Міністерство охорони здоров'я України

Київська медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика

ГУДЗЬ НАТАЛІЯ ІВАНІВНА

УДК 615.012:(541.135.2+541.182.6)].002

РОЗРОБКА СКЛАДУ І НАУКОВО ОБГРУНТОВАНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ЕНЕРГОПОЛІІОННИХ ТА КОЛОЇДНИХ РОЗЧИНІВ ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ЗАСТОСУВАННЯ

15.00.01 – технологія ліків та організація фармацевтичної справи

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фармацевтичних наук

Київ – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київській медичній академії післядипломної освіти

ім. П.Л.Шупика.

Науковий керівник: доктор фармацевтичних наук, професор

Коритнюк Раїса Сергіївна,

Київська медична академія післядипломної

освіти ім. П.Л.Шупика,

завідувачка кафедри технології ліків та

клінічної фармації

Офіційні опоненти: доктор фармацевтичних наук, професор

Борзунов Євгеній Єрмолайович,

Київська медична академія післядипломної

освіти ім. П.Л.Шупика, професор

кафедри промислової фармації

доктор фармацевтичних наук, професор

Грошовий Тарас Андрійович,

Національний університет “Львівська політехніка”,

професор кафедри біологічно активних речовин,

фармації та біотехнології

Провідна установа: Національна фармацевтична академія Міністерства охорони

здоров'я України, кафедра фармацевтичної технології і

клінічної фармації (м. Харків)

Захист відбудеться 14.06.2002 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.613.04 при Київській медичній академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика (04112, м.Київ, вул. Дорогожицька, 9)

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика (04112, м.Київ, вул. Дорогожицька, 9)

Автореферат розісланий 10.05.2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

доцент Пилипчук Л.Б.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищення смертності людей віком до 60-ти років від хронічної ниркової недостатності, прискорення розвитку останньої при гломерулонефриті, зростання кількості пацієнтів з хронічною нирковою недостатністю і хворобами, які відповідають за її виникнення, високий рівень інвалідності таких хворих обумовили актуальність досліджень зі створення вітчизняних лікарських засобів для лікування термінальної стадії хронічної ниркової недостатності, на якій використовуються такі активні методи лікування, як гемодіаліз, перитонеальний діаліз або пересадження нирки. Перитонеальний діаліз в Україні практично не використовується. Створення розчинів для перитонеального діалізу дасть можливість запровадити цей метод лікування у вітчизняну нефрологічну практику. Організація перитонеального діалізу не потребує великих затрат порівняно із затратами, необхідними для організації додаткових місць для гемодіалізу. Крім того, перитонеальний діаліз може використовуватися навіть в домашніх умовах. Тому він зможе вирішити проблему організації адекватної медичної допомоги пацієнтам із термінальною стадією хронічної ниркової недостатності в умовах дефіциту гемодіалізних місць.

Поліелектролітні розчини з вуглеводами і (або) колоїдними основами широко застосовуються в інфузійній терапії як ефективні і незамінні засоби для корекції водно-електролітного балансу, кислотно-основної рівноваги, відновлення гемодинаміки і компенсації енергетичних затрат організму. Однак, практична охорона здоров'я України має незначний асортимент таких лікарських засобів на відміну від різноманітного зарубіжного асортименту електролітно-вуглеводних (енергополііонних) і колоїдних розчинів, що обмежує можливості проведення ефективної та диференціальної фармакотерапії великої кількості захворювань і, перш за все, в галузі невідкладної медицини.

Обмеженість асортименту плазмозамінних розчинів в Україні і відсутність розчинів для перитонеального діалізу викликана відсутністю вітчизняних технологій і аналітичної нормативної документації. Тому створення нових науково обгрунтованих технологій багатокомпонентних розчинів для парентерального застосування в скляних пляшках, дослідження їх фізико-хімічних властивостей, розробка технологічної та аналітичної документації з метою їх промислового виробництва і аптечного виготовлення є актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з планом наукових досліджень КМАПО ім. П.Л. Шупика на 1996-2001 р.р. (номер державної реєстрації №0196 UO 10165).

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є розробка складу і науково обгрунтованих методів стабілізації, технології та нормативно-технічної документації на енергополііонні і колоїдні розчини для парентерального використання в скляних пляшках.

Об'єктами дослідження є три прописи лікарських засобів у вигляді багатокомпонентних розчинів для парентерального застосування, які містять іони натрію, калію, кальцію, хлорид-іони та енергетичні субстрати (лактат натрію і глюкозу).

Предметом дослідження є склад і технологія лікарських засобів у вигляді плазмозамінних розчинів та розчину для перитонеального діалізу.

Для здійснення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:

·

· встановити оптимальний склад і сертифіковані норми об'єктів дослідження в скляній тарі;

· вивчити кінетику розкладу досліджуваних розчинів;

· вивчити вплив технологічних чинників (температури, газової фази, рН середовища, антиоксидантів, режимів стерилізації) та умов зберігання на стабільність об'єктів дослідження;

· розробити науково обгрунтовану технологію і встановити терміни придатності досліджуваних розчинів промислового виробництва і аптечного виготовлення;

· підготувати проекти технологічної та аналітичної документації для досліджуваних розчинів у скляних пляшках та запровадити фрагменти дослідження в практику промислових підприємств і аптек, а також у навчальний процес ряду учбових закладів.

Для досягнення поставленої мети використовувалися наступні методи дослідження:

·

· технологічні: температурний, газового захисту, прискореного та природного старіння, стабілізуючий;

· кінетичний;

· встановлення технологічних, фізико-хімічних і хімічних властивостей об'єктів дослідження;

· біологічні методи дослідження безпеки лікарських засобів та методи контролю технологічного процесу і статистичної обробки результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше науково обгрунтовано

склад, методи стабілізації, технологія виготовлення та контроль технологічного процесу розчину для перитонеального діалізу, енергополііонного розчину для інфузій, комбінованого енергополііонного колоїдного розчину в скляних пляшках. Проведені технологічні дослідження зміни їх фізико-хімічних параметрів і встановлені закономірності цих змін. Вивчено вплив технологічних чинників (температури, реакції середовища, газової фази) на параметри досліджуваних розчинів, обгрунтовано вибір та кількість антиоксидантів, режими стерилізації. Розроблені науково обгрунтовані технологічні схеми промислового виробництва і аптечного виготовлення та встановлені терміни придатності об'єктів дослідження промислового виробництва.

Практичне значення одержаних результатів. Відпрацьовано технологію промислового і аптечного виготовлення, методики контролю технологічного процесу та встановлено терміни придатності розчину для перитонеального діалізу, енергополііонного розчину для інфузій, комбінованого енергополііонного колоїдного розчину для інфузій.

Розроблено проекти аналітичної нормативної документації і технологічних регламентів на досліджувані лікарські засоби.

Фрагменти дисертаційної роботи впроваджені у промислове виробництво (акти впровадження ДП “Львівдіалік”, м. Львів від 3.04.2001, “Грамед”, м. Дрогобич від 23.04.2001), в ряді лікарняних та міжлікарняних аптек (акти впровадження ДКП “Лікарняна аптека №297” м. Львова від 16.06.2001, ДКП “Міжлікарняна аптека №270” м. Львова від 10.06.2001, ДКП “Лікарняна аптека №341” м. Львова від 18.10.2001, ДКП “Міжлікарняна аптека №266” м. Львова від 8.02.2002) та в обласній контрольно-аналітичній лабораторії лікарських засобів у Львівській області (акти впровадження від 7.06.2001).

Отримані результати досліджень є основою для впровадження у промислове виробництво таких лікарських засобів: “Розчин для перитонеального діалізу”, “Енергополііонний розчин для інфузій”, “Комбінований енергополііонний колоїдний розчин для інфузій”.

Результати досліджень впроваджені в навчальний процес кафедри технології ліків та клінічної фармації Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика (акти впровадження від 26.04.2001), кафедри аналітичної та токсикологічної хімії Львівського медичного університету ім. Данила Галицького (акти впровадження від 2.04.2001), кафедри технології ліків з курсом промислової фармації Львівського медичного університету ім. Данила Галицького (акти впровадження від 2.04.2001), Української військово-медичної академії (акти впровадження від 27.04.2001).

Особистий внесок здобувача. У комплексному дослідженні, здійсненому творчим колективом співавторів публікацій, особисто дисертантом проаналізована наукова література з визначеної проблеми, проведені технологічні експерименти щодо вивчення впливу рН середовища, температури, газової фази, антиоксидантів та режиму стерилізації на стабільність досліджуваних розчинів, відпрацьовані методики контролю технологічного процесу їх виготовлення, науково обгрунтовані, розроблені та впроваджені в практику технологічні схеми виготовлення об'єктів дослідження як в умовах аптек, так і промислового виробництва. Розроблені проекти аналітичної нормативної документації і технологічних регламентів на досліджувані лікарські засоби: “Розчин для перитонеального діалізу”, “Енергополііонний розчин для інфузій” під назвою “Йоноглюк 5”, “Комбінований енергополііонний колоїдний розчин для інфузій”. Дисертант брала участь в апробації технологічної схеми і методик контролю технологічного процесу виготовлення енергополііонного розчину на ДП “Львівдіалік” і ДКП “Міжлікарняна аптека №266” м. Львова.

Особисто дисертантом проведено експериментальну частину, математично-статистичний аналіз результатів досліджень, сформульовані висновки.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дослідження доповідалися і обговорювалися на науково-практичній конференції “Перспективы производства инъекционных растворов” (Харків, 1999), 5-му національному з'їзді фармацевтів України (Харків, 1999), республіканській науковій конференції “Наукові напрямки в створенні лікарських засобів у фармацевтичному секторі України (Харків, 2000), науково-практичній конференції “Вчені України – вітчизняній фармації” (Харків, 2000), науково-практичній конференції “Актуальні проблеми екстремальної і військової фармації” (Київ, 2000), науково-практичній конференції “Медикаментозна та немедикаментозна профілактика та відновне лікування в клінічній практиці” (Київ, 2001), ХІХ Українській конференції з органічної хімії (Львів, 2001), науковій конференції “Механізми фізіологічних функцій в експерименті та клініці”, присвяченій 100-річчю від дня народження професора Я.П. Склярова (Львів, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 15 статей, в тому числі 7 статей в наукових фахових журналах та збірниках наукових праць, 8 тез доповідей і матеріалів наукових конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 224 сторінках машинопису (загальний обсяг 147 сторінок) і складається з вступу, огляду літератури (перший розділ), чотирьох розділів експериментальних досліджень, кожен з яких закінчується висновками, загальних висновків, списку літературних джерел і додатків. Наведений список використаних джерел включає 174 найменування, з них 123 кирилицею та 51 латиницею. Дисертація ілюстрована 14 рисунками, 33 таблицями, 1 схемою і 24 додатками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Розділ 1. Використання кристалоїдних та колоїдних розчинів у світовій медичній практиці і вплив різних факторів на їх розклад. Історія застосування електролітних розчинів з лікувальною метою нараховує близько 150 років. У теперішній час інфузійні електролітні розчини ефективно використовуються при дегідратації будь-якого походження для компенсації дефіциту поза- і внутрішньоклітинної рідини та електролітів при опіках, діареї різної етіології при неефективності оральної регідратації, перитоніті, травмах різного генезу, для короткочасного внутрішньосудинного заміщення об'єму. Поряд з цим, зменшуючи агрегацію формених елементів та в'язкість крові, ці розчини покращують її реологічні властивості та перфузію тканин. І таким чином попереджують розвиток необоротних змін у тканинах і підвищують ефективність гемотрансфузійних заходів при масивних крововтратах і тяжких формах шоку. У випадку легкого шоку, а також при відсутності крові і колоїдних розчинів при тяжкому шоці та крововтраті електролітні розчини можуть використовуватися самостійно, при цьому дози повинні бути відповідно збільшені в 2,5-5 разів. Колоїдні розчини містять клітини, білки або синтетичні макромолекули (альбумін, декстран, гідроксиетилкрохмаль, желатин), які слабко проникають через капілярні мембрани. Однією з властивостей колоїдних плазмозамінних розчинів, яка характеризує їх терапевтичний ефект, є здатність збільшувати об'єм циркулюючої крові.

За кордоном перитонеальний діаліз використовується поряд з гемодіалізом. Показання до проведення перитонеального діалізу такі ж, як і при гемодіалізі: гостра і хронічна ниркова недостатність, загрожуюча гіперглікемія, резистентні до терапії опіки, ендогенні і екзогенні інтоксикації. При перитонеальному діалізі очеревина служить селективно-проникною мембраною, через яку з організму за допомогою діалізного розчину можна екстраренально виводити продукти метаболізму. При виборі складу розчину для перитонеального діалізу для конкретного пацієнта враховується характер метаболічних порушень, особливості харчування і терапевтичні аспекти.

У світовій медичній практиці використовується індивідуальний підхід при використанні розчинів для парентерального застосування, який забезпечується різноманітністю асортименту таких розчинів як за його широтою, так і глибиною. Так, в одній фармакотерапевтичній групі є значна кількість розчинів, які відрізняються один від одного лише кількісним складом. Тому розробка та впровадження у промислове виробництво комбінованих плазмозамінних розчинів і розчинів для перитонеального діалізу є перспективним напрямком для фармацевтичної науки і практики України.

У цьому розділі також висвітлені літературні дані стосовно впливу різних чинників (температури, кисню, режиму стерилізації, супутніх компонентів тощо) на процеси розкладу розчинів для парентерального застосування. Показано, що для стабілізації таких розчинів використовується декілька методів: додавання стабілізаторів, корекція режиму стерилізації, газовий захист тощо. Проведений аналіз літературних джерел показав, що на якість інфузійних розчинів впливають і таро-закупорювальні засоби – вид полімерного упакування, марка скла і гуми корків. Проте, в доступній літературі ми не знайшли питання розкладу, стабілізації і технології складних енергополііонних розчинів та розчинів для перитонеального діалізу. Не висвітлені питання стабільності інфузійних розчинів у тарі, виготовленій із скла марки МТО, з обробленою поверхнею (група 2). Відсутність таких даних при наявності вітчизняних пляшок групи 2, виготовлених із скла марки МТО, потребує дослідження їх впливу на стабільність інфузійних розчинів.

Розділ 2. Характеристика об'єктів дослідження і вивчення кінетики їх розкладу. Для обґрунтованого вибору об'єктів дослідження ми вивчили асортимент плазмозамінних розчинів фармацевтичного ринку України. Було зазначено, що на підприємствах України виробляється обмежений асортимент плазмозамінних розчинів, хоча частка їх вітчизняних виробників є найбільшою (понад 50%). В асортименті цих розчинів 50% складають вітчизняні засоби, проте він дублюється як серед вітчизняних, так і серед імпортних засобів. Комбіновані електролітно-вуглеводні плазмозамінні розчини широко використовуються в світовій медичній практиці при станах дегідратації, які супроводжуються втратою енергії. Однак, в Україні такі розчини представлені лише чотирма найменуваннями: розчин Рінгера-Локка, розчин 0,9% натрію хлориду з 5% глюкози, сорбілакт і реосорбілакт. З вітчизняних колоїдних розчинів представлені лише засоби на основі полівінілпіролідону з молекулярною масою 8000+2500 і реополіглюкін. Розчини для перитонеального діалізу не випускаються взагалі.

Таким чином, аналіз асортименту плазмозамінних розчинів на вітчизняному фармацевтичному ринку, а також наукової та інформаційно-довідкової літератури дозволяє зробити висновок про доцільність розширення асортименту вітчизняних плазмозамінних розчинів і створення розчинів для перитонеального діалізу, що можливо як за рахунок розробки технології та налагодження випуску високоефективних препаратів-генериків, так і впровадження у виробництво вітчизняних оригінальних, особливо багатокомпонентних, лікарських засобів.

Об'єктами дослідження стали:

1. Енергополііонний розчин для інфузій.

2. Комбінований енергополііонний колоїдний розчин для інфузій.

3. Розчин для перитонеального діалізу.

Склад досліджуваних розчинів подано в табл. 1.

Таблиця 1

Склад досліджуваних розчинів у ммоль/л і г/л

Склад Комбінований енергополііонний колоїдний розчин Енергополііонний розчин Розчин для перитонеального діалізу

ммоль/л г/л ммоль/л г/л ммоль/л г/л

Іони натрію 147,1 3,382 147,1 3,382 140,5 3,231

Іони калію 4,0 0,157 4,0 0,157 4,0 0,157

Іони кальцію 2,25 0,090 2,25 0,090 1,9 0,076

Іони магнію ----- ----- ------ ----- 0,75 0,018

Хлорид-іони 155,6 5,520 155,6 5,520 105 3,731

Лактат-іони ----- ----- ----- ------ 45 3,973

Глюкоза 277,47 50 277,47 50 75,56 13,6

Декстран ----- 50 ----- ----- ----- -----

Вивчення кінетики розкладу проводилося для встановлення закономірностей зміни фізико-хімічних параметрів досліджуваних розчинів з метою використання цих даних при розробці технології їх виготовлення. У результаті вивчення кінетики розкладу були визначені константи швидкості зміни світлопропускання, періоди напіврозкладу та енергія активації досліджуваних розчинів і встановлено, що зміна їх світлопропускання проходить за рівнянням реакції першого порядку. Визначення параметрів кінетики розкладу показало, що температура і кисень впливають на розклад досліджуваних розчинів. Основним шляхом розкладу є окисно-відновний процес, швидкість якого залежить від температури і виду газової фази, причому константа зміни світлопропускання прямо пропорційно залежить від температури і концентрації кисню. Тому в подальших технологічних експериментах вивчався комплексний вплив різних газових фаз, температури і антиоксидантів на стабільність досліджуваних розчинів.

Розділ 3. Вплив технологічних чинників на стабільність енергополііонних та колоїдних розчинів у скляних пляшках. При розробці технології і проведенні досліджень стабільності цих розчинів застосовувалися сучасні хімічні, фізико-хімічні, біологічні та технологічні методи.

Оскільки до складу розчинів входять енергетичні субстрати (натрію лактат і глюкоза), які легко піддаються окисненню, при розробці технології розчинів досліджувався вплив газового захисту на стадії приготування та розливу розчинів, антиоксидантів, їх концентрації та різних режимів термічної стерилізації на хімічну і мікробіологічну стабільність розчинів. Для вивчення стабільності енергополііонного розчину і комбінованого енергополііонного колоїдного розчину було виготовлено по три серії кожного розчину по 30 пляшок кожна. Перша серія була розлита у середовищі повітря, друга - при насиченні азотом, третя - при насиченні вуглекислим газом. Першу половину всіх серій піддавали стерилізації при 1100С протягом 45 хв (режим стерилізації І), другу - при 1200С протягом 12 хв (режим стерилізації ІІ). Вплив газової фази і режиму стерилізації на фізико-хімічні показники розчинів наведений в табл. 2 і 3.

Як свідчать дані табл. 2 і 3, після стерилізації відбувається зменшення рН у двох розчинах, які були виготовлені в середовищі повітря та азоту, при двох режимах стерилізації, що вказує на термодеструкцію глюкози з утворенням низькомолекулярних органічних кислот. Зміна рН є більшою при режимі стерилізації ІІ. У розчинах, які були виготовлені у середовищі вуглекислого газу, зміна рН практично не спостерігається. Незначна зміна рН у розчинах, що були виготовлені у середовищі вуглекислого газу, не дає підстав говорити про відсутність термодеструкції глюкози, так як рН середовища 4,02-4,33 зумовлене дисоціацією слабкої вугільної кислоти. Продукти розкладу детектувалися в усіх серіях спектрофотометричним методом. УФ-спектри, які реєстрували до і після стерилізації в діапазоні від 200 до 600 нм, підтверджують утворення оптично активних сполук у всіх серіях після стерилізації. До стерилізації у спектрах як комбінованого енергополііонного колоїдного розчину, так і енергополііонного розчину практично відсутня смуга поглинання. У спектрах всіх серій після стерилізації присутні дві смуги поглинання з чітко вираженими максимумами при 229±1 нм і 283±1 нм. Смуга поглинання з максимумом 229±1 нм зумовлена утворенням дезоксигексозонів - попередників 5-оксиметилфурфуролу, а Таблиця 2

Вплив газової фази і режиму стерилізації на фізико-хімічні показники енергополііонного розчину

Газова фаза рН до стери-лізації рН після стерилізації Світлопропускання2, % Оптична густина розчину після стерилізації

показ-ник змі- на1 показ- ник змі-на1 D228 D284 D228 D284

1100С – 45 хв 1200С – 12 хв 1100С - 45 хв 1200С - 12 хв 1100С – 45 хв 1200С - 12 хв

Повітря 5,85 4,23 1,62 4,00 1,85 98 97 0,384 0,228 0,591 0,774

Азот 5,97 4,30 1,67 4,15 1,82 98 97 0,446 0,183 0,598 0,516

СО2 4,02 4,04 0,02 3,99 0,03 99 98,5 0,209 0,161 0,354 0,328

Примітки:

1. Зміна рН після стерилізації.

2. Коефіцієнт світлопропускання розчину до стерилізації становив 100%.

Таблиця 3

Вплив газової фази і режиму стерилізації на фізико-хімічні показники енергополііонного колоїдного розчину

Газова фаза рН до стери-лізації рН після стерилізації Світлопропускання2, % Оптична густина розчину після стерилізації

показ-ник змі-на1 показ- ник змі-на1 D228 D284 D228 D284

1100С – 45 хв 1200С – 12 хв 1100С - 45 хв 1200С - 12 хв 1100С – 45 хв 1200С - 12 хв

Повітря 5,63 4,45 1,18 4,28 1,35 93 89 0,559 0,266 0,866 0,625

Азот 5,22 4,59 0,63 4,50 0,72 94 90 0,503 0,183 0,825 0,427

СО2 4,33 4,27 0,06 4,29 0,04 95 94 0,366 0,211 0,508 0,300

Примітки:

1. Зміна рН після стерилізації.

2. Коефіцієнт світлопропускання розчину до стерилізації становив 96%. смуга з максимумом 283±1 нм - утворенням 5-оксиметилфурфуролу та споріднених сполук. Залежність значного зростання оптичної густини при 228 нм (D228нм) і 284 нм (D284нм) з підвищенням температури стерилізації прослідковується в усіх серіях. З аналізу експериментальних даних (див. табл. 2 і 3) можна зробити висновок, що критерії якості найменше змінювалися при виготовленні розчинів у середовищі вуглекислого газу та при режимі стерилізації І. Однак, показник D284нм і коефіцієнт світлопропускання при такому режимі не значно залежить від газової фази, що свідчить про те, що на окиснення глюкози впливає температура та наявність кисню, і меншою мірою його концентрація.

У подальшому ми вивчали хімічну стабільність розчинів, що піддавалися стерилізації при 1100С протягом 45 хв, при підвищених температурах. Результати цих експериментів підтвердили нашу думку про те, що на розклад енергополііонного розчину і комбінованого енергополііонного колоїдного розчину впливає температура і меншою мірою концентрація кисню, тому їх можна готувати в присутності повітря. При проведенні біологічних досліджень було встановлено, що розчини, які були виготовлені у середовищі повітря і піддавалися стерилізації за допомогою І режиму, були апірогенні, нетоксичні і стерильні. Таким чином, отримані результати свідчать, що оптимальним для приготування цих розчинів є режим стерилізації 1100С протягом 45 хв без газового захисту, при цьому вони залишаються прозорими і безбарвними, стерильними, апірогенними, нетоксичними, рН середовища знаходиться в межах (3,7ч5,0), що дає можливість готувати ці розчини як в умовах промислових підприємств, так і лікарняних аптек, де відсутня можливість їх виготовлення в середовищі інертних газів.

При вивченні впливу газової фази на хімічну стабільність розчину для перитонеального діалізу було встановлено, що використання одного вуглекислого газу не дозволяє повністю загальмувати окиснювальну термодеструкцію глюкози в цьому розчині, що пояснюється не повним видаленням з нього кисню, і тому подальші дослідження були спрямовані на збільшення показника світлопропускання розчину до 98-100% за допомогою корекції режиму стерилізації і додавання антиоксидантів. Узагальнивши літературні дані, можна зазначити, що антиоксидантом для індивідуальних розчинів натрію лактату і глюкози у присутності іонів магнію і кальцію є натрію метабісульфіт. Використання натрію метабісульфіту в концентрації 0,1% дозволяє отримати абсолютно безбарвний розчин. Коефіцієнт світлопропускання становить 98-100% і практично не залежить від виду газової фази та режиму стерилізації. Йодометричним методом в розчині після стерилізації виявлено 0,068-0,077% вільного натрію метабісульфіту.

Протягом зберігання відбувається зменшення величини рН нижче допустимого діапазону і концентрації натрію метабісульфіту. Значне падіння рН середовища протягом зберігання, на нашу думку, пояснюється перетворенням надлишку натрію метабісульфіту в натрію гідросульфат. Тому наступним етапом дослідження було визначення оптимального режиму термічної стерилізації та мінімальної концентрації натрію метабісульфіту.

Оскільки після стерилізації розчину, що містив 0,1% натрію метабісульфіту, спостерігалося зменшення його концентрації лише на 0,023-0,032%, подальші дослідження проводилися, починаючи з концентрації натрію метабісульфіту 0,03%. З цією метою було виготовлено шість серій розчину по 30 пляшок. Перша, друга, третя серії були приготовлені з додаванням 0,03% натрію метабісульфіту, а четверта, п'ята і шоста з додаванням 0,02%. Перша і четверта серії були розлиті у середовищі повітря, друга і п'ята серії – при насиченні азотом, третя і шоста – вуглекислим газом. Кожна серія була поділена на 2 частини. Першу половину всіх серій піддавали стерилізації при температурі 1100С протягом 45 хв, а другу – при 1200С протягом 12 хв.

Результати вивчення комплексного впливу натрію метабісульфіту і газової фази на стабільність розчину для перитонеального діалізу наведені в табл. 4.

Таблиця 4

Залежність фізико-хімічних показників розчину для перитонеального діалізу

від виду газової фази і концентрації натрію метабісульфіту при стерилізації

1100С протягом 45 хв

Концентрація натрію метабісульфіту (%) і газова фаза рН (5,0-6,5) Світлопро-пускання2, % Оптична густина

до сте-рилізації після сте-рилізації

0,1%, повітря1 0,1%, азот1 0,1%, вуглекислий газ1 5,69 5,58 5,19 5,23/4,78 5,17/4,75 5,04/4,81 98/100 99/100 100/100 0,099/0,040 0,049/0,035 0,039/0,033

0,03%, повітря 0,03%, азот 0,03%, вуглекислий газ 6,39 6,63 5,24 5,77 5,86 5,23 98 97,75 98,25 0,172 0,481 0,079

0,02%, повітря 0,02%, азот 0,02%, вуглекислий газ 6,70 7,10 5,77 6,11 6,07 5,23 96,5 94 98 0,318 0,996 0,065

Примітки:

1. В чисельнику наведені показники, які визначалися через 1 добу після

стерилізації, а в знаменнику – показники, які визначалися через 28 діб після

стерилізації.

2. Коефіцієнт світлопропускання розчину до стерилізації становив 100%.

Використання натрію метабісульфіту в концентрації 0,02% дозволяє отримати прозорий і безбарвний розчин при його виготовленні в середовищі вуглекислого газу. Коефіцієнт світлопропускання цього розчину становить 98% і практично не залежить від режиму стерилізації. Використання натрію метабісульфіту в концентрації 0,03% дозволяє отримати прозорі та безбарвні розчини, які піддавалися стерилізації при температурі 1100С протягом 45 хв. Коефіцієнт світлопропускання цих розчинів становить 98% і практично не залежить від виду газової фази, а за умови стерилізації при 1200С протягом 12 хв коефіцієнт світлопропускання становить 94,75-97% і дещо залежить від виду газової фази. Продукти термічного розкладу глюкози детектувалися в усіх серіях спектрофотометричним методом. УФ-спектри розчинів підтверджують утворення 5-ОМФ після стерилізації в усіх серіях. У спектрах присутня смуга поглинання з максимумом 282,5+3,5 нм, тобто структура спектра не залежить від концентрації натрію метабісульфіту і режиму стерилізації. Оптична густина розчину при 284 нм при концентрації натрію метабісульфіту 0,02% і 0,03% найменша за умови використання газового захисту вуглекислим газом і найбільша за умови використання газового захисту азотом. Оптична густина розчину з додаванням 0,03% натрію метабісульфіту при стерилізації 1200С протягом 12 хв у 1,5-2 рази більша, ніж при стерилізації 1100С протягом 45 хв. Отримані результати стали основою для вибору саме режиму стерилізації І.

Для вивчення хімічної стабільності розчину з додаванням 0,03% натрію метабісульфіту, який піддавався стерилізації при 1100С протягом 45 хв, та оцінки ефективності способу приготування цього розчину в середовищі вуглекислого газу ми використовували зберігання при підвищених температурах. Із отриманих експериментальних даних випливало, що досліджувані розчини залишаються більш стабільними при використанні натрію метабісульфіту в поєднанні з вуглекислим газом лише за показниками світлопропускання і оптичної густини при 284 нм. Як у присутності повітря, так і вуглекислого газу проходить наростання оптичної густини при 228 і 284 нм та зменшення рН середовища нижче 5,0. Використання газового захисту вуглекислим газом не дає суттєвого підвищення хімічної стабільності розчину для перитонеального діалізу. Крім цього, його використання призводить до отримання розчину після стерилізації з величиною рН середовища, наближеною до нижньої межі допустимого діапазону. Таким чином, натрію метабісульфіт у концентрації 0,03% при режимі стерилізації 1100С протягом 45 хв має виражений стабілізуючий ефект під час стерилізації навіть без вуглекислого газу, при цьому світлопропускання зменшується лише на 2%, а рН розчину знаходиться в середині допустимого діапазону.

Нами були проведені дослідження по визначенню показників біологічних методів контролю (пірогенності, стерильності і токсичності) розчину для перитонеального діалізу з додаванням 0,03% натрію метабісульфіту, що був виготовлений у середовищі повітря і стерилізувався при температурі 1100С протягом 45 хв. Отримані дані показали, що розчин був апірогенний, стерильний і нетоксичний.

Таким чином, отримані результати щодо впливу температури стерилізації і температури зберігання на хімічну і мікробіологічну стабільність розчину для перитонеального діалізу дають можливість зробити висновок, що оптимальними для приготування розчину для перитонеального діалізу є концентрація натрію метабісульфіту 0,03% без використання газового захисту вуглекислим газом і режим стерилізації 1100С протягом 45 хв.

Розділ 4. Науково обгрунтована технологічна схема виробництва та встановлення термінів придатності досліджуваних розчинів. На підставі проведених технологічних, хімічних, фізико-хімічних і біологічних досліджень ми визначали характеристики якості досліджуваних розчинів, які були внесені до проектів аналітичної нормативної документації і технологічних регламентів у вигляді показників якості, допустимі межі та методики контролю яких відповідають вимогам ДФУ або Європейської Фармакопеї 1997 року. Проекти аналітичної нормативної документації на досліджувані розчини містять наступні розділи: “Склад”, “Опис”, “Теоретична осмолярність”, “Ідентичність”, “рН”, “Прозорість”, “Кольоровість”, “Механічні включення”, “Стерильність”, “Пірогенність”, “Токсичність”, “Номінальний об'єм”, “5-оксиметилфурфурол та споріднені сполуки”, “Важкі метали”, “Кількісний вміст інгредієнтів”, “Пакування”, “Маркування”, “Транспортування”, “Умови і термін зберігання”, “Фармакотерапевтична дія”. Показники якості та їх межі для об'єктів дослідження наведені в табл. 5.

Таблиця 5

Сертифікаційні характеристики об'єктів дослідження

Показники якості Допустимі межі

Комбінований енергополііонний колоїдний розчин Енергополііонний розчин Розчин для перитонеального діалізу

1. Опис прозора безбарвна або ледь жовтува-та рідина прозора безбарвна або ледь жовтува-та рідина прозора безбарвна або ледь жовтувата рідина

2. Прозорість прозорий прозорий прозорий

3. Кольоровість не інтенсивніший за еталон 7У не інтенсивніший за еталон 7У не інтенсивніший за еталон 7У

4. рН 3,7 - 5,0 3,7 - 5,0 5,0 - 6,5

5. 5-ОМФ і спо-ріднені сполуки оптична густина не більша 0,80 оптична густина не більша 0,80 оптична густина не більша 0,730

6. Важкі метали, % не більше 0,00005 не більше 0,00005 не більше 0,00005

7.Механічні включення повинен відповіда-ти вимогам КД 42У-001-93 повинен відповіда-ти вимогам КД 42У-001-93 повинен відповіда-ти вимогам КД 42У-001-93

8. Стерильність стерильний стерильний стерильний

9. Пірогенність апірогенний апірогенний апірогенний

10.Токсичність нетоксичний нетоксичний нетоксичний

11. Калій, мг/мл 0,1413 - 0,1727 0,1413 - 0,1727 0,1413 - 0,1727

12. Натрій, мг/мл 3,044 - 3,720 3,044 - 3,720 2,974 - 3,634

13. Кальцій, мг/мл 0,0832 - 0,0968 0,0832 - 0,0968 0,0684- 0,0836

14. Магній, мг/мл ------ ------ 0,0162- 0,0198

15.Хлориди, мг/мл 5,244 - 5,796 5,244 - 5,796 3,451 - 4,011

16. Лактат-іон, мг/мл ------- ------- 0,0036 - 0,0044

17. Глюкоза, г/мл 0,0450- 0,0550 0,0475- 0,0525 0,0129- 0,0143

18. Декстран, г/мл 0,0480- 0,0550 ------- -------

На основі проведених досліджень і розробки модифікованих методик контролю технологічного процесу виробництва розчинів нами були запропоновані подібні для трьох розчинів схеми, що вкладаються в загальну технологічну схему інфузійних розчинів, але за експериментальними дослідженнями технологія кожного розчину мала свої особливості (рис. 1).

Рис. 1. Загальна схема технологічного процесу промислового виготовлення

об'єктів дослідження.

Особливістю технологічної схеми виготовлення комбінованого енергополііонного колоїдного розчину є включення допоміжної операції нагрівання води для ін'єкцій до 600С для наступного розчинення декстрану з метою зменшення часу стадії приготування розчину. Спільною особливістю технологічних схем комбінованого енергополііонного колоїдного і енергополііонного розчинів є корекція їхнього значення рН на стадії “Приготування розчину” 0,02 М розчином хлористоводневої кислоти до рН 6,0-6,4, якщо при розчиненні всіх компонентів їх рН більше за 6,5. Особливість технологічної схеми виготовлення розчину для перитонеального діалізу полягає в досягненні заданого значення рН (6,3) за допомогою хлористоводневої кислоти з наступним додаванням 0,03% натрію метабісульфіту для забезпечення його хімічної стабільності. Спільною особливістю для трьох розчинів є їх термічна стерилізація при 1100С протягом 45 хв з наступним примусовим охолодженням в природних умовах з метою зменшення концентрації продуктів розкладу глюкози, в тому числі 5-оксиметилфурфуролу та споріднених йому сполук.

Одним із найважливіших критеріїв якості лікарських засобів є їх стабільність у процесі зберігання. Результати досліджень стабільності розчинів у скляних пляшках протягом 15 місяців при кімнатній температурі свідчать про те, що кількісний вміст лікарських речовин не змінюється, вміст натрію метабісульфіту в розчині для перитонеального діалізу зменшується, зміна їх фізико-хімічних показників відбувається в межах сертифікованих норм; вони залишаються прозорими і безбарвними. При цьому в розчині для перитонеального діалізу спостерігається тенденція до зменшення оптичної густини при 284 нм і рН середовища, а натрію метабісульфіт через 12 місяців не виявляється. В енергополііонному розчині і комбінованому енергополііонному колоїдному розчині спостерігається незначне зменшення рН середовища і зростання оптичної густини при 284 нм, що, на нашу думку, свідчить про розклад глюкози під час зберігання при кімнатній температурі. В УФ-спектрах енергополііонного і комбінованого енергополііонного колоїдного розчинів протягом терміну зберігання реєструвалася смуга поглинання з одним максимумом при 284 нм. За біологічними показниками всі досліджувані розчини протягом терміну зберігання залишалися стерильними, апірогенними і нетоксичними.

Запропонована технологія була також апробована в умовах декількох міжлікарняних аптек м. Львова. Вона майже не відрізнялася від промислової технології, але можливість інструментальних методик аналізу і біологічного контролю була обмежена.

Результати вищенаведених досліджень були покладені в основу проектів аналітичної нормативної документації та технологічних регламентів на промислове виробництво наступних лікарських засобів “Розчин для перитонеального діалізу”, “Енергополііонний розчин для інфузій” під назвою “Йоноглюк 5”, “Комбінований енергополііонний колоїдний розчин для інфузій”.

Розділ 5. Методики контролю технологічного процесу виготовлення розчинів і статистична обробка результатів. При проведенні досліджень по розробці науково обгрунтованої технології, методик контролю та стабільності розчинів використовувались модифіковані методики загальноприйнятих фармакопейних методів аналізу, що дозволяло об'єктивно оцінювати їх якість. Ідентифікація іонів натрію, калію, кальцію, магнію, хлоридів проводилася за ДФУ з модифікаціями по приготуванню розчинів відповідної концентрації. Для ідентифікації глюкози і декстрану використовувалися реакції з реактивом Фелінга і сульфатом міді в лужному середовищі відповідно, лактат-іонів - метод високоефективної рідинної хроматографії. Для кількісного визначення іонів натрію і калію використовувався метод полум'яної фотометрії з відпрацюванням концентрацій розчинів стандартних і робочих зразків, іонів кальцію та магнію - метод трилонометрії, глюкози – йодометричний, рефрактометричний і поляриметричний методи, декстрану – поляриметричний метод, хлорид іонів – методи Мора і Фольгарда, лактат-іонів – метод високоефективної рідинної хроматографії, 5-оксиметилфурфуролу і споріднених сполук – метод УФ-спектрофотометрії.

Обробка експериментальних даних проводилася за допомогою методів математичної статистики.

ВИСНОВКИ

1. Наведено наукове вирішення проблеми розробки складу, методик стабілізації,

технології та нормативно-технічної документації на енергополііонні та колоїдні розчини для парентерального застосування, в тому числі для перитонеального діалізу, що містять хлориди натрію, калію, кальцію, магнію, енергетичні субстрати (глюкозу і лактат-іони) та декстран. Результати досліджень дали змогу розробити науково обгрунтовану технологію цих розчинів та провести її апробацію в умовах промислового і аптечного виробництва.

2. Аналіз фармацевтичного ринку України щодо наявності енергополііонних та колоїдних

розчинів для парентерального застосування показав, що асортимент вітчизняних плазмозамінників недостатній для потреб практичної охорони здоров'я. Вітчизняні енергополііонні розчини на основі електролітів з вуглеводами в Україні представлені тільки трьома найменуваннями, а колоїдні на основі декстрану - лише одним. Розчини для перитонеального діалізу взагалі відсутні.

3. Визначено оптимальний склад і встановлено сертифікаційні норми об'єктів дослідження для контролю технологічного процесу і готової продукції в скляних пляшках групи 2, виготовлених із скла марки МТО. В усіх розчинах містяться іони натрію, калію, кальцію, хлорид-іони, а також глюкоза. Розчин для перитонеального діалізу додатково містить іони магнію і лактат-іони, а комбінований колоїдний енергополііонний розчин - декстран.

4. Досліджено хімічну кінетику розчинів та закономірності їх розкладу.

Встановлено, що зміна фізико-хімічних властивостей досліджуваних розчинів відбувається за кінетичним рівнянням першого порядку. Визначені константи швидкості розкладу, періоди напіврозкладу та енергія активації для всіх об'єктів дослідження.

5. Вивчено вплив технологічних чинників на стабільність досліджуваних розчинів, зокрема температури, газової фази, рН середовища, антиоксидантів, режимів стерилізації та умов зберігання. Встановлено, що найбільш оптимальним є спосіб їх приготування у середовищі повітря, що дозволить виробляти ці розчини як в умовах промислових підприємств, так і аптек. Обгрунтована комплексна хімічна стабілізація розчину для перитонеального діалізу, яка передбачає послідовне додавання хлористоводневої кислоти до рН 6,25-6,35 і 0,03% натрію метабісульфіту. Оптимальним режимом стерилізації досліджуваних розчинів є автоклавування при температурі 1100С протягом 45 хв з наступним примусовим охолодженням.

6. Розроблено промислову і аптечну технології виготовлення енергополііонного розчину для інфузій, комбінованого енергополііонного колоїдного розчину для інфузій та розчину для перитонеального діалізу. Спільною особливістю технологічних схем трьох розчинів є корекція їхнього значення рН на стадії “Приготування розчину“ та їх термічна стерилізація при температурі 1100С протягом 45 хв з наступним примусовим охолодженням в природних умовах з метою зменшення концентрації продуктів розкладу глюкози, в тому числі 5-оксиметилфурфуролу та споріднених йому сполук. Відпрацьовані методики контролю технологічного процесу виготовлення досліджуваних розчинів. Технологічними, хімічними, фізико-хімічними та біологічними методами доведена стабільність досліджуваних розчинів промислового виробництва протягом 15 місяців (термін спостереження).

7. Розроблено проекти технологічних регламентів і аналітичної нормативної документації

на три розчини, що дало змогу окремі фрагменти технологічних та аналітичних досліджень впровадити у промислове виробництво ДП ”Львівдіалік” (м. Львів) і компанії “Грамед” (м. Дрогобич), в декількох міжлікарняних аптеках м. Львова та провести доклінічне вивчення енергополііонного розчину для інфузій під умовною назвою “Йоноглюк 5” і експертизу цього дослідження. Наукові розробки впроваджені в ряді навчальних закладів на кафедрах фармацевтичного профілю.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНИЙ У НАСТУПНИХ

ПУБЛІКАЦІЯХ:

Наукові статті у фахових журналах:

1. Вплив технологічних факторів на стабільність розчину для перитонеального

діалізу / Н.І. Гудзь, Р.С. Коритнюк, В.М. Мусянович, І.В. Кучинська // Фармацевтичний журнал. - 2001. - №1. - С. 71-74 (Н.І. Гудзь здійснила літературний пошук, провела, проаналізувала та узагальнила експеримент, підготувала статтю).

2. Вплив режиму стерилізації на стабільність розчину для перитонеального діалізу / Н.І. Гудзь, Р.С. Коритнюк, В.М. Мусянович, І.В. Кучинська, В.С. Гульпа // Фармацевтичний журнал. - 2001. - №2. - С. 80-84 (Н.І. Гудзь здійснила літературний пошук, провела, проаналізувала та узагальнила експеримент, підготувала статтю).

3. Гудзь Н. І., Коритнюк Р.С. Вплив концентрації антиоксиданта і газової фази на стабільність розчину для перитонеального діалізу // Збірник наукових праць співробітників КМАПО ім. П.Л. Шупика. - Київ, 2001.