CC BY
140
УДК 615.45
Скальный А.В.1, Сульдин А.В.2, Иванова Н.А.2, Самбулова А.А.2, Липина М.В.2
1Центр биотической медицины, г Москва 2Пермская государственная фармацевтическая академия E-mail: [email protected]
РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ЛЕЧЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ МИНЕРАЛОДЕФИЦИТНЫХ СОСТОЯНИЙ ЦИНКА, МЕДИ, МАРГАНЦА, ХРОМА И КОБАЛЬТА
Проведен анализ субстанций хелатных аминокислотных комплексов микроэлементов согласно требованиям фармакопеи. Показана возможность получения субстанций фармакопейного качества для дальнейшего производства твердых лекарственных форм монопрепаратов микроэлементов.
Ключевые слова: Комплексы цинка, меди, марганца, хрома и кобальта; микроэлементы.
Ряд микроэлементов имеет близкие свойства по биологической роли и механизмам транспортирования по внутренним средам организма: цинк, марганец, медь, хром и кобальт, они входят в состав многих ферментов и белковых структур и с их участием проходят анаболические процессы во всех органах и тканях. Доставка цинка, других металлов к местам их включения в биохимические процессы осуществляется исключительно в связанном с транспортными белками виде [2]. Вместе с тем большая часть микроэлементов в крови находится в связи с альбумином и в виде хелатных аминокислотных комплексов, находящихся в состоянии равновесия со специфическими белками.
Из препаратов микроэлементов на Российском фармацевтическом рынке наиболее широко представлены лекарственные средства, содержащие железо. От остальных рассматриваемых микроэлементов его отличает доступность диагностирования содержания гемоглобина в крови, что позволяет рассчитать дефицит железа и провести точную коррекцию [1]. Поскольку в последнее время стало возможным диагностирование недостаточности по остальным микроэлементам, стало актуальным проведение работ по организации производства монопрепаратов цинка, меди, марганца, хрома, кобальта.
Целью настоящей работы стало проведение исследований по разработке фармацевтических субстанций микроэлементов для производства средств лечения и профилактики минералодефицитных состояний. Для достижения поставленной цели был произведен сравнительный анализ требований к нормативным документам, регламентирующим производство биологически активных добавок к пище (БАД) и
фармацевтических препаратов, проведены исследования по регламентированию норм и ва-лидированию методик проектов фармацевтических статей предприятия (ФСП) на субстанции микроэлементов.
Субстанции рассматриваемых микроэлементов фармакопейного качества для производства таблеток не зарегистрированы в Российской Федерации. Известный цинка сульфат се-мигидрат предназначен для местного применения как вяжущее и антимикробное средство. В зарубежных фармакопеях субстанции микроэлементов и фармацевтические препараты на их основе представлены широко. Из них в России зарегистрирован Цинктерал (Израиль), содержащий цинка сульфат моногидрат, имеет объем продаж около 1 млн. долларов. Также наблюдается зависимость производства отечественных витаминно-минеральных комплексов от поставок импортных субстанций микроэлементов.
Воспроизведение устаревших неорганических соединений микроэлементов нецелесообразно. Перспективным направлением являются исследование хелатных аминокислотных комплексов микроэлементов. Исследования по технологии и нормированию качества микро-элементных препаратов проведены на уровне требований к биологически активным добавкам к пище (БАД), на основе которых разработаны и утверждены технические условия (ТУ) на субстанции и формы выпуска БАД. Накоплен опыт производства и реализации БАД для профилактики минералодефицитных состояний. В настоящее время проводятся исследования по разработке фармацевтических препаратов, к которым предъявляются более высокие требования по условиям производства и нормирова-
нию качества. В отличие от биологически активных добавок к пище фармацевтические препараты назначаются в относительно высоких дозах и используются не только в профилактических, но и в терапевтических целях, в том числе путем рецептурного отпуска и включения в программы лечения.
Проведен синтез и получены соединения с аспарагиновой кислотой цинка, меди, марганца, хрома и кобальта. В реакции с аспарагиновой кислотой в водной среде образуются хелат-ные аминокислотные комплексы металлов. Методом ИК-спектроскопии подтверждено образование связи иона металла с карбоксильной группой аспарагиновой кислоты. Кроме количественного содержания иона металла ТУ на субстанции для производства БАД нормируют кристаллизационную влагу, внешний вид и органолептические свойства. Соединения цинка имеют белый цвет, а соединения марганца, меди, кобальта и хрома относятся к окрашенным комплексам, имеют специфический вкус. Органолептические характеристики аспарагинатов выражены значительно слабее в сравнении с сульфатами металлов. Тем не менее, наличие вкуса и красящие свойства являются показаниями для исследований по разработке защитных покрытий в готовых лекарственных формах.
Технические условия нормируют микробиологические загрязнения, тяжелые металлы, содержание пестицидов и радиоактивных веществ. Содержание непатогенных микроорганизмов, согласно ТУ для производства БАД, не должно превышать 50000 в грамме, дрожжи и плесневые грибки - не более 100 в грамме. Для фармацевтических субстанций требования более строгие - не более 100 или 1000 микроорганизмов в грамме для парентерального введении и для приема внутрь соответственно. Кроме того, субстанция для парентерального введения
должна быть свободна от пирогенных веществ. Проведены исследования микробиологической чистоты по методике, предлагаемой ГФ XI для цинка сульфата семигидрата. Обнаружилось, что субстанции микроэлементов обладают антимикробным действием, следовательно, могут оцениваться как стерильные. Поэтому проведены исследования и разработаны способы снятия антимикробного действия методом предварительного разведения.
Согласно техническим условиям содержание свинца должно быть не более 0,0005%, мышьяка - 0,0003%, кадмия и ртути - 0,0001%. В документацию на фармацевтические субстанции заложены близкие нормативы. Для органических соединений общепринятые требования фармакопеи по тяжелым металлам составляют в сумме не более 0,001%, но для группы металлосодержащих субстанций такой рубеж труднодостижим. Поэтому обосновано более высокое суммарное содержание тяжелых металлов - не более 0,002% в субстанциях аспараги-ната цинка и других микроэлементов. Кроме того нормируется содержание железа - не более 0,03%, щелочных и щелочноземельных металлов - не более 0,9%.
Разработаны формы выпуска биологически активных добавок к пище в двух вариантах: таблетки без оболочки и капсулы твердые желатиновые с крышечкой (табл. 1.). Доза на прием цинка составляет 5 мг, меди -2 мг, марганца -2 мг, хрома -100 мкг, кобальта - 10 мкг, что коррелирует с суточной потребностью.
Для фармацевтических препаратов некоторых растворимых солей металлов описан эффект неприятных вкусовых ощущений, возможного раздражения и окрашивания слизистой оболочки полости рта и зубов. Это является причиной частых осложнений при назначении некоторых препаратов железа (почер-
Таблица 1. Биологически активные добавки к пище микроэлементов цинка, меди, марганца,
хром и кобальта в таблетках
Наименование Количественное содержание, мг Описание
Био-Цинк 5 Таблетки белого цвета, без запаха
Био-Медь 2 Таблетки голубого цвета, без запаха
Био-Марганец 2 Таблетки округлой формы с блестящей поверхностью, белого цвета, без запаха
Хромохел 0,1 Таблетки округлой формы с блестящей поверхностью, белого цвета, допускаются вкрапления фиолетового цвета, без запаха
Кобахел 0,01 Таблетки белого цвета, без запаха
нение зубов), висмута (висмутовая кайма, гингивит, стоматит), цинка сульфата и других. Поэтому цинктерал, содержащий в форме сульфата 45 мг цинка, имеет пленочное покрытие.
БАДы в желатиновых капсулах распадаются в желудке, защищая слизистую оболочку полости рта и зубы от возможного раздражения, неприятных вкусовых ощущений и окрашивания. Таблетки «Био-Цинк», выпускаемые АНО «ЦБМ» без оболочки, по результатам 5 лет наблюдений, не вызывают жалоб пациентов. Высокая безопасность таблеток БАД «Био-Цинк», возможно, позволит производить фармацевтический препарат цинка в виде хелатного аминокислотного комплекса без покрытия в дозах 20 и 40 мг. В настоящее время проводятся сравнительные исследования на экспериментальных животных.
В таблетках биологически активных добавок к пище меди, марганца и хрома возможны видимые включения, соответствующие по цвету субстанциям. Однако в фармакопее установлено требование однородности окрашивания таблеток. Проведены исследования и подобраны условия производства таблеток с предварительным измельчением субстанции до наимельчайшего порошка, что позволяет получить однотонную продукцию, с однородностью дозирования не более 3% от среднего показателя.
В ТУ на биологически активные добавки к пище с микроэлементами количественное определение допускается с точностью до 10%. В фармацевтических препаратах требование содержания лекарственных веществ в таблетке зависит от дозы и меняется от 5% в дозе выше 100 мг до 15% при дозировках менее 1 мг. При нормировании фармацевтических препаратов количественное определение проводится в 3 случаях: при собственно количественном анализе, оценке однородности дозирования и исследовании динамики растворения в условиях, имитирующих пищеварение.
Согласно ГФ XI, количественное содержание ионов металла в субстанциях с высокой точностью оценивается методом трило-нометрии с ошибкой измерений не более 1% от среднего результата. Однако, в готовых лекарственных формах при дозировках ниже 2 мг в одной пробе возникают проблемы с ва-
лидацией метода трилонометрического титрования по показателю чувствительности. При более низких концентрациях действующего вещества проводится количественное определение методом масс-спектрометрии [3]. Также обнаружено завышение результатов количественного определения по тесту растворения в 0,1% растворе кислоты хлористоводородной на 20% в связи с мешающим влиянием вспомогательных веществ. Проведение теста растворения в воде очищенной снимает данный недостаток метода.
Проведен термический анализ и установлено, что исследуемые субстанции представляют собой кристаллогидраты. При термогравиметрическом исследовании удаление крис-таллогидратной воды и переход в безводную форму происходит в интервале 110-280 оС. Однако, субстанции не выдерживают тест высушивания до постоянной массы при 100-105 оС. При более низких температурах до 60 - 80 оС кристаллогидраты термически устойчивы, что позволяет использовать в технологии твердых лекарственных форм методы прямого прессования и влажного гранулирования. Проведено нормирование содержания воды методом К. Фишера. В ТУ на субстанции для производства БАД указывается максимально допустимое количество кристаллогидрат-ной воды, например, не более 15% для цинка аспарагината. Для фармакопейной статьи ус-
ледяная уксусная кислота: вода : бутанол 2:2:6
2
1 2 3
1. Комплекс цинка с аспарагиновой кислотой 200 мкг, Я£=0,21; 2. Кислота аспарагиновая 1 мкг, Я£=0,21; 3. Кислота глютаминовая 2 мкг, 1^=0,25;
Рисунок 1. Определение посторонних примесей методом тонкослойной хроматографии на пластинах «Кизилгель»
танавливаются интервалы содержания воды в кристаллогидратах.
Для фармацевтической субстанции разработан метод оценки посторонних примесей к аспарагиновой кислоте.
Как видно из рисунка 1 аспарагиновая кислота достоверно отделяется от ближайшей по химическому строению глютаминовой кислоты. Метод позволяет нормировать содержание посторонних аминокислот, холина, холина аль-фосцерата, некоторых других биогенных веществ на уровне не более 0,5%.
Выводы:
1. Разработаны и утверждены технические условия, организовано производство таблеток и капсул с аспарагинатами цинка, меди, марганца, хрома и кобальта в качестве биологически активных добавок к пище.
2. Проведены исследования по разработке и валидированию методов анализа для проектов фармакопейных статей на субстанции и лекарственные препараты с некоторыми микроэлементами.
18.10.2011
Список литературы:
1. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Пособие для врачей. - 15-е изд., пер., исп. и доп. - М.: Новая волна, 2005. -784 с.
2. Hiroyuki Yanagisawa. Zinc deficiency and clinical practice // Journal of the Japan Medical Association. - Vol.47, №8, 2004. -P. 359-364.
3. Farzana Choudhary, Zafar Iqbal, Taous Khan, Muhammad Ashraf Trace metals analysis in selected pharmaceutical multimineral formulations // Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences. - Vol. 18, No.2, April 2005. - P. 40-43.
Сведения об авторах:
Скальный Анатолий Викторович, директор института биоэлементологии Оренбургского государственного университета, доктор медицинских наук, профессор
460018, г. Оренбург, пр-т Победы, 13 Сульдин Александр Владимирович, профессор кафедры фармацевтической технологии Пермской государственной фармацевтической академии, доктор фармацевтических наук, профессор
e-mail [email protected] Иванова Наталия Александровна, аспирант кафедры аналитической химии Пермской государственной фармацевтической академии, e-mail: [email protected] Самбулова Александра Андреевна, аспирант кафедры аналитической химии Пермской государственной фармацевтической академии Липина Мария Владимировна, аспирант кафедры фармакологии Пермской государственной фармацевтической академии 614990, Россия, г. Пермь, ул. Полевая, 2
UDC 615.45
Skalny A.V., Suldin A.V., Ivanova N.A., Sambulova A.A., Lipina M.V.
Perm state pharmaceutical academy, Perm, e-mail: [email protected]
DEVELOPMENT OF MEDICINES FOR TREATMENT AND PREVENTION OF ZINC, COPPER, MANGANESE, CHROMIUM AND COBALT DEFICIENCY
The Analysis of the amino acid chelate complexes with micronutrients was performed according to requirements of pharmacopoeia. The possibility of obtaining substances the pharmacopoeia quality for further manufacture of solid dosage forms of micronutrients was shown.
Key words: Complexes of zinc, copper, manganese, chromium and cobalt, micronutrients.
Bibliography:
1. Mashkovsky, M.D. Medicinal products. Manual for physicians. - 15-th ed., Per, App. and add. - M.: The New Wawe, 2005. - 784 p.
2. Hiroyuki Yanagisawa. Zinc deficiency and clinical practice // Journal of the Japan Medical Association. -Vol.47, № 8, 2004. - P 359-364.
3. Farzana Choudhary, Zafar Iqbal, Taous Khan, Muhammad Ashraf Trace metals analysis in selected pharmaceutical multimineral formulations // Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences. - Vol. 18, No.2, April 2005. -P. 40-43.
