Исследования по разработке состава и технологии получения геля с растительным масляным экстрактом Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ФАРМАЦИЯ

УДК: 615.451.16.454.1.322.014.2

© В.А. Лиходед, К.А. Пупыкина, М.В.Мельников, Ю.В. Шикова, 2008

В.А. Лиходед, К.А. Пупыкина, М.В.Мельников, Ю.В. Шикова ИССЛЕДОВАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕЛЯ С РАСТИТЕЛЬНЫМ МАСЛЯНЫМ ЭКСТРАКТОМ

ГОУВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», г. Уфа

Проведены исследования по разработке состава геля на основе масляного растительного экстракта, обоснованию технологии получения. Изучены технологические показатели качества гелевых композиций, разработан спектрофотометрический метод количественного определения каротиноидов в геле и установлен срок годности лекарственной формы.

Ключевые слова: гель на основе растительного масляного экстракта, технология получения, методы анализа.

V.A. Likhoded, K.A. Pupykina, M.V. Melnikov, U.V. Shikova THE INVESTIGATIONS ON WORKING OUT OF COMPOSITION AND TECHNOLOGY OF PLANT OIL EXTRACTED GEL

The investigations have been carried out on elaboration of gel compositions on oil plant basis extract, basing the obtaining technology. The technologic quantity findings of gel compositions have been studied, the spectrophotome-tric method of quantitative determination of carotinoids in gel has been worked out and expiration date of plants has been established.

Key words: plant oil extracted gel, the obtaining technology, methods of analysis.

В настоящее время интерес к использованию лекарственных растений и препаратов на их основе сильно возрос. Это связано с преимуществами их применения перед современными синтетическими лекарственными средствами, так как биологически активные вещества растений обладают большей биодоступностью, минимальной токсичностью, отсутствием побочных эффектов. Актуальным является расширение исследований по изысканию новых источников для получения препаратов на основе растительного сырья, которые являлись бы доступными и с достаточной сырьевой базой.

Целью настоящей работы является проведение комплексных исследований по созданию новой лекарственной формы

- геля на основе масляного растительного экстракта из сбора, обладающего противовоспалительным, ранозаживляющим,

противоаллергическим, противовирусным действиями, а также обоснование состава,

технологии получения геля, методов анализа и изучение биодоступности.

Материалы и методы

Объектами исследований служили:

- сополимер стирола с малеиновым ангидридом (ССМА) патент № 2135187), который представляет собой водонабухающий белый порошок удельной массы

0,8-1,0 г/см3;

- растительный масляный экстракт из сбора, состоящего из четырех лекарственных растений, разрешенных для применения в медицине (патент № 1752395), который представляет собой маслянистую жидкость зеленовато-желтого цвета своеобразного запаха и горького вкуса.

Все гелевые композиции готовили в стандартных условиях, смешивая воду очищенную и навеску ССМА и оставляя для набухания при комнатной температуре на 1 час, затем вновь перемешивали. Для гелевых композиций определяли: аг-регативную устойчивость на 3 сериях при

хранении в течение определенного времени при различных температурных режимах с последующим центрифугированием [3]; кинетическую устойчивость, рассчитывая коэффициент от отношения высоты слоя жидкости (Н1), выделившейся после центрифугирования, к высоте слоя (Н2) всей эмульсии [3]; намазываемость основ с измерением диаметра расплывшегося пятна на стеклянной пластине под действием груза; осмотическую активность гелей [2] в цилиндре с полупроницаемой мембраной, определяя количество абсорбированной воды через каждый час в течение 7 часов и через сутки после начала эксперимента гравиметрическим методом; величину рН определяли на иономере универсальном типа ЭВ-74 непосредственно после изготовления основы, через 30 дней после хранения при комнатной температуре и после термостатирования при 30±0,1 оС [3, 5]; определение условий хранения и сроков годности геля с растительным масляным экстрактом проводили методом «ускоренного старения» при повышенной температуре в термостатах в течение 45 дней при температуре 40,3 ±

0,2°С, что соответствует хранению в течение года при температуре 20,03 ± 0,2°С и при температуре 35,4± 0,2°С, что соответствует хранению в течение года в условиях холодильной камеры.

Таблица 1

Сравнительная характеристика технологических показателей гелевых композиций различного состава

№ Ингр-ты Внешнии вид Намазы- ваемость

ССМА Вода

1 0,5 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, жидкой консистенции

2 1,0 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, жидкой консистенции +

3 1,5 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, полужидкой консистенции +

4 2,0 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, полужидкой консистенции +

5 2,5 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, полувязкой консистенции +

6 3,0 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, вязкой консистенции +

7 3,5 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, плотной консистенции

8 4,0 До 100,0 Прозрачный бесцветный гель, плотной консистенции

Примечание: «+»- гель намазывается легко; «-» -

плохая намазываемость

Результаты и бсуждение

Разработку оптимального состава гелевой основы [1] проводили путем переменного изменения процентного содержания ингредиентов в количественном отношении (табл.1). У полученных гелей исследовались однородность, намазывае-мость и консистенция.

Исходя из данных технологических показателей различных гелевых композиций, при дальнейших исследованиях нами использовались составы № 1,2,3,4, содержащие 2% ССМА.

Дальнейшим этапом исследований было введение в гелевую основу растительного масляного экстракта (РМЭ) в различном соотношении и наблюдение изменений основных технологических показателей (табл.2).

Таблица 2

Составы гелевых композиций с растительным масляным экстрактом___________

Ингредиенты Цвет, запах Одно- род- ность Намазывае- мость

РМЭ Гель 2% ССМА

10,0 90,0 Гель белого цвета с желтоватым оттенком и характерным запахом РМЭ Одно- роден Легко намазывается

15,0 85,0 Гель желтовато-белого цвета, с характерным запахом РМЭ Одно- роден Легко намазывается

20,0 80,0 Гель желтовато-белого цвета, с характерным запахом РМЭ Одно- роден Легко намазывается, хорошо распределяется на поверхности кожи

25,0 75,0 Гель желтовато-белого цвета, с характерным запахом Р.М.Э. Одно- роден Легко намазывается, хорошо распределяется на поверхности кожи

Важным показателем оценки качества полученных дисперсных систем является стабильность, которая определяется совокупностью кинетической, агрегатив-ной и конденсационной устойчивости. Согласно современным требованиям, мази и гели, содержащие растительный масляный экстракт, не должны изменять своей консистенции и расслаиваться при хранении. Важно, чтобы полученные лекарственные формы были стабильны при тем-

пературах, отражающих зональные температурные колебания. При получении композиций, отвечающих по своим структурно-механическим показателям заданным параметрам, исследовалась способность к выделению жидкой фазы (масла, воды и других компонентов) путем центрифугирования исследуемых образцов, в сочетании с изменяющимися температурными воздействиями. Результаты определения стабильности полученных гелей с растительным масляным экстрактом представлены в таблице 3.

Таблица 3

Агрегативная устойчивость исследуемых гелей с РМЭ

^став гелевой основы с PМЭ Центрифугирование при 3000 об/мин

После хранения

при 20oC при 30oC в холодильной камере

^став №1 - - -

^став №2 - - -

^став №3 - - -

^став №4 + + +

Примечание: расслаивание «-» - не наблюдается; «+» - наблюдается

Изучение качественного состава растительного масляного экстракта показали, что в нем содержатся разнообразные липофильные вещества, которые обусловливают фармакологический эффект, такие как каротиноиды, токоферолы, фитосте-рины, хлорофилл и другие. При разработке метода стандартизации использовали группу каротиноидов, которая достаточно изучена в настоящее время и не требует сложных методов их определения [3]. Для количественного определения каротинои-дов растительного масляного экстракта в геле проводился подбор условий, которые позволяют разрушить гель, представляющий гидрофильную систему и максимально извлечь каротиноиды - липофильные вещества. В ходе исследования были изучены условия, влияющие на их выход из геля, а именно: использование различных навесок, экстрагентов, методов разрушения геля и экстракции действующих веществ (табл. 4).

Таблица 4

Подбор условий экстракции каротиноидов из геля

Условия Экстрагент Оптическая плотность^

Pазрyшeния геля Экстракции

25% HCl, рН =5,5 Однократная экстракция, 1ч Гексан, 25 мл 0,01 б

25% HCl, рН =5,5 Однократная экстракция, 2ч Гексан, 25 мл 0,018

25% HCl, рН =5,5 Однократная экстракция, 3ч Гексан, 25 мл 0,038

Водный раствор HCl, рН =5,5 Однократная экстракция, 1ч Гексан, 25 мл 0,127

Нагрев. (30-40°C) Однократная экстракция, 1ч Гексан, 25 мл 0,015

Этанол, 30 мл Однократная экстракция, 1ч Гексан, 25 мл 0,151

Этанол, 30 мл Двухкратная экстракция, 1ч Гексан, 25 мл 0,213

На основании полученных результатов, оптимальными выбраны условия: навеска геля 20,0 г, разрушение геля при добавлении 30 мл 95% этанола, двукратная экстракция каротиноидов гексаном в течение 1 часа. Количественное содержание каротиноидов в геле с растительным масляным экстрактом составляет 0,39±0,01 мг%.

Важным показателем лекарственной формы является способность обеспечивать оптимальную биологическую доступность лекарственного вещества. О способности лекарственного вещества к высвобождению из мазей можно судить по результатам исследования его диффузии. Для этого могут быть пригодны модельные опыты, проводимые in vitro: диффузия в гель или диализ через полупроницаемую мембрану. Эти методы не-

приемлемы для веществ липофильного характера ввиду их нерастворимости в гидрофильных средах. Практически не наблюдается диффузия таких веществ в желатиновый или агаровый гели, а диализ через полупроницаемую мембрану затруднен из-за достаточно больших размеров молекул или осложнен подбором модельной среды.

Скорость проникновения в клетки широкого круга неэлектролитов определяется их гидрофобностью: чем гидро-фобность выше, тем больше скорость их проникновения в клетку. Растворимость в липидах и достаточно высокий коэффициент распределения м/в необходимы для перехода веществ из водной экстрацелю-лярной фазы в липидную клеточную мембрану или внутрь клетки, а также для преодоления липидного барьера одно- и мно-

гоклеточных мембран. Было доказано наличие положительной корреляции между коэффициентом распределения вещества в системе м/в и степенью его проникновения в клетки.

В качестве модельной среды, характеризующей гидрофильно-липофильный баланс структур организма, оптимально приближающейся по своим свойствам к живой ткани, используется экспериментально установленная среда, состоящая из равных частей эмульсий прямого и обратного типа. Результаты определения биодоступности представлены в таблице 5.

Таблица 5 Определение степени высвобождения

каротиноидов из геля с РМЭ____________

Оптическая плотность Содержание каротиноидов, мг% Определение биодоступности, %

0,171 0,278 70,02

0,172 0,287 72,29

0,169 0,271 68,26

Как видно из таблицы 5, степень высвобождения каротиноидов из гелевой основы высокая, что позволяет судить об эффективности и выраженности терапев-

тического эффекта геля с растительным экстрактом.

Рассматривая вопрос об использовании лекарств в форме мазей (гелей) при лечении различных воспалительных заболеваний кожи, необходимо учитывать такую важную характеристику гелевых основ, как их осмотическая активность, которая во многом определяет специфическую активность лекарственной формы, особенно на первой фазе раневого процесса. В нашем случае сама гелевая основа, выступает как активный компонент (экспериментальное подтверждение патент № 2135187), способствует отторжению некротических масс, очищает рану, впитывает раневое отделяемое, оказывает потенцирующее действие на лечебный эффект лекарственной формы в целом. На основании этого необходимо было провести исследования по определению осмотической активности гелевой основы и геля с растительным масляным экстрактом (табл.6).

Таблица 6

Осмотическая активность гелевой основы и геля с РМЭ

Время 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч 7ч 24ч

Гелевая основа 4,14 4,25 4,41 4,89 26,76 31,88 33,32 46,63

Гель с РМЭ 6,40 12,29 17,58 21,70 23,63 26,09 29,74 30,69

Таблица 7

рН водного извлечения из гелевой основыи «Экзофитогеля»__________________________

Гелевая основа Гель с растительным масляным экстрактом

После приготовления После месяца хранения После приготовления После месяца хранения

20±2°С 30±2°С 0°±2°С 20±2°С 30±2°С 0°±2°С

7,34 7,05 7,15 7,28 7,20 6,88 6,71 7,19

7,30 7,06 7,10 7,30 7,25 6,86 6,73 7,17

7,30 7,01 7,16 7,30 7,20 6,81 6,69 7,16

7,33 7,05 7,14 7,29 7,21 6,85 6,71 7,18

7,30 7,04 7,15 7,27 7,22 6,86 6,71 7,17

Как видно из таблицы 6, введение в гелевую основу растительного масляного экстракта приводит к снижению осмотической активности, что связано с гидрофобными свойствами добавляемого экстракта. Исходя из этого, мы считаем, что гель с растительным масляным экстрактом возможно использовать для лечения раневых процессов, главным образом, в качестве противовоспалительного и стимулирующего регенерацию средства.

Требование нейтральности мазей, сохранение первоначального рН кожи

имеют большое значение, так как в норме наружный слой кожи обладает кислой реакцией, которая препятствует размножению микроорганизмов. Результаты исследований представлены в таблице 7.

Учитывая полученные результаты, можно отметить, что гель с растительным экстрактом обеспечивает комфортность лечения при нанесении его на кожу ввиду своей нейтральной реакции, а незначительное смещение рН в кислую сторону при хранении не приведет к нарушению естественной кислой реакции кожи и, сле-

довательно, не станет причиной проникновения внутрь микроорганизмов.

Гель с растительным масляным экстрактом содержит в своем составе как гидрофильную, так и гидрофобную части, равномерно распределенные по всему объему. Физико-химическая стабильность основы и геля с экстрактом обуславливается постоянством состава этих фаз. Это постоянство может меняться в результате испарения водной фазы. Даже незначительные изменения могут повлечь за собой потерю пластичности, как следствие, значительное изменение реологических свойств дисперсной системы, что в свою очередь скажется на высвобождении лекарственных веществ из основы.

Основным принципом нестабильности лекарственных веществ является изменение количественного содержания действующих веществ, внешнего вида, физических констант. Одной из причин разложения веществ является окисление, которому предшествует процесс гидролиза. Поэтому, при установлении сроков годности лекарственных веществ, ведут контроль по основным показателям качества в течение всего экспериментального периода. Результаты, характеризующие количественное содержание каротиноидов в геле с растительным масляным экстрак-

том с течением времени, представлены в таблице 8.

Таблица 8

Стабильность геля с РМЭ в процессе хранения

Содержание каротиноидов в геле с РМЭ, мг%

20,0 ± 0,2 °С

6 месяцев 12 месяцев

0,397 ± 0,011 0,402 ± 0,016

0,395 ± 0,015 0,405 ± 0,009

0,393 ± 0,034 0,401 ± 0,011

5,0 ± 0,2 °С

6 месяцев 12 месяцев

0,394 ± 0,043 0,395± 0,010

0,397 ± 0,032 0,397 ± 0,048

0,401 ± 0,019 0,402± 0,011

Полученные данные свидетельствуют о стабильности геля с растительным масляным экстрактом по количественному содержанию каротиноидов в течение 12 месяцев при температуре 5,0 ± 0,2 °С , что позволяет рекомендовать срок хранения препарата 1 год в условиях холодильной камеры.

Выводы

1. Теоретически и экспериментально обоснован вид, состав, технология получения и метод стандартизации геля с масляным растительным экстрактом из сбора.

2. Разработан спектрофотометрический метод количественного определения каро-тиноидов в геле и установлены технологические показатели качества геля и срок годности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев К.В. Теоретическое и экспериментальное обоснование применения редкосшитых акриловых полимеров в технологии мягких лекарственных форм (мазей и гелей) и биопрепаратов: Автореф. дис. ... д-ра фармац. наук. -1993. - 59 с.

2. Гунько В.Г., Гунько А.А., Мусиенко Н.М.. Изучение осмотической активности некоторых мазевых основ// Хим.-фарм. ж., 1982.- №3.-С. 89-91.

3. Муравьева И.А., Кононихина Н.Ф.. Биофармацевтические основы технологии лекарств и их использование в деятельности аптечных учреждений. - ГАПУ МЗ СССР. - Пятигорск, 1983. -4с.

4. Муравьева И.А., Кононихина Н.Ф., Ковальская Г.Н. Способ оценки высвобождения липо-фильных веществ из мягких лекарственных форм в модельных условиях // Пятигорск, 1987. -9с.

5. Тенцова А.И., Ажгихин И.С. Лекарственные формы и терапевтическая эффективность лекарств: введение в биофармацию // М.: Медицина, 1974. - 336 с.