CC BY
154
УДК 615.453.3;615.331
ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРАНУЛ ПОПЕРЕЧНО-СШИТОГО АЛЬГИНАТА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ НОСИТЕЛЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ КЛЕТОК
В.В. ВЕРНИКОВСКИЙ, А.В. КОРОЧИНСКИЙ, Э.Ф. СТЕПАНОВА*
Ключевые слова: поперечно-сшитый альгинат, носитель
Применение пробиотиков основано на экстенсивной схеме дозирования, заключающейся в применении значительных количеств бактерий. Это связано с необходимостью обеспечения прохождения через среду желудка терапевтически значимых концентраций микроорганизмов, в то время как в желудке клетки подвергаются воздействию ряда гидролитических ферментов и кислоты [0]. Одним из вариантов решения этой проблемы является применение методов защиты вводимой клеточной массы пробиотика. Наиболее простым технологическим приемом является использование капсул с оболочками, устойчивыми к воздействию кислой среды желудочного сока, но растворимыми в щелочной среде кишечника. Другой, более сложный прием заключается в использовании носителей, на которых закрепляются клетки пробиотического микроорганизма. Используют метод иммобилизации в геле, образованном альгиновой кислотой, поперечно-сшитой с помощью ионов кальция. Метод был предложен Кирстеном и Бьюком и предусматривает промышленное применение [0, 0]. Получаемые структуры рассматриваются с точки зрения изменения свойств иммобилизованных клеток (повышение устойчивости, изменения метаболизма и др.) и не исследовались для применения как компонент лекарственных форм. Поэтому настоящие исследования затрагивают вопросы изучения ряда технологических свойств частиц носителя.
При иммобилизации клеток по указанной методике образуются сферические частицы (гранулы), имеющие одинаковый диаметр. В качестве носителя нами использовался чистый альгинат, альгинат с микрочастицами активированного угля (для дополнительной адсорбции клеток), а также применялась обработка поверхности гранул раствором хитозана. Фракционный состав полученных гранулятов, или распределение частиц «по крупности», оказывает определенное влияние на сыпучесть, а, следовательно, и на точность дозирования. Наиболее быстрым и удобным методом определения дисперсности является ситовой анализ [0]. Результаты ситового анализа представлены в табл. 1 и
2, знаком «+» обозначали фракцию, оставшуюся на сите, а знаком «-» - прошедшую через сито. Содержание фракций различной крупности выражали в процентах от массы образца.
Таблица 1
Результаты ситового анализа гранул поперечно-сшитого альгината
Диаметр отверстий в сите, мм Содержание фракций гранул поперечно-сшитого альгината, % Содержание фракций гранул поперечно-сшитого альгината с активированным углем, %
+ - + -
5,0 0 100 0 100
2,0 0 100 0 100
1,0 0 100 100 0
0,5 100 0 0 0
Таблица 2
Результаты ситового анализа гранул поперечно-сшитого альгината, модифицированных хитозаном
Диаметр отверстий в сите, мм Содержание фракций гранул поперечно-сшитого альгината, модифицированных хитозаном, % Содержание фракций гранул поперечно-сшитого альгината с активированным углем, модифицированных хитозаном, %
+ - + -
5,0 0 100 0 100
2,0 0 100 0 100
1,0 0 100 100 0
0,5 100 0 0 0
Гранулы из поперечно-сшитого альгината прошли через все сита за исключением последнего, имеющего диаметр отверстий 0,5 мм. Предыдущее сито имело отверстия 01 мм. Это позволяет
* Кафедра технологии лекарств Пятигорской государственной фармацевтической академии
сделать вывод, что размер сухих частиц из поперечно-сшитого альгината находится в пределах <1 мм и >0,5 мм. Для гранул поперечно-сшитого альгината с активированным углем размеры частиц находились в пределах <2,0 - >1,0 мм. Модификация поверхности не влияла на размер. Во всех гранулятах отсутствовали частицы размером <0,2 мм, что положительно влияет на точность дозирования по объему.
Далее определяли такой параметр как насыпная (или объемная) плотность, т.е. масса единицы объема свободно насыпанных гранул. Ее определяли путем свободного насыпания гранул в емкость определенного объема со стандартным уплотнением. По значению насыпной плотности можно прогнозировать объем матричного канала и характер применяемых вспомогательных веществ в случае предполагаемого дальнейшего таблетирования. Насыпную плотность гранул измеряли на приборе модели 545Р-АК-3 (МЗТО). Для этого взвешивали 5 г исследуемых гранул с точностью до 0,001 г и засыпали их в измерительный цилиндр, после чего осуществляли утряску гранул в течение 20 секунд. Затем измеряли объем, занимаемый гранулами. Насыпную плотность определяли как отношение взятой для испытаний навески к определенному объему. По величине насыпной плотности гранулы поперечно-сшитого альгината относятся к средним порошкам (насыпная плотность более 600 кг/м3 и менее 1100 кг/м3), а гранулы из поперечно-сшитого альгината - к легким (насыпная плотность менее 600 кг/м3). Модификация поверхности хитозаном приводила к снижению насыпной плотности гранулятов в пределах 5,3-5,4%. Для определения истинной плотности навеску гранул заливали спиртом этиловым и замеряли полученный объем. Величину истинной плотности определяли как произведение величин массы образца гранул и разности объемов смеси гранул со спиртом и взятого спирта этилового. По полученным величинам насыпной и истинной плотности осуществляли расчет пористости исследуемых гранулятов (табл. 3).
Таблица 3
Результаты определения насыпной и истинной плотности и пористости гранул
Гранулы поперечно- сшитого альгината Гранулы поперечно-сшитого альгината с активированным углем Гранулы поперечно- сшитого альгината, модифицир. хитозаном Гранулы поперечно-сшитого альгината с активированным углем, модифицированные хитозаном
Насыпная плотность, кг/м3 960 590 910 560
Истинная плотность, кг/м3 1560 1140 1520 1090
Пористость, 38,46 48,26 40,13 48,62
Сыпучесть, т.е. способность порошкообразной системы высыпаться из емкости или «течь» под силой собственной тяжести и обеспечивать равномерное заполнение матричного канала, определяли по скорости высыпания материала на вибрационном устройстве модели ВП-12А (МЗТО). Результаты представлены в табл. 4.
Таблица 4
Результаты определения сыпучести полученных гранул
Гранулы поперечно- сшитого альгината Гранулы поперечно-сшитого альгината с активированным углем Гранулы поперечно- сшитого альгината, модифици- рованные хитозаном Гранулы поперечно-сшитого альгината с активированным углем, модифицированные хитозаном
Время истечения, с 1,98 2,1 2,04 2,15
Сыпучесть, кг/с 0,0101 0,0095 0,0098 0,0093
Условно принята следующая характеристика порошкообразных веществ по их сыпучести: отличная (0,0086-0,0120 кг/с), хорошая (0,0066-0,0085 кг/с), удовлетворительная (0,0030-0,0065 кг/с), допустимая (0,002-0,003 кг/с), плохая (0,001-0,002 кг/с), очень плохая (менее 0,001 кг/с). Таким образом, все исследуемые грануляты обладают отличной сыпучестью, что позволяет прогнозировать равномерное заполнение матричного канала и незначительные колебания массы и плотности получаемых таблеток.
С помощью прибора ВП-12А определяли также угол естественного откоса - угол между образующимся конусом из сыпу-
чего материала и горизонтальной плоскостью, который является показателем, определяющим потенциальную сыпучесть материала. Для гранул поперечно-сшитого альгината величина угла естественного откоса составила 33°, а для гранул поперечно-сшитого альгината с углем активированным - 36°. Полученные величины незначительно превышали верхний предел для о сыпучих материалов (30°). Модификация поверхности гранул чистого альгината и гранул с активированным углем не оказывала влияния на величину угла естественного откоса. Важной технологической характеристикой является способность таблетируемой массы к перемещению и деформации. Оценку этой способности проводят через значение коэффициента сжатия. Чем он больше, тем больше времени тратится на прессование, при этом расходуется больше усилий на выталкивание таблеток из матрицы.
Коэффициент сжатия определяется как отношение высоты вещества в матрице к высоте изготовленной таблетки. Для гранул чистого и модифицированного поперечно-сшитого альгината величина коэффициента сжатия составила 4,0 и 4,1, соответственно, а для гранул с активированным углем и их модификации -2,22 и 2,21, соответственно, т.е. для прессования более предпочтительны гранулы поперечно-сшитого альгината, содержащие активированный уголь. Исходя из высоких технологических параметров исследуемых гранулятов, была рассмотрена возможность их таблетирования методом прессования. С этой целью были определены такие технологические показатели как прес-суемость и давление выталкивания. Прессуемость - это способность частиц материала к взаимному притяжению и сцеплению под давлением, характеризуется прочностью и устойчивостью таблеток после снятия давления. Чем лучше прессуемость, тем выше при равных условиях прочность таблеток. Прессуемость веществ можно определить через коэффициент прессуемости (Кпресс), чем выше его значение, тем лучше прессуемость.
Для определения коэффициента прессуемости навеску гра-нулята массой 0,3 г прессовали в матрице с диаметром отверстия 10 мм на гидравлическом прессе при давлении 120 МПа. Коэффициент прессуемости рассчитывали как отношение массы полученной таблетки (г) к высоте этой таблетки (мм) (табл.5).
Таблица 5
Результаты определения коэффициента прессуемости гранул
Гранулы поперечно- сшитого альгината Гранулы поперечно-сшитого альгината с активированным углем Гранулы поперечно- сшитого альгината, модифициро- ванные хитозаном Гранулы поперечно-сшитого альгината с активированным углем, модифицированные хитозаном
Коэфф-т прессуе- мости 0,153 0,074 0,151 0,076
Лучшей прессуемостью обладали гранулы из чистого поперечно-сшитого альгината. Модификация поверхности мало повлияла на изменение коэффициента прессуемости. Прессуемость может быть оценена по прочности таблетки на сжатие: чем выше прочность таблетки, тем лучше прессуемость и формуемость таблеточной массы. Получаемые из исследуемых гранулятов таблетки обладают крайне низкой прочностью: уже при приложении легкого усилия целостность таблеток нарушалась и они деформировались. Получение таблеток из гранулятов прямым прессованием невозможно из-за низкой прессуемости (таблетки рассыпались уже при легком усилии сжатия) и крупного гранулометрического состава. Теоретически можно проводить табле-тирование при добавлении больших количеств связывающих веществ в качестве наполнителя, таких как, например, полимерные матрицы высокомолекулярных жиров и их эфиров. Однако это нецелесообразно из-за слишком высоких затрат. Более предпочтительным выглядит вариант использования исследуемых гранул как самостоятельной лекарственной формы (в виде порошка) при дозировании их, например, по пакетикам (саше) и капсулам. Важным биофармацевтическим показателем носителей иммобилизованных клеток пробиотических микроорганизмов является их способность сохранять целостность в кислой среде желудка и распадаться в щелочной среде кишечника. Для исследования данной характеристики гранул поперечно-сшитого альгината была изучена их устойчивость в модельных средах.
Согласно ГФ XI кишечнорастворимые лекарственные формы не должны распадаться в течение 1 ч в растворе кислоты хлористоводородной (0,1 моль/л) и после промывания водой должны распадаться в растворе натрия гидрокарбоната (pH от 7,5 до 8,0) в течение не более 1 ч [0]. По требованиям Европейской фармакопеи [0] кишечнорастворимые лекарственные формы не должны распадаться в 0,1 М кислоте хлористоводородной в течение минимум 1 ч, а при помещении в фосфатный буферный раствор (pH 6,8) должны распадаться в течение 60 минут. В соответствующем разделе первого тома ГФ XII [0] приводится два фосфатных буферных раствора с pH 6,8: составленный растворами динатрия фосфата и лимонной кислоты и составленный растворами динатрия фосфата и калия дигидрофосфата. Для исследований были взяты оба эти буферных раствора.
Таким образом, нами исследовалось влияние на полученные гранулы следующих растворов: I - вода очищенная, II -физиологический раствор, III - 0,1 М раствор кислоты хлористоводородной, IV - раствор натрия гидрокарбоната (по ГФ XI), V -фосфатный буферный раствор №1 (смесь растворов динатрия фосфата и лимонной кислоты), VI - фосфатный буферный раствор №2 (смесь растворов динатрия фосфата и калия дигидрофосфата). После помещения в модельные растворы, гранулы некоторое время находились на поверхности, затем опускались на дно. При нахождении в растворе I спустя 1 час гранулы всех типов несколько увеличивались в размерах, становились мягкими. Происходило набухание внешней оболочки с сохранением структуры гранул и четко выраженного ядра. При механическом воздействии наблюдалось частичное разрушение, однако в иных случаях гранулы полностью сохраняли свою целостность. В растворе II поведение гранул было сравнимо с таковым в растворе I, за исключением того, что набухание происходило в меньшей степени, и они были более плотными. При более длительном нахождении гранул в растворах I и II (>3 часов) изменений в структуре гранул не было. Они сохраняли свою целостность и частично разрушались с сохранением ядра при раздавливании.
При выдерживании гранул в растворе III в течение 3-х часов не было каких-либо видимых изменений в их структуре, кроме образования пузырьков газа на поверхности гранул, содержащих уголь активированный. Замечено размягчение гранул с сохранением формы и структуры и их разрушение при приложении механического воздействия. После выдерживания гранул в растворе III в течение 1 часа их промывали водой очищенной и помещали в растворы IV, V и VI.
В растворе IV с первых секунд наблюдалось набухание внешней оболочки гранул с сохранением четко выраженного ядра. Далее происходило разрушение структуры гранул с дальнейшим образованием осадка в виде хлопьев. В течение часа осадок постепенно частично растворялся. Спустя 2 часа происходило полное разрушение гранул с частичным присутствием хлопьев и твердого осадка угля активированного в соответствующих гранулах, а через 3 часа происходило полное растворение гранул с образованием мутного раствора и осадка. Картина, наблюдаемая в растворе V, была схожа с таковой в растворе IV, разницы между гранулами, содержащими уголь активированный и не содержащими его, с и без модификации поверхности хитоза-ном зафиксировано не было. При выдерживании исследуемых гранул в растворе VI эффект сравним с раствором IV и V, но процесс проходил с более интенсивным высвобождением газа из гранул в раствор, а не образованием пузырьков на поверхности гранул, как в других средах. Разница заключалась также в том, что в данной среде гранулы именно разрушались, а не растворялись, с частичной сохранностью целостности и структуры. При механическом воздействии происходило полное разрушение.
В растворах I, II, III, IV и V гранулы с углем активированным образовывали на своей поверхности пузырьки газа, в растворе VI этот процесс проходил более интенсивно, с выделением газа в раствор. Это, по-видимому, обусловлено присутствуем большего количества фосфатов в данной среде, которые взаимодействуют с ионами кальция, способствуя «экстракции» сшивателя и разрушению матрицы носителя. В результате проведенных исследований было показано, что обработка альгинатных капсул раствором хитозана обеспечивала улучшение качества и стабильности капсул. Это можно объяснить появлением оболочки поли-электролитного комплекса на поверхности капсул и возможным дальнейшим распространением реакции между макромолекулами полиэлектролитов вглубь ядра гранул.
Литература
IMortazavianA. // Iran j of Biotech.2007. Vol. 5, №1. P.3-20.
2.Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы: Пер. с англ. / Под ред. Дж. Вудворда. М.: Мир, 1988.
3.Рук-во к лаб. занятиям по заводской технологии лекарственных форм / Под ред. А.И. Тенцовой. М.: Медицина, 1986.
4.Государственная Фармакопея СССР: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР. 11е изд., доп. М.: Медицина, 1989.
5.European Pharmacopoeia / European Department for the Quality of Medicines. 5th ed. Strasbourg, 2005.
6.Государственная Фармакопея Российской Федерации / МЗиСР РФ. 12-е изд. М.: Научный центр экспертизы средств медицинского применения, 2008.
УДК 612.821..796.071.2-053.7/.8-003.12
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ И УРОВНЯ СТРЕССОГЕННОСТИ У БЫВШИХ И ДЕЙСТВУЮЩИХ СПОРТМЕНОВ
И.В. ФЕДОТОВА, М.Е. СТАЦЕНКО*
Ключевые слова: психоэмоциональное состояние, спорт
Рост доли занимающихся спортом в структуре населения обуславливает необходимость формирования представлений о бывших спортсменах. Прекращение спортивной деятельности, изменение условий жизни в связи с переходом от высоких физических и психоэмоциональных нагрузок к совершенно другому ритму жизнедеятельности являются теми факторами, к которым приходится приспосабливаться (адаптироваться) в повседневной жизни спортсменам, завершившим спортивную деятельность. Современная обстановка в спорте, направленная на стремление к достижению высоких спортивных результатов с помощью увеличения объема и интенсивности тренировочных нагрузок, которые достигли критических величин, [3,6] делают завершение спортивной деятельности особенно трудным процессом. Трудности связаны не только с медицинскими проблемами, но и социальным и психоэмоциональным положением бывших спортсменов. По мнению Речкаловой А.В., Смелышевой Л.Н.(2006) в целом занятия спортом негативно сказываются на психосоматическом статусе спортсменов и с ростом квалификации, увеличением стажа занятий спортом наблюдается ухудшение психологического состояния и снижение стрессоустойчивости. В связи с этим можно предположить, что негативное психоэмоциональное состояние спортсменов, особенно высоких квалификационных разрядов, во время спортивной деятельности может иметь место и в постспортивном периоде. Однако на сегодняшний день в доступной нам литературе не достаточно информации об изучении психоэмоциональных особенностей у спортсменов высокой квалификации после завершения спортивной деятельности.
Цель работы - проведение сравнительного исследования по оценке психоэмоционального состояния и уровня стрессоген-ности у бывших и действующих спортсменов.
Материалы и методы. Обследовано 160 бывших и действующих спортсменов. Первую (основную) группу составили 80 бывших спортсменов игровых видов спорта «высокого» квалификационного разряда в раннем постспортивном периоде (в течение первых пяти лет после завершения спортивной деятельности). За «высокий» принят квалификационный разряд, равный первому, кандидату в мастера спорта и мастеру спорта. Во вторую (контрольную) группу включены 80 действующих спортсменов, соответствующего первой группе квалификационного разряда. Исследование психоэмоционального состояния и уровня стрессогенности бывших и действующих спортсменов, проводили с помощью невротической шкалы оценки уровня невротиза-ции и психопатизации (УНП). [5,7,8] Оценка УНП рекомендована для предварительной диагностики с целью выявления «групп риска» по развитию психопатологических расстройств, так называемых «предболезненных состояний», «расстройств донозоло-гического уровня». Также использовалась шкала психосоциального стресса (напряженности) Ридера, зарекомендовавшей себя как эффективный метод для скрининговой оценки невротизации
* Волгоградский ГМУ, Волгоградский областной клинический центр восстановительной медицины и реабилитации №1
обследуемых [1,2] Для обработки полученных данных использовали параметрические и непараметрические методы статистики. Достоверность различий по возрасту, полу, квалификационному разряду между основной и контрольной группой рассчитывали по коэффициенту Стьюдента. Для оценки различий долей заболеваний в основной и контрольной группе использовали точный метод Фишера. Различия считали достоверными при р<0.05.
Результаты. Основная и контрольная группы лиц включенных в исследование не отличалась по полу, возрасту и квалификационному разряду (табл.1).
Таблица 1
Демографические показатели включенных в исследование бывших и действующих спортсменов
Демографические показатели Основная группа-бывшие спортсмены (n=80) Контрольная группа -действующие спортсмены (n=80)
возраст 26.7±0.61 24.8±0.56
мужчины 44 39
женщины 36 41
Квалификационный разряд:
Мастер спорта (МС) 26 31
Кандидат в мастера спорта 28 24
(КМС)
1 разряд 26 25
Анализ значений подшкал невротической шкалы оценки УНП показал, что по подшкале «астения» субклинический уровень невротизации достоверно выше у бывших спортсменов (табл.2). Клинические проявления невротизации у лиц основной и контрольной групп встречаются в небольшом проценте случаев - 22 и 15% соответственно. У бывших спортсменом наблюдается более высокий уровень невротизации по подшкале «астения», чем у действующих спортсменов. В связи с чем могут сформироваться такие психоэмоциональные изменения, как эмоциональная возбудимость, продуцирующая различные негативные переживания (тревожность, напряженность, беспокойство, растерянность, раздражительность), а также общая слабость, повышенная утомляемость, вегетативная лабильность.
Таблица 2
Показатели шкалы невротизации оценки УНП у бывших и действующих спортсменов
Под- шкалы мето- дики УНП,% Бывшие спортсмены (n= 80) Действующие спортсмены (n= 80)
Нет невро- ти- ческих про- явле- ний Суб- клин- ческий уровень невро- тиза- ции Клини- ческие проявления невротиза- ции Отсут- ствие невроти- ческих прояв- лений Суб- клини- ческий уровень невро- тиза- ции Клини- ческие прояв- ления невро- тиза- ции
Асте- ния 17* 61* 22 56 29 15
Де- прес- сия 40* 00 4 12 66 22 12
Трево- га 24* 00 4 28* 58 25 17
Ипо- хонд- рия 45* 41* 14 66 20 14
Примечание: * Достоверность различий между значениями подшкал оценки УНП у бывших и действующих спортсменов при р < 0.05.
Стрессогенные события повышают вероятность развития тревожных и депрессивных состояний.[9] В ходе исследования по подшкале «депрессия» выражено превалирование субклиниче-ского уровня невротизации у бывших спортсменов. Это может способствовать формированию депрессивного состояния с плохим настроением, безразличием, подавленностью, унынием, печалью, безнадежностью, разочарованием в себе. Обнаружено наличие достоверно более высоких значений подшкалы «тревога» субклинического и клинического уровня невротизации у бывших спортсменов в сравнении с действующими. Тревожность характеризуется внутренней напряженностью, беспокойством, боязнью неудачного исхода любого начинания, различными нарушениями сна. Тревожность может быть отнесена к числу факторов риска, оказывающих негативное влияние у бывших спортсменов на адаптационные возможности организма в условиях постспортивной адаптации. По подшкале «ипохондрия» отмечается аналогичная тенденция в изменениях показателей, что и по подшкалам «астения» и «депрессия». Субклинический
