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.