CC BY
81
СЕКЦИЯ: КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
УДК 615.014.24:615.456
М.С. АЛМАКАЕВ, Н.В. БЕГУНОВА, Л.Г. АЛМАКАЕВА, В.Г. ДОЛЯ, Л.Г. НАУМЕНОК
Национальный фармацевтический университет, г. Харьков, Украина
СТАБИЛИЗАЦИЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА С РАЗНЫМ УРОВНЕМ рН
Резюме: Изучены физико-химические свойства и спрогнозирована совместимость действующих веществ новой лекарственной композиции, содержащей активные ингредиенты, устойчивые в отличающихся диапазонах рН. Теоретически обоснован и практически подтвержден оптимальный диапазон рН, приемлемый для всех компонентов композиции, выбрана буферная система для его поддержания.
Ключевые слова.совместимость, рН, буферные системы, действующие вещества, стабильность
Требования к качеству парентеральных лекарственных препаратов (ЛП) в Украине определяются требованиями Государственной Фармакопеи Украины и спецификациями к МКК (методы контроля качества) [1]. Согласно спецификаций растворы для инъекций контролируют по следующим основным показателям: прозрачность, цветность, рН, номинальный объем, стерильность, бактериальные эндотоксины, аномальная токсичность, допустимый уровень примесей, механические включения, количественное содержание действующих и вспомогательных веществ и др. Неизменность показателей качества в течение регламентированного срока хранения свидетельствует о стабильности лекарственной формы (ЛФ). Стабильность парентеральной ЛФ складывается из химической, физической и микробиологической стабильности. Химическая стабильность определяется в основном устойчивостью активных ингредиентов к гидролитическому разложению и к окислению; физическая касается двухфазных систем и определяет их способность оставаться в тонкодисперсном состоянии в течение определенного промежутка времени, а микробиологическая определяет устойчивость лекарственных препаратов к действию микроорганизмов в процессе хранения.
Нами ведутся НИР по созданию комбинированного ЛП для терапии одного из самых распространенных осложнений сахарного диабета - диабетической периферической нейропатии, которая характеризуется наличием симптомов и/или признаков нарушения функции периферических нервов у больных сахарным диабетом. Известны безусловный эффект и низкая токсичность препаратов на основе пиримидиновых нуклеотидов при терапии диабетических осложнений. Лечение, как правило, сопровождается назначением витаминных препаратов, среди которых основное место занимают витамины группы В. Фармацевтическая разработка нового комбинированного ЛП нейропатического действия на основе нуклеотидов и витамина В6 в виде парентеральной ЛФ является безусловно перспективной для оказания эффективной помощи при тяжелых состояниях [2,3]. При создании нового комбинированного препарата, кроме рациональности с медицинской точки зрения, включающей в себя фармакологическую совместимость активных компонентов лекарственной комбинации, рассмотрена физико-химическая их совместимость в
составе ЛП. Особенно это важно для парентеральных ЛФ, которые в основном представляют собой растворы. Пиримидиновые нуклеотиды (ПН) и витамины группы В являются сложными органическими соединениями, значительно отличающимися по химической структуре. Растворы солей ПН имеют щелочные значения рН среды. рН раствора пиридоксина гидрохлорида (ПГХ),витамина В6, находится в кислой области. Достижение стабильности этих активных компонентов при совместном присутствии в растворе, а возможно, еще и с другими действующими и вспомогательными веществами, представляет собой основную задачу при создании нового ЛП. В алгоритм ее решения включен ряд целей, достижение некоторых из них освещено в данной работе.
Целью настоящего исследования является:
- изучение совместимости действующих веществ (ДВ) в растворе при различных значениях рН;
- подбор оптимальной буферной системы, что является очень важным для поддержания стабильности ДВ, имеющих различный уровень рН, при их совместном присутствии.
Объектом исследования являются ДВ - соль пиримидинового нуклеотида I (ПН I), соль пиримидинового нуклеотида II (ПН II) и ПГХ, а также вспомогательные вещества (ВВ), необходимые для создания буферной среды, способной поддержать стабильность инъекционной ЛФ. Объектом также были растворы, содержащие ДВ и ВВ в разных комбинациях. Изучались критические физико-химические
характеристики используемых веществ с целью прогнозирования возможности их совместного присутствия в составе ЛФ и влияния на показатели качества ЛП. Для достижения стабильности активных фармацевтических субстанций (АФИ) использовали вспомогательные вещества - буферные агенты, исходя из их функциональных и физико-химических свойств. Были исследованы цитратные, фосфатные и цитрат-фосфатные буферные системы с различными значениями рН и составом буферных агентов.
В ходе научно-исследовательской работы проводился качественный и количественный контроль образцов препарата. В качестве показателей, характеризующих качество раствора ДВ, исследовали рН, прозрачность, цветность, наличие механических включений, посторонние примеси (метод ВЭЖХ) и содержание действующих веществ (метод ВЭЖХ) [1, 4-6].
Лекарственные вещества, являющиеся компонентами ЛП, могут обладать различными физико-химическими свойствами, что в ряде случаев осложняет либо исключает возможность совместного их существования в растворе в виду возникновения непредвиденных или нежелательных взаимодействий. К ним можно отнести физико-химические реакции (окисления-восстановления, гидролиза, комплексообразования или высаливания), приводящие к изменению внешнего вида (окраски, образования осадка и т. д.), или реакции без видимых внешних изменений. Такие взаимодействия могут приводить не только к изменению ожидаемого лечебного действия, нарушению дозировки лекарственных веществ, но и к самым непредсказуемым последствиям, что делает невозможным их совместное парентеральное введение.
Таблица 1 - Физико-химические показатели ДВ
Физико-химические свойства действующих веществ, входящих в ЛП
(ПН I, ПН II и ПГХ), возможные механизмы их поведения и деструкции в растворах в зависимости от различных факторов были приняты во внимание при создании стабильной комбинированной ЛФ на их основе. Первые два компонента являются неорганическими солями органических кислот, имеют сходную химическую структуру, сходные физико-химические свойства, близкий интервал рН и теоретически могут оказаться совместимы в одном растворе. ПГХ также относится к разряду солей, но представляет собой соль органического основания и неорганической кислоты. Некоторые показатели ДВ представлены в таблице 1.
ДВ Температура плавления Растворимость в воде Раствор*
рН Прозрачность Цветность
ПН I 300 оС Легко растворим 8,0-9,5 Прозрачный или по степени мутности не превышает эталон I Бесцветный или по степени окрашивания не превышает эталон В9
ПН II 208-210 оС Легко растворим 7,0-8,5 Прозрачный или по степени мутности не превышает эталон I Бесцветный или по степени окрашивания не превышает эталон В9
ПГХ 204-206 оС (с разл.) Легко растворим 2,5-3,5 Прозрачный или по степени мутности не превышает эталон I Бесцветный или по степени окрашивания не превышает эталон У7
* - для ПН I и ПН II - 1% в воде, для ПГХ - 5% в воде.
Исходя из имеющихся данных, следует исследовать поведение каждого ДВ в растворе при характерных и критических для него значениях рН. ПГХ в кислых растворах при рН 1,0 резистентен к действию света, при нейтральных и щелочных значениях рН высокочувствителен. Растворы пиридоксаля, как возможного продукта разложения, при щелочных значениях рН окрашены в желтый цвет. ПГХ имеет характерные спектры поглощения и флюоресценцию, величины и интенсивность которых изменяются в
зависимости от изменения концентрации водородных ионов (рН): при рН 2,1 пиридоксин имеет в спектре поглощения один максимум при 291 нм, а при рН 6,6 два максимума— при 255 и 326 нм. Это объясняются равновесиями ионизационных форм и наличием таутомерных превращений в кислом, нейтральном и щелочном растворе, которые свойственны производным витамина В6[7-8].
Рисунок 1 - Ионные формы ПГХ
Наличие разных ионных форм может приводить к различиям физико-химических свойств пиридоксина при разных диапазонах рН. Так, в кислой области, до рН 4,31, существует преимущественно форма 1
(протонированная), растворы бесцветны. В области рН от 4,31 до 8,37 - форма 2 (нейтральная), образующая растворы со слабо-желтым окрашиванием, и в области
щелочных значений рН (выше 8,37) существует отрицательно заряженная форма 3. Вторая и третья форма более лабильны и подвержены процессам окисления.
Анализ растворов ПГХ при уровнях рН, соответствующих существованию каждой из трех форм, привел к следующему выводу: наиболее приемлемым оказалось
поддержание уровня рН для ЛФ не выше 4,8 во избежание появления примесей деструкции. Поскольку рН растворов ПН I и ПН II находятся в щелочной области (см. таблицу 1), были изучены их свойства и устойчивость к деструкции при нейтральных и кислых значениях рН. У одного из этих соединений также есть вторая ионная форма, но в эксперименте она не показала существенных отличий по устойчивости. Некоторое незначительное различие по составу примесей и ПН II обнаружили при рН 1,2: незначительное образование основной примеси ПН I (0,15 %) и ПН II (0,12 %), обе примеси на уровне идентифицируемого предела. Другие примеси - до 0,2 и 0,4 % (ПН I) и до 0,2 % (ПН II). При рН 5,0 и 9,18 другие
примеси ниже идентифицируемого предела. Основная примесь ПН II при незначительном росте (до 0,15 %) при рН 5,0 была обнаружена в растворе ПН II. В растворе ПН I при этом рН примесь не образуется. При рН 9,18 основная примесь в растворах ПН I и ПН II не образуется. То есть было установлено, что возможно устойчивое существование ПН I и ПН II в интервале рН, приемлемом также для ПГХ.
С целью подтверждения совместимости ДВ при совместном присутствии в растворе были приготовлены модельные смеси ПН I, ПН Ни ПГХ в терапевтических концентрациях и исследованы рН растворов. Результаты исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Изучение показателей качества растворов ДВ в терапевтических концентрациях при совместном присутствии
Состав модельной смеси Температурное воздействие рН раствора Внешний вид Содержание примесей
1 2 3 4 5
ПН I + ПН II Без нагревания 8,13 бесцветный На уровне идентифицируемого предела
ПН I + ПН II Нагревание на кипящей бане - 1час 8,13 бесцветный На уровне идентифицируемого предела
ПН I + ПН М+ ПГХ Без нагревания 4,38 слегка желтоватый На уровне идентифицируемого предела
ПН I + ПН II + ПГХ Нагревание на кипящей бане - 1час 4,38 желтый Увеличение содержания примеси А ПГХ, увеличение примесей гидролиза ПН I и ПН II
ПН I + ПН М+ ПГХ Стерилизация 120оС - 15 минут 4,38 желтый Увеличение содержания примеси А ПГХ, увеличение примесей гидролиза ПН I и ПН II
Из данных таблицы 2 следует, что взаимодействие в паре ПН I + ПН II отсутствует, а при введении ПГХ в раствор он приобретает слегка желтоватый оттенок. При нагревании смеси ПН I + ПН И+ ПГХ в течении 1ч на кипящей бане и стерилизации при 120 оС в течение 15 минут наблюдается увеличение содержания примеси А пиридоксина по сравнению с исходным раствором и увеличение примесей гидролиза ПН I и ПН II. Это может быть объяснено неустойчивостью ДВ при совместном присутствии, что наблюдается как при действии температуры, так и без нагревания. Следует учесть, что ПГХ в данном случае помещают в раствор
нуклеотидов с уровнем рН более 8,0, что вызывает его деструкцию. Нуклеотиды, в свою очередь, в интервале рН, приемлемом для ПГХ, могут проявлять устойчивость. Поэтому целью дальнейших наших исследований был подбор буферной системы, оптимальной для выбранной комбинации активных ингредиентов. Были исследованы цитратные, фосфатные и цитрат-фосфатные буферные системы с различными значениями рН и составом буферных агентов.
Результаты исследований представлены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 - Изучение показателей качества растворов ПН I, ПН II и ПГХ в фосфатной буферной системе
рН буферной системы рН раствора Прозрачность Цветность
рН 3 3,50 Прозрачный Превышает Y7
рН 4 4,45 Прозрачный Превышает Y7
рН 5 4,52 Прозрачный Превышает Y7
рН 6 4,71 Прозрачный Превышает Y7
рН 7 4,87 Прозрачный Превышает Y7
Из данных таблицы видно, что в растворах, приготовленных на фосфатных буферных растворах, даже при достаточно низких значениях рН (3,5), происходило изменение окраски. При этом изменение порядка введения активных субстанций в раствор на результат не повлияло.
Анализ растворов, приготовленных с использованием цитрат-фосфатных буферных систем, показал
аналогичные результаты. Поэтому использование фосфатсодержащих буферных систем с рН 3-7 оказалось неприемлемым, и исследования были продолжены с цитратными буферными системами.
Таблица 4 - Изучение показателей качества растворов ПН I, ПН II, и ПГХ в цитратной буферной системе
рН буферной системы рН раствора Прозрачность Цветность Содержание примесей
рН 3,4 3,82 Прозрачный Бесцветный Увеличение примесей гидролиза ПН I и ПН II
рН 4,0 4,03 Прозрачный Бесцветный На уровне идентифицируемого предела
рН 4,8 4,31 Прозрачный Бесцветный На уровне идентифицируемого предела
рН 6,5 4,83 Прозрачный Бесцветный На уровне идентифицируемого предела
рН 6,7 5,10 Прозрачный > Y7 Увеличение содержания примеси В ПГХ, незначительное увеличение примеси ПН II, примесь ПН I не образуется
рН 7,0 5,24 Прозрачный > Y7 Увеличение содержания примеси В ПГХ, незначительное увеличение примеси ПН II, примесь ПН I не образуется
Из данных таблицы видно, что использование цитратных буферных систем со значениями рН от 4,0 до 6,5 позволяет получить прозрачные бесцветные растворы с рН от 4,0 до 4,8, с допустимым уровнем содержания примесей. Растворы, приготовленные на цитратных буферных растворах с рН 6,7 и выше, имеют слабожелтую окраску, поэтому их исследование далее является нецелесообразным.
Параллельно, при приготовлении раствора на основе ДВ, нами был определен оптимальный порядок введения ингредиентов в раствор. Введение ПГХ в раствор солей нуклеотидов с рН 8,1-8,2 с последующим введением буферных агентов приводит к получению растворов с уровнем рН 4,0-4,3, но они имеют желтоватое окрашивание. Это связано с деструкцией ПГХ при помещении в щелочную среду. Поэтому ведение буферных агентов в раствор необходимо проводить в первую очередь.
Модельные смеси с рН от 4,0 до 4,8, полученные с использованием цитратных буферных систем, были профильтрованы через мембранные фильтры с рейтингом пор 0,2 мкм в ампулы в асептических
условиях для проведения анализа и наблюдения за
стабильностью.
Выводы:
1. Изучены физико-химические свойства активных ингредиентов, составляющих новую лекарственную композицию, и спрогнозирована их совместимость в лекарственной форме в виде раствора для инъекций.
2. Изучена устойчивость к деструкции действующих веществ нового лекарственного препарата в растворах со значениями рН оптимальными и критическими для каждого, при совместном присутствии. Установлен диапазон значений рН, приемлемый для раствора всех компонентов.
3. На основе комплексного системного подхода изучены буферные системы с подходящим уровнем рН: цитратная, фосфатная, фосфатно-цитратная. Выбрана наиболее приемлемая буферная система, для которой установлено оптимальное соотношение и выбраны наименьшие достаточные количества буферных агентов для гарантированного поддержания необходимого уровня рН.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Государственная Фармакопея Украины / Государственное предприятие «Научно-экспертный центр». - 1-е изд., Дополнение 2. - Харьков: Государственное предприятие «Научно-экспертный центр». - 2008. - 620 с.
2 Nucleotide beschleunigen die Nervenregeneration / Watting B., Heydenreich F., Schalow G. et al. // Z. Klin. Med. — 1991. — Vol. 46. — P.1371-1373.
3 Martin C.L., Albers J, Herman W.H. et al. Neuropathy Among the Diabetes Control and Complications Trial Cohort 8 Years After Trial Completion // Diabetes Care. - 2006. - №29. - С. 340-344.
4 Компендиум 2005 - Лекарственнные препараты / Под ред. В.Н. Коваленко, А.П. Викторова. - К.:Морион, 2005. - 1909с.
5 European Pharmacopoeia. - 5th ed. - Strasbourg : European Department for the Quality of Medicines, - 2005. - 2781 p.
6 Алмакаева Л.Г. Контроль мехаычних включень в лтарських засобах для парентерального застосування: перегляд КД 42У-001-93 / Алмакаева Л.Г., Доля В.Г., Георпевський В.П. // Запорожский медицинский журн. - 2007.- № 2 (41). - С.124 - 128.
7 Технология и стандартизация лекарств / Под ред. В.П. Георгиевского и Ф.А. Конева. - Харьков.: ООО Рирег. - 1996. - 779 с.
8 Mooney S., Leuendorf J.E., Hendrickson C. et al. Vitamin B6: a long known compound of surprising complexity. Molecules. -2009; - №14 (1). - С.329—351.
М.С. АЛМАКАЕВ, Н.В. БЕГУНОВА, Л.Г. АЛМАКАЕВА,В.Г. ДОЛЯ, Л.Г. НАУМЕНОК
Халыцаралыц фармацевтикалыц университет Харьков ц. Украина
К¥РАМЫНДА РН ДЕЦГЕЙ1 ЭРТYРЛI ЭСЕР ЕТЕТ1Н ЗАТТАРЫ БАР, ПАРЕНТЕРАЛЬДЫ ЕР1Т1НД1Н1 Т¥РА^ТАНДЫРУ Туйш: рН ерекше диапазондарында туракты, курамында белсендi ингридиеп^ бар, жана дэрЫк заттардын эсер етушл белттерЫщ сэйкесттн болжаган жэне онын физико - химиялы; к;асиеттер1 зерттелген. рН оптимальды диапозоны тэжiрибе жузЫде бектлген жэне теория жузЫде непзделген, оны колдау ушмн композициянын барлы; курамдас белттерЫе катысты буферлi жуйе тандалган.
Туш^ сездер: сэйкеспк, рН, буферлi жуйе, эсер етушм заттар, турактылык;.
M.S. ALMAKAYEV, N.V. BEGUNOVA, L.G. ALMAKAYEVA, V.G. DOLYA, L.G. NAUMENOK
STABILIZATION OF PARENTERAL SOLUTION, CONTAINING ACTIVE SUBSTANCES WITH DIFFERENT PH LEVELS
Resume: Physico-chemical properties have been studied and active substances compatibility has been prognosed for the new medicinal composition, containing active ingredients, stable in varying pH ranges. The optimum pH range acceptable for all components of the composition has been theoretically grounded and practically confirmed, buffer system for its maintenance has been chosen.
The purpose of this study:
compatibility study of active substances (DWI ) in solution at various pH values; selection of the optimal buffer system , which is very important for- maintaining the stability of ET have different pH levels at their joint presence.
Object of research are ET - Salt pyrimidine nucleoside I ( Mo I), a salt of the pyrimidine nucleotide II ( Mon II) and UGS and auxiliaries (BB ) needed to create the buffer medium capable of maintaining the stability of the injection LF. Object were also solutions containing ET and explosives in different combinations.
Studied the critical physical and chemical characteristics of the substances used to predict the possibility of their joint presence in the composition of the LF and the impact on quality of LP. To achieve stability of the active pharmaceutical ingredients (APIs ) used adjuvants - buffering agents based on their functional and physico -chemical properties. Were investigated citrate , phosphate and citrate - phosphate buffers at different pH values and the composition of buffering agents . Conclusions:
1. The physicochemical properties of the active ingredients constituting the new drug composition and their compatibility predicted in the dosage form as a solution for injection.
2. Studied resistance to degradation of the active ingredients of the new drug in the solution with a pH optimum and are critical for everyone in the co-presence . The range of pH values suitable for the solution of all components.
3. Based on an integrated system approach studied buffer systems with a suitable pH: citrate, phosphate, phosphate- citrate. Select the most appropriate buffer system , which is set optimal ratio and select the smallest amount of buffering agents sufficient to guarantee to maintain the required pH level.
Keywords: compatibility, pH, buffer systems, active ingredients, stability.
УДК 628.316
Д. Т. БАЛПАНОВА, Т. БАЙЗОЛДАНОВ, А.С. КОЖАМЖАРОВА
Казахский национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
Резюме: В ряде фармацевтических производствпри производстве фитопрепаратов, аэрозольных препаратов нередко используются органические растворители (бензол, толуол, гексан, петролейный и диэтиловый эфир и т.д.), инертные газы, фреоны. Кроме этого, является актуальной организация экологически чистых производств. Ключевые слова: фитопрепараты,инертные газы, органические растворители, экология, производство
Все чаще в водной среде сточных вод обнаруживаются медикаменты и их метаболиты. Кроме того, сточные воды из фармацевтических предприятий могут быть источником загрязнения окружающей среды. Если производимые лекарственные вещества являются экологически токсичными, то сточные воды необходимо обрабатывать непосредственно вместе их образования, чтобы убедиться, что в окружающую среду попадают только биологически разлагаемые вещества. Такую задачу должны ставить перед собой все фармацевтические компании Республики. Различные исследования показали, что лекарственные вещества могут быть опасны для окружающей среды, и не следует допускать их попадание в сточные воды. При производстве галеновых препаратов ежедневно образуется около 10 000 л сточных вод. За день перерабатывается только один вид биологически активных веществ. Водоочистка является обязательным условием полноценной жизнедеятельности человека. Важно качественно фильтровать как сырье, так и сбросы
лекарственной промышленности, потому что от состояния окружающей среды и от качества лекарств зависят жизни людей [1].
Цель данного исследования - найти эффективный и одновременно недорогой метод, с помощью которого станет возможно полностью удалить медикаменты. Сегодня, когда в мире происходит активное проектирование и создание заводов по производству лекарственных препаратов, а также широко реконструируются уже существующие мощности, очистка сточных вод предприятий химико-фармацевтической промышленности становится особенно актуальной. При изготовлении лекарств требуется качественно решать проблемы утилизации отходов, которая должна быть основана на эффективных современных технологиях, отличающихся повышенной
производительностью, низкими эксплуатационными расходами, компактностью, высоким уровнем надежности и автоматизации.
