Практическая часть занятия
Задание № 1.Определение времени контакта полимерного растворителя Na-КМЦ с тканями глаза.
Описание работы:
1.Приготовить растворы Na-КМЦ в концентрации 1; 0,5и 0,25%. Для этого в мерном цилиндре на 100 мл растворяют необходимое количество полимера в воде. Растворение полимера идет через стадию набухания; нагревать не следует, так как, хотя при нагревании процесс растворения ускоряется, теряется вязкость растворов.
2. Изменить показатель преломления приготовленных растворов Na-КМЦ, сравнить его с показателем преломления воды. Определение показателя преломления важно для обеспечения нормального зрения. Также по нему можно судить об изменении концентрации полимера в растворе.
3. Определить вязкость приготовленных растворов. Относительная вязкость определяется с помощью капиллярного вискозиметра (по методике ГФХ) путем установления времени истечения одинаковых объемов испытуемой жидкости и воды через один и тот же капилляр, который термостатируется при температуре 20°С. Измерения проводят сначала для воды, а затем последовательно для 0,25%; 0,5% и 1% растворов Na-КМЦ.
Плотность растворов устанавливается с помощью пикнометров по ГФХ.
4. Определить длительность контакта полимера с тканями глаза кролика. К исследуемым растворам добавляется 0.5% раствор хлорида никеля из расчета 1:20. Для проведения эксперимента кроликов разбивают на 4 группы. Каждой группе инсталлируют по 2 капли изучаемых растворов с хлоридом никеля, в контрольной группе — водный раствор хлорида никеля. Пробы на содержание иона никеля делают через определенные промежутки времени (5, 15, 20, 30, 40 и 45 мин.). Наличие никеля в растворе полимера отмечают по окрашиванию полоски фильтровальной бумаги (в красновато-розовый цвет), предварительно смоченной раствором диметилглиоксима. Полоска бумаги прикладывается к конъюктиве глаза кролика. Как только полимер, а вместе с ним и хлорид никеля исчезает с поверхности тканей глаза, бумага не изменяется в цвете. Количество хлорида никеля в конъюктивальной полости определяют визуально с помощью стандартной шкалы.
Приготовление шкалы. Фильтровальную бумагу в чашке Петри смачивают 0,5% раствором диметилглиоксима, затем высушивают ее на воздухе. Нарезают полоски размером20x3 мм. Затем эти полоски обрабатывают раствором хлорида никеля известной концентрации:
1 - 0,25% - 2,5 мг/мл
2 - 0,1% - 1,0 мг/мл
3 - 0,05% - 0,5 мг/мл
4 - 0,025% - 0,25 мг/мл
5 - 0,01% - 0,1мг/мл
6 - 0,005% - 0,05 мг/мл
7 - 0,0025% - 0,025 мг/мл
Студентам следует выполнить работу, полученные данные свести в таблицу, нарисовать график и сделать вывод о пролонгирующих свойствах Na-КМЦ и о влиянии вязкости этих растворов на эффект пролонгирования.
Таблица 8 – Содержание хлорида калия в конъюктивальной полости
| Наименование раствора | Вязкость раствора | Содержание хлорида калия в конъюктивальной полости (мг/мл) | |||||||
| Время контакта (мин) | |||||||||
| 1% р-р Nа-КМЦ | |||||||||
| 0,5%р-р Nа-КМЦ | |||||||||
| 0,25%р-рNа-КМЦ | |||||||||
| Вода очищенная |
1.8 ТЕМА №8: Биофармацевтические исследования жидких лекарственных форм.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:Проверка влияния природы растворителя и вспомогательных веществ на процесс высвобождения лекарственного вещества.
ЗАДАЧИ:1.Установить влияние растворителя на процесс высвобождения лекарственного вещества из глазных капель в опытах in vitro.
2. Установить влияние растворителя на процесс высвобождения лекарственного вещества из глазных капель в опытах in vivo.
3.Оценить влияние замедлителей всасывания на степень высвобождения лекарственных веществ из растворов.
4. Дать сравнительную оценку степени высвобождения лекарственных веществ с различным характером диссоциации из растворов.
5. Определить влияние процесса солюбилизации на эффективность ЛФ.
Вопросы для обсуждения:
1. Характеристика методов определения биологической доступности лекарственных веществ.
2. Перспективы развития производства лекарственных форм.
3. Актуальные вопросы развития технологии лекарств:
а)вобласти изыскания новых и совершенствования существующих лекарственных форм;
б)в области технологии суммарных препаратов;
в)в области механизации и автоматизации технологических процессов;
г)в области изучения рецептуры аптек и ее стандартизации.
4.Краткая характеристика и назначение инновационных лекарственных форм: липосом, микрокапсул, «иммобилизованных» препаратов, твердых дисперсных систем, эмульсий для жирового парентерального питания, глазных лекарственных пленок, ТТС.
Необходимые материалы и оборудование:
1.Весы, разновес.
2. Диализаторы — 4 шт.
3. Химические стаканчики на 25 мл.
4. Пипетки на 1 (2) мл — 4 шт.
5. Пипетки на 5 мл — 2 шт.
6. Термостат.
7. ФЭК.
8.Набор реактивов для проведения реакции диазотирования.
9.Сульфацил натрий.
Учебный материал
Наступление действия препарата в жидких лекарственных формах при пероральном приеме будет тем скорее, чем быстрее он освободится из лекарственной формы. При этом существенную роль играет его взаимоотношения с желудочно-кишечным трактом.
При моделировании введения лекарств через рот в исследованиях необходимо учитывать следующие факторы:
1. Взаимодействие лекарственного вещества со слюной в полости рта: рН = 8,0 - 8,4, температура 37˚, экспозиция 30 – 60 мин.
2. Взаимодействие с желудочным соком: рН = 1,0(0,3 – 0,5 % раствор соляной кислоты), температура 37˚, экспозиция 3 – 4 часа.
3. Взаимодействие лекарственного вещества со слабым раствором щелочи: рН = 8,5 в присутствии панкреатина или желчи. Температура 37˚, экспозиция 1 – 3 часа.
Для таких лекарственных форм как растворы при переходе через липоидный барьер (стенка желудка, кишечника) играют роль факторы:
а) Степень ионизации рК, зависящая от величины рН. Слабые кислоты с низким рН лучше всасываются в желудке, т.к. в его среде эти соединения большей частью остаются в недиссоциированном состоянии. В щелочной среде кишечника лучше всасываются слабые основания.
| Характер лекарственного вещества (свойства) | Резорбция в желудке | Резорбция в кишечнике |
| Очень сильно кислые | плохо | хорошо |
| Сильно кислые рК 0-3 | хорошо | удовлетворительно |
| Слабо кислые рК>3 | хорошо | Немного лучше |
| Основные рК<8 | удовлетворительно | хорошо |
| Сильно основные рК>8 | плохо | плохо |
б) Наличие добавок, к которым можно отнести сиропы, настойки, спиртовые растворы, ПАВ, некоторые порошкообразные вещества и т.д.
Для суспензий основными биофармацевтическими факторами являются размер частиц и характер используемых стабилизаторов. Для эмульсий –характер эмульгатора, соотношение фаз, состояние дисперсности.
Принципы фармакокинетического моделирования лекарственных форм с заданными свойствами.
Фармакокинетика, как одно из основных направлений биофармацевтических исследований, включает в свои задачи изучение кинетики всасывания, транспорта, распределения, метаболизма и выведения лекарственных веществ из организма. Изучение ее аналитического аппарата в области создания лекарственных форм позволяет моделировать оптимальные качества последних. Это, главным образом, относится к максимальному и быстрейшему поступлению фармакологически активного соединения во внутреннюю среду организма.
Выраженность действия многих лекарственных веществ обусловлена не только их максимальным уровнем, но и временем, в течение которого концентрация препарата превышает минимальный уровень, необходимый для реализации эффекта. Это явилось причиной характеризовать процесс всасывания лекарственных веществ фармакокинетической кривой, связывающей графически время с концентрацией лекарственного вещества в крови.
Одним из способов характеризовать процесс всасывания является измерение площади под кривой, ограниченной этой кривой и осью абсцисс. Сравнение площадей под кривыми, полученными при исследовании лекарственных форм с различными биофармацевтическими параметрами, позволяет выбрать оптимальный вариант. С другой стороны, возможность такой оценки позволяет моделировать лекарственные формы с заданными свойствами определенным содержанием лекарственного вещества в крови, лежащим в области терапевтической концентрации, быстротой наступления и необходимой продолжительностью эффекта.
На рисунке 6 представлены кривые фармакокинетики лекарственного вещества после введения в лекарственных формах А, В и С,
Рисунок 6 - Кривые фармакокинетики лекарственного вещества, отличающиеся между собой характером использованных фармацевтических факторов.
Поставим условие, что площади, ограниченные кривыми А, В и С, одинаковы, т, е. одинаково количество всосавшегося вещества, но процесс всасывания идет с различной скоростью и глубиной. Легко заметить, что форму А вообще не следует применять, поскольку после ее введения не достигается минимальная действующая концентрация (МДК), а форма С вызывает опасность наступления токсического эффекта — переход в область минимальной токсической концентрации (МТК). Делаем вывод о целесообразности моделирования условий, соответствующих форме В. С другой стороны, сравнительную оценку всасывания лекарственного вещества из различных лекарственных форм лучше проводить, сопоставляя не общие площади под соответствующими фармакокинетическими кривыми, а площади, ограниченные кривыми и уровнем минимальной эффективной концентрации препарата. Так, для лекарственной формы В эта площадь ограничивается геометрической фигурой B1B2B3.
Для оценки степени всасывания лекарственного вещества предложено определять отношение площадей (S) под кривыми фармакокинетики, полученными при введении его в изучаемой (R) и стандартной (Т) лекарственной формах. Другими словами, относительная биодоступность определяется по формуле 5:
БД= SR0-∞/ST0-∞ (5)
Приведенная формула представляет собой один из вариантов математического выражения закона соответствующих площадей, справедливость которого была доказана для любой линейной модели фармакокинетики независимо от ее структуры.
Для решения этой зависимости должен быть произведен сложный математический анализ, требующий специальной подготовки исследователя. Более простые способы расчета площади под кривой (AUC) основаны на законах планиметрии. Один из таких способов расчета понятен из рис. 5. Ввиду трудности определения площади неправильной геометрической фигуры, последняя делится на ряд трапеций и треугольников, площади которых описываются математическими выражениями и легко вычисляются. Сумма площадей и составляет площадь под кривой фармакокинетики (AUC).
Из вышесказанного очевидно, что детальный анализ фармакокинетики препарата может явиться основой для направленного создания лекарственных форм со свойствами, обеспечивающими заданную программу всасывания, распределения и выведения вещества из организма.
 |
Рисунок 7 - Определение площади под фармакокинетической кривой
Задачу оптимизации лекарственных форм можно определить как обеспечение такого режима фармакокинетики, при котором уровень препарата в крови будет находиться в границах заданного диапазона. На этот показатель существенное влияние будут оказывать фармацевтические процессы, имеющие место в технологическом производстве. Они, в свою очередь, тесно связаны со спецификой лекарственной формы, комплексом, формообразующих средств, свойствами самих препаратов.
Необходимость фармакокинетических исследований связана также и с другими вопросами. Это проблема детских и гериатрических лекарств, замена путей введения, модернизация или создание новых лекарственных форм, при постоянном контроле качества, при сравнительной оценке лекарственных форм одного и того же вещества, изготовленных разными производственными предприятиями.
На наш взгляд, большой интерес могут представить такие общие проблемы технологии лекарств как пролонгирование (или разработка дюрантных лекарственных форм), изучение возможности ускорения всасывания путем солюбилизации, использования тензидов или другими способами, создание кишечнорастворимых таблеток, вопросы корригирования, стабилизации и т. д.
Учитывая то огромное значение, которое имеет тест биологической доступности лекарственных веществ и изучение характера их фармакокинетики для рациональной фармакотерапии, а также трудности проведения этих исследований на людях, первичное описание процессов возможно на основе использования соответствующих моделей на экспериментальных животных или в условиях «in vitro».
Практическая часть занятия:
Задание № 1.Установить влияние растворителя на процесс высвобождения лекарственного вещества из глазных капель в опытах in vitro.
Интенсивность высвобождения определяют в модельных опытах методом диализа. Исследуемой лекарственной формой являются глазные капли, представляющие собой 10% раствор сульфацила натрия, приготовленный на изучаемых растворах полимеров (1, 0,5, 0,25% растворах Na-КМЦ). Таких растворов следует приготовить по 30 мл. Контролем является раствор того же препарата, приготовленный на воде. Для проведения диализа в качестве полупроницаемой мембраны используют целлофан толщиной 40 мкм. Для диализа используют серию диализаторов (4 шт.). Каждый диализатор представляет собой стеклянную трубку длиной 15 см, открытую с обеих сторон, с диаметром 13 мм (приблизительно равен диаметру роговицы). Диализная трубка с мембраной опускается на глубину 2-3 мм в термостатированный сосуд (химический стакан емкостью 25 мл, помещенный в термостат), содержащий 5 мл воды очищенной. После достижения стабильной температуры (34-35°С) на мембрану помещают 2 капли испытуемых глазных капель:
I— 10% р-р сульфацила натрия, приготовленный на 1% р-ре Na-КМЦ;
II— 10% р-р сульфацила натрия, приготовленный на 0,5% р-ре Na-КМЦ;
III — 10% р-р сульфацила натрия, приготовленный на 0,25% р-ре Na-КМЦ;
IV — 10% р-р сульфацила натрия, приготовленный на воде очищенной.
Отбор диализата производят через равные интервалы времени с момента начала диализа (0,5 час, 1 час, 24 час) путем замены всего количества диализата свежей порцией воды очищенной (5 мл). Вода должна иметь температуру 35°С. 1 мл диализата используют для проведения реакции диазотирования с последующим фотоколориметрированием.
Методика количественного определения:
В пробирку емкостью 20 мл вносят 1 мл диализата, добавляют 0,5 мл 0,5% раствора нитрита натрия, 0,1 мл 0,8% раствора хлористоводородной кислоты, 0,1 мл свежеприготовленного раствора b-нафтола и 9,3 мл воды. Перемешивают. При этом раствор приобретает красный цвет. Оптическую плотность полученного раствора измеряют с помощью фотоэлектроколориметра, используя зеленый светофильтр, в кюветах с поглощающим слоем толщиной 10,05 см.
В качестве раствора сравнения используют 1 мл воды очищенной со всеми реактивами. По калибровочному графику определяют количество сульфацила натрия. Умножением на 5 узнается все количество препарата, которое прошло через указанное время через мембрану. Результаты диализа заносятся в таблицу.
Таблица 9 - Влияние растворителя на процесс высвобождения лекарственного вещества из глазных капель
| Растворитель | Время диализа | Оптическая плотность р-ра | Концентрация препарата (мкг/мл) | Содержание препарата в 5мл диализата (мг) |
| 1% р-р Na - КМЦ | ||||
| 0,5% р-р Na - КМЦ | ||||
| 0,25% р-р Na - КМЦ | ||||
| Вода очищенная |