МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені Данила Галицького

15.00.01 – технологія ліків, організація фармацевтичної справи та судова фармація

Завалько Ірина Вікторівна

РОЗРОБКА СКЛАДУ ТА ТЕХНОЛОГІЇ СУСПЕНЗІЙ ДЛЯ ЗАСТОСУВАННЯ В ОФТАЛЬМОЛОГІЇ ТА ОТОЛОГІЇ

Науковий керівник:Гуреєва Світлана Миколаївна,кандидат фармацевтичних наук

1. Можливість пролонгування терапевтичного ефекту

2. Підвищення біодоступності малорозчинних АФІ

3. Одночасне використання несумісних АФІ

Переваги суспензійних лікарських форм

2

Огляд ринку України офтальмологічних/отологічних препаратів

3

АТС-класифікаціяS03

Препарати для терапії глаукоми

Розподіл офтальмологічних ЛЗ за фармакотерапевтичними групами

Розподіл закордонних та вітчизняних офтальмологічних ЛЗ

Розподіл закордонних та вітчизняних офтальмологічних/отологічних ЛЗ

АТС-класифікаціяS01

Асортимент комбінованих препаратів для терапії інфекційно-запальних захворювань

очного та вушного аналізаторів

4

Торгова назва препарату

Фірма-виробник, країна

Гаразон Шерінг-Плау, Бельгія/США

Дексона Каділа Хелткер Лтд., Індія

Комбінил-Дуо Промед Експортс Пвт.Лтд, Індія

Софрадекс Авентіс Фарма Лімітед, Індія

Неладекс Е.І.П.І.Ко, Єгипет

Алокс Д Алкон Парентералс ЛТД, Індія

Мета роботи: наукове обґрунтування складу, розробка технології та дослідження властивостей суспензії на основі ципрофлоксацину гідрохлориду та дексаметазону з антимікробною й протизапальною фармакологічною активністю, суспензії на основі бринзоламіду для лікування глаукоми

Завдання дослідження: проаналізувати наукові літературні джерела з питань розробки та

дослідження суспензійних лікарських препаратів; провести маркетингові дослідження ринку комбінованих

лікарських засобів, що застосовуються в офтальмології та отології, та маркетингові дослідження ринку протиглаукомних препаратів;

розробити оптимальний склад очної/вушної суспензії з антимікробною та протизапальною активністю;

розробити оптимальний склад очної суспензії протиглаукомної дії;

Мета роботи та завдання дослідження

5

Завдання дослідження

здійснити вибір матеріалів для фільтрації надосадових розчинів досліджуваних суспензій, обґрунтувати вибір первинного пакування для суспензій «Ципрофлоксацин+Дексаметазон» та «Бринзоламід»;

дослідити параметри мікронізації дексаметазону та бринзоламіду, вимоги до розміру часток в топічних суспензіях та методи вимірювання даного показника;

розробити технологію суспензій «Ципрофлоксацин+Дексаметазон» та «Бринзоламід», провести апробацію в умовах промислового виробництва;

розробити методи контролю якості (МКЯ) суспензій «Ципрофлоксацин+Дексаметазон» та «Бринзоламід», вивчити їх стабільність;

вивчити мікробіологічні показники досліджуваних об'єктів, специфічну фармакологічну активність та місцевоподразнюючу дію суспензії «Ципрофлоксацин+Дексаметазон»

6

Активні фармацевтичні інгредієнти офтальмологічої / отологічної суспензії

Ципрофлоксацин

– 3,0 мг/мл

Дексаметазон

– 1,0 мг/мл

1-циклопропіл-6-фтор-4-оксо-7-(1-піперазин-1-іл)-1,4-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти

9-фтор-11β,17,21-тригідрокси-16α- метилпрегна-1,4-дієн-3,20-діон

7

Одержання мікронізованої субстанції дексаметазону

Діаметр цирконієвих кульок – 10 мм

Швидкість – 500 об / хв

Час диспергації – 120 хв

Планетарний кульовий млин

8

Допоміжні речовини, які вивчались при розробці суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

Фактор Рівень фактора

А – СУРФАКТАНТИ

а1 - Тилоксапола2 - Полісорбат-80а3 - Полісорбат-20а4 - Полоксамер 188

В – ОСМОТИЧНІ АГЕНТИ

в1 - Натрію хлорид в2 - Калію хлоридв3 - Сорбітол рідкийв4 - Манітол

С – РЕГУЛЯТОРИ рН СЕРЕДОВИЩА

с1 - Ацетатний буферс2 - Фосфатний буферс3 - Натрію гідроксид/ Кислота хлористоводневас4 - Цитратний буфер

D – КОМПОНЕНТИ В’ЯЗКОСТІ

d1 - Гідроксиетилцелюлозаd2 - Гідроксипропілметилцелюлоза d3 - Полівініловий спирт d4 - Метилцелюлоза

9

План експерименту та результати дослідження суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

№ серії А В С D у1 у1' у2 у2

' у3 у3' у4 у4

' у5 у5' y6 y6

' D D′

1 а1 b1 с1 d1 119 121 3 5 46 48 5,44 5,46 300 302 5 5 0,87 0,89

2 а1 b2 с2 d4 129 131 13 15 28 30 5,05 5,07 264 266 3 5 0,34 0,38

3 а1 b3 с3 d2 124 126 12 14 35 37 5,08 5,1 163 165 3 3 0 0

4 а1 b4 с4 d3 134 136 19 21 22 24 4,8 5 157 159 5 5 0 0

5 а2 b1 с2 d3 194 196 21 23 21 23 4,78 4,8 299 301 5 5 0 0

6 а2 b2 с1 d2 184 186 14 16 33 35 5,04 5,06 261 263 5 5 0,28 0,32

7 а2 b3 с4 d4 189 191 16 18 26 28 5,01 5,03 156 158 3 5 0 0

8 а2 b4 с3 d1 179 181 5 7 44 46 5,28 5,3 162 164 3 5 0 0

9 а3 b1 с3 d4 289 291 17 19 25 27 5,04 5,06 306 308 2 2 0,18 0,20

10 а3 b2 с4 d1 279 281 6 8 42 44 5,31 5,33 262 264 3 5 0,36 0,38

11 а3 b3 с1 d3 294 296 23 25 19 21 4,85 4,87 155 157 2 4 0 0

12 а3 b4 с2 d2 284 286 18 20 30 32 5,06 5,08 156 158 3 5 0 0

13 а4 b1 с4 d2 326 328 19 21 28 30 5 5,02 299 301 3 5 0 0

14 а4 b2 с3 d3 334 336 26 28 16 18 4,69 4,71 266 268 2 2 0 0

15 а4 b3 с2 d1 324 326 8 10 39 41 5,2 5,22 155 157 2 4 0 0

16 а4 b4 с1 d4 329 331 20 22 24 26 5,01 5,03 154 156 3 5 0 010

Суспензію “Ципрофлоксацин+Дексаметазон” досліджували за такими показниками

у1 і у1'– час змочування дексаметазону, с;

у2 і у2'– ресуспендованість, с;

у3 і у3' – час стійкості суспензії, хв;

у4 і у4'– в’язкість, мПа·с;

у5 і у5' – осмоляльність, мосмоль/кг;

у6 і y6'– стабільність показника рН, бали;

D, D′– функція бажаності.

11

Вплив якісних факторів на досліджувані показники якості суспензії

Швидкість змочування дексаметазону, с Ресуспендованість, с

Час стійкості суспензії, хв В’язкість, мПa·с

12

Вплив якісних факторів на досліджувані показники якості суспензії

Стабільність показника рН, бали

Осмоляльність, мосмоль/кг

13

Кількісні фактори, які вивчались при розробці суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

ФакториРівні факторів

Нижній«–»

Основний«0»

Верхній«+»

х1– вміст натрію хлориду, г 0,3 0,5 0,7

х2– вміст тилоксаполу, г 0,03 0,05 0,07

х3– вміст ГЕЦ, г 0,45 0,55 0,65

х4– час диспергування, хв 10 20 30

х5– швидкість обертів диспергатора, об/хв

2000 4000 6000

х6– температура води для змочування ГКС, ºС

30 40 50

14

План експерименту та результати досліджень суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

№ серії х1 х2 х3 х4 х5 х6 у1 у2 у3 у4 у5 у6

1 – – – + + + 130 20 35 4,0 265 2

2 – + – + – + 133 18 30 5,3 260 4

3 + – – – – – 140 30 20 4,8 315 3

4 + + – – + – 143 16 25 5,0 320 4

5 – – + + – – 150 12 48 5,8 280 4

6 – + + – + + 135 6 45 6,5 275 4

7 + – + + + – 145 10 50 6,0 310 2

8 + + + – – + 125 8 40 7,0 305 3

Примітки: 1. - у1 – час змочування дексаметазону, с; 2. - у2 – ресуспендованість, с; 3. - у3 – час стійкості суспензії, хв; 4. - у4 – в’язкість, мПа·с; 5. - у5 – осмоляльність, мосмоль/кг; 6. - у6 – зовнішній вигляд суспензії, бали.

15

Вплив кількісних факторів на досліджувані показники якості суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

+x1- +x2- +x3- +x4- +x5- +x6 +x1- +x2- +x3- +x4- x5- +x6

+x1- +x2- +x3- +x4- x5- +x6 +x1- +x2- +x3- +x4- x5- +x6

16

Час змочування дексаметазону, с Ресуспендованість, с

Час стійкості суспензії, хв В’язкість, мПa·с

Вплив кількісних факторів на досліджувані показники якості суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

+x1- +x2- +x3- +x4- +x5- +x6

+x1- +x2- +x3- +x4- +x5- +x6

17

Осмоляльність, мосмоль/кг

Зовнішній вигляд суспензії, бали

Фактори, які вивчалися в процесі оптимізації складу суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

ФакторІнтервал

варіювання

Рівень фактора

-α -1 0 +1 +α

х1– вміст тилоксаполу, %

0,02 0,016 0,030 0,050 0,070 0,084

х2– вміст ГЕЦ, % 0,2 0,06 0,45 0,55 0,65 0,74

х3– час диспергування,

хв

10 3,2 10,0 20,0 30,0 36,8

18

План експерименту та результати дослідження суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

Серія х1 х2 х3 у1 у2 у3

1 + + + 8,5 60,8 6,8

2 - + + 17,0 57,8 6,0

3 + - + 22,0 23,9 1,0

4 - - + 30,0 18,9 1,5

5 + + - 2,8 44,0 6,5

6 - + - 9,4 37,0 4,9

7 + - - 18,2 21,0 3,5

8 - - - 24,3 12,0 3,3

9 +α 0 0 8,4 45,0 4,8

10 -α 0 0 20,7 34,9 4,0

11 0 +α 0 6,0 57,0 7,0

12 0 -α 0 29,9 5,0 0,8

13 0 0 +α 20,0 44,9 3,7

14 0 - -α 10,4 25,0 5,0

15 0 0 0 5,5 50,0 4,7

16 0 0 0 5,5 50,0 4,75

17 0 0 0 5,5 50,0 4,68

18 0 0 0 5,6 50,0 4,7

19 0 0 0 5,5 50,0 4,7

20 0 0 0 5,5 50.0 4,7119

Взаємозв’язок між вивченими факторами та досліджуваними показниками

В’язкість

6

0.45 0.55 0.65 0.740.06

+1

2

3

x 2

2

1

3

x 1

0

-1

y 3 ,

3

4

5

7

+α

Номер лінії

1

5

4

-α

5

8

x 3

-α

-1

0

+1+α

4

0

1

2

9

10

Гідроксиетилцелюлоза Час диспергування 20

Вплив вмісту допоміжних речовин на досліджувані показники якості суспензії

ресуспендованість, с

час стійкості суспензії, хв

в’язкість, мПа·с

ГЕЦ

Тилоксапол

21

22

Патент України на корисну модель № 80835

Активний фармацевтичний інгредієнт суспензії “Бринзоламід” та його мікронізація

(R)-4-(етиламіно)-3,4-дигідро-2-(3-метоксипропіл)-2Н-тієно[3,2-е]-1,2-тіазин-6-сульфонамід 1,1-діоксид

Проточний гомогенізатор Мegatrone фірми Kinematica, Швейцарія

Занурювальний гомогенізатор Ultra-Turrax фірми IKA, Німеччина

Бринзоламід – 10,0 мг/мл

23

Вимірювання розміру часток суспензії “Бринзоламід”

Метод лазерної дифракції

Розмір часток,мкм

Кількість частокв 1 мл

препарату

3 59,9

5 9,9

10 0,2

15 0,4

20 0,2

25 0,1

Метод світлоблокуванняМетод

мікроскопії

Розмір часток, мкм

Відсоток, %

24

Обґрунтування вибору стабілізатора кінетичної стійкості суспензії “Бринзоламід”

25

Теоретична в’язкість суспензії

Рівняння Стокса

Розмір часток 2-5 мкм,

в’язкість 20-150 мПа·с

Найменування речовини

Концентрація,%

В’язкість, мПа·с

Полівінілпіролідон 30,00 27,23

Полівініловий спирт 6,00 48,20

Декстран 10,00 5,10

Натрію КМЦ 2,00 28,90

Карбомер 974 Р 0,46 75,10

Реологічні властивості суспензії “Бринзоламід”

26

Обгрунтування вибору стабілізатора агрегативної стійкості суспензії “Бринзоламід”

27

Електрокінетична стабільність суспензії “Бринзоламід”

28

Первинне пакування суспензій

29

Проникність контейнерів для

вологи

Сорбція матеріалом пакування

Однорідність дозування

Гравіметричний метод

Гравіметичний метод

Гравіметичний метод

Втрата вологи1,9 %

Сорбція 0,1 %

Жодна з доз не відрізняється більше

ніж на 10% від середньої дози

Дослідження стабільності та фотостабільності суспензій “Бринзоламід” та “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

30

Ципрофлоксацин+Дексаметазон

Бринзоламід

Стабільність Температура (25±2) ºС, вологість(60±5) %

Відповідає Відповідає

Температура (30±2) ºС, вологість(65±5) %

Відповідає Відповідає

Температура (40±2) ºС, вологість(75±5) %

Відповідає Відповідає

Фотостабільність1,2 млн лк·год200 Вт·год/м2 Світлочутлива Світлостабільна

Мікробіологічні дослідження суспензій “Бринзоламід” та

“Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

31

Фармакологічні дослідження суспензії “Ципрофлоксацин+Дексаметазон”

32

Фармакологічними дослідженнями встановлено, що застосування

суспензії «Ципрофлоксацин+Дексаметазон»

значно знижувало тяжкість клінічних симптомів хімічного опіку.

Максимальний фармакологічний ефект спостерігався на 4-10 добу.

Суспензія не мала місцевоподразнюючої дії при вушних та очних інстиляціях.

Матеріали дисертації опубліковані в 16 наукових роботах

• 5 статей у наукових фахових виданнях;• 1 стаття в журналі, що входить до переліку іноземних наукових

видань, які включені до наукометричної бази «Російський індекс наукового цитування»;

• 1 патент на корисну модель; • 9 тез доповідей

33

Загальні висновки

1. Встановлено, що основні фактори, які необхідно враховувати при розробці суспензій: природа діючих речовин (фізико-хімічні властивості, вільна енергія поверхні, поверхневий заряд), склад та природа допоміжних речовин, лікарська форма та шлях застосування, розмір часток дисперсної фази, в’язкість дисперсійного середовища, динамічні процеси, що мають місце в процесі зберігання суспензій.

2. Дослідження асортименту лікарських засобів для застосування в офтальмології та офтальмології/отології, зокрема в межах сегментів протиглаукомних та комбінованих препаратів для терапії інфекційно-запальних захворювань дозволили встановити, що український ринок вищезазначених лікарських засобів сформований, в основному, закордонними виробниками (73%), тому актуальним і перспективним напрямком наукових досліджень є розробка вітчизняних препаратів для лікування патологій органів зору та слуху.

3. За допомогою методів математичного планування експерименту, а саме греко-латинського квадрату, методу випадкового балансу та регресійного аналізу, розроблено оптимальний якісний і кількісний склад суспензії «Ципрофлоксацин+Дексаметазон», краплі очні/вушні. Вивчено вплив поверхнево-активних речовин, компонентів в’язкості, регуляторів рН, осмотичних та ізотонічних агентів на якість, хімічну та фізичну стабільність суспензії і обґрунтовано їх введення до складу розробленого засобу. Встановлено, що для отримання суспензії з належними фармако-технологічними і фізико-хімічними показниками раціонально використати наступні допоміжні речовини: гідроксиетилцелюлоза (5,5-7,4 мг/мл), бензалконію хлорид (0,1 мг/мл), натрію ацетат тригідрат (0,2-0,3 мг/мл), кислота оцтова (0,3-0,45 мг/мл), натрію хлорид (5,0-5,5 мг/мл), динатрію едетат (0,1 мг/мл), тилоксапол (0,5-0,8 мг/мл), кислота борна (5,5-6,5 мг/мл).

34

Загальні висновки4. Теоретично та експериментально обґрунтовано оптимальний склад суспензії «Бринзоламід». Встановлено, що використання сурфактанту тилоксаполу (0,25 мг/мл) й компонента в’язкості – карбомеру 974 Р (4,00-4,65 мг/мл) дозволяє отримати найкращі показники часу стійкості, ресуспендованості, в’язкості суспензії. В якості іонного осмотичного компонента був обраний манітол (30,0-35,0 мг/мл), ізотонічного агента – натрію хлорид (2,5 мг/мл), регулятора рН – 1 М розчин натрію гідроксиду.

5. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено вибір матеріалів для фільтрації розчинів допоміжних речовин обох суспензій. Встановлено, що найменша сорбція бензалконію хлориду спостерігається при використанні поліефірсульфону та полівініліденфториду. Здійснено вибір системи первинного пакування «Дроп-Тейнер®». Незначні показники сорбції та проникності матеріалів контейнера для вологи (менше 5 %) забезпечували стабільність суспензій протягом терміну зберігання. Однорідність дозування крапельниці в межах ±10 % підтвердили якісні експлуатаційні характеристики дозуючого пристрою.

6. Досліджено підходи та параметри мікронізації дексаметазону й бринзоламіду за допомогою планетарного кульового млина й гомогенізаторів горизонтального та вертикального типів, що дозволило отримати розмір часток АФІ до 25 мкм, що відповідає вимогам ДФУ щодо офтальмологічних суспензій. Методики, використані для вимірювання розміру часток (світлоблокування, лазерна дифракція, мікроскопія), підтвердили зазначені результати.

35

Загальні висновки

7. Запропоновано раціональну технологію суспензій «Ципрофлоксацин+Дексаметазон» та «Бринзоламід», яка поєднує стадії термічної стерилізації, стерилізуючої фільтрації , асептичного змішування АФІ та допоміжних речовин, диспергації. Розроблено проекти промислових технологічних регламентів на виробництво даних суспензій. Технологію суспензій апробовано в умовах цеху для виробництва рідких лікарських засобів ПАТ «Фармак».

8. Розроблено методи контролю якості на суспензії «Ципрофлоксацин+Дексаметазон» та «Бринзоламід» із застосуванням потенціометрії, віскозиметрії, мікроскопії, лазерної дифракції, світлоблокування, рідинної хроматографії. Вивчена стабільність суспензій. Встановлено, що термін, протягом якого суспензії зберігають фізико-хімічну стабільність, становить не менше 2-х років у первинному пакуванні при температурі не вище 25 °C.

9. У результаті випробування стерильності та ефективності антимікробних консервантів встановлено, що суспензії є стерильними та відповідають вимогам критерію А ДФУ щодо ефективності антимікробного консерванту. Застосування суспензії «Ципрофлоксацин+Дексаметазон» значно знижувало тяжкість клінічних симптомів хімічного опіку. Максимальний фармакологічний ефект спостерігався на 4-10 добу. Суспензія не мала місцевоподразнюючої дії при вушних та очних інстиляціях.

36

Дякую за увагу!