РОЗРОБКА ТА ДОСЛіДЖЕННЯ ГЕЛЮ З ЕКСТРАКТОМ ЛОПУХА ДЛЯ ЗАСТОСУВАННЯ В ДЕРМАТОЛОГії Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 615.454.1:615.262

DOI: 10.15587/2313-8416.2016.61442

РОЗРОБКА ТА ДОСЛ1ДЖЕННЯ ГЕЛЮ З ЕКСТРАКТОМ ЛОПУХА ДЛЯ ЗАСТОСУВАННЯ В ДЕРМАТОЛОГИ

© G. В. Гладух, Ceri Анан Марсель, Н. О. Нжолайчук, В. В. Шматенко

Мета. Провести до^дження з розробки складу м 'яког лкарсько'1 форми для застосування в дерматологи, що метить густий екстракт лопуха.

Методи. Для оцтки бiодоступностi модельних зразюв м 'яких лтарських форм до^джували in vitro вившь-нення флавоноiдiв методом дiалiзу через натвпроникну мембрану та методом дифузи в 6 % желатиновий гель. Структурно-мехатчш властивостi розробленого гелю визначали за допомогою ротацшного вккозиме-тру «Rheolab QC» (фгрми «Anton Paar», Австрiя) с коакаальними цилтдрами CC27/S-SN29766. Результати. Найбтьш повне вившьнення флавоноiдiв спостершаеться гз модельного зразка гелю на ос-новг гiдроксиметилцелюлози. Структурно-мехатчт показники гелево'1' основи довели наявнкть ненью-тонiвського типу течi з пластичними та тиксотропними властивостями розробленого лжарського за-собу. Розраховаш значення механiчноi стабiльностi дозволяють прогнозувати стабшьнкть при гомоге-нiзацii та збер^анш готового лкарського засобу.

Висновки. Розроблено склад, технологiю та визначено бюфармацевтичш показники гелю з екстрактом лопуха на основi гiдроксиметилцелюлози

Ключовi слова: екстракт листя лопуха, гель, гiдроксиметилцелюлоза, структурно-мехашчш властиво-стi, вившьнення, флавоно'1'ди

Aim. To carry out research on development of composition of the soft dosage form with burdock thick extract for dermatological application.

Methods. For the bioavailability estimation of the soft dosage forms model samples, in vitro release of flavo-noids has been studied by the methods of dialysis across semi-permeable membranes and diffusion in 6% gelatin gel. Structural and mechanical properties of the developed gel has been studied by using rotational viscometer «Rheolab QC» («Anton Paar», Austria) with coaxial cylinders CC27/S-SN29766.

Results. It has been shown that the hydroxymethyl cellulose-based gel model sample had the highest release of flavonoids. The structural and mechanical properties of the gel base proved the presence of a non-Newtonian flow type with plastic and thixotropic properties of the developed remedy. The calculated mechanical stability value allows predict stability at homogenization and storage of the medicinal product.

Conclusion. The composition and technology of the hydroxymethyl cellulose-based gel with burdock extract have been developed, as well as its biopharmaceutical parameters have been determined

Keywords: burdock leaves extract, gel, hydroxymethyl cellulose, structural and mechanical properties, release, flavonoids

1. Вступ

Лжарсьш засоби м'яко! консистенци (маз^ ге-т, пасти, креми) е складними системами, що мютять основу i активш компоненти. Правильно пщбрана основа забезпечуе необхвдну швидшсть i повноту вив№нення лжарських субстанцш, надае необхвдну форму, комфортнють при застосуванш i стабшьшсть при збертанш препарату. Тому одним з найважливь ших еташв при створенш м'яких лжарських засобiв е вибiр основи i вивчення бюфармацевтичних, структурно -мехашчних, фiзико-хiмiчних i технолопчних властивостей рiзних складiв лжарських засобiв i впливу на реолопчну поведшку основи активних фармацевтичних iнгредiентiв.

2. Постановка проблеми у загальному ви-гляд^ актуальшсть теми та и зв'язок iз важливи-ми науковими чи практичними питаннями

С^мкий розвиток цившзаци, попршення еколопчного стану навколишнього середовища приз-водять до росту алерпчних захворювань. Проведет в

рядi райошв кра!ни дослщження показали, що в кру-пних промислових центрах алерпчними хворобами страждае ввд 10 до 20 % населения, а в сшьськш мгс-цевостi - всього 2-4 %. У закордонних кранах в се-редньому 10-20 % населення мають дану патологiю, а розповсюдженiсть деяких алерпчних нозологш досягае 80 % [1-4]. Для виршення поставлених задач дослвдники i практичнi хiрурги все часпше звертають увагу на лжарсьш препарати природного походжен-ня, що мютять значну кiлькiсть бiологiчно активних сполук, частина яких мае репаративну та протизапа-льну активнють [5].

На сучасному етапi розвитку медицини вченими запропоновано значну кшьшсть методiв, способiв, пре-парапв для лiкування запального та шфекцшно-алергiчного процесу в раш. Проте високий ввдсоток iнфекцiйних ускладнень у пацiентiв, розвиток резисте-нтносп мiкроорганiзмiв до iснуючих препарапв, зни-ження загально! та мкцево! iмунноl реакци органiзму вимагають подальшого вивчення, розробки й удоско-налення метод1в лжування вищенаведених патологiй.

3. Ан&т останнiх дослiджень i иублжацш, в яких заиочатковано розв'язання даноТ проблеми i на якi сиираеться автор

Розробкою та впровадженням м'яких лжарсь-ких форм, в тому числ i гелiв займалися впчизняш науковцi М. I. Перцев, Д. I. Дми^евський, В. I. Чу-ешов, Л. Л. Давтян, В. В. Гладишев, О. I. Тихонов, О. А. Рубан, Т. Г. Ярних, I. I. Баранова та ш. У попе-редтх дослвдженнях нами було дослiджено умови одержання густого екстракту листя лопуха для роз-робки м'яких лiкарських форм з протизапальною, антимiкробною та репаративною активнютю [6-9].

4. Видшення мевир1шеми\ рашше частин загальноТ проблеми, якш ирисвячена стаття

На сьогодт фармацевтичний ринок пропонуе достатньо широкий асортимент м'яких лжарських засобiв впчизняного та закордонного виробництва, в тому чи^ i гелiв для застосування у дерматологiчнiй практицi. Проте, на жаль, майже вiдсутнi гел1, що мiстять в якостi активних фармацевтичних iнгредiен-тiв бiологiчно активнi сполуки рослинного похо-дження. Тому, розробка лжарського засобу з густим екстрактом лопуха вiтчизняного виробництва е достатньо актуальною проблемою сучасно! фармацп та медицини.

5. Формулювання цшей (завдання) статтi

У зв'язку з вищевикладеним нами були проведет дослiдження з розробки складу м'яко! лжарсько! форми для застосування в дерматологи, що мютить густий екстракт лопуха.

6. Виклад основного матерiалу дослiдження (методiв та об'eктiв) з обгрунтуванням отриманих результатiв

Об'ектами дослвдження були прописи мазей. Ак-тивним фармацевтичним iнгредiентом був обраний гус-

_Склади

тий екстракт лопуха, одержаний на кафедр1 промисло-во! фармацп НФаУ, який виявляе протизапальт, рано-загоювальт та протиалергшт властивосп [6-8].

Бюдоступнють одержаних зразк1в дослвджува-ли in vitro методом д1ал1зу через нашвпроникну мембрану та методом дифузп в гель. Для дослщження бюдоступносл дшчих речовин методом д1ал1зу ви-користовували прилад, який складаеться i3 скляного цил1ндру, закритого кришкою, в якому закрiплений полий цилiндр i3 внутрiшнiм дiаметром 30 мм. Дном цилiндру слугуе мембрана i3 iнертного пористого целюлозного матерiалу Cuprophan Type 150 pm. На внутршню поверхню мембрани наносили 10 г маз^ цилiндр опускали в зовшшнш цилiндр, що мiстив 50 мл води очищено!. Прилад вмiщували в термостат (37±0,5 °С). Вiдбiр проб дiалiзату (в мл) проводили через 30 хвилин. Вмют флавонощв у вiдiбраних пробах визначали методом спектрофотометри.

Визначення бiодоступностi методом дифузи в гель проводили наступним чином: приготований 6 % желатиновий гель в кшькосп 20 мл розливали в чашки Петрi. В якосп реактиву використовували залiза (III) хлорид. Через 24 години в гел^ що сформувався, вирь зали диски (d~8 мм), в яш помiщали зразки мазей (~0,15 г). Стутнь вивiльнення речовини фiксували через 24 години за радусом забарвлено! зони. Для одержання кшькюних характеристик бiодоступностi забарв-леш зони вирiзали i за допомогою спектрофотометрич-ного методу визначали в них вмют флавоноlдiв.

При розробщ технологil одержання гелю густого екстракту лопуха були проведет дослщження з вибору допомiжних речовин та визначення бюфар-мацевтичних показник1в лжарського засобу.

В якостi носilв нами були використаш тра-дицiйнi та сучасш основи та допомiжнi речовини, яш найбiльш часто використовуються у фармацев-тичнiй практицi при виготовленш мазей та гелiв (табл. 1).

Таблиця 1

мазевих основ

Компонента Номери основ / вмют компонент^, г

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Екстракт лопуха густий 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Натрш-КМЦ 2 - - - - - - - - -

Глiцерин 10 7,5 - - - 15 - 15 - 5

Твiн-80 1 - - 2,5 2 2 - - - -

Метилцелюлоза - 5 - - - - - - - -

Пропiленглiколь - 7,5 - 40 - - - - 10 -

Птетиленоксид-400 - - 35 15 - - - - - -

Полiетиленоксид-1500 - - 60 10 - - - - - -

Проксанол-268 - - - 20 - - - - - -

Олiя соняшникова - - - - 15 - - 15 -

Моноглщериди дистильованi - - - - 4 8 - 5 - -

Емульгатор № 1 - - - - 7,5 - - 5 - -

Масло вазелшове - - - - - 20 - - - -

Вiск емульсiйний - - - - - 6 - - - -

Вазелiн - - - - - - 25 - - -

Ланолш - - - - - - 60 - - -

Парафiн - - - - - - 10 - - -

Вiск бджолиний - - - - - - - 3 - -

Гiдроксиметилцелюлоза - - - - - - - - 2 -

Карбопол-940 - - - - - - - - - 0,75

Р-н натрiю гiдроксиду 10 % - - - - - - - - - 0,5

Вода очищена до 100 100 - 100 100 100 - 100 100 100

Зразки мазей готували за стандартними техно-лопчними схемами у вщповвдносп до вимог Державно! фармакопе! [10]. Густий екстракт лопуха в мазе-в1 основи вводили в кшькосп 5 %. Для мазей на ему-льсшнш основ1 перев1ряли агрегативну стшкють шляхом центрифугування (5 хв., 6000 об/хв.). Мазь вважали стшкою, якщо тсля центрифугування не спостер^алось ïï розшарування.

Виявлено, що композици за прописами № 1 i № 10 не витримують випробування i розшаровуються з випаданням осаду. Також у композицiï № 10 тсля приготування спостерiгалася змiна кольору, що вка-

Виходячи з отриманих даних, для подальших дослiджень вiдiбранi композици з густим екстрактом лопуха на емульсшних основах за прописами № 6 та № 5, та на гелевш основi № 9, мiж результатами ви-вiльнення лжарсько1' речовини з яких вiдсутня стати-стична вiдмiннiсть.

Як видно з таблиц динамiка вивiльнення екстракту в желатиновий гель iз рiзних мазевих основ варiюе в межах вщ 2 до 5,5 мм. Найбшьш повне вивь льнення спостертаеться iз основ № 9, № 5 та № 6 (в порядку зменшення). Ктлькюний вмiст флавонодав знаходиться в межах вiд 1,23 до 3,43 %, при цьому найбшьш повне вившьнення вiдбуваеться iз зразшв на основi гiдроксиметилцелюлози (основа № 9).

Необхщно зазначити, що одержат результата дослвдження бюдоступносп in vitro методом дiалiзу та дифузи в 6 % желатиновий гель сшвшд-ставш мiж собою.

Мазевi основи № 5 та № 6 демонструють пози-тивт результати бiодоступностi, але за вившьненням дiючих речовин поступаються гелевiй основi № 9, тому в подальшому цi основи нами не дослвджувалась.

Таким чином, проведенi дослiдження дозволили видшити оптимальний склад лжарського засобу для зовнiшнього застосування, що мютить густий екстракт лопуха на основi пдроксиметилцелюлози.

Наступним етапом дослвдження було встанов-лення структурно -мехатчних властивостей розроб-

зуе на взаемодш густого екстракту з основою-HocieM. В ycix iнших дослiджених композицiях розшарування не спостер^алося навiть в умовах тдвищено1 те-мператури i центрифугування.

З метою вибору оптимального складу мазево1 основи були проведет бюфармацевтичт дослвджен-ня in vitro методом дiалiзy та методом дифузи в 6 % желатиновий гель з наступною порiвняльною оцш-кою динамiки вивiльнення дiючих речовин. В одер-жаних дiалiзатах визначали вмют флавонощв, за ш-льк1стю яких стандартизуеться густий екстракт лопуха (табл. 2).

2

При дослвдженш бюдоступносп методом дифузiï в 6 % желатиновий гель через 24 години встановлювали стушнь вившьнення речовини iз зразшв мазей за радiусом забарвленоï зони та вм^-том флавонодав. Результати вившьнення наведет в табл. 3.

леного гелю. Реолопчт властивосп зразшв визначали за допомогою ротацшного вюкозиметру «Rheolab QC» (фiрми «Anton Paar», Австрiя) с коакаальними цилiндрами CC27/S-SN29766.

Наважку зразка близько 17,0±0,5 г помiщали в емнють зовнiшнього цилiндра, встановлювали необ-х1дну температуру та термостатували - 20 хв. За до-помогою програмного забезпечення встановлювали умови дослвду: (градieнт швидкостi зсуву (ввд 0,1 до 350 с-1), шльшсть точок дослiду (35) на кривш течiï зразка та тривалiсть вимiру в кожнiй точцi (1 сек).

Ротацшний вiскозиметр дозволяе вимiрювати дотичну напругу зсуву (т) в iнтервалi 0,5-3,0104 Па, градiент швидкостi зсуву (Dr с-1) ввд 0,1 до 4000 с-1, в'язшсть (п) - ввд 1 до 106 Пас.

Для бшьш повного вивчення гелевих зразк1в були розрахованi показники 1х механiчноï стабiльностi (МС). Ведомо, що оптимальним значениям МС е 1.

Значення МС визначали як ввдношення вели-чини граничноï напруги зсуву до руйнування (т1) до величини гранично1' напруги пiсля руйнування (т2), при певних швидкостях зсуву, за формулою:

Таблиця

Вивiльнення флавоноïдiв (%) з мазевих носив (штервал 30 хв.)

Номер основи, вщповщно до табл. 1 Номери випробувань Середне

1 2 3

1 75,5 68,0 72,5 72,03+6,13

2 3,0 4,0 5,0 4,00+1,60

3 68,0 75,5 68,0 70,50+6,95

4 45,3 52,9 45,3 47,83+7,04

5 90,6 83,1 89,1 87,60+6,37

6 90,6 89,1 90,6 90,10+1,39

7 58,9 60,4 60,4 59,90+1,39

8 45,3 60,4 52,9 52,87+12,12

9 90,6 89,1 87,6 89,10+2,70

Таблиця 3

Вив^нення флавоноïдiв iз мазевих основ в желатиновий гель_

Показник Основа № 5 Основа № 6 Основа № 9

Радiус забарвлених зон, мм 4,03±0,01 2,07±0,03 5,47±0,01

Вмют флавоноïдiв, % 1,23±0,02 1,86±0,02 3,43±0,05

мс=—.

Результаты дослщження розробленого гелю наведеш на рис. 1, й дозволяють оцшити структурно-мехашчну поведшку лжарського засобу. Гель ввдно-ситься до структурованих систем с певною плиншс-

тю. Дана напруга зсуву характеризуе напругу струк-тури зовшшньому руйнiвному зусиллю (швидкостi зсуву) при досягненш якого система поводить себе як тверде тшо. На практищ даннi значення дозволяють охарактеризувати процес екструзп, який для всiх зра-зк1в дещо затруднений при 20 °С, тобто вимагае при-кладання певних зусиль.

Рис. 1. Повна реограма течи гелю з екстрактом лопуха

Результатами дослщження встановлено, що гель мае незначну межу плинностi (до 100 Па), для течи йому достатньо незначного зусилля, щоб привести структуровану систему до руйнування. Во-лодшчи такою межею плинностi, дана система характеризуеться псевдопластичним типом течи, що дозволяе стверджувати, про високу екструзшну здатшсть.

Розрахована площа петлi гистерезку (4762,5 Па/с) визначаеться як достатня, що дозволяе прогнозувати поведiнку гелю тсля його виготовлення на стадп фасування в туби. Значення мехашчно1 стабшьносп гелю не перевищуе значення 1,19, що вказуе на той факт, що в структурi лжарського засобу представ-ленi лише коагуляцiйнi зв'язки, яш забезпечують повну зворотнiсть деформацш пiсля зняття напруги та збереження реолопчних властивостей у процесi збержання.

7. Висновки з проведеного дослвдження i перспективи подальшого розвитку даного на-прямку

Розроблено склад гелю протизапально1 та про-тиалерпйно1 ди з густим екстрактом лопуха. Визначе-но бюфармацевтичш показники запропонованого складу лгарського засобу. Дослвджено реологiчнi вла-стивосп модельних мазевих основ. Встановлено, що гелева основа забезпечуе лiкарському засобу ненью-тонiвський тип течi з пластичними властивостями i надае тиксотропш властивостi. Розраховане значення мехашчно1 стаб№носп дозволяе прогнозувати стабь льнiсть при гомогешзаци та зберiганнi. Одержанi дат

будуть використаш у подальшому при остаточнш роз-робш лгарського препарату гелево1 форми випуску.

Лiтература

1. Даутов, Ф. Ф. Аллергическая заболеваемость детского населения города с развитой нефтехимической промышленностью [Текст] / Ф. Ф. Даутов, Р. Ф. Хакимова, Н. З. Юсупова и др. // Гигиена и санитария. - 2009. - № 3. - С. 54-57.

2. Мавлянов, И. Р. Аллергические осложнения на лекарства и сезонная характеристика их встречаемости [Текст] / И. Р. Мавлянов, А. Ш. Касымов, З. И. Мавлянов, Н. М. Каримова и др. // Вестник восстановительной медицины. Диагностика. Оздоровление. Реабилитация: орган Ассоциации специалистов восстановительной медицины. -2010. - № 5. - С. 68-71.

3. Dorner, T. Epidemiology of allergies in Austria. Results of the first Austrian allergy report [Text] / T. Dorner, K. Lawrence, A. Rieder, M. Kunz // Wiener Medizinische Wochenschrift. - 2007. - Vol. 157, Issue 11-12. - P. 235-242. doi: 10.1007/s10354-007-0419-5

4. Garn, H. Epidemiological and immunological evidence for the hygiene hypothesis [Text] / H. Garn, H. Renz // Immunobiology. - 2007. - Vol. 212, Issue 6. - P. 441-452. doi: 10.1016/j.imbio.2007.03.006

5. Бутко, Я. А. Фармакокоррекция раневого процесса [Текст] / Я. А. Бутко // Пров1зор. - 2007. - № 15. - С. 26-32.

6. Гладух, С. В. Вибiр основи при створенш мазi з густим екстрактом листя лопуха [Текст]: наук.-практ. конф. / С. В. Гладух, А. М. Сеп. - К., 2015. - С. 122-125.

7. Сеги, А. М. Изучение процесса экстракции листьев лопуха [Текст]: науч.-практ. конф. / А. М. Сеги, Н. А. Николайчук. - Владикавказ, 2015. - С. 233-236.

8. Сеги, A. M. Получение экстракта листьев лопуха [Текст] / A. M. Сеги, Н. А. Николайчук // Рецепт. - 2015. -№ 6 (104). - С. 59-63.

9. Gladukh, Ie. V. The study of pharmacotechnological parameters of burdock (Arctium lappa) leaves [Text] / Ie. V. Gladukh, A. M. Seguy // Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. - 2016. - Vol. 8, Issue 1. - Р. 260-264. - Available at: http://j ocpr. com/vol8-iss 1-2016JCPR-2016-8-1-260-264.pdf

10. Державна Фармакопея Украши [Текст]. - Дер-жавне тдприемство «Науково-експертний фармакопейний центр». - 1-е вид; доп. 2. - Х.: Р1РЕГ, 2008. - С. 85-101.

References

1. Dautov, F. F., Hakimova, R. F., Jusupova, N. Z. et. al (2009). Allergicheskaja zabolevaemost' detskogo naselenija goroda s razvitoj neftehimicheskoj promyshlennost'ju. Gigiena i sanitarija, 3, 54-57.

2. Mavljanov, I. R., A. Kasymov, Sh., Mavljanov, Z. I., Karimova, N. M. et. al (2010). Allergicheskie oslozhnenija na lekarstva i sezonnaja harakteristika ih vstrechaemosti. Vestnik vosstanovitel'noj mediciny. Diagnostika. Ozdorovlenie. Reabilitacija: organ Associacii specialistov vosstanovitel'noj mediciny, 5, 68-71.

3. Dorner, T., Lawrence, K., Rieder, A., Kunze, M. (2007). Epidemiology of allergies in Austria. Results of the first

Austrian Allergy Report. Wiener Medizinische Wochenschrift, 157 (11-12), 235-242. doi: 10.1007/s10354-007-0419-5

4. Garn, H., Renz, H. (2007). Epidemiological and immu-nological evidence for the hygiene hypothesis. Immunobiology, 212 (6), 441-452. doi: 10.1016/j.imbio.2007.03.006

5. Butko, Ja. A. (2007). Farmakokorrekcija ranevogo processa. Provizor, 15, 26-32.

6. Gladuh, Je. V., Segi, A. M. (2015). Vybir osnovy pry stvorenni mazi z gustym ekstraktom lystja lopuha. Kyiv, 122-125.

7. Segi, A. M., Nikolajchuk, N. A. (2015). Izuchenie processa jekstrakcii list'ev lopuha. Vladikavkaz, 233-236.

8. Segi, A. M., Nikolajchuk, N. A. (2015). Poluchenie jekstrakta list'ev lopuha. Recept, 6 (104), 59-63.

9. Gladukh, Ie. V., Seguy, A. M. (2016). The study of pharmacotechnological parameters of burdock (Arctium lappa) leaves. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 8 (1), 260-264. Available at: http://jocpr.com/vol8-iss1-2016/ JCPR-2016-8-1 -260-264 .pdf

10. Derzhavna Farmakopeja Ukrai'ny (2008). Derzhav-ne pidpryjemstvo «Naukovo-ekspertnyj farmakopejnyj centr». Kharkiv: RIREG, 85-101.

Дата надходження рукопису 14.01.2016

Гладух Свгенш Володимирович, доктор фармацевтичних наук, професор, завщувач кафедри, кафедра промислово! фармаци, Нацюнальний фармацевтичний ушверситет, вул. Пушкшська, 53, м. Харкав, Укра-!на, 61002 Е-mail: glad_e@i.ua

Ceri Анан Марсель, астрант, кафедра промислово! фармаци, Нацюнальний фармацевтичний ушверси-тет, вул. Пушкшська, 53, м. Харшв, Укра!на, 61002

Нiколайчук Шна Олекспвна, кандидат фармацевтичних наук, доцент, кафедра промислово! фармацп, Нацюнальний фармацевтичний ушверситет, вул. Пушк1нська, 53, м. Харшв, Укра!на, 61002

Шматенко Вiкторiя Валентишвна, кафедра вшськово! фармаци, доцент, Укра!нська вшськово-медична академ1я, вул. Мельникова, 24, м. Ки!в, Укра!на, 04655