Стабилизирующие вещества (стабилизаторы)

Стабильность — свойство лекарственных средств сохранять физико-химические и микробиологические свойства в течение определенного времени с момента выпуска. Стабилизацию лекарственных препаратов в настоящее время следует рассматривать как весьма актуальную комплексную проблему в целом: устой­чивость лекарственных форм, представляющих собой дисперсные системы (растворы, суспензии, эмульсии),

устойчивость лекарственных веществ (химических соединений различной природы) и устойчивость лекар­ственных препаратов к микробной контаминации (схема 5.3).

СХЕМА 5.3. Стабилизирующие вспомогательные ве­щества

Стабилизаторы

Физико-химических (дисперсных) систем: желатоза, производные МЦ, микробные полисахариды, поливинилпирролидон, бентониты, твин-80 и др.

Химических веществ: вещества,тормозящие гидро­литические процессы (кислоты, щелочи, буферные системы);

вещества, тормозящие окисли­тельно-восстановительные процессы (натрия метабисуль-фит, тиомочевина, трилон, Б и др.)

Противомикробные стабилизаторы

(консерванты):

Металлорганические соединения; Органические соединения (спирты, фенолы, кислоты, сложные эфиры, соли четвертичных аммониевых соединений, эфирные масла)

Стабилизаторы физико-химических (дисперсных)

системв основном имеют большое значение для гетерогенных (неоднородных) систем (суспензий и эмульсий), довольно часто используемых в медицин­ской практике благодаря ценным фармакокинетиче-ским, терапевтическим свойствам: возможность изго­товления и использования лекарственных препаратов из труднорастворимых или практически нерастворимых лекарственных средств; продленность действия лекар­ственных веществ; осуществимость различных спосо­бов введения, в том числе и инъекционного; снижение раздражающих свойств и неприятного вкуса; точность дозирования этих лекарственных форм. Так, стабиль­ные суспензии бария сульфата, широко используемые при исследованиях, позволяют своевременно диагно­стировать изменения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта; эмульсии масла вазелинового, необходимые для больных с атонией кишечника, для стимуляции его функции. Получены эмульсии и для внутривенного введения с некоторыми жирораствори-

мыми цитостатиками и многие другие эффективные лекарственные препараты.

К стабилизаторам лекарственных форм — гетеро­генных дисперсных систем — можно отнести производ­ные МЦ, пектины, альгинаты, бентонитовые глины, аэросил, твины и спены и ряд других веществ. Нередко с целью снижения количества этих веществ и повы­шения их активности используют различное сочетание стабилизаторов.

Стабилизаторы химических веществ используются в процессе изготовления и длительного хранения лекарственных препаратов. Этот вид стабилизации имеет большое значение для лекарственных форм, подвергающихся различным видам стерилизации, особенно термической. В данном случае используется химический метод стабилизации, который особенно необходим для жидких лекарственных форм. Примене­ние стабилизаторов основано на угнетении процессов гидролитического или окислительно-восстановитель­ного разложения лекарственных веществ. Для пре­дотвращения гидролитических процессов используют кислоты (хлороводородную и др.) или щелочные компоненты (натрия гидроксид, натрия гидрокарбо­нат) в зависимости от свойств раствора лекарствен­ного вещества. Иногда наиболее эффективно в этом случае использовать буферные системы: боратно-аце-татные, боратные, фосфатные и др. Одним из основных способов повышения устойчивости лекарственных веществ является применение ПАВ и ВМС. При этом стабилизирующее действие осуществляется путем мицеллообразования и связывания молекул лекар­ственных веществ с мицеллами. Например, анионо-генные ПАВ уменьшают скорость гидролиза дикаина в 10 раз, новокаина — в 4 раза.

В технологии лекарственных форм используют добавление стабилизаторов, тормозящих окислитель­но-восстановительные процессы в растворах лекар­ственных веществ и ряда вспомогательных компо­нентов (мазевых и суппозиторных основ и др.), так как окисление физиологически активных веществ происходит довольно часто. Особенно чувствительны к окислению ненасыщенные жиры и масла, соединения с альдегидными и фенольными группами, а также полимерные упаковочные материалы. Реакции окисле­ния могут быть ингибированы путем добавления не-

больших количеств вспомогательных веществ, назы­ваемых антиоксидантами (противоокислителями). Из­вестно множество антиоксидантов (АО) как природ­ного, так и синтетического происхождения. Механизмы процессов окисления и торможения с помощью АО в настоящее время хорошо изучены. АО, как правило, в химическом отношении являются очень реакционно-способными веществами и вступают во взаимодей­ствие с активными ингредиентами, влияя на стойкость и эффективность лекарственных препаратов. В каче­стве АО предложены производные фенола, аромати­ческие амины, производные серы (натрия сульфит и метабисульфит, ронголит, тиомочевина и др.), а также трилон Б, кислота аскорбиновая, токоферолы и многие другие соединения.

По механизму действия АО делят на 3 группы. К первой группе относятся собственно АО, которые ингибируют процесс окисления, реагируя со свобод­ными радикалами первичных продуктов окисления, чем прекращают развитие цепной реакции (бутилокси-анизол, бутилокситолуол, нордигидрогваяретовая кис­лота, токоферолы). Вторая группа представлена восстанавливающими АО, имеющими более низкий окислительно-восстановительный потенциал, чем на­ходящиеся в системе окисляющиеся соединения. Окислению последних предшествует окисление восста­новителя находящимся в системе кислородом (произ­водные кислоты сернистой, органические соединения серы, кислота аскорбиновая и др.). Третья группа— синергисты АО, собственное антиокислительное дей­ствие которых незначительно, однако они способству­ют усилению действия других АО, например, образуя комплексы с ионами металлов, катализирующих окисление, или регенерируя АО (кислоты лимонная и винная, ЭДТА и др.).

В технологии лекарственных форм в последние годы довольно часто используют комплекс стабили­заторов, обладающих синергическим эффектом.

Противомикробные стабилизаторы (консерванты) используют для предохранения лекарственных пре­паратов от микробного воздействия. Консервирование не исключает соблюдения санитарных правил произ­водственного процесса, которые должны способство­вать максимальному снижению микробной контами­нации лекарственных препаратов. Консерванты явля-

ются ингибиторами роста тех микроорганизмов, которые попадают в лекарственные препараты в про­цессе их многократного использования. Они позволяют сохранить стерильность лекарственных препаратов или предельно допустимое число непатогенных микроорга­низмов в нестерильных лекарственных препаратах. К консервантам предъявляются те же требования, что и к другим вспомогательным веществам, но обращается внимание на наличие широкого спектра их антимикробного действия.

В ГФ XI в качестве антисептических веществ для инъекционных растворов, других лекарственных форм, сывороток и вакцин включены: хлорбутанол-гидрат (0,05—0,5%); фенол (0,25—0,3%); хлоро­форм (0,5%); мертиолат (0,01 %); нипагин (0,1 %); нипазол; кислота сорбииовая (0,1—0,2 %) и другие вещества, разрешенные к медицинскому применению. В ГФ XI в отличие от предыдущих фармакопеи приведены консерванты, предназначенные для всех неинъекционных лекарственных форм.

Металлоорганические соединения ртути обладают высокой антимикробной активностью и в малых дозах нетоксичны для человека. Наиболее часто используют мертиолат (Merthiolatum, Thiomersal), натрие­вую соль этилтиосалицилата:

COONa S — Hg — C2H5

Мертиолат представляет собой порошок кремового цвета, устойчив на воздухе, разлагается на свету, растворяется в 1 части воды и 8 частях этанола. Мертиолат применяется для консервирования глазных капель (0,005 %), глазных мазей (0,02 %), инъекцион­ных растворов (0,01 %), мазей (0,1 %).

Мертиолат является эффективным консервантом, однако нередко вызывает аллергические реакции при продолжительном применении.

Органические соединения многочисленны. К этой
группе противомикробных стабилизаторов (консерван­
тов) относятся спирты, фенолы, органические кислоты,
сложные эфиры парагидроксибензойной кислоты, соли
четвертичных аммониевых соединений, эфирные масла.
4—941 97

Из спиртов наиболее часто используются этиловый, бензиловый, хлорбутанолгидрат.

Спирт этиловый — этанол (Spiritus aethyli-cus), являясь экстрагентом при получении настоек, экстрактов и концентратов из лекарственного расти­тельного сырья, в то же время выполняет роль кон­серванта. Для консервирования некоторых эмульсий применяют этанол в количестве 10—12 % от водной фазы, в галеновых и новогаленовых препаратах — до 20 %. Однако наилучшими антисептическими свойствами обладает 70 % этанол, поэтому, присут­ствуя в галеновых препаратах в количестве до 20 %, он оказывает слабый консервирующий эффект.

Большей активностью по сравнению с этанолом обладает спирт бензиловый (Spiritus ben-zylicus):

СН₂ОН

Спирт бензиловый представляет собой жидкость с приятным ароматическим запахом и жгучим вкусом. Растворяется в 25 частях воды, 1 части 50 % этанола. Спирт бензиловый в 0,9 % концентрации применяют для консервирования глазных капель (содержащих кортизона ацетат), гидрофобных, гидрофильных и эмульсионных мазевых основ; в количестве 2 % — для консервирования 15 % раствора нембутала для инъек­ций, а также препаратов радиоактивных изотопов и противоопухолевых веществ.

Эффективным консервантом является хлор­бутанолгидрат (Chlorbutanolum hydratum):

CI СНз

¹ ' 1

CI —С—С —ОН-V2H2O I I CI СНз

Хлорбутанолгидрат представляет собой бесцветные кристаллы с запахом камфоры. Он очень мало раст­ворим в воде (1 : 250), легко растворим в 90/₀ эта­ноле, маслах жирных и вазелиновом, глицериг—" Хлорбутанолгидрат в 0,5 % концентрации примени для консервирования экстракционных препарат» соков свежих растений, органопрепаратов. За.рубеж

его используют для консервирования глазных капель, эмульсий, капель для носа. Хлорбутанолгидрат совме­стим со многими лекарственными веществами.

Другую группу консервантов — органических со­единений представляют фенолы (фенол, хлоркрезол). Наиболее старым из них является фенол (Phe-nolum):

U,25—0,5 % растворы фенола эффективны для препаратов инсулина, вакцин и сывороток. Однако при местном применении фенол обладает раздража­ющим действием. Он нередко способствует аллерги­ческим проявлениям. Поэтому фенол не применяется для консервирования мазей, глазных капель, суппо­зиториев.

Наиболее часто из производных фенола использу­ется в качестве консерванта хлоркрезол (Clor-cresolum):

он

CI

-О-

ci

Хлоркрезол представляет собой бесцветные кри­сталлы с характерным запахом. Растворим в 250 ча­стях воды (лучше в горячей), этаноле, маслах жир­ных. Хлоркрезол в 10—13 раз активнее фенола в отно­шении бактерий и грибов, в то же время он менее токсичен. Растворы хлоркрезола применяются для консервирования глазных капель (0,05 %), инъекцион­ных растворов (0,1 %), мазей (0,1—0,2 %).

Широкое распространение в фармацевтической тех­нологии как консерванты получили органические кислоты: бензойная и сорбиновая. Кислота бен­зойная (Acidum benzoicum):

СООН

представляет собой кристаллическое вещество белого цвета со слабым характерным запахом. 1,0 г кислоты

растворим в 350 мл воды или 3 мл этанола, или 8 мл хлороформа. Кислота бензойная широко исполь­зуется как консервант. Обычно применяется в виде натриевой соли, хорошо растворимой в воде (1,0 г в 1 мл воды). Кислота бензойная и ее соли оказывают сильное действие на дрожжевые грибы, особенно в кислой среде. Кислоту бензойную и ее натриевую соль используют для консервирования сиропов сахар­ного и лекарственного, эмульсии масла вазелинового, суспензий с антибиотиками и других препаратов, предназначенных для внутреннего применения.

Наиболее эффективным и биологически безвредным консервантом является кислота сорби новая (Acidum sorbicum):

НС — СН
II II

СНз-СН СН-СООН

Кислота сорбиновая представляет собой белый мелкокристаллический порошок со слабым раздража­ющим запахом и слабокислым вкусом. Она в концент­рации до 0,15 % растворима в воде, до 0,2 % — в мас­лах жирных и минеральных, хорошо растворима в этаноле. Помимо кислоты сорбиновой, в качестве консервантов применяют ее калиевую соль.

В настоящее время кислоту сорбиновую синтези­руют чаще всего путем взаимодействия кротонового альдегида с малоновой кислотой в присутствии пиридина.

Кислота сорбиновая разрешена во многих странах мира для консервирования пищевых продуктов, так как менее токсична, чем обычно применяемые кислоты-консерванты, и безвредна для человека даже в боль­ших количествах. Она способствует повышению иммунобиологической активности организма. Подобно другим кислотам-консервантам, кислота сорбиновая наиболее эффективна при значениях рН 3,0—4,0. Она проявляет очень сильную фунгицидную актив­ность, тормозит рост кишечной палочки, золотистого стафилококка, вульгарного протея и др.

Большой интерес представляет использование кис­лоты сорбиновой для консервирования галеновых препаратов (сахарный и лечебные сиропы, экстракты и др.). Ее рекомендуют для консервирования кон­центрированных растворов натрия бромида, кальция

хлорида, микстуры Павлова. Растворы кислоты сорбиновой (0,2 %) являются эффективными консер­вантами мазей, особенно эмульсионного типа, и ли­ниментов промышленного производства.

Сложные эфиры парагидроксибензоинои кисло­ты — парабены (нипагин, нипазол) нашли широкое применение в пищевой, парфюмерной и фармацевти­ческой промышленности многих стран. Они включены во многие фармакопеи и, в частности, в ГФ XI. Наибо­лее широко используют метиловый и пропиловый эфиры.

Нипагин (Nipaginum) представляет собой метиловый эфир парагидроксибензоинои кислоты:

СОО — СНз

О

Пропиловый эфир парагидроксибензоинои кислоты известен под названием нипазол (Nipasolum):

О

COO — C3H5

Эфиры парагидроксибензоинои кислоты представ­ляют собой белые кристаллические, без запаха и вкуса порошки, плохо растворимые в воде, растворимые в маслах и очень хорошо — в органических раство­рителях. Лучшей растворимостью обладает нипагин, поэтому он чаще применяется в водных растворах, нипазол одинаково растворим в воде и маслах. По антисептическим свойствам парабены в значитель­ной степени превосходят фенол, например пропиловый эфир — 17 раз. Более сильное консервирующее дей­ствие достигается при сочетании 0,025 г пропилового и 0,075 г метилового эфиров (1 : 3). Особенно эффек­тивна смесь ингредиентов в этом соотношении для консервирования мазей и эмульсий, если ее взять 0,2 % от массы мази или эмульсии.

Парабены рекомендуют для консервирования глаз­ных капель. Малая токсичность парабенов позволяет использовать их для лекарственных препаратов, предназначенных для внутреннего применения, гале­новых препаратов (сиропа сахарного), настоев и от­варов, концентрированных растворов, суспензий рент-

геноконтрастных, гормональных и противотуберкулез­ных средств, антибиотиков, пероральных эмульсий; их также вводят в состав желатиновых капсул. Широко используются парабены для консервирования мазей и их основ.

Представителями солей четвертичных аммониевых соединений являются бензалкония хлорид, диметил-додецилбензиламмония хлорид. Как антибактериаль­ные вещества значительное распространение получили соли четвертичных аммониевых соединений, относя­щиеся к группе синтетических катионоактивных ПАВ, основным из которых является бензалкония хлорид (Benzalconii chloridum).

СНз I

СшНз7

НгС-

CI, где R от

СНз

Для консервирования лекарственных препаратов наиболее широкое применение нашел бензалкония хлорид — смесь хлоридов алкилметилбензиламмония. Установлено, что антибактериальная активность бен­залкония хлорида проявляется при содержании в радикале от 8 до 16 атомов углерода.

Бензалкония хлорид представляет собой кристалли­ческое вещество белого цвета, очень хорошо раство­римое в воде. Водные растворы его бесцветны, устой­чивы к изменениям температуры, рН среды. Он со­храняет активность в присутствии большой группы лекарственных веществ. При разведении 1 : 50 000 бензалкония хлорид эффективен в отношении многих грамотрицательных, грамположительных бактерий и грибов и не обладает токсичностью. При использова­нии в мазях не оказывает раздражающего и аллер-гизующего действия. Бензалкония хлорид в концентра­ции 1:10 000 применяют в настоящее время почти во всех зарубежных странах преимущественно для консервирования глазных лекарственных форм, капель для носа, где требуются отсутствие раздражающего действия и быстрый бактерицидный эффект.

Другим соединением этой группы, представляющим значительный интерес, является отечественное веще­ство, синтезированное на кафедре органической

химии I ММИ им. И. М. Сеченова - д и м е т и л-Годецилбензиламмония хлорид (Dime-thyldodecylbenzilammonium chloridum) ДМДБАХ.

СГ

СНз I СНг—С— N —С12Н25

I

СНз

Это — желтовато-белый порошок с ароматическим запахом, очень хорошо растворимый в воде, этаноле. ДМДБАХ в отличие от зарубежного бензалкония хлорида представляет собой индивидуальное ве­щество.

Изучение отечественного консерванта, проведенное на кафедре аптечной технологии лекарственных форм фармацевтического факультета I ММИ им. И. М Се­ченова совместно с сотрудниками Московского научно-исследовательского института глазных болезней им. Гельмгольца Минздрава РСФСР, Всесоюзного кож-но-венерологического института им. Короленко и Цент­ральной научно-исследовательской лаборатории им. С. И. Чечулина I ММИ им. И. М. Сеченова, позво­лило установить преимущество этого вещества по сравнению с зарубежным бензалкония хлоридом (БАХ). ДМДБАХ оказывает быстрое антимикробное действие в 0,01 % концентрации. Гибель микроорга­низмов наступает через 15—60 мин, что имеет боль­шое значение для консервирования лекарственных препаратов, применяемых многократно в течение суток. По сравнению с зарубежным БАХом ДМДБАХ обладает сильными спороцидными свойствами, он активнее в отношении синегнойной палочки, которая обычно является представителем сопутствующей фло­ры при глазных заболеваниях, нередко осложняя течение последних. Антимикробная активность ДМДБАХ не снижается в присутствии многих лекар­ственных веществ, он совместим с пролонгирующими компонентами (МЦ, поливинолом и др.) и мазевыми основами (вазелином, консистентной эмульсией, гидро­фильными и глазными основами).

Эфирные масла (Olea aetherea) используют в качестве консервантов для лекарственных препара­тов наружного применения (мази, эмульсии, лини­менты и др.). Особый интерес представляют эфирные

юз

масла, содержащие фенольные соединения, например лавровое, укропное, лавандовое, розовое, анисовое, лимонное. Они обладают не только консервирующими свойствами, но и бактерицидной активностью в отно­шении патогенной микрофлоры кожи, в том числе дрожжей, вызывающих кандидозы.

В настоящее время все большее применение на­ходят не индивидуальные консерванты, а сочетания антимикробных веществ, обладающих синергическим эффектом и имеющих широкий спектр антимикробного действия.

Примеры повышения качества лекарственных пре­паратов (стабильности) при добавлении консервантов приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Сроки использования глазных капель и примочек

Препарат	Капли, сут	Примочки, сут
Без консерванта С консервантом	3 30	Свежеприготовленные 10

Консервирование удобно для аптек (возможность внутриаптечной заготовки) и больного (сокращение числа обращений в аптеку), важно экономически (использование всего выписанного количества лекар­ственного препарата.

Решение проблемы стабильности лекарственных препаратов является весьма актуальным. Нестабиль­ность жидких лекарственных препаратов, изготовля­емых в аптеках, находит отражение в регламентации сроков их хранения (от 1 до 10 сут). Сроки же хране­ния лекарственных препаратов после вскрытия упаков­ки при применении лекарственных препаратов в до­машних условиях и лечебных учреждениях еще не установлены. Нестойкость сдерживает процесс сокра­щения количества лекарственных препаратов индиви­дуального изготовления и увеличения доли серийного внутриаптечного производства, мешает централизован­ному изготовлению в крупных аптеках и снабжению ими сельских аптек.

5.3.3. Солюбилизирующие вещества (солюбилизаторы)

С целью увеличения растворимости труднораство­римых или практически нерастворимых лекарственных веществ применяют ПАВ, имеющие высокое значение ГЛБ, например твин-80, желчные кислоты. Эти вещества часто называют солюбилизаторами. Солю-билизация — процесс самопроизвольного перехода нерастворимого в воде вещества в разведенный водный раствор ПАВ с образованием термодинами­чески устойчивой системы. С повышением ГЛБ улучшаются гидрофильные свойства ПАВ, что сопро­вождается возрастанием их растворимости в воде. Физико-химнческие свойства ПАВ: поверхностная активность, величина ККМ и ГЛБ, являются опре­деляющими для их солюбилизирующих свойств.

В фармацевтической практике давно используют солюбилизированные растворы. Ихтиол представляет собой ихтиоловое масло, солюбилизированное аммо­ниевой солью сульфаихтиоловой кислоты; мыльно-крезоловые препараты и др. Солюбилизаторы исполь­зуют для изготовления лекарственных форм (чаще растворов) для наружного, внутреннего и инъекци­онного введения. Применение солюбилизатора позво­ляет готовить лекарственные формы с новыми практически нерастворимыми высокоэффективными лекарственными веществами. Это группы новых анти­биотиков, цитостатиков, гормональных препаратов и других соединений. Так, например, при использова­нии твина-80 получены инъекционные лекарственные формы нового высокоэффективного цитостатика фене-стерина, гормонов (синестрола, октэстрола) для инъекций (ранее таблетки), эфирных масел (мятного для изготовления воды мятной), водные растворы камфоры (взамен масляных) и др.

Положительным моментом при использовании растворов солюбилизированных веществ, с точки зре­ния эффективности лечения, является быстрая и пол­ная резорбция лекарственного вещества, что обеспечи­вается высокой дисперсностью его и влиянием ПАВ на мембранную проницаемость клеток. Это может привести и к снижению дозировки лекарственных веществ. Многие солюбилизированные лекарственные вещества (гидрокортизон, преднизолон, синестрол,

S

барбитураты, антибиотики и др.) не теряют, а нередко благодаря улучшению резорбции повышают свою активность, особенно в водных растворах.

Кроме того, при использовании солюбилизаторов появляется возможность замены растворителя для инъекционных растворов. В частности, это очень важно при изготовлении инъекционных растворов камфоры. Часто назначаемые больным при сердечно­сосудистых заболеваниях масляные растворы камфоры плохо рассасываются и нередко образуют олеомы — опухоли, что не отмечается при введении водных растворов камфоры.

Использование солюбилизаторов позволяет также заменить один путь введения лекарственного веще­ства другим, менее опасным и более удобным для больного. Например, таблетки гризеофульвина (про­тивогрибковый антибиотик, нерастворимый в воде), назначаемые больному в течение продолжительного времени при кожных заболеваниях, можно заменить солюбилизированным раствором его, применяемым наружно. В данном случае снижается опасность кандидомикоза, возникающего при длительном перо-ральном использовании антибиотиков.

Таким образом, применение солюбилизаторов от­крывает широкие технологические возможности полу­чения высокоэффективных лекарственных препаратов с более удобным для больного способом введения.