок годности.

Расчет метрологических характеристик и валидационную оценку методик проводили на модельной смеси (количественное содержание магния 24,5%, алюминия 9,2%) по показателям: специфичность, аналитическая область, линейность, правильность и прецизионность в аналитической области определения 80, 100, 120% в соответствии с ГФ XII, ч.2 (табл. 10).

Специфичность. Анализируемый раствор, содержащий магний, в присутствии эриохрома черного Т и при рН =10, меняет окраску раствора от сине-фиолетового к розово-фиолетовому. Анализируемый раствор, содержащий алюминий, в присутствии реактива Морина флуоресцирует зеленьм цветом.

Установлено, что в пределах аналитической области определения магния и алюминия наблюдается линейная зависимость определяемых величин, при этом расчетная величина коэффициента корреляции г отвечает условию |г[ >0,98% и доверительные интервалы лежат в пределах 2% относительно определяемой величины.

Для оценки правильности анализировали модельную смесь, содержащую соответственно 80, 100, 120% определяемых компонентов. Валидируемая методика может быть признана правильной, поскольку определяемые экспериментально значения лежат внутри доверительных интервалов, соответствующих средним результатам анализа. Рассчитанные значения оказались меньше табличного (4ий,. = 2,78 при Р = 95% ,7= 4), что позволяет с вероятностью 95% сделать вывод об отсутствии значимой систематической ошибки.

Прецизионность оценивали на модельной смеси по величине стандартного отклонения результата отдельного определения, и относительной ошибки результата отдельно определения е. Значение е не превышает 3,86% от истинного значения измеряемой величины ц.

Таблица 10 Метрологические характеристики методики количественного

определения магния и алюминия в модельной смеси

/ ц% 5 Р,% НГ.Р) ДЛГ е,%

4 24,5 (М8); 9,2 (А1) 0,0424 0,206 95 2,78 0,456 ±3,86

Таким образом, обоснованность методики количественного определения магния и алюминия в субстанции гидроксоалюмината магния подтверждена результатами определения таких валидационных характеристик как специфичность, аналитическая область, линейность, правильность и прецизионность.

Разработка проекта ФСП на фармацевтическую субстанцию «Гидроксо-алюминат магния». Спецификация ГАМ (субстанции) приведена в таблице 11.

Таблица 11 Нормы качества фармацевтической субстанции «Гидроксоалюминат магния»

Показатели Методы Нормы

Описание Органолептический Белый кристаллический порошок

Растворимость ГФХП Практически не растворим в воде

Подлинность Магний-ион Алюминий-ион Качественная реакция (реактив - эриохром черный Т) Качественная реакция (с реактивом Морина) Изменение окраски раствора от сине-фиолетового к розово-фиолетовому Раствор флюоресцирует зеленым цветом

Кислотонейтрализующая способность Титриметрия Должна составлять не менее 6,9 ммоль 0,1 М НС1 на 1 г ГАМ

Содержание примесей: Тяжелые металлы Хлориды ГФ XII ГФ XII Не более 0,001 % Не более 0,75%

Потеря в массе при высушивании ГФХП Не более 0,5 %

Количественное определение Магний-ион Алюминий-ион Титриметрия Титриметрия От 237 мг до 252 мг в 1 г субстанции От 88 мг до 93 мг в 1 г субстанции

Микробиологическая чистота ГФХП Категория ЗА

Упаковка Упаковка должна бьггь влагонепроницаемой

Маркировка В соответствии с НТД

Хранение В сухом месте, при температуре не выше 25°С

Срок годности 3 года

ВЫВОДЫ

1. Выбраны оптимальные условия для синтеза субстанции гидроксоалюмината магния с наименьшим содержанием посторонних примесей. Показано, что проведение синтеза в течение 2-х часов, при температуре 100°С и соотношении концентра-

20

ций AI/Mg - 1:0,67, позволяет получать суспензию ГАМ с высокой текучестью и скоростью фильтрации. При высушивании суспензии при 110 °С образуется фракция, оптимальная для таблетирования, обладающая хорошими технологическими характеристиками.

2. Установлено in vitro, что гидроксоалюминат магния, не уступая общеизвестным антацидным препаратам, таким как «Гастал» (Pliva, Хорватия), «Тальцид» (Bayer, Германия), «Рутацид» (КРКА, Словения), превосходит «Ренни» (Bayer Santé Familiale, Франция) и Маалокс (Aventis Pharma, Италия) по кислотонейтрализую-щим свойствам и значительно превосходит их по времени удерживания pH (в течение 2-х часов в оптимальном интервале 3-5).

3. Предложены методики и проведена модификация способов количественного определения Mg и Al в субстанции гидроксоалюмината магния, валидационные параметры которых отвечают требованиям, предъявляемым в фармацевтическом анализе.

4. Проведено нормирование показателей качества ФСП на субстанцию «Гидроксоалюминат магния» в соответствии с НД: «Хлориды», «Тяжелые металлы», «Количественное определение», «Кислотонейтрализующая способность».

5. Проведена оценка острой и хронической токсичности субстанции ГАМ, позволяющая отнести его к группе малотоксичных веществ по действующей классификации (IV класс токсичности).

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных для размещения материалов диссертаций:

1. Миронычева (Андреева) Т.С. Исследование кислотонейтрализующей способности гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева (Андреева), JI.K. Каменек, Н.В. Терехина, Г.Г. Галимов, М.А Первушкин // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2010. - Т.8, №4. - С. 34-39.

2. Миронычева (Андреева) Т.С. Активность некоторых ферментов в гомогенна ате печени крыс в результате введения гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева (Андреева), JI.K. Каменек, Н.В. Терехина // Химико-фармацевтический журнал. - 2013. -Т.47, №1. — С.57-58.

3. Миронычева (Андреева) Т.С. Влияние концентрации алюминия и магния в растворе на кристаллизацию гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева (Андреева), Д.А. Михеева, Г.Т. Брынских, Л.Ф. Еникеева, Н.В.Терехина // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10, 4.1. - С. 82-85.

4. Миронычева (Андреева) Т.С. Общетоксическое действие и картина крови крыс при пероральном введении гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева (Андреева), Л.К. Каменек, М.С. Феклина, Н.В. Терехина // Фармация. - 2013. - № 6. - С.46-48.

Заявка на патент:

5. Положительное решение по заявке № 2009131271/15 (043713), МПК C01F 7/16 (2006.01). Способ получения гидроксоалюмината магния / Галимов Г.Г.; Петровичев М.А., Каменек Л.К., Миронычева (Андреева) Т.С.; заявители и патентообладатели Галимов Г.Г., Петровичев М.А. - заявл. 17.08.2009; опубл. 11.10.2010.

Материалы конференций:

6. Галимов, Г.Г. Влияние альтернативного антацидного препарата ГАМ

(гидроксоалюмината магния) на кислотность желудочного сока / Г.Г. Галимов, Л.К. Каменек, Т.С. Миронычева (Андреева) // Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и охраны природы. Пути их решения». -2007,-Ульяновск. - С. 47-48.

7. Галимов, Г.Г. Гидроксоалюминат магния как антацидное средство / Г.Г. Галимов, Л.К.Каменек, Т.С. Мнронычева (Андреева) // Вестник Томского государственного университета. - 2008. - Томск. - № 2. - С. 63.

8. Мнронычева (Андреева), Т.С. Новое антацидное средство на основе гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева (Андреева), Л.К.Каменек, Г.Г.Галимов. // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека». - 2009. - Ульяновск. - С. 205-206.

9. Мнронычева (Андреева), Т.С. Изучение эффективности гидроксоалюмината магния как антацидного препарата / Т.С. Миронычева (Андреева), Л.К. Каменек, Г.Г. Галимов. // Сборник материалов Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Неорганические соединения и функциональные материалы», секция 1- Перспективные неорганические вещества и материалы. - 2010.- Казань. - С.39.

Ю.Миронычева (Андреева), Т.С. Сравнительная оценка скорости нейтрализации и буферирующего времени гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева (Андреева) // Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции «Наука и современность - 2010». - 2010,- Новосибирск. - С. 289-293.

11. Миронычева (Андреева), Т.С. О влиянии гидроксоалюмината на кислотность химуса желудка белых крыс / Т.С. Миронычева, Л.К. Каменек., Н.В. Терехина // Сборник научных трудов Научно-практического семинара с международным участием «Настоящее и будущее биотехнологии в решении проблем экологии, медицины, сельского, лесного хозяйства и промышленности» - 2011,- Ульяновск. - С.124-127.

12.Мнронычева (Андреева), Т.С. Изучение функционального состояния печени белых крыс после длительного введения гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева, Л.К. Каменек., Н.В. Терехина // Материалы IV Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» - 2011. - Ульяновск. -

13.Миронычева (Андреева), Т.С. Изучение влияния субстанции антацидного действия in vivo / Т.С. Миронычева, Л.К. Каменек // Материалы всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов и аспирантов области биологических наук, ч.2. - 2012. - Ульяновск. - С.239-243.

14.Мнронычева (Андреева), Т.С. Влияние условий соосаждения гидроксидов магния и алюминия на удельную поверхность и пористость гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева // Материалы IV Международной заочной научно-практической конференции: «Научная дискуссия: инновации в технических, естественных, математических и гуманитарных науках», ч.2. - 2012. - Москва.- С.107-112.

15.Мнронычева (Андреева), Т. С. Спектроскопическое исследование гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева // Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Тенденции и инновации современной науки». - 2013. - Краснодар. - С.38.

16.Мнронычева (Андреева), Т.С. Влияние условий синтеза на формирование слоистой структуры гидроксоалюмината магния / Т.С. Миронычева, Н.В. Терехина, Л.А. Иванова, В.Е. Бочкова // Материалы международной научно-практической конференции, ч.7. -2013,-Тамбов.-С.85-87.

С. 174-175.

Соискатель

Т.С. Андреева

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 2А, оф.022

Тел: 295-30-36, 564-77-41, 564-77-51. Лицензия ПДМ7-0215 от 01.11.2001 г Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 25.11.2013 г. Печ.л. 1,3 Заказ М К-7341. Тираж 100 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Андреева, Татьяна Сергеевна

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

04201455420

ах рукописи

Андреева Татьяна Сергеевна СИНТЕЗ И ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИДРОКСОАЛЮМИНАТА МАГНИЯ

14.04.02- фармацевтическая химия, фармакогнозия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Л.К. Каменек

Ульяновск - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения 4

Введение 5

ГЛАВА 1 Обзор литературы 10

1.1 Общий характер действия антацидных препаратов 10

1.2 Лечение кислотозависимых заболеваний 13

1.3 Слоистые двойные гидроксиды (СДГ). Структура СДГ 19

1.4 Синтез СДГ 21

1.5 Методы исследования СДГ 27

1.6 Оценка качества фармацевтических субстанций 29

1.7 Исследование фармако-токсикологических свойств потенциальных 30 лекарственных субстанций

ГЛАВА 2 Материалы и методики исследований 33

2.1 Схема получения образцов ГАМ 33

2.2 Методика синтеза 33

2.3 Таблетированные антацидные препараты 36

2.4 Количественное определение 36

2.4.1 Определение содержания хлоридов 36

2.4.2 Определение количественного содержания магния и алюминия 38

2.4.3 Определение скорости нейтрализации антацидных препаратов 40

2.4.4 Определение кислотонейтрализующей способности антацидных 41 препаратов

2.5 Рентгенофазовый анализ 41

2.6 Атомно-эмиссионная спектрометрия 42

2.7 Атомно-силовая микроскопия 43

2.8 ИК-спектроскопия 44

2.9 Доклинические исследования 44 2.9.1. Определение рН химуса лабораторных животных методом рН- 44 метрии

2.9.2. Оценка перорального введения ГАМ в различных концентрациях 45 на функциональное состояние печени

2.9.3. Определение активности миелопероксидазы 45

2.9.4. Определение активности катионных белков лизосом 45 2.10 Статистическая обработка 47 ГЛАВА 3 Обоснование условий синтеза и нормирование показателей 49 качества субстанции гидроксоалюмината магния

3.1 Обоснование условий синтеза гидроксоалюмината магния 49

3.2 Нормирование показателей качества субстанции гидроксоалюмината 60 магния

ГЛАВА 4 Фармакотоксикологические характеристики субстанции 71 гидроксоалюмината магния и валидация методик

4.1 Фармакотоксикологические характеристики гидрокосалюмината 71 магния

4.1.1. Исследование острой токсичности субстанции гидроксоалюмината 71

магния

4.1.2. Исследование хронической токсичности субстанции 72 гидроксоалюмината магния

4.2 Изучение стабильности субстанции ГАМ 78

4.3 Валидация методик количественного определения ионов магния и 86 алюминия в субстанции гидроксоалюмината магния

Выводы 100

Список использованных источников литературы 101

Приложение 1 116

Приложение 2 124

Приложение 3 126

Условные обозначения

ГАМ - гидроксоалюминат магния

НПВП - нестероидные противовоспалительные препараты ПГЕ2 - простагландины

ГЭРБ - гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь

ЯДК - язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки

ХГД - хронический гастродуоденит

МГ — гидроксид магния

АГК — аморфный гидрат кремния

КК — карбонат кальция

СДГ - слоистый двойной гидроксид

рН - водородный показатель

ЛИИ - лейкоцитарный индекс интоксикации

МП - миелопероксидаза

ЛКБ - лизосомально-катионные белки

АЛТ (АлАТ) - аланинаминотрансфераза

ACT (АсАТ) - аспартатаминотрансфераза

Ед - условные единицы

СЦК - средний цитохимический коэффициент ЩФ - щелочная фосфатаза

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Современные антациды представляют собой одну из многочисленных групп лекарственных средств, используемых для лечения заболеваний верхних отделов пищеварительного тракта. Все антациды делят на всасывающиеся (гидрокарбонат натрия, карбонат кальция, оксид магния) и невсасывающиеся (гидроксид алюминия, фосфат алюминия, гидроксид магния, трисиликат магния) [1,3].

Большинство применяемых в настоящее время антацидных препаратов -Ренни (Bayer Santé Familiale,Франция), Гастал (Pliva, Хорватия), Маалокс (Aventis Pharma, Италия), Тальцид (Bayer, Германия), Гастрацид (Натур Продукт Европа Б.В., Нидерланды), Рутацид (КРКА, Словения) - представляют собой механические смеси гидроксидов и солей магния и алюминия. Клинические исследования показали эффективность использования невсасывающихся антацидных препаратов на основе химически связанных гидроксидов магния и алюминия, так как терапевтический эффект достигается меньшей дозой лекарственного средства за счет высокой скорости нейтрализации двойным гидроксидом. Данные препараты позволяют уменьшить дневную дозу лекарственного вещества в 2-3 раза [23]. Таковым является гидроксоалюминат магния Mg6Al2(0H)i8x4,5H20 (ГАМ), относящийся к классу слоистых двойных гидроксидов (СДГ) гидроталькитного ряда. СДГ, полученные методом соосаждения, содержат примесные ионы исходных растворов реагентов [54, 57, 58, 72, 78, 81, 97]. Целесообразным является повышение эффективности проведения синтеза и очистки ГАМ. Таким образом, поиск эффективных в реализации способов синтеза ГАМ является актуальной задачей.

Цель диссертационной работы - синтез фармакологически активного гидроксоалюмината магния, изучение физико-химических закономерностей реакции его образования, исследование состава, строения и свойств.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи: 1. разработать способы повышения эффективности и выбрать оптимальные условия синтеза ГАМ;

2. сравнить воздействие выбранных условий синтеза, отличающихся временем синтеза и концентраций исходных растворов, на физико-химические и фар-мако-технологические характеристики суспензий и высушенных образцов ГАМ;

3. сравнить in vitro состав и антацидную активность ГАМ и таблетированных лекарственных препаратов: Ренни (Bayer Santé Familiale,Франция); Гастал (Pliva, Хорватия); Маалокс (Aventis Pharma, Италия); Тальцид (Bayer, Германия); Гастрацид (Натур Продукт Европа Б.В., Нидерланды); Рутацид (КРКА, Словения);

4. адаптировать и валидировать методики количественного определения магния и алюминия в субстанции ГАМ, разработать нормативную документацию на субстанцию ГАМ;

5. исследовать фармакотоксикологические свойства ГАМ.

Научная новизна. Предложены оптимальные условия проведения синтеза субстанции ГАМ. Установлена зависимость качества полученного продукта от концентрации исходных суспензий реагентов, времени и температуры термостатирования. Установлена зависимость фармако-технологических характеристик ГАМ от выбранных условий синтеза.

Модифицированы методики комплексонометрического определения содержания магния и алюминия в субстанции ГАМ. Проведено нормирование субстанции ГАМ по показателям качества, предусмотренным НД: «Хлориды», «Тяжелые металлы», «Количественное определение» и «Кислотонейтрализующая способность».

В результате исследования in vitro установлено, что субстанция ГАМ обладает пролонгирующим антацидным действием, не уступает известным антацидам Гастал (Pliva, Хорватия), Тальцид (Bayer, Германия), Рутацид (КРКА, Словения) и превосходит Ренни (Bayer Santé Familiale, Франция) и Маалокс (Aventis Pharma, Италия) по буферирующему периоду.

По результатам эксперимента in vitro по изучению скорости нейтрализации и буферирующего времени обоснован выбор количества субстанции ГАМ, оказывающей терапевтический эффект - 0,5 г.

Определена острая и хроническая токсичность синтезированного ГАМ, что позволяет отнести ГАМ к группе малотоксичных веществ по действующей классификации (IV класс токсичности)

Практическая значимость, степень внедрения результатов в практику.

Практическая значимость работы подтверждена финансовой поддержкой государственного контракта (под руководством автора): при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы, «Проведение научных исследований целевыми аспирантами» «Разработка технологии получения и исследования влияния нового антацидного препарата на основе гидроксоалюмината магния на кислотность желудочного сока и кишечную микрофлору лабораторных животных», Государственный контракт № П1703 от 23.09.2009, (гос.рег. 13244.7303017581.09.1.005.1).

Результаты экспериментальных исследований использованы при подготовке технологического регламента «Гидроксоалюминат магния»: проект фармакопейной статьи предприятия ЗАО «Река-Фарм» (акт о внедрении (использовании) результатов кандидатской диссертации Миронычевой (Андреевой) Т.С. от 10.11.2011). Материалы исследований включены в руководство по аналитической химии и используются в научной работе и учебном процессе на кафедре «Общей и биологической химии» Ульяновского государственного университета.

Апробация работы. Результаты работы ежегодно докладывались и обсуждались на отчетных научно-технических советах УлГУ в 2009-2011 гг., на производственных совещаниях ЗАО «Река-Фарм». Основные положения диссертации были представлены и обсуждались на: IV Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и охраны природы. Пути их

решения» (УлГУ, Ульяновск, 2007), Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека (УлГУ, Ульяновск, 2009), Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Неорганические соединения и функциональные материалы» (КГТУ, Казань, 2010), Международной научно-практической конференции «Наука и современность - 2010» (НГТУ, Новосибирск, 2010), Научно-практическом семинаре с международным участием «Настоящее и будущее биотехнологии в решении проблем экологии, медицины, сельского, лесного хозяйства и промышленности» (УлГУ, Ульяновск, 2011), Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов и аспирантов области биологических наук (УлГУ, Ульяновск, 2012), Международной заочной научно-практической конференции: «Научная дискуссия: инновации в технических, естественных, математических и гуманитарных науках» (Москва, 2012), VIII Международной научно-практической конференции «Тенденции и инновации современной науки» (Краснодар, 2013), представлены в материалах международной научно-практической конференции (Тамбов, 2013).

Основные положения, выносимые на защиту:

1) условия проведения синтеза ГАМ;

2) химико-фармацевтические свойства ГАМ;

3) нормирование основных показателей качества субстанции ГАМ;

4) результаты изучения антацидной активности ГАМ в сравнении с известными фармацевтическими кислотонейтрализующими препаратами;

5) результаты фармакотоксикологического изучения ГАМ при пероральном введении лабораторным животным.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, из них 4 статьи в журнале, рекомендованном ВАК РФ. Получено положительное решение по заявке № 2009131271/15 (043713) на изобретение: Способ получения гидроксоалюмината магния; заявл. 17.08.2009; опубл. 11.10.2010.

Личное участие автора. Все приведенные в диссертации данные получены при личном участии автора как на этапе постановки задач и разработки

методических подходов к их выполнению, так и при наборе первичных фактических данных, статистической обработке и анализе полученных результатов, написании и оформлении публикаций. Изучение структуры и свойств образцов ГАМ выполняли совместно с зав. химико-аналитической лабораторией Научно-исследовательского технологического института УлГУ к.т.н. Е.В.Лычагиным, ведущим научным сотрудником ГНЦ НИИ Атомных реакторов г. Димитровград к.х.н. С.В .Томил иным, руководителем аналитической группы ЗАО «Река-Фарм» Яковлевым C.B. и старшим научным сотрудником к.т.н. Галимовым Г.Г.; фармако-токсикологические исследования выполняли на кафедре физиологии и патологической физиологии Ульяновского государственного университета под руководством д.б.н. профессора Т.П. Генинг совместно с к.б.н. Д.Р.Арслановой. Выводы сформулированы автором самостоятельно.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей описание материалов и методик исследований и 2 главы собственных экспериментальных исследований, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Работа изложена на 131 странице, содержит 26 таблиц, 21 рисунок и 3 приложения. Список использованных литературных источников включает 160 наименований, в том числе 47 зарубежных.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общий характер действия антацидных препаратов.

Современными исследованиями было установлено, что антацидные препараты являются не только посттерапевтическими препаратами, но могут использоваться для лечения заболеваний, вызванных повышенной кислотностью. Было установлено, что антацидные препараты, как и блокаторы гистаминных рецепторов, оказывают болеутоляющее действие [1,2,3,4].

Результаты исследований показали, что кислотонейтрализующие препараты имеют следующие свойства [5]:

1) адсорбируют кислотное содержимое желудка, приводящее к изъязвлению слизистых;

2) оказывают защитное действие на слизистую желудка, связанное с синтезом простагландинов;

3) влияют на рост эпителия слизистых, локализуют его в области изъязвлений, стимулируя восстановительные процессы.

Таким образом, перечисленные выше достоинства кислотонейтрализующих препаратов характеризуют возможность разнообразного применения, тем самым выделяя среди остальных препаратов, касающихся лечения заболеваний, вызванных повышенной кислотностью [5].

Наиболее часто выделяют всасывающиеся и невсасывающиеся антацидные препараты.

К группе всасывающихся относятся: сода (натрий двууглекислый), магния карбонат основной, оксид магния (жженая магнезия), карбонат кальция, смесь Ренни (карбонаты кальция и магния). Вступая в реакцию нейтрализации с соляной кислотой желудочного сока, данные средства оказывают краткосрочное действие с эффектом «рикошета» - повторным выделением соляной кислоты. Нейтрализация желудочного сока сопровождается выделением углекислоты, провоцирующей гастроэзофагеальный рефлюкс. Этот факт ограничивает применение данной группы антацидов. Кроме того, возникающее растяжение

желудка в результате образования углекислоты, усиливает желудочную секрецию. К аналогичному явлению приводит ощелачивание среды с усилением кислотной секреции по принципу отрицательной обратной связи. Негативным фактором является то, что гидрокарбонаты всасываются в кровь и могут привести к развитию системного алкалоза [1,6].

Продолжительное применение растворимых соединений кальция становится причиной запоров и гиперкальцемии, а в сочетании с белками молока вызывает молочно-щелочной синдром, который проявляется тошнотой, рвотой, полиуремией. В некоторых случаях это является причиной образования кальциевых камней в почках - гиперкальциноза [7].

К невсасывающимся антацидам относят: фосфалюгель (фосфат алюминия), алюмо-магниевые препараты (маалокс, алмагель, тальцид, протаб, магалфил и другие) и алюмо-магниевые препараты с добавлением алгината (топалкан) [8,9,10,11]. Механизм действия этих препаратов на начальной стадии - адсорбция соляной кислоты и дальнейшая ее нейтрализация [12]. Отличительной особенностью невсасывающихся препаратов является длительный антисекреторный эффект - 2-3 часа, длительное буферирующее действие, то есть они не провоцируют синдром «кислотного рикошета».

Невсасывающиеся антациды являются безопасными, но и у них имеются побочные действия. Например, препараты, содержащие алюминий способствуют замедлению моторики толстого кишечника, а содержащие магний - усилению. Поэтому в распространенных антацидах используется смесь солей Mg2+ и А13+ [13].

К тому же продолжительное употребление основания магния и солей алюминия в завышенных дозах может служить причиной пониженной всасываемости фосфора с проистекающей гипофосфатемией и вторичной гипокальцемией с развитием слабости, парестезии, ломотой в костях, в крайних

о г

случаях судорог и остеомаляции. Хотя А1 из кишечника всасывается в незначительных дозах, но, тем не менее, при продолжительном употреблении

превышенных доз этих препаратов может развиваться энцефалопатия и почечная недостаточность [14].

Кроме того, препараты алюминия препятствуют всасыванию следующих лекарственных средств: холинолитиков, дигоксина, блокаторов Н2 -гистаминовых рецепторов, преднизолона, индометацина, сульфаниламидов, тетрациклина, изониазида, фосфатов и жирорастворимых витаминов [15].

Определяющим в нейтрализующих, адсорбириющих, обволакивающих, вяжущих и цитопротективных свойствах антацидных препаратов является природа катиона, входящего в состав действующего вещества (магний, кальций, алюминий). В отличие от антацидов, содержащих один компонент, препараты, состоящие из нескольких компонентов, обладают дополнительными свойствами в соответствии с составом. Например, препараты, содержащие алюминий (фосфалюгель, маалокс, алмагель, гелусил лак, тальцид и др.) вместе с нейтрализац�