LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS MEDICINOS AKADEMIJA
Rasa Kalėdaitė
TECHNOLOGINIŲ VEIKSNIŲ ĮTAKA
PELEČIŲ SU SAUSAISIAIS AUGALINIAIS
EKSTRAKTAIS FUNKCIONALIZAVIMUI
Daktaro disertacija
Biomedicinos mokslai, farmacija (08B)
Disertacija rengta 2010–2015 metais Lietuvos sveikatos mokslų universitete, Medicinos akademijoje.
Mokslinis vadovas
prof. dr. Jurga Bernatonienė (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, farmacija – 08B)
Disertacija ginama Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Farmacijos mokslo krypties taryboje:
Pirmininkas
prof. dr. Valdas Jakštas (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, farmacija – 08B)
Nariai:
prof. dr. Hiliaras Rodovičius (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, farmacija – 08B)
prof. dr. Liudas Ivanauskas (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, farmacija – 08B)
prof. dr. Daiva Leskauskaitė (Kauno technologijos universitetas, technologijos mokslai, chemijos inžinerija – 05T)
prof. dr. David Vetchý (Brno veterinarijos ir farmacijos mokslų universitetas, biomedicinos mokslai, farmacija – 08B)
Disertacija bus ginama viešame Farmacijos mokslo krypties tarybos posėdyje 2015 m gegužės 26 d 10 val. Farmacijos specialistų studijų Didžiojoje auditorijoje.
LITHUANIAN UNIVERSITY OF HEALTH SCIENCES MEDICAL ACADEMY
Rasa Kalėdaitė
INLUENCE OF TECHNOLOGICAL
FACTORS ON DEVELOPMENT OF
HERBAL PELLETS
Doctoral dissertationBiomedical Sciences, Pharmacy (08B)
Dissertation has been prepared at the Medical Academy of Lithuanian University of Health Sciences during the period of 2010 – 2015.
Scientific Supervisor:
Prof. Dr. Jurga Bernatonienė (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Pharmacy – 08B)
Dissertation is defended at the Pharmacy Research Council of Lithuanian University of Health Sciences.
Chairperson
Prof. Dr. Valdas Jakštas (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Pharmacy – 08B)
Members:
Prof. Dr. Hiliaras Rodovičius (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Pharmacy – 08B)
Prof. Dr. Liudas Ivanauskas (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Pharmacy – 08B)
Prof. Dr. Daiva Leskauskaitė (Kaunas University of Technology, Technology Sciences, Chemical Engineering – 05T)
Prof. Dr. David Vetchý (University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Brno, Biomedical Sciences, Pharmacy – 08B)
Dissertation will be defended at the open session of the Pharmacy Research Council of Lithuanian University of Health Sciences at 10 a.m. on 26th of May, 2015 at Great auditorium of Studies of Pharmaceutical Specialist
TURINYS
SANTRUMPOS ... 7
ĮVADAS... 8
1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 12
1.1. Ekstruzijos-sferoidacijos metodo taikymas pelečių gamyboje ... 12
1.2. Ekstruzijos-sferoidacijos proceso veiksniai, įtakojantys pelečių kokybę ... 13
1.3. Pagalbinės medžiagos naudojamos ekstruzijai-sferoidacijai ... 15
1.4. Pelečių gamyba su sausaisiais augaliniais ekstraktais ekstruzijos-sferoidacijos metodu ... 19
1.5. Akrilato kopolimerų panaudojimas ekstruzijoje-sferoidacijoje ir modifikuoto atpalaidavimo farmacinių formų gamyboje ... 21
1.5.1. Etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero panaudojimas pailginto atpalaidavimo farmacinių formų gamyboje ... 22
1.5.2. Metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimero panaudojimas uždelsto atpalaidavimo farmacinių formų gamyboje ... 23
1.6. Kietų farmacinių formų tirpimo testai in vitro ... 24
1.7. Vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų žaliavų ekstraktų antioksidacinis aktyvumas bei jų reikšmė uždegiminių žarnyno ligų eigai ... 25
1.8. Fenolinių junginių pasisavinimas in vivo ir stabilumas ilgalaikio saugojimo metu ... 28
2. TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI ... 29
2.1. Tyrimų objektai ... 29
2.2. Reagentai ir medžiagos bei aparatūra ir įrengimai... 29
2.3. Sausųjų augalinių ekstraktų ir pelečių technologinių savybių tyrimas . 30 2.4. Bendrojo fenolinių junginių kiekio nustatymas ... 31
2.5. Sausųjų augalinių ekstraktų antioksidacinio aktyvumo nustatymas ... 31
2.6. Pelečių gamyba ekstruzijos-sferoidacijos metodu ... 34
2.7. Pelečių technologinių savybių įvertinimas ... 36
2.8. Pseudoverdančio sluoksnio technologijos taikymas pelečių dengimui 36 2.9. Pelečių tirpimo tyrimai in vitro ... 37
2.10. Atpalaiduotų fenolinių junginių kiekio kitimas tyrimas nedengtose ir apvalkalu dengtose peletėse ... 37
2.11. Statistinis duomenų vertinimas ... 38
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 39
3.1. Vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų lapų ekstraktų
ir ekstraktų mišinio technologinės savybės ... 39
3.2. Sausųjų augalinių ekstraktų mišinio, skirto peletizacijai, sudėtis ... 41
3.3. Fenolinių junginių kiekio nustatymas vaistinių čiobrelių, vaistinių šalavijų, didžiųjų dilgėlių lapų ekstraktuose ir šių ekstraktų mišinyje ... 42
3.4. Vaistinių čiobrelių, vaistinių šalavijų, didžiųjų dilgėlių lapų ekstraktų ekstraktų antioksidacinis aktyvumas ... 42
3.5. Pelečių su sausaisiais augaliniais ekstraktais gamyba ekstruzijos-sferoidacijos metodu iš sausųjų augalinių ekstraktų mišinio ... 50
3.5.1. Mikrokristalinės celiuliozės ir jos derinio su laktoze bei vandeniu įtaka pelečių su sausaisiais augaliniais ekstraktais technologijai ... 51
3.5.2. Mikrokristalinės celiuliozės, jos derinio su laktoze, vandens ir etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero suspensijos įtaka pelečių su sausaisiais augaliniais ekstraktais technologijai ... 54
3.6. Pelečių technologinių savybių įvertinimas ... 55
3.7. Pelečių dengimas taikant pseudoverdančio sluoksnio technologiją ... 59
3.8. Pelečių in vitro tirpimo tyrimai ... 59
3.9. Atpalaiduotų fenolinių junginių kiekio kitimas nedengtose ir dengtose peletėse ... 65
APIBENDRINIMAS ... 69
IŠVADOS ... 72
LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 73
SUMMARY ... 86
DISERTACIJOS TEMA PASKELBTŲ PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS ... 98
GYVENIMO APRAŠYMAS ... 112
PADĖKA ... 113
SANTRUMPOS
ABTS – 2,2‘-azinobis-(3-etilbenzotiazolino-6-sulfonatas) CI – Carr indeksas
DPPH – 2,2-difenil-1-pikrilhidrazilas E-S – ekstruzija – sferoidacija
HK – Hausner koeficientas GRE – galo rūgšties ekvivalentai L – laktozė Pharmatose® 100M
MC – mikrokristalinė celiuliozė Avicel® PH-101 N – niutonas
S – sferiškumas t – sferoidacijos laikas
TEAG – troloksui ekvivalentinė antioksidacinė galia TE – Trolokso ekvivalentas
V – vandens kiekis, g
ĮVADAS
Pastaraisiais dešimtmečiais vaistinių augalų žaliavų ir jų preparatų varto- jimas gydymo tikslais padidėjo dėl švelnaus jų gydomojo poveikio ir retai, lyginant su vaistais, pasitaikančių nepageidaujamų veikmių [84]. Kieta far- macinė forma, kuri gali būti pagaminta iš vaistinių augalinių žaliavų eks- traktų, yra patogi ir priimtina vartotojui [13]. Šios formos gamyba iš sausųjų augalinių ekstraktų yra sudėtinga dėl jų netinkamų savybių technologiniam funkcionalizavimui (ypač birumo). Sausųjų augalinių ekstraktų technologi- nes savybes pagerinti galima miltelius peletizuojant [13, 58]. Peletizacija – tai modernus būdas pagaminti tinkamų birumo savybių tarpinę farmacinę formą – peletes [121]. Pažangių, saugių ir efektyvių farmacinių formų ga- myba yra aktuali farmacijos pramonei [121]. Peletės – tai maža, laisvai by- ranti sferinė ar pusiau sferinė kieta tarpinė farmacinė forma, kurios dydis dažniausiai būna nuo 0,5 iki 1,5 mm (tam tikrais atvejais gali siekti ir 3 mm) ir yra skirta vartoti per burną [59, 75]. Pagamintos peletės dažniausiai yra kapsuliuojamos [117]. Peletės pasižymi technologiniais privalumais: skirtin- gų savybių veikliųjų medžiagų suderinimas, lengvas dengimo proceso pri- taikymas, mažas dilumas ir kt. Nustatytos šios teigiamos pelečių farmako- loginės ypatybės: veikliųjų medžiagų bioprieinamumo pagerinimas, vaisto koncentracijos pikų plazmoje sumažinimas, mažas virškinamojo trakto dirginimas ir kt. [2, 88, 120].
Peletizacija ekstruzijos–sferoidacijos metodu dažnai naudojama farmaci- jos pramonėje, nes iš pelečių pagamintam produktui būdingas didelis dalelių sferiškumas, mažas dalelių dydžio pasiskirstymas ir didelė produkto išeiga [80, 132]. Sausųjų augalinių ekstraktų sudėtyje esančios hidrofilinės me- džiagos didina jų higroskopiškumą. Tai gali lemti mikrobiologinį užterš- tumą ir veikliųjų junginių suirimą [13, 39]. Nustatyta, kad peletizacija eks- truzijos-sferoidacijos metodu sumažina sausųjų augalinių ekstraktų drėgmės absorbciją iš aplinkos, todėl yra padidinamas veikliųjų junginių stabilumas [13, 117]. Peletės dėl sferinės formos yra labiau tinkamos dengimui ir toly- giau padengiamos lyginant su tabletėmis arba kapsulėmis [59]. Farmacinės formos apvalkalas gali būti skirtas modifikuoti veikliųjų medžiagų atpalai- davimą, pagerinti organoleptines savybes, padidinti veikliųjų medžiagų sta- bilumą [59]. Literatūroje yra duomenų, kad terpės pH reikšmė lemia tam tikrų fenolinių junginių antioksidacinį aktyvumą – šarminėje aplinkoje fenoliniai junginiai pasižymi didesniu antioksidaciniu aktyvumu nei rūgš- tinėje aplinkoje [136]. Tinkamai parinktas kietos farmacinės formos apval- kalas gali padidinti veikliųjų medžiagų biologinį aktyvumą, bioprieinamumą bei apsaugoti veikliąsias medžiagas nuo aplinkos poveikio [40, 52, 99].
Sausieji vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų lapų ekstraktai pasirinkti kaip modeliniai ekstraktai, siekiant įvertinti skirtingų jų technologinių savybių įtaką pelečių funkcionalizavimui. Tiriamųjų ekstraktų sudėtyje yra fenolinių ir kitų biologiškai aktyvių junginių, dėl to pagamintas kompleksinis tarpinis produktas galėtų būti taikomas tolesniuose tyrimuose
in vivo [53, 115, 138].
Darbo tikslas – įvertinti ekstruzijos-sferoidacijos proceso ir peletizacijai
naudotų pagalbinių medžiagų įtaką pelečių su sausaisiais augaliniais eks- traktais technologiniam funkcionalizavimui.
Uždaviniai:
1. Įvertinti ir palyginti sausųjų vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų lapų ekstraktų technologines savybes;
2. Įvertinti sausųjų vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių ša- lavijų lapų ekstraktų antioksidacinį aktyvumą.
3. Nustatyti drėkinamojo skysčio (vandens) įtaką ekstruzijos-sferoi- dacijos procesui gaminant peletes su vaistinių čiobrelių, didžiųjų dil- gėlių ir vaistinių šalavijų lapų sausaisiais ekstraktais ir naudojant pagalbines me- džiagas mikrokristalinę celiuliozę ir mikrokristalinės celiuliozės derinį su laktoze;
4. Nustatyti drėkinamojo skysčio (etilakrilato ir metilmetakrilato kopo- limero suspensijos) įtaką pelečių technologiniam funkcionalizavimui ir fe- nolinių junginių atpalaidavimui;
5. Įvertinti metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopo- limero apvalkalo kiekio įtaką fenolinių junginių atpalaidavimui iš pelečių in
vitro;
Ginami teiginiai.
1. Drėkinamieji skysčiai (etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero suspensija bei vanduo), pagalbinės medžiagos (mikrokristalinė celiuliozė ir laktozė) ir sferoidacijos laikas reikšmingai veikia pelečių su sausaisiais au- galiniais ekstraktais ekstruzijos – sferoidacijos procesą ir galutinės farma- cinės formos kokybę.
2. Etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimeras, kuris yra naudojamas kaip fenolinių junginių atpalaidavimą pailginanti pagalbinė medžiaga kietose farmacinėse formose, gali gerinti pelečių fizikomechaninines savybes ir pa- ilginti fenolinių junginių atpalaidavimą iš sausųjų augalinių ekstraktų pa- gamintų pelečių.
Mokslinio darbo naujumas.
Ekstruzijos–sferoidacijos proceso veikmė pelečių su sintetinėmis medžia- gomis funkcionalizavimui yra plačiau ištirta nei pelečių su sausaisiais auga- liniais ekstraktais. Todėl tyrimo objektu buvo pasirinktas kompleksinis blo- gai birus miltelių mišinys iš sausųjų vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų žaliavų ekstraktų, kurių dalelių ilgis bei sferiškumas reikšmingai skyrėsi. Nustatyta, kad formuojant peletes iš šių ekstraktų mi- šinio, tikslinga gamybai naudoti ne vienkomponentę pagalbinę medžiagą – mikrokristalinę celiuliozę, bet jos derinį su laktoze. Naudojant pelečių ga- mybai mikrokristalinės celiuliozės ir laktozės derinį reikia 23,25±1,77 % (p<0,05) mažiau drėkinamojo skysčio tinkamai pelečių masei gauti nei gaminant peletes su mikrokristaline celiulioze. Naudojant mažesnį drė- kinamojo skysčio kiekį, ekstruzijos-sferoidacijos drėkinimo etapo trukmė y- ra trumpesnė, dėl to sutrumpėja peletizacijos procesas. Etilakrilato ir metil- metakrilato kopolimero suspensija pirmą kartą buvo pritaikyta kaip pa- galbinė medžiaga gaminant peletes iš sausųjų augalinių ekstraktų eks- truzijos – sferoidacijos metodu. Pagamintos peletės buvo mažai dilios, sfe- riškos ir tinkamų birumo charakteristikų. Farmacijos pramonėje šis kopoli- meras yra naudojamas dėl to, kad santykinai nedidelio kiekio (iki 10-15 % farmacinėje formoje) užtenka norint pagaminti pailginto atpalaidavimo for- mas.
Metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimeras, ku- rio tirpimas priklausomas nuo terpės pH reikšmės, pirmą kartą pritaikytas pelečių, pagamintų su sausaisiais augaliniais ekstraktais, dengimui. Šis ko- polimeras yra naudojamas uždelsto atpalaidavimo farmacinių formų gamy- boje (dengimo procesui) kaip veikliųjų junginių atpalaidavimą modifi- kuojanti medžiaga. Mūsų tyrimai parodė, kad etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero suspensija gali būti naudojama kaip miltelių birumo charak- teristikas gerinanti medžiaga bei drėkinamasis skystis peletizuojant sausuo- sius augalinius ekstraktus, tačiau ji nėra fenolinių junginių atpalaidavimą pailginanti medžiaga peletėse, pagamintose su vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų lapų ekstraktų mišiniu.
Praktinė ir teorinė reikšmė.
Įvertintos tirtųjų sausųjų augalinių ekstraktų technologinės savybės ir pa- rinktos pagalbinės medžiagos, gerinančios ekstraktų birumo charakteristikas ir tinkamos naudoti kokybiškų pelečių gamybai. Nustatyta, kad pagalbinė medžiaga metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolime- ras, priešingai nei etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero suspensija, gali būti naudojamas modifikuoto atpalaidavimo pelečių gamybai su vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų lapų ekstraktais. Šio kopoli-
mero tirpumas šarminėje terpėje yra tolygesnis lyginant su kitais akrilato kopolimerais.
Nustatyta, kad etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero suspensija nėra tinkama kaip pagalbinė fenolinių junginių atpalaidavimą pailginanti medžia- ga, gaminant peletes su vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šala- vijų lapų sausaisiais ekstraktais bei mikrokristaline celiulioze ir laktoze. Etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero suspensija reikšmingai pagerino sausųjų augalinių ekstraktų mišinio birumo savybes, todėl ją tikslinga naudoti kaip drėkinantį skystį ekstruzijos – sferoidacijos metu. Tinkamas drėkinamojo skysčio kiekis suteikia pelečių masei plastiškumo ir leidžia prasiskverbti pro ekstruderio plokštelės angas bei įgauti apvalią formą.
Įvertinus technologinių veiksnių įtaką (drėkinamojo skysčio kiekio ir sfe- roidacijos laiko) ekstruzijos – sferoidacijos metodu gaminant peletes iš sau- sųjų augalinių ekstraktų mišinio, nustatytos gamybos sąlygos užtikri- nančios reikiamomis fizikomechaninėmis savybėmis (sferiškumas 0,85 ±0,01, dilumas 0,01±0,04 %, tvirtumas 13,52 ± 0,6 N) pasižyminčių pelečių gamybą.
Darbo rezultatų aprobavimas.
Disertacijos tyrimų rezultatai pristatyti 3 tarptautinėse mokslinėse konferencijose (5-oje tarptautinėje mokslinėje konferencijoje „The Vital na- ture sign“: Kaunas, Lietuva, 2011 m. gegužės 19-21 d, Vytauto Didžiojo universitetas; 6-oje tarptautinėje mokslinėje konferencijoje „The Vital na- ture sign“: Kaunas, Lietuva, 2012 m. birželio 1-4 d, Vytauto Didžiojo universitetas; 40-oje tarptautinėje mokslinėje konferencijoje „Drug synthe- sis and analysis“: Brno, Čekija, 2011 m rugsėjo 12-14). Tyrimų tematika paskelbtos 2 publikacijos moksliniuose straipsniuose.
Darbo apimtis ir struktūra.
Disertaciją sudaro įvadas, literatūros apžvalga, tyrimo objektai ir meto- dai, rezultatai ir jų aptarimas, apibendrinimas, išvados, literatūros sąrašas (154 šaltiniai), disertacijos tema paskelbtų publikacijų sąrašas, disertantės gyvenimo aprašymas, mokslinių publikacijų disertacijos tema kopijos, san- trauka ir padėka. Darbe yra 9 lentelės ir 15 paveikslų. Disertaciją sudaro 113 puslapių.
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Ekstruzijos-sferoidacijos metodo taikymas pelečių gamyboje
Peletizacijai ekstruzijos–sferoidacijos metodu nereikalinga sudėtinga a- paratūra. Teisingai nustačius technologinius veiksnius (aparatūros para- metrus, veikliąsias ir pagalbines medžiagas, drėkinamąjį skystį) yra paga- minamas kokybiškas galutinis produktas. E-S yra daugiapakopis procesas, nes gaunamas tarpinis produktas, dėl to reikalingi didesni gamybos kaštai nei tabletavimo procese. Nuo 8 dešimtmečio pabaigos E-S metodas paplito farmacijos pramonėje, todėl padidėjo mokslininkų susidomėjimas šį procesą įtakojančių veiksnių analize [59, 80, 132].
E-S procesas sudarytas iš skirtingų technologinių etapų: maišymo, drė- kinimo, ekstruzijos, sferoidacijos ir džiovinimo [16, 59].
Maišymo ir drėkinimo etapuose svarbu procesą vykdyti esant vienodam maišymo ir drėkinimo greičiui, kad drėgna masė būtų homogeniška [59]. Nustatyta, kad maišytuvo tipas, veikliųjų ir pagalbinių medžiagų savybės, drėkinamasis skystis, maišymo ir drėkinimo laikas įtakoja šiuos procesus [59, 112].
Pagaminti ekstrudatai turi būti tinkamo plastiškumo, kad deformuotųsi, per daug plastiški ekstrudatai gali prilipti prie sferoidatoriaus arba aglo- meruotis tarpusavyje sferoidacijos metu [59, 147]. Formuojant ekstrudatus drėkinamasis skystis atlieka rišiklio funkciją ir slidiklio funkciją, išspau- džiant drėgną masę per plokštelės angas [75]. Ekstruderio sraigto tipas, greitis, plokštelės angų dydis ir tankumas, ekstruzijos temperatūra lemia ekstrudatų kokybę [59].
Sferoidacijos metu ekstrudatai perkeliami ant sferoidatoriuje besisu- kančios frikcinės lėkštės, kurioje ekstrudatai suskyla į mažesnius cilindrus ir suapvalėja [59, 112, 147]. Ekstrudatai, veikiant išcentrinei, trinties, tamprio jėgoms, suskyla į mažesnes daleles dėl sąveikos su frikcine lėkšte, sferoi- datoriaus siena ir kitomis dalelėmis. [61, 75]. Sferoidatoriaus tipas, apkrova, greitis ir sferoidacijos laikas įtakoja pelečių fizikomechanines savybes [59].
Tyrėjai pasiūlė du pelečių susiformavimo būdus sferoidatoriuje. Pagal Rowe teoriją, plastiški cilindrai suapvalėja dėl trinties jėgų. Pirma suap- valėja cilindrų galai, tada įgauna svarmenio formą (angl. dumb-bell), kurie virsta elipse, o pastarieji – į sferas (žr. 1.1.1. pav.).
Baert ir Remon praplėtė Rowe teoriją. Pelečių susiformavimą lemia ne tik trinties, bet ir sukamosios jėgos. Pirminiai cilindrai įgauna „C“ formą suapvalėjusiais galais, o svarmens formos dalelė suskyla į dvi netaisyklingas sferas, kurios veikiamos jėgų pavirsta į sferas (žr. 1.1.1. pav.) [80].
1.1.1. pav. Skirtingi pelečių susiformavimo būdai.
Viršutinėje eilutėje pagal Rowe teoriją: I – cilindras, II – cilindras suapvalėjusiais galais, III – svarmens forma, IV – elipsė, V – sfera. Apatinėje eilutėje pavaizduota pelečių
kaita pagal Baert ir Remon teoriją: I – cilindras, II – virvė, III – svarmens forma, IV – sfera su įduba, V – sfera. (Pav. perspausdintas iš [80])
Paskutinis technologinis etapas yra džiovinimas, kurį galima atlikti kam- bario temperatūroje, krosnelėje arba mikrobangų krosnelėje. Pelečių koky- biniai rodikliai priklauso nuo džiovinimo tipo, temperatūros ir laiko [59].
E-S procesas yra daugiapakopis, susidedantis iš maišymo, drėkinimo, ekstruzijos, sferoidacijos ir džiovinimo etapų. E-S technologiniai etapai įta- koja pelečių dydį, išvaizdą, sferiškumą, atsparumą traiškymui, dilumą, veik- liųjų medžiagų atpalaidavimą, stabilumą ir kitus kokybinius rodiklius.
1.2. Ekstruzijos-sferoidacijos proceso veiksniai, įtakojantys pelečių kokybę
Gaminant peletes E-S metodu būtina atsižvelgti į veikliųjų ir pagalbinių medžiagų fizikines savybes bei tinkamai parinkti E-S sudėtinių etapų tech- nologinius parametrus, dėl to pagreitėja E-S procesas, pagerinama galutinio produkto kokybė ir išeiga [59, 102].
Veikliųjų ir pagalbinių medžiagų tirpumas lemia drėkinamojo skysčio
kiekį, kuris reikalingas suformuoti tinkamos kokybės peletėms [133, 147]. Pelečių dydis ir pelečių gamybos proceso atkartojamumas priklauso nuo veikliųjų ir pagalbinių medžiagų tirpumo drėkinamajame skystyje – tirpi pe- lečių masė įtakoja mažesnį gamybos proceso atkartojamumą ir tinkamo dy- džio frakcijos kiekį, galutinio produkto išeiga sumažėja [133]. Jei veik- liosios ar pagalbinės medžiagos yra tirpios drėkinamajame skystyje, padi- dėja drėkinamojo skysčio tūris, santykis su pelečių mase, ir tai gali įtakoti masės perdrėkinimą bei aglomeratų formavimąsi arba lipimą prie sferoi-
datoriaus [88, 123, 147]. Kuo mažesnis veikliųjų ir pagalbinių medžiagų tirpumas drėkinamajame skystyje, tuo daugiau drėkinamojo skysčio reikia norint gauti tinkamą drėgną masę. [91]. Derinant hidrofilinius polimerus su netirpiomis pagalbinėmis medžiagomis, pagaminamos sferiškos peletės [18]. Pelečių kokybei turi įtakos veikliųjų ir pagalbinių medžiagų santykis [105]. Dažniausiai pagalbinės medžiagos sudaro nuo 70 iki 80 procentų pe- lečių gamybai skirtos masės, tai užtikrina sferiškų ir kokybiškų pelečių susi- formavimą [88, 112].
Veikliųjų ir pagalbinių medžiagų dalelių dydis lemia drėgnos masės
ekstruziją ir pelečių sferiškumą. Drėgnos masės suformavimui su dides- nėmis laktozės dalelėmis reikėjo mažiau drėkinamojo skysčio – vandens [61]. Panašios cheminės struktūros ir fizinių savybių medžiagos gali sufor- muoti drėgnas mases, kurių skirtinga skvarba pro ekstruderio plokštelės an- gas įtakoja skirtingo dydžio ir sferiškumo galutinių produktų susidarymą [143]. Nustatyta, kad gamybai naudojant skirtingo tipo tą pačią medžiagą, gautos nevienodo dydžio, sferiškumo ir veikliųjų medžiagų atpalaidavimo profilio peletės [147]. Naudoti skirtingi mikrokristalinės celiuliozės Avicel® tipai lėmė skirtingą veikliųjų medžiagų atpalaidavimo greitį. Panaudoti Avicel® RC ir Avicel® CL tipai sulėtino veikliųjų medžiagų atpalaidavimą lyginant su Avicel® 101 [104]. Panašios medžiagos, pagamintos skirtingų gamintojų įtakoja pelečių charakteristikas. Newton ir kt. nustatė, jog skir- tingų gamintojų MC (Avicel® PH 101, Emcocel® ir Unimac® MG) lėmė skirtumus produkto dydžio pasiskirstyme ir sferiškume, peletes gaminant tomis pačiomis sąlygomis [101].
Drėkinamasis skystis ir jo kiekis. Gaminant peletes, dažniausiai nau-
dojamas drėkinamasis skystis yra vanduo arba vandens ir etanolio mišiniai. Tinkamas drėkinamojo skysčio kiekis suteikia pelečių masei plastiškumo ir leidžia prasiskverbti pro ekstruderio plokštelės angas bei įgauti apvalią for- mą [147]. Drėkinamojo skysčio kiekis įtakoja pelečių dydžio pasiskirstymą ir tvirtumą. Padidėjęs tvirtumas gali lemti lėtesnį veikliųjų medžiagų atpa- laidavimą in vitro [59, 132]. Nepakankamas masės sudrėkinimas lemia dul- kėtumą ir nesudrėkintus miltelius sferoidacijos metu. Per didelis drėki- namojo skysčio kiekis įtakoja masės perdrėkinimą ir dalelių aglomeraciją sferoidacijos metu dėl skysčio pertekliaus ant ekstrudatų paviršiaus [123, 147]. Didesnis drėkinamojo skysčio kiekis lemia didesnių pelečių susida- rymą [17, 132].
Ekstruderio plokštelės angų dydis ir tankumas. Ekstruderio plokštelę
apibūdinančios charakteristikos yra dvi – angų diametras ir angų tankumas. Keičiant vieną iš parametrų, galima įtakoti ekstrudatų bei pelečių kokybės rodiklius. Plokštelės angų dydis tiesiogiai įtakoja pelečių dydį – didesnis an- gų diametras lemia didesnių pelečių susiformavimą, gaminant vienodomis
sąlygomis. Didesnį ekstrudatų paviršiaus grubumą (kitaip „ryklio oda“) ir silpną ekstrudatų sukibimą tarpusavyje lėmė mažesnis angų tankumas plokštelėje, didelis angų tankumas – lygaus paviršiaus ir vientisus ekstru- datus [59, 111, 147].
Sferoidatoriaus frikcinės lėkštės sukimosi greitis ir sferoidacijos laikas. Frikcinės lėkštės sukimosi greitis turi būti pastovus sferoidacijos
metu. Sferoidatoriaus greitis gali kisti nuo 400 iki 2900 kartų per minutę [61, 74, 112]. Dažniausiai taikomas greitis yra apie 1000 k/min [119, 132, 133]. Sferoidatoriaus greitis įtakoja pelečių dydį, tvirtumą ir sferiškumą. Di- desnis greitis suteikia peletėms didesnį sferiškumą ir tvirtumą bei mažesnį dilumą [123, 149]. Sferoidatoriaus greitis turi būti optimalus, nes per mažo greičio gali neužtekti suapvalinti peletes iki tinkamo sferiškumo, o per di- delis greitis gali lemti pelečių aglomeraciją [102, 147]. Nustatyta, kad tai- kant ilgesnį sferoidacijos laiką peletėms su MC, susiformavo mažesnės, sfe- riškesnės ir biresnės peletės [59, 112, 147].
E-S proceso eigą ir galutinio produkto kokybę įtakoja veikliųjų ir pa- galbinių medžiagų fizikinės savybės (tirpumas vandenyje, dalelių dydis ir kt.), drėkinamojo skysčio prigimtis bei kiekis, E-S naudojamos įrangos tech- niniai parametrai (ekstruderio plokštelės angų dydis ir tankumas) ir įrangos nustatymai (frikcinės lėkštės sukimosi greitis ir sferoidacijos laikas).
1.3. Pagalbinės medžiagos naudojamos ekstruzijai-sferoidacijai
Nustatyta, kad pagalbinės medžiagos naudojamos pelečių gamybai E-S metodu turi suteikti peletėms sferiškumą, mažą dydžio pasiskirstymą, lygų paviršių, atsparumą mechaninei jėgai, mažą dilumą ir pageidaujamas veik- liųjų medžiagų atpalaidavimo savybes. Pagalbinės medžiagos kiekis ir sa- vybės reikšmingai įtakoja galutinio produkto išeigą. Pagalbinė medžiaga turi derėti su daugeliu veikliųjų medžiagų, būti tinkama pelečių gamybai, kai naudojamas didelis veikliųjų medžiagų kiekis (iki 80 %). Gaminant peletes kaip drėkinamasis skystis dažnai yra naudojamas vanduo. Pagalbinė me- džiaga pelečių gamyboje turėtų būti naudojama viena, be kitų pagalbinių medžiagų [46].
Augalinės kilmės pagalbinės medžiagos yra dažniausiai naudojamos
kaip pagalbinės medžiagos peletizacijai E-S metodu.
Mikrokristalinė celiuliozė yra dažniausiai naudojama pagalbinė me-
džiaga, gaminant peletes E-S metodu. Celiuliozė yra natūraliai gamtoje ran- damas biopolimeras, sudarytas iš ilgų bevandenės D-gliukopiranozės mono- merų. Celiuliozė yra netirpi vandenyje ir daugelyje kitų tirpiklių [106].
MC suteikia drėgnai masei tinkamas reologines savybes, įtakojančias sklandžią E-S eigą [7, 122]. MC rišamosios savybės suteikia tinkamą drėg- nos masės sudėtinių dalių sukibimą. MC gali sugerti ir išlaikyti didelį van- dens kiekį dėl didelio paviršiaus ploto ir aukšto vidinio poringumo, taip pagerinant drėgnos masės plastiškumą, palengvinant ekstruziją ir sferoi- daciją. MC kontroliuodama vandens judėjimą drėgnoje masėje neleidžia atsiskirti dalelėms ekstruzijos arba sferoidacijos metu [26, 67]. Fielden ir kt. pasiūlyta teorija aiškinanti MC ir vandens sąveiką yra „molekulinės kem- pinės”, kurioje teigiama, jog MC vandenį savo struktūroje išlaiko panašiai kaip kempinė [56]. Ekstruzijos metu iš MC vidinės struktūros vanduo yra išspaudžiamas kaip iš kempinės, vanduo atlieka slidiklio funkciją. Po eks- truzijos MC kempinių tūris padidėja, dėl to ekstrudatai atrodo sausi ir trapūs, tai palengvina dalelių skilimą per pradinę sferoidacijos fazę. Vėliau MC „kempinės” sutankinamos dėl trinties tarpusavyje, su frikcinės lėkštės paviršiumi ir sferoidatoriaus sienomis, o vanduo esantis ekstrudatų pavir- šiuje palengvina proceso eigą [46, 106]. Kleinebudde MC fenomeną aiškina kita teorija – „kristalitų-gelio modeliu”. MC dalelės yra susmulkinamos į mažesnius vienetus ir dėl vandens dalinai susijungia į vieną kristalitą E-S metu [46]. Susidarę kristalitai ir poringos dalelės suformuoja vientisą į gelį panašų tinklą MC struktūroje ir imobilizuoja vandenį. Optimalus vandens kiekis suteikia geliui tvirtumo ir palengvina E-S procesą [46, 78]. Dėl van- dens ir MC sąveikos, pagamintos peletės yra sferiškos, mažai dilios ir ly- gaus paviršiaus. MC turi kitų technologiniam procesui svarbių privalumų – tinkamas vandens kiekis gali kisti plačiame intervale kaip ir kiti proceso parametrai, ir dėl to pelečių kokybė neprastėja [46].
Tarp MC ir kelių veikliųjų medžiagų (ranitidinas, ketorolakas ir kt.) yra nustatyta cheminė nedermė [11, 19]. Nustatyta, kad nekokybiškas galutinis produktas gaunamas gaminant peletes su MC dėl šios pagalbinės medžiagos netirpumo. Ant MC pluoštų galima veikliųjų medžiagų adsorbcija [6]. Reikšmingas pelečių su MC trūkumas yra pailgėjęs veikliųjų medžiagų at- palaidavimas naudojant sunkiai tirpias veikliąsias medžiagas su MC, tai gali įtakoti nevisiškas pelečių suirimas. Didinant MC kiekį peletėse su sunkiai tirpia veikliąja medžiaga, lėtėja veikliosios medžiagos atpalaidavimas iš pe- letės [63]. Tai yra svarbu gaminant skrandyje neirias arba žarnynui skirtas peletes, kai siekiama greito vaisto atpalaidavimo tam tikroje virškinamojo trakto vietoje [46]. Dažniausiai naudojamas MC tipas yra Avicel® 101, vidutinis dalelių dydis 50 μm. Kiti MC tipai skiriasi dalių dydžiu, drėgmės kiekiu, laisvuoju suberiamuoju tankiu. Nustatyta, kad Avicel® 101 pagrindu pagamintos peletės pasižymėjo didesniu sferiškumu ir mažesniu Carr in- deksu lyginant su peletėmis, pagamintomis naudojant Avicel® 102 [6]. Peletės, pagamintos naudojant celiuliozės miltelius (Elcema P100), pasi-
žymėjo mažesniu diametru, didesniu dydžio pasiskirstymu nei peletės su Avicel® 101. Pelečių sferiškumo skirtumas nebuvo statistiškai reikšmingas. Peletės su Avicel® 101 buvo biresnės (dėl didesnio dalelių dydžio) ir ly- gesniu paviršiumi, tačiau lėčiau atpalaidavo veikliąją medžiagą [7].
Celiuliozės milteliai gaminami iš tos pačios pradinės medžiagos kaip ir
MC, neatliekant dalinės rūgštinės hidrolizės, tai lemia aukštą polimeri- zacijos laipsnį, grandinių susidarymą iš įvairių kristalinių ir amorfinių dale- lių. Nustatyta, kad peletės pagamintos su celiuliozės milteliais būna nely- gaus paviršiaus ir skirtingų dydžių. Celiuliozės milteliai neišlaiko savo struktūroje vandens, todėl ekstruzijos metu drėgna masė išsausėja ir už- kemša ekstruderio plokštelės angas [6]. E-S naudojami ir pusiau sintetiniai celiuliozės dariniai – hidroksimetilceliuliozė ir hidroksipropilceliuliozė, bet šios medžiagos turi trūkumų: drėkinamasis skystis – organinis tirpiklis, pa- gamintos peletės dažnai yra nekokybiškos [46, 106].
Pagalbinės medžiagos, naudojamos su mikrokristaline celiulioze. No-
rint sumažinti MC trūkumus, naudojamos kitų rūšių pagalbinės medžiagos: užpildai (laktozė, dikalcio difosfatas, manitolis, krakmolas ir jo dariniai, gliukozė, β-ciklodekstrinas [10, 47, 148], dezintegrantai (natrio kroskar- meliozės druska, natrio krakmolo glikolatas), paviršiui aktyvios medžiagos (natrio lauril sulfatas, polietilenglikolis, polisorbatas 80, glicerolio mono- stearatas) [19, 46]. Dažnai formuojant pelečių masę naudojamas disa- charidas laktozė dėl gero jo tirpumo vandenyje, cheminės dermės su veik- liosiomis medžiagomis ir MC [10, 113]. L naudojama kaip užpildas, tirpi pagalbinė medžiaga ar kaip veiklioji medžiaga kartu su MC arba su MC ir kitų pagalbinių medžiagų deriniu [12, 106]. Monosacharidai kaip gliukozė, manitolis ir sorbitolis taip pat naudojami kaip veikliosios medžiagos arba užpildai, gaminant peletes su MC. Naudojant pelečių gamybai tirpius sa- charidus su MC, sumažinamas drėkinamojo skysčio kiekis reikalingas drėg- nai masei gauti [106].
Krakmolas ir krakmolo dariniai. Vieno krakmolo nepakanka norint
pagaminti kokybiškas peletes. Būtina naudoti kitas pagalbines medžiagas – MC ar L. Modifikuoto krakmolo dariniai užtikrina pelečių sferiškumą ir greitą veikliųjų medžiagų atpalaidavimą. Modifikuoto krakmolo gamyba yra daugiapakopė ir sudėtinga (gelatinizacija, fermentinis skaidymas) [46], todėl padidėja galutinio produkto kaštai.
Alginatas – natūraliai jūrų dumbliuose aptinkamas linijinis polisa-
charidas, kuris naudojamas kartu su MC, chitosanu, pektinu, etilceliulioze ir akrilato kopolimerais pelečių gamybai [5, 23, 106]. Alginatui būdinga biologinė dermė, lengvas suirimas. Alginatas yra netoksiškas. Šios medžia- gos įterpimas į pelečių sudėtį suteikia nemalonias organoleptines savybes,
be to jį naudojant pelečių gamyboje yra ribotas drėkinamųjų skysčių pasi- rinkimas (negalima naudoti vandens) [5, 106].
Chitosano tirpumas vandenyje priklauso nuo terpės pH reikšmės: tirpus
rūgštinėje aplinkoje, bet netirpsta šarminėje. Chitosano panaudojimas pele- čių gamyboje yra ribotas, dažniausiai reikia derinti su kitu polimeru (algi- natu ar hidroksimetilceliulioze) arba rišikliu [46, 120, 129].
Karageninas – tai natūralus iš dumblių gaunamas labai brinkus polisa-
charidas. Κ-, ι-, λ- karageninai skiriasi tirpumu, brinkimu ir sąveika su jonais. Peletizacijai naudojamas κ- karageninas. Gaminant peletes su šiuo polimeru reikia naudoti ir kitus užpildus (laktozę, manitolį ar kt.). Drė- kinamuoju skysčiu gali būti vanduo. Nustatyta, kad gaminant peletes su karageninu, pagaminamos sferiškos ir panašaus dydžio peletės. Svarbiausias karagenino privalumas lyginant su MC – greitas pelečių suirimas neatsi- žvelgiant į veikliųjų medžiagų tirpumą. Κ- karageninas yra jautrus karščiui, todėl peletėms reikia specialių džiovinimo sąlygų [141, 142].
Pektinai – vandenyje brinkūs, gelį formuojantys polisacharidai, sudaryti
iš poligalakturono rūgšties. Pektino rūgšties dariniai skiriasi metoksi ir ami- dinių grupių skaičiumi, įtakojančiu skirtingą tirpumą vandenyje, dėl šios priežasties vanduo yra netinkamas drėkinamasis skystis, nes drėgna masė išbrinksta ir užkemša ekstruderio plokštelės angas. Kitos pagalbinės me- džiagos (etanolis, kalcio chloridas, citrinų rūgštis) sumažina brinkumą, tačiau suformuojamos nekokybiškos peletės. Papildomos pagalbinės me- džiagos ir procesų skaičius apsunkina E-S bei didina galutinio produkto kaš- tus [46]. Dažniau naudojami pektino rūgšties dariniai, kuriems nereikia pa- pildomų pagalbinių medžiagų ir pagamintos peletės yra kokybiškos [140].
Sintetinės pagalbinės medžiagos negali būti naudojamos vienos pelečių
gamybai E-S metodu, reikalingos kitos pagalbinės medžiagos.
Carbopol® dervos – tai brinkūs ir stingstantys akrilinės rūgšties polime-
rai, kurie tampa tąsūs dėl vandens poveikio ir dėl to ribojamas jų naudo- jimas peletizacijoje. Nustatyta, kad Carbopol® ir MC mišinio tąsumą suma- žina stiprūs elektrolitai, pavyzdžiui kalcis. Nustatyta, kad pagaminamos kokybiškos peletės, naudojant didesnį polimero ir vandens kiekį, mažesnį kalcio chlorido kiekį, lėčiau ir ilgiau atliekant sferoidaciją. Polimeras mo- difikuoja veikliųjų medžiagų atpalaidavimą iš pelečių, padidinus Carbopol® kiekį – lėtėja atpalaidavimas [100]. Atpalaidavimą iš pelečių su Carbopol® įtakoja veikliųjų ir kitų pagalbinių medžiagų tirpumas (tirpesnės medžiagos yra atpalaiduojamos greičiau), eletrolitinis stiprumas (neelekrolitai atpa- laiduojami greičiau nei silpnai šarminės medžiagos), pH reikšmė (neutralios medžiagos atpalaiduojamas greičiau) [109].
Eudragit® – tai akrilato kopolimerai, kurie naudojami kaip rišikliai, drė-
kinamieji skysčiai ir atpalaidavimą modifikuojančios medžiagos pelečių ga-
mybai. Atlikti tyrimai su įvairių rūšių Eudragit® polimerais (RS, RL, L, NE) rodo, kad peletėms pagaminti buvo reikalingi MC ir kiti užpildai arba plas- tifikatorius. Pagamintos peletės buvo kokybiškos, tačiau ne visais atvejais užtikrino modifikuotą veikliųjų medžiagų atpalaidavimą (gamybai naudo- jant Eudragit® S 100 peletės nebuvo pailginto atpalaidavimo) [106]. Kiti Eudragit® polimerai (L, S, RS PO, RL PO) peletizacijai yra naudojami su polivinilpirolidono užpildu ir plastifikatoriumi [1, 95]. Mehta ir kt. nustatė, jog veiklioji medžiaga iš pelečių su Eudragit® L arba S polimerais atpa- laiduojama dėl pelečių matricos paviršinės erozijos [95]. Kiti tyrėjai nurodė, kad pagamintos sferiškos, panašaus dydžio peletės. Gamybos procesui įta- kos neturėjo veikliosios medžiagos (ibuprofeno) arba drėkinamojo skysčio kiekis bei polimero tipas, bet nustatyta, kad Eudragit® RS, RL ir PO neįta- kojo veikliosios medžiagos atpalaidavimo greičio iš pelečių [1].
Polivinilpirolidono polimeras naudojamas E-S kaip rišiklis sausoje
miltelių formoje arba ištirpintas drėkinamajame skystyje. Polivinilpirolido- no polimeras sumažina drėkinamojo skysčio (vandens) kiekį reikalingą drėgnai masei išgauti, palengvina ekstruziją ir užtikrina sferiškų, panašaus dydžio pelečių gavimą. Veikliųjų medžiagų atpalaidavimo greitis iš paga- mintų pelečių priklauso nuo polivinilpirolidono kiekio [106].
Pelečių gamybai E-S metodu naudojamos augalinės kilmės pagalbinės medžiagos (mikrokristalinė celiuliozė, krakmolas ir krakmolo dariniai, algi- natas ir kt.), iš kurių dažniausia pritaikoma mikrokristalinė celiuliozė, nes šią pagalbinę medžiagą galima naudoti vieną, drėkinamasis skystis nau- dojamas vanduo ir pagaminamos kokybiškos peletės. Sintetinės pagalbinės medžiagos (Carbopol® dervos, akrilato kopolimerai, polivinilpirolidono po- limeras) dažniausiai naudojamos kaip veikliųjų medžiagų atpalaidavimą modifikuojančios medžiagos, bet šių medžiagų pritaikymui peletizacijos procesui reikalingos kitos pagalbinės medžiagos.
1.4. Pelečių gamyba su sausaisiais augaliniais ekstraktais ekstruzijos-sferoidacijos metodu
Literatūroje plačiai nagrinėjama pelečių gamyba naudojant chemines veikliąsias medžiagas [59, 147], tyrimų atliktų naudojant augalinės žaliavos ekstraktus nėra daug [13, 61].
Pranskūnienė ir kt. nustatė, kad peletės yra tinkamiausias tarpinis techno- loginis produktas, norint užtikrinti sausųjų augalinių ekstraktų stabilumą; peletizacija mažina produkto drėgmės absorbciją iš aplinkos [116]. Nu- statyta, kad iš MC ir ginkmedžių lapų, gudobelių vaisių ir sukatžolių žolių sausųjų ekstraktų mišinio pagamintos peletės buvo kokybiškos (sferiškos,
mažai dilios, birios ir kt.), drėkinamasis skystis buvo naudotas etanolio ir vandens mišinys. Įterpus daugiau nei 30 procentų sausųjų augalinių eks- traktų į pelečių formuluotę, nebuvo įmanoma gauti tinkamos drėgnos masės ekstruzijai [58]. Kapsuliuotos peletės išliko stabilios ilgalaikio saugojimo metu ir buvo atsparios temperatūrai ir drėgmei [117]. Sausųjų augalinių ekstraktų peletizacija E-S metodu yra tinkamas būdas išspręsti augalinių ekstraktų prasto birumo bei higroskopiškumo problemas [13] ir padidinti veikliųjų medžiagų stabilumą [40, 131].
Vienas svarbiausių veiksnių E-S yra tinkamos pagalbinės medžiagos ar jų derinių parinkimas [46]. Tarp augalinių ekstraktų ir tam tikrų pagalbinių medžiagų gali būti sąveika, kuri gali lemti veikliųjų medžiagų mažesnį bioprieinamumą arba sumažėjusį stabilumą. MC (Avicel® 102) derėjo su tradicinėje kinų medicinoje naudojamais sausaisiais augaliniais ekstraktais. Cham ir kt. tyrė įvairių E-S veiksnių (drėkinamojo skysčio vandens kiekio, ekstruderio angų dydžio, sferoidacijos laiko ir greičio) įtaką sausųjų auga- linių ekstraktų pelečių sferiškumui ir tinkamo dydžio frakcijai. Peletės pa- gamintos su Avicel® 102 buvo sferiškesnės lyginant su peletėmis paga- mintomis naudojant modifikuotą ryžių krakmolą (Era-Tab®) arba L. Eks- truderio plokštelės angų dydis ir sferoidacijos greitis reikšmingai įtakojo pelečių su Avicel® 102 sferiškumą, naudojant plokštelę su didesniu angų diametru (1,5 mm) ir padidinus sferoidacijos greitį (900 k/min) galima gauti kokybiškesnes peletes [25]. Kiti tyrėjai naudojo MC, L ir polivinilpirolidoną pelečių gamybai, pasirinktas drėkinamasis skystis buvo etanolinis Pietų Amerikos tropikų augalo Pothomorphe umbellata žaliavos ekstraktas. Gau- tos peletės buvo mažai dilios ir gauta didelė tinkamo dydžio frakcija, padi- dintas veikliosios medžiagos (4-nerolidylkatecholio) fotostabilumas [40]. Panašus gamybos būdas taikytas gaminant antidiabetiniu poveikiu pasi- žyminčio augalo Englerina Lecardii žaliavų peletes – MC buvo drėkinama šio augalo žaliavos etanoliniu ekstraktu. Gautos kokybiškos peletės buvo sukapsuliuotos [8].
Gao ir kt. nustatė, kad sausiesiems augaliniams ekstraktams, kurių kiekis peletėse yra nuo 2 arba 5 procentų ir naudojant santykinai mažą drėki- namojo skysčio kiekį, pagaminamos nekokybiškos peletės (dauguma galu- tinio produkto sudaro „C“ formos cilindrų arba svarmens formos dalelės) [61], tai yra tarpinė pelečių forma tarp ekstrudato ir pelečių pagal Baert ir Remon teoriją [80]. Naudojant 30 arba 70 procentų sausųjų augalinių eks- traktų pelečių gamyboje ir didesnį vandens kiekį, gauta perdrėkinta masė, dėl to galutiniai produktai buvo pelečių aglomeratai. Optimali pelečių ga- mybos sudėtis gauta gamybai naudojant 10 procentų sausųjų augalinių ekstraktų ir 90 procentų pagalbinių medžiagų. Pagamintos kokybiškos pe- letės, pasižyminčios didele tinkamo dydžio frakcija (apie 90 %), sferiškos ir
birios. Kokybiškų pelečių pagalbinės medžiagos MC ir drėkinamojo skysčio kiekio santykis buvo 1:1,5. Kokybinių rodiklių skirtumai tarp skirtingų sau- sųjų augalinių ekstraktų pelečių buvo nereikšmingi, tik pelečių dilumas be- veik visais atvejais buvo daugiau nei 1 % [61].
Pelečių gamyba E-S metodu yra tinkamas būdas norint pagerinti auga- linių ekstraktų technologines savybes bei padidinti stabilumą. Mikrokris- talinė celiuliozė yra dažniausiai naudojama pagalbinė medžiaga pelečių su augaliniais ekstraktais gamybai, nes gaunamos sferiškos, birios, mažo dilu- mo peletės.
1.5. Akrilato kopolimerų panaudojimas ekstruzijoje-sferoidacijoje ir modifikuoto atpalaidavimo farmacinių formų gamyboje
Akrilato kopolimerai (Eudragit®) – tai patentuota farmacijos pramonei skirta produktų grupė, sudaryta iš akrilinės arba metakrilinės rūgšties es- terių. Akrilato kopolimerųfizikochemines savybes įtakoja neutralios, šarmi- nės arba rūgštinės grupės ir jų kiekis [51, 98]. Akrilato kopolimerų tirpumą įtakoja pH reikšmė arba laikas. Tirpumą, esant skirtingoms pH reikšmėms, lemia rūgštinė funkcinė grupė (ftalatas arba metakrilinė rūgštis), karbok- silinės grupės virsta karboksilato, dėl to polimeras ištirpsta. Skirtingi akrila- to kopolimerų gaminiai tirpūs skirtingose pH reikšmėse (nuo 5,5 iki 7) [30]. Polimerai, kurių tirpumą įtakoja laikas, yra skirti drėgnai granuliacijai arba farmacinių formų dengimui, nes dėl sąveikos su vandeniu pradeda brinkti ir veikliosios medžiagos atpalaiduojamos difuzijos būdu [72, 73].
Gaminant kietas modifikuoto atpalaidavimo farmacines formas, akrilato kopolimerai yra taikomi jų dengimui (pavyzdžiui, plėvele dengtos tabletės, kapsulės, peletės ir kt.). Akrilato kopolimeraiužtikrina veikliųjų medžiagų atpalaidavimą tam tikroje virškinamojo trakto vietoje dėl tirpumo, priklau- sančio nuo pH reikšmės. Polimerų, kurių brinkimas priklausomas nuo laiko, naudojimas farmacinei formai padengti lemia pailgintą veikliosios medžia- gos atpalaidavimą. Akrilato kopolimerai gali būti naudojami kaip matricą formuojančios medžiagos (matricos tabletės, peletės, mikrodalelės) [73].
Akrilato kopolimerai yra stabilūs ir suderinami su kitomis pagalbinėmis arba veikliosiomis medžiagomis, polimerai nėra metabolizuojami ir absor- buojami virškinamajame trakte [48].
Akrilato kopolimerai skiriasi tirpumu – vienos polimerų grupės tirpumas priklauso nuo skysčio pH reikšmės. Kitos polimerų grupės brinkimas ir tir- pumas priklauso nuo laiko, tai įtakoja skirtingą polimerų panaudojimą mo- difikuoto atpalaidavimo kietų farmacinių formų gamybai.
1.5.1. Etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero panaudojimas pailginto atpalaidavimo farmacinių formų gamyboje
Eudragit® NM 30 D – tai vandeninė neutralaus etilakrilato ir metil- akrilato kopolimero 30 procentų suspensija [73]. Etilakrilato ir metilmeta- krilato kopolimeras naudojamas drėgnai granuliacijai gaminant matricos tabletes. [48]. Çetin ir kt. drėgnajai granuliacijai naudojo kelis akrilato ko- polimerus: etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimerą – kaip matricą for- muojančią medžiagą, o kitą akrilato kopolimerą (metakrilinės rūgšties ir me- tilmetakrilato kopolimeras) norint suformuoti skrandžio sultims atsparią far- macinę formą. Didesnis etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimero kiekis lyginant su kitu akrilato kopolimeru (santykis 1,5:0,5) lėmė difuzinį, lėtesnį veikliosios medžiagos diklofenako atpalaidavimą iš granulių [33].
Etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimeras buvo pritaikytas kaip matricą formuojanti medžiaga tirpiai veikliajai medžiagai teofilinui. Papildomai naudotos netirpios pagalbinės medžiagos lėtino veikliosios medžiagos atpa- laidavimą, mažinant matricos brinkimą. Veiklioji medžiaga iš tabletės tirpo pagal Higuchi kinetinį modelį (ištirpusios veikliosios medžiagos kiekis pro- porcingas kvadratinės šaknies reikšmei iš laiko trukmės) [107].
Įvertinus ankstesnių tyrimų rezultatus, etilakrilato ir metilmetakrilato ko- polimeras buvo pasirinkta kaip pagalbinė atpalaidavimą pailginanti medžia- ga. Etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimeras tirta kaip matricą formuo- janti medžiaga, naudojant skirtingų tirpumų veikliąsias medžiagas ir MC. Pagamintos tabletės pasižymėjo puikiomis fizikomechaninėmis savybėmis (mažai dilios, atsparios traiškymui ir kt.). Polimero panaudojimas užtikrino tolygų tirpaus diltiazemo chlorido atpalaidavimą iš tablečių 12 valandų in
vitro. Nustatyta, kad etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimeras buvo tin-
kamas norint suformuoti matricą tirpiai medžiagai. Sunkiai vandenyje tir- paus kofeino pailgintas atpalaidavimas nebuvo pasiektas, 70 % veikliosios medžiagos iš tablečių ištirpdavo greičiau nei per 60 min in vitro [48]. Vandenyje tirpi veiklioji medžiaga iš matricos dažnai atpalaiduojama difu- zijos būdu, o sunkiai vandenyje tirpios – atpalaiduojamos suirus matricai [31].
Etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimeras tinkamas pailginto atpalai- davimo kietų farmacinių formų gamybai, kai naudojamos tirpios veikliosios arba pagalbinės medžiagos.
1.5.2. Metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimero panaudojimas uždelsto atpalaidavimo farmacinių formų gamyboje
Eudragit® FS 30 D – tai patentuota metilakrilato, metilmetakrilato ir me- takrilinės rūgšties kopolimero 30 % vandeninė suspensija [62]. Metil- akrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimeras tirpus, kai pH reikšmė didesnė nei 7, todėl tinkamas skrandžio sultims atsparių farmacinių formų gamybai. Keičiant polimero kiekį arba derinant su kitomis pagal- binėmis medžiagomis galima pasiekti veikliųjų medžiagų atpalaidavimą tam tikrose virškinamojo trakto vietose: plonajame žarnyne, storajame žarnyne ar net tam tikrose šių žarnynų vietose. [62, 69]. Peletės, dengtos metil- akrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimeru, atpalaiduoja veikliąją medžiagą lėčiau ir tolygiau lyginant su kitais akrilato kopolimerais [62].
Nustatyta, kad padengus peletes 15 % ir daugiau procentų metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimero apvalkalu, peletės įgau- na pakankamą atsparumą skrandžio rūgščiai in vitro – veikliosios medžiagos atpalaiduota mažiau nei 10 % per 2 valandas, esant pH reikšmei 1,2 [62, 65, 68]. Didesnis polimero kiekis įtakoja lėtesnį veikliosios medžiagos atpa- laidavimą, kai pH > 7. Didesnė nei 7 pH reikšmė greitina metilakrilato, me- tilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimero ištirpimą ir veikliosios medžiagos atpalaidavimą [64, 65]. Metilakrilato, metilmetakrilato ir me- takrilinės rūgšties kopolimeras gali būti derinamas su kitais polimerais, 5-aminosalicilo peletės padengtos metilakrilato, metilmetakrilato ir metakri- linės rūgšties kopolimero bei kitais dviem akrilato kopolimero apvalkalais, tai lėmė veikliosios medžiagos atpalaidavimą storajame žarnyne [64, 65]. Metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimeras derintas su mikrofloros išskiriamų fermentų skaidoma pagalbine medžiaga – pupenių tirštikliu. Metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolime- ras apsaugojo pupenių tirštiklį nuo ištirpimo esant pH < 7, o pupenių tirš- tiklis užtikrino tolygų ir ilgalaikį veikliosios medžiagos indometacino atpa- laidavimą storajame žarnyne [71]. Kiti tyrėjai naudojo kitą natūralų poli- merą inuliną kartu su metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimeras, šis derinys buvo tinkamas storajam žarnynui skirtai farmacinei formai [4].
Kietos farmacinės formos, pagamintos iš tradicinėje kinų medicinoje naudojamų augalinių ekstraktų, buvo padengtos akrilato kopolimerais ir šie apvalkalai lėmė pailgintą veikliųjų medžiagų atpalaidavimą ir mažą tirpumą esant pH reikšmei 1,2. [134, 137]. Nebuvo rasta pelečių tyrimų, publikuotų
mokslinėje literatūroje, atliktų su metilakrilato, metilmetakrilato ir meta- krilinės rūgšties kopolimeru arba etilakrilato ir metilmetakrilato kopolimeru. Metilakrilato, metilmetakrilato ir metakrilinės rūgšties kopolimeras gali būti naudojamas pelečių dengimui vienas arba derinant su kitais polimerais ir užtikrina veikliųjų medžiagų atpalaidavimą plonajame arba storajame žar- nyne.
1.6. Kietų farmacinių formų tirpimo testai in vitro
Tirpimo tyrimams atlikti dažniausiai naudojamas mentinis prietaisas, ku- ris tinkamas visoms per burną vartojamoms farmacinėms formoms tirti. Mentinio aparato privalumai: paprasta įranga ir naudojimas, lengva suderinti su kiekybinei analizei skirtais įrenginiais (skysčių chromatografais), galima dalinai automatizuoti. Vienas iš pagrindinių trūkumų, šis metodas netiksliai atspindi virškinamojo trakto hidrodinamiką [32, 83].
Tirpimo testai in vitro turi prognozuoti veikliosios medžiagos tirpimo profilį in vivo [32], tai gali būti pasiekta kuo tiksliau imituojant virškina- mojo trakto aplinką [42]. Tirpimo testo terpė yra labai svarbus veiksnys. [32]. Kintantis tirpimo testo metodas (angl. dynamic dissolution method) ge- riausiai atspindi vykstančius virškinamojo trakto pokyčius, tam naudojama viena tirpimo terpė, kuri yra laipsniškai pritaikoma atsižvelgiant į virški- namojo trakto terpę. 0,1 N druskos rūgšties tirpalas, pH reikšmė 1,2, ir fos- fatinis buferis, pH reikšmė 6,8 yra dažniausiai naudojamos tirpimo testo terpės [41].
Virškinamojo trakto pH reikšmė laipsniškai didėja pradedant skrandžiu (pH reikšmė nuo 1 iki 2,5), dvylikapirštėje žarnoje pasiekia pH reikšmę 6,1, priekinėje klubinės žarnos dalyje dar padidėja iki 6,6, o piką pasiekia ga- linėje klubinės žarnos dalyje – 7,5, storajame žarnyne pH reikšmė sumažėja iki 6,8 dėl rūgštinių bakterinės fermentacijos šalutinių produktų [43, 55]. Ki- ti tyrėjai pateikia kitokias pH reikšmes: pH reikšmė yra 1,5 – 3 skrandyje, 7 – 8 plonajame žarnyne ir 5,5 – 7 storajame žarnyne [65]. pH reikšmė žar- nyne priklauso nuo daug faktorių: maisto (kiekio, energetinės vertės, rūšies), individo lyties, rasės, virškinamojo trakto ligų ir kt [43]. Nustatyta, kad pa- grindine vaistų absorbcijos vieta yra plonasis žarnynas, dėl to farmacinės formos turėtų būti gaminamos taip, kad didžioji dalis veikliųjų medžiagų būtų atpalaiduojamos šioje virškinamojo trakto dalyje. Tranzitas per plonąjį žarnyną vidutiniškai užtrunka nuo 3 iki 4 val [37, 146]. Storųjų žarnų tran- zito laikas užima iki 90 % viso virškinamojo trakto tranzito laiko dėl skir- tingų fiziologinių mechanizmų. Normalus vidutinis storojo žarnyno tranzito laikas vyrams yra apie 32 valandas, o moterims apie 41 val [150].
Virškinamojo trakto dalių pH reikšmių skirtumai yra svarbūs gaminant modifikuoto atpalaidavimo farmacines formas, atliekant tirpimo testą ir ver- tinant veikliųjų medžiagų atpalaidavimą skirtingose žarnyno dalyse [62].
Tirpimo tyrimai in vitro skirti prognozuoti veikliosios medžiagos atpa- laidavimą in vivo. Modifikuoto atpalaidavimo pelečių gamybai yra svarbūs virškinamojo trakto pH reikšmių skirtumai.
1.7. Vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų žaliavų ekstraktų antioksidacinis aktyvumas bei jų reikšmė uždegiminių
žarnyno ligų eigai
Vaistiniuose čiobreliuose kaupiami veiklieji junginiai pasižymi dideliu antioksidaciniu poveikiu [53, 126]. Dapkevičius ir kt. tyrė Lietuvoje augusių vaistinių čiobrelių lapų ekstrakte esančių biologiškai aktyvių medžiagų anti- oksidacinį aktyvumą, naudojant pokolonėlinį efektyviosios skysčių chroma- tografijos DPPH metodą. Nustatyta, kad iš tirtųjų veikliųjų junginių rozma- rino rūgštis pasižymėjo didžiausiu antioksidaciniu poveikiu [35, 36]. Nu- statyta, kad rozmarino, kavos rūgštys, eriodiktiolis ir liuteolino glikozidai yra efektyvūs antioksidantai apsaugantys biologines sistemas nuo įvairių oksidacinių veiksnių [53]. Vaistinių čiobrelių ir paprastųjų raudonėlių žalia- vų eteriniai aliejai vartojant per burną teigiamai įtakojo pelių, sergančių tri- nitrobenzeno sulfoninės rūgšties sukeltu kolitu, būklę. Po 7 dienų ženkliai sumažėjo uždegiminių citokinų, sumažėjo pelių mirtingumas, padidėjo svo- ris bei sumažėjo žarnyno pažeidimo plotas lyginant su kontroline grupe. Teigiamą vaistinių čiobrelių ir paprastųjų raudonėlių žaliavų eterinių aliejų poveikį galimai lėmė jų įtaka gleivinės gaminamiems uždegiminiams cito- kinams [20]. Vaistinio čiobrelio žaliavos ekstrakto teigiama vartojimo įtaka, sergant uždegiminėmis žarnyno ligomis, aprašyta Emmanouilidis išduotame patente, kuriame teigiama, kad pacientams vartojusiems vaistinio čiobrelio žaliavų ekstraktus uždegiminių ligų simptomatika sumažėjo galimai dėl eks- traktų sudėtyje esančių fenolinių junginių [49].
Ankaferd Blood Stopper® yra vienas iš praktikoje pritaikytų augalinių vaistinių preparatų. Tai standartizuotas skystas ekstraktas iš šių vaistinių augalų žaliavų: Thymus vulgaris L., Glycyrrhizza glabra L., Vitis vinifera L., Alpinia officinarum L. ir Urtica dioica L., kurių santykis sudėtyje yra 6:8:7:7:5, atitinkamai. Ankaferd Blood Stopper® pradėtas naudoti odon- tologijos srityje kraujavimui stabdyti operacijų metu. Nustatytas Ankaferd Blood Stopper® preparato antibakterinis poveikis prieš Gram-teigiamus ir Gram-neigiamus mikroorganizmus [138]. Ankaferd Blood Stopper® buvo veiksmingas stabdant kraujavimą iš virškinamojo trakto, kai pacientams su-
mažėjęs trombocitų skaičius kraujyje arba po žarnyno operacijų pasitai- kančių anastomozinių kraujavimų atvejais [22 118]. Ankaferd Blood Stop- per® poveikis žarnyno pažaidai, tiriamojo gyvūno svoriui ir laisvųjų radi- kalų kiekiui žarnyno audiniuose buvo tirtas žiurkėms, sergančioms acto rūgštimi sukeltu distaliniu kolitu. Ankaferd Blood Stopper® vartojimas per
rectum statistiškai reikšmingai lyginant su kontroline grupe sumažino žar-
nyno malono dialdehido ir azoto oksido kiekį žarnyno audiniuose ir žiurkių svorio netekimas buvo mažesnis lyginant su kontroline grupe [79]. Setarud (IMOD®) patentuotas vaistinis preparatas, kuris sudarytas is Rosa canina L.,
Tanacetum vulgare L. ir Urtica dioica L. žaliavų ekstraktų ir seleno bei
šlapalo. Setarud (IMOD®) poveikis in vivo tirtas žiurkėms, sergančioms tri- nitrobenzeno sulfoninės rūgšties ir etanolio sukeltu kolitu, šio preparato var- tojimas statistiškai reikšmingai lyginant su kontroline grupe sumažino užde- giminių citokinų kiekį žarnyno audiniuose, žarnyno gleivinės pažaidą. Mokslininkų publikacijoje teigiama, kad Setarud (IMOD®) pasižymi imuno- moduliaciniu, priešuždegiminiu ir antioksidaciniu poveikiu in vivo ekspe- rimentinio kolito atveju, bet norint patvirtinti Setarud (IMOD®) saugumą ir efektyvumą uždegiminių žarnyno ligų gydymui reikalingi klinikiniai tyrimai [9].
Didžiosiose dilgėlėse kaupiami veiklieji junginiai pasižymi antioksida- ciniu aktyvumu, kurį įtakoja flavonoidų bei fenolinių junginių kiekiai [66, 84, 115]. Literatūroje yra duomenų, kad vandeninio didžiųjų dilgėlių ža- liavos ekstrakto veiklieji junginiai aktyviau inhibavo laisvuosius radikalus nei α-tokoferolis, butilintas hidroksijazinolis ir butilintas hidroksitoluenas, tačiau kvercetino laisvųjų radikalų surišimo geba buvo didesnė. Vandeninio didžiųjų dilgėlių žaliavos ekstrakto veiklieji junginiai yra efektyvūs anti- oksidantai įvairiose oksidacinėse sistemose in vitro [66]. Nustatant didžiųjų dilgėlių žaliavos veikliųjų junginių antioksidacinį aktyvumą in vitro, daž- niausiai naudojamas DPPH metodas. [29, 145]. Gülcin ir kt. tyrė didžiųjų dilgėlių žaliavos vandeninio ekstrakto veikliųjų junginių priešuždegimines savybes in vivo pelėse. Nustatytas tiesioginis teigiamas ryšys tarp didžiųjų dilgėlių žaliavos vandeninio ekstrakto koncentracijos ir pažeisto skrandžio gleivinės ploto – didesnė koncentracija lėmė mažesnę gleivinės pažaidą. Didžiųjų dilgėlių žaliavos vandeninis ekstraktas buvo efektyvesnis gydant skrandžio opas nei famotidinas [66]. Konrad ir kt. tyrė standartizuoto di- džiųjų dilgėlių žaliavos ekstrakto IDS30 veikliųjų junginių poveikį pelių ūminio ir lėtinio kolito eigai. IDS30 yra lipofiliškas standartizuotas didžiųjų dilgėlių žaliavos ekstraktas, kuris Vokietijoje naudojamas kaip pagalbinė priemonė reumatoidinio artrito atveju. Nustatyta, kad IDS30 pasižymėjo tei- giamu poveikiu lėtinio kolito atveju. Manoma, kad antioksidacinis mecha- nizmas yra vienas iš galimų priešuždegiminio poveikio mechanizmų [82].
Didžiųjų dilgėlių žaliavos ekstraktas IDS30 galėtų būti pritaikytas ne tik reumatoidinio artrito gydymui, bet ir lėtinių uždegiminių virškinamojo trak- to ligų atveju [82, 125].
Vaistiniuose šalavijuose esantys fenoliniai junginiai įtakoja antioksi- dacines savybes [84, 89]. Antioksidaciniu aktyvumu pasižymėjo skirtingi vaistinių šalavijų žaliavų ekstraktai – metanolinis, etanolinis ir vandeninis. Didžiausiu antioksidaciniu aktyvumu pasižymintis junginys, išskirtas iš šių ekstraktų, buvo rozmarino rūgštis [84, 89]. Metanolinio vaistinių šalavijų žaliavų ekstrakto veiklieji junginiai buvo aktyvesni antioksidantai apsaugant lipidus nuo peroksidacijos nei α-tokoferolio sukcinatas [154]. Etanolinio vaistinių šalavijų žaliavos ekstrakto veiklieji junginiai pasižymėjo gastro- protekcinėmis savybėmis eksperimentiniams gyvūnams, kurias galėjo įta- koti veikliųjų junginių antioksidacinis aktyvumas ir sumažėjusi skrandžio sekrecija, inhibavus protonų siurblius. Vaistinių šalavijų žaliavos ekstrakte esančios veikliosios medžiagos sumažino žiurkių ūminio skrandžio pažaidos plotą bei lėtinio uždegimo atveju padidino antioksidacinių sistemų akty- vumą [92].
Oksidacinis stresas yra vienas pagrindinių uždegiminių žarnyno ligų pa- togeninių faktorių [85]. Antioksidantų vartojimas pacientams, sergantiems uždegiminėmis žarnyno ligomis gali sumažinti oksidacinį stresą [3]. Lite- ratūroje yra duomenų, kad fenoliniai junginiai gali sumažinti laisvųjų radikalų žalą organizmui sąveikaudami su baltymais (fermentais, membranų receptoriais, audinių baltymais) ir keisdami jų veikimą arba tiesiogiai feno- liniams junginiams sąveikaujant su laisvaisiais radikalais [77, 99]. Feno- liniai junginiai inhibuodami ciklooksigenazę-1 ir ciklooksigenazę-2 slopina prostaglandinų susidarymą bei, yra duomenų, kad inhibuoja lizilo oksidazę taip slopindami leukotrienų gamybą. Fenoliniai junginiai slopina branduolio transkripcijos faktoriaus κβ aktyvaciją, šis genas reguliuoja daugiau nei 200 genų transkripciją, atsakingų už ląstelių proliferaciją, diferenciaciją, apop- tozę ir kt [15, 44, 127].
Vaistiniuose čiobreliuose, didžiosiose dilgėlėse ir vaistiniuose šalavijuose kaupiami fenoliniai junginiai įtakoja antioksidacinį poveikį. Literatūroje yra duomenų, kad vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų ža- liavų ekstraktai pasižymi priešuždegiminiu poveikiu uždegiminių virški- namojo trakto ligų atveju eksperimentinių gyvūnų tyrimuose.
1.8. Fenolinių junginių pasisavinimas in vivo ir stabilumas ilgalaikio saugojimo metu
Fenoliniai junginiai yra aktyviai metabolizuojami organizme [93]. Dau- guma fenolinių junginių yra esterių, glikozidų arba polimerų pavidale ir ne- gali būti absorbuojami. Šios medžiagos yra hidrolizuojamos prieš absorbciją žarnyno fermentų arba storosios žarnos mikrofloros. Skrandyje fenolinių junginių glikozidų pasisavinimo mechanizmas nėra aiškus. Manoma, kad glikozidai negali būti absorbuojami, nustatyta, kad kai kurie flavonoidai (kvercetinas) absorbuojami iš skrandžio eksperimentiniuose gyvūnuose. Literatūroje nurodoma, kad dauguma glikozidų gali būti atsparūs rūgštinei hidrolizei skrandyje ir pasiekia dvylikapirštę žarną nepakitę. Pagrindinė ab- sorbcija vyksta plonajame žarnyne, kuriame fenoliniai junginiai yra konju- guojami ir aktyvios pernašos sistemomis patenka į enterocitus. Likusioji dalis yra absorbuojama storajame žarnyne [93]. Fenolinių junginių biologinį prieinamumą galėtų padidinti teisingai parinkta farmacinė forma, kuri at- palaiduotų fenolinius junginius plonajame žarnyne. Literatūroje yra duo- menų, kad fenolinių junginių antioksidacinis aktyvumas yra reikšmingai didesnis šarminėje aplinkoje nei rūgštinėje aplinkoje [136], todėl yra svarbu tinkamai parinkti farmacinę formą, kuri užtikrintų fenolinių junginių sta- bilumą, nuo jų pavartojimo iki fiziologinio taikinio vietos [52, 99].
Fenolinių junginių stabilumą ilgalaikio saugojimo metu įtakoja tempe- ratūra, deguonis, šviesa ir pH reikšmė [52]. pH reikšmė įtakojo fenolinių junginių stabilumą priklausomai nuo jų struktūros. Dalis fenolinių junginių yra neatsparūs šarminei pH aplinkai, tačiau išlieka stabilūs rūgštinėje ap- linkoje [57, 139]. Dalis fenolinių junginių yra jautrūs aukštesnei nei kam- bario temperatūrai ir šviesai [139]. Fenoliniai junginiai yra jautrūs oksi- dacijai, kurios metu susidaro vandenilio peroksidas, mažinantis fenolinių junginių stabilumą [139]. Teisingai parinktas farmacinės formos apvalkalas gali apsaugoti veikliąsias medžiagas nuo neigiamo aplinkos poveikio (drėg- mės, šviesos) [40] bei tinkamas būdas maskuoti nemalonų fenolinių jungi- nių skonį, nes tai riboja fenolinių junginių vartojimą [99].
Fenoliniai junginiai yra aktyviai metabolizuojami organizme. Aukšta ap- linkos temperatūra, šarminė pH reikšmė, deguonies buvimas ir šviesa gali į- takoti fenolinių junginių stabilumą.
2. TYRIMO OBJEKTAS IR METODAI
2.1. Tyrimų objektai
1. Vaistinių čiobrelių sausasis lapų ekstraktas, ekstrakto ir ekstrakcijos tir- piklio santykis 4:1, ekstrakcijos tirpiklis – 30 % etanolio ir 70 % vandens tirpalas (Naturex, Ispanija);
2. Vaistinių šalavijų sausasis lapų ekstraktas, ekstrakto ir ekstrakcijos tir- piklio santykis 10:1, ekstrakcijos tirpiklis – vanduo (Shaanxi Jiahe Phy- tochem, Kinija);
3. Didžiųjų dilgėlių sausasis lapų ekstraktas, ekstrakto ir ekstrakcijos tir- piklio santykis 4:1, ekstrakcijos tirpiklis – 30 % etanolio ir 70 % vandens tirpalas (Naturex, Ispanija)
4. Peletės, pagamintos su vaistinių čiobrelių, didžiųjų dilgėlių ir vaistinių šalavijų lapų ekstraktais, santykiu 3:1:1 ekstruzijos-sferoidacijos būdu.
2.2. Reagentai ir medžiagos bei aparatūra ir įrengimai
Distiliuotas vanduo, paruoštas naudojant Millipore (JAV) vandens dis- tiliavimo sistemą, natrio karbonatas (Fluka Chemie GmbH, Vokietija), Folin-Ciocalteu reagentas (Fluka Chemie GmbH, Vokietija), galo rūgštis (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija), 96, 3 proc. etanolis (Stumbras, Lietuva), 6-hidroksi-2,5,7,8-tetrametilchroman-2-karboksi rūgštis (trolok- sas) (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija), 2,2-difenil-1-pik- rilhidrazilas (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija), 2,2‘-azinobis-(3-e- tilbenzotiazolino-6-sulfonatas) (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija), kalio persulfatas (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija), mikrokristalinė celiuliozė Avicel® PH-101 (FMC Biopolymer, JAV), laktozė Pharmatose® 100M (FrieslandCampina DMV, Nyderlandai), Eudragit® FS 30 D (Evonik Röhm GmbH, Vokietija), glicerilmonostearatas (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija), polisorbatas 80 (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokie- tija), natrio fosfato hidratas (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija), Eu- dragit® NM 30 D (Evonik Röhm GmbH, Vokietija), svarstyklės KERN 440-47 (KERN & Sohn GmbH, Vokietija), analitinės svarstyklės KERN 870-13 (KERN & Sohn GmbH, Vokietija), ultragarso vonelė Sonorex Digitec DT 156 (Bandelin, Vokietija), spektrofotometras Unicam Helios α 9423 (Ther- mo/Unicam, JAV), chromatografas Agilent HP1100 su diodų matricos de- tektorium HP 8453 kolonėlė Supelcosil ABZ Plus 250 ×4,6 mm, 5 μm (Supelco, JAV), fluorimetras Thermo Scientific platereader (Thermo Scien-
tific, JAV), ekstruderis ir sferoidatorius Pharmex 35T (Wyss & Probst, Vo- kietija), maišytuvas Kaleo (Tefal, Prancūzija), optinis mikroskopas DN 25 Lambda (Intarcho-micro, Čekija), kamera Alphaphot-2 (Nikon, Japonija), džiovinimo krosnelė Horo 048B (Dr. Ing. Hofman, Germany), sietų rinkinys Retsch AS 200 basic (RETSCH GmbH & Co., Germany), prietaisas birumui nustatyti ERWEKA SVM 102 (ERWEKA GmbH, Vokietija), prietaisas birumo laikui nustatyti MEDIPO (Čekija), tvirtumo matavimo prietaisas C50 tablet Hardness & Compression tester (Engineering System, DB), prie- taisas dilumui nustatyti ERWEKA TAR 10 (ERWEKA GmbH, Vokietija), pseudoverdančio sluoksnio dengimo prietaisas M-100 (Medipo, Čekija), mentinis tirpimo aparatas SOTAX AT 7 Smart (SOTAX, Šveicarija).
2.3. Sausųjų augalinių ekstraktų ir pelečių technologinių savybių tyrimas
Birumo laiko nustatymas. 100±0,5 g pelečių atsargiai, nepurtant suberta
į prietaiso birumui nustatyti piltuvėlį, kurio antgalis yra uždarytas ati- tinkamu uždoriu, naudotas 25 mm diametro antgalis. Atidarius uždorį išma- tuotas laikas, per kurį laisva eiga išbyra mėginys. Rezultatai išreikšti se- kundžių dešimčių tikslumu 100 g medžiagos [51].
Birumo nustatymas. 50 ±0,5 g pelečių atsargiai, nepurtant suberta į
graduotą 250 ml matavimo cilindrą. Nustatytas užpildytas laisvasis tūris (V0) pagal arčiausiai esančią skalės padalą. Cilindras atsargiai perkeltas ir užfiksuotas prietaise birumui nustatyti. Prietaisui atlikus 1250 sutankinimų, 150 sutank./min greičiu, 3 mm pakilimo aukščiu, nustatomas sutankintas tū- ris (Vs) pagal arčiausiai esančią skalės padalą, n=5. Rezultatai apskaičiuoti pagal nurodytas formules ir išreikšti kaip laisvasis tankis (q0), sutankintas tankis (qs), Carr‘o indeksas, Hausner‘io koeficientas [51]:
