Научная статья на тему 'Поликомплексные гели на основе натрий карбоксиметилцеллюлозы новые пролонгаторы лекарственных препаратов'

Поликомплексные гели на основе натрий карбоксиметилцеллюлозы новые пролонгаторы лекарственных препаратов Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
2030
334
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Химия растительного сырья
Scopus
ВАК
AGRIS
CAS
RSCI
Ключевые слова
ПОЛИМЕРЫ / ОЛИГОМЕР / ПОЛИКОМПЛЕКС / ПОЛИКОМПЛЕКСНЫЙ ГЕЛЬ / СТРУКТУРА / СВОЙСТВА / ПРИМЕНЕНИЕ В ФАРМАЦИИ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Инагамов Сабитджан Якубжанович, Мухамеджанова Муяссархон Юсуфджановна, Мухамедов Гафуржан Исроилович

Изучены структурные, физико-химические и технологические свойства поликомплексных гелей на базе натрий карбоксиметилцеллюлозы и мочевиноформальдегидных олигомеров. На основе поликомплексов получены фурацилиновые и дерматолевые лекарственные препараты. Изучены теоретические и практические аспекты кинетики высвобождения лекарственного препарата из комплексной основы в опытах «in vitro». Методом ИК-спектроскопии исследована природа формирования и взаимодействия поликомплексных гелей с лекарственными субстанциями. Показана возможность обеспечения высокого пролонгирующего действия лекарственных препаратов за счет регулирования молекулярного строения комплексов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Инагамов Сабитджан Якубжанович, Мухамеджанова Муяссархон Юсуфджановна, Мухамедов Гафуржан Исроилович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Поликомплексные гели на основе натрий карбоксиметилцеллюлозы новые пролонгаторы лекарственных препаратов»

УДК 678.278:541.68:63.(615.022)

ПОЛИКОМПЛЕКСНЫЕ ГЕЛИ НА ОСНОВЕ НАТРИЙ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ - НОВЫЕ ПРОЛОНГАТОРЫ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ

© С.Я. Инагамов1, М.Ю. Мухамеджанова2, Г.И. Мухамедов1

1 Ташкентский фармацевтический институт, ул. Айбек, 4д, Ташкент, 1GGG15 (Республика Узбекистан), e-mail: pharmi@bcc.com.uz 2Институт биоорганической химии АН Республики Узбекистан, ул. Мирзо Улугбека, 83, Ташкент, 1GG125 (Республика Узбекистан), e-mail: ibchem@uzsci.net

изучены структурные, физико-химические и технологические свойства поликомплексных гелей на базе натрий карбоксиметилцеллюлозы и мочевиноформальдегидных олигомеров. На основе поликомплексов получены фурацили-новые и дерматолевые лекарственные препараты. изучены теоретические и практические аспекты кинетики высвобождения лекарственного препарата из комплексной основы в опытах «in vitro». Методом НК-спектроскопии исследована природа формирования и взаимодействия поликомплексных гелей с лекарственными субстанциями. Показана возможность обеспечения высокого пролонгирующего действия лекарственных препаратов за счет регулирования молекулярного строения комплексов.

Ключевые слова: полимеры, олигомер, поликомплекс, поликомплексный гель, структура, свойства, применение в фармации.

Введение

Полимерные комплексы (ПК), в частности полиэлектролитные (ПЭК), являются перспективными продуктами в фармации [1, 2] и находят все более широкое применение в качестве загустителей и стабилизаторов суспензий, пролонгаторов действия лекарственных веществ, пленкообразователей для капсул и таблеток, как основа для мазей и других мягких лекарственных форм, поскольку обнаруживают ряд уникальных и наиболее ценных свойств [3].

Возможность независимой вариации условий формирования, соотношения реагентов и их молекулярного строения по существу является основой для управления процессом формирования и получения ПЭК с заданным комплексом свойств.

Весьма интересными и перспективными в этом аспекте представляются макромолекулярные комплексы на основе натрий карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) (полианиона) и синтетических мочевино-формальдегидных олигомеров (МФО) линейного строения (поликатионов), формирующие в водных системах поликомплексные гели (ПКГ).

Большой интерес вызывает уникальная особенность строения систем ПКГ на основе Na-КМЦ и МФО систем, где в результате самоорганизации макромолекул в процессе формирования ПК образуются наноструктуры с регулируемыми наноразмерами [4]. Такая особенность систем ПК создает возможность молекулярного проникновения их лекарственных соединений на клеточном уровне, что позволяет использовать их в качестве носителей лекарственных систем с направленными транспортными свойствами и контролируемым во времени выделением лекарственных препаратов, поскольку наноразмеры молекулярных структур ПК обеспечивают контролируемую доставку лекарства непосредственно в орган-мишень. Возможности достижения высокой терапевтической активности препаратов в мягких лекарственных формах обусловлены уров-

* Автор, с которым следует вести переписку.

нем оптимизации выбора основообразующих и вспомогательных веществ препарата, а также уровнем изучения влияния условий его приготовления и состава на процесс высвобождения лекарственных веществ.

В этом аспекте наиболее перспективными представляются исследования фурацилиновой (0,2%) и дерматоловой (10%) мазей на базе поликомплексных гелей на основе дешевого и доступного местного сырья хлопковой Na-КМЦ с установлением механизма физико-химических взаимодействий между лекарственными и вспомогательными компонентами мазей с целью определения степени биологической доступности лекарственных веществ и степени пролонгирования их лекарственного действия.

В научном плане интерес к данным объектам объясняется сложностью строения комплекса систем этих полимеров, а в практическом плане такие исследования актуальны в связи с возможностью применения данных объектов в фармации как носителей-пролонгаторов лекарственных препаратов.

Экспериментальная часть

В работе использовали очищенную хлопковую Na-КМЦ (продукт Наманганского химического завода) со степенью замещения 70 и степенью полимеризации 450, соответствующую ГОСТ 5.588-70. Вторая компонента поликомплекса относится к азотосодержащим полимерам. Использовали также промышленный МФО с линейным строением марки КФЖ (ГОСТ 14231-78). ПКГ получали смешением двух взаимодействующих компонентов в соответствующих пропорциях и в определенных технологических условиях [5].

Полученная поликомплексная основа для мягких лекарственных форм имеет рН=6,0-7,6.

Структуру полученных продуктов устанавливали, используя методы ИК-спектроскопии. ИК-спектры в интервале 400-4000 см1 регистрировали на спектрофотометрах «Specord-75IR» (Карл Цейсс) и UR-20 (UR-29) (ГДР). Образцы для ИК-спектроскопии готовили в виде таблеток с КВг, пленок на пластинке KRS-5 и пленок толщиной 8-12 мкм. Пленки на пластинке KRS-5 получали испарением растворителя (воды) при комнатной температуре (22-24 °С).

Инфракрасные спектры порошкообразного (измельченного) ПКГ и его смесей с лекарственными веществами снимали также в таблетках с калием бромидом. ИК-спектры образцов регистрировали на спектрофотометрах NIKOLET Magna-560 IR и UR-20 и сравнивали с инфракрасными спектрами лекарственных веществ, использованных в работе.

Биодоступность в опытах in vitro проводили диализом по методу Крувчинского через полупроницаемую мембрану (целлофановую пленку) в 50 мл воды в условиях термостатирования (37 °С). Площадь диализной поверхности S = 9,62 см2, масса мази, наносимой на пленку, - 2,0 г. Количество продиффундировав-шего вещества определяли взятием проб диализата в объеме 5 мл через каждый час в течение времени.

На основе предлагаемых ПКГ были разработаны технологии следующих мазей: фурацилиновой

0,2% и дерматоловой 10% и изучены физико-химические свойства полученных продуктов.

Краткая технология приготовления мазей. Приготовление общей ПК-основы: на 90 г 8%-ного раствора N-КМЦ добавляли 10 г МФО, потом глицерин в количестве 2 г. Далее лекарственный препарат тщательно растирали с частью приготовленной ПК-основы, после чего добавляли остальное количество основы и перемешивали до образования однородной массы. Состав фурацилиновой мази: фурацилин - 0,2 г; поликомплексный гель - 99,8 г. Состав дерматоловой мази: дерматол - 10 г; поликомплексный гель - 90 г.

Обсуждение результатов

Анализ ИК-спектров Na-КМЦ и МФО показывает, что компоненты поликомплексных основ для лекарственных препаратов являются полифункциональными, присутствие в их макромолекулах -NH+ (1290 см-1), -NH2 (1590 см-1) (МФО); -СОО (1410, 1600 см-1), -СООН (Na-КМЦ) групп придает этим полимерам характерные свойства полиэлектролитов. При смешении водных растворов Na-КМЦ и МФО образуются интерполиэлектролитные комплексы, стабилизированные ионными связями между карбоксила-танионами Na-КМЦ и аминогруппами МФО, о чем свидетельствует смещение полос поглощения 1600 и 1410 см-1 на 10-20 см-1 [5].

Наблюдаемые изменения структуры полученных продуктов по мере увеличения в них содержания МФО можно особенно наглядно проследить методом электронной микроскопии (рис. 1). Фибриллярная структура Na-КМЦ с введением МФО претерпевает изменения, сопровождающиеся образованием протяженных клубкообразных пористых структур, соответствующих продукту взаимодействия из нескольких

десятков макромолекул. Размер клубкообразных сферических частиц колеблется в пределах от 200 до 400 А. Дальнейшее увеличение содержания МФО в ПК приводит к формированию гетерогенной структуры, свидетельствующей об образовании двух фаз - поликомплекса и МФО.

Изучены физико-химические и технологические свойства ПК-основы, полученной на базе №-КМЦ и МФО. Экспериментальные данные показали, что исследуемая основа легко наносится на кожу и сохраняет свою гомогенность и стабильность при длительном хранении [5]. Определены качественные показатели: цвет, запах, внешний вид, рН, агрегативная стабильность при центрифугировании и при влиянии температуры, а также срок хранения, который составляет более чем 2 года (табл. 1).

На ПК-основе получены фурацилиновые и дерматоловые мази и изучены их физикохимические и технологические свойства (табл. 2 и 3), из таблиц видно, что все данные соответствуют требованиям нормативно-технических документаций [6, 7].

Одним из основных свойств в лекарствах является кинетика высвобождения лекарственного препарата из основы по требуемой терапевтической программе.

На рисунке 2 представлена теоретическая кинетика высвобождения лекарственного препарата из низкомолекулярной и высокомолекулярной основы. Установлено, что высвобождение лекарственного препарата из низкомолекулярной основы происходит сразу после приема, т.е. при малых временах, а из основы, полученной на базе высокомолекулярного соединения, - малыми дозами в течение более длительных времен [3]. Выделение лекарства из ПКГ при малых значениях времени описывается следующим уравнением [3]:

Рис. 1. Электронно-микроскопические снимки

поверхности №-КМЦ (а), МФО (б) и поликомплексных основ при мольном

соотношении №-КМЦ : МФО = 2 : 1 (в), 1 : 2 (г)

M0

=4

Dt

___2

(1)

где М(; - количество лекарства, выделившегося за время 1, М0 - общее начальное количество лекарства в ПКГ; Б - коэффициент диффузии лекарства в ПКГ; L - расстояние, преодолеваемое лекарством в ПКГ.

Таблица 1. Физико-химические свойства поликомплексных гелей Na-КМЦ и МФО

Стабильность Пленкооб- разование, мин

Состав Внешний вид рН (1 : 10) (норма б,5-7,б) при нагревании (40+0,2 °С) при замораживании (-10+0,2 °С) Срок хранения, г

Na-КМЦ Желтоватая масса, имеющая своеобразный запах 7,2 нестабильный нестабильный 8-10 0,5

Na-КМЦ -МФО Бело-желтоватая масса, имеющая своеобразный запах б,8 стабильный стабильный 5-8 2,25

Na-КМЦ -МФО -глицерин Бело-желтоватая масса, имеющая своеобразный запах 7,б стабильный стабильный б-8 2,5

При больших значениях времени:

M1

M0

= 1 -

л

exp

е 2 У

В любой простейшей системе «ПКГ + лекарство», в которой не происходит дополнительных явлений, таких как эрозия или деструкция полимера, любое взаимодействие между компонентами абсолютно корректно описывается этими двумя кинетическими уравнениями.

Первый этап выделения лекарства: 60 масс. %;

( М, ^

т.с.0 < —- < 0,6

М 0

согласно уравнению 1.

Второй этап выделения лекарства: 40 масс. %;

т.с.0 < М < 1,0

I М0 У

согласно уравнению 2.

Экспериментальные данные по изучению поликомплексного геля, полученного на основе Na-КМЦ и МФО, подтверждают изложенные теоретические данные.

На рисунках 3 и 4 показана кинетика высвобождения лекарств из фурацилиновых и дерматоловых мазей на основе ПКГ. из них видно, что из высокомолекулярных основ лекарственный препарат выделяется в более продолжительные времена, т.е. мази на основе ПГК обладают пролонгированными действиями. В процессе высвобождения фурацилина из ПГК независимо от состава наблюдаются определенные закономерности. Анализ кинетики высвобождения лекарственных препаратов фурацилиновых и дерматоловых мазей показывает, что кинетика высвобождения лекарственных веществ в диализатах более интенсивно происходит в первые периоды диализа в образцах Na-КМЦ - фурацилин и вазелин - фурацилин (рис. 3), а также в образцах Na-КМЦ - дерматол и вазелин - дерматол (рис. 4). А в образцах Na-КМЦ - МФО - фурацилин, Na-КМЦ - МФО - глицерин - фурацилин и Na-КМЦ - МФО - дерматол, Na-КМЦ и МФО - глицерин - дерматол происходит медленное вытеснение лекарственных частиц в диализат (рис. 3 и 4). Медленное высвобождение лекарственных веществ из слоев основы обеспечивает пролонгирующее действие.

Таблица 2. Физико-химические и технологические свойства фурацилиновой мази, полученной на основе №-КМЦ и МФО

Состав основы* рн Стабильность при Размер частиц (не Время пленкообра- Срок

нагревании замораживании более 1б0 мкм) зования, мин хранения, г

Ыа-КМЦ + фура-цилин 7,2 нестабильный нестабильный 152,5 10-12 0,5

Ыа-КМЦ + МФО + фурацилин 7,3 стабильный стабильный 149,б 5-8 2

ЫаКМЦ + МФО + глицерин + фурацилин 7,4 стабильный стабильный 150,3 5-8 2,2

* Внешний вид - желтая масса, имеющая своеобразный запах.

Таблица 3. Физико-химические и технологические свойства дерматоловой мази на основе №-КМЦ и МФО

Состав основы* рн Стабильность при Размер частиц (не Время пленкообра- Срок

нагревании замораживании более 1б0 мкм) зования, мин хранения, г

Ка-КМЦ - дерматол 7,01 нестабильный нестабильный 155 8-12 0,5

Ыа-КМЦ - МФО - дерматол 7,2 стабильный стабильный 158 5-7 2,2

Ыа-КМЦ - МФО - глицерин дерматол 7,б стабильный стабильный 15б б-8 2,25

* Внешний вид - желтая масса, имеющая своеобразный запах.

Максимальная концентрация фурацилина содержится в диализате через 8 ч для составов Na-КМЦ -фурацилин и вазелин - фурацилин, через 1б ч для составов Na-КМЦ - МФО - фурацилин и Na-КМЦ -МФО - глицерин - фурацилин. Для 10%-ной дерматоловой мази, приготовленной на поликомплексной основе Na-КМЦ и МФО, наблюдается лучшая, полная высвобождаемость лекарственного препарата с пролонгированным действием по сравнению с мазями на основе Na-КМЦ и вазелина [8, 9].

Рис. 2. Ключевое отличие выделения лекарства из низкомолекулярной и высокомолекулярной основы

Рис. 3. Кинетика высвобождения фурацилина

из мазей

Рис. 4. Кинетика высвобождения дерматола из мазей

Проведенные исследования позволили сделать вывод о том, что благодаря медленному высвобождению лекарственных веществ из слоев основы ПГК мази обладают высоким пролонгирующим действием по сравнению с исходным раствором ПК, а наибольшая полнота высвобождения лекарственных препаратов из поликомплексного геля Na-КМЦ - МФО - глицерин явилась аргументом для рекомендации его в качестве мазевой основы [10].

Для выявления характера взаимодействия лекарственных веществ с ПКГ оценены инфракрасные спектры пленок ПКГ и его смесей с лекарственными веществами. Установлено, что в области 1300-1700 см-1 наряду с поглощением активных групп ПКГ Na-КМЦ и МФО наблюдаются полосы поглощения фурацилина и дерматола, соответствующие по положению и относительной интенсивности полосам поглощения лекарственной субстанции. Показано, что спектры мазей по сравнению с ИК-спектрами геля практически не изменяются при добавлении лекарственных веществ.

Выводы

Впервые предлагается новая гелевая композиция на основе Na-КМЦ - МФО и Na-КМЦ - МФО -глицерин, в которой благодаря оптимальному сочетанию компонентов, регулируемому молекулярному строению полимерного комплекса в результате самоорганизации макромолекул в процессе его формирования образуются структуры с регулируемыми размерами. Показана возможность использования гелей ПК на основе Na-КМЦ - МФО в качестве лекарственных систем с направленными транспортными свойствами и контролируемым выделением лекарственных препаратов.

Специфичность молекулярного строения изученных гелевых структур обеспечивает высокое пролонгирующее действие лекарственных препаратов благодаря их медленному высвобождению из слоев основы ПГК. Мази с использованием ПГК обладают высоким пролонгирующим действием по сравнению с мазями на низкомолекулярных основах, а наибольшая полнота высвобождения лекарственных препаратов из ПГК «Na-КМЦ - МФО - глицерин» явилась аргументом для рекомендации его в качестве мазевой основы. С использованием ПГК получены фурацилиновые и дерматоловые мази и изучены их физикохимические и технологические свойства, соответствующие требованиям нормативно-технических документаций.

Список литературы

1. Зезин А.Б., Эльцефон Б.С., Рудман А.Р., Венгерова А.Н., Калюжная Р.И., Валуева С.П., Копылова Е.М., Чепу-ров А.К., Кфимов В.С., Кабанов В.А. Интерполимерные комплексы - биосовместимые полимерные материалы и проблема тормборзистентности // Химико-фармацевтический журнал. 1987. №7. С. 788-801.

2. Кеменова В.А., Мустафин Р.И., Алексеев К.В., Скородинская А.М., Зезин А.Б., Тенецова А.И., Кабанов В.А. Применение интерполимерных комплексов в фармации // Фармация. 1990. №3. С. 80-88.

3. Сулейманов И.Э., Будтова Т.В., Искаков Р.М., Батирбекова Е.О., Жубанов Б.А., Бектуров Е.А. Полимерные гидрогели в фармацевтике. Алматы, СПб., 2004. 210 с.

4. Кабанов В.А., Паписов И.М. Комплексообразование между комплементарными синтетическими полимерами и олигомерами в разбавленных растворах // Высокомолекулярные соединения. А. 1979. Т. 21, №2. С. 243-281.

5. Иногамов С.Я. Исследование реологических свойств поликомплексов карбоксиметилцеллюлозы с мочевино-формальдегидными олигомерами как основ для лекарственных препаратов // Фармацевтический вестник Узбекистана. 2006. №1. С. 30-33.

6. Государственная фармакопея. XI изд. М., 1990. Вып. 1.

7. Государственная фармакопея. XI изд. М., 1990. Вып. 2.

8. Тенцова А.И., Алюшин М.Т. Полимеры в фармации. М., 1985. С. 50-81.

9. Иванова Л.И., Сыченикова И.А., Кондратьева Т.С. Коллаген в технологии лекарственных форм. М., 1984. 112 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Тенцова А.И., Грецкий В.М. Современные аспекты исследования и производства мазей. М., 1980. С. 154.

Поступило в редакцию 14 февраля 2010 г.

После переработки 26 апреля 2011 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.