CC BY
29
УДК 615.7-073-074.003.12
А.С. КАЛЫКОВА12, Д.В. БАРИНОВ2, З.Б. САКИПОВА1
1 КазНМУ имени С.Д. Асфендиярова 2 АО «Научный Центр Противоинфекционных Препаратов»
ИЗУЧЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СУБСТАНЦИИ ФС-1
В данной работе представлены результаты изучения стабильности основных физических параметров субстанции ФС-1 в течение 12 месяцев, по показателям температуры разложения, преломления и оптической плотности растворов субстанции ФС-1. Полученные данные по изменениям характеристик показали, что физические свойства стабильны с течением времени, а значения входят в установленные интервалы.
Ключевые слова: субстанция ФС-1, стабильность, физические свойства, температура разложения, показатель преломления, оптическая плотность.
Введение. Одним из важнейших критериев качества любых фармацевтических субстанций является её стабильность. Стабильность лекарственного вещества и его качество тесно связаны между собой. Исследование стабильности лекарств в зависимости от различных факторов установления оптимальных сроков годности лекарственных веществ -одна из важнейших проблем, решением которой занимаются специалисты различных областей фармации. Кроме того, установление оптимальных сроков хранения, как фармацевтической субстанции, так и получаемой лекарственной формы базируется на результатах изучения стабильности [1, 2].
Процессы, происходящие при хранении ЛС, могут привести к изменению их химического состава или физических свойств (образованию осадка, изменению окраски или агрегатного состояния). Эти процессы приводят к постепенной потере фармакологической активности или к образованию примесей, изменяющих направленность
фармакологического действия.
Из физических факторов наибольшее влияние на стабильность лекарств оказывают температура, влажность и свет [1, 2]. Целью данной работы являлось, изучить стабильность основных физических параметров субстанции ФС-1 в течение 12 месяцев. Основными задачами исследования было проведение испытания температуры разложения, а также показателя преломления и оптической плотности растворов субстанции ФС-1 с шагом в 3 месяца в течение 12 месяцев.
Разработанная субстанция ФС-1, является
антибактериальным агентом и представляется собой комплексное соединение йода с полидентантными лигандами, в качестве которых выступают ассоциаты карбогидратов и пептидов [3]. Активным компонентом субстанции ФС-1 является йоднополимерный комплекс,
выполняющий роль матрицы, способной удерживать в крови молекулу йода, входящую в состав препарата, таким образом, обеспечивая транспорт и размещение Ь в межклеточном пространстве [3].
Материалы и методы. Субстанция ФС-1 представляет собой сухое порошкообразное вещество, черного цвета [4-5]. Для проведения исследования, в лабораторных условиях, были получены семь серий субстанции ФС-1: 01110113, 02110113, 03170113, 04180113, 05180113, 01130312 и 01130312.
Первые три серии были получены для «изучения рисков», а именно, для изучения влияния несущественных изменений технологии синтеза на свойства конечного продукта (субстанции ФС-1). Для изменения была выбрана стадия гидролиза, так как данная стадия максимально подвержена рискам. Стадия гидролиза регулируется временем гидролиза полимерной основы, а время гидролиза регламентировано разработчиком. Однако гидролиз протекает при высоких температурах в кислой среде и под воздействием СВЧ излучения. На наш взгляд, данные условия подвержены различным неустановленным факторам, влияющим на свойства конечного продукта. Поэтому серии № 1 (01110113), № 2 (02110113) и № 3 (03170113) были получения при увеличении времени гидролиза на 18, 35 и 6 % соответственно (табл. 1). Серии № 4 (04180113), № 5 (05180113) и № 6 (01130312) получены в соответствии с опытно-промышленным регламентом и являются референсными. Серия № 7 (01130312) была получена на 10 месяцев раньше. Разработчиком регламентирован срок хранения субстанции ФС-1 длинной в 12 месяцев, что является экономически не выгодным. Поэтому, на примере серии № 7 проведено исследование сроков хранения субстанции ФС-1.
Таблица 1 - Объекты исследования (серии субстанции ФС-1)
Серия субстанции ФС-1 01110113 № 1 02110113 № 2 03170113 № 3 04180113 № 4 05180113 № 5 06190113 № 6 01130312 № 7
Время стадии гидролиза, % 118 135 106 100 100 100 100
В рамках исследования были определены показатели температуры разложения (Тр, °С), показателя преломления (ш) и оптической плотности (Abs, %). На основании полученных данных дана оценка стабильности физических свойств субстанции ФС-1.
Температуру разложения определяли капиллярным методом [6] при помощи прибора для определения температуры плавления ПТП (М) ТУ 92-891.011-9, температуру замеряли цифровым термометром Testo 925. Показатель преломления (индекс рефракции) определяли методом рефрактометрии, согласно методике ГФ РК 2.2.6, стр. 46 на приборе DR 6200 фирмы Crüss. Исследование проводили на 1 и 0,1 % водных растворах субстанции ФС-1. Исследование оптической плотности проводили согласно методике межгосударственного стандарта 18522-93 на приборе Evolution 60S фирмы Thermo Scientific.
Исследования проводили на 0,05% водных растворах субстанции ФС-1. Результаты и обсуждение
Температура разложения. Исследования температуры разложения показало, что температуры плавления и разложения субстанции различаются на доли градуса в каждой из исследованных серий. Поэтому следует говорить о температуре плавления-разложения (Тр) субстанции ФС-1. Всего было проведено пять испытаний Тр из исследуемых серий субстанции ФС-1 с интервалом в три месяца. Средние значения Тр каждой из референсных серий (№ 4, № 5 и № 6) составили 137 °С, а отклонения от среднего значения составили ± 1 °С, что составило 0,7 %. Изменение значения Тр от серии к серии носит хаотический характер, поэтому, в этом случае следует считать, что 136 °С это начало процесса плавления-разложения, а 138 °С начало процесса полной деструкции (рис. 1).
Среднее значение Тр субстанции ФС-1 № 7 составило 139 °С, соотвественно, а разброс температур от серии к серии
а разброс от серии к серии ± 1°С. В этом случае значение Тр составил ±2 °С (1,6 %). Среднее значение Тр серии № 3
исследуемой серии выше на 2 °С (1,6 %) (рис. 1). составило 131 °С, что на 4% ниже значений Тр референсных
Серии субстанции ФС-1 в эксперименте по «анализу рисков» серий. Разброс значений Тр от серии к серии составил ± 1 °С
(№ 1 и № 2) показали средние значения Тр 135 °С и 136 °С (Рисунок 1).
01110113(1)* 02110113(2)* 03170113(3)* 04130113(4) 05180113(5) 06190113(6) 01120312(7)** Исследуемые серии субстанции ФС-1
■ Омесяцев ИЗмесяца ибмесяца П9месяцев П12месяцев
Рисунок 1 - Гистограмма стабильности тем
На основании полученных данных установлен оптимальный диапазон температур на основании которого можно оценить качество готовой субстанции ФС-1, составляющий от 135 до 140 °С.
Показатель преломления. В результате исследования средние значения индекса рефракции референсных серий (№ 4, № 5 и № 6) составил 1,33394, 1,33342 и 1,33402 соответственно, а различие между ними не превышает 0,03%.
В эксперименте по анализу рисков разброс значений ш растворов исследованный серий субстанции ФС-1 (№ 1 и № 3) от среднего значения не превысил ± 0,01 %, а серии № 2 составил ± 0,39 %. Исследование показало, что среднее значение коэффициента рефракции раствора серии № 7 составило 1,35632, что на 1,7 % выше по сравнению с референсными сериями. На основании полученных данных, установлен диапазон значений показателя преломления
плавления-разложения субстанции ФС-1
водных растворов субстанции ФС-1, характеризующий качество готового продукта. Диапазон составил от 1,33000 до 1,36000 (1,34500 ± 2,3%).
Разброс значений ш при измерении 1 % (Рисунок 2) и 0,1 % (Рисунок 3) растворов составил ± 0,09 % в эксперименте по изучению рисков, ± 0,08 % в референсных сериях. Разброс значений ш от среднего значения серии № 7 составил ± 0,01 % от серии к серии. Серия субстанции ФС-1 № 7 показала превышение показателя преломления на 1,69 % (1 % раствор) и 1,79 % (0,1 % раствор), при средних отклонениях остальных серий ±0,01 %.
Из представленных данных видно, что концентрация раствора субстанции ФС-1 не оказывает сильного влияния на значение показателя преломления. Поэтому, для определения ш водных растворов субстанции ФС-1 пригодны как 1 % так и 0,1 % растворы.
1,40000 1,39000 1,38000 1,37000
1,35000 1,34000 1,33000 1,32000 1,31000 1 11111
01110113 1 0 месяцев 02110113 03170113 04180113 05180113 06190113 01130312 Исследуемые серии субстанции ФС-1 3 месяца 1 6 месяцев 9 месяцев 12 месяцев
Рисунок 2 - Гистограмма значения коэффициента рефракции 1 % растворов исследуемых серий субстанции ФС-1
1,40000 1,39000 1,38000 1,37000 1,36000 1,35000 1,34000 1,33000 1,32000 1,31000 1,30000
01110113 02110113 03170113 04180113 05180113 06190113 01130312 Исследуемые серии субстанции ФС-1 I 0 месяцев ■ 3 месяца ■ 6 месяцев 9 месяцев 12 месяцев
Рисунок 3 - Гистограмма значения коэффициента рефракции 0,1 % растворов исследуемых серий субстанции ФС-1
Оптическая плотность. 1 % водный раствор субстанции ФС-1 обладает насыщенным синим цветом с фиолетовым оттенком (Рисунок 4), однако при дальнейшем разбавлении раствор приобретает фиолетовую окраску. Определение длины волны для изучения оптической плотности показало, что оптимальная длина волны составляет 410 нм, данная длина волна входит в диапазон длин волн фиолетового цвета, ближе к диапазону синего цвета.
Изучение оптическая плотность 0,05 % растворов субстанции ФС-1 показало, что среднее значение Abs водных растворов референсных серий субстанции ФС-1 составило
0,278 ± 0,001. Системных изменений в значениях Abs не выявлено, установлено, что изменение от серии к серии не превысило 5х10-3 %. В эксперименте по изучению рисков (серий № 4, № 5 и № 6) средние значения Abs оказались существенно (на 42,2 %) ниже плотности растворов референсных серий. Вариации между сериями (в эксперименте по оценке рисков) достигали 14,2 %. Оптическая плотность серии № 7, по полученным данным, выше на 3,3 %. (Рисунок 5) по сравнению с референсными сериями.
г. д.
Рисунок 4. 0,1 % раствор субстанции ФС-1 а. - серия № 1 (01110113); б. - серия № 2 (02110113); в. - серия №3 (03170113); г. - серия № 4 (04180113); д. - серия № 5 (05180113); е. - серия № 6 (06190113); ж. - серия № 7 (01130112).
0,400
Abs
mät
■Л ВТ Л Ш]
illllllll
01110113(1) 02110113(2) 03170113(3) 04180113(4) 05180113(5) 06190113(6) 01130312(7) Исследуемые серии субстанции ФС-1
I 0 месяцев
D 6 месяцев
□ 12 месяцев
Рисунок 5 - Значение оптической плотности субстанции ФС-1
На основании полученных данных определён интервал значений оптической плотности, характеризующий качество субстанции ФС-1. Установленный диапазон
оптической плотности 0,05 % водного раствора субстанции ФС-1 составил от 0,25 до 0,31 %, или 0,280 ± 11 %.
Выводы. На основании полученных данных показано, что стадия гидролиза оказывает на качество субстанции ФС-1 определяющее влияние. Увеличение времени гидролиза влечет уменьшение молекулярной массы комплексного соединения. Данный факт наиболее наглядно продемонстрирован на примере оптических свойств (оптической плотности - цветности). При уменьшении молекулярной массы комплексного соединения субстанции ФС-1 наблюдалось изменение цвета и интенсивности окраски 0,05 5 водного раствора от насыщенного сине-фиолетового до бледного желто-оранжевого. Значение оптической плотности, при таких изменениях, ниже на 42 %. Полученные результаты по изучению температура разложения исследованных серий (в эксперименте по оценке рисков) оказались занижены (не превышает 4 % от референсных). По результатам изучения коэффициента рефракции исследуемых серий субстанции ФС-1 значительных различий при сравнении референсных серий и серий в эксперименте по оценке риска не выявлено, ± 0,4
%. Однако, в серии № 7 индекс рефракции оказался значительно выше остальных исследованных серий (на 1,7 %). Данный факт не даёт основания считать серию № 7 браком, т.к. полученное значение индекса рефракции входит в диапазон допустимых значений.
Таким образом, серии № 1, № 2 и № 3 можно считать не отвечающими заявленным требованиям, а серии № 4, № 5, № 6 и № 7 соответствую требованиям.
Стабильность. Динамика изменений изученных физических свойств (Тр, nD, Abs) субстанции ФС-1 с течением времени показала, что полученные результаты по изменениям характеристик свидетельствуют о том, что физические свойства стабильны с течением времени, а значения входят в установленные интервалы. На примере серий эксперимента по оценке рисков (№ 1, № 2 и № 3) показано влияние незначительных отклонений от регламента на стабильность физических свойств субстанции ФС-1. В таких случаях риск получения некачественной продукции возрастает многократно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 ICH Q1A (R2): Stability Testing of New Drug Substances and Products, February 2003.
2 Мешковский А.П. Испытания стабильности и установление сроков годности лекарственных препаратов. - Фарматека. - 2000. -№2. - С. 25-33.
3 Ilin A.I., Kulmanov M.E. Patent Appl. № 2010/1816.1, Republic of Kazakhstan (30 December 2010).
4 Barinov D.V., Kalykova A.S., Sakipova Z.B. Study of some physical and technological characteristics of the FS-1 substance // Вестник Казахского Национального Медицинского Университета им. С.Д. Асфендиярова. - 2013. - №5(3). - С. 82-85.
5 Калыкова А.С., Баринов Д.В., Сакипова З.Б. Этапы разработки новых лекарственных средств на основе оригинальной субстанции ФС-1 // Материалы научно-практической конференции по итогам научно-технических программ. Казахский Национальный Медицинский Университет им. С.Д. Асфендиярова. - 2012. - С. 78-81.
6 Государственная фармакопея Республики Казахстан. Т.1. - Алматы: «Жибек жолы», 2008. - 592 с.
А.С. КАЛЫКОВА1,2, Д.В. БАРИНОВ2, З.Б. САКИПОВА1
1 СЖ.Асфендияров атындагы Каз¥МУ 2 «Инфекцияга Царсы ПрепараттардыцГылыми Орталыгы» АЦ
ФС-1 СУБСТАНЦИЯСЫНЫЦ ФИЗИКАЛЬЩ ЦАСИЕТТЕРШЩ ТУРАЦТЫЛЬ^ЫН ЗЕРТТЕУ
Тушн: Fылыми жумыста 12 айга койылган ФС-1 субстанциясыныц непзп ыдырау температурасыныц керсетгаштерь ФС-1 субстанциясы ертндкшщ оптикалык тыгыздыгы жэне сыну бурышы сиякты физикалык параметрлершщ турактылыкка зерттеу нэтижелер1 бершген. Зерттеу барысында аныкталган ФС-1 субстанциясыныц физикалык касиеттершщ езгеру каркыны уакыттыц етуше байланысты жуйейз касиетте ие болатынын байкадык. Касиеттершщ езгеру бойынша алынган нэтижелерге суйенетш болсак, физикалык касиеттер1 уакыт агымында теракты, ал керсетгаштер1 койылган шектеулерге сай екеш кершедь ТYЙiндi сездер: ФС-1 субстанциясы, турактылык, физикалык касиеттерь ыдырау температурасы, сыну бурышы керсетюштерь оптикалык тыгыздыгы.
A.S. KALYKOVA12, D.V. BARINOV2, Z.B. SAKIPOVA1
1 Asfendiyarov Kazak National Medical University 2 Scientific Center for Anti-infectious Drugs
THE PHYSICAL PROPERTIES STABILITY OF FS-1 SUBSTANCE
Resume: In this work the stability results of the physical parameters of FS-1 substance for 12 months are presented, by the following parameters of decomposition temperature, refractive index and optical density of FS-1 substance solutions. The dynamics of physical properties changes (Td, nD, Abs) of FS-1 medical substance with over time has non-system character. The obtained data on changes in the characteristics shown that the physical properties stable duration time and the values included in the set intervals. Keywords: FS-1 substance, stability, physical properties, decomposition temperature, refractive index, optical density.
