|
МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ
КИЇВСЬКА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ОСВІТИ ім.П.Л.ШУПИКА
ДАВТЯН Лена Левонівна
УДК 615.454.1: 616.31
НАУКОВО-ПРАКТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ М'ЯКИХ ЛІКАРСЬКИХ ФОРМ ДЛЯ СТОМАТОЛОГІЇ
15.00.01 – технологія ліків та організація фармацевтичної справи
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора фармацевтичних наук
Київ - 2006
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі технології ліків та клінічної фармації Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика Міністерства охорони здоров’я України.
Науковий консультант: доктор фармацевтичних наук, професор
КОРИТНЮК РАЇСА СЕРГІЇВНА
Київська медична академія післядипломної освіти
ім. П.Л. Шупика, завідувач кафедри технології
ліків та клінічної фармації
Офіційні опоненти: доктор фармацевтичних наук, професор
БОРЗУНОВ ЄВГЕНІЙ ЄРМОЛАЙОВИЧ
Київська медична академія післядипломної освіти
ім. П.Л.Шупика, професор кафедри промислової
фармації
доктор фармацевтичних наук, професор
ГРОШОВИЙ ТАРАС АНДРІЙОВИЧ
Тернопільський державний медичний університет
ім. І. Я. Горбачевського, завідувач кафедри
фармацевтичних дисциплін
доктор фармацевтичних наук, професор
СПИРИДОНОВ ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ
Національний фармацевтичний університет,
професор кафедри косметології та аромології
Провідна установа: Запорізький державний медичний університет
МОЗ України,
кафедра технології ліків, м. Запоріжжя
Захист відбудеться “_16_” _червня__2006 р. о 1000 годині на засіданні спе-ціалізованої вченої ради Д 26.613.04 при Київській медичній академії післядип-ломної освіти ім. П.Л.Шупика (04112, м. Київ, вул. Дорогожицька, 9).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика (04112, м. Київ, вул. Дорогожицька, 9).
Автореферат розісланий “_6_” __травня___ 2006 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Пилипчук Л.Б.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Запальні захворювання пародонту є актуальною проблемою людства в цілому і сучасної медицини зокрема.
Однією із головних причин втрати зубів як в середній, так і в старшій віковій групі хворих в країнах з різним рівнем економічного розвитку є пародонтит. Не-зважаючи на появу у середині ХХ століття певного арсеналу лікарських засобів (ЛЗ) для етіотропного лікування запальних захворювань пародонту, проблема терапії даної патології залишається та буде залишатися принципово важливою. По-перше, це обумовлено відсутністю до останнього часу відповідної лікарської форми, що призводить до незадовільних результатів і побічних ефектів традиційної медика-ментозної терапії запальних захворювань пародонту. По-друге, істотним недоліком існуючих ЛЗ є короткочасність дії препаратів в умовах закритої порожнини зуба. Тобто дана проблема визначається не тільки соціально-медичною значущістю, але і набуває фармацевтичної актуальності особливо у форматі інтеграції України до Європейського Союзу в рамках міжнародних стандартів щодо розробки та виробництва високоефективних ЛЗ.
Часткове рішення проблеми розробки пародонтальних препаратів нового по-коління для місцевого застосування можливе завдяки впровадженню сучасних фармацевтичних технологій. Лікарські засоби місцевої дії повинні забезпечувати ло-кальне і рівномірне вивільнення діючої речовини з лікарської форми, створюючи їх високу терапевтичну концентрацію в місцях використання без значного підвищення рівня лікарської речовини в системній циркуляції. Це лікарські плівки (ЛП), гелі та мазі, пролонгація дії яких досягається іммобілізацією діючих речовин на різнома-нітних полімерних носіях. Проте, теоретичне обгрунтування технологічних принципів розробки стоматологічних пролонгованих м’яких лікарських засобів (МЛЗ) відсутнє. Все це зумовило актуальність і своєчасність даного дослідження, сприяло вибору теми дисертаційної роботи та визначило її мету і завдання.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконано відповідно до плану науково-дослідних робіт Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика МОЗ України (№ державної реєстрації: 0102U002953) та проблемної комісії “Фармація” МОЗ та АМН України.
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є теоретичне та експериментальне обгрунтування наукових підходів до розробки складу та раціональної технології м’яких лікарських форм для стоматології у вигляді лікарських плівок, гелю та мазі з направленою біодоступністю, достатньою стійкістю та стабільністю при зберіганні.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:
- провести і узагальнити аналіз літературних джерел для з’ясування сучасних аспектів розробки та застосування пролонгованих м’яких лікарських засобів на полімерних носіях для лікування запальних захворювань пародонту;
- науково обгрунтувати концепцію інтегрованого підходу до створення ЛЗ антимікробної та антивірусної дії у вигляді ЛП, гелю та мазі на основі гідрофільних
носіїв;
- провести комплекс фармако-технологічних, фізико-механічних, фізико-хі-мічних, фармакокінетичних та мікробіологічних досліджень з метою вибору та обгрунтування оптимальних складів ЛЗ;
- встановити вплив технологічних факторів на фізико-хімічні та фізико-механічні показники ЛЗ;
- провести біофармацевтичні дослідженн опрацьованих ЛЗ;
- встановити кінетичні параметри ЛЗ методами in vitro та in vivo, оцінити ко-реляційний взаємозв’язок між результатами досліджень;
- встановити термін та умови зберігання, стабільність фізико-хімічних влас-тивостей ЛП, гелю та мазі з метою розробки АНД;
- розробити технологічні промислові регламенти на виробництво лікарських плівок та стоматологічного гелю;
- розробити технологічну інструкцію на аптечне виготовлення лікарських плівок;
- визначити ступінь інгібуючої активності ЛП антивірусної дії.
Об’єкти дослідження. Об’єктами дослідження є плівкові, мазеві та гелеві ос-нови, полімерні лікарські плівки, гель і мазь антимікробної та антивірусної дії з метронідазолом, міконазолу нітратом, ацикловіром і циміналем.
Предмет дослідження. Предметом дослідження є наукове обгрунтування тех-нологічних принципів створення та розробки складів і технології ЛЗ на полімерних носіях у вигляді плівок, гелю і мазі для лікування запальних захворювань пародонту.
Методи дослідження. При вирішенні поставлених завдань були використані фармако-технологічні, фізико-механічні, фізико-хімічні, фармакокінетичні, біоло-гічні та математичні методи, зокрема:
- встановлення фізико-механічних показників лікарських плівок (блискучість, еластичність, зусилля на розрив, відносне подовження, суцільність);
- потенціометричне визначення рН лікарських засобів;
- встановлення структурної в’язкості мазевих і гелевих основ, а також мазі та гелю;
- оцінка структурно-механічних властивостей (намазування, екструзійна спроможність);
- ротаційна віскозиметрія для визначення в’язкості основ;
- фармако-технологічні методи дослідження показників якості ЛП, гелю і мазі (опис, ідентифікація, однорідність, розмір часток, однорідність вмісту діючої речовини в одиниці дозованого ЛЗ, маса вмісту контейнера, мікробіологічна чистота);
- математичне планування експерименту з метою оптимізації складу ЛП і гелю.
Для вивчення антимікробної активності ЛЗ використовували мікробіологічний метод дифузії в агар - метод “колодязів”.
Для виявлення та кількісного визначення антивірусної дії ЛП проведені дос-лідження по відношенню до вірусу простого герпесу I типу (ВПГ-I) в перещеплю-ваній культурі клітин поверхневозалежної перещеплювальної культури клітин карциноми гортані людини (НЕР-2) за пригніченням цитопатичної дії вірусу та за ступенем зниження його інфекційного титру.
Для встановлення фармакокінетичних властивостей ЛП використовували хі-мікотоксикологічний метод ізолювання лікарських речовин із біологічного мате-ріалу (кров, тканини пародонту).
Досліджування специфічної активності плівок, гелю і мазі проводили за ме-тодиками, рекомендованими Державним фармакологічним центром МОЗ України.
Обробку експериментальних даних проводили за допомогою методів ма-тематичної статистики.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше запропоновано науково-методичні принципи розробки складу і технології ЛП, гелю та мазі для стоматології.
На підставі комплексного вивчення фармако-технологічних, фізико-механіч-них, фізико-хімічних і фармакокінетичних властивостей ЛЗ вперше обгрунтовано теоретичні та експериментальні підходи до розробки оптимальних складу і тех-нології м’яких лікарських форм антимікробної і антивірусної дії для стоматології на полімерних носіях. За результатами досліджень встановлені специфікаційні норми опрацьованих ЛЗ.
Вперше вивчені фізико-механічні параметри пародонтальних ЛП пролонго-ваної дії на полімерному носії. Експериментально встановлено і теоретично об-грунтовано вплив діючих і допоміжних речовин на фізико-механічні властивості ЛП, а також залежність якості плівок від застосованого пластифікатору, що має велике значення в процесі їх отримання і зберігання.
Вперше в Україні теоретично обгрунтована та експериментально апробована концепція інтегрованого підходу до створення пролонгованих ЛП для лікування запальних захворювань пародонту. Згідно з цією концепцією розроблено ЛП ан-тимікробної та антивірусної дії, на що одержано 2 патенти України (Пат. 54177А Україна, 7А61К31/00. Стоматологічні плівки антивірусної дії “Віруплен” від 17.02.2003 р, бюл. №2; Пат.54178А Україна, 7А61К31/00. Стоматологічні плівки антимікробної та антимікотичної дії “Трикален” від 17.02.2003 р, бюл. №2).
На моделях математичного статистичного аналізу рекомендовано підходи до оптимізації кількісного співвідношення допоміжних речовин, які входять до складу ЛП і гелю.
Вперше розроблена технологія виробництва пролонгованих ЛП антимікробної та антивірусної дії.
Вперше проведені фармакокінетичні дослідження ЛП (метод in vivo) в крові і тканинах пародонту щурів з встановленням біологічної доступності та режиму до-зування. Встановлено кореляційний зв’язок між дослідами in vitro i in vivo.
Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати дослід-жень є фундаментальною основою для технологічних підходів розробки про-лонгованих ЛЗ антимікробної та антивірусної дії, зокрема для стоматології.
На підставі комплексних фармако-технологічних, фізико-механічних, фізико-
хімічних, біофармацевтичних та фармакокінетичних досліджень із залученням ме-тодів математичного планування експерименту обгрунтовано склад і розроблено оптимальну технологію пролонгованих ЛП антимікробної та противірусної дії,
стоматологічного гелю і мазі.
Розроблена і апробована в умовах фармацевтичного підприємства технологія виробництва стоматологічного гелю антимікробної дії (Київске обласне державне комунальне підприємство (КОДКП) “Фармацевтична фабрика”, м. Київ, акт впровадження від 21.04.2005 р.).
Державним фармакологічним центром МОЗ України прийнято до розгляду пакет документів для реєстрації стоматологічного гелю “Метромік-дента, стоматологічний гель” (№ 5.12-5117/А від 19.10.2005 р.).
Апробована промислова технологія мазі з циміналем на ЗАТ “Фармацевтична фірма “Дарниця”, м. Київ (акт впровадження від 10.11.2003 р); лікарських плівок “Трикален” і “Віруплен” на ВАТ “Стома”, м. Харків (акт впровадження від 04.02.2004 р.).
На базі запропонованої концепції інтегрованого підходу до розробки пролон-гованих ЛЗ практично реалізовано результати експериментально-теоретичних досліджень, які покладені в основу двох патентів, та двох методичних рекомен-дацій, що були впроваджені в діяльність трьох установ практичної охорони здо-ров’я: Харківської клінічної лікарні ВАТ “Віва-Стом” (акт впровадження від 22.12.2004 р.), Полтавської міської стоматологічної поліклініки №3 (акт впровадження від 12.07.2004 р.), Івано-Франківської ЛПСК “Нейт” (акт впровадження від 15.01.2005 р.).
Оптимізована технологія ЛЗ для виготовлення в умовах аптек впроваджена в аптеках № 7 м. Києва (акт впровадження від 24.10.2001 р.); № 60 м. Києва (акти впровадження від 06.02.2002 р., 29.03.2002 р.); № 99 м. Києва (акт впровадження від 27.05.2003 р.), Славутську міжлікарняну аптеку № 177, м. Славута, Хмельницької області (акт впровадження від 22.11.2002 р.).
Результати наукових досліджень впроваджені в навчальний процес кафедри технології ліків та клінічної фармації, кафедри терапевтичної стоматології Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика МОЗ України (акти впровадження від 05.10.2004 р. і 04.10.2004 р. відповідно), кафедри фармації, кафедри терапевтичної стоматології Одеського державного медичного університету (акти впровадження від 08.12.2004 р., 04.01.2005 р. відповідно), кафедри клінічної імунології та мікробіології Харківської медичної академії післядипломної освіти МОЗ України (акт впровадження від 21.04.2005 р.), кафедри фармацевтичної технології Інституту підвищення кваліфікації спеціалістів фармації Національного фармацевтичного університету (акт впровадження від 12.04.2005 р.), кафедри промислової фармації Національного фармацевтичного університету (акт впровадження від 19.04.2005 р.).
Видано навчальний посібник “Технологія та біофармацевтичні аспекти лікарських плівок антимікробної дії”, що рекомендований Міністерством освіти і науки України для використання студентами, практичними працівниками аптек, а також при підготовці і перепідготовці фармацевтів та провізорів.
Особистий внесок здобувача. У комплексному дослідженні, над яким пра-цював творчий колектив співавторів публікацій, особисто дисертантом отримані такі результати:
- визначено мету, завдання та методологічні підходи, згідно з якими відібрані
об’єкти та методи дослідження;
- вивчено, проаналізовано та узагальнено дані наукової літератури за визна-ченим напрямком;
- розроблено склад та технологію плівок, гелю і мазі антимікробної і анти-вірусної дії;
- встановлена залежність фізико-механічних параметрів ЛП від фармацевтич-них факторів;
- проведено біофармацевтичні дослідження розроблених ЛЗ: плівок, гелю і мазі;
- встановлена біологічна доступність ЛП на підставі фармакокінетичних дос-ліджень;
- розроблені технологічні регламенти на виробництво лікарських плівок і стоматологічного гелю, а також технологічні інструкції на виготовлення лікарських плівок в умовах аптек;
- дисертантом оброблено, систематизовано та проаналізовано результати фізико-механічних, фізико-хімічних, фармако-технологічних, біофармацевтичних, фармакокінетичних і біологічних досліджень.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені та обговорені на республіканських та міжнародних конференціях: VIII конгрес Світової федерації Українських лікарських товариств (Львів-Трускавець, 2000 р.); “Актуальні проблеми екстремальної і військової фармації” (Київ, 2000 р.); “Вчені України–вітчизняній фармації” (Харків, 2000 р.); “Современные проблемы диагностики и терапии гепатитов” (Харьков, 2000 г.); “Ліки-людині” (Харків, 2001 р.); “Сучасні проблеми фармацевтичної науки і практики” (Харків, 2001 р.), “М'які лікарські засоби в сучасній фармації і медицині” (Харків, 2002 р.), IХ конгрес Світової федерації Українських лікарських товариств (Луганськ-Київ-Чикаго, 2002 р.), III науково-практична конференція “Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія’’ (Харків, 2003 р.); VI Національний з’їзд фармацевтів України (Харків, 2005 р.).
Публікації. За темою дисертаційного дослідження опубліковано 50 робіт, з яких 32 статті (28 у фахових виданнях, із них – 11 одноосібно), 1 навчальний посібник, 2 методичні рекомендації, 2 деклараційних патенти на винахід та 13 тез доповідей.
Структура дисертації та її обсяг. Дисертація викладена на 397 сторінках машинопису, складається зі вступу, шести розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, що містить 363 найменування, серед яких 162 іноземних, 65 додатків. Робота ілюстрована 73 таблицями і 53 рисунками. Обсяг основного тексту - 267 сторінок.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Проведений аналіз літературних джерел з питань медико-біологічних та фармацевтичних вимог до створення препаратів нового покоління показав перспек-тивність розробки МЛЗ для місцевого застосування з визначенням основних напрямків технології пролонгованих лікарських форм.
обгрунтування методології і методів досліджень та вивчення фармако-технологічних і фізико-хімічних властивостей лікарських плівок
Застосування у фармацевтичній технології полімерних матеріалів як носіїв для створення депо діючих речовин в організмі і здійснення спрямованого транспорту ліків в орган-мішень в значній мірі визначається особливостями їх будови та фізико-хімічними властивостями і передбачає науково-обгрунтований підхід до використання у повному обсязі майже всіх фармацевтичних факторів, які істотно впливають на біодоступність лікарського препарату.
Теоретичні і експериментальні підходи до розробки складу і технологіїї ЛП та встановлення закономірностей введення біологічно активних речовин з використан-ням полімерів лінійної будови показали, що 3 % розчин натрій карбоксиметил-целюлози (Na-КМЦ) є оптимальним. Для порівняльної характеристики були засто-совані полімери у вигляді 3 % розчину метилцелюлози (МЦ), 1,5 % розчину карбо-меру та 5 % розчину желатини. Подальше збільшення концентрації сприяло підви-щенню міцності структури за рахунок підвищення в'язкості, що, в свою чергу, погір-шувало технологічний процес отримання ЛП - перемішування, деаерацію і формування.
Із всіх параметрів, що визначають властивості полімерного матеріалу, най-більш повно відображають його поведінку фізико-механічні показники, зокрема відносне подовження, зусилля на розрив, еластичність та блискучість.
Відносне подовження як фізико-механічний показник якості плівок пов'язане з такою характеристикою як зусилля на розрив, а остання залежить від кількості вве-дених пластифікаторів, які формують певну структуру плівок. При одержанні полі-мерних плівок пластифікації піддаються ті полімери, твердість ланцюгів яких обу-мовлена головним чином наявністю полярних груп і, отже, значними силами міжмо-лекулярної взаємодії. Введення до складу полімерних модельних сумішей пластифі-каторів дозволяє одержувати плівки з заданою еластичністю. Вибір типу і кількості пластифікатору залежить від природи полімеру та умов його експлуатації, а ефек-тивність пластифікуючої дії визначається кількістю введеного пластифікатору.
Для визначення оптимального складу полімерного носія вивчено залежність відносного подовження плівок від кількості пластифікаторів: поліетиленоксиду-400 (ПЕО-400), пропіленгліколю (ПГ) та гліцерину. При цьому основним критерієм технологічної якості плівок стало їх відносне подовження (рис. 1).
З рис. 1 видно, що відносне подовження плівок підвищується зі збільшенням концентрації пластифікаторів. Однак простих співвідношень між концентрацією пластифікатору і показника відносного подовження не існує, бо при досягненні певних значень концентрації пластифікатору в плівках зменшується показник відносного подовження, а отже і еластичність, за рахунок збільшення жорсткості системи. Зразки плівок стають ламкими. Це відбувається внаслідок випотівання зразків як в процесі їх сушіння, так і зберігання. Необхідно відмітити, що відносне подовження найбільш оптимальне при використанні пластифікаторів ПЕО-400 і глі-
церину (до 3 % відповідно), ніж ПГ. В зв’язку з цим пластифікатор ПГ виключений
із подальших досліджень. Аналогічна картина спостерігається і при використанні розчинів полімерів МЦ, желатину і карбомеру. Однак зразки на основі 3 % розчину Na-КМЦ проявляють більш виражені оптимальні властивості фізико-механічних показників, ніж на основі розчинів полімерів МЦ, желатину і карбомеру.
Рис. 1. Залежність відносного подовження модельних зразків плівок від концентра-
ції пластифікаторів: 1 – 3 % розчин Na-КМЦ; 2 – 3 % розчин МЦ; 3 – 1,5 %
розчин карбомеру; 4 – 5 % розчин желатину
При обгрунтуванні складу плівкової основи науковий інтерес представляє вплив пластифікаторів ПЕО-400 і гліцерину на показник відносного подовження при їх спільному застосуванні з використанням різних полімерних носіїв. На рис. 2 наведено залежність відносного подовження модельних зразків плівок на різних полімерних носіях від концентрації та співвідношень цих пластифікаторів.
Рис. 2. Відносне подовження модельних зразків в залежності від концентрації плас-
фікаторів: 1-3 % розчин Na-КМЦ; 2 – 3 % розчин МЦ; 3- 1,5 % розчин карбо-
меру; 4 – 5 % розчин желатину
Як видно з даних рис.2, збільшення значення відносного подовження спостері-
гається при концентрації ПЕО-400 і гліцерину до 2,5 % відповідно. При цьому відносне подовження на основі полімеру Na-КМЦ дорівнює до 101 %, а при зас-тосуванні розчинів полімерів МЦ, карбомеру і желатини відповідно 64, 54, 47 %. Подальше збільшення концентрації ПЕО-400 або гліцерину приводить до незначної зміни значення даного показника. Однак, при співвідношенні концентрації пласти-фікаторів ПЕО-400 і гліцерину 3,0 % і більше під час сушіння відбувається випотівання пластифікаторів на поверхні плівок, що збільшує їх міцність. Внаслідок цього збільшується жорсткість і зменшується відносне подовження зразків.
Порівняльний аналіз значення відносного подовження плівок виготовлених на різних полімерних носіях дає підставу зробити висновок, що найкращими фізико-механічними властивостями володіють модельні зразки на основі полімеру Na-КМЦ, а досліджувані полімери можна розмістити в такій послідовності: Na-КМЦ>МЦ>карбомер>желатин. Отже, при отриманні плівок оптимальним формоутворювачем є 3 % розчин NaКМЦ з додаванням пластифікаторів ПЕО-400 і гліцерину в кількості по 2,5 %.
При розробці складу та технології лікарських плівок проведені дослідження по застосуванню пенетранту диметилсульфоксиду (ДМСО) в складі основи. ДМСО використовується місцево як протимікробний, анальгезуючий, протизапальний засіб, що робить доцільним його використання в даному ЛЗ. Тому була визначена залежність фізико-механічних показників модельних зразків від кількості ДМСО (рис.3).
| 
