Автореферат и диссертация по медицине (14.04.01) на тему:Технологические и фармакологические исследования минерала бишофит как источника магнийсодержащих лекарственных средств

005007155

СЫСУЕВ БОРИС БОРИСОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МИНЕРАЛА БИШОФИТ КАК ИСТОЧНИКА МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

14.04.01 - Технология получения лекарств 14.03.06 - Фармакология, клиническая фармакология

1 2 ЯНВ 2С72

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук

005007155

На правах рукописи

СЫСУЕВ БОРИС БОРИСОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МИНЕРАЛА БИШОФИТ КАК ИСТОЧНИКА МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

14.04.01 - Технология получения лекарств 14.03.06 - Фармакология, клиническая фармакология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук

Диссертационная работа выполнена в государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научные консультанты: доктор фармацевтических наук, профессор

Степанова Элеонора Федоровна член-корреспондент РАМН, заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Спасов Александр Алексеевич Официальные оппоненты: ДОКТОр фармацевтических наук

Чучалин Владимир Сергеевич, доктор фармацевтических наук Петров Александр Юрьевич, доктор медицинских наук, профессор Василенко Юрий Кипрнанович.

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России

Защита состоится « 14 » февраля 2012 г. в 9-00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.069.01 при ГБОУ ВПО Пятигорской ГФА Минздравсоцразвития России (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО Пятигорской ГФА Минздравсоцразвития России. ' Автореферат разослан «_ _»_(Д_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б.В. Компанцева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время объем потребления лекарственных средств, производимых в Российской Федерации, составляет не более 20% фармацевтического рынка в денежном выражении и не более 65% - в натуральном. Такая ситуация требует кардинальных решений во многих направлениях. Основными из них являются поиск новых сырьевых источников, разработка современных методов технологии, фармакологическое обоснование их использования и, наконец, экономическое обоснование целесообразности и возможности переработки нового лекарственного сырья. Следует сказать, что наша страна располагает большинством необходимых растительных и минеральных ресурсов.

К таким уникальным природным ресурсам следует отнести минерал бшпофит, запасы которого на территории Волгоградской области практически неограничены. Бишофит содержит 80-90% солей магния и целый ряд других элементов, так что его можно рассматривать как источник получения лекарственных препаратов магния, среди которых в настоящее время превалируют импортные.

Магний является важнейшим макроэлементом, универсальным регулятором биохимических и физиологических процессов, что определяется, прежде всего, его кофакторной ролью в ферментах и модулирующей функцией в ионных каналах. Являясь вторым по распространенности катионом внутри клетки, магний участвует в энергетическом, пластическом и электролитном обмене. Различные аспекты биохимической, физиологической и патогенетической роли магния описаны в многочисленных работах Тутель-янаВ.А., Скального A.B., Durlach J., Altura В.М., Seelig М, Rayssiguier Y, MazurA, WolfF.I., Weglicki W.B., VinkR., Vormann J., QuammeG.A., Schlingmann K.P.

По современным представлениям дефицит магния приводит к изменениям, которые являются ключевыми в развитии целого ряда патологических состояний: дефициту функционально-активных ферментов; развитию генерализованного воспаления с последующей системной дисплазией соединительной ткани; критическому изменению соотношения Ca:Mg и, как следствие, нарушению электролитного обмена, основных биохимических и физиологических процессов, такие заболевания, как пролапс митрального клапана, увеличение диаметра аорты и легочной артерии, гипермобильность суставов, гиперэластичность кожи могут быть следствием уменьшения содержания отдельных видов коллагена или нарушения их соотношения при магний-дефицитном генерализованном воспалении. Дисбаланс соотношения кальция - магния в сторону избытка кальция и дефицита маг-

ния способствует кальцификации сосудов, является ведущим в реализации избыточного тромбообразования, атерогенеза, аритмогенности миокарда, в развитии уролитиаза и повышенной судорожной готовности.

Однако в отечественной номенклатуре лекарственных препаратов данная группа представлена недостаточно. Т.е. отечественная фармацевтическая промышленность проигрывает в рыночной конкуренции не только крупнейшим мировым фармацевтическим корпорациям, разрабатывающим новейшие инновационные препараты, но и производителям воспроизведенных лекарственных препаратов, получаемых преимущественно из Китая и Индии.

В течение последних лет, в связи с ростом экономики России и реализацией приоритетного национального проекта "Здоровье", наблюдается существенный рост потребления населением Российской Федерации фармацевтической продукции.

Федеральные целевые программы "Предупреждение и борьба с социально значимыми заболеваниями (2007-2011 гг.)", "Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009 -2013 гг.)", "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 гг.", "Национальная технологическая база" на 2007-2011 гг., «Стратегия развития фармацевтической промышленности Российской Федерации на период до 2020 гг.», а также академические программы "Молекулярная и клеточная биология" и "Фундаментальные науки - медицине", в рамках которых решаются проблемы развития фармацевтической и медицинской промышленности, направленные на увеличение количества отечественных препаратов.

Таким образом, проблема создания новых лекарственных препаратов на основе минерала бишофит позволит решить задачу обеспечения населения РФ лекарственными препаратами магния. Однако при наличии неограниченных запасов минерала бишофит до настоящего времени технологических разработок было явно недостаточно и практически отсутствовало фармакологическое обоснование использования препаратов на основе би-шофита. В частности, не было исследований по очистке природного раствора минерала бишофит и технологии бишофита, пригодного для получения лекарственных препаратов, не были также проведены токсикологические и фармакологические исследования природного и очищенного раствора минерала бишофит и его лекарственных препаратов. Т.е. до настоящего времени не было достаточного технологического обоснования для использования бишофита в фармацевтической и медицинской практике.

Поэтому разработка технологии лекарственных препаратов на основе минерала бишофит, проведение токсикологических и фармакологических

его исследований является актуальной проблемой для современной фармацевтической науки и практики.

Цель исследования

Разработка технологии очистки раствора природного минерала бишо-фит и получения лекарственного препарата для фармацевтических целей, разработка технологии получения лекарственных препаратов для наружного и внутреннего применения, проведение токсикологических и фармакологических исследований бишофита и лекарственных препаратов на его основе. Обоснование возможности создания экономически выгодного и экологически безопасного производства по переработке и выпуску лекарственных препаратов бишофита.

Для реализации данной цели следовало решить следующие задачи:

1. Разработать оптимальные способы очистки раствора природного минерала бишофит с целью обеспечения безопасности его применения в медицинской практике.

2. Провести стандартизацию очищенного раствора минерала бишофит.

3. Провести токсикологические исследования раствора природного минерала бишофит и очищенного от техногенных примесей.

4. Основываясь на методах математического планирования эксперимента, выполнить биофармацевтические исследования in vitro по выбору оптимального состава для мягких лекарственных форм с минералом бишофит с учетом последующего использования этих лекарственных форм в дерматологической и стоматологической практике.

5. Провести оптимизацию состава жидких лекарственных форм, соответствующих требованиям предъявляемых к лекарственным формам для внутреннего применения и для применения в офтальмологии (органолеп-тические свойства, изотоничность и др.).

6. Изучить противовоспалительную, регенерирующую и противоожоговую активность мягких лекарственных форм раствора минерала бишофит; эффективность применения при контактном аллергическом дерматите.

7. Изучить острую и хроническую токсичность жидких лекарственных форм раствора минерала бишофит («Бишоф Плюс» и «Бишоф В6») и эффективность их применения при алиментарном дефиците магния.

8. Осуществить анализ перспектив создания на территории Волгоградской области фармацевтического предприятия по выпуску продукции на основе раствора минерала бишофит с последующим прогнозом экологической составляющей.

9. Предложить обобщающую методологическую блок-схему исследования и производства мягких лекарственных форм с природными минеральными компонентами по принципу оптимизации технологии по типу «контроль в ходе процесса».

10. Разработать необходимую нормативную документацию для предложенных мягких и жидких лекарственных препаратов бишофита и провести работу по их внедрению.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

Проведено исследование физико-химических, технологических и фармакологических свойств природного минерала бишофит, позволившее создать единую концепцию получения и исследования магнийсодержащих лекарственных препаратов из бишофита, имеющего огромные запасы в Волгоградской области.

Обоснована технология очистки раствора природного (технического) бишофита, позволяющая получить лекарственный препарат, удовлетворяющий требования медицинской и фармацевтической практики, в том числе для использования в офтальмологических формах и для применения в стоматологии.

На основании изучения реологических и биофармацевтических свойств с помощью математических методов планирования эксперимента, обоснован выбор мазевых композиций для получения мягких лекарственных форм с бишофитом.

Установлены оптимальные технологические параметры производства мягких и жидких лекарственных форм с раствором минерала бишофит. Сделан практический расчет изотонических концентраций и предложена схема их реализации.

Проведены токсикологические исследования пероральных лекарственных форм с бишофитом, изготовленных на основе очищенного раствора, и доказана безопасность их применения.

Для мягких лекарственных форм с раствором минерала бишофит доказана противовоспалительная и регенерирующая активность при лечении гаой-ных раневых инфекций и тканевого дефекта кожи при отморожении и эффективность лечения при контактном аллергическом дерматите и ожогах.

Изучено влияние жидких лекарственных форм, содержащих раствор минерала бишофит, на скорость компенсации алиментарного дефицита магния.

Проведен анализ перспектив создания на территории Волгоградской области фармацевтического предприятия по выпуску фармацевтической продукции и выполнена оценка факторов, влияющих на экологическую обстановку региона. Показаны возможности снижения уровня отрицательного воздействия на экологию.

Практическая значимость работы и внедрение результатов исследований

Впервые внесены практически значимые коррективы в известные способы очистки природного бишофита с учётом фактора ресурсосбережения,

эффективности и безопасности. Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность получения новых лекарственных средств: бишофит энтеральный (очищенный), мазь бишофитная, гель поликатана. Доказана эффективность разработанных композиций путем проведенных токсикологических и фармакологических исследований.

Предложен методологический подход к созданию мягких лекарственных форм, содержащих природный минеральный комплекс, а также изотонических лекарственных форм раствора бишофита.

Данные результаты позволяют обосновать перспективность создания на основе бишофита лекарственных форм для наружного и перорального применения в качестве средств коррекции дефицита магния, противовоспалительных и регенерирующих средств.

Показана возможность создания фармацевтического предприятия на территории Волгоградской области с учетом соблюдения требований экологии.

По результатам комплексных опытно-промышленных исследований разработана и утверждена нормативная документация для организации промышленного производства мягких лекарственных форм «Мазь бишофитная», «Гель Поликатана» - проекты ФСП (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области), утверждены опытно-промышленные регламенты на выпуск данной продукции ОПР 52317999-14-2010 «Мазь бишофитная», ОПР 52317999-13-2010 «Гель Поликатана» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов») и на производство раствора минерала бишофит - проект ФСП на «Бишофит энтеральный (очищенный)» (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области) , утвержден опытно-промышленный регламент ОПР 52317999-15-2010 на выпуск «Бишофита энтерального (очищенный)» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов»). Предложенные лекарственные средства включены в перспективный план к промышленному освоению в 2011-2013 гг.

Разработаны и утверждены ТУ на «Раствор бишофита профилактический» (ТУ 9318-008-01896777-05), «Бальнеологическое средство -раствор минерала бишофит (очищенный от техногенных примесей)» (ТУ 9318-006-01896777-2004), «Пастообразный волгоградский бишофит «Бишолин» (ТУ 9318-005-01896777-2004), «Раствор Бишоф В6» (ТУ 9318-012-01896777-2007), ТУ на «Раствор Бишофит Плюс» (ТУ 9318013-01896777-2007). Получен акт внедрения от аптеки № 241 гор. Волгограда о возможности внедрения раствора бишофита для офтальмологического применения.

Экспериментальные данные, полученные по итогам исследований технологии мягких и жидких лекарственных форм и изложенные в информационных письмах: «Экспериментальное обоснование состава мягких лекарственных форм содержащих минеральные комплексы», «Направленный поиск оптимальных технологий жидких лекарственных форм, содержащих сложные солевые компоненты и принципы корригирования органолептических свойств», «Методика изготовления мягких лекарственных форм с природными компонентами. Особенности технологии и хранения», «Методика очистки природного минерала бишофит от техногенных примесей методом адсорбции», «Методологические подходы к прогнозированию структуры фармацевтического предприятия с учетом конкурентоспособности на рынке. Оценка влияния на экологию региона», «Применение мягких лекарственных форм с бишо-фитом в лечении воспалительных заболеваний, при гнойных раневых инфекциях и дерматитах», «Глазные капли с бишофитом - средство для стимуляции регенераторно-репаративных процессов», «Новая офтальмологическая лекарственная форма бишофита и кислоты глицирризино-вой» используются в научно-исследовательской работе ГУ «Волгоградский научный медицинский центр» г. Волгоград, включены в лекционные материалы кафедр фармацевтической технологии и биотехнологии Волгоградского государственного медицинского университета, Уральской государственной медицинской академии, Сибирского государственного медицинского университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

Метод очистки минерала бишофит от техногенных примесей с целью использования его для перорального применения.

Разработка методологических подходов и разработка блок-схемы исследования и производства мягких лекарственных форм с природными минеральными компонентами, в т.ч. бишофитом с использованием технологических и биофармацевтических исследований.

Выявление закономерности корригирования органолептических свойств жидких лекарственных форм, содержащих минеральные комплексы.

Результаты исследований по установлению изотонического интервала в зависимости от концентрации раствора минерала бишофит.

Результаты исследования острой и хронической токсичности раствора минерала бишофит, очищенного от техногенных примесей.

Острая и хроническая токсичность препаратов «Бишоф В6» и «Бишоф Плюс», разработанных с использованием очищенного раствора минерала бишофит.

Результаты фармакологических исследований мягких лекарственных форм с бишофитом по изучению противовоспалительной и регенерирующей активности при лечении гнойной раневой инфекции и тканевого дефекта кожи при отморожении; влияния на течение контактного аллергического дерматита; противоожоговой активности.

Доказательство эффективности применения жидких лекарственных форм для компенсации алиментарного дефицита магния.

Результаты анализа перспектив создания на территории Волгоградской области фармацевтического предприятия по выпуску продукции на основе минерала бишофит.

Связь задач исследования с проблемами фармацевтических наук

Диссертационная работа выполнена в рамках инициативной комплексной программы «Российский магний» Волгоградского государственного медицинского университета, регионального фанта администрации Волгоградской области «Разработка лекарственных средств на основе природного сырья Волгоградской области минерала «Бишофит» по договору № 05-2000, региональных грантов администрации Волгоградской области: «Разработка нормативной документации для организации внедрения комплексного лекарственного средства на основе минерала бишофит и витамина Вб» (2006 г.); «Создание инновационного лекарственного средства на основе минерала бишофит для использования в стоматологической практике». (Постановление Областной Думы от 22.10.2009 г. № 11/395), научно-исследовательской программы администрации Волгоградской области: «Фундаментальные исследования и научное обоснование создания и использования лекарственных препаратов на основе природного бишофита в медицине, гигиене и санитарии», а также в соответствии с научным планом НИР ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздравсоцразвития России (номер государственной регистрации 01.20.02 15607).

Апробация и публикация результатов исследования

Материалы работы представлены на 62-ой, 63-ой, 65-ой и 68-ой конференциях по фармации, фармакологии и подготовке кадров ВолгГМУ; на VIII региональной конференция молодых исследователей Волгоградской области (2003 г.); на научно-практической конференции «Молодые ученые - здравоохранению региона» (Саратов, 2003 г.); на международной научно-практической конференции, посвященной 200-летию Кавказских Минеральных Вод (Пятигорск, 2003 г.); на научно-практической конференции «Современные достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань-Москва, 2004 г.); на Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (2006 г., 2011 г.); на всероссийской научно-практической

конференции, посвященной 55-летию ЧГМА, «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной медицины» (Чита, 2008 г.); на XI международном конгрессе "Здоровье и образование в XXI в." «Научные и прикладные аспекты здоровья и здорового образа жизни» (Москва, 2010 г.).

По результатам исследований опубликованы 36 работ, из них 15 научных статей, входящих в перечень, рекомендуемых ВАК. Получен 1 патент РФ (заявка № 2007140096, решение о выдаче патента от 27.09.2011 г.)

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 333 страницах машинописного текста, иллюстрирована 54 рисунками, содержит 76 таблиц и 1 приложение. Состоит из "Введения", "Обзора литературы" (глава 1), материалов и методов исследований (глава 2) и 6-ти глав собственных исследований (главы 3-8), общих выводов и списка литературы, включающего 260 отечественных и 137 зарубежных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы исследований

В работе были использованы лекарственные и вспомогательные вещества, отвечающие требованиям нормативной документации, а также лекарственные препараты, применяемые в качестве препаратов сравнения.

Исследования проводились с помощью современных физико-химических, химических и технологических методов определения биофармацевтических и реологических показателей; математические методы планирования эксперимента на основе интегральных критериев оценки качества; в работе были использованы фармакологические методы исследований: изучение общетоксических свойств по методу Литчфилда и Уилкоксона, противовоспалительного действия при каррагениновом, гистаминовом и серотониновом отеках, влияния на течение контактного аллергического дерматита путем сенсибилизации по методу П.М. Залкан и Е.А. Иевлевой, изучение противоожоговой активности по методике И.Г. Ясногородского с соавторами, изучение скорости компенсации алиментарного дефицита магния путем моделирования гипомагнезиемии с помощью специальной магнийдефицитной диеты. Статистическая обработка данных исследования проводилась с использованием встроенных функций программы Excel из пакета Office ХР (Microsoft, США) (среднее арифметическое значение, стандартная ошибка средней арифметической) и программы Stastitica 6.0 (StatSoft). Использовался параметрический t-критерий Стьюдента с поправкой Бонферони (р<0,05), либо непараметрический критерий Манна-Уитни.

Разработка методов очистки природного раствора минерала бишофит

Волгоградский бишофит это минерал, который в ископаемом состоянии обычно встречается в виде зернисто-кристаллической соли. Однако этот уникальный минерал содержит ряд примесей, что существенно ограничивает его применение в медицинской практике, в том числе по показателям высокой токсичности. Одной из основных примесей является железо, которое содержится как в самом минерале, так и возникающее в результате коррозии металла трубопровода при его добыче. Принимая во внимание данные особенности природного минерала, являющиеся серьезным препятствием в деле создания из него лекарственных средств для приема внутрь, был предложен метод очистки. Сущность разработанного метода заключается в повышении эффективности очистки бишофита магния оксидом за счет дополнительного использования окислителей - магния пероксида или водорода пероксида при интенсивной аэрации воздухом.

В таблице 1 представлены результаты анализа образцов исходного и очищенного бишофита с использованием различных окислителей и режимов очистки. Для определения химического состава примесей в неочищенном и очищенном растворе минерала бишофит был использован масс-спектральный анализ с индуктивно-связанной плазмой (исследования проводились на квад-рупольном масс-спектрометре с 1СР «Р1аБта-<Зиагс1» (Великобритания). Количественное содержание ионов магния и хлора определяли титриметрически.

Таблица 1 Эффективность очистки раствора минерала бишофит методом адсорбции в присутствии окислителя

Пример Окислитель Кол-во магния оксида, г/л Кол-во окислителя, г/л Длительность перемешивания, ч Содержание железа, мг/л

1 Исходный бишофит - - - 41,0

2 Без окислителя * 1 0 8 0,26

3 Без окислителя * 4 0 2 0,48

4 Без окислителя * 10 0 1 0,51

5 Магния пероксид 1 1 1 0,13

6 Магния пероксид 1 0,5 2 0,09

7 Водорода пероксид (30%) 1 0,1 8 0,17

8 Водорода пероксид (30%) 4 0,5 8 0,03

9 Водорода пероксид (30%) 4 1 2 0,08

10 Аэрация без окислителя 10 0 1 0,23

* Примечание: механическое перемешивание в ламинарном режиме

Контроль за процессом очистки вели по содержанию железа, так как эта примесь содержится в наибольшем количестве. Как следует их данных табли-

цы 1, использование для перемешивания реакционной массы струи сжатого воздуха вместо механической лопастной мешалки обеспечивает более чем двухкратное уменьшение содержания остаточного железа при прочих равных условиях (примеры № 4 и № 10).

Дополнительное введение окислителей - магния пероксида или водорода пероксида приводит к уменьшению содержания остаточного железа в 1,5-6 раз по сравнению с соответствующими режимами без окислителей. Таким образом, использование магния пероксида или раствора водорода пероксида в количестве 0,1 - 1 г на 1 л исходного бишофита позволяет значительно повысить эффективность удаления соединений железа, а также сократить длительность очистки при существенном упрощении аппаратурного оформления процесса (реактор с барботёром вместо реактора с механическим перемешивающим устройством). Результатом этой работы является заявка на патент РФ № 2007140096 «Способ очистки бишофита» (положительное решение от 27.09.2011 г.).

Таблица 2 Результаты стандартизации раствора минерала бишофит

Показатель Методы Нормы

Описание Визуально, органолептически ГФХИ, ОФС 42-0050-07 Бесцветная прозрачная жидкость, без запаха, горько-соленого вкуса

Подлинность: Магний хлориды Химические реакции ГФ XI, вып. 1,с. 159 Белый кристаллический осадок Белый творожистый осадок

рН Потенциометр ически ГФХИ, ОФС42-0048-07 От 5,0 до 7,0

Плотность ГФ XII, ОФС 42-0037-07 От 1,29 до 1,33 г/см3

Показатель преломления Рефрактометрически ГФХИ, ОФС42-0040-07 От 1,4285 до 1,4305

Посторонние примеси Железо Мышьяк Органические примеси ГФ XII, ОФС 42-0058-07 ГФ XI, вып. 1,с. 173 ГФ XII, ОФС 42-0050-07, мет. 2 не более 0,0003% не более 0,0002% не более эталона В5

Микробиологическая чистота ГФХИ, ОФС 42-0067-07 Категория ЗБ

Количественное содержание магния ГФ XI, вып. 1,с. 186 комплексонометрически От 8,5 до 9,0%

Срок годности ГФХИ, ОФС42-0075-07 3 года

В отношении очищенного раствора минерала бишофит была выполнена стандартизация, подтвердившая его соответствие необходимым нормам качества, предъявляемым к жидким лекарственным формам.

Далее провели сравнительное изучение токсичности неочищенного и очищенного раствора минерала бишофит. При изучении острой токсичности установлено, что уровень ЛД50 для крыс-самок оказался равным 3,79 (2,85—4,95) мл/кг, а для крыс-самцов- 3,72 (3,05-4,59) мл/кг. А при изучении острой токсичности очищенного раствора минерала бишофит оказалось, что ЛД50 для самок составил 6,3 (4,95 - 8,65) мл/кг, а у самцов - 7,2 (5,86 - 9,05) мл/кг, что в сравнении с неочищенной формой ниже практически в два раза.

В целях сравнения острой токсичности минерала бишофит и лекарственного препарата «Полиминерол» (препарат сравнения) в дальнейшем проводили изучение в 5% концентрации раствора минерала бишофит. Полученные данные также свидетельствуют о низком уровне токсичности раствора минерала бишофит в 5% концентрации, так как гибели крыс в данных экспериментах не обнаружено. В этой связи ЛД50 очищенной формы раствора минерала бишофит в 5% концентрации рассчитывался по максимальному введенному объему, и он составил для самок и для самцов более 30 мл/кг. По данным «Фармахим» ЛД50 препарата «Полиминерол» (5%) составляет 6 мл/кг, что в 5 раз выше очищенного раствора минерала бишофит в 5% концентрации. Кумулирующих свойств у исследуемых растворов не обнаружено, при этом коэффициент кумуляции оказался более 5. Исследование хронической токсичности раствора минерала бишофит проводили на двух видах лабораторных животных - крысах и собаках (в дозах от 0,2 до 20 мл/кг). Результаты наблюдений за крысами позволили установить, что динамика массы тела в период месячного введения раствора минерала бишофит была положительной. Через 4 недели после начала введения наиболее выражено увеличивалась масса тела у самцов, получавших раствор минерала бишофит во всем диапазоне доз в среднем на 10-38%. Прирост массы тела у крыс самок, получавших раствор минерала бишофит, также имел место, но данные изменения у них относительно контроля были не столь значительны, как у самцов.

При проведении гематологических исследований было обнаружено незначительное увеличение (дозозависимое) уровня лейкоцитов и эритроцитов в крови. Однако данные изменения колебались в пределах физиологической нормы. Функциональными и биохимическими исследованиями плазмы крови гепатотоксических и нефротоксических эффектов не обнаружено. При изучении поведенческой активности обнаружено повышение активности у животных, получавших терапевтическую дозу препарата и угнетение в токсической дозе, что, вероятно, обусловлено уровнем вводимой концентрации магния.

При проведении гистологических исследований повреждающих эффектов на паренхиматозные органы при введении раствора минерала би-шофит очищенного при введении в 5% концентрации вцутрижелудочно в дозах от 0,2 до 20 мл/кг у животных не обнаружено. При исследовании хронической токсичности в опытах на собаках раствора минерала бишофит очищенного было установлено, что при месячном ежедневном, перораль-ном Введении собакам в терапевтической, промежуточной и субтоксической дозах он не оказывал влияния на их поведение и общее состояние. Гематологическими и биохимическими исследованиями не было выявлено изменений в морфологическом составе крови под влиянием изучаемого препарата. Колебание количества лейкоцитов не носили патологического характера, так как не выходили за рамки видовых физиологических норм и были обратимы. На основании морфологических исследований внутренних органов собак, получавших раствор минерала бишофит в изученных дозах, отрицательного воздействия на организм не обнаружено. Таким образом, проведенный комплекс исследований позволил разработать проект ФСП «Бишофит энтеральный (очищенный)», опытно-промышленный регламент ОПР 52317999-15-2010 на выпуск «Бишофита энтерального (очищенный). Также разработана и утверждена нормативная документация на выпуск раствора минерала бишофит ТУ 9318-006-01896777-2004 и технологическая инструкция.

Обоснование состава мягких лекарственных форм, содержащих природный минерал бишофит

Для всесторонней и объективной оценки мазевых композиций был проведен предварительный скрининг предполагаемых основ.

Основным критерием выбора основы являлась возможность ее стабильности при получении лекарственных форм. Так как исследуемые нами компоненты основ мягких лекарственных форм являются высокомолекулярными, есть вероятность межмолекулярных взаимодействий и комплек-сообразования, в результате чего возможно разрушение структуры основ. Для объективной оценки этого фактора были изучены 33 композиции, содержащие различные компоненты основ и их комбинации, (таблица 3). Предложенные композиции были подвергнуты исследованию по изучению стабильности в условиях ускоренного старения, равному 3 годам при естественном хранении, согласно требованиям ОФС 42-0075-07 «Сроки годности лекарственных средств». Для оценки полученных данных была составлена оценочная шкала, на основании данных которой следует, что основы № 2-№ 7, № 9, № 11-№ 14, № 17, № 19, № 22, № 24- № 29, № 32, № 33 не стабильны при введении в состав раствора минерала бишофит. В дальнейшей работе были использованы 11 основ различного состава. В качестве

основных критериев биофармацевтической оценки нами были использованы: степень высвобождения ионов магния и осмотическая активность мази in vitro.

В качестве модельных концентраций, на основе литературных данных были использованы концентрации бишофита 20 и 50%. Используя метод диализа, через полупроницаемую мембрану установили сравнительную скорость и полноту высвобождения действующих компонентов из различ-, ных мазевых основ-носителей.

В результате оценки фармацевтической доступности образцов мазей (с содержанием бишофита 20%) установлено следующее: образцы мазей на основах производных целлюлоз (№№ 1, 10, 15, 16, 23, 31) обеспечивали резкое высвобождение магния в первые 3-60 мин. эксперимента. Мази на полиэтиленгликолевых основах (№№ 8, 19, 20, 1 30) показали более пролонгированное высвобождение магния в течение всего периода эксперимента.

При этом к 120 мин. эксперимента высвобождение магния превысило 90% (здесь и далее содержание хлорида магния определялось в каждой серии) (рисунок 1). При определении фармацевтической доступности образцов мазей, содержащих 50% бишофита, установлена зависимость высвобождения магния, как и в предыдущем случае, только за счет увеличения концентрации бишофита значения были несколько выше (рисунок 2). При анализе мазей на полиэтиленгликолевых основах существенных различий в высвобождении (более 90%), по сравнению с предыдущими образцами, не обнаружено, из чего можно сделать вывод об отсутствии влияния основы ! на скорость высвобождения магния, исходя из его концентрации в мазях, (рисунок 2).

Высвобождение ионов магния ил моделькых смесей ¡20%

.,, ..•,., . ...бишофита),,,..,,,,,

(IpfcUM KMOWfoMWK»*. ми«

Высвобождение ионов мзгммямз модельных смесей (50% .................... бишофита) ........................................

Рисунок 1 Кинетика высвобождения Рисунок 2 Кинетика высвобождения ио-

ионов магния в образцах мазей нов магния в образцах мазей

с содержанием бишофита 20% с содержанием бишофита 50%

Таблица 3 Составы композиций предварительного скрининга

Название компонента Состав

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

1. Лжронизироваяная ¡атриевая соль натрий СМЦ + + +

2. Цетиловый спирт + +

3. ПЭГ-стеарат + +

4. Масло растительное + + + +

5 Метилцеллюлоза + + + +

6. Хитозан + +

7. Аэросил + + + + + +

8. Натрия альгинат + + +

9. Альгиновая кислота

10. Редкосшитый ПЭГ + + + +

11. Глицерин + + + + +

12. Гель ламинарии +

13. Метилцеллюлоза-8 + +

14. Метшщеллюлоза-16 + +

15. Лецитин + +

16. ПЭГ 400 + + + +

17. ПЭГ 1500 +

18. ПЭГ-стеарат

19. Коллаген +

20. Натрий-КМЦ + +

21. Казеин +

22. ДМСО +

23. Вазелин +

24. Ланолин +

25. Метилцеллюлоза-100 +

26, Полисорб +

Далее на основе полученных данных провели вычисление показателей фармацевтической доступности магния хлорида путем определения константы скорости высвобождения и величины полурастворения. На основании данных таблицы 4 составы № 15, 16, 30, 31 были исключены из дальнейшего скрининга как показавшие наихудшие результаты по показателю степень высвобождения и период полувысвобождения магния.

Таблица 4 Константа высвобождения магния

Образец Константа высвобояедения (К„) мин"1

С содержанием раствора минерала бишофит 20% С содержанием раствора минерала бишофит 50%

№ 1 0,0310±0,0001 0,0230±0,0001

№8 0,0220±0,0005 0,0310±0,0004

№30 0,0110±0,0005 0,0110±0,0005

№ 10 0,0330±0,0001 0,0320±0,0001

№31 0,0 П0±0,0004 0,0110±0,0002

№ 15 0,0110±0,0003 0,0110±0,0001

№ 21 0,0080±0,0005 0,0120±0,0006

№ 19 0,0260±0,0001 0,0250±0,0002

№23 0,0320±0,0006 0,0320±0,0001

№■ 16 0,0120±0,0002 0,0110±0,0006

№ 20 0,0140±0,0001 0,0220±0,0004

В результате определения осмотической активности испытуемых образцов установлено, что для образцов мазей на целлюлозных основах осмотическая активность основы невелика, введение бишофита в концентрациях 20 и 50% повышает данную активность, но при этом в сравнении с мазями на полиэтиленгликолевых основах, осмотическое давление которых высокое за счет поглощения жидкости основами, введение бишофита вызывает пропорциональное повышение осмотической активности до значений 500-600% (рис. 3) Таким образом установлено, что наибольшей осмотической активностью обладает мазь на основе ПЭГ, содержащая 50% минерала бишофит, и в тоже время мазевая основа проявляет самостоятельную высокую осмотическую активность. Для дальнейшей оценки доказательства эффективности образования стабильных структур был выбран метод вискозиметрии, который аппаратурно и технически отработан, но в то же время в качестве критерия оценки качества мягких лекарственных форм пока широко не используется.

Рисунок 3 Осмотическая активность мазей и основ

С целью объективной оценки процессов высвобождения и последующего всасывания действующего вещества из мазей проводили изучение структурно-механических свойств. Для исследования выбрали образцы модельных смесей с положительными результатами биофармацевтической оценки - это образцы № 1, 8, 10, 19, 20, 21, 23 с содержанием бишофита 20 и 50%. Установлено, что все модельные смеси имеют неньютоновский тип течения жидкости - псевдопластичные жидкости с обозначенным пределом текучести (пластичные жидкости). При этом также характерно, что вязкость образцов снижается при возрастании скорости сдвига. Степень снижения вязкости при возрастании скорости сдвига псевдопластичных структур непостоянна во всем интервале скоростей сдвига. Т.е. все исследуемые образцы попадают в промежуток между первой и второй ньютоновской областью. Что касается образца № 21 с содержанием бишофита 50%, то при повышении скорости сдвига вязкость повышается. Т.е. наблюдается переход от псевдопластичного типа (образец № 21 с содержанием бишофита 50%) к дилатантному типу течения жидкости, т.е. происходит образование компактной структуры, стабилизированной внутри- и межцепными координационными «сшивками», которые существенно изменяют структуру полилиганда. Полученные данные свидетельствуют о том, что напряжение сдвига на всем участке скоростей сдвига возрастает до величин, соответствующих полному разрушению структуры (рисунок 4). В период убывающего напряжения вязкость мазей вновь постепенно возрастает, происходит восстановление исходной структуры, образуя петлю гистерезиса. Для образцов № 20 и 21 восстановление несколько запаздывает, из чего можно сделать вывод, что увеличение площади петель гистерезиса вызывает несколько худшие тиксотропные свойства.

Рисунок 4 Реограммы течения мазевых композиций

Далее определяли динамический предел текучести (таблица 5) принимая значение напряжения сдвига, при котором было возможно инструментально зафиксировать факт начала течения образца и проводили расчет степени корреляции с помощью линейных, логарифмических, полиномиальных и степенных формул (таблица 6). Установлено, что для модельных составов № 8, 10, 19, 23, 21 (содержание бишофита 20%) степень достоверности наиболее высока. У модельных составов с содержанием бишофита 50% установлено, что для всех составов степень достоверности наиболее высока, а для составов № 19 и № 20 значения практически равны 1. Было проведено определение механической стабильности (МС) модельных смесей, которая составила значения от 0,73 до 2,61. Наилучшие результаты показала мазь на ПЭГ основе (МС 1,03 и 1,04), из чего можно сделать вывод, что данная структура создает каркас, обладающий наибольшей стабильностью и пластичностью, способной к восстановлению после разрушения.

С целью окончательного формирования оптимального состава модельных смесей был использован метод математического прогнозирования с помощью методов планирования экспериментов, в частности, дисперсионный анализ, позволяющий исследовать влияние различных параметров на изменчивость наблюдаемых свойств.

Была предпринята попытка разработки обобщенного критерия технологического качества мазей с минералом бишофит на основании наиболее значимых параметров мягких лекарственных форм.

Таблица 5 Значение динамического предела текучести

№ образца Содержание бишофита Динамический предел текучести, Па

№ 1 №8 № 10 № 19 №23 №20 №21

20% 18,65 70,32 189,21 863,70 54,515 43,65 35,84

50% 76,46 34,83 206,12 123,15 89,285 113,14 4,27

Таблица 6 Степень корреляции динамического предела текучести

Содержание бишофита Степень корреляции (R)

№ 1 №8 № 10 № 19 №23 №20 №21

Линейная

20% 0,987 0,746 0,974 0,981 0,990 0,999 0,996

■ 50% 0,989 0,966 0,979 0,981 0,989 0,999 0,963

Логарифмическая

20% 0,955 0,944 0,988 0,967 0,983 0,984 0,940

50% 0,992 0,907 0,930 0,967 0,983 0,987 0,899

Полиномиальная

20% 0,999 0,929 0,997 0,999 0,997 0,999 0,998

50% 0,998 0,966 0,979 0,999 0,999 0,999 0,995

Степенная

20% 0,999 0,924 0,999 0,990 0,998 0,999 0,999

50% 0,998 0,943 0,975 0,990 0,998 0,999 0,966

Был разработан способ построения единого обобщённого показателя качества, при котором несколько наиболее значимых откликов объединяется в единый количественный признак в области нахождения основных характеристик качества мазей.

В тоже время представляется значимым проведение корреляции между традиционными методами выбора состава лекарственной формы - биофармацевтическими, реологическими и методами математического планирования эксперимента. Для этого была проведена комплексная оценка эффективности с помощью сравнительного анализа и отбора составов. Были использованы наиболее значимые отклики, представленные в таблице 7: высвобождение действующих веществ, показатель вязкости структуры, показатель прочности структуры и показатель предела текучести у составов, показавших наилучшие результаты. Корреляционная зависимость рассчитывалась с помощью программы MS Office Excel 2007. Обобщая полученные данные по первому показателю для дальнейшего рассмотрения в качестве бальной оценки, был выбран процент высвобождения, полученный на 120 мин.

Мазевая композиция, №

1 8 10 19 23 20 2 1

20 %* 50 % 20 % 50 % 20 % 50 % 20 % 50 % 20 % 50 % 20 % 50 % 20 % 50 %

Ё ° а О1»® О Е г ю ц Й ° Ч о оч оч о о Г--Оч ГЛ О Оч СТ\ оо СТч ОЧ о\ ОО г- Ш ОО ГА ЧО

С 3 * Сю

Показатель ВЯЗКОСТИ структуры/оценка 4,80/9 6,72/13 34,80/68 26,40/51 8,96/17 4,17/8 50,36/99 50,33/99 ЧС ОО СП 2,74/5 2,48/4 3,80/7 5,92/11 0,66/1

Показатель прочности структуры/оценка 1,41/59 1,03/97 2,61/61 2,02/2 2,05/5 1,63/37 1,03/97 1,04/96 1,4/60 1,35/65 2,26/26 2,4/40 2,26/26 2,4/40

Показатель предела текучести/оценка 18,65/48 76,46/92 70,32/80 34,82/58 189,21/45 206,13/35 86,3/90 123,14/93 54,51/70 89,28/84 43,64/65 113,14/93 35,83/59 4,27/39

*- концентрация бишофита в модельных смесях.

Далее провели на основе балльных оценок анализ (таблица 9) по показателям - вязкость мазей, механическая стабильность и динамический предел текучести. Были определены числовые значения в зависимости от достигнутого значения. При этом в качестве интегральной оценки качества использовали: простое среднее значение всех показателей; взвешенное среднее всех показателей; последовательное применение к отобранным объектам методов Парето, Бор да, БОФа (таблицы 8-11, рисунок 5). При этом на каждой стадии применения методов последовательно снижали мощности исходного множества объектов с последующим применением критерия оптимальности для выбора лучшего объекта. При этом на этапе оптимизации по методу Парето и ранжирование по методу Борда участвовали 8 составов, в то время как суммирование рангов по БОФу проводилось уже на 6 составах. Используя критерий наибольшего результата был выбран лидер - состав № 19 (П 19.2.), содержащий 50% бишофита. Далее в убывающем ряду был состав № 1, содержащий 50% бишофита (рисунок 5).

Таким образом, разработанный состав мази на основе ПЭГ 400 и 1500 с включением 50% раствора минерала бишофит оказался наиболее эффективным. Для этого состава был разработан проект ФСП и опытно-промышленный регламент производства «Мази бишофитной». Также по результатам данного исследования был разработан состав мази «Пастообразный волгоградский бишофит Бишолин» (ТУ 9318-005-01896777-2004).

Таблица 8 Оптимизация по методу Парето

Мазевая композиция, № % содержание бишофита Показатели качества (баллы)

Скорость высвобождения действующего вещества Эффективная вязкость Величина механической стабильности Предел текучести

1 50 99 13 97 84

8 20 91 68 61 80

50 99 51 2 58

19 20 97 99 97 47

50 89 99 96 87

23 20 99 6 60 70

50 89 5 65 92

20 50 85 7 40 92

Таблица 9 Ранжирование по методу Борда

Показатель Объект

* гч в П8.1 П8.2 СТ\ £ П19.2 П23.1 П23.2 П20.2

Скорость высвобождения действующего вещества 6 4 7 5 2 7 3 1

Эффективная вязкость 4 6 5 8 7 .2 1 3

Величина механической стабильности 1 4 1 8 6 3 5 2

Предел текучести 6 3 1 5 8 2 4 7

Сумма рангов 23 17 14 26 23 14 13 13

»-Сокращения: П1.2. - пропись №1, концентрация бишофкта 20% (1) или 50% (2).

Показатель Объект

П,.2 П8.1 П8.2 П,9.1 П19.2 П232

Скорость высвобождения действующего вещества 6 4 7 5 2 3

Эффективная вязкость 4 6 5 7 7 1

Величина механической стабильности 7 4 1 8 6 6

Предел текучести 4 3 1 6 5 7

Сумма рангов 21 17 14 26 20 17

Таблица 11 Весовые коэффициенты рангов

Показатель Объект

П1.2 П8.1 П8.2 П19.1 П19.2 П23.1

Скорость высвобождения действующего вещества 0,22 0,13 0,22 0,16 0,06 0,22

Эффективная вязкость 0,13 0,19 0,16 0,25 0,22 0,06

Величина механической стабильности 0,24 0,14 0,03 0,28 0,21 0,10

Предел текучести 0,24 0,12 0,04 0,20 0,32 0,08

[И.2.

П 19.1.

Рисунок 5 Критерий наибольшего результата

Далее используя полученные практические результаты с помощью интуитивно-логического анализа проблемы создания мягких лекарственных форм с качественной и количественной оценкой суждений и формальной обработкой результатов была разработана мягкая лекарственная форма с лекарственным препаратом Поликатан (препарат бишофита для лечения стоматологических заболеваний). В результате установлено, что «Гель Поликатана» - это однофазная дисперсная система представляет собой неньютоновскую жидкость, имеющую предел текучести. Установлено резкое, но плавное снижение вязкости в интервалах скоростей до 25е"1. При более высоких скоростях сдвига вязкость практически не снижалась (рисунок 6).

Состав №5

jf: ioo

С -—-.-:---,--г--,-:-

1,5 51,5 101,5 151,S 201,5 251,5

скорость сдаига, Ос-1

Рисунок 6 Кривая вязкости «Геля Поликатана»

При изучении тиксотропных свойств установлено, что «Гель Поликатана» обладает стабильностью во всех интервалах скоростей сдвига, т.е. восстанавливает структуру за минимально короткое время. Определение предела текучести проводили путем определения динамического предела текучести, т.е. определение значения напряжения сдвига, при котором было возможно инструментально зафиксировать факт начала течения образца. Одновременно проводили расчет степени корреляции динамического предела текучести. Для «Геля Поликатана» данные значения составили 158 Па, при степени корреляции 0,9877 (характер зависимости - степенной). При изучении механической стабильности установлено, что структура имеет коагуляционные связи, которые способны обеспечивать обратимость деформаций после снятия напряжения за счет создания каркасов, обладающих высокой стабильностью и пластичностью, и способных к восстановлению после разрушения. «Гель Поликатана», разработанный с учетом полученных выше данных с использованием полиэтиленгликолевых основ,

подтвердил полученные данные, что позволило предложить его в качестве новой лекарственной формы лекарственного препарата «Поликатан» в качестве препарата для использования в стоматологической практике. «Гель Поликатана» является иммобилизованным препаратом «Поликатан» на высокомолекулярном носителе, увеличивающим эффективность применения. Это обеспечивает его более пролонгированное действие и эффективность применения в стоматологии. По результатам высвобождения магния «гель Поликатана» показал максимальные результаты - 76% (2 часа). При оценке степени осмотической активности также была установлена максимальная активность в изучаемом ряду: 212,9% (1 час эксперимента), 405,89% (4 час). В то время как основа показала результаты - 182,93 и 385,5% соответственно. На основании представленных данных по изучению мягких лекарственных форм бишофита и соответствующего анализа этих результатов была сконструирована методологическая схема подходов к их созданию (рисунок 7).

Методология создания жидких лекарственных композиций на основе минерала бишофит

В настоящее время для компенсации недостатка ионов магния в организме используют различные магнийсодержащие растворы для приёма внутрь, например - «Капли Береш Плюс» фирмы «ВегеБ» (Венгрия), в состав которого входят различные макро- и микроэлементы. Ранее проведенными исследованиями (Пятигорск) была доказана возможность разработки аналогичных составов. Однако дополнительное введение в состав железа может привести к проявлению периферической гиперинсулинемии. Поэтому был разработан состав не содержащий железа. Из данных' представленных в таблице 12 следует, что минерал бишофит содержит те же макро- и микроэлементы, что и «Капли Береш Плюс», но содержание магния, цинка и меди в бишофите несколько ниже суточных потребностей. Для дальнейших исследований был выбран следующий модельный состав раствора для приёма содержащий: бишофит - 57,16%, цинка сульфат - 0,66%, меди сульфат - 0,06%, воды очищенной до 100%. Однако раствор минерала бишофит, ввиду высокого содержания макро- и микроэлементов, обладает отрицательными органолептическими свойствами - горьким вкусом.

Поэтому основной целью корригирования в нашем исследовании стало обеспечение комфортности приёма посредством оптимизации вкуса и запаха. Был выбран комплекс корригентов состоящий из: кислоты лимонной, ванилина и сахарина. Оценку органолептических свойств проводят по шкале, предложенной И.Н. Андреевой. В основу данной системы оценки были положены 3 критерия: 1) внешний вид; 2) цветовая гамма; 3) вкус и запах в полной гармонии. Результаты определений показывают, что корригированные лекарственные формы имеют более высокий балл органолептических свойств в соот-

ветствии с предложенной оценочной методикой, в то время как раствор сравнения - бишофит имеет довольно низкий балл. Таким образом, предложенная методика позволяет объективно оценить качество корригирования жидких лекарственных форм и может быть рекомендована для органолептической оценки лекарственных форм как в процессе их разработки, так и в аналитических исследованиях. В результате разработана и утверждена нормативная документация на «Раствор Бишоф Плюс» (ТУ 9318-013-01896777-2007) и технологическая инструкция изготовления.

Таблица 12 Сравнительная характеристика содержания макро- и микроэлементов в растворе бишофита, лекарственного препарата «Капли Береш Плюс» относительно суточной потребности организма

Элемент Раствор бишофита (мг/мл) «Капли Береш Плюс» (мг/мл) Суточная потребность, мг

Магний 113,1 0,40 300

Хлор 0,323 0,03 6000

Натрий 1Д9 0,64 4000

Калий 0,63 0,28 3000

Марганец 0,00027 0,31 6,0

Никель 0,00053 0,11 0,63

Медь 0,0001 0,25 3,5

Цинк 0,00049 1,1 15,0

Железо 0,0031 2,0 14,0

Следующим этапом наших исследований явилось создание модельной смеси «Бишоф В6» для коррекции дефицита магния в организме человека, профилактики и комплексной терапии психических и неврологических состояний на основе минерала бишофит, являющегося природным источником магния.

Для обоснования состава прописи были использованы нормы суточного потребления организмом магния и витамина В6. В результате этого был предложен следующий состав: бишофита 22%, пиридоксина гидрохлорида 0,66%. В качестве комплекса корригентов был использован комплекс, использованный при разработке состава модельной смеси «Бишоф Плюс», как показавший хорошие результаты. Предложенная жидкая лекарственная форма с бишофитом «Бишоф В6» была подвергнута оценке по органолеп-тическим свойствам. Проведенный анализ показывает, что модельная смесь «Бишоф В6» имеет высокий балл органолептических свойств в соответствии с предложенной оценочной методикой, в то время как раствор бишофита имеет довольно низкий балл. В результате разработана и утверждена нормативная документация на «Раствор Бишоф В6» (ТУ 9318-01201896777-2007) и технологическая инструкция изготовления.

Рисунок 7 Принципиальная методологическая схема подходов к созданию мягких лекарственных форм

Таким образом, использованная методика позволяет объективно оценить качество корригирования жидких лекарственных форм и может быть рекомендована для органолептической оценки жидких лекарственных форм на основе минерала бишофит.

Разработанная технологическая схема традиционна: технологический акцент сделан на операции растворения действующих и вспомогательных веществ

Обоснование создания изотонических лекарственных форм на основе природных компонентов

Жидкие лекарственные формы на основе солевых компонентов, обладающие изотоничностью, можно применять при лечении различных заболеваний (по международному классификатору болезней МКБ-10) класс VII «Болезни глаза и его придаточного аппарата»: Н16, Н18, Н59; класс X «Болезни органов дыхания»: J01, J30; и класс XXI «Факторы, влияющие на состояние здоровья и обращения в учреждения здравоохранения»: Z58.8, Z98.8). Они оказывают противоотечное действие, способствуют механическому удалению слизи, уменьшают выделения и отечность слизистых оболочек, а также восстанавливают проходимость носовых ходов и улучшают дыхание, эффективны при кератитах и других болезнях роговицы, а также при различных поражениях глаза и его придаточного аппарата. В качестве такого активного солевого компонента возможно использование раствора минерала бишофит в разбавленных концентрациях, т.е. в изотонических концентрациях, что позволяет расширить спектр его применения. Изотонический раствор минерала бишофит можно использовать в офтальмологической практике в форме глазных капель. Раствор бишофита имеет высокие значения осмолярности, превышающие высший предел определения. Поэтому дальнейшим этапом исследований явился подбор адекватных разбавлений от теоретически расчетных значений с использованием многокритериальной модели, где учитывали такие параметры, как концентрация магния и осмотическое давление.

Расчет теоретической осмолярности проводился в соответствии с ОФС 42-0047-07. В результате проведенных расчетов получили получен интервал концентраций раствора бишофита в пределах 10,35-11,53 г раствора бишофита на 1 литр раствора (при значениях осмолярности 280-310 мосм/л).

Для уточнения теоретических расчетов определили практическую ос-молярность криоскопическим методом. Однако не удалось зафиксировать значения осмолярности по причине высоких значений осмолярности, и, как следствие, превышающих предел обнаружения. Поэтому дальнейшим этапом исследований явился подбор адекватных разбавлений от теоретически

расчетных значений. В результате был выбран интервал разбавления -0,075-0,416%. Из приведенных данных в таблице 13 следует, что растворы бишофита в концентрации 0,292% - 0,416% имеют осмотическое давление, входящее в интервал изотоничности, регламентированные ГФ РФ XII изд (239-376 мосм/л).

Таблица 13 Результаты определения осмотического давления

№ Разведение бишофита Раствор ИаС1 (0,9000%)

п/п 0,075% 0,092% 0,292% 0,34% 0,416%

1 122 148 280 297 335 287

2 121 147 281 298 336 286

3 121 148 280 298 336 288

4 122 148 281 297 336 286

5 121 148 281 297 336 286

среднее 121±1 148±1 280±1 297±1 336±1 287±1

? ......................г.....................г.......................................... .....................г..................... .....................;...........................................

Рисунок 8 График зависимости осмотического давления от концентрации раствора минерала бишофит

В данных пределах концентраций (от 0,075% до 0,416%) зависимость осмотического давления от концентрации раствора минерала бишофит приближается к прямой. Следовательно, методом интерполяции можно рассчитать концентрации раствора минерала бишофит близкие к изотонической (по осмотическому давлению) в данном интервале (рисунок 8). При этом теоретический расчет изотоничности нельзя использовать для расчета изотоничности при использовании минерала бишофит, так как он является приближенным методом и не учитывает все возможные взаимодействия в

растворе минерала бишофит, т.е. электролита. В этом же случае экспериментальный метод показывает истинное (реальное) значение осмотического давления. Таким образом, используя метод «серий разбавления», был установлен интервал концентраций бишофита 0,3-0,4%, обеспечивающий осмотическое давление равное осмотическому давлению изотонической концентрации слезной жидкости и плазмы крови, что позволило предложить методику создания офтальмологических форм с раствором минерала бишофит для стимуляции регенераторно-репаративных процессов. Технологическая схема получения офтальмологической формы (глазные капли) включает в себя основные стадии и основные контрольные точки производства на этапах приготовления капель и фасовки. Проведенная стандартизация глазных капель по основным критериям позволила завершить комплекс исследований и разработать и утвердить нормативную документацию - «Раствор бишофита профилактический» (ТУ 9318-008-01896777-05) и технологическую инструкцию по его изготовлению. Стандартизация проведена в соответствии с требованиями ГФ 11 изд. ст. «Капли глазные». В результате проведенных исследований по разработке комплекса жидких лекарственных форм была предложена гамма лекарственных препаратов для внутреннего и наружного (офтальмологическая форма) применения (таблица 14).

Таблица 14 - Жидкие лекарственные формы минерала бишофит

Лекарственные препараты Применение Группа АТХ

«Бишоф В6» Минеральные добавки (А12), витамины (All) А12СС; А11Е.

«Бишоф Плюс» Минеральные добавки (А 12) А12СС; А12СВ.

«Раствор бишофита профилактический» Препараты для лечения заболеваний глаз (SOI), препараты для лечения офтальмологических заболеваний (S02) S03D; SO IXА; S01KX

Фармакологические исследования мягкой лекарственной формы с бишофитом

Помимо системного действия лекарственные препараты магния обладают местным эффектом и могут оказывать противовоспалительное, антимикробное и фунгистатическое действие разной степени выраженности, нормализовывать микроциркуляцию и обмен веществ. В результате проведенных экспериментальных исследований было установлено, что мазь бишофитная (на основе ПЭГ 400 и 1500 с добавление 50% бишофита) и мазь «Вулнузан» (препарат сравнения) оказывает противовоспалительное действие при различных мо-

делях отека лапки крыс, выраженное в разной степени (рисунок 9 и 10). Так, мазь бишофитная на модели серотонинового отека достоверно уменьшает отек лапки через 3 часа на 32,5%; при гистаминовом - на 37,7%, при каррагениновом - на 17,7% по сравнению с группой экспериментальной патологии. В тоже время под влиянием препарата сравнения мази «Вулну-зан» на модели серотонинового отека отек лапки уменьшался на 16,3%, а при каррагениновом отеке - на 7,3%. Таким образом, мазь бишофитная оказывает более выраженное противовоспалительное действие, чем мазь «Вулнузан», при этом наибольшее отличие отмечалось при отеке, вызванном каррагенином (в среднем в 2 раза).

ОКонтсюпь

«Мячимкмюпп» «Ьшпфкг

* - изменения статистически значимы относительно контроля (р<0,05)

Рисунок 9 Влияние мази бишофитной

на воспаление, вызванное гистамином и серотонином

* - изменения статистически значимы относительно контроля (р<0,05)

Рисунок 10 Влияние мази бишофитной и препарата сравнения «Вулнузан» на воспаление, вызванное каррагенином и серотонином

Исследования показали, что мазь бишофитная, в зависимости от введенной дозы, увеличивала фагоцитарный индекс (ФИ) нейтрофилов в 1,5-1,8 раза, причем данные изменения сохранялись дольше 3 суток после отмены ЛС, показатель НСТ-теста возрастал максимально в 3 раза. Это является свидетельством влияния магния и мази бишофитной на процессы фагоцитоза при воспалительных заболеваниях. На основании проведенных исследований влияния мази бишофитной на процессы регенерации гнойной раны было установлено, что при лечении данной мазью края раны были умеренно гипе-ремированы, с незначительным отёком, гнойно-воспалительные явления были менее выражены, чем при лечении мазью «Вулнузан» и в контрольной группе.

На 4 сутки под воздействием мази бишофитной площадь ран сократилась на 41,6% (рисунок 11). Через 7 суток после начала лечения отмечали наиболее выраженный эффект сокращения площади раневой поверхности относительно исходного состояния ран, площадь раны сократилась на 85,5%, струпы более тонкие и эластичные.

'-л***.' .¿■.,/1'..= ,-уи

* - различия статистически значимы относительно контроля при р£0,05

Рисунок 11 Влияние мази бишофитной и мази «Вулнузан» на сокращение площади кожных ран крыс инфицированных Б^ашеиз (Д% относительно исходного значения)

На 9-11 сутки лечения площадь раневой поверхности сократилась на 91,5-95,5%, что было более выражено, чем в контрольной группе и при лечении мазью Вулнузан. При лечении мазью бишофитной и мазью Вулнузан скорость сокращения ран была наиболее высокой в первые 7 суток, но под влиянием мази бишофитной скорость сокращения ран была выше в 1,7-2 раза, чем под влиянием мази Вулнузан. В контрольной группе скорость сокращения ран в этот же срок была в 2-3 раза ниже, чем под воздействием мази бишофитной (таблица 15).

Таблица 15 Влияние мази бишофитной и мази «Вулнузан» на скорость сокращения площади инфицированной раны (V, мм/сут.)

Сутки Контроль, V, мм/сут. Мазь бишофита Мазь «Вулнузан»

V, мм/сут. Д % относительно контроля V, мм/сут. Д % относительно контроля

2 4,33 12,28 183,6 7,32 69,05

4 6,89 10,.4 50,94 8,19 18,86

7 4,18 12,21 192,1 6,05 44,73

9 6,33 10,17 60,66 7,1 12,16

11 6,77 8,68 28,21 7,55 11,52

Результаты бактериологического контроля раны по отпечатку показали, что на 2 сутки после начала лечения произошло резкое снижение бактериальной обсемененности до 105. На 7-9 сутки тенденция к снижению роста колоний золотистого стафилококка сохранялась. На 11 сутки отмечали отсутствие роста колоний золотистого стафилококка.

Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что мазь би-шофитная ускоряет процессы очищения инфицированных ран от бактериальной обсемененности, оказывает действие на процессы сокращения раневой поверхности, увеличивает скорость сокращения ран и уменьшает сроки их заживления, превосходя по активности препарат сравнения мазь «Вулнузан».

При изучении влияния на лечение контактного отморожения у крыс моделировали криотравму Ш-а степени, характеризующуюся частичным некрозом кожи с сохранением росткового слоя эпидермиса или придатков кожи и протоков желез.

В контрольной группе животных сокращение площади криотравмы не имело выраженного характера и на 5 сутки составляло 18,9% относительно исходного состояния, на 10 сутки - 36,84%, на 14 сутки — 64,9% (рисунок 12). Отторжение струпа отмечали на 24 сутки. В опытной группе животных мазь бишофитная ускоряла процесс заживления кожного дефекта. Сокращение площади ран относительно исходного состояния на 5 сутки составляло 29,45%, на 10 сутки - 69,85% (в контрольной группе - на 18,9% и 36,84%) (рисунок 13). Под влиянием мази «Вулнузан» на 10 сутки площадь ран сократилась относительно исходного состояния на 53,9% (контроль на 54,3%; препарат сравнения мазь «Вулнузан» на 28,1%). Причем на 5-16 сутки различия относительно контрольной группы и препарата сравнения мази «Вулнузан» были статически значимыми. Следует отметить, что мазь «Вулнузан» по эффективности действия на данной модели патологии уступала мази бишофитной, динамика репарации превышала контрольный уровень, но была замедлена относительно мази бишофитной. Процесс заживления раны заканчивался формированием соединительной (рубцовой) ткани. Отторжение струпа при эпителизации раны под воздействием мази бишофитной наступало на 18 сутки (препарат сравнения на 22 сутки, контроль на 24 сутки).

I ;

\К

. Л,.

<4 1, у

\/чх

Рисунок 12 Влияние мази бишофитной и мази «Вулнузан» на скорость сокращения площади тканевого дефекта кожи крыс при криотравме

Рисунок 13 Влияние мази бишофитной и мази «Вулнузан» на сокращение площади тканевого дефекта кожи крыс при криотравме

Установлено, что при отморожении мазь бишофитная способствует более быстрому уменьшению отечности тканей и ускоряет формирование

грануляционной ткани по сравнению с мазью «Вулнузан» и контрольной группой. Репаративные процессы протекали более активно, что подтверждалось большим количеством фибробластов и коллагена в ране. Репара-тивное действие мази бишофитной более выраженное, чем у мази «Вулнузан». Анализируя эффективность влияния мази бишофитной на бактериальную обсемененность раны (таблица 16), следует отметить, что в течение всего срока эксперимента рост бактериальной обсемененности раны снижался, и на 11 сутки рост колоний Staphilococcus aureus отсутствовал. Наибольший антибактериальный эффект был выявлен у мази бишофитной особенно в отношении патогенного стафилококка (где сроки выживания патогенного агента в субстрате исчислялись 48 часами) и кишечной палочки; в меньшей степени - для грибов рода Candida и эпидермального стафилококка (таблица 17). Анализируя полученные данные, можно заключить, что мазь бишофитная ускоряет заживление и очищение от бактериальной обсемененности инфицированной раны кожи крыс, превосходя по активности препарат сравнения мазь «Вулнузан». Мазь бишофитная оказывала положительное влияние на течение контактного аллергического дерматита вызванного 2,4-динитрохлорбензолом, которое протекало в менее выраженной форме, чем при применении мази «Вулнузан».

Таблица 16 - Влияние мази бишофитной и препарата сравнения «Вулнузан» на сроки очищения раны от бактериальной обсемененности

Сроки наблюдения Количество микробных тел на 1 г ткани

контрольная группа мазь бишофитная мазь «Вулнузан»

отпечаток мазок отпечаток мазок отпечаток мазок

начало лечения 107 сплошной рост 107 сплошной рост 107 сплошной рост

2 сутки 10б 3*108 105 сплошной рост 105 сплошной рост

4 сутки 106 4,4*107 105- 12 колоний 103 — 280 колоний 200 ю5 100

7 сутки 105 8*105 103 -63 колонии 84 ю5-103 60

9 сутки 103 3*105 103 — 20 колоний роста нет 103 9

11 сутки ю2 106 роста нет роста нет ю2 1

Таблица 17 Влияние мази бишофитной на рост условно-патогенной рофлоры кожи (оценка в баллах)

Рост микроорганизмов (количество КОЕ микроорганизмов на 1 г мази)

через 6 часов через 24 часа через 48 часов через 7 суток

ю-1 ю-5 10"s ю-1 ю-3 Ю-5 ю-1 ю-3 Ю-5 ю-1 Ю-3 Ю-5

Staphylococcus epi-dermalis +++ +++ +++ +++ +++ + +++ + + ++ 0 0

Candida ablicans +++ +++ 0 ++ + 0 ++ + 0 0 0 0

E. coli +++ +++ ++ ++ + 0 + 0 0 0 0 0

Staphylococcus aureus +++ +++ +++ +++ ++ 0 ++ 0 0 0 0 0

В первые сутки лечения гиперемия была выражена в меньшей степени и уменьшилась локальная отечность кожи. Через 7 дней с начала лечения мазью бишофит у части животных начинали расслаиваться нек-ротизированные очаги. Микроскопически на 7 сутки отмечено начало регенерации эпидермиса под струпом (рисунок 14). На 10 сутки применения мази бишофитной частичная эпителизация раны наблюдалась у 40% животных, на 12 сутки - у 60% животных. На 14 сутки полную эпителизацию раны отмечали у 100% животных (в то время как у контроля - 18 сут.; препарата сравнения - 16 сут).

Таким образом, мазь бишофитная уменьшала развитие отечности и эритемы пораженного участка кожи, ускоряла отторжение струпа. Полная эпителизация кожного дефекта при применении мази бишофитной наступила быстрее, чем при применении мази «Вулнузан». Мазь бишофитная также ускоряла заживление кожной раны, вызванной ультрафиолетовым облучением. Скорость заживления под влиянием мази бишофитной была выше на 27% по сравнению с контрольной группой.

Так, на 6 сутки площадь дефекта по сравнению с контрольной группой уменьшилась на 15,9%, через 8 суток на 23,4%, через 10 - на 34,7%, через 12 - на 55,9%, через 14 - на 86,6%. Средняя скорость заживления в группе животных, получавших аппликации мази бишофитной, была больше по сравнению с контрольной на 27,0%. Полная эпителизация наступила на 16 сутки (рисунок 15).

Рисунок 14 Влияние мази бишофитной на аллергический контактный дерматит, вызванный ДНХБ (7 сутки). Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение х 320

Рисунок 15 Влияние мази бишофитной

и препарата сравнения «Вулнузан» на изменение площади ожоговой раны у крыс, вызванной ультрафиолетовым облучением

■■«"Хангропа

"•-■мазь Ше*раг-а виаюфйг -«--мвэь "Оуляуэв;*"

При патоморфологическом исследовании в группе животных, получавших аппликации мази бишофитной, на 5 сутки отмечали пролиферацию клеток в базальных слоях эпидермиса. Дерма слабо отечна, воспалительный инфильтрат умеренный, рассеянный, представлен макрофагами, лимфоцитами, фибробластами, единичными полиморфно-ядерными лейкоцитами с формированием грануляционной ткани. На 10 сутки наблюдалась эпителизация раны. С краевых зон наблюдается на-ползание слоев эпидермиса, рана чистая, в глубине грануляционная ткань (рисунок 16-17, окраска гематоксилин-эозин, увеличение х180). Таким образом, на основании экспериментальных данных показано положительное влияние мази бишофитной при ожоговом повреждении кожи. Представляется целесообразным ее применение в дерматологической практике в качестве средства при воспалительных заболеваниях кожи. По эффективности репаративного действия мазь бишофитная превосходила мазь «Вулнузан» («Р1штпасЫт»).

Рисунок 16 Влияние мази бишофитной на Рисунок 17 Влияние мази бишофитной на

заживление повреждения кожи, вызванного заживление повреждения кожи, вызванно-I ультрафиолетовым облучением (5 сутки) го ультрафиолетовым облучением (10 [ сутки)

Фармакологические и токсикологические исследования жидких лекарственных форм с бишофитом

[ При изучении острой токсичности модельных смесей «Бишоф-плюс»

и «Бишоф В6» установлено, что при внутрижелудочном введении крысам (самки и самцы) уровни летальных доз у модельных смесей составил: I «Бишоф плюс»: 7,45 мл/кг, а у «Бишоф В6» - 3,70 мл/кг, что позволяет от-I нести их к малотоксичным средствам. При этом для картины острого от-I равления модельными смесями была характерна картина клиники токсических эффектов магний-содержащих препаратов (наличие седации, снижение болевой чувствительности и подвижности, урежение дыхания. Гибели животных сопутствовали боковое положение, клонико-тонические судороги, урежение и остановка дыхания). По результатам изучения хронической токсичности модельных смесей «Бишоф-плюс» и «Бишоф В6» на органы и системы при 6-ти месячном их введении крысам было установлено отсут-1 ствие необратимых токсических эффектов на ЦНС, гемопоэз, функцио-| нальную активность сердца, печени, почек. Отсутствие данных эффектов зарегистрировано гематологическими, функциональными и патоморфоло-гическими исследованиями. В указанных исследованиях модельные смеси I испытывались на животных в 3-х дозах: терапевтической (0,007 мл/кг), токсической (0,7 мл/кг) и промежуточной (0,07 мл/кг).

При этом в поведении у животных, получавших в токсических дозах модельные смеси отмечены элементы седации только в течении первых I трех месяцев эксперимента. В последствии у крыс, получавших модельную смесь «Бишоф-плюс», снижалась двигательная активность и эмоциональ-! ность, а у крыс, получавших модельную смесь «Бишоф В6», подвижность и

эмоциональность была более высокой. Возможно наличие витамина Вб в модельной смеси «Бишоф В6» и обусловило наличие у него психоэнергизи-рующих свойств, которые не зафиксированы были у модельной смеси «Бишоф-шпос».

Выявленные эффекты по поведению у крыс при исследовании модельных смесей нивелировались в период их отмены в течение 1 месяца. Таким образом, из проведенных общетоксических исследований было установлено, что по степени токсичности, исследуемые модельные смеси относятся к классу малотоксичных веществ. А в исследованиях по изучению их хронической токсичности было доказано, что данные модельные смеси являются безопасными. В этой связи на следующем этапе была изучена скорость компенсации алиментарного дефицита магния на модели содержания животных на безмагниевой диете. При изучении скорости компенсации алиментарного дефицита магния было установлено, что содержание животных на безмагниевой диете сопровождалось изменением внешнего вида и ряда интегральных показателей. Так, в группе животных, получавших диету, наблюдалось потускнение шерстного покрова, гиперемия открытых участков тела (ушных раковин, хвоста и лап), отмечалась в среднем 22% гибель животных. При анализе динамики веса животных, получавших диету, не содержащую магний, было показано статистически значимое снижение массы тела. При этом к 7 неделе наблюдалось максимальное снижение веса в среднем на 27% (р<0,05).

В результате введения модельных смесей магния отмечались следующие изменения. В группе, получавшей модельную смесь «Бишоф Вб», уровень магния восстанавливался максимально быстро, уже на первые сутки после начала введения. На 9 день введения уровень компенсации дефицита магния в плазме у животных, получавших модельную смесь «Бишоф В6», был на 124,7%, 67,3%, 58,9% и 89,3% выше, чем в группах, получавших модельную смесь «Бишоф Плюс», раствор бишофита, «Магне Вб®» и магния сульфат соответственно. Восстановление внутриклеточной концентрации магния в эритроцитах у крыс, получавших модельную смесь «Бишоф В6», на 9 сутки составило 115%, т. е. было полным, тогда как в группе животных, получавших модельную смесь «Бишоф Плюс», раствор бишофита очищенного, «Магне Вб®» и магния сульфат, степень компенсации дефицита была на 70,1%, 38,4%, 20,2% и 55,8% ниже.

Сроки полной компенсации дефицита магния в эритроцитах, рассчитанные с помощью регрессионного анализа, для модельной смеси «Бишоф В6» были равны 4-м суткам, для раствора бишофита - 12-ти суткам, для «Магне В6®» - 8-ми суткам, для магния сульфата - 19-ти суткам, для модельной смеси «Бишоф Плюс» - 33 суткам.

Полученные результаты, говорят о том, что модельная смесь «Бишоф В6» наиболее быстро восполняет дефицит магния. Предполагается, что это связано с присутствием в составе витамина В6 , который способствует транспорту магния внутрь клетки. В то время модельная смесь «Бишоф плюс» приводила к более медленной компенсации магниевого дефицита, что может быть связано со способностью цинка снижать всасывание магния в кишечнике.

Методология создания фармацевтического предприятия на территории Волгоградской области по выпуску продукции на основе би-ш о фита

Проблема создания эффективного фармацевтического предприятия по выпуску продукции бишофита в Волгоградской области всегда была достаточно актуальной. Эта проблема является одной из приоритетных и поддерживаемых администрацией Волгоградской области. В 2000 г. в Волгоградском государственном медицинском университете, совместно в Администрацией Волгоградской области, была разработана инициативная комплексная программа «Российский магний», в соответствии с которой было инициировано комплексное изучение минерала бишофит и продуктов его переработки. Проведенный анализ показал, что потенциальные конкуренты по производству продукции на основе бишофита на территории России отсутствуют, но в тоже время проблема создания лекарственных средств на основе бишофита требует комплексного подхода в плане обеспечения качества продукции, технологичности и экологичности. В настоящее время цикл переработки бишофита многостадиен и применим для различных отраслей народного хозяйства, где на выходе можно получить целевой продукт (рисунок 18).

Предлагаемый путь решения проблемы основан на переработке бишофита и получение на его основе лекарственных, бальнеологических и космецевтических средств (рисунок 19).

То есть, в настоящее время, используя бишофит в качестве природного источника сырья, можно выпускать различные группы ЛС: жидкие лекарственные формы; мягкие лекарственные формы; твердые лекарственные формы; стерильные (инъекционные) лекарственные формы; минеральные воды, зубные пасты; лечебные грязи, растворы для принятия ванн; косметические средства. С целью оценки перспективности проекта в современных рыночных условиях было проведено изучение факторов, способных оказать влияние на развитие производства в целом.

Технический бишофит

Бишофит очищенйый от техногенных примесей

1. Рассол для бальнеотерапии

2. Кристаллический бишофит {соль для ванн)

3. Линименты бет» шофитные

4. Грязь бишофит* нэя

5. Средства косметики

6. Средства гигиены полости рта

Фармакопейный бишофит

1. Препарат "Поликатан" 1. Мазь Бишофит-ная

3. Глазные капли

4. Ректальные свечи

Бишофит зн-теральный

---------

1. Бишофарм

2. Бишофарм Ве

3. Бишофарм плюс

4. Минеральная вода

Продукт,*.« Переработки бишофита ,

органически» « нергаиически* соли магнии

Мд и, О- и ой-аспарагинат, Мд I.- и ОЬ-глутамат, Мд 01,-пироглутамат, Мд глицинат, Мд лактат, Мд сукцинат, Мд тау-ринат, Мд цитрат, Мд хлорид, Мд нитрат, Мд тиосульфат, Мд трисиликат, Мд гидрофосфат, Мд карбонат, Мд оксид, Мд сульфат

.О

1. Препараты для инфузий

2, Энтеральные формы

3. Препараты с энганцерами

4, Микронизироэанные формы

Рисунок 19 Переработка бишофита в медицине

Для создания современного фармацевтического предприятия (ФП), работающего по стандартам GMP, необходимо провести комплекс мер' связанных с созданием такого предприятия, что связано с всесторонней оценкой рисков и четкой стратегией развития ФП. Однако несмотря на отсутствие прямых конкурентов необходимо максимально оценить степень их влияния и наличие факторов, являющихся ключевыми в достижении успеха. Проведенный анализ позволил определить благоприятные возможности и опасности, с которыми может встретиться ФП в отрасли. При проведении ситуационного анализа рынка определили возможности развития ФП при существующих угрозах, а также сильные и слабые стороны проекта с помощью матрицы SWOT - анализа. Доказана перспективность создания ФП на территории Волгоградской области в плане социальной значимости и экономической эффективности при наличии широких возможностей реализации идеи. Потребности любого региона в определенных группах лекарственных препаратов в основном зависят от структуры заболеваемости его населения и его платежеспособности. Структура заболеваемости населения Волгоградской области во многом схожа со структурой заболеваемости в промышленно развитых странах - стареющее население, болезни развитого общества (сердечно-сосудистые, онкология, болезни органов пищеварения).

На рисунке 20 представлена структура заболеваемости населения по данным Минздравсоцразвития РФ.

Рисунок 20 - Структура заболеваемости населения региона

Если же при анализе потребления лекарственных препаратов в разрезе аптечных продаж рассматривать лекарственные препараты бишофита, то их можно отнести к следующим группам: лечение заболеваний сердечнососудистой системы; заболеваний костно-мышечной системы; заболеваний кожи, что составляет 29,69% стоимостного объема продаж (в долларах США) или 30,29% от натурального объема продаж (кол-во упаковок). Эти выводы подтверждаются также данными по количеству больных, имеющих

показания к применению ЛС на основе бишофита и количество больных с данной патологией по Волгоградской области и России в целом.

Несмотря на многообразный спектр используемых лекарственных форм в фармацевтической промышленности современная технология позволяет унифицировать технологические стадии, операции и процедуры. С этой целью можно использовать основные контрольные точки производства (таблица 18) с одновременным использованием карт приемки технологического оборудования как основного критерия, способного повлиять на качество готовой продукции (на примере мягких лекарственных форм).

Таблица 18 Контрольные точки производства

Контрольные точки производства

Контроль температуры Количество компонентов Скорость перемешивания и гомогенизации Продолжительность производственных стадий Количест-вен-иый анализ компонентов Масса дозы

Приготовление основы Приготовление основы Приготовление основы Приготовление основы - -

Добавление действующих веществ Добавление действующих веществ Добавление действующих веществ - - -

Добавление последующих компонентов Добавление последующих компонентов Добавление последующих компонентов - - -

Гомогенизация - Гомогенизация Гомогенизация Количественный анализ -

Фасовка - - - Масса дозы фасовки

Момент либо повод для документирования

Для успешного производства продукции предлагаем осуществлять разработку спецификаций на применяемое сырье с целью унификации технологии. Для этого требуется подробное и всеохватывающее документирование имеющихся производственных данных. В принципе это даст возможность в будущем составить универсальный алгоритм разработки спецификаций для производства любого типа фармацевтической продукции.

При этом раскрытие критических параметров изготовления рекомендуем вводить с целью оптимизации технологии и упрощения процедуры ее внедрения на фармацевтическом предприятии.

Так как раствор минерала бишофит является природным соединением, то способы его добычи и переработки оказывают влияние на экологическую обстановку. Была проведена оценка влияния на экологическую обстановку региона при запуске фармацевтического предприятия по выпуску лекарственных средств.

В настоящее время переработка раствора минерала бишофит в народном хозяйстве проводятся по следующей схеме, представленной на рисунке 21. Из данной схемы следует, что при любом способе переработки би-шофита будут образовываться побочные продукты (хлористоводородная кислота и газообразный хлор). Таким образом, этот путь переработки требует значительных усилий по защите окружающей среды.

В случае использования минерала бишофит в качестве сырья для фармацевтической продукции (рисунок 19) избегаем получения таких реакционно-опасных продуктов.

Однако без системного анализа изучения сложных систем, в частности, технологических процессов, оценить их влияние на экологию на этапе создания такого производства невозможно.

Рисунок 21 Схема переработки минерала бишофит

Причем необходимо отметить, что если системный анализ будет выбран основным вектором стратегии развития, то эта научная основа приведет к резкому сокращению сроков внедрения лабораторных разработок в промышленное производство. При оценке химико-технологической системы, которая представляет собой весь производственный цикл, предполагается, что аппараты, обеспечивающие реализацию высокоэффективных, малоотходных и ресурсосберегающих технологий, являются элементами

(подсистемами) единого цикла. Анализ такой структуры, такой системы связан с декомпозицией ее элементов и подсистем, выявлением их устойчивых взаимоотношений и обычно происходит в две стадии: 1) макроисследование, 2) микроисследование. Анализ основных процессов подготовки и производства показывает, что обобщающей стороной технологии является процесс активного использования сырья в целях повышения показателей эффективности.

Таким образом, если взять в качестве базового примера технологическую схему производства мягких лекарственных форм, то можно выделить пять основных (приоритетных) подсистем, обладающих, с одной стороны, полной автономностью, с другой - тесной взаимосвязью в рамках предлагаемой технологии производства (рисунок 22).

В данном контексте интересна подсистема природоохранной стратегии, как наиболее актуальная в современных условиях.

Решение подобной задачи является одной из важнейших и весьма сложных составляющих во многих отраслях инженерно-технической деятельности, в т.ч. фармацевтической. Подход к их решению включает сравнительный анализ альтернативных вариантов и путей повышения коэффициента экологического действия, выявление наиболее важных характеристик взаимодействия с окружающей средой, анализ возможностей построения новых технологических процессов.

Таким образом, при освоении производства фармацевтической продукции на основе минерала бишофит, необходимо выделять два этапа -начальный и этап промышленного выпуска.

На первом этапе потребление данным производством экологических ресурсов рассматривается как взаимодействие с бесконечно большой системой, что исключает необходимость внедрения каких-либо мероприятий по снижению уровня воздействий на этот вид ресурсов. Особенностью этого этапа является то, что воздействия на все другие виды экологических ресурсов не учитываются, учет ведется только таких технико-экономических показателей, как максимальный коэффициент полезного действия, максимальный выход полезного продукта, использование технических достижений, т.е. показателей, которые сводили бы к минимуму затраты на единицу продукции, а воздействия на окружающую среду не учитывались.

На этапе промышленного выпуска анализ экологичности производства лекарственных препаратов бишофита основан на том, что потребление данного вида экологических ресурсов - бишофита, рассматривается как необратимое воздействие, и при этом учитывается расход такого ресурса и воздействие производства на все другие виды экологических ресурсов (сопутствующие или побочные воздействия), т. е. предусматриваются меро-

приятия, обеспечивающие минимум отрицательных воздействий при решении основной цели производства - выпуск фармацевтической продукции.

Таким образом анализ показал, что на современном уровне знаний достаточно четко проявляются общие методы и вектор экологизации предприятий в фармацевтическом производстве. В настоящее время имеются возможности существенно снизить уровень отрицательных воздействий, а в некоторых случаях их полностью ликвидировать, если на всех этапах проектирования, изготовления и эксплуатации производства учитывать все виды взаимодействия с окружающей средой.

I. Подсистема подготовки сырья

Измельчение

1

Дозирование

Смешивание

II. Подсистема надежности (обеспечение качества изготовления)

Структурные характеристики сырья

Эффективность (надежность) работы оборудо-

Ш. Подсистема оценки качества продукции

I

Оценка качества готовой продукции. Карантинное хранение

IV. Подсистема переработки продукции

Потери механические

Брак продукции

V. Подсистема природоохранной стратегии

Промышленная экологическая безопасность и ресурсосбережение

Рисунок 22 Схема системной разработки и усовершенствования технологии мягких лекарственных форм

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен методологический подход к решению фундаментальной проблемы создания лекарственных форм на основе минерала бишофит. Осуществлена его глубокая очистка от техногенных примесей методом адсорбции с помощью магния оксида, что позволило сократить длительность процесса и упростить его аппаратурное оформление.

2. Проведена стандартизация очищенного раствора бишофита, предложены основные показатели: плотность 1,29 - 1,33 г/см3; показатель преломления 1,4285-1,4305; рН 5,0-7,0; содержание примесей железа не более 0,0003%; примесей мышьяка не более 0,0002%; содержание органических примесей - по степени окраски раствора не должен превышать эталон В5; микробиологическая чистота категория ЗБ; количественное определение (содержание магния) 8,5-9,0%, при сроке годности 3 года.

3. Установлен низкий уровень токсичности раствора минерала бишофит. ЛДзо для самок составил 6,3 (4,95 - 8,65) мл/кг, а у самцов - 7,2 (5,86 - 9,05) мл/кг, что в сравнении с неочищенной формой ниже в два раза. Раствор минерала бишофит практически не изменяет показатели крови; оказывает местно-раздражающее действие на слизистую желудочно-кишечного тракта. При изучении хронической токсичности раствора минерала бишофит установлено, что он не вызывает изменений в морфологическом составе крови. На внутренние органы животных отрицательного воздействия не обнаружено.

4. Для минерала бишофит, на основе биофармацевтических исследований и с помощью математических методов планирования эксперимента, разработана мягкая лекарственная форма - мазь. Установлено, что оптимальной основой для неё является сплав на полиэтиленгликолях 400 и 1500. Они обеспечивают максимальное высвобождение магния (80%); обладают высокой осмотической активностью; структура имеет все необходимые реологические показатели, характерные для мазей.

5. Разработана иммобилизованная форма для использования в стоматологии «Гель Поликатана» на основе препарата бишофита - Поликатан. Установлены его основные характеристики, доказывающие высокую эффективность.

6. Сконструирована оригинальная схема подходов к созданию мази с бишофитом и технологическая схема жидких лекарственных форм. Предложено использовать специальные технологические карты для оптимизации технологии и упрощения процедуры ее внедрения на фармацевтическом предприятии по основным критериям проверки качества, в ходе процесса (М-РгогезБ-КоЩгоПеп - 1РК) и контрольным точкам производства по типу «контроль в ходе процесса» для определения проектного качества с учётом валидационных характеристик.

7. Разработаны составы корригированных жидких пероральных лекарственных форм бишофита для обеспечения комфортности приёма за счет оптимизации вкуса и запаха модельных смесей «Бишоф Плюс» и «Бишоф В6». Изучена зависимость осмоляльности растворов бишофита от концентрации и показаны способы изотонирования офтальмологических лекарственных форм.

8. Установлено, что по степени токсичности модельные смеси «Би-шоф-плюс» и «Бишоф В6» можно отнести к малотоксичным средствам. При изучении хронической токсичности установлено, что модельные смеси «Бишоф-шпос» и «Бишоф В6» не оказывают необратимых токсических эффектов, что свидетельствует об отсутствии патологического влияния данных ЛП. Доказаны отличительные свойства хронической токсичности при изучении поведения крыс. У крыс, получавших модельную смесь «Бишоф-плюс», наблюдалось отчетливое угнетение подвижности, снижение эмоциональности. У крыс, получавших модельную смесь «Бишоф В6», отмечалось наличие агрессии, выраженная эмоциональность, что обусловлены наличием сопутствующих компонентов в указанных композициях.

9. Установлено, что мазь минерала бишофит оказывает выраженное противовоспалительное действие, обусловленное ее стимулирующим действием на фагоцитоз нейтрофилов. По специфической активности мазь минерала бишофит превосходит препарат сравнения «Вулнузан» в 2 раза.

10. Доказано, что мазь минерала бишофит улучшает регенерацию тканей, оказывая стимулирующее действие на репаративные процессы при инфицированных и неинфицированных дефектах кожи, ускоряя заживление и очищение от бактериальной обсемененности инфицированной раны. При отморожении лечение мазью минерала бишофит вызывает более быстрое уменьшение отечности тканей и ускорение формирования грануляционной ткани.

11. На основании экспериментальных данных показана целесообразность применения мази минерала бишофит при острой локальной крио-травме. Доказано положительное влияние на течение контактного аллергического дерматита и доказано стимулирующее влияние на процессы регенерации кожи при ожоге, что позволяет рекомендовать ее в различных фазах течения раневого процесса.

12. Доказано на моделях алиментарной гипомагнезиемии, что модельная смесь «Бишоф В6» наиболее быстро восполняет дефицит магния благодаря присутствию в составе витамина В6. Модельная же смесь «Бишоф плюс» приводит к более медленной компенсации магниевого дефицита, .что связано со способностью цинка снижать всасывание магния в кишечнике. Модельная смесь «Бишоф В6» достоверно превосходит по активности «Бишоф плюс» и раствор бишофита очищенного.

13.Установлено, что на сегодняшний день в Волгоградской области существуют все экономические предпосылки для создания фармацевтического предприятия. Потенциальный рынок предлагаемой к выпуску нами продукции составляет 29,66% стоимостного объема продаж (в долларах США) или 30,29% от натурального объема продаж, что обусловлено анализом текущей и прогнозом будущей потенциальной емкости регионального фармацевтического рынка и соответствует типичным значениям крупных российских фармацевтических предприятий.

14. Впервые сконструирована обобщенная методологическая схема исследования и производства мягких лекарственных форм на базе природных минеральных комплексов, позволяющая наиболее полно и широко оценить влияние всех факторов: экономических, социальных и фармако-технологических на этапах разработки и внедрения их в производство.

15. По результатам комплексных опытно-промышленных исследований разработана и утверждена нормативная документация для организации промышленного производства мягких лекарственных форм «Мазь бишо-фитная», «Гель Поликатана» - проекты ФСП (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области), утверждены опытно-промышленные регламенты на выпуск данной продукции ОПР 52317999-14-2010 «Мазь бишофитная», ОПР 52317999-13-2010 «Гель Поликатана» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов») и на производство раствора минерала бишофит - проект ФСП на «Бишофит энтералъный (очищенный)» (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области), утвержден опытно-промышленный регламент ОПР 52317999-15-2010 на выпуск «Бишофита энтерального (очищенный)» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов»). Предложенные лекарственные препараты включены в перспективные планы к промышленному освоению в 2011-2013 г.г. Разработаны и утверждены ТУ на «Раствор бишофита профилактический» (ТУ 9318-008-01896777-05), «Бальнеологическое средство - раствор минерала бишофит (очищенный от техногенных примесей)» (ТУ 9318-006-01896777-2004), «Пастообразный волгоградский бишофит «Би-шолин» (ТУ 9318-005-01896777-2004), «Раствор Бишоф В6» (ТУ 9318-01201896777-2007), ТУ на «Раствор Бишофит Плюс» (ТУ 9318-013-018967772007).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Сысуев, Б.Б. Биофармацевтическая оценка мягких лекарственных форм на основе минерала бишофит / Б.Б. Сысуев // Современные наукоемкие технологии. - 2004. - № 1. - С. 70.

2. Сысуев, Б.Б. Исследования по выбору оптимальной мазевой основы для мазей с минералом бишофит / Б.Б. Сысуев // Кубан. науч. мед. вести. - 2005. - № 3-4 (76-77). - С. 34-35.

3. Сысуев, Б.Б. Структурно-механические свойства мазевых композиций с минералом бишофит / Б.Б. Сысуев // Вестн. Волгоград, гос. мед. ун-та. - 2006. - № 4(20). - С. 42-45.

4. Сысуев, Б.Б. Технология изготовления пероральной жидкой лекарственной формы с бишофитом и методы ее анализа / Б.Б. Сысуев // Вестн. Волгоград, гос. мед. ун-та. - 2006 - № 4(20). - С. 46-48.

5. Регенерирующая активность гидрофильной мази минерала бишофит при острой локальной криотравме / A.A. Спасов, JI.C. Мазанова, A.A. Мотов, Т. А. Оробинская, Б.Б. Сысуев // Эксперим. и клин, фармакология -2008.-Т. 71, №6.-С. 39-41.

6. Противовоспалительное действие бишофитной мази / A.A. Спасов, JI.C. Мазанова, A.A. Мотов, Т.А. Оробинская, Б.Б. Сысуев // Эксперим. и клин, фармакология - 2007. - Т. 70, № 6. - С. 32-35.

7. Влияние мази минерала бишофит на прочность рубца инфицированных и неинфицированных ран кожи / A.A. Спасов, Л.С. Мазанова, A.A. Мотов, С.И. Зайченко, И.Н. Лутошкина, Т.А. Оробинская, Б.Б. Сысуев // Эксперим. и клин, фармакология - 2009. - Т. 72 № 4. - С. 43-45.

8. Сысуев, Б.Б. Исследования по выбору композиции вспомогательных веществ для мазей, содержащих бишофит / Б.Б. Сысуев // Научные ведомости Белгород, гос. ун-та.-2010. -№ 16 (87). Вып. 11.-С. 128-132.

9. Перспективы и проблемы создания на основе минерала бишофит эффективных лекарственных форм / Б.Б. Сысуев [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 6. - С. 218-221.

10. Обоснование выбора состава глазных капель бишофита с использованием многокритериальной модели принятия решений / И. Ю. Митрофанова, Б.Б. Сысуев [и др.] // Фундаментальные исследования - 2011. - № 9.-С. 152-154.

Н.Сысуев, Б.Б. Разработка состава глазных капель бишофита с использованием биофармацевтических критериев / Б.Б. Сысуев // Бюлл. Сибирской мед.-2011.-№ 5.-С. 162-166.

12.Сысуев, Б.Б. Обоснование возможности использования методов планирования эксперимента с целью оптимизации биофармацев-

тических исследований при разработке мягких лекарственных форм / Б.Б. Сысуев, Э.Ф. Степанова // Фундаментальные исследования - 2011. -№ 10.-С. 200-203.

13. Митрофанова, И.Ю. Супрамолекулярные соединения как основа инновационных офтальмологических лекарственных средств / И.Ю. Митрофанова, Б.Б. Сысуев // Вестн. Волгоград, гос. мед. ун-та. - 2011. - Приложение. Сентябрь 2011. - С. 15-16.

14. Анализ возможностей создания современного фармацевтического предприятия на территории Волгоградской области / Б.Б. Сысуев [и др.] // Современные проблемы науки и образования. - 2011. - № 4; URL: www.science-education.ru/98-4763 (дата обращения: 29.09.2011).

15. Изучение вязкостных свойств упруго-вязко-пластичных гомогенных систем с природным минералом - бишофит / Б.Б. Сысуев [и др.] // Фундаментальные исследования -2011. - № 11. - С. 212-214.

16. Заявка № 2007140096 RU от 29 октября 2007 г. МКИ А61К47/00 Способ очистки бишофита / В.И. Петров, A.A. Спасов, A.A. Озеров, Б.Б. Сысуев (RU) - № 2007140096; заявл. 29.10.2007; полож. решение 27.09.2011 г.-2 с.

17. Заявка № 2011108138 RU от 02 марта 2011 г. МКИ А61К47/00 Пролонгированная жидкая лекарственная форма на основе бишофита / В.И. Петров, A.A. Спасов, A.A. Озеров, Б.Б. Сысуев, И.Ю. Митрофанова (RU)-№2011108138; заявл. 02.03.2011; опубл. 02.03.2011.-2 с.

18. Сысуев, Б.Б. Разработка гелей с поликатаном для использования в стоматологической практике / Б.Б. Сысуев, Ю.Н. Каменская // 61-й итогов, науч. конфер. ВолГМУ (2003, Волгоград): материалы... - Волгоград, 2003. -179 с.

19. Сысуев, Б.Б. Разработка стоматологических гелей с поликатаном / Б.Б. Сысуев, Ю.Н. Каменская // Науч-практ. конфер. «Молодые ученые -здравоохранению региона» (2003, Саратов): материалы... - Саратов, 2003. -69 с.

20. Разработка и исследование мягких лекарственных форм, содержащих электролиты и фотозащитные компоненты / Б.Б. Сысуев [и др.] // Успехи современ. естествознания - 2003.-№ 11.-С. 88-89.

21. Сысуев, Б.Б. Изучение биофармацевтической доступности гидрофильных мазей минерала бишофит / Б.Б. Сысуев, A.A. Мотов // 8 регион, конф. молод, исследоват. (2003, Волгоград): материалы... - Волгоград, 2003. С. 17-18.

22. Биологическая доступность магния из мазей на основе минерала бишофит / Б.Б. Сысуев [и др.] // Бюлл. Волгоградского науч. центра РАМН и Адм. Волгоградской обл. 2004. - № 1. - С. 28-30.

23. Сысуев, Б.Б. Разработка мазей с бишофитом и их биофармацевтические исследования / Б.Б. Сысуев, Л.В. Гудкова // Итогов, науч. конфер. ВолГМУ (62; 2004; Волгоград): материалы... -Волгоград, 2004 - С 149150.

24. Сысуев, Б.Б. Бишофит - природный минерал // Б.Б. Сысуев, A.A. Спасов // Сырье и упаковка, № 8(47), 2004 г. С. 26-27.

25.Изучение стабильности мазевых основ в присутствии электролитов / Б.Б. Сысуев [и др.] // 8 междунар. съезд Фитофарм (2004; Финляндия): материалы... - Миккели, 2004. - С. 711-713.

26. Перспективы создания и разработка на основе минерала бишофита новых бальнеологических средств местного действия / A.A. Спасов, Л.С.Мазанова, A.A. Мотов, Б.Б. Сысуев // Междунар. науч.-практ. конференции, посвященной 200-летию Кавказских Минеральных Вод: "Биоресурсы. Биотехнологии. Инновации Юга России" 21-24 октября 2003. - Пятигорск, 4.2.-С. 138-143.

27. Изучение стабильности мягких лекарственных форм с природным магнийсодержащим минералом бишофит / Л.С. Мазанова, A.A. Мотов, Б.Б. Сысуев [и др.] // Микроэлементы в медицине. Т. 5,- Вып. 4,- С.84-85.

28. Реологические исследования профилактических мазей / Б.Б. Сысуев [и др.] // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. - Пятигорск, 2005. - вып. 60. - С. 151-152.

29. Оптимизация выбора основ-носителей для мазей с бишофитом на базе биофармацевтических исследований / Б.Б. Сысуев [и др.] // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. - Пятигорск, 2005. - вып. 60. - С. 156-158.

30. Сысуев, Б.Б. Изучение зависимости между структурно-механическими свойствами мазей с бишофитом и противовоспалительной активностью/Б.Б. Сысуев И Человек и лекарство: тез. докл. 13 Рос. нац. конгр. 19-23 апр. 2006 г. - М, 2006. - 593 с.

31. Митрофанова, И.Ю. Технология получения и анализ раствора с бишофитом для применения в офтальмологии / И.Ю. Митрофанова, Б.Б. Сысуев // Бюлл. Волгоградского науч. центра РАМН и Администрации Волгоградской области. - 2008. - № 4. - С. 22-23.

32. Технология получения и анализ раствора с бишофитом для применения в офтальмологии / Сысуев Б.Б. [и др.] // Бюлл. Волгоградского науч. центра РАМН и Адм. Волгоградской обл. - 2008. - № 4. - С. 22-23.

33. Технологические исследования офтальмологических растворов с бишофитом / И.Ю. Митрофанова, Б.Б. Сысуев [и др.] // Науч. обозрение. -2008.-№ 1.-С. 46-47.

34. Выбор методик и условий анализа для глазных капель бишофита / И.Ю. Митрофанова, Б.Б. Сысуев [и др.] // Всерос. науч.-практ. конф. посвященной 55-летию ЧГМА «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной медицины» (2008; Чита): материалы... - Чита, 2008 г. - С. 198-199.

35. Разработка средства для лечения стоматологических заболеваний -геля поликатанового в различных модификациях / Б.Б. Сысуев [и др.] Науч.-практ. конф. мол. ученых и студентов, посвященной 75-летию ВолГМУ, «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (68; 2010; Волгоград): материалы... -Волгоград, 2010. - С. 323-324.

36. Скорость компенсации магниевого дефицита препаратами на основе природного минерала бишофит / М.В. Харитонова, Б.Б. Сысуев [и др.] // Волгоград, науч.-мед. журн. - 2011. - № 1. - С. 18-20.

Подписано в печать 10.11. 2011 г. Формат 60x84 '/16 Тираж 200 экз. Заказ 1506. Отпечатано в типографии издательства ООО «Принт». 400120, Волгоград, ул. Чероповецкая, 3.

Актуальность проблемы

В настоящее время объем потребления лекарственных средств, производимых в Российской Федерации, составляет не более 20 % фармацевтического рынка в денежном выражении и не более 65 % - в натуральном. Такая ситуация требует кардинальных решений во многих направлениях. Основными из них являются: поиск новых сырьевых источников, разработка современных методов технологии, фармакологическое обоснование их использования и, наконец, экономическое обоснование целесообразности и возможности переработки нового лекарственного сырья. Следует сказать, что наша страна располагает большинством необходимых растительных и минеральных ресурсов.

К таким уникальным природным ресурсам следует отнести минерал бишофит, запасы которого на территории Волгоградской области практически неограничены. Бишофит содержит 80-90 % солей магния и целый ряд других элементов, его можно рассматривать как источник получения лекарственных препаратов магния, среди которых в настоящее время превалируют импортные.

Магний является важнейшим макроэлементом, универсальным регулятором биохимических и физиологических процессов, что определяется, прежде всего, его кофакторной ролью в ферментах и модулирующей функцией в ионных каналах. Являясь вторым по распространенности катионом внутри клетки, магний участвует в энергетическом, пластическом и электролитном обмене. Различные аспекты биохимической, физиологической и патогенетической роли магния описаны в многочисленных работах Тутельяна В.А., Скального A.B., Durlach J., Altura В.М., Seelig М., Rayssiguier Y., Mazur A., Wolf F.I., Weglicki W.B., Vink R., Vormann J., Quamme G.A., Schlingmann K.P.

По современным представлениям, дефицит магния приводит к изменениям, которые являются ключевыми в развитии целого ряда таких патологических состояний, как дефицит функционально-активных ферментов; развитие генерализованного воспаления с последующей системной дисплазией соединительной ткани; критическое изменение соотношения Ca:Mg и, как следствие, нарушение электролитного обмена основных биохимических и физиологических процессов. Такие заболевания, как пролапс митрального клапана, увеличение диаметра аорты и легочной артерии, гипермобильность суставов, гиперэластичность кожи могут быть следствием уменьшения содержания отдельных видов коллагена или нарушения их соотношения при магний-дефицитном генерализованном воспалении. Дисбаланс соотношения «кальций - магний» в сторону избытка кальция и дефицита магния способствует кальцификации сосудов, является ведущим в реализации избыточного тромбооб-разования, атерогенеза, аритмогенности миокарда, в развитии уролитиаза и повышенной судорожной готовности.

Однако в отечественной номенклатуре лекарственных препаратов данная группа представлена недостаточно, т.е. отечественная фармацевтическая промышленность проигрывает в рыночной конкуренции не только крупнейшим мировым фармацевтическим корпорациям, разрабатывающим новейшие инновационные препараты, но и производителям воспроизведенных лекарственных препаратов, получаемых преимущественно из Китая и Индии.

В течение последних лет в связи с ростом экономики России и реализацией приоритетного национального проекта «Здоровье» наблюдается существенный рост потребления населением Российской Федерации фармацевтической продукции.

Федеральные целевые программы «Предупреждение и борьба с социально значимыми заболеваниями (2007 - 2011 г.г.)», «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009 - 2013 г.г.)», «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы», «Национальная технологическая база на 2007 - 2011 годы», «Стратегия развития фармацевтической промышленности Российской Федерации на период до 2020 года», а также академические программы «Молекулярная и клеточная биология», «Фундаментальные науки - медицине», в рамках которых решаются проблемы развития фармацевтической и медицинской промышленности, направленны на увеличение количества отечественных препаратов.

Таким образом, проблема создания новых лекарственных препаратов на основе минерала бишофит позволит решить задачу обеспечения населения РФ лекарственными препаратами магния. Однако при наличии неограниченных запасов минерала бишофит технологических разработок до настоящего времени было явно недостаточно и практически отсутствовало фармакологическое обоснование использования препаратов на основе бишофита. В частности, не было исследований по очистке природного раствора минерала бишофит и технологии бишофита, пригодного для получения лекарственных препаратов, не были также проведены токсикологические и фармакологические исследования природного и очищенного растворов минерала бишофит и его лекарственных препаратов, т.е. до настоящего времени не было достаточного технологического обоснования для использования бишофита в фармацевтической и медицинской практике.

Поэтому разработка технологии лекарственных препаратов на основе минерала бишофит, проведение токсикологических и фармакологических его исследований является актуальной проблемой для современной фармацевтической науки и практики.

Цель исследования

Разработка технологии очистки раствора природного минерала бишофит и получения лекарственного препарата для фармацевтических целей, разработка технологии получения лекарственных препаратов для наружного и внутреннего применения, проведение токсикологических и фармакологических исследований бишофита и лекарственных препаратов на его основе. Обоснование возможности создания экономически выгодного и экологически безопасного производства по переработке и выпуску лекарственных препаратов бишофита.

Для реализации данной цели следовало решить следующие задачи:

1. Разработать оптимальные способы очистки раствора природного минерала бишофит с целью обеспечения безопасности его применения в медицинской практике.

2. Провести стандартизацию очищенного раствора минерала бишофит.

3. Провести токсикологические исследования раствора природного минерала бишофит и очищенного от техногенных примесей.

4. Основываясь на методах математического планирования эксперимента, выполнить биофармацевтические исследования in vitro по выбору оптимального состава для мягких лекарственных форм с минералом бишофит с учетом последующего использования этих лекарственных форм в дерматологической и стоматологической практике.

5. Провести оптимизацию состава жидких лекарственных форм, соответствующих требованиям, предъявляемым к лекарственным формам для внутреннего применения и в офтальмологии (органолептические свойства, изотоничность и др.).

6. Изучить противовоспалительную, регенерирующую и противоожоговую активность мягких лекарственных форм раствора минерала бишофит; эффективность применения при контактном аллергическом дерматите.

7. Изучить острую и хроническую токсичность жидких лекарственных форм раствора минерала бишофит («Бишоф Плюс» и «Бишоф В6») и эффективность их применения при алиментарном дефиците магния.

8. Осуществить анализ перспектив создания на территории Волгоградской области фармацевтического предприятия по выпуску продукции на основе раствора минерала бишофит с последующим прогнозом экологической составляющей.

9. Предложить обобщающую методологическую блок-схему исследования и производства мягких лекарственных форм с природными минеральными компонентами по принципу оптимизации технологии по типу «контроль в ходе процесса».

10. Разработать необходимую нормативную документацию для предложенных мягких и жидких лекарственных препаратов бишофита и провести работу по их внедрению.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

Проведено исследование физико-химических, технологических и фармакологических свойств природного минерала бишофит, позволившее создать единую концепцию получения и исследования магнийсодержащих лекарственных препаратов из бишофита, имеющего огромные запасы в Волгоградской области.

Обоснована технология очистки раствора природного (технического) бишо-фита, позволяющая получить лекарственный препарат, удовлетворяющий требованиям медицинской и фармацевтической практики, в том числе для использования в офтальмологических формах и для применения в стоматологии.

На основании изучения реологических и биофармацевтических свойств с помощью математических методов планирования эксперимента обоснован выбор мазевых композиций для получения мягких лекарственных форм с бишофитом.

Установлены оптимальные технологические параметры производства мягких и жидких лекарственных форм с раствором минерала бишофит. Сделан практический расчет изотонических концентраций и предложена схема их реализации.

Проведены токсикологические исследования пероральных лекарственных форм с бишофитом, изготовленных на основе очищенного раствора, и доказана безопасность их применения.

Для мягких лекарственных форм с раствором минерала бишофит доказана противовоспалительная и регенерирующая активность при лечении гнойных раневых инфекций и тканевого дефекта кожи при отморожении и эффективность лечения при контактном аллергическом дерматите и ожогах.

Изучено влияние жидких лекарственных форм, содержащих раствор минерала бишофит, на скорость компенсации алиментарного дефицита магния.

Проведен анализ перспектив создания на территории Волгоградской области фармацевтического предприятия по выпуску фармацевтической продукции и выполнена оценка факторов, влияющих на экологическую обстановку региона. Показаны возможности снижения уровня отрицательного воздействия на экологию.

Практическая значимость работы и внедрение результатов исследований

Впервые внесены практически значимые коррективы в известные способы очистки природного бишофита с учётом фактора ресурсосбережения, эффективности и безопасности. Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность получения новых лекарственных средств: бишофит энтеральный (очищенный), мазь бишофитная, «гель Поликатана». Доказана эффективность разработайных композиций путем проведенных токсикологических и фармакологических исследований.

Предложен методологический подход к созданию мягких лекарственных форм, содержащих природный минеральный комплекс, а также изотонических лекарственных форм раствора бишофита.

Данные результаты позволяют обосновать перспективность создания на основе бишофита лекарственных форм для наружного и перорального применения в качестве средств коррекции дефицита магния, противовоспалительных и регенерирующих средств.

Показана возможность создания фармацевтического предприятия на территории Волгоградской области с учетом соблюдения требований экологии.

По результатам комплексных опытно-промышленных исследований разработана и утверждена нормативная документация для организации промышленного производства мягких лекарственных форм «Мазь бишофитная», «гель Поликатана» - проекты ФСП (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области), утверждены опытно-промышленные регламенты на выпуск данной продукции ОПР 52317999-14-2010 «Мазь бишофитная», ОПР 52317999-13-2010 «гель Поликатана» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов») и на производство раствора минерала бишофит - проект ФСП на «Бишофит энтеральный (очищенный)» (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области) , утвержден опытно-промышленный регламент ОПР 52317999-15-2010 на выпуск «Бишофита энтерального (очищенный)» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов»). Предложенные лекарственные средства включены в перспективный план к промышленному освоению в 2011-2013 г.г.

Разработаны и утверждены ТУ на «Раствор бишофита профилактический» (ТУ 9318-008-01896777-05), «Бальнеологическое средство - раствор минерала бишофит (очищенный от техногенных примесей)» (ТУ 9318-006-01896777-2004), «Пастообразный волгоградский бишофит «Бишолин» (ТУ 9318-005-01896777-2004),

Раствор Бишоф В6» (ТУ 9318-012-01896777-2007), ТУ на «Раствор Бишофит Плюс» (ТУ 9318-013-01896777-2007). Получен акт внедрения от аптеки № 241 г. Волгограда о возможности внедрения раствора бишофита для офтальмологического применения.

Экспериментальные данные, полученные по итогам исследований технологии мягких и жидких лекарственных форм и изложенные в информационных письмах: «Экспериментальное обоснование состава мягких лекарственных форм, содержащих минеральные комплексы», «Направленный поиск оптимальных технологий жидких лекарственных форм, содержащих сложные солевые компоненты, и принципы корригирования органолептических свойств», «Методика изготовления мягких лекарственных форм с природными компонентами. Особенности технологии и хранения», «Методика очистки природного минерала бишофит от техногенных примесей методом адсорбции», «Методологические подходы к прогнозированию структуры фармацевтического предприятия с учетом конкурентоспособности на рынке. Оценка влияния на экологию региона», «Применение мягких лекарственных форм с бишо-фитом в лечении воспалительных заболеваний, при гнойных раневых инфекциях и дерматитах», «Глазные капли с бишофитом - средство для стимуляции регенера-торно-репаративных процессов», «Новая офтальмологическая лекарственная форма бишофита и кислоты глицирризиновой» используются в научно-исследовательской работе ГУ «Волгоградский научный медицинский центр» г. Волгоград, включены в лекционные материалы кафедр фармацевтической технологии и биотехнологии Волгоградского государственного медицинского университета, Уральской государственной медицинской академии, Сибирского государственного медицинского университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

Метод очистки минерала бишофит от техногенных примесей с целью использования его для перорального применения.

Разработка методологических подходов и блок-схемы исследования и производства мягких лекарственных форм с природными минеральными компонентами, в т.ч. бишофитом, с использованием технологических и биофармацевтических исследований.

Выявление закономерности корригирования органолептических свойств жидких лекарственных форм, содержащих минеральные комплексы.

Результаты исследований по установлению изотонического интервала в зависимости от концентрации раствора минерала бишофит.

Результаты исследования острой и хронической токсичности раствора минерала бишофит, очищенного от техногенных примесей.

Острая и хроническая токсичность препаратов «Бишоф В6» и «Бишоф Плюс», разработанных с использованием очищенного раствора минерала бишофит.

Результаты фармакологических исследований мягких лекарственных форм с бишофитом: по изучению противовоспалительной и регенерирующей активности при лечении гнойной раневой инфекции и тканевого дефекта кожи при отморожении; влияние на течение контактного аллергического дерматита; противоожоговая активность.

Доказательство эффективности применения жидких лекарственных форм для компенсации алиментарного дефицита магния.

Результаты анализа перспектив создания на территории Волгоградской области фармацевтического предприятия по выпуску продукции на основе минерала бишофит.

Связь задач исследования с проблемами фармацевтических наук

Диссертационная работа выполнена в рамках инициативной комплексной программы «Российский магний» Волгоградского государственного медицинского университета, регионального гранта администрации Волгоградской области «Разработка лекарственных средств на основе природного сырья Волгоградской области минерала «Бишофит» по договору № 05-2000, региональных грантов администрации Волгоградской области: «Разработка нормативной документации для организации внедрения комплексного лекарственного средства на основе минерала бишофит и витамина В6» (2006 г.); «Создание инновационного лекарственного средства на основе минерала бишофит для использования в стоматологической практике» (Постановление Областной Думы от 22.10.2009 г. №11/395), научно-исследовательской программы администрации Волгоградской области «Фундаментальные исследования и научное обоснование создания и использования лекарственных препаратов на основе природного бишофита в медицине, гигиене и санитарии», а также в соответствии с научным планом НИР ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздравсоцразвития России (номер государственной регистрации 01.20.02 15607).

Апробация и публикация результатов исследования

Материалы работы представлены на 62-й, 63-й, 65-й и 68-й конференциях по фармации, фармакологии и подготовке кадров ВолгГМУ; на VIII региональной конференция молодых исследователей Волгоградской области (2003 г.); на научно-практической конференции «Молодые ученые - здравоохранению региона» (Саратов, 2003 г.); на международной научно-практической конференции, посвященной 200-летию Кавказских Минеральных Вод (Пятигорск, 2003 г.); на научно-практической конференции «Современные достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань-Москва, 2004 г.); на Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (2006 г., 2011 г.); на всероссийской научно-практической конференции, посвященной 55-летию ЧГМА «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной медицины» (Чита, 2008 г.); на XI международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке», «Научные и прикладные аспекты здоровья и здорового образа жизни» (Москва, 2010 г.).

По результатам исследований опубликованы 36 работ, из них 15 научных статей, входящих в перечень, рекомендуемых ВАК. Получен 1 патент РФ (заявка № 2007140096, решение о выдаче патента от 27.09.2011 г.)

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 333 страницах машинописного текста, иллюстрирована 54 рисунками, содержит 76 таблиц и приложение. Состоит из "Введения", "Обзора литературы" (глава 1), материалов и методов исследований (глава 2) и 6 глав собственных исследований (главы 3-8), общих выводов и списка литературы, включающего 260 отечественных и 137 зарубежных источников.

Общие выводы

1. Предложен методологический подход к решению фундаментальной проблемы создания лекарственных форм на основе минерала бишофит. Осуществлена его глубокая очистка от техногенных примесей методом адсорбции с помощью магния оксида, что позволило сократить длительность процесса и упростить его аппаратурное оформление.

2. Проведена стандартизация очищенного раствора бишофита, предложены основные показатели: плотность 1,29 - 1,33 г/см ; показатель преломления 1,42851,4305; рН 5,0- 7,0; содержание примесей железа не более 0,0003%; примесей мышьяка не более 0,0002%; содержание органических примесей - по степени окраски раствор не должен превышать эталон В5; микробиологическая чистота категория ЗБ; количественное определение (содержание магния) 8,5- 9,0%), при сроке годности 3 года.

3. Установлен низкий уровень токсичности раствора минерала бишофит. ЛД50 для самок составил 6,3 (4,95 - 8,65) мл/кг, у самцов - 7,2 (5,86 - 9,05) мл/кг, что в сравнении с неочищенной формой ниже в два раза. Раствор минерала бишофит практически не изменяет показатели крови; оказывает местно-раздражающее действие на слизистую желудочно-кишечного тракта. При изучении хронической токсичности раствора минерала бишофит установлено, что он не вызывает изменений в морфологическом составе крови. На внутренние органы животных отрицательного воздействия не обнаружено.

4. Для минерала бишофит, на основе биофармацевтических исследований и с помощью математических методов планирования эксперимента, разработана мягкая лекарственная форма - мазь. Установлено, что оптимальной основой для неё является сплав на полиэтиленгликолях 400 и 1500. Они обеспечивают максимальное высвобождение магния (80%); обладают высокой осмотической активностью; структура имеет все необходимые реологические показатели, характерные для мазей.

5. Разработана иммобилизованная форма для использования в стоматологии «гель Поликатана» на основе препарата бишофита - Поликатан. Установлены его основные характеристики, доказывающие высокую эффективность.

6. Сконструирована оригинальная схема подходов к созданию мази с бишофитом и технологическая схема жидких лекарственных форм. Предложено использовать специальные технологические карты для оптимизации технологии и упрощения процедуры ее внедрения на фармацевтическом предприятии по основным критериям проверки качества, в ходе процесса (Гп-РгогеББ-Коп^оПеп - 1РК) и контрольным точкам производства по типу «контроль в ходе процесса» для определения проектного качества с учётом валидационных характеристик.

7. Разработаны составы корригированных жидких пероральных лекарственных форм бишофита для обеспечения комфортности приёма за счет оптимизации вкуса и запаха модельных смесей «Бишоф Плюс» и «Бишоф В6». Изучена зависимость осмоляльности растворов бишофита от концентрации и показаны способы изотонирования офтальмологических лекарственных форм.

8. Установлено, что по степени токсичности модельные смеси «Бишоф-плюс» и «Бишоф В б» можно отнести к малотоксичным средствам. При изучении хронической токсичности установлено, что модельные смеси «Бишоф Плюс» и «Бишоф В6» не оказывают необратимых токсических эффектов, что свидетельствует об отсутствии патологического влияния данных ЛС. Доказаны отличительные свойства хронической токсичности при изучении поведения крыс. У крыс, получавших модельную смесь «Бишоф-плюс», наблюдалось отчетливое угнетение подвижности, снижение эмоциональности. У крыс, получавших модельную смесь «Бишоф В<5», отмечалось наличие агрессии, выраженная эмоциональность, что обусловлено наличием сопутствующих компонентов в указанных композициях.

9. Установлено, что мазь минерала бишофит оказывает выраженное противовоспалительное действие, обусловленное ее стимулирующим действием на фагоцитоз нейтрофилов. По специфической активности мазь минерала бишофит превосходит препарат сравнения «Вулнузан» в 2 раза.

10.Доказано, что мазь минерала бишофит улучшает регенерацию тканей, оказывая стимулирующее действие на репаративные процессы при инфицированных и не-инфицированных дефектах кожи, ускоряя заживление и очищение от бактериальной обсемененности инфицированной раны. При отморожении лечение мазью минерала бишофит вызывает более быстрое уменьшение отечности тканей и ускорение формирования грануляционной ткани.

11 .На основании экспериментальных данных показана целесообразность применения мази минерала бишофит при острой локальной криотравме. Доказано положительное влияние на течение контактного аллергического дерматита и доказано стимулирующее влияние на процессы регенерации кожи при ожоге, что позволяет рекомендовать ее в различных фазах течения раневого процесса.

12.Доказано на моделях алиментарной гипомагнезиемии, что модельная смесь «Би-шоф Вб» наиболее быстро восполняет дефицит магния благодаря присутствию в составе витамина В6. Модельная же смесь «Бишоф плюс» приводит к более медленной компенсации магниевого дефицита, что связано со способностью цинка снижать всасывание магния в кишечнике. Модельная смесь «Бишоф В6» достоверно превосходит по активности «Бишоф плюс» и раствор бишофита очищенного.

13.Установлено, что на сегодняшний день в Волгоградской области существуют все экономические предпосылки для создания фармацевтического предприятия. Потенциальный рынок предлагаемой к выпуску нами продукции составляет 29,66% стоимостного объема продаж (в долларах США) или 30,29%) от натурального объема продаж, что обусловлено анализом текущей и прогнозом будущей потенциальной емкости регионального фармацевтического рынка, и соответствует типичным значениям крупных российских фармацевтических предприятий.

14.Впервые сконструирована обобщенная методологическая схема исследования и производства мягких лекарственных форм на базе природных минеральных комплексов, позволяющая наиболее полно и широко оценить влияние всех факторов: экономических, социальных и фармакотехнологических на этапах разработки и внедрения их в производство.

15.По результатам комплексных опытно-промышленных исследований разработана и утверждена нормативная документация для организации промышленного производства мягких лекарственных форм «Мазь бишофитная», «гель Поликатана» -проекты ФСП (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области), утверждены опытно-промышленные регламенты на выпуск данной продукции ОПР 52317999-14-2010 «Мазь бишофитная», ОПР 52317999-13-2010 «гель Поликатана» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов») и на производство раствора минерала бишофит - проект ФСП на «Бишофит энтеральный (очищенный)» (ООО «Завод Медсинтез», г. Новоуральск, Свердловской области), утвержден опытно-промышленный регламент ОПР 52317999-15-2010 на выпуск «Бишофита энтерального (очищенный)» (рассмотрено технологической комиссией ФГУП «Уральский Научно-Исследовательский институт технологии медицинских препаратов»). Предложенные лекарственные препараты включены в перспективные планы к промышленному освоению в 2011-2013 г.г. Разработаны и утверждены ТУ на «Раствор бишофита профилактический» (ТУ 9318-00801896777-05), «Бальнеологическое средство - раствор минерала бишофит (очищенный от техногенных примесей)» (ТУ 9318-006-01896777-2004), «Пастообразный волгоградский бишофит «Бишолин» (ТУ 9318-005-01896777-2004), «Раствор Бишоф В6» (ТУ 9318-012-01896777-2007), ТУ на «Раствор Бишофит Плюс» (ТУ 9318-013-01896777-2007).