Экспериментальные исследования трансдермального переноса лекарственных средств при вибрационном воздействии Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 66.061

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСДЕРМАЛЬНОГО ПЕРЕНОСА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ПРИ ВИБРАЦИОННОМ

ВОЗДЕЙСТВИИ

© 2008 г. С. Ф. Яцун, В.Я. Мищенко, А.В. Мальчиков

Курский государственный технический Kursk State Technical University

университет

В работе представлены результаты экспериментальных исследований процесса трансдермального переноса лекарственных средств с применением вибрационного воздействия. Показано, что вибрационное воздействие значительно интенсифицирует процесс трансдермального переноса.

Ключевые слова: вибрация, трансдермальный перенос, мембрана.

Results of experimental research of transdermal transporting process of drug substance with using vibration effect were expressed in this paper. There is presented vibration action intensificates transdermal transporting process considerably.

Keywords: vibration, transdermal transporting, membrane.

В фармакологии, пищевой промышленности и других отраслях широко распространены процессы фильтрации, экстракции, сепарации [1, 2].

Исследование влияния вибрации на процесс перемещения различных сред, в том числе и жидкостей, через поры привлекает внимание многих ученых. В работах [3-5] показано, что скорость процесса переноса жидкости через мембрану зависит от параметров вибрационного воздействия. В то же время оборудование, реализующее вибрационный перенос жидкостей через мембрану разработано недостаточно. Поэтому исследования в этой области представляются важными и актуальными как для развития фундаментальной теории процесса, так и для прикладных разработок. В силу сложности математического моделирования процесса трансмембранного переноса жидкости, важную роль при изучении этих процессов играют экспериментальные методы, поэтому в данной работе представлены результаты экспериментальных исследований процесса трансмембранного переноса лекарственных средств при вибрационном воздействии.

Лекарственное средство, обладающее высокой биологической активностью, при введении его в макроорганизм, способно влиять на очаг патологии. Одним из эффективных путей доставки лекарственных средств является перенос их через кожу [6, 7], которая является полупроницаемой биологической мембраной, в ней имеются микроотверстия (диаметр пор от 4 до 10 мкм), размер которых меняется в зависимости от места расположения участка кожи и индивидуальных особенностей человека. Что касается терапевтических показаний, то в форме трансдермальной терапевтической системы прежде всего целесообразно использовать лекарственные вещества, необходимые для симптоматического лечения хронических заболеваний.

Установка для исследования эффектов переноса жидкости через мембрану (рис. 1) состоит из вибратора, представляющего собой электродвигатель постоянного тока 1 с асимметрично закрепленной массой 2 на оси. Двигатель установлен в жестком пластиковом корпусе 3, упруго-диссипативного подвеса 4. Жидкость-растворитель 5 помещается в стеклянную емкость 6.

Рис. 1. Схема лабораторной установки для исследования эффектов переноса жидкости через мембрану

Рабочий орган устройства состоит из: основания 11, жестко соединенного с крышкой винтовым соединением 12, съемной части (полой трубы) 9. Дно трубы закрывается биологической мембраной 7, имитирующей кожу человека (в роли которой служила пленка, находящаяся между скорлупой и белком куриного яйца). На поверхность мембраны наносилась лекарст-

6

венная смесь 8, представляющая собой гель. Использовалось два варианта смесей, один включал в себя метронидазол, другой - комплекс метронидазол +медь. Эти препараты широко используются для лечения гнойных, инфицированных ран и, кроме того, позволяют поддерживать концентрацию лекарственного вещества в системном кровообращении постоянной на протяжении длительного времени. Вибрационное воздействие осуществлялось с помощью дебалансного вибровозбудителя (частота колебаний 20 Гц, амплитуда колебаний 1,5 мм).

На основании рабочего органа закреплена с помощью металлической скобы текстолитовая пластина 10 с датчиком ускорения ADXL203.

Определяли зависимость высвобождения лекарственных веществ через биологическую мембрану в зависимости от времени под воздействием вибрации и при стационарном режиме, т.е. без какого-либо внешнего воздействия. На рис. 2 показан график зависимости высвобождения лекарственных средств (ЛВ) при вибрационном воздействии и в стационарных условиях.

Концентрация, % 0,00006 0,00005 0,00004 0,00003 0,00002 0,00001 0

30 t, мин

Рис. 2. Сравнительный график зависимости высвобождения ЛВ в стационарных условиях и при воздействии вибрации: 1 - МЫ+Си вибр.; 2 - МЫ вибр.; 3 - МЫ+Си в стац.;

4 - МЫ в стац.

Как видно из графика, степень высвобождения лекарственных веществ при вибрационном воздействии на 15-20 % процентов выше, чем при стационарном воздействии. Это объясняется тем, что при наложении вибрации гель приобретает свойства жидкости, и про-

цесс диффузии лекарственных средств через поры протекает значительно быстрее. Кроме того, образующийся на поверхности мембраны пограничный слой разрушается под действием вибрационного воздействия и не происходит закупоривание пор мембраны с течением времени.

Результаты работы могут быть применены для дальнейших исследований по разработке методик применения трансдермального переноса в медицине в качестве усилителей проницаемости лекарственных средств через кожные покровы, что значительно увеличит влияние биологически активных веществ на здоровые органы и сократит сроки лечения.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (грант 06-08-00365-а).

Литература

1. Членов В.А., Михайлов Н.В. Виброкипящий слой. М., 1972.

2. Нечаев А.П., Шуб И.С. и др. Технологии пищевых производств. М., 2005.

3. Яцун С.Ф., Мищенко В.Я., Яцун С.М. Исследование про-

цесса фильтрации жидких сред через пористую поверхность при вибрационных воздействиях.// Изв. вузов. Машиностроение. 2007. № 5. С. 67-74.

4. Кудрявцев В.В., Спичак В.В., Кувардина Е.М. и др. Влияние резонанса на процесс ультрафильтрации сахарных растворов // Изв. вузов. Пищевая технология. 2005. № 4. С. 43-45.

5. Егоршев А.А., Комягин Е.А., Терпугов Г.В. Новый метод

баромембранного разделения, предотвращающий засоление водоисточников, экономящий энергию и минеральные ресурсы / Химическая промышленность. 2002. № 4.

6. Плате Н.А. Методы исследования трансдермальных терапевтических систем // Химико-фармацевтический журн. 1980. № 7.

7. Гашинский П., Дмитров Д., Стояков П. Количественное исследование вязко-эластичных свойств человеческой кожи in vivo // Вестн. дерматологии и венерологии. 1988. № 8.

8. Колпаков Ф.М. Проницаемость кожи. М.,1973.

Поступила в редакцию

17 июля 2008 г.

Яцун Сергей Федорович - докт. техн. наук, зав. кафедрой теоретической механики и мехатроники Курского государственного технического университета. Тел. (4712) 52-38-07. E-mail: [email protected]

Мищенко Владимир Яковлевич - канд. техн. наук, доцент кафедры теоретической механики и мехатроники Курского государственного технического университета. Тел. (4712) 52-38-07. E-mail: [email protected]

Мальчиков Андрей Васильевич - студент Курского государственного технического университета. Тел. (4712) 52-38-07.