Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОЙ СУБСТАНЦИИ НЕЙРОТРОПНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полковникова Ю.А. 1
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет»
Методом диспергирования в системе «жидкость-жидкость» получены образцы микрокапсул афобазола в различных условиях; варьировали концентрацией раствора пленкообразователя, объемным соотношением фаз эмульсии, температурой среды. Проведен выбор оптимальных условий микрокапсулирования с последовательным использованием методов экспертного оценивания Борда и БОФа. При использовании критерия наибольшего результата выбран лучший образец, полученный при соотношении фаз 1:5, с концентрацией раствора желатина 30%, при температуре диспергирования 500С. Исследованы биофармацевтические характеристики образцов, полученных в вышеуказанных условиях и имеющих размер 0,1-0,25 мм, 0,25-0,5 мм, 0, 5-1,0 мм. Установлена зависимость степени высвобождения действующего вещества от размера микрокапсул. За 120 минут эксперимента из самых крупных микрокапсул наблюдалось более медленное и равномерное высвобождение – 22 % действующего вещества.
биофармацевтические исследования
показатели качества
метод экспертных оценок
микрокапсулирование
1. Ларичев О. И. Теория и методы принятия решений : учебник / О. И. Ларичев. — М. : Логос, 2006. — 391 с.
2. Микрокапсулы: перспективы использования в современной фармацевтической практике / Э.Ф. Степанова [и др.] // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5; URL: www.science-education.ru/119-14927 (дата обращения: 07.07.2015).
3. Ногин В. Д. Принятие решений при многих критериях. Учебно-методическое пособие / В. Д. Ногин. — СПб.: Издательство «ЮТАС», 2007. — 104 с.
4. Полковникова, Ю.А. Биофармацевтические исследования спансул афобазола in vitro / Ю.А. Полковникова, Э.Ф. Степанова, И.Я. Куль // Науч. ведомости БелГУ. сер. : Медицина, фармация. – 2010. - №10. – С. 89-92.
5. Полковникова Ю.А. Возможности создания пролонгированных лекарственных форм афобазола (обзор) / Ю.А. Полковникова, Э.Ф. Степанова // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. – 2011. – Т. 4. - № 13. – С. 190-193.
6. Полковникова, Ю.А. Изучение влияния условий микрокапсулирования на физико-технологические характеристики микрокапсул афобазола / Ю.А. Полковникова, Э.Ф. Степанова, И.Я. Куль // Успехи современного естествознания. – 2011. - №5. – С. 75-77.
7. Полковникова, Ю.А. Экспериментальное обоснование технологических параметров микрокапсулирования афобазола методом математического планирования / Ю.А. Полковникова, Э.Ф. Степанова // Вестник ВГУ. сер.: Химия. Биология, Фармация. – 2014. - № 2. – С. 121.
8. Постраш Я.В. Микрокапсулирование в фармации – современное состояние и перспективы / Я.В. Постраш, О.М. Хишова // Вестник фармации. – 2010. – №2 (48). – С. 1-7.

В соответствии с Федеральной целевой программой «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу» приоритетным является разработка новых лекарственных препаратов, обладающих эффективностью, высоким профилем безопасности, доступностью для населения и конкурентоспособностью на фармацевтическом рынке.

Одной из наиболее современных форм, в которые вводят действующие вещества с целью их оптимальной доставки, пролонгирования, защиты от внешних неблагоприятных воздействий являются микрокапсулы [2,5].

Методом диспергирования в системе «жидкость-жидкость» получены микрокапсулы афобазола [4,6].

Целью настоящей работы является поиск оптимальных условий проведения процесса микрокапсулирования афобазола методом экспертных оценок, а также проведение биофармацевтических исследований наилучшего образца.

Материалы и методы исследования

На первом этапе исследований осуществлен выбор оптимальных прописей микрокапсул, основанный на комплексе методов, широко используемых для оценки эффективности инвестиционных проектов [1,3].

В качестве интегральной оценки качества использовали последовательное применение к рассматриваемым объектам методов Борда и  БОФа.

Метод Борда используется при неравнозначности показателей. Исследователю необходимо установить весовые коэффициенты, небольшие ошибки при выборе весовых коэффициентов, или наличие корреляционной зависимости как правило, приводят к существенному искажению результата.

Метод БОФа наиболее трудоемок, но при этом допускает наличие небольшой корреляцию факторов и мультиколлинеарность. Кроме того, он позволяет применять вместе с количественной шкалой оценок и качественную. Он достаточно широко используется в экономике для оценки эффективности и сравнительного анализа [3].

Влияние биофармацевтических факторов, таких как технология и природа использованных вспомогательных компонентов, на динамику и степень высвобождения действующих веществ - «тест растворение» проводили в соответствии с требованиями ОФС 42-0135-09 на приборе «Вращающаяся корзинка» в 1000 мл 0,01 М раствор кислоты хлористоводородной при скорости вращения корзинки 100 об/мин, температура 37±2ºС. Каждые 15 минут отбирали пробу, полученный раствор отфильтровывали и определяли оптическую плотность полученного раствора спектрофотометрически при длине волны 304 нм.

Содержание афобазола в  процентах вычисляли по формуле:

где А – оптическая плотность исследуемого раствора;  – удельный показатель поглощения РСО афобазола в 0,01 М растворе хлористоводородной кислоты при λ304 , а – содержание афобазола в навеске, г; l – толщина кюветы, см; Val – объем аликвоты диализата, взятый для приготовления фотометрируемого раствора, мл.

Результаты исследования и их обсуждение

Факторами, определяющими процесс эмульгирования, является концентрация раствора полимера, объемное соотношение фаз эмульсии, температура среды и гидродинамический режим перемешивания [8]. Поэтому на первом этапе исследований был осуществлен поиск оптимальных условий проведения процесса, позволяющих получать преимущественно микрокапсулы выбранного размера с высоким технологическим выходом. 

Для проведения комплексной оценки эффективности выполнен сравнительный анализ и выбор составов. Так как результирующие показатели зависят от трех факторов, каждый из которых принимает четыре значения, полнофакторный эксперимент включает 43=64 эксперимента, результаты по каждому из которых представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты определения основных технологических и биофармацевтических характеристик микрокапсул

№ образца

Концентрация желатина

Соотношение фаз эмульсии

Температура

Интенсивность высвобождения

Процентное содержание микрокапсул с размером более 500 мкм

Технологический выход

Количественное содержание афобазола

1

26

1:5

20

193

63,4

65

83,1±0,8

2

   

30

189

57,5

68

82,7±0,4

3

   

40

190

58,7

69

80,2±0,7

4

   

50

196

60,1

70

83,4±0,2

5

26

1:10

20

183

73,1

68

84,2±0,7

6

   

30

196

74,8

67

85,8±0,4

7

   

40

185

74,9

62

83,5±0,3

8

   

50

187

75,2

63

82,3±0,3

9

26

1:15

20

192

52,3

65

83,4±0,8

10

   

30

195

50,4

67

82,3±0,6

11

   

40

200

51,7

64

86,4±0,7

12

   

50

195

52,2

55

83,6±0,7

13

26

1:20

20

185

46,2

58

82,1±0,4

14

   

30

188

42,9

59

84,2±0,5

15

   

40

188

40,3

54

81,2±0,3

16

   

50

192

41,8

59

84,7±0,7

17

28

1:5

20

186

76,0

69

81,5±0,2

18

   

30

185

76,1

76

83,7±0,6

19

   

40

184

78,2

73

81,7±0,8

20

   

50

180

79,3

71

84,1±0,3

21

28

1:10

20

193

79,2

69

82,7±0,6

22

   

30

187

80,1

68

83,3±0,1

23

   

40

186

82,3

71

82,5±0,3

24

   

50

180

83,1

70

82,6±0,3

25

28

1:15

20

190

72,8

73

81,8±0,2

26

   

30

195

70,1

68

84,1±0,5

27

   

40

205

69,1

72

81,6±0,7

28

   

50

193

67,4

69

83,1±0,4

29

28

1:20

20

193

63,2

80

84,2±0,7

30

   

30

192

64,6

75

82,2±0,5

31

   

40

190

62,7

80

83,4±0,4

32

   

50

180

65,7

81

83,1±0,4

33

30

1:5

20

167

75,3

86

86,1±0,7

34

   

30

165

77

89

84,2±0,4

35

 

 

40

164

73,1

87

85,6±0,5

36

 

 

50

163

72,8

87

81,2±0,8

37

30

1:10

20

178

69,1

76

84,3±0,6

38

 

 

30

178

70,2

76

83,6±0,8

39

 

 

40

185

73,6

75

85,1±0,6

40

 

 

50

180

75,5

82

86,6±0,4

41

30

1:15

20

180

71,4

81

81,6±0,3

42

 

 

30

176

67,2

78

82,1±0,5

43

 

 

40

178

69,2

82

84,1±0,4

44

 

 

50

175

71,2

79

83,1±0,7

45

30

1:20

20

190

68,7

84

83,6±0,7

46

 

 

30

193

70,6

88

85,0±0,5

47

 

 

40

186

71,5

86

84,6±0,5

48

 

 

50

196

72,3

82

84,2±0,4

49

32

1:5

20

180

78,3

78

85,1±0,6

50

 

 

30

175

79,1

80

83,9±0,7

51

 

 

40

175

80,3

82

84,0±0,7

52

 

 

50

170

85,9

80

83,9±0,4

53

32

1:10

20

172

72,1

71

83,2±0,8

54

 

 

30

170

74,2

72

83,0±0,4

55

 

 

40

166

76,9

71

82,8±0,9

56

 

 

50

166

77,1

73

81,2±0,5

57

32

1:15

20

178

68,2

74

82,0±0,9

58

 

 

30

174

75,2

78

84,5±0,4

59

 

 

40

176

67,4

75

82,1±0,3

60

 

 

50

176

65,3

74

84,5±0,4

61

32

1:20

20

181

53,5

82

84,5±0,9

62

 

 

30

186

55

79

82,3±0,4

63

 

 

40

179

51,4

76

82,5±0,7

64

 

 

50

183

49,1

80

81,2±0,7

Для каждого из рассматриваемых показателей качества определили специальный эталон бальных оценок. Допустимые значения каждого показателя определены в таблице 2.

Таблица 2

Границы допустимых значений показателей качества

№ п/п

Наименование показателя

Границы оптимальных значений

1

Интенсивность высвобождения, мкг/мл

163-205

2

Процентное содержание микрокапсул с размером более 500 мкм

40-80

3

Технологический выход, %

55-90

4

Количественное содержание афобазола, %

Максимально возможное

Решение задачи по методу Борда. Варианты ранжируются по каждому показателю в порядке убывания с присвоением им соответствующих значений ранга, затем подсчитывается суммарный ранг. Победителем процедуры выбора становятся проекты с максимальным значением суммарного ранга.

Для выбора прописи использовали критерий наибольшего результата: тот образец лучше, которому соответствует наибольшее число баллов. Это образец 51. Выше среднего оказались образцы с номерами: 33, 34,35,36,40,46,49,50,51,52,55,56.

Решение задачи по методу БОФа. Используя критерий наибольшего результата, выбрали лучший образец – №36, полученный при соотношении фаз 1:5, с концентрацией раствора желатина 30%, при температуре диспергирования 500С. Следующие по качеству образцы № 34,35 [7].

Таким образом, проведенные исследования по определению оптимального состава и размера позволили продолжить изучение микрокапсул, содержащих 30 % полимера в оболочке, размером 0,5-1,0 мм.

На следующем этапе были проведены биофармацевтические исследования образцов, полученных в вышеуказанных условиях и имеющих различный размер. Результаты определений интенсивности высвобождения афобазола в кислую среду в течение 2 часов микрокапсул представлены на рисунке 1.

Рис.1. Диаграмма высвобождения афобазола из микрокапсул в зависимости от размера

В значительной степени на скорость диффузии влияет диаметр частиц, определяющий поверхность диффузии. Так, чем меньше микрокапсулы, тем в меньшей степени влияет толщина оболочки на интенсивность высвобождения лекарственного вещества. За 120 минут эксперимента из микрокапсул среднего размера высвобождение увеличилось до 30 % и у самых мелких до 38 %. Установлено более пролонгированное и равномерное высвобождение из микрокапсул размера 0,5-1,00 мм (образец № 36), так  к 120 минутам высвободилось 22% афобазола.

Выводы

Проведен выбор оптимальных условий микрокапсулирования с последовательным использованием методов экспертного оценивания Борда и БОФа. При использовании критерия наибольшего результата выбран лучший образец, полученный при соотношении фаз 1:5, с концентрацией раствора желатина 30%, при температуре диспергирования 500С. Исследованы биофармацевтические характеристики образцов, полученных в вышеуказанных условиях и имеющих размер 0,1-0,25 мм, 0,25-0,5 мм, 0, 5-1,0 мм. Установлена зависимость степени высвобождения действующего вещества от размера микрокапсул. За 120 минут эксперимента из самых крупных микрокапсул наблюдалось более медленное и равномерное высвобождение – 22 % действующего вещества.

Исследования выполнены при поддержке гранта Совета по грантам Президента РФ МК-3317.2015.7.

Рецензенты:

Пантюхин А.В., д.фарм.н., доцент, зав. каф. фармацевтической технологии и биотехнологии ГБОУ ВПО Саратовского ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, г. Саратов;  

Сливкин А.И., д.фарм.н., проф., зав. каф. фармацевтической химии и фармацевтической технологии Воронежского государственного университета, г. Воронеж. 


Библиографическая ссылка

Полковникова Ю.А. КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОЙ СУБСТАНЦИИ НЕЙРОТРОПНОГО ДЕЙСТВИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=20755 (дата обращения: 24.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074