Современные тесты и приборы для биофармацевтической оценки лекарственных форм и систем

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. Н.Н. БУРДЕНКО МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

КАФЕДРА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ И

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

 

Курсовая работа по фармацевтической технологии

 

«Современные тесты и приборы для биофармацевтической оценки лекарственных форм и систем»

 

Выполнила студента 5   группы

фармацевтического факультета

заочной формы обучения

 

номер зачетной книжки

 

адрес

 

 

телефон

 

 

 

ВОРОНЕЖ 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

	Стр.
ВВЕДЕНИЕ	3
1. Биофармация - теоретическая  основа технологии лекарств	5
2. Определение основных  биофармацевтических параметров	11
2.1. Распадаемость твердых  лекарственных форм	11
2.1.1. Статические методы	11
2.1.2. Динамические метод	12
2.2. Растворение и его  кинетика	17
2.2.1. Методы и устройства	20
2.3. Прохождение лекарственных  веществ через мембраны	33
2.4. Высвобождение лекарственных  веществ из мягких лекарственных  форм	38
2.4.1. Физико-химические и  микробиологические методы	39
2.4.2. Методы с химической (физико-химической) детекцией	41
2.5. Высвобождение лекарственных  веществ из ректальных лекарственных  форм	44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	51

 

ВВЕДЕНИЕ

 

С точки зрения фундаментальной фармакологии основной задачей технологии лекарственных форм является создание препарата, отличающегося максимальной эффективностью, безопасностью и стабильностью. Чтобы оказывать биологическую активность, лекарственное вещество должно найти путь к биологической цели. Чаще всего биологической целью является фермент или рецептор на поверхности клетки.

Кроме того, лекарственное вещество должно присутствовать в клетке-мишени в достаточно высокой концентрации, чтобы произвести желательное действие, но концентрация не должна быть выше той, при которой наблюдаются побочные эффекты. Чаще всего связывание лекарственных веществ с целевыми макромолекулами определяется концентрацией препарата в плазме и описывается уравнением ферментативной реакции Михаэлиса-Ментен.

Если учесть, что целью технологии лекарственных форм является создание препаратов, обеспечивающих оптимальную концентрацию вещества в течение заданного времени в плазме того органа, лечение которого проводится, то биофармация является составной частью технологии лекарственных форм, которая занимается изучением и проектированием лекарственных форм в соответствии с ограничениями и требованиями биологии, биохимии и фармакологии. Поэтому изучение, взаимодействия между биологическими факторами и физико-химическими свойствами лекарственных средств и препаратов, их содержащих, является основой биофармации.

Таким образом, биофармация в современной технологии лекарственных форм является научной основой поиска, создания и исследования высокоэффективных лекарственных препаратов. Она изучает зависимость действия лекарственных препаратов от фармацевтических факторов, влияющих на терапевтическую эффективность и, в конечном счете, решает вопрос, как получить эффективный и безопасный лекарственный препарат, стабильный при производстве и хранении.

В связи с этим, целью настоящей курсовой работы явилось изучение основ биофармацевтического исследования лекарственных форм и систем, а также современного оборудования, используемого для проведения анализов.

 

1. Биофармация - теоретическая основа технологии  лекарств

 

Биологическая доступность (БД) лекарственных форм — один из важных критериев оценки терапевтической эффективности лекарств в процессе разработки их состава и технологии. Тщательное изучение биофармацевтических характеристик лекарств необходимо в тех лекарственных формах, которые содержат системно действующие лекарственные вещества и в которых процессу абсорбции должен предшествовать процесс высвобождения. Это прежде всего пероральные, оральные, ректальные, перкутанные (мази, кремы, пасты и другие) лекарственные формы, а также лекарства нового поколения — терапевтические лекарственные системы (ТЛС), используемые как для местного, так и для системного лечения. Не менее важным является биофармацевтическое изучение лекарственных форм, предназначенных для локального (местного) применения (глазные, назальные, ушные, ингаляционные, вагинальные препараты). Например, поскольку слизистая оболочка носа, а также легкие способны абсорбировать лекарственные вещества, действующие системно, то с терапевтической точки зрения эти органы могут использоваться значительно шире для лечения различных заболеваний; в связи с этим возрастают многочисленные данные о биофармацевтических характеристиках таких лекарственных форм.

Биофармацевтические исследования мало актуальны при разработке инъекционных лекарственных форм, так как при их введении отсутствуют процессы высвобождения и абсорбции, то есть лекарственное вещество поступает непосредственно в кровь, а с ней — к нужному органу. Исключение в данном случае составляют парентеральные лекарственные формы, обладающие пролонгированным действием и обеспечивающие равномерную или контролируемую подачу лекарственных веществ в кровоток.

Совершенствование традиционных лекарственных форм, создание и производство современных лекарств с контролируемым высвобождением и направленной доставкой лекарственных веществ — серьезное достижение технологии лекарств, которое стало возможным только на основе комплексных химико-технологических и биофармацевтических экспериментальных исследований.

Наукоемкий процесс разработки и внедрения нового лекарственного препарата включает в себя несколько этапов, а его продолжительность составляет от 10 до 15 лет. Кроме того, реализация данного процесса возможна при участии различных специалистов — химиков, технологов, фармакологов и др.

Структура исследований по технологии и биофармацевтическому изучению лекарственных препаратов (на этапе доклинического изучения) в упрощенном виде представлена на рис. 1, из которого следует, что организация исследований по созданию новых составов и разработке технологии лекарственных препаратов заключается в последовательном изучении отбираемых композиций.

На каждом из этапов исследований перед разработчиками стоят определенные задачи. Можно выделить четыре основных направления развития биофармации:

- исследование механизмов моделирования биодоступности лекарственных веществ;

- изучение физико-химического взаимодействия компонентов состава и стабильности лекарственной формы;

- анализ и стандартизация лекарственных препаратов;

- установление оптимального вида и состава лекарственной формы для обеспечения терапевтической эффективности и безопасности.

Содержание приведенных направлений исследовательской работы указывает на то, что биофармацевтические и химико-технологические исследования в области создания и внедрения в медицинскую практику

 

Рис. 1. Структура исследований по созданию и биофармацевтическому скринингу лекарственных препаратов (доклиническое изучение)

 

лекарственных препаратов рассматриваются в настоящее время значительно шире и занимают определенное место в системе LADMER (рис. 2).

По результатам предварительного изучения лекарственного вещества и с учетом всей известной информации о лекарственной форме осуществляют собственно поиск оптимальных значений фармацевтических факторов с обязательным изучением биофармацевтических аспектов, структурно-механических, физико-химических и других свойств получаемых композиций будущего лекарственного препарата. При этом исследования должны быть спланированы таким образом, чтобы вести направленный поиск с рациональным числом опытов и минимальной ошибкой эксперимента. На всех стадиях поиска необходимыми являются анализ и стандартизация лекарственных средств.

Последующее проведение фармакокинетических и фармакологических исследований дает возможность достоверно оценить биологическую значимость выбранных в результате эксперимента фармацевтических факторов и установить оптимальный состав лекарственной формы.

 

Рис. 2. Проблемы, возникающие в системе LADMER, и пути их устранения в процессе внедрения лекарственного препарата в медицинскую практику

 

Биодоступность лекарственных препаратов (ЛП) зависит от распадаемости, растворения и высвобождения лекарственных веществ (ЛВ) из лекарственной формы, поэтому оценка указанных фармако-технологических параметров является обязательной при разработке состава новых препаратов, а также при контроле их качества на производстве. В идеальном случае процесс распадаемости, растворения и высвобождения необходимо исследовать с помощью таких фармако-технологических методов, которые давали бы результаты, сопоставимые с методами in vivo. Однако это удается осуществить лишь частично. Совершенно ясно, что исследования in vivo не могут быть использованы для массовой оценки качества лекарственных форм. Для этих целей нужны простые, быстрые, точные методы in vitro, которые позволяют при необходимости проводить многократные исследования.

 

2. Определение  основных биофармацевтических параметров

 

2.1. Распадаемость  твердых лекарственных форм

 

Распадаемость — это способность таблеток и капсул превращаться в частицы лекарственных и вспомогательных веществ при соприкосновении с водой (пищеварительными соками).

В настоящее время тест «Распадаемость» принадлежит к стандартным способам оценки качества твердых лекарственных препаратов и включен во все современные фармакопеи мира.

При разработке методов распадаемости учитывались такие параметры, как характер и количество среды, поверхностное натяжение и вязкость, температура, способ смешивания. В данном случае возможна корреляция результатов опытов in vitro и in vivo, проводимых при температуре 37 °С с использованием искусственной пищеварительной жидкости с различным рН и различными образцами, имитирующими перистальтические движения пищеварительного тракта.

Приборы и методы оценки распадаемости в соответствии с тем, изменяется или нет взаиморасположение образцов и среды, можно разделить на динамические и статические. Общим для этих методов является наблюдение за распадаемостью таблетки или капсулы в испытуемой среде с одновременным перемешиванием.

Испытание на распадаемость позволяет определить, распадаются ли таблетки или капсулы в пределах установленного времени, когда они помещены в жидкую среду в экспериментальных условиях.

 

2.1.1. Статические  методы

 

С точки зрения техники исполнения, статические методы очень просты. Суть методики заключается в следующем: таблетку помещают на сито, а временем распадаемости считают время, необходимое на то, чтобы частицы распавшейся таблетки прошли через сито. Основной недостаток этого метода заключается в том, что отдельные частицы распавшейся таблетки остаются на сите, ячейки которого забиваются клейкими вспомогательными веществами. В связи с этим определение времени распадаемости является неточным. Поэтому было предложено использование различных индикаторных приспособлений, например иглы с определенной нагрузкой и проволочной петли, которая давит на образец таким образом, что после его распада игла проходит через сито и сигнализирует об окончании процесса. Разработка статических методов определения распадаемости стала первым шагом на пути создания современных методов фармако-технологических исследований лекарственных препаратов. В дальнейшем активное развитие получили динамические методы определения распадаемости.

 

2.1.2. Динамические методы

 

К динамическим относятся методы, разработанные еще для пилюль. Из них следует упомянуть метод Затурецкого, который с помощью циркуляции жидкости устранил трудности, связанные с задержанием частиц на сите. Необходимо отметить, что автор уже в 1947 году искал соответствие между временем распадаемости пилюли in vitro и in vivo.

В современных динамических методах используются, как правило, движения образца в неподвижной жидкости (круговые, колебательные, поступательные).

Методы с равномерным вращательным движением образцов. Для определения используют устройства с цилиндрическим проволочным барабаном, который вращается в опытной жидкости. Вращение — медленное, до 6 об/мин, что соответствует движению соков в желудке. Для улучшения прохождения через сито частиц распавшейся таблетки в барабан вкладывают стеклянные палочки.

Методы с колебательным движением образца. Для определения используют устройство с проволочным барабаном из кислотоустойчивого материала, который в верхней части может быть открытым, то есть в него удобно вкладывать испытуемые образцы. Барабан выполняет не вращательное, а колебательное движение приблизительно до угла 85° с частотой 6 циклов/мин. Подобное движение больше соответствует перистальтическим движениям желудочно-кишечного тракта, а таблетка никогда не падает резко, что не удается предотвратить в процессе вращения.