ЗАНЯТИЕ № 8

ЗАНЯТИЕ № 8

 

Тема: Роль биофармации в разработке новых и совершенствовании существующих лекарственных препаратов.

 

С понятием биодоступности тесно связано понятие биоэквивалентности. Два лекарственных средства являются биоэквивалентными, если они обеспечивают одинаковую биодоступность лекарственного вещества после назначения в одинаковой дозе и одинаковой лекарственной форме. По регламенту ВОЗ (1994, 1996) и ЕС (1992) различия в фармакокинетических показателях для биоэквивалентных препаратов не должны превышать 20%.

В настоящее время изучение биоэквивалентности является основным видом медико-биологического контроля качества генерических препаратов. Внедрение определения биоэквивалентности как метода позволяет сделать обоснованное заключение о качестве, эффективности и безопасности сравниваемых препаратов на основании меньшего объема первичной информации и в более сжатые сроки, чем при проведении клинических испытаний.

На сегодняшний день существуют регламенты изучения биоэквивалентности ВОЗ (1996), ЕС (1992), Российской Федерации (1995, 2000). В них изложены основные обоснования необходимости проведения исследований биоэквивалентности. Эти исследования обязательно проводят если существует риск отсутствия биоэквивалентности или существует риск снижения фармакотерапевтического действия и клинической безопасности препарата. Например, обязательно оценивают препараты для лечения состояний. При которых необходим гарантированный терапевтический эффект; препараты с небольшой терапевтической широтой; препараты, фармакокинетика которых осложнена снижением абсорбции менее 70% или с высокой элиминацией (более 79%); препараты с неудовлетворительными физико-химическими свойствами (низкая растворимость, нестабильность, полиморфизм); препараты с документированно подтвержденным существованием проблемы биодоступности.

Исследования биоэквивалентности (фармакокинетической эквива­лен­т­н­о­сти) не в коей мере не следует рассматривать как альтернативу испытаниям фармацевтической эквивалентности – эквивалентности генерических препаратов по качественному и количественному составу лекарственных средств, оце­ниваемому по фармакопейным тестам, поскольку – фармацевтическая эквивалентность не гарантирует эквивалентности фармакокинетической. Вместе с тем, исследования биоэквивалентности предполагают, что биоэквивалентные оригиналу генерические препараты обеспечивают одинаковую эффективность и безопасность фармакотерапии, т.е. являются терапевтическими эквивалентами.

Оценка биоэквивалентности базируется на результатах изучения относительной биодоступности лекарственного вещества в сравниваемых препаратах. По своей сущности исследования биоэквивалентности представляют собой особый вид фармакокинетического исследования. Прежде всего, необходимо подчеркнуть, что изучение биоэквивалентности – это клинические испытания, где субъектом исследования является человек. Поэтому к таким исследованиям предъявляются все те официальные требования и положения, что и ко всем другим клиническим испытаниям. Планировать и проводить исследования по определению биоэквивалентности должен коллектив специалистов различного профиля: клинические фармакологи, врачи-клиницисты, биохимики, химики-аналитики. Изучение биоэквивалентности должно проходить в полном соответствии с принципами Надлежащей клинической практики в целях гарантии качества представляемых данных и защиты прав, здоровья и благополучия исследуемых.

Исследования биоэквивалентности на животных не получили широкого признания и практически не используются. К ним прибегают только на этапе доклинических исследований или в случае изучения препаратов, предназначенных для использования в ветеринарии. Как правило, термин “биоэквивалентность” в этом случае заменяется термином “фармакокинетическая эквивалентность”.

При определении эквивалентности противомикробных препаратов возможно использование методов in vitro, однако и в этом случае термин “биоэквивалентность” предпочитают не использовать.

В настоящее время в Украине имеется достаточная материально-техническая база, широко используются высокоэффективные методы для определения фармакокинетических параметров, проводится подготовка специалистов в области исследований биоэквивалентности, что позволяет решать актуальную задачу по оценке эффективности и безопасности генерических препаратов отечественного и зарубежного производства.

 

Объекты исследований биоэквивалентности.

Объектами исследования на биоэквивалентность являются генерические препараты, предназначенные для внесосудистого (но не парентерального) введения (прием внутрь, под язык и др.) при условии, что действие этих препаратов опосредовано появлением лекарственного вещества в системном кровотоке. В качестве препарата сравнения следует использовать соответствующий оригинальный препарат, или его аналог, нашедший широкое медицинское применение (желательно тот, который производится по лицензии авторов оригинального препарата).

В ряде случаев подтверждения эквивалентности не требуется. Например, для фармацевтических аналогов разрешенных средств системного действия в виде растворов – инъекционные растворы, растворы для наружного применения, глазные капли.

Для препаратов, к которым концепция биодоступности не применима (препараты несистемного действия – наружного, глазного, вагинального и др.) рекомендуется проводить сравнительные клинические или фармакодинамические исследования.

 

Контингент исследуемых при изучении биоэквивалентности.

Учитывая тот факт, что на параметры биодоступности значительное влияние могут оказывать индивидуальные анатомо-физиологические особенности , контингент исследуемых при изучении биоэквивалентности должен быть максимально однородным. Чтобы снизить разброс получаемых данных испытания препаратов проводятся на здоровых добровольцах. Могут привлекаться лица обоего пола в возрасте от 18 до 55 лет. Масса тела испытуемых не должна выходить за 20-% пределы возрастной физиологической нормы для данного пола. Предпочтительно, чтобы испытуемые были некурящими. Перед проведением испытаний необходимо провести тщательный сбор анамнеза, а также обследование испытуемых с помощью стандартных лабораторных тестов для исключения лиц с нарушениями функции элиминирующих органов (печень, почки) и сердечно-сосудистой системы. До и в процессе проведения исследования можно проводить специальные медицинские обследования, необходимость которых обусловлена особенностями фармакологических свойств изучаемого препарата.

В некоторых случаях вместо здоровых добровольцев в исследование включаются пациенты с определенными заболеваниями. Такая ситуация может возникнуть, если исследуемое лекарственное средство обладает известными побочными действиями и здоровью добровольцев может быть нанесен серьезный ущерб (например, изучение лекарственных препаратов, применяемых в онкологии, при лечении ВИЧ-инфекции и др.).

Минимальное число испытуемых, необходимое для исследования биоэквивалентности, составляет 12 человек. Банк добровольцев, отвечающих вышеуказанным критериям формируется с учетом участия кандидатов в других исследованиях и донорстве. Минимальный интервал между участием в других исследованиях и донорстве составляет 3 месяца. Все добровольцы должны быть информированы о целях и процедуре проведения испытаний, что документируется в специальном «информированном согласии».

Планирование и проведение исследования должны базироваться на знаниях фармакокинетики и фармакодинамики исследуемого лекарственного вещества.

За 2 недели до начала испытаний добровольцы приглашаются для повторного сбора анамнеза. В том случае, если в период, предшествующий беседе доброволец перенес какие-либо заболевания, которые могут повлиять на результаты исследования, его не включают в группу испытуемых.

В ходе подготовки к исследованию осуществляется также подбор дублеров на случай непредвиденной замены выбывших из исследования добровольцев. Число дублеров составляет 25% от числа добровольцев.

Для всех испытуемых должны быть созданы стандартные условия, а именно:

·          пищевой и водный режим (стандартная диета течение 1 суток до исследования и в течение всего его проведения)

·          полное исключение приема каких-либо других лекарственных средств в течение 2 суток до приема изучаемых препаратов и в период проведения фармакокинетического исследования

·          исключение употребления алкоголя, кофеина, наркотических средств, концентрированных соков

·          стандартный двигательный режим и режим дня

Состояние здоровья добровольцев, соблюдение ими режима, организация питания, правильность отбора образцов крови и их обработка контролируются исследователями-клиницистами.

Исследования биоэквивалентности проводятся с одной дозировкой (желательно наибольшей) данного генерического препарата в данной лекарственной форме, даже если для регистрации она заявлена в нескольких дозировках. В случае лекарственных форм пролонгированного типа действия, биоэквивалентность следует проверять для каждой дозы отдельно. Оценка биоэквивалентности может основываться как на данных, полученных при однократном введении препаратов, так и при их многократном (курсовом) применении. В последнем случае необходимо, чтобы испытуемые получали препараты в одинаковой разовой дозе с одинаковым интервалом дозирования (в соответствие с инструкцией по медицинскому применению данного лекарственного средства) вплоть до достижения стационарного состояния.

Особенностью дизайна исследований биоэквивалентности является то, что каждый из испытуемых получает как изучаемый препарат, так и препарат сравнения. При отборе добровольцев в группы предпочтение отдается перекрестному методу с рандомизированным распределением добровольцев.

Интервал времени между приемом изучаемого препарата и препарата сравнения зависит от длительности циркуляции лекарственного средства в организме и должен составлять не менее 6 периодов полувыведения (Т_1/2). Время после окончания первого периода исследования до начала второго добровольцы проводят дома, но должны придерживаться в этот период установленного режима.

 

Отбор проб крови при изучении биоэквивалентности.

Биоматериалом, в котором следует определять концентрацию лекарственного средства при исследованиях биоэквивалентности, являются, плазма, сыворотка или цельная кровь. Схема отбора проб, как в любом фармакокинетическом исследовании, определяется формой кривой “Концентрация лекарственного средства – время”. Чем сложнее форма, тем чаще следует отбирать пробы. Время отбора проб должно обеспечивать получение для каждого фрагмента фармакокинетической кривой нескольких точек – не менее 2 для фазы первоначального возрастания концентрации и не менее 5 – для фазы ее снижения. Общая продолжительность наблюдения за концентрацией лекарственного средства должна быть не менее, чем в 4 раза больше периода полувыведения.

При отборе проб крови должны строго соблюдаться следующие условия:

·     Кровь забирается из локтевой вены через специальный кубитальный катетер;

·     Первая порция крови (исходная, т.е. до приема препарата) берется утром натощак через 5-10 мин. после установке катетера в локтевой вене;

·     время отбора последующих проб соответствует программе исследования и зависит от фармакокинетики изучаемого препарата;

·     пробы крови тщательно маркируются (шифр испытуемого, номер пробы и название препарата)

·     промежуток времени между забором проб крови и ее обработкой не должен превышать 5 мин

·     образцы плазмы или сыворотки крови должны храниться при температуре не выше 20 °;

·     первый прием пищи допускается не ранее, чем через 4 ч после приема лекарственного препарата;

·     при возникновении непредвиденных ситуаций, исключающих возможность отбора крови в установленном временном интервале, работа с данным испытуемым продолжается, но шифрованная пробирка остается пустой.

 

Методы определения концентрации лекарственных средств в пробах крови при изучении биоэквивалентности.

Для определения концентрации лекарственных средств в плазме, сыворотке или цельной крови могут быть использованы различные методы (физико-хи­ми­че­ские, иммунологические, микробиологические и др.), обеспечивающие возмо­ж­ность уверенного слежения за концентрацией препарата при выбранных условиях фармакокинетического исследования, в частности, его длительности, и отвечающие общим требованиям избирательности, точности, воспроизводимости.

Если вследствие пресистемной элиминации лекарственного средства, оно не обнаруживается в крови в неизмененном состоянии и (или) не обладает биологической активностью (пролекарство), необходимо определять концентрацию именно биологически активного метаболита, а не пролекарства.

 

Анализ фармакокинетических данных. Оценка биоэквивалентности.

Оценка биодоступности лекарственного средства или его основного биологически активного метаболита (если изученные препараты представляют собой пролекарства) основывается на сравнении значений фармакокинетических параметров, полученных в результате анализа кривых “концентрация (C) – время (t)” для исследуемого препарата и препарата сравнения.

Индивидуальные значения площади под кривыми “концентрация – время” – AUC (как в пределах длительности наблюдения за концентрацией лекарственного средства – AUC _t, так и в пределах от 0 до ¥ – AUC_¥), максимальной концентрации (С_max) и времени ее достижения (t_max) следует рассчитать по данным “концентрация – время”, установленным у каждого испытуемого для каждого из изученных препаратов. Значения параметров AUC _t, С_max и t_max могут быть оценены как модельными методами (путем описания данных “концентрация лекарственного средства – время” математической моделью), так и внемодельными методами (наибольшее из измеренных значений концентрации – С_max и соответствующее время наблюдаемого максимума – t_max). Величину AUC_t, рассчитывают при помощи метода обычных или логарифмических трапеций. Значения AUC_¥ определяют по формуле: AUC_¥= AUC_t + С_t/k_el где С_t и k_el – расчетные значения концентрации лекарственного средства в последней пробе и константы элиминации, соответственно. Для вычисления С_t и k_el конечный (моноэкспоненциальный) участок фармакокинетической кривой описывают с помощью нелинейного регрессионного анализа или уравнением прямой линии в координатах lnC – t, используя метод линейной регрессии.

При достаточной длительности наблюдения, когда AUC_t ³ 80% AUC_¥, для оценки полноты всасывания исследуемого препарата следует использовать значения AUC_t а при условии, что AUC_t < 80% AUC_¥, – значения AUC_¥.

Последующий анализ фармакокинетических данных предусматривает вычисление индивидуальных отношений AUC_t или AUC_¥ (соответственно f‘ и f – оценки относительной степени всасывания) и Cmax (f“) – для любых лекарственных форм, отношений C_max/АUC_t, или С_max/AUC_¥ как характеристик скорости всасывания – для обычных форм, а для форм пролонгированного действия – разностей между значениями C_max и минимальной концентрации (С_min), отнесенных к интегральной средней концентрации (Css = AUC_t/t, где t – длительность наблюдения за концентрацией лекарственного вещества).

Оценка биоэквивалентности проводится по параметрам AUC_t, или AUC_¥, а также C_max – для любых лекарственных форм, параметрам С_max/AUC_t, или C_max/AUC_¥ – для обычных форм, и параметру (С_max – C_min)/Css– для форм пролонгированного действия.

Препараты считаются биоэквивалентными, если 90%-ный доверительный интервал для геометрического среднего, вычисленного для индивидуальных отношений логарифмически преобразованных значений каждого из перечисленных фармакокинетических параметров, за исключением С_max, для исследуемого препарата к таковым для препарата сравнения, находится в пределах 0, 80 – 1, 25. Для C_max соответствующие пределы составляют 0, 70 – 1, 43. Границы вышеупомянутого доверительного интервала рассчитывают при помощи двух односторонних тестов (предпочтительно, по методу Schuirmann’а) после логарифмического преобразования значений фармакокинетических параметров.

Если вышеупомянутый доверительный интервал в случае параметров AUC_t, или AUC_¥ выходит за установленные пределы, препараты считаются небиоэквивалентными.

 

 

ФАРМАКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАСПАДАЕМОСТИ, РАСТВОРЕНИЯ И ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ

 

Биодоступность лекарственных препаратов зависит от распадаемости, растворения и высвобождения лекарственных веществ из лекарственной формы, поэтому оценка указанных фармако-технологических параметров является обязательной при разработке состава новых препаратов, а также при контроле их качества на производстве.

В идеальном случае процесс распадаемости, растворения и высвобождения необходимо исследовать с помощью таких фармако-технологических методов, которые бы давали результаты, сопоставимые с методами in vivo. Однако, это удается осуществить лишь частично. Совершенно ясно, что исследования in vivo не могут быть использованы для массовой оценки качества лекарственных форм. Для этих целей нужны простые, быстрые, точные методы in vitro, которые позволяют, при необходимости, проводить многократные исследования.

 

Распадаемость твердых лекарственных форм

Распадаемость – это способность таблеток и капсул превращаться в частицы лекарственных и вспомогательных веществ при соприкосновении с водой (пищеварительными соками).

Разработка методов распадаемости началась в двадцатых-тридцатых годах ХХ века. В фармакопее США изменения в методике были сделаны в ХVI издании (1960 г.), а в фармакопее СССР IX издания – в 1961 г. В настоящее время тест «Распадаемость» принадлежит к стандартным способам оценки качества твердых лекарственных препаратов и включен во все современные фармакопеи мира, в том числе и ГФУ (ст. 2. 9. 1, 2. 9. 2. стр. 151).

При разработке методов распадаемости учитывались такие параметры как характер и количество среды, поверхностное натяжение и вязкость, температура, способ смешивания в данном случае возможна корреляция результатов опытов in vitro и in vivo, проводимых при температуре 37°С с использованием искусственной пищеварительной жидкости с различным рН и различными образцами, имитирующими перистальтические движения пищеварительного тракта.

Приборы и методы оценки распадаемости в соответствии с тем, изменяется или нет взаиморасположение образцов и среды, можно разделить на динамические и статические. Общей основой этих методов является наблюдение за распадаемостью таблетки или капсулы в испытуемой среде с одновременным перемешиванием.

Испытание на распадаемость позволяет определить, распадаются ли таблетки или капсулы в пределах установленного времени, когда они помещены в жидкую среду в экспериментальных условиях.

 

 Статические методы

С точки зрения техники исполнения, статистические методы очень просты. Суть методики заключается в следующем: таблетку помещают на сито, а временем распадаемости считают время, необходимое на то, чтобы частицы распавшейся таблетки прошли через сито. Основной недостаток этого метода заключается в том, что отдельные частицы распавшейся таблетки остаются на сите, ячейки которого забиваются клейкими вспомогательными веществами. В связи с этим определение времени распадаемости является неточным. Поэтому было предложено использование различных индикаторных приспособлений, например, иглы с определенной нагрузкой и проволочной петли, которая давит на образец таким образом, что после его распада игла проходит через сито и сигнализирует об окончании процесса.

Разработка статических методов определения распадаемости явилась первым шагом на пути создания современных методов фармако-технологи­ческих исследований лекарственных препаратов. В дальнейшем активное развитие получили динамические методы определения распадаемости.

 

Динамические методы

К динамическим относятся методы, разработанные еще для пилюль, из которых следует упомянуть метод Затурецкого, который с помощью циркуляции жидкости устранил трудности, связанные с задержанием частиц на сите. Необходимо отметить, что автор уже в 1947 году искал соответствие между временем распадаемости пилюли in vitro и in vivo.

В современных динамических методах используются, как правило, движения образца в неподвижной жидкости (круговые, колебательные, поступательные).

Методы с равномерным вращательным движением образцов. Для определения используют устройства с цилиндрическим проволочным барабаном, который вращается в опытной жидкости. Вращение – медленное, до 6 об/мин, что соответствует движению соков в желудке. Для улучшения прохождения через сито частиц распавшейся таблетки в барабан вкладывают стеклянные палочки.

Методы с колебательным движением образца. Для определения используют устройство с проволочным барабаном из кислотоустойчивого материала, который в верхней части может быть открытым, т.е. в него удобно вкладывать испытуемые образцы. Барабан выполняет не вращательное, а колебательное движение приблизительно до угла 85° с частотой 6 циклов/мин. Подобное движение больше соответствует перистальтическим движениям желудочно-кишечного тракта, а таблетка никогда не падает резко, что не удается предотвратить в процессе вращения.

Методы с периодическим движением образца. Для определения используют вращающиеся пробирки. Таблетку вкладывают в пробирку, наполненную опытной жидкостью. Скорость вращения должна быть такой, чтобы падающая таблетка не коснулась дна пробирки. Опыт проводят параллельно в пяти пробирках. Недостатком этого метода является трудность поддержания постоянной температуры в процессе опыта и помутнение, образующееся при непрерывном перемешивании содержимого. Поэтому было предложено ряд усовершенствований, например, пробирку закрепляли в термостате, и для устранения погрешностей при наблюдении за помутневшей жидкостью, содержимое пробирки после 15 минут процеживали через сито, на котором должен оставаться нераспавшийся или нерастворенный осадок.

В других устройствах изменение положения образцов достигается размещением их на сите, которое периодически совершает поступательные дви­жения. Наиболее известным и практичным является устройство, принятое Фармакопеей США ХIV, которое приводится и в после­дующих изданиях. Поскольку устройство получило распространение во всем мире, его можно рассматривать как международный стандарт.

В ГФУ приведено описание такого устройства (рис. 4.1). Рабочая часть указанного прибора состоит из жесткой корзинки с сетчатым дном, поддерживающей 6 цилиндрических стеклянных трубок. Каждая трубка снабжена цилиндрическим диском из прозрачной пластмассы. Стеклянные трубки удерживаются вертикально сверху и снизу двумя накладными прозрачными пластмассовыми пластинами.

К нижней поверхности нижней пластины прикреплена сетка из нержавеющей стальной проволоки. Пластины удерживаются жестко вертикальны­ми металлическими стержнями по окружности.

Еще один металлический стержень прикреплен к центру верхней пластины, что позволяет прикрепить корзинку к механическому устройству, которое может поднимать и опускать ее плавно с постоянной частотой в пределах 28-32 цикла/мин на расстояние от 50 до 60 мм.

Корзинку помещают в жидкость, указанную в соответствующей АНД в подходящем сосуде (в стакане вместимостью 1 л). Объем жидкости должен быть таким, что когда корзинка находится в крайнем верхнем положении, сетка должна быть, как минимум, на 15 мм ниже поверхности жидкости, когда же корзинка находится в самом нижнем положении, сетка должна быть на 25 мм выше дна сосуда, а верхние открытые концы стеклянных трубок – над поверхностью жидкости. Температуру жидкости от 36°С до 38°С поддерживают при помощи подходящего устройства. Конструкция корзинки может изменяться при условии соблюдения указанных выше требований для стеклянных трубок и проволочной сетки.

Методика (ГФУ, стр. 151). В каждую из шести трубок помещают одну таблетку или капсулу и, если указано, помещают диск; опускают корзинку в сосуд с жидкостью, указанной в общих статьях и АНД. Включают прибор, по истечении указанного времени корзинку вынимают и исследуют состояние таблеток. Препарат выдерживает испытание, если распались все таблетки или капсулы. Испытание на распадаемость выдержано, когда на сетке:

a)       нет остатка,

b)       есть остаток, состоящий из мягкой массы, не имеющей ощутимо твердого несмачиваемого ядра,

c)        есть только фрагменты покрытия (таблетки); или только фрагменты оболочки на сетке, или, если были использованы диски, фрагменты оболочки, прилипшие к нижней поверхности диска (капсулы).

Определенными недостатками указанного прибора является следующее: наличие вкладышей в трубки, которые существенно ускоряют распад таблеток и капсул, а также интенсивное движение корзинки, которое не соответствует перистальтическим движениям ЖКТ (движение корзинки должно быть более медленным, а амплитуда перемещений – короче).

Вместе с тем, прибор удобен в использовании, учитывает физико-химические процессы, происходящие в организме, и дает воспроизводимые результаты. Поэтому на данный момент он широко применяется в научно-исследовательских работах и для контроля качества лекарств в фармацевтической промышленности.

Из перечня современного оборудования для определения распадаемости таблеток и капсул следует отметить приборы производства PharmaTest (Германия), модели PTZ AVTO, которые возможно использовать для определения распадаемости таблеток и капсул в соответствии с USP, DAB, EUAB и BP (рис. 4.2 и 4.3).

 

Модель PTZ AVTO содержит качающий механизм, рабочий сосуд, встроенный циркулярный термостат (25-40°С±0, 5°С), клавиатуру для ввода параметров, ЖК-дисплей, таймер, внешний температурный датчик для измерения температуры в бане или сосуде, плексигласовую водяную баню, устройство для освещения бани, укомплектованную корзинку с 6 дисками и стеклянный стакан объемом 1 л.

Модель PTZ AVTO 2 EZ представляет собой полностью автоматическую версию прибора PTZ AVTO с усовершенствованной электроникой и корзинами РТ-МКТ. Двойной анализатор поддерживает независимую работу каждой корзины, что позволяет максимально точно определить время распада каждого образца в корзине. Анализатор управляет лифтом, что существенно облегчает изменение испытательной среды.

Модель PTZ AVTO 2 EZ содержит 3 рабочих сосуда, 2 RS-232 интерфейса для внешнего контроля и передачи данных и внешний контролер PTZ-K MKK. Высокопроизводительной системой из данного ряда моделей является PTZ AVTO 4 EZ, применяемая при проведении непрерывного тестирования. Она содержит 4 корзины РТ-МКТ, производит автоматическое измерение температуры среды и бани, автоматическую регистрацию точки распада, а также выдачу полного отчета о проведении испытания.

 

Растворение и его кинетика

Определение распадаемости твердых лекарственных форм не позволяет в полной мере сделать вывод о высвобождении лекарственных веществ из распавшихся лекарственных форм и вследствие этого является мало подходящим для заключения о биологической доступности лекарств.

К числу более надежных методов оценки качества лекарств, которые позволяют исключить их терапевтическую неадекватность, относятся методы по определению скорости растворения лекарственных веществ.

Под степенью растворения твердой дозированной формы понимают количество действующего вещества, в процентах, которое должно перейти в раствор, за определенный промежуток времени.

Методы оценки растворения лекарственных веществ незаменимы при сравнении различных лекарственных форм одного и того же вещества и при контроле качества в производственном процессе.

Во время растворения происходит два процесса: высвобождение молекул из кристаллических связей и их диффузия в растворитель. Скорость растворения представлена временем, необходимым на освобождение молекулы из кристаллической связи, и временем, необходимым на диффузию. Ее можно вычислить по следующему уравнению:

dm       K · D

– –––– = ––––––––––– · O · (C_s – C)

dt       D + K + h

где dm/dt – количество вещества, переходящее в раствор за единицу времени;

К – константа скорости;

О – поверхность растворенного вещества;

C_s – насыщенная концентрация данного вещества;

C – концентрация данного вещества в определенное время;

D – коэффициент диффузии;

h – толщина диффузионного слоя.

Во время растворения поверхностный и диффузионный процессы не находятся в равновесии. Уравнение растворения позволяет выводить и определять параметры, от которых зависит скорость растворения. Такими параметрами являются температура, растворимость, поверхность, вязкость.

Влияние температуры при определении растворения проявляется в том, что все испытания проводятся при одинаковой температуре (37°С).

Под растворимостью понимается концентрация растворенного вещества в насыщенных растворах при определенной температуре. Растворимость лекарственных веществ приводится в фармакопеях и учебниках.

Растворимость слабых электролитов меняется с изменением рН. Для слабых кислот скорость растворения растет с увеличением рН, а для слабых оснований – падает. Растворимость солей отличается от растворимости соответствующих кислот или оснований. Например, натриевые и калиевые соли слабых кислот, также как и соли сильных кислот со слабыми основаниями растворяются лучше, чем свободные кислоты или основания. Объясняется это буферной мощностью диффузионного слоя.

Растворение прямо пропорционально величине поверхности кристаллов. Установлено, что диффузный слой, который образуется возле кристаллов, имеет приблизительно ту же величину, что и их радиус.

Растворение начинается со смачивания поверхности кристаллов. Смачиваемость представлена разницей между поверхностным натяжением кристаллов и поверхностным натяжением растворителя, а это является функцией угла соприкосновения, который сжимает растворитель между кристаллом и воздухом. Если этот угол меньше 50°, то смачивание положительно, и оно тем больше, чем меньше угол. Если поверхность легко смачивается, растворение протекает быстрее. Если растворитель имеет одинаковый с поверхностью кристаллов заряд, они отталкиваются друг от друга, поэтому скорость растворения уменьшается. Помимо смачиваемости, тут проявляется также фактор образования поверхности кристаллов. Смачиваемые кристаллы правильной структуры будут растворяться медленнее, чем кристаллы несмачиваемые, с отклонениями в решетке. Однако, если кристаллы с деформацией решетки хорошо смачиваемы, то они будут растворяться существенно быстрее, чем смачиваемые кристаллы с правильной решеткой, что только подтверждает значение поверхностного натяжения.

Изменения в величине поверхности кристаллов при управлении скоростью растворения на практике используются очень часто (при микронизированных лекарственных веществах достигается хорошая абсорбция и дозу можно уменьшать без снижения терапевтической концентрации в крови).

Растворение будет тем быстрее, чем меньше будет вязкость диффузионного слоя.

Приведенное уравнение растворения пренебрегает влиянием смешивания, а исходит из предположения константного смачивания. Точно определить влияние скорости перемешивания невозможно, поскольку необходимо учитывать плотность, величину и вид кристаллов твердого вещества, вязкость, количество и температуру жидкой фазы, вид мешалки и смесителя, способ циркуляции и другие факторы. Т.е. скорость перемешивания и зависящие от нее параметры должны поддерживаться константно.

Кроме того, предполагается, что растворение происходит на поверхности, эффект перемешивания растворителя в каждой области кристаллов одинаковый, кристаллы при растворении сохраняют свой вид и форма кристаллов – шарообразная.

 

Методы и устройства

Для определения скорости растворения было разработано множество методов и устройств (с этой целью могут также использоваться и устройства по определению распадаемости).

Устройства и методы исследования растворения должны отвечать следующим условиям:

a)       вид, размеры и положение каждой отдельной части устройства должны быть точно определены;

b)       устройство должно быть относительно простым, несложным в обслуживании, приспосабливаемым к изменяющимся условиям опыта и при повторном опыте должно давать воспроизводимые результаты;

c)        процесс растворения, протекающий в устройстве, должен коррелировать с процессом абсорбции in vivo;

d)       устройство должно быть управляемым, обеспечивать изменение скорости, равномерное нетурбулентное перемешивание;

e)        конструкция прибора должна позволять осуществлять вкладывание образцов в растворитель при работающем устройстве и поддерживать их в неизменном положении, при котором образцы полностью погружены в раствор. В процессе растворения образец должен подвергаться только минимальному механическому воздействию для поддержания стандартных условий своей микросреды;

f)         посуда для растворения должна быть закрытой, чтобы не испарялся растворитель, и прозрачной, что облегчает наблюдение за процессом растворения. Растворитель должен иметь стандартный состав;

g)       устройство должно быть пригодным для распадающихся, нераспадающихся, флотационных, а также мелко измельченных твердых лекарственных форм.

Дисковый метод

Дисковый метод пригоден для определения фактической скорости растворения. Метод был многократно модифицирован, причем предложенные изменения касались числа оборотов, вида рукояти для крепления образца и регулировки движения растворителя.

В данном методе таблетка крепится парафином к акриловой рукояти (диску) и с растворителем соприкасается только одна поверхность таблетки. Рукоять с пробой вращается в сосуде, содержащем 200 мл растворителя при температуре 37°С. Количество оборотов – 400 или 300 в минуту.

Метод с использованием лабораторного стакана

В этом методе используется 250 мл растворителя, подогретого до температуры 37°С. Перемешивание обеспечивается пропеллерной мешалкой, расположенной по центру. Количество оборотов – 60 об/мин.

В данном методе критически оценивается способ размещения образца (взаиморасположения образца и мешалки). Чтобы предотвратить изменение положения образца, было предложено использование цилиндрической посуды с полусферическим дном. Тем самым удалось зафиксировать положение образца, но изменение геометрической формы посуды повлекло за собой изменение процесса растворения.

Модификацией, которая разрешила ту же проблему, является вкладывание образца в рукоятку или в корзинку. Неизменность положения корзинки, закрепленной на металлической подставке, обеспечивается магнитом, расположенным под дном опытной корзинки. В другом исполнении этих устройств фиксация образца осуществляется пластинками, приспособленными для крепления таблетки или капсулы. Пластинки изготавливаются из органического стекла или тефлона и позволяют крепить множество (как правило, шесть) капсул или таблеток. При использовании такого устройства исчезают трудности, связанные с оценкой капсул, которые имеют тенденцию плавать на растворителе или прилипать к стенке. Циркуляция растворителя возле образцов также становится более регулярной.

Метод вращающейся корзины

Определение растворения проводят в устройстве, состоящем из опытной емкости и корзинки из нержавеющей стали.

В литературе часто встречаются обоснования преимуществ этого метода, но существуют и некоторые недостатки:

a)  частицы распавшегося образца закупоривают отверстия корзинки и искажают условия растворения, в основном, это происходит с капсулами;

b)  частицы скапливаются в различных частях емкости и неравномерно попадают в поток растворителя, т.е. растворенное вещество распределено неравномерно в общем объеме растворителя;

c)   на корзинке остаются пузырьки воздуха, которые мешают процессу растворения;

d)  неправильное расположение рукояти корзинки или ее небольшая деформация вызывают неправильные колебания, а тем самым меняется общий характер циркуляции возле образца;

e)   кислота хлористоводородная вызывает коррозию сетки корзинки и ограничивает срок эксплуатации;

f)    метод не регистрирует изменения во вспомогательных веществах;

g)  скорость и интенсивность перемешивания велика и поэтому время, предназначенное для определения растворения, существенно сокращается в сравнении со временем, установленным при абсорбции in vivo.

Данный метод был много раз автоматизирован и модифицирован. Простой модификацией была переделка корзинки, которая заключалась в фиксации плеч мешалки ко дну корзинки, чтобы препятствовать образованию неподвижного слоя распавшихся частиц, осажденных на дне емкости под корзинкой. Этим было достигнуто улучшение распределения растворенного вещества в растворителе, но увеличилась интенсивность циркуляции.

Другая переделка заключалась в замене частого сита редким, что позволило улучшить циркуляцию растворителя. Корзину предлагалось установить на горизонтальную ось, поскольку таким образом таблетка находилась на одинаковом расстоянии от центра вращения, вне зависимости от скорости вращения корзинки. Перемешивание также стало более равномерным.

Отдаленной модификацией корзиночного метода можно считать устройство, в котором корзина находится в горизонтальном положении, с малым числом оборотов, приспособленных к перистальтическому движению ЖКТ. Взятие пробы на определение лекарственного вещества протекает в заданные интервалы автоматически. Преимущество устройства заключается в том, что оно пригодно для оценки препаратов с управляемым высвобождением лекарственного вещества.

Тест на растворимость с описанием внешнего вида емкости и корзинки приведены в ГФУ (ст. 2. 9. 3, стр. 153).

Для проведения теста на растворимость может использоваться прибор с лопастью-мешалкой, корзинкой или, в специальных случаях, с проточной кюветой, если нет других указаний в АНД. В каждом конкретном случае применения теста «Растворение», должно быть указано следующее:

–        используемый прибор, в тех случаях, когда применяется прибор с проточной кюветой, должен быть указан также тип проточной кюветы;

–        состав, объем и температура растворяющей среды;

–        скорость вращения или скорость протекания среды растворения;

–        время, метод и объем отбираемого испытуемого раствора или условия для непрерывного контроля;

–        метод анализа;

–        количество или количества действующих веществ, которые должны раствориться за указанное время.

Выбор используемого прибора зависит от физико-химических характеристик лекарственной формы.

Прибор с корзинкой (рис. 4.4) включает:

–        цилиндрический сосуд из боросиликатного стекла или другого подходящего прозрачного материала с полусферическим дном и номинальным объемом 1000 мл; с крышкой, замедляющей испарение; в крышке должно быть центральное отверстие для оси мешалки и другие отверстия для термометра и устройств, используемых для извлечения жидкости;

–        мешалку, состоящую из вертикального вала, к нижней части которого прикреплена цилиндрическая корзинка. Корзинка состоит из двух частей: верхняя часть с отверстием 2 мм приварена к валу и снабжена тремя упругими зажимами, позволяющими удалять нижнюю часть корзинки для введения исследуемого препарата и прочно удерживающими ее концентрически с осью сосуда во время вращения;

–        нижняя часть корзинки, представляющая собой сваренную в виде цилиндра оболочку из проволоки диаметром 0, 254 мм и площадью отверстий 0, 381 мм²; корзинка с золотым покрытием толщиной 2, 5 мкм может использоваться для проведения испытаний в разбавленной кислотной среде; дно корзинки должно находиться на высоте (25±2) мм от внутренней поверхности дна сосуда; верхняя часть вала должна подсоединяться к мотору, снабженному регулятором скорости; мешалка должна вращаться плавно, без заметных качаний;

–        водяную баню, которая поддерживает постоянную температуру среды растворения (37, 0±0, 5)°С.

Прибор с лопастью. Прибор (рис. 4.5) включает:

–        сосуд, идентичный описанному выше для прибора с корзинкой;

–        мешалку, состоящую из вертикального вала, к концу которого прикреплена лопасть, имеющая форму части круга, отрезанного двумя параллельными хордами; мешалка должна вращаться плавно, без заметного качания;

–        водяную баню, которая поддерживает постоянную температуру среды растворения (37, 0±0, 5) °С.

Среда растворения. Если средой растворения является буферный раствор, то его рН устанавливается с точностью до 0, 05 от указанного значения. Перед проведением испытания из среды растворения удаляются растворенные газы, поскольку они могут вызвать образование пузырьков, которые существенно влияют на результаты.

Методика по ГФУ (стр. 155). Помещают указанный объем среды растворения в сосуд, собирают прибор, нагревают среду растворения до температуры (37, 0±0, 5)°С и удаляют термометр.

Помешают одну единицу исследуемого препарата в прибор. Для прибора с лопастью перед началом вращения лопатки помещают препарат на дно сосуда; твердые дозированные формы, которые при этом могут всплывать, помещают на дно сосуда горизонтально с помощью подходящего устройства, например, проволоки или стеклянной спирали.

Для прибора с корзинкой препарат помещают в сухую корзинку, которую опускают в соответствующее положение перед началом вращения.

Следует принять меры для недопущения присутствия пузырьков воздуха на поверхности препарата. Вращение лопасти или корзинки с указанной скоростью (±4%) начинают немедленно.

Отбор проб и оценка результатов. В указанное время, или через указанные интервалы, или непрерывно осуществляют отбор проб по 1 мл указанного объема или объемов из области посередине между поверхностью среды растворения и верхней частью корзинки или лопасти на расстоянии не ближе 10 мм от стенки сосуда. Исключая те случаи, когда используются непрерывные измерения (отобранная жидкость при этом возвращается обратно в сосуд), или когда отбирается только одна порция жидкости, следует компенсировать отобранный объем жидкости прибавлением равного объема среды растворения или соответствующими изменениями в расчетах.

Отобранную жидкость фильтруют, используя инертный фильтр с соответствующим размером пор, который не вызывает значительной адсорбции активного компонента из раствора и не содержит таких веществ, экстрагируемых средой растворения, которые влияли бы на результаты указанного аналитического метода. Анализ фильтрата проводят методом, указанным в частных статьях. Количество действующего вещества, растворившегося за указанное время, выражается в процентах от содержания, указанного в разделе «Состав».

 

Для проведения данного испытания, производители выпускают современное оборудование. Например, PharmaTest (Германия) производит более 20 видов установок для тестирования на растворение таблеток и капсул. На рисунке 4.6 приведена 7-позиционная модель PTWS 3CE, которая содержит 7 круглодонных сосудов с крышками, плексигласовую водяную баню с крышкой, электроподъемное устройство, покрытые тефлоном лопастные мешалки и корзинки. В комплекте предусмотрен набор приспособлений для установки глубины и центрирования мешалок. Электронный контроллер скорости вращения мешалок позволяет регулировать скорость вращения от 20 до 250 об./мин. Встроенный термостат-циркулятор поддерживает температуру в диапазоне от 25 до 45°С с точностью ±0,2°С. Некоторые модели комплектуются съемным термодатчиком с возможностью определения температуры в каждом из сосудов.

Удобным в современных приборах для тестирования на растворимость является наличие электронных или жидкокристаллических дисплеев для отражения заданной и текущей скорости перемешивания и температуры, времени тестирования, величины рН и т.п.

Существуют полностью автоматические высокопроизводительные системы испытания на растворимость, позволяющие не останавливать эксперимент в ночное время и в выходные дни. В них предусмотрены автоматическое заполнение сосудов средой для испытания, введение образцов, выбор среды и измерения, а также мойка сосудов после проведения тестирования. Анализ концентрации может осуществляться при помощи подключенного спектрофотометра.

Проточный метод

Недостатки корзиночного метода и метода с использованием лабораторного стакана подтолкнули на создание проточного метода, при этом было стремление усовершенствовать циркуляцию при перемешивании, которая зависит от размеров и вида емкости, объема растворителя, положения и вида мешалки и т.д. Эти влияния трудно поддаются стандартизации, большой объем растворителя (почти 2000 мл), используемый в данных методах непригоден в условиях in vivo. Кроме того, во всех методах со стаканом концентрация лекарственного вещества растет от нуля до предела насыщения или до концентрации, соответствующей полному растворению. Этот рост концентрации не аналогичен росту концентрации in vivo, поскольку в последнем случае растворенное и абсорбированное вещество отводится с места абсорбции.

В проточном устройстве материал вкладывается в колбу, расположенную вертикально, на сито, через которое проходит растворитель. Прохождением через сито образуется равномерно распределенное ламинарное сечение. На определенной высоте колба перекрыта другим ситом, препятствующим прохождению растворенных частиц. Профильтрованная им жидкость пригодна для аналитического определения растворенного лекарственного вещества. Растворитель в устройстве движется перекачкой; при прохождении через теплообменник он нагревается до заданной температуры. Усовершенствованием течения растворителя можно имитировать условия прохождения растворенного лекарства через биологическую мембрану. В других устройствах этого вида перемешивание обеспечивается потоком жидкости, создаваемым перистальтическим насосом. Образовавшийся поток является серией однонаправленных импульсов без перемешивания жидкости раствора, проходящей к колбе около образца. Колба имеет вид делительной воронки, способствующей тому, что скорость потока падает по мере увеличения расстояния от зоны перемешивания. Жидкость подается в ровной горизонтальной плоскости, и в колбе не образуется никаких мертвых точек, что экспериментально подтвердилось с помощью окрашенных растворов.

При разработке проточных методов, помимо вертикальной колбы, использовалась и колба, ориентированная горизонтально.

Можно сказать, что все проточные методы имеют много общего. Устройства имеют одинаковые основные части, такие как резервуар, насос, теплообменник, колбу (колонну), рукоять для таблетки, фильтровальную систему для определения растворенного вещества.

Растворитель хранится в резервуаре и либо циркулирует в системе, либо проходит через нее. Движение растворителя осуществляется насосом: колебательным, пульсационным или центробежным.

Колба, как правило, цилиндрическая, расположенная вертикально или горизонтально. Горизонтально расположенные колбы не оправдали себя, поток растворителя в них неламинарен и на пространстве возле образца возникает турбуленция. При опыте с таблетками, содержащими краситель, обнаружилось, что в горизонтальной колбе раствор вещества удерживается на дне, в верхних слоях практически находится один растворитель.

Поток растворителя может быть восходящим или нисходящим. Нисходящий поток выгоден тем, что нет обратного притока под влиянием разделения плотности раствора и растворителя, но трудности возникают, когда опыт начинается. Преимущественнее метод с восходящим потоком. Течение жидкости должно быть ламинарным. Образованию этого типа течения способствуют вкладывая в колбу шарики – стеклянную вату или фильтр из спекшегося стекла, марлю.

Вкладывание образца является критическим моментом этих опытов. Таблетка не должна в процессе опыта изменить свое положение, должна оставаться в центре потока растворителя. Как правило, оно фиксируется в марле, стеклянной вате или стеклянными шариками. Стеклянные шарики – это не самый удачный способ, поскольку они воздействуют на таблетку механически.

Проточный метод, с точки зрения последующего развития, считается перспективным. В сравнении с методом вращающейся корзинки, он имеет преимущество в менее интенсивном перемешивании, что приближает его к условиям in vivo.

Емкость для сбора анализируемой пробы

Проточная кювета с фильтром, контролируемая термостатически

Насос

Резервуар для среды растворения

Проточный прибор по ГФУ (рис. 4.7) включает в себя:

–        резервуар для среды растворения;

–        насос, который прокачивает среду растворения вверх через проточную кювету;

–        проточную кювету (рис. 4.8) из прозрачного материала, установленную вертикально с фильтрующей системой, предотвращающей потерю не растворившихся частиц;

–        водяную баню, ко­торая поддерживает посто­янную температуру среды растворения 37±0, 5°С.

б

а

Среда растворе­ния. См. «Метод вращающейся корзинки».

Методика по ГФУ (стр. 155). Чтобы предохранить вход в камеру, предназначенный для жидкости, на дно конуса помещают один шарик диаметром 5±0, 5 мм, затем стеклянные шарики подходящего размера, предпочтительнее диаметром 1±0, 1 мм. Посредством специального держателя помещают одну единицу исследуемого препарата в кювету на/или внутри полученного слоя стеклянных шариков. Собирают фильтрующую головку.

Нагревают среду растворения до температуры (37, 0±0, 5)°С. Используя подходящий насос, пропускают с указанной скоростью (±5%) среду растворения через дно кюветы для получения подходящего непрерывного потока.

Отбор проб и оценка результатов. Отбор проб всегда проводят у выходного отверстия кюветы, независимо от того, открыта цепь или закрыта. Исключая те случаи, когда используются непрерывные измерения (отобранная жидкость при этом возвращается обратно в сосуд), или когда отбирается только одна порция жидкости, следует компенсировать отобранный объем жидкости прибавлением равного объема среды растворения или соответствующими изменениями в расчетах.

Отобранную жидкость фильтруют, используя инертный фильтр с соответствующим размером пор, который не вызывает значительной адсорбции активного компонента из раствора и не содержит таких веществ, экстрагируемых средой растворения, которые влияли бы на результаты указанного аналитического метода. Анализ фильтрата проводят методом, указанным в АНД. Количество действующего вещества, растворившегося за указанное время, выражается в процентах от содержания, указанного в разделе «Состав».

 

4.3. Прохождение лекарственных веществ через мембраны

В то время, как в однокамерных моделях исследуется скорость растворения твердого вещества в воде или в буферных растворах, имитирующих соки желудочно-кишечного тракта, при измерении прохождения лекарственных веществ в двух- и трехкамерных моделях определяется растворение вместе с переходом растворенного вещества в жировую среду (отношение равновесия и переноса), что соответствует прохождению лекарственного вещества через липоидный кишечный барьер, или прохождению лекарственного вещества из водной среды пищеварительного тракта через кишечную мембрану в водную среду плазмы крови.

С физической точки зрения, суть данного метода заключается в определении распределительного коэффициента между водой и жировой средой и об определении константы скорости проникания.

Образование равновесия в системе двух несмешивающихся жидкостей зависит от скорости перемешивания, поверхности, вязкости растворителя, растворимости вещества в неводной фазе и от рН.

Мембранные системы используются с целью получения систем, транспортировочные характеристики которых соотносились бы с пассивной абсорбцией в организме человека. Такие системы позволяют проводить исследование многих переменных, действующих в условиях in vivo, а также используются для оценки способности новых лекарственных веществ проходить через пищеварительные мембраны.

Мембраны моделей для изучения проникания лекарственных веществ должны обладать следующими свойствами:

a)  мембрана должна быть тонкой, чтобы количество оставшихся в ней лекарственных веществ, было минимальным;

b)  транспортировка лекарственного вещества через мембрану должна быть основана на растворимости лекарственного вещества в мембране (мембраны, в которых возможно прохождение через поры, непригодны для данной цели);

c)   мембрана должна быть достаточно стойкой к механическим нагрузкам, чтобы во время эксперимента не нарушалась ее чувствительность;

d)  мембрана должна позволять доказывать корреляцию между скоростью проникания и абсорбцией in vivo.

Мембраны модели делятся на две группы: первую составляют мембраны биоэкспериментальных моделей, которые служат для биохимического и биофизического исследования роли и функции мембраны; они сконструированы на молекулярном уровне; вторую – составляют мембраны, которые служат для исследования транспортировки (быстротранспортировочные). Речь идет о проникании, при котором с одной стороны мембраны возникает сорбция, а с другой – десорбция лекарственного вещества.

Искусственные липоидные мембраны можно получить тремя способами:

а) Первый способ заключается в высушивании разбавленного раствора, содержащего липоид и соответствующий носитель.

Стабильность образованной таким образом мембраны зависит от профильтрованного вещества (носителя), которым, как правило, служит коллодий, альгинаны или синтетические полимеры. Образовать этим способом мембрану с одинаковой величиной пор нелегко, поскольку присутствует множество воздействий: состав исходного вещества и его концентрация, содержание воды в используемом веществе, качество и свойство поверхности, на которой образуется мембрана, температура и время сушки, влажность, способность набухания высушенной мембраны и др.

Примером мембран этого типа является мембрана, состоящая из этилцеллюлозы, жидкого парафина и биологического элемента (лецитина и холестерола), которая очень хорошо имитирует условия in vivo. Необходимой составной частью мембраны является лецитин, поскольку он является основным элементом биологических мембран. Он своими гидрофильными группами воздействует на растворимость лекарственного вещества в мембране. Необходимо отметить, что растворимость лекарственного вещества в лецитине существенно отличается от растворимости в других липоидных веществах, например, в жидком парафине, маслах, жирных кислотах и т.п.

б) Вторым способом является пропитка (импрегнация) соответствующего носителя (ткани, пленки) липоидом. В качестве носителя использовалась льняная, шелковая ткань, полиамид, фильтровальная бумага, пленка из ацетилцеллюлозы, полиэтилена, поливинилхлорида и т.п. В качестве пропиточных липоидных веществ использовались: жидкий парафин, натуральные и синтетические фосфолипиды, растительные масла, жирные кислоты и их эфиры, изоамилацетат, диизопропиладипат, трибутилфосфат и другие. При изготовлении этих мембран важно, чтобы в их состав входило пропиточное вещество, потому что поры самого носителя должны быть больше величины молекул проникающего вещества. Недостаток заключается в том, что это чаще всего вещества, чуждые организму (жидкий парафин, растительные масла, трибутилфосфат). Известным примером таких мембран являются мембраны, использованные в ресорбционной модели фирмы Sartorius.

в) Третьим способом является использование пленки, которая самостоятельно выполняет функцию липоидного барьера. Неполярной мембраной этого типа является диметилполисиликон.

Скорость проникания зависит от свойств диффузионного слоя на поверхности мембраны, от условия медленного перемешивания, которое соответствует медленному перемешиванию желудочного и кишечного содержимого. Существенное влияние которое оказывает на проникание диффузионный слой, частично опровергает теорию распределения вещества в зависимости от рН, поскольку в диффузионном слое движутся также ионизированная и неионизированная форма лекарственного вещества.

Методы и устройства (двух- и трехкамерные)

Методы и устройства для определения высвобождения лекарственных веществ из лекарственных препаратов делятся на две группы. Первую образуют двух и трехкамерные модели без твердой мембраны, вторую – устройства и методы, использующие одну из вышеописанных твердых мембран.

Методы и устройства без твердой мембраны

Главным представителем двухкамерной модели является устройство которое изготавливается под названием Ресомат. Конструкция устройства основана на сведении, что абсорбция лекарственного вещества зависит от растворения в пищеварительных соках и от распределительного коэффициента данного вещества между липоидной и водной фазой.

В двухкамерном устройстве вещество, растворенное в водной среде, приходит в соприкосновение с липоидной фазой. Благодаря перемешиванию, растворенное вещество относительно быстро распределяется между водой и липоидной фазой. Содержание лекарственного вещества в липоидной фазе дискретно анализируется. Эта модель позволяет исследовать влияние вспомогательных веществ, структуры лекарственного препарата, рН, вязкости.

Наиболее известным представителем трехкамерных моделей без твердой мембраны является трубочка в форме перевернутой буквы эпсилон с водными фазами в обоих плечах и липоидной фазой, соединяющей обе фазы. Когда лекарственное вещество растворимо в одной из фаз, то при медленном перемешивании колебательным движением устройства, лекарственное вещество распределяется во все три фазы. Процесс транспортировки лекарственного вещества можно определить количественно в любой из трех фаз.

Методы и устройства с твердой мембраной

Ядром всех устройств, в которых используются твердые мембраны, являются проницаемые ячейки, которые должны обеспечивать целостность мембраны, константную температуру, позволять осуществлять перемешивание и взятие пробы.

Было описано и сконструировано множество проницаемых ячеек, которые достаточно отличаются друг от друга. Основными признаками их отличия являются их величина и форма.

Различаются три основных типа проницаемых ячеек:

а) Относительно простой системой является горизонтальная, в которой мембрана расположена между двумя камерами. Верхняя камера бывает открыта или закрыта. Нижняя камера снабжена магнитными мешалками.

б) Второй тип проницаемых ячеек имеет мембрану, укрепленную на конце цилиндра, погруженного в емкость с большим объемом.

в) Третий тип проницаемых ячеек имеет вертикальную мембрану. Наиболее известным изготовляемым промышленностью устройством этой, группы является так называемая ресорбционная модель фирмы Sartorius.

Растворение лекарственного вещества и абсорбция – это два взаимосвязанных шага, зависящих друг от друга в большей или меньшей степени и воздействующих друг на друга – с одной стороны, прибавляется количество абсорбированного вещества пропорционально количеству лекарственного вещества, находящегося в растворе, с другой стороны, растворение, особенно в труднорастворимых веществах, может зависеть, помимо прочего, от скорости транспортировки в биосферу. Оба процесса определяют скорость вторжения лекарственного вещества в биосферу и только один из них носит решающий характер, что следует из соотношения скорости растворения и скорости абсорбции. В отличие от растворения, которое на основании комплексных зависимостей – например, переменных данных от формы применения – только изредка следует простым закономерностям.

Диффузия растворенных веществ в пищеварительном тракте в большей или меньшей степени тормозится пищей. При полном голоде этот эмпирический фактор имеет величину, равную 1, после легкого завтрака – приблизительно 0, 8, после обеда – около 0, 3.

Для упомянутого устройства фирмы Sartorius было подготовлено несколько видов мембран, причем в большинстве так, что мембранный фильтр из нитроцеллюлозы пропитывали лауриловым спиртом, ламиновым маслом, каприловой, линоловой кислотой или смесью этих веществ в различных объемных соотношениях. Проникания через эти мембраны сравнивали с результатами, полученными в опыте in vivo. Наиболее приемлемых результатов добились с мембранный фильтром, пропитанным смесью каприловой кислоты с лауриловым спиртом. Для измерений были использованы две проницаемые ячейки. В первой из них водный раствор лекарственного вещества находился в одной камере, вторая камера была заполнена искусственной плазмой. По время опыта ячейка вращается вокруг оси лекарственного вещества в плоскости мембраны, что обеспечивается движением металлического диска, перемешивающего их содержание.

В другой – обе водные фазы (раствор лекарственного вещества и искусственная плазма) находятся в двух подогретых емкостях, содержимое которых перемешивается. С помощью насоса обе эти камеры по падают в проницаемую ячейку и наступает проникание. Количество лекарственного вещества, прошедшего через мембрану, определяется через определенные промежутки времени.

Упомянутые ячейки и мембраны использовались при конструировании ресорбционной модели Sartorius, которая служит для определения констант скорости лекарственных веществ. Полученные результаты находятся в корреляции с величинами, полученными in vivo.

 

Высвобождение лекарственных веществ из мягких
лекарственных форм

Оценка высвобождения лекарственных веществ из мазей основывается на способности основы высвобождать лекарственные вещества.

В настоящее время разработано и предложено много различных методов по определению высвобождения лекарственных веществ мазевыми основами. Все эти методы можно разделить на:

–          модельные опыты in vitro, основанные на физико-химических и микробиологических исследованиях;

–          биологические методы in vivo, проводимые на живых организмах или изолированных органах.

Результаты биологических методов не всегда воспроизводимы, поэтому для сравнительных исследований применяют опыты in vitro.

Для получения сравнимых результатов, необходимо поддерживать постоянную температуру, одинаковый состав опытной среды, одинаковые концентрации лекарственного вещества, использовать образцы аналогичной величины с одинаковой степенью дисперсности суспендированного или эмульгированного вещества.

 

Физико-химические и микробиологические методы

К этой группе методов следует отнести метод агаровых пластинок, при котором небольшое количество испытуемой мази наносят на агаровый гель, содержащий реактив, который образует окрашенные соединения с лекарственным веществом. По мере диффузии лекарственного вещества из мази окрашенная зона геля увеличивается. Линейными размерами этой зоны и может быть измерена степень диффузии вещества из мази. Техника проведения метода упрощается при использовании красителя в качестве диффундирующего вещества. Если вещество способно флюоресцировать, то для его идентификации применяют аппарат для флюоресцентного анализа.

В том случае, если действующие вещества обладают антисептическими или бактерицидными свойствами применяют микробиологический тест, который отличается от предыдущих методов способом идентификации. Определенное количество мази вносят в цилиндрическое отверстие, сделанное в агаре, содержащем стандартную культуру микроорганизма. Микроорганизмы на питательной среде не растут там, где для них образуется минимальное тормозящее или губительное действие диффундирующего из мази вещества. Таким образом, вокруг мази образуется зона торможения, которая отсутствует при применении неподходящей мазевой основы. Диаметр или ширина зоны торможения, характеризующая степень диффузии лекарственного вещества из мазевой основы, измеряется через 24 или 48 часов инкубации чашек Петри с агаром в термостате (37°С). Время измерения зон зависит от скорости диффузии вещества.

Наиболее часто используются методы прямой диффузии, когда мазевая основа находится в непосредственном контакте со средой (раствором, гелем и др.), в которую должно диффундировать лекарственное вещество.

Хроматографический метод заключается в том, что используют фильровальную бумагу, увлажненную раствором индикатора. Мазь помещается в центре фильтровальной бумаги в небольшом цилиндре, открытом с обоих концов. Определение скорости диффузии проводится путем измерения расстояния от наружного края мази до наружного края окрашенной зоны на фильтровальной бумаге.

Сравнительно широко распространенным тестом для определения высвобождения лекарственных веществ из мазей является метод диффузии через мембрану. Суть этого метода заключается в том, что изучаемая мазь отделяется от диффузионной среды какой-либо полупроницаемой мембраной. В качестве мембраны используют различный материал (наиболее часто – целлофан) Толщина целлофановой пленки на диффузию оказывает незначительное влияние, а материал не вступает во взаимодействие с лекарственными веществами.

Процесс исследования заключается в том, что определенное количество мази помещается в камеру для диализа, которая погружается в физиологический раствор. Исследование проводится при температуре 37°. Диффундированое лекарственное вещество определяют обычными химическими или физико-химическими методами.

Чтобы приблизить условия опыта к условиям намазывания мази на кожу, было предложено устройство, в котором в процессе определения диффузии веществ предусматривается перемешивание мази. Для приближения опыта к биологическим условиям применялись мембраны животного происхождения (например, яичная оболочка, слепая кишка ягненка, брюшина рогатого скота, кожа с затылка кролика и др.) и соответствующая среда.

В процессе разработки методик с микробиологической детекцией было предложено множество вариантов усовершенствований, которые можно объединить в три типа в соответствии с тем, как вносится образец в культуру микроба, находящегося в питательной среде.

Часто используемым методом является метод, при котором на полотне с культурой микроба (обычно пептоновый агар) делается небольшое круглое отверстие и заполняется пробой мази. Важно, чтобы образец находился в тесном контакте о питательной средой на всей поверхности отверстия, что надежнее достигается нанесением подогретого образца в полутвердом состоянии. При сравнении результатов надо следить за тем, чтобы высота питательной среды в чашке Петри была одинаковой, чтобы среда имела всегда одинаковый рН и не было бы разницы в содержании других веществ, внесенных в питательную среду.

Другой возможностью усовершенствования опытов является размещение образца мази в металлическом (алюминиевом) цилиндре на питательной среде.

Третья возможность – это нанесение образца на бумагу (диск в диаметре до 1 см), которая кладется на твердую питательную среду.

 

Методы с химической (физико-химической) детекцией

При этих методах для оценки высвобождения лекарственного вещества можно наблюдать или диффузию в жировой среде, или диффузию в водной среде в форме гидрогеля или проникание в жидкую среду.

Диффузия в жирной среде (без перехода через полупроницаемую мембрану) может исследоваться следующим образом: образец мази наносится на определенную площадь, обозначенную на фильтровальной бумаге, которая кладется на раствор, представляющий рецепторную фазу. Закрытая чашка оставляется на 4 часа в термостате при температуре 25°С. Степень диффузии вещества определяется количественно в рецепторной фазе.

Другой разновидностью этого же метода является следующий: образец наносится на фильтровальную бумагу, кладется на дно чашки Петри, заливается, например, вазелином и оставляется на 12 часов при температуре 30°С. В вазелине определяется количество высвобожденного лекарства. Аналогичный подход существует и для веществ гидрофильного характера. В этом случае образец заливается водой.

Если речь идет о гидрофобной мази, то ее можно исследовать прямой диф­фузией: мазь в растопленном виде наносится на водную рецепторную фазу.

Диффузия в водной среде. Техника диффузии в среде в форме гидрогеля аналогична технике опытов с микробиологической индикацией на полотнах питательной среды. Гидрогель выбирается по консистенции, преимущество отдается желатиновым гидрогелям, а не агаровым. Нужно следить, чтобы образец мази имел очень тесный контакт с гелем, для того, чтобы фазовая реакция была выразительной и граница цветовой зоны – четкой. Недостатком этих методов является тот факт, что измерение диаметра окрашенной зоны сопряжено с довольно большой экспериментальной погрешностью. Вопроизводимость результатов зависит от способа подготовки геля и полотна, от химического состава показателя детекции, от постоянства окраски образующегося соединения, продолжительности выдержки и температуры.

Рецепторная фаза может быть водной (вода, физиологический раствор, раствор Рингера, буферные растворы) или безводной. Лекарственное вещество, которое в нее переходит, определяется химическими или физико-химическими, а в настоящее время, как правило, спектральными методами.

Устройства для этих опытов просты. Наиболее распространенные из них представлены на рис. 4.9 и 4.10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.9. Устройство для исследования проникания лекарственного вещества из мази в жидкую среду.
А – трубочка с образцом мази, В – рецепторная фаза, С – целлофан. Опыт проводится при температуре 37°С. Рецепторная фаза – раствор Рингера, мазь содержит красящее вещество, например, метиленовый синий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.10. Устройство для исследования проникания лекарственного вещества из мази в жидкую среду.
А – камера, заполненная образцом мази. В – рецепторная фаза, С – целлофан. Камера может быть снабжена мешалкой.

 

 

4.5. Высвобождение лекарственных веществ из ректальных
лекарственных форм

Оценка высвобождения лекарственных веществ из ректальных лекарственных форм основывается на способности основы высвобождать лекарственные вещества. Существуют два основных подхода к определению высвобождения: инструментальный (in vitro) и биологический (in vivo). Для сравнительных исследований применяют опыты in vitro, которые основываются на физико-химических и микробиологических исследованиях.

Широко применяется метод агаровых пластинок, который отличается от такового для мазей способом нанесения суппозиторной массы на агаровый гель. Для лучшего контакта с рецепторной фазой суппозитории необходимо расплавить. Степени диффузии лекарственного вещества оценивают линейными замерами окрашенной зоны. Если действующие вещества обладают антисептическими или бактерицидными свойствами применяют микробиологический тест.

Также применимыми для суппозиториев являются методы прямой диффузии, диффузии через мембрану и хроматографический метод (см. раздел 4.4).

Государственная фармакопея ХI издания предлагает метод Крувчинского – метод равновесного диализа через полупроницаемую мембрану из природных или синтетических материалов.

Фармако-технологические исследования, принятые Государственной фар­макопеей Украины, приближены к требованиям фармакопей USP/EP/DAB/Jap. Они регламентируют для суппозиториев проведение испытания на распадаемость и растворимость.

Испытание на распадаемость позволяет определить, размягчаются или распадаются ректальные или вагинальные суппозитории в течение установленного времени, если они помещены в жидкую среду в экспериментальных условиях, указанных ниже.

Считается, что образцы распались, если:

а) наблюдается полное растворение;

б) компоненты суппозитория разделились: расплавленные жировые вещества собрались на поверхности жидкости, нерастовримые частицы осели на дно, а растворимые компоненты растворились;

в) размягчение образца сопровождается заметной сменой формы, без полного разделения компонентов или отсутствием у суппозитория твердого ядра, оказывающего сопротивление давлению стеклянной палочки.

Прибор (ГФУ, ст. 2.9.2, стр. 152) (рис. 4.11) состоит из прозрачного стеклянного или пластмассового пустого цилиндра с соответствующей толщиной стенок, в середине которого с помощью трех держателей закреплено металлическое приспособление. Приспособление представляет собой два перфорированных диска из нержавеющего металла, закрепленных на расстоянии приблизительно 30 мм друг от друга. Диаметр дисков почти равняется внутреннему диаметру цилиндра, и в каждом диске имеется 39 отверстий диаметром 4 мм.

Испытания проводят, использую три таких приспособления, каждое из которых содержит отдельный образец.

Каждое приспособление помещают в резервуар с терморегулирующим устройством объемом не менее 4 л, заполненный водой с температурой от 36°С до 37°С, если нет других указаний в частной статье.

Резервуар снабжен свободно вращающейся мешалкой и механизмом, который поддерживает его в вертикальном положении не менее чем на 90 мм ниже поверхности воды и дает возможность переворачивать его на 180°, не вынимая из воды. Три приспособления можно также поместить одновременно в один резервуар вместимостью 12 л.

Методика. Испытывают три суппозитория. Каждый образец помещают на нижний диск приспособления, устанавливают приспособление в цилиндр прибора и закрепляют его. Помещают прибор в резервуар с водой и начинают испытание. Приборы переворачивают каждые 10 минут. После окончания времени, указанного в общей или отдельной статье, исследуют образцы. Препарат выдерживает испытание, если все образцы распались.

Различные модели приборов для определения распадаемости и растворимости суппозиториев выпускают производители аналитического оборудования, например, приборы фирмы PharmaTest (Германия), модель PTS-3E и PTSW0 представлены на рис. 4.12 и 4.13.

Прибор проверки распадаемости свечей PTS-3E позволяет проводить тестирование трех образцов. Время тестирования может быть установлено от1 минуты до 10 часов, при этом точка распадаемости фиксируется вручную. Во время работы контейнер поворачивается на 180°. Прибор имеет съемные баню и держатель.

Прибор для проверки растворимости свечей PTSW0 работает в нормальной бане для растворения, ячейка помещается в обычный сосуд для растворения, привод мешалки соединяется с горизонтально вращающейся диализной ячейкой. Действующие составляющие диффундируют через мембрану ячейки и могут быть измерены обычным способом.

Для испытания суппозиториев на растворимость ГФУ регламентирует использование проточного прибора для твердых лекарственных форм, но с использованием специальной кюветы.

Проточная кювета, представленная на рис. 4.14, специально предназначена для липофильных твердых дозированных форм, таких как суппозитории и мягкие капсулы. Она состоит из трех прозрачных частей, которые вставляются друг в друга. Нижняя часть (1) сделана из двух сообщающихся камер, присоединенных к устройству переполнения.

Среда растворения проходит через камеру А и поднимается вверх. Движение потока в камере В направлено вниз к маленькому отверстию, которое ведет вверх к фильтрующему устройству. Средняя часть (2) кюветы имеет полость, предназначенную для сбора липофильных вспомогательных веществ, которые всплывают в среде растворения.

Металлическая решетка служит в качестве грубого фильтра. В верхней части (3) имеется место, куда помещается фильтр из бумаги, стекловолокна или целлюлозы.

Методика. Помещают одну единицу исследуемого препарата в камеру А. Закрывают кювету вместе с подготовленным фильтрующим устройством. В начале испытания в камере А удаляют воздух через маленькое отверстие, соединенное с фильтрующим устройством. Нагревают среду растворения до подходящей температуры, учитывая температуру плавления препарата. Используя подходящий насос, пропускают с указанной скоростью (±5%) нагретую среду растворения через дно кюветы, получая непрерывный поток через открытую или закрытую цепь. Когда среда растворения начнет переливаться через край, воздух начнет выходить через капилляр, и камеру В заполняют средой растворения.

Препарат распространяется через среду растворения в соответствии со своими физико-химическими свойствами. В обоснованных и разрешенных случаях испытанию может подвергаться представительные части суппозиториев большого размера.

Отбор проб и оценка результатов. См. Проточный прибор (раздел 4.2, стр. 125).

 

 

Измельчение лекарственных веществ – это наиболее простая, но в то же время одна из наиболее важных технологических операций, выполненная фармацевтом при приготовлении различных лекарственных форм. Дисперсность лекарственного вещества влияет не только на сыпучесть порошкообразных материалов, насыпную массу, однородность смешивания, точность дозирования. Особенно важным является то, что от размера частиц зависит скорость и полнота всасывания лекарственного вещества, а также его концентрация в биологических жидкостях, главным образом в крови, при любых способах его назначения в виде различных лекарственных форм.

Влияние величины частиц на терапевтическую активность впервые было доказано для сульфаниламидных и, затем, стероидных препаратов, а также производных фурана, салициловой кислоты, антибиотиков и в настоящее время для спазмолитиков, обезболивающие, мочегонных, противотуберкулезных, противодиабетических и кардиотонических средств. Так, например, установлено, что при использовании микронизированного сульфадиазина, максимальная концентрация в крови людей достигается на два часа раньше, чем при назначении его в виде порошка обычного степени измельчения. При этом максимальные концентрации сульфадиазина в крови обнаруживаются на 40% выше, а общее количество вещества, всосавшейся на 20% больше. Препарат кальциферол способен всасываться и выполнять лечебное действие только тогда, когда размер частиц менее 10 мкм.

Влияние степени измельчения на процесс всасывания особенно ярко проявляется в мазях и суппозиториях, приготовленных на одной и той же основе, но с использованием фракций лекарственного вещества, величина частиц которых заметно отличается.

Так, например, Тенцовою И.А. установлено, что высвобождение сульфаниламидов, преднизолона, гидрокортизона, салициловой кислоты с мазей и их всасывание через кожу находится в прямой зависимости от размеров частиц. Грецким В.М. доказано, что стрептоцид, норсульфазол, анестезин, измельченные до 5-18 мкм, всасываются из мазей через кожу кроликов в значительно больших количествах по сравнению с веществами, измельченными до 150 – 180 мкм.

Таким образом, лекарственное вещество в лекарственном препарате должна иметь оптимальную степень измельчения, от которого зависит егобиодоступность.

Большое влияние на терапевтическую активность лекарственных средств оказывают также полиморфные модификации.

Доли лекарственных веществ в порошкообразном твердом состоянии имеют различную здание (кристаллической или аморфное), зависит от особенности молекулярной структуры того или иного вещества. Электронно-микроскопические исследования показали, что лекарственные вещества в большинстве случаев имеют кристаллическую здание, вследствие фиксированного расположения атомов в молекуле и направленном роста кристаллов в определенных условиях в процессе кристаллизации. Аморфный состояние встречается реже. Любая лекарственное вещество в определенных условиях {растворитель, температура,давление и др.). Кристаллизуется в определенной системе и обладает определенными физико-химическими характеристиками (растворимость, температура плавления, удельная поверхность, прочность, форма и размер частиц и др.).. При изменении условий вещество кристаллизуется в другой системе и обладает другими физико-химическими характеристиками, а значит и других показателях биологической доступности. Такие физические характеристики порошков в существующей АНД как «кристаллический», «мелкокристаллический», «аморфный», «легкий порошок» достаточны для технологического процесса, но для выявления их влияния на терапевтическую активность нужны более точные определения, дает кристаллохимия.

Существует семь кристаллографических систем (сингоний): моноклинная, диклинна, тригональная, тетрагональная, гексагональная, ромбическая,кубическая, они служат для идентификации лекарственных веществ. Андроник И.Я. и Бабилев Ф.В. выдали атлас дифрактограмм кристаллических лекарственных веществ и разработали информационно- поисковая система для идентификации кристаллических лекарственных веществ по их дифракционных спектрах. Использование атласа и автоматизированной системы позволяют ускорить идентификацию лекарственных веществ.

Образование различных полиморфных модификаций может происходить и в редких, и в мягких лекарственных формах. Это наблюдается: при замене растворителей, при введении в жидкие или мягкие лекарственные формы различных вспомогательных веществ, при сушке, очистке, приготовлении лекарственных препаратов и в процессе их сохранения.

Явление полиморфизма среди лекарственных веществ особенно распространено среди средств. Для большинства модификаций не существуетспециальных названий и их обозначают буквами или цифрами I, II, III и т.д.

Примеров полиморфных модификаций лекарственных средств множество. Так, встречаются две полиморфных модификации ацетилсалициловой кислоты, одна из которых биологически активная другой в 1,5 раза.

Учет и рациональное использование явлений полиморфизма лекарственных веществ имеют исключительное значение для фармацевтической имедицинской практики. Полиморфные модификации того же вещества характеризуются различными константами стабильности, температурой фазового перехода, растворимостью, что в конечном итоге и определяет как стабильность вещества, так и его фармакологическую активность.

При этом особое значение имеет растворимость различных полиморфных модификаций, так как от нее зависит абсорбция (всасывание) лекарственных веществ.

Процесс растворения также влияет на эффективность лекарственных препаратов.

Лекарственное вещество как дисперсная фаза несомненно взаимодействует с жидкостью, т.е. с дисперсионной средой. При этом происходит та или иная химическая реакция, ответственная за изменение биологической активности веществ.

Жидкости классифицируют на полярные, напивполярни и неполярные. В зависимости от химической природы лекарственного вещества и растворителя,энергии взаимодействия в жидких лекарственных формах могут образовываться ионные, молекулярно дисперсионные системы или грубо дисперсионныесуспензии. В процессе приготовления могут наблюдаться экзо-или, эндотермические явления, контракция. Все это необходимо учитывать при приготовлении жидких лекарственных форм, научно обосновывая технологические приемы и соединение лекарственного препарата.

Растворимость веществ зависит в большой мере от их поверхностных свойств, в том числе от степени их измельчения. Значительное различие в величине частиц лекарственного вещества может привести к неодинаковой скорости всасывания и содержания в биологических жидкостях того же препарата, а следовательно, к возможной его клинической неэквивалентность.

Растворимость лекарственных веществ может меняться в зависимости от способов их перекристаллизации, а в готовых лекарственных средствах – от наличия используемых вспомогательных веществ и технологии лекарственных форм. На растворимость лекарственных веществ в лекарственных формах влияет ивыбор лекарственной формы. Так, при использовании очень трудно растворимых лекарственных веществ в случае перорального их назначения рациональной лекарственной формой является тонкая суспензия, такие лекарственные вещества лучше назначать в виде эластичных капсул, заполненных суспензией.

Существует несколько путей повышения растворимости труднорастворимых веществ и тем самым биодоступности.

1. 3а помощью солюбилизации. Солюбилизация определяется как процесс самопроизвольного перехода в устойчивое раствор с помощью ПАВ нерастворимых или труднорастворимых в данном растворителе. В отечественной литературе этот процесс еще называется коллоидной или совмещенной растворимостью.

2. С использованием индивидуальных или смешанных растворителей (хлороформ, бензиловый спирт, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль, етилцеллюлоза, димексид, глицерин и др.)..

3. С использованием гидротропии, что обеспечивает получение гидрофильных комплексов с органическими веществами, содержащими электродонорные заместители – полярные радикалы. Примерами гидротропних веществ могут служить натрия салицилат, натрия бензоат, гексаметилентетрамин, новокаин, антипирин, мочевина, глицерин, аминокислоты, оксикислоты, протеины и др.. 4.Шляхом образования солей и комплексов:

a) труднорастворимых вещества: основания, кислая форма соединений на лугу или натрия гидрокарбонатом переходит в легкорастворимые соль. Таким образом можно перевести в растворимые соединения фенобарбитал, норсульфазол, стрептоцид, осарсол и др.. вещества;

получения водных растворов иода с помощью легкорастворимых   комплексов йода с йодидами щелочных металлов;

с) для получения водных растворов полиеновых антибиотиков (нистатин, леворин и др.). используют поливинилпиролидон, с которым они образуют комплексные соединения, где нерастворимое в воде вещество и солюбилизатор связаны координационным связью. Эти комплексы хорошо растворимы в воде.Начатые в этом направлении научные исследования позволяют раскрывать новые закономерности в отношении «лекарственная веществ-вспомогательное вещество» в сложных физико-химических системах, каковыми являются лекарственные препараты.

5.Синтетичний путь – введение в структуру молекулы гидрофильных групп: СООН, СН _{2-СООН,-НРО С} Н – СН ₂ РО _С Н. Пример: унитиол.

На терапевтическую активность лекарственных веществ существенное влияние оказывают также их оптические свойства. Среди оптических изомеров нет химического различия, но каждый из них обращает плоскость поляризационного луча в определенном направлении. Несмотря на то, что химический анализ полностью подтверждает наличие того же вещества в лекарственных препаратах с различными изомерами, они не будет терапевтически эквивалентны.

При всасывании препарата в желудочно-кишечном тракте большую роль играет степень ионизации вещества. В зависимости от концентрации водородных ионов лекарственные вещества могут быть в ионизированной или неионизированной форме, рН влияет также на растворимость, коэффициент распределения лекарственных веществ, мембранный потенциал и поверхностная активность.

Химическая модификация

Под термином простая химическая модификация лекарственных средств понимают, когда одна и та вещество может быть использована в качестве лекарственного средства в различных химических соединениях (соль, основа, кислота, эфир, комплексное соединение и др..), В которых вполне сохраняется ответственна за фармакологический эффект часть молекулы вещества.

Например: новокаин – основа и соль новокаина гидрохлорид кодеин – основа и кодеина фосфат – соль; кофеин – основа и кофеин-бензоат натрия – соль.

Простая химическая модификация (замена препарата в виде соли с одним катионом, аналогичным в химическом отношении препаратом в виде соли с другим катионом или препаратом в виде кислоты, эфира и т.д.) чаще имеют место в заводском производстве.

Биофармация уделяет изучению фактора простой химической модификации самое серьезное внимание, так как учет его влияния на фармакокинетику лекарственных веществ позволяет значительно повысить эффективность врачебного вмешательства, уменьшить расход лекарственных препаратов, резко повыситьстабильность многих лекарственных веществ и их препаратов.

На основании биофармацевтических исследований доказана – произвольная замена какого-либо иона в молекуле лекарственного вещества, исходя из чисто технологических или экономических соображений, недопустима.

С мазевых основ проникают в кожу только растворимые в липидах, а из них лучше других проникают растительные и животные жиры, близкие по составу к жиру кожи человека. Вазелин и другие углеводороды сами по себе не проникают в кожу. Основной барьер для всасывания – слой эпидермиса. Дерма, богатая лимфатическими и кровеносными сосудами, не препятствует: всасыванию.

Проникновение мазевых основ и лекарственных веществ в глубоко расположенные слои дермы происходит вероятно, главным образом по протоках сальных желез. Мазевые основы значительно хуже проникают в здоровую кожу с неповрежденным эпидермисом, чем в кожу, лишенную эпидермиса вследствие ранения, болезненного процесса и тд.

Лекарственные вещества, содержащиеся в мази, проникают в здоровую кожу в разной степени. Летучие (йод, ртуть, эфирные масла), растворимые в липидах (основы алкалоидов и некоторые другие вещества) обычно проникают глубоко. Напротив, лекарственные вещества, нерастворимые в липидах, проникают в кожу значительно хуже. Лекарственные вещества, содержащиеся в мази растворенном виде, действуют интенсивнее, чем те, которые содержатся в виде суспензии.Проникающими мазями является например, мази с антибиотиками.

Резорбция лекарственных веществ отличается от их проникающего. Она зависит главным образом от химического строения лекарственных веществ и в меньшей степени – от вида мазевой основы. Более глубокая резорбция, как и проникновение, наблюдается у веществ, растворимых в липидах. К мазей резорбтивного действия относятся, например, мазь «Нитронг» (содержит 2% масляного раствора нитроглицерина и применяется для профилактики приступов стенокардии), а также мази, содержащие некоторые гормоны, витамины, алкалоиды и др..

По месту применения различают мази:

·         дерматологические (собственно мази), применяемые на кожу;

·         глазные, которые применяются на конъюнктиву глаза;

·         для носа, которые наносятся на слизистую оболочку нижней носовой раковины;

·         вагинальные,

·         уретральные

·         ректальные.

Последние три вида мазей вводятся с помощью специальных шприцев.

·         Согласно физико-химической классификации мази разделяют по консистенции,

·         типу дисперсных систем и мазевых основ.

В зависимости от консистенции различают:

·         жидкие мази (или линименты),

·         кремы,

·         гели,

·         собственно мази,

·         плотные мази – пасты,

·         сухие мази-полуфабрикаты, предназначенные для разведения водой или жирами.

По типу дисперсных систем (зависимости от степени дисперсности лекарственного вещества и характера ее распределения в основе) различают:

·         гомогенные

·         гетерогенные мази.

Гомогенные мази – это системы, которые характеризуются отсутствием межфазной поверхности раздела между лекарственными веществами и основой мази.

В этом случае лекарственное вещество распределено в основе по типу раствора, т.е. доведена до молекулярного или мицеллярного степени дисперсности. К гомогенных относятся: мази-растворы, мази-сплавы и экстракционные мази.

Гетерогенные мази – это системы, имеющие разделение фаз с различными пограничными слоями.

К ним относятся суспензионные (или тритурационные), эмульсионные и комбинированные мази.

Разный физическое состояние лекарственных веществ в мазях объясняется преимущественно их свойствами (растворимостью или нерастворимостью в воде и масле и т.п.), в зависимости от которых образуется и соответствующий тип мази.

По типу (характеру) мазевых основ различают мази, приготовленные на:

·         гидрофобных (липофильных}

·         гидрофильных

·         дифильных (гидрофильные-липофильных) основах.

Таким образом, медицинская классификация дает общее представление о мази (назначение, применение и т. п.), а физико-химическая – отражает технологию мазей и критерии их качества.

Различные мазевые основы

Мазевые основы могут быть в виде индивидуальных или суммы различных веществ, которые обусловливают необходимый объем, соответствующую консистенцию и некоторые специфические особенности мази. Благодаря консистенции основа – прекрасный Смазывающий средство для кожи, делает ее мягкой, гладкой, эластичной и предохраняет от высыхания. Под действием основания естественный жировой защиту кожи усиливается, быстрее заживают трещины и ссадины, уменьшается испарение воды, благодаря чему набухает роговой слой и задерживается природная теплота, чем достигается значительный защиту от влажности и холода. Последнее обстоятельство масс существенное значение для пловцов, находящихся в воде в период соревнований. Кроме того, основы хорошо впитывают в себя внешнее загрязнение кожи и облегчают его удаление.

Между лекарственным веществом и основой существуют сложные взаимодействия, которые не позволяют рассматривать ее как инертного носителя, не принимает участия в действии мази. Мази необходимо рассматривать как единство формы и содержания. Форма должна быть активной в отношении проявления и раскрытия ее содержания.

Доказано, что и сама лекарственное вещество, применяемое в виде мази, может действовать совершенно по-разному в зависимости не только от того, как она введена в мазь, но и от того, с какой мазевой основой она скомбинирована. Так, например, мази многих антибиотиков на вазелине малоактивны, но те ​​же мази, приготовленные на вазелин ланолиновым основе, имеют более выраженную антибиотическим действием.

Замена вазелин-ланолиновой основы на водорастворимую полиетиленоксидна повышает активность левомицетина в 30-40 раз.

Эти и другие исследования показывают, что мазевая основа не просто индифферентный носитель, а активный компонент фармакодинамики мази.

Выбор мазевой основы зависит от физико-химических свойств назначаемых лекарственных средств и характера действия мази.

Основа, обеспечивающая максимальный терапевтический эффект мази, должна отвечать следующим требованиям:

·         иметь мажущие способность, т.е. необходимые структурно-механические (консистентные) свойства: вязкость, пластичность, текучесть, тиксотропность и тд.;

·         хорошо воспринимать лекарственные вещества, то есть иметь абсорбирующую способность;

·         не изменяться под действием воздуха, света, колебаний температуры и не реагировать с лекарственными веществами, вводимыми в нее, т.е. иметь химическую стойкость;

·         быть индифферентной в фармакологическом отношении, не иметь раздражающего и сенсибилизирующего действия, способствовать сохранению первоначального значения рН кожи или слизистой оболочки;

·         не поддаваться обсеменению микроорганизмами;

·         не должна пачкать одежды, не быть слишком липкой, легко смываться с помощью мыла и без него;

·         свойства основания должны соответствовать цели назначения мази: основы защитных мазей, применяемые с профилактической целью, должны быстро засыхать и плотно прилегать к поверхности кожи, основы для поверхностно действующих мазей не должны всасываться, основы для мазей резорбтивного действия должны, наоборот, глубоко проникать в кожу, достигать кровяной в русла и способствовать всасыванию лекарственных веществ.

Однако мазевых основ, которые полностью отвечали бы этим требованиям, нет. Поэтому для получения необходимого качества основы часто применяют смеси различных вещевой (сложные мазевые основы).

Классификация оснований.

Вещества, используемые в качестве основы для мазей, отличаются по источникам получения, химическим составом, физико-химическими свойствам. Это нашло свое отражение в классификации оснований, приведенных в различных учебных пособиях, учебниках, обзорах и статьях. Существенным недостатком многих предлагаемых классификаций является то, то они смешивают основы для мазей с их отдельными компонентами.

В зависимости от источников получения мазевые основы и их компоненты подразделяются на натуральные и искусственные. В последнюю группу входят основы, разнообразны химическими полусинтетические веществами или их смесями как друг с другом, так и с натуральными веществами.

По химическому составу основы делятся на эфиры глицерина и нищими жирными кислотами, сложные эфиры этих кислот с высокомолекулярными одноатомными спиртами, высокомолекулярные углеводороды и их амины, неорганические соединения, полисахариды и др..

В основу классификации должна быть положена наиболее характерный признак, позволяющий объединить вещества в единую, органически связанную группу.Такая характерный признак для всех веществ или композиций основ – их способность взаимодействовать с водой.

По интенсивности взаимодействия и водой все основы делят на три группы:

·         гидрофобные,

·         гидрофильные

·         дифильные

Гидрофильные основы: гели высокомолекулярных углеводов и белков (эфиры целлюлозы, крахмала, желатина, агара), гели неорганических веществ (бентониты), гели синтетических высокомолекулярных соединений (полиэтилен оксида, поливинилпирролидона, полиакриламида) и др..

Характерное свойство для этой группы основ – активное взаимодействие с водой: они смешиваются с ней неограниченное или смачиваются или набухают в ней.

Дифильные (липофильные-гидрофильные) основы – безводные сплавы липофильных основ с эмульгаторами (сплав вазелина с ланолином или с другими эмульгаторами). Эмульсионные основы типа в / в (смесь вазелина с водным ланолином, консистентная эмульсия) и в / в в качестве эмульгаторов используют натриевые, калиевые, триетаноламинни соли жирных кислот, твин-80 и др..

Предложенная классификация позволяет четко характеризовать свойства мазевых основ, важные в технологическом отношении, помогает сделать более их свободный выбор основы в зависимости от физико-химических свойств лекарственного вещества определить способ ее введения. Кроме того, разделение мазевых основ на указанные группы дает возможность в определенной степени судить о скорости поступления лекарственного вещества из мази в ткани и жидкости организма.

Характеристика липофильных основ.

К этой группе относятся:

·         жировые,

·         углеводородные

·         силиконовые основы.

Жировые основы. Среди жировых основ наиболее широкое применение имеют жиры животного и растительного происхождения, а также продукты их промышленной переработки. Они триглицеридами высших жирных кислот и близкие по своему составу к жировым выделений кожи. Жиры индифферентные, хорошо всасываются, смешиваются со многими лекарственными веществами и хорошо их высвобождают, сравнительно легко смываются теплой мыльной водой.

Но вместе с тем они недостаточно устойчивы и разлагаются (горкнут) с образованием свободных жирных кислот, альдегидов и других соединений, которые могут вступать в химические реакции с имеющимися в составе мазей лекарственными веществами и раздражающе действовать на кожу.

Свиной жир (Adеps suillus dеpuratus. Axungia porcina depurata) получают вытапливанием жира, покрывающий внутренние органы свиньи. Он представляет собой смесь триглицеридов олеиновой кислоты и трипальмитину и   тристеарин. Продукт белого цвета, мягкой нежной консистенции, имеет очень слабый запах, плавится при температуре 34 – 35 ° С, в свежем виде не раздражает кожу и не препятствует кожному дыханию, довольно легко проникает через эпидермис и хорошо отдает коже лекарственные вещества.

Свиной жир легко смешивается и сплавляется с другими жирами, восками, углеводородами, смолами и жирными кислотами, не теряет мазеобразной консистенции при поглощении до 20% воды (благодаря наличию небольшого количества холестерина). Под воздействием внешних факторов (тепла, света, кислорода воздуха и др.). Свиной жир легко горчит, приобретая неприятный запах, кислой реакции и раздражающего действия.

Хотя свиной жир принадлежит к числу лучших основ для мазей, его применение очень ограничено, поскольку он является пищевым продуктом.

ДФ IX рекомендует применять жир при изготовлении мази серной простой, мази калия йодида и мази ртутной серой. Последняя готовится с добавлением говяжьего жира.