KAUNO MEDICINOS UNIVERSITETAS
FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS
KATEDRA
Toma Petraitytė
Pagalbinių medžiagų įtaka meloksikamo skvarbos
kinetikai
Farmacijos magistro diplominis darbas
Darbas rengtas 2007-2008 metais Kauno medicinos universitete.
Darbo vadovai:
Doc. dr. G.Drakšienė (Kauno medicinos universitetas, biomedicinos mokslai, farmacija – 09B);
Doc. dr. R.Klimas (Kauno medicinos universitetas, biomedicinos mokslai, farmacija – 09 B) Recenzentas:
Padėka
Dėkojame Kauno Vytauto Didžiojo universiteto Gamtos mokslų fakulteto Chemijos katedros vedėjui prof. A.Maruškai ir jo vadovaujamam kolektyvui už pagalbą rengiant šį darbą.
Rėmėjai
Mokslinį tiriamąjį darbą remia KMU Mokslo fondo finansuojamas projektas „Cheminių junginių transderminio prasiskverbimo vertinimo in vtro metodo sukūrimas ir taikymas biofarmaciniuose medicininių preparatų tyimuose bei optimizavime“.
TURINYS
SANTRAUKA ...7
SANTRUMPOS...8
1. ĮVADAS...8
1.1. Darbo tikslas ir uždaviniai ...9
1.2. Darbo naujumas ir praktinė reikšmė...9
2. LITERATŪROS APŽVALGA ... 10
2.1. Meloksikamo fizikinės, cheminės ir gydomosios savybės ... 10
2.1.1. Meloksikamo fizikinės ir cheminės savybės ... 10
2.1.2. Meloksikamo veikimo mechanizmas... 12
2.2. Odos sandara ... 12
2.3. Vaistinių medžiagų ir odos sąveika... 14
2.3.1. Vaistinių medžiagų pernašos pro odą keliai... 14
2.3.2. Vaisto prasiskverbimo pro odą veiksniai ir prasiskverbimo gerinimo būdai.. 15
2.4. Paviršinio aktyvumo medžiagos... 16
2.4.1. Paviršinio aktyvumo medžiagų klasifikacija... 17
2.4.2. PAM įtaka meloksikamo kinetikai iš transderminių vaisto formų ... 19
2.4.3. Nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos... 20
2.4.3.1. Polioksietileno sorbitano riebiųjų rūgščių esteriai (polisorbatai, Tween)... 20
2.4.3.2. Sorbitano ir riebiųjų rūgščių esteriai (Span) ... 22
2.5. Izopropilmiristatas - tirpumą gerinanti medžiaga ... 22
2.6. Gelius sudarančios medžiagos ... 23
2.6.1. Karbomerai. Karbomerinių gelių savybės... 24
2.6.2. Karbomerinio gelio gamybos būdai... 25
2.7. In vitro tyrimų pro pusiau pralaidžią membraną parametrai ... 26
2.8. Literatūros apžvalgos apibendrinimas ... 29
3. EKSPERIMENTINĖ DALIS IR REZULTATAI ... 31
3.1. Darbe naudotos medžiagos ir aparatūra... 31
3.1.1. Darbe naudotos medžiagos:... 31
3.1.2. Darbe naudota aparatūra ir prietaisai: ... 31
3.2.1. Efektyviosios skysčių chromatografijos taikymas bandinių analizei ... 32
3.2.2. In-vitro tyrimas pro pusiau laidžią membraną... 34
3.2.3. Statistinė analizė ... 34
3.2.4. Matematiniai skaičiavimai ... 35
3.3. Eksperimentinė dalis... 36
3.3.1. Meloksikamo gelio sudėties parinkimas ir gamyba... 36
3.3.1.1. Meloksikamo tirpalo gamyba... 36
3.3.1.2. Karbomerinio pre-gelio gamyba. ... 37
3.3.1.3. 0,5 proc. meloksikamo gelio gamyba... 37
3.3.2. Meloksikamo gelio su PAM gamyba... 38
3.3.3. Meloksikamo gelio su izopropilmiristatu gamyba... 39
3.4. Rezultatų aptarimas ir vertinimas... 40
3.4.1. Karbomerinio pagrindo įtaka meloksikamo prasiskverbimui pro dializės membraną... 40
3.4.2. PAM įtaka meloksikamo prasiskverbimui ... 43
3.4.2.1. Polisorbato 20 įtaka meloksikamo prasiskverbimui... 43
3.4.2.2. Polisorbato 80 įtaka meloksikamo prasiskverbimui... 45
3.4.3. Tirpumą gerinančių medžiagų (izopropilmiristato) įtaka meloksikamo prasiskverbimui ... 47
4. IŠVADOS ... 50
5. LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 51
SANTRAUKA
Šio tiriamojo darbo tikslas – nustatyti pagalbinių medžiagų įtaką meloksikamo praėjimui pro pusiau laidžią dializės membraną. Pirmiausiai pagaminta meloksikamo transdermalinė vaisto forma – 0,5 proc. hidrogelis. Vaistinės medžagos difuzijai įvertinti iš gelio pro dializės membaną į akceptorinę terpę (fosfatinį buferį, kurio pH reikšmė 7,3) taikytas in vitro metodas. Prasiskverbusio meloksikamo kiekis įvertintas efektyviosios skysčių chromatografijos metodu.
Meloksikamo gelis be prasiskverbimą gerinačių medžiagų pasirinktas kaip kontrolinis gelis. Kiti eksperimento geliai pagaminti su paviršinio aktyvumo medžiagomis – polisorbatu 20, polisorbatu 80, sorbitano monooleatu – ir tirpumą gerinančia medžiaga izopropilmiristatu. Rezultatai parodė, kad tik iš gelio su izopropilmiristatu ir tik kai kuriuose laiko intervaluose (30 ir 60 min.) prasiskverbusio meloksikamo kiekis statistiškai reikšmingai padidėjo lyginant su kontrolinio gelio duomenimis.
Nustatyta karbomerinio pagrindo įtaka meloksikamo difuzijai pro dializės membraną. Karbomerinis gelio pagrindas sumažino meloksikamo difuziją 1,65 karto lyginant su duomenimis, gautais tiriant meloksikamo prsiskverbimą iš tirpalo.
SUMMARY
The aim of this research work is to establish the effect of pentration enhancers to meloxicam permeation through the dialysis mambrane. At first there was made a transdermal formulation – 0.5 percent meloxicam hydrogel. The in vitro method was taken to evaluate the meloxicam diffusion from gel through dialysis membrane to acceptor fluid (phosphate buffer with pH value 7,3). The penetrated drug amount was evaluated with high-performance liquid chromatography (HPLC) method.
Meloxicam gel with no aditives was taken as a control gel. The other experiment gel formulations were made with the addition of penetration enhancers – surface active agents (polysorbate 20, polysorbate 80, sorbitan monooleate) and solubilizer isopropyl myristate. According to the results only isopropyl myristate and only in two intervals of time (30 and 60 min.) showed statistically significant enhancement of penetrated meloxicam amount comparing to data of the control gel.
The influence of carbomer base to meloxicam diffusion through the dialysis membrane was defined. The carbomer base decreased the meloxicam diffusion 1.65 times comparing to the results given by meloxicam solution.
SANTRUMPOS
COX-1 - fermentas ciklooksigenazė-1 COX-2 - fermentas ciklooksigenazė-2
HPLC - efektyvioji skysčių chromatografija (iš anglų k. High-performance liquid
chromatography)
KPAM - katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos NVNU - nesteroidiniai vaistai nuo uždegimo
PAM - paviršinio aktyvumo medžiagos pav. - paveikslas
PEG - polietilenglikolis proc. - procentai
1. ĮVADAS
Pasaulyje ir Lietuvoje daugelis žmonių kenčia skausmą, kurio priežastis yra artritas, osteoartritas, reumatoidinis artritas, ankilozinis spondilitas, ūminė podagra ir kt. Pasaulinės medicinos statistikos duomenimis sąnarių funkcijas dažniausiai sutrikdo degeneracinės sąnarių ligos. Jos diagnozuojamos net 30 proc. 45-64 metų amžiaus žmonių. Tarp vyresnių nei 65 metai žmonių degeneracinėmis sąnarių ligomis serga beveik 70 proc. moterų ir vyrų [5].
Uždegiminėms ligoms gydyti ir skausmui malšinti pirmiausiai skiriami nesteroidiniai vaistai nuo uždegimo (NVNU). Jie puikiai malšina skausmą, slopina uždegimą, tačiau daugelis sukelia ir nemažai šalutinių reakcijų. Todėl aktualu vartoti naujesnės kartos NVNU. Tai selektyvūs ciklooksigenazės-2 (COX-2) inhibitoriai, sukeliantys mažiau nepageidaujamų reakcijų. Vartojami terapinėmis dozėmis jie rečiau sutrikdo virškinamojo trakto veiklą, mažiau kenkia kepenims, inkstams, plaučiams, neveikia toksiškai širdies ir kraujagyslių sistemos.
Meloksikamas – vienas perspektyviausių selektyvių COX-2 inhibitorių, nes jo gydomoji dozė yra mažiausia tarp visų NVNU – tik 15 mg per parą. Meloksikamas rinkoje išleistas tablečių ir injekcine formomis. Jos mažina uždegimą sistemiškai ir vis tiek gali sukelti įvairias šalutines reakcijas. Tačiau vartojant meloksikamą ir kitus NVNU transderminiu būdu aplenkiamas virškinamasis traktas, reikia suvartoti mažnesnes vaisto dozes terapiniam poveikiui pasiekti, o gydomosios vaisto koncentracijos susidaro tik ten kur reikia – uždegimo židinyje.
Dėl minėtų priežasčių yra aktualu sukurti meloksikamo transderminę vaisto formą, gebančią nunešti meloksikamą į uždegimo vietą. Tam tikslui būtina parinkti tinkamą pagrindą ir kitas pagalbines medžiagas, kurios garantuotų meloksikamo difuziją į poveikio vietą.
Kuriant meloksikamo transderminę vaisto formą, būtina atlikti in vitro tyrimus ir įvertinti meloksikamo difuziją pro pusiau laidžią membraną bei pro odą. Šiame darbe atlikti tyrimai pro dializės membraną ir įvertinta pagalbinių medžiagų įtaka meloksikamo pernašai.
1.1. Darbo tikslas ir uždaviniai
Šio darbo tikslas – nustatyti pagalbinių medžiagų įtaką meloksikamo praėjimui pro pusiau laidžią dializės membraną.
Darbo uždaviniai:
1. Pagaminti 0,5 proc. meloksikamo hidrofilinį gelį, panaudojant karbomerinį pagrindą. 2. Nustatyti 0,5 proc. meloksikamo gelio klampą, tinkamą transderminei vaisto formai. 3. Nustatyti karbomerinio pagrindo įtaką meloksikamo difuzijai pro pusiau laidžią (dializės)
membraną.
4. Nustatyti paviršinio aktyvumo medžiagų – polisorbato 20, polisorbato 80 ir sorbitano monooleato – įtaką meloksikamo pernašai pro dializės membraną.
5. Nustatyti izopropilmiristo įtaką meloksikamo pernašai pro dializės membraną.
6. Įvertinti prasiskverbusio pro dializės membraną meloksikamo kiekį, taikant efektyviosios chromatografijos metodą.
1.2. Darbo naujumas ir praktinė reikšmė
Europoje, taip pat ir Lietuvoje, nėra įregistruotų meloksikamo transderminių (pusiau kietų) vaisto formų. Šiame darbe atlikti pradiniai tyrimai siekiant sukurti meloksikamo hidrogelį. Eksperimento metu buvo vertinama meloksikamo difuzija pro pusiau pralaidžią membraną iš karbopolio gelio bei difuzijos greitintojų (PAM ir izopropilmiristato) įtaka meloksikamo pernešimui pro membraną
Gauti rezultatai bus panaudoti vertinant meloksikamo prasiskverbimą pro odą iš karbomerinio gelio.
2. LITERATŪROS APŽVALGA
2.1. Meloksikamo fizikinės, cheminės ir gydomosios savybės
Meloksikamas (lot.k. - meloxicamum, angl.k. – meloxicam) yra nesteroidinis vaistas nuo uždegimo (NVNU). Tai priešuždegiminėmis, analgetinėmis ir antipiretinėmis savybėmis pasižyminti vaistinė medžiaga.
Meloksikamo veikimo mechanizmas siejamas su fermento prostaglandinų sintetazės (ciklooksigenazės) inhibicija. Ši sistema yra susijusi su uždegimo vystymosi procesu. Nustatytos dvi fermento izoformos - ciklooksigenazė-1 (COX-1) ir ciklooksigenazė-2 (COX-2). Meloksikamas selektyviai slopina COX-2, dėl to sukelia mažiau nepageidaujamų reakcijų gydymo periodu, negu neselektyviai veikiantys nesteroidiniai priešuždegiminiai vaistai. Be to, meloksikamo veiksminga geriamoji dozė (7,5-15 mg/d) yra mažiausia tarp nesteroidinių priešuždegiminių vaistų dozių [20].
Meloksikamas laikomas selektyviu fermento ciklooksigenazės-2 (COX-2) inhibitoriumi, nes jį vartojant terapinėmis dozėmis, kraujo plazmoje nesusidaro tokia koncentracija, kuri inhibuotų ir COX-1. Jis yra selektyvesnis nei klasikiniai NVNU (ibuprofenas, naproksenas), bet mažiau selektyvus nei antros kartos medžiagos (celekoksibas, rofekoksibas). Pastarųjų 10 kartų didesnė už terapinę dozė dar neslopina COX-1.
2.1.1. Meloksikamo fizikinės ir cheminės savybės
Meloksikamas priklauso enolinių rūgščių grupei, oksikamo klasei. Tokiuose junginiuose nėra karboksilinės grupės, bet vietoje jos yra enolinis (4-hidroksi) pakaitalas.
Molekulinė masė: 351.403 g/mol. Empirinė formulė: C14H13N3O4S2
Chemiškai meloksikamas vadinamas 4-hidroksi-2-metil-N-(5-metil-2-tiazolil)-2H-1,2-benzotiazin-3-karboksamid-1,1-dioksidu.
Meloksikamas - tai šviesiai geltoni milteliai, praktiškai netirpūs vandenyje, šiek tiek acetone, tirpūs dimetilformamide; geriau tirpūs etanolyje (96 proc.), metanolyje [4, 31]. Nustatytas tirpumas stipriose rūgštyse ir šarmuose [24].
1 lentelė. Meloksikamo tirpumo palyginimas įvairiuose tirpikliuose 25˚C temperatūroje [34]. Tirpiklis Tirpumas (mg/ml) Vanduo 0,012 Glicerolis 0,138 Metanolis 0,382 Etanolis 0,354 Butanolis 0,285 Oktanolis 0,187 Etilenglikolis 0,094 Propilenglikolis 0,307 Polietilenglikolis (PEG) 400 3,763
Meloksikamas taip pat neblogai tirpsta polisorbatuose, pvz.: tvine 20 kambario temperatūroje meloksikamo tirpumas siekia 8,17 ± 0,76 mg/ml, tvine 80 - 5,42 ± 0,03 mg/ml, kiek prasčiau sorbitano monooleate (Span 80) - 0,50 ± 0,13 mg/ml [15].
Remiantis Britų farmakopėja, meloksikamo tapatybė nustatinėjama taikant infraraudonosios spektrofotometrijos metodą ir lyginant gautą spektrą su standartiniu meloksikamo spektru. Taip pat galima matuoti tiriamos medžiagos 0,0015 proc. tirpalo metanolyje šviesos absorbciją ribose nuo 240 nm iki 450 nm. Meloksikamo absorbcijos maksimumas ties 354 nm siekia apie 0,8.
Kiekybinė analizė atliekama taikant bevandenio titravimo metodą. Tirpikliai bevandenės skruzdžių ir acto rūgštys. Titruojama 0,1M perchlorato rūgštimi, o pabaigos taškas nustatomas potenciometriškai. 1 ml 0,1 M perchlorato rūgšties yra ekvivalentiškas 35,14 mg meloksikamo [4].
Kiti literatūros šaltiniai nurodo galimybę taikyti efektyviąją skysčių chromatografiją [20, 21] arba UV spektrofotometriją [10, 25, 32] meloksikamo kiekiui tirpaluose nustatyti.
2.1.2. Meloksikamo veikimo mechanizmas
Meloksikamas, kaip ir kiti NVNU, veikia nuskausminančiai ir mažina uždegimą blokuodamas fermentą ciklooksigenazę (COX) ir slopindamas eikozanoidų (prostaglandinų, prostaciklinų, tromboksanų) sintezę. Atradus dvi COX izoformas – COX-1 ir COX-2 – atsirado galimybė paaiškinti meloksikamo ir kitų selektyvių COX-2 inhibitorių pranašumą prieš neselektyvius. Daugelis eikozanoidų yra ne tik uždegimo mediatoriai, bet turi ir labai svarbias fiziologines funkcijas organizme. Taigi jų sintezės blokavimas reiškia ne tik uždegimo slopinimą ir nuskausminamąjį veikimą, bet gali sukelti ir virškinamojo trakto opaligę, nefropatijas, edemas, kraujospūdžio padidėjimą, „aspirininės“ astmos paūmėjimą, toksinius hepatitus, veikti kraujodarą ir t.t.
Skirtinguose audiniuose fiziologiškai veiklių COX1 ir COX2 santykis yra skirtingas [40]. Plaučiuose ir virškinamajame trakte daugiau yra pirmosios ciklooksigenazės formos. Inkstuose santykis tarp 1 ir 2 dar didesnis, o kraujagyslių endotelyje dominuoja vien tik COX-1.
Meloksikamas vartojamas terapinėmis dozėmis veikia tik COX-2, dėl to rečiau sukelia daugelį nepageidaujamų reakcijų. Jis neturi toksinio poveikio širdies ir kraujagyslių sistemai, jei dienos dozė yra ne didesnė kaip 15 mg (atitinka rekomenduotiną dienos dozę gydant reumatoidinį artritą arba osteoartritą) [26]. Norint dar labiau sumažinti šalutinį poveikį, būtų perspektyvu taikyti meloksikamo transdermines vaistų formas. Tokiu būdu vaistas patektų tiesiogiai į reikiamą organizmo vietą, būtų aplenkiamas virškinamasis traktas, kepenys, išlaikoma pastovi vienos dozės vaisto koncentracija kraujo plazmoje ir taip dar labiau sumažinta nepageidaujamų reiškinių atsiradimo tikimybė [3].
2.2. Odos sandara
Norint geriau suprasti transderminių vaisto formų poveikį, verta išnagrinėti odos sandarą ir jos vykdomas funkcijas.
Oda - pats didžiausias kūno organas (jos paviršius yra 1,5- 2 m2 , suaugusio žmogaus oda sveria apie 4 kg, 70 proc. sudaro vanduo). Oda saugo organizmą nuo mechaninių pažeidimų, išorės poveikių, padeda reguliuoti kūno temperatūrą, išskiria vandenį ir katabolizmo produktus,
gamina vitaminą D, susijusi su imunine sistema, joje yra daug receptorių, todėl svarbi ir kaip jutimo organas. Odą sudaro trys pagrindiniai sluoksniai: epidermis, derma ir hipoderma [29, 30].
2 pav. Pagrindinės odos dalys: epidermis, derma ir hipoderma.
EPIDERMIS (epidermis) - tai danga, apsauganti tikrąją odą nuo kenksmingo aplinkos poveikio. Jis sudarytas iš tokių sluoksnių: raginio, blizgiojo, grūdėtojo, dygliuotojo ir bazalinio. Epidermyje nėra kraujagyslių, todėl jį maitina limfa, tekanti pro bazalinę membraną.
• Raginis sluoksnis patikimai saugo organizmą nuo neigiamų aplinkos veiksnių ir neleidžia išgaruoti drėgmei. Šis sluoksnis yra beveik nepralaidus, todėl turi lemiamą reikšmę vaisto patekimui pro odą į organizmą. Raginiame sluoksnyje ląstelės suplokštėjusios, negyvos. Apie 50 proc. jų masės sudaro keratinas ir kiti skleroproteinai (atraminiai baltyminiai dariniai), kieti ir netirpstantys vandenyje. Tarpląstelinę erdvę užpildo riebalai, riebiosios rūgštys, cholesterinas, riebaluose tirpių dalelių lipidai, amino rūgštys, cukrus ir vandenyje tirpios medžiagos. Sluoksnio storis apie 0,03 mm.
• Blizgusis sluoksnis yra labai plonas, jis yra tarsi siena tarp negyvų ir gyvų ląstelių. • Grūdėtasis sluoksnis sudarytas ir iš gyvų, ir iš negyvų ląstelių. Šiame sluoksnyje vyksta ląstelių suragėjimo procesas.
• Dygliuotasis sluoksnis yra pats storiausias epidermio ląstelių sluoksnis. Sudarytas iš jaunų ląstelių. Per tarpląstelinius plyšius teka limfa, kuri ir atneša maisto medžiagų, o nusineša panaudotąsias.
DERMA ( tikroji oda ) (corium, derma)
Ją sudaro tankiai persipynusios baltyminės skaidulos, įsitvirtinusios tarp mukopolisacharidinių medžiagų. Pluoštiniai baltymai (kolagenas, elastinas ir retikulinas) yra odos karkasas. Kolageninės skaidulos "atsakingos" už tvirtumą, o elastinės suteikia stangrumo. Iš šio sluoksnio auga plaukai, čia prasideda prakaito ir riebalinės liaukos. Jame taip pat daug nervų galūnėlių ir didelis kapiliarų tinklas. Dėl gerai išvystytos kraujotakos epidermį perėjusios medžiagos yra greitai sistemiškai praskiedžiamos ir absorbuojamos į kraują. Didelis kraujo tūris palaiko mažą vaisto koncentraciją dermoje ir gerina vaisto prasiskverbimą [29].
HIPODERMA (poodis) (subcutis, hypoderma) – poodinis ląstelynas, jungiamojo audinio sluoksnis. Įvairiose vietose nevienodo storio. Vokų, lūpų srityje, ant ausų jo nėra. Riebalinis sluoksnis atlieka smūgių sušvelninimo, šilumos reguliavimo funkcijas, yra maisto medžiagų sandėlys [29].
2.3. Vaistinių medžiagų ir odos sąveika
2.3.1. Vaistinių medžiagų pernašos pro odą keliai
Oda yra labai selektyvus barjeras. Epidermis yra svarbiausias sluoksnis, lemiantis vaistinės medžiagos patekimą į gilesnius sluoksnius. Dauguma mažų vandenyje tirpių nejoninių molekulių difunduoja į kapiliarinę odos sistemą 1000 kartų greičiau kai epidermio nėra arba jis yra pažeistas.
Taigi, kad vaistas patektų į kapiliarinę odos sistemą, jis turi pereiti epidermį. Galimi trys potencialūs patekimo būdai:
• per plauko folikulus ir su jais susijusias riebalines liaukas; • per prakaito liaukų kanalėlius;
• per raginį sluoksnį, besitęsiantį tarp minėtų darinių (epiderminis kelias). Odos darinių (prakaito, riebalinių liaukų, plaukų folikulų) plotas, per kurį galima vaisto absorbcija, yra labai mažas (apie 0,1 proc.). Todėl mažai tikėtina, kad pakankamai vaisto pateks į uždegimo židinį ir bus palaikomas pastovus jo srautas. Tačiau šis kelias gali būti svarbus jonų ir stambių polinių molekulių, kurios sunkiai prasiskverbia per sveiką nepažeistą odą, patekimui į gilesnius odos sluoksnius.
Epiderminio barjero funkciją atlieka raginis sluoksnis. Jis turi „plytų“ ir „cemento“ struktūrą. „Plytos“ – tai korneocitai, sudaryti iš hidratuoto keratino. O „kalkių skiedinį“ sudaro
lipidų mišinys iš ceramidų, riebiųjų rūgščių, cholesterolio ir jo esterių. Daugiausiai molekulių patenka į gilesnius odos sluoksnius būtent šiuo keliu.
Yra du mikrobūdai, kuriais vaistas pereina raginį sluoksnį: tarp ląstelių (interceliulinis) ir per ląsteles (transceliulinis). Interceliulinis kelias – tai kai molekulė difunduoja tik tarpląsteliniu matriksu. Transceliulinis kelias – kai vaistas kerta ląstelių membranas ir gali difunduoti tiek tarpląsteliniu skysčiu, tiek ląstelės citoplazma. Vienokiu ar kitokiu būdu perėjusios raginį sluoksnį, molekulės greitai skverbiasi pro gyvybingus odos sluoksnius ir patenka į sisteminę kraujotaką.
a) b)
3 pav. Vaisto pernašos būdai pro raginį sluoksnį: a) per ląstelę (transceliulinis kelias); b) tarp ląstelių (interceliulinis kelias).
2.3.2. Vaisto prasiskverbimo pro odą veiksniai ir prasiskverbimo gerinimo
būdai
Vaisto prasiskverbimas pro odą priklauso nuo fiziko-cheminių vaistinės medžiagos molekulės savybių (dydžio, tirpumo, pasiskirstymo koeficiento), bandymo atlikimo laiko, nuo vaisto formos ištepimo vietos (skirtingose vietose odos struktūra skiriasi), nuo odos būklės, nuo transderminės vaisto formos, nuo to, kaip medžiagos nešiklis laikinai pakeičia raginio sluoksnio savybes. Tai pat reikšminga ir pH įtaka. Ji aiškinama tuo, kad nuo terpės rūgštingumo priklauso ar molekulės yra disocijavusios iki jonų, ar nedisociavusios. Jonizuotos molekulės pasižymi didesniu tirpumu vandenyje, todėl sunkiau praeina lipidinėmis savybėmis pasižyminčius odos sluoksnius. Oda yra nepaprastai atspari pH pokyčiams (pH toleruoja ribose tarp 3-9) [2].
Taigi, transderminis vaistų taikymas yra sudėtingas, nes oda kaip natūralus barjeras, yra mažai pralaidi. Tačiau yra keletas būdų, kurie palengvina vaisto prasiskverbimą.
Odos drėkinimas. Raginis sluoksnis išbrinkinamas, suminkštinamas. Šį darbą atlieka medžiagos nešiklis, vaisto formos pagrindo medžiagos. Geriausiai drėkina pleistrai, lipofiliniai tepalai, v/a emulsijos [2].
Provaisto įvedimas per odą. Parenkamas provaistas, kuris pasižymi tinkamesnėmis savybėmis ir geriau pereina barjerus. Tačiau gyvybingajame epidermyje, jis turi būti paverstas į aktyvią formą.
Ultragarsinis metodas. Ultrabangų energija sutrikdo lipidų struktūrą raginio sluoksnio tarpląsteliniuose tarpuose sukeldama šildymo ir kavitacijos efektą.
Jonoforezė. Tai elektrinis įkrautų molekulių įvedimas sudarant uždarą grandinę. Skirtingai įkrautos dalelės juda link skirtingų polių. Pritaikius šią savybę, galima pagreitinti įkrautų vienokiu ar kitokiu krūviu dalelių perėjimą pro odos sluoksnius.
Elektroporacija (electroporation). Elektros impulsais lipidiniuose dvisluoksniuose sukuriamos vandeninės poros. Taip įvedinėjamos turinčios krūvį molekulės.
Dar gali būti taikomi lazeriniai metodai, mikroadatų metodas (kai medžiaga įšvirkščiama giliau nei esantis barjeras), jonų poravimas (kai sudaromas laikinas priešingo krūvio jonų kompleksas, jonai laikinai neutralizuoja vienas kitą ir gali pereiti per raginį sluoksnį), vezikulių metodas (formuojamos liposomos arba transferosomos) ir kiti ne mažiau sudėtingi metodai.
Prasiskverbimą gerinančių medžiagų metodas. Apie šį būdą plačiau 2.4. skyriuje.
2.4. Paviršinio aktyvumo medžiagos
Gaminant transdermines vaistų formas naudojamos medžagos, gerinančios odos pralaidumą vaistinėms medžiagoms. Joms priskiriamas vanduo, sulfoksidai (ypač dimetilsulfoksidas), pirolidonai, riebiosios rūgštys ir alkoholiai, azonas, šlapalas, alkoholiai ir glikoliai, eteriniai aliejai, terpenai ir minėtų junginių dariniai.
Tarp gausybės pralaidumą gerinančių junginių ypač svarbią vietą užima paviršinio aktyvumo medžiagos (PAM). PAM dažniausiai yra organinės medžiagos, pasižyminčios amfifiliškumu, t.y. turi ir hidrofobines, ir hidrofilines molekulės grupes. Todėl šios medžiagos yra tirpios tiek organiniuose tirpikliuose, tiek vandenyje.
Surfaktantai (iš anglų k. "surface acting agent") sumažina vandens paviršiaus įtempimą skysčio ir oro sandūroje. Taip pat sumažina tarpfazinį įtempimą tarp aliejaus ir vandens adsorbuodamiesi skysčių paviršiuje.
2.4.1. Paviršinio aktyvumo medžiagų klasifikacija
PAM gali būti klasifikuojamos pagal molekulės hidrofilinės dalies krūvį. Jei krūvis yra neigiamas, tai PAM vadinama anijonine, jei teigiamas – katijonine. Tačiau gali būti ir taip, kad „galvutė“ turi dvi priešingai įkrautas grupes, tada medžiaga vadinama amfolitine arba cviterjonine. Tai tokios PAM, kurios rūgštinėje terpėje egzistuoja kaip katijonai, o šarminėje − kaip anijonai. Nejoniniai surfaktantai krūvio neturi.
Paviršinio aktyvumo medžiagos klasifikuojamos: 1. Joninės (jonogeninės) PAM:
• Anijoninės (muilai (riebalų rūgščių kalio ar natrio druskos), alkilsulfatai (natrio dodecilsulfatas, Na tetradecilsulfatas), alkil(aril)sulfonatai).
• Katijoninės (aminai, nitrilai, jų druskos, ketvirtinio amonio bazės su įvairiais radikalais, aminų oksidai, polimerinės KPAM)
• Amfolitinės (alkilamino-, alkilimidazolų dariniai, alkilbetainai, polimerinės amfolitinės PAM).
2. Nejoninės (nejonogeninės) PAM (daugiaatomių alkoholių, riebiųjų rūgščių, polietilenglikolių esteriai; oksietilintieji junginiai, celiuliozės dariniai (metilceliuliozė, acetilftalilceliuliozė), silicio organinės PAM) [8].
Anijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos – organinės druskos, kurios vandeniniuose tirpaluose disocijuoja iki neigiamai įkrautų anijonų. Jos efektyviai emulguoja būdamos tik jonizuotos ir yra stabilios šarminėje aplinkoje. Rūgštinėje terpėje gali iškristi riebiųjų rūgščių nuosėdomis. Anijoninės PAM nesuderinamos su organiniais ir neorganiniais katijonais.
Šios medžiagos dažnai naudojamos farmacijoje. Jos pasižymi pigumu, bet dėl toksiškumo taikomos tik išoriškai naudojamuose preparatuose [2].
Anijoninės PAM gali būti:
• šarminių metalų ir amonio muilai (natrio, kalio, amonio druskos su ilgos grandinės riebiosiomis rūgštimis, pavyzdžiui, natrio stearatas),
• dvivalenčių ir trivalenčių metalų muilai (egzistuoja dauguma riebiųjų rūgščių ir dvivalenčių bei trivalenčių metalų druskų, tačiau dažniausiai naudojamos kalcio druskos),
• aminų muilai (trietanolamino oleatas),
• alkilsulfatai (natrio laurilsulfatas). Kaip emulgentai naudojami ne taip plačiai, bet dažniau kaip drėkikliai arba dėl detergentinių savybių [41].
Katijoninės paviršinio aktyvumo medžiagos dažniausiai yra ketvirtinio amonio junginiai. Jie nesuderinami su anijoniniais surfaktantais, daugiavalenčiais anijonais ir daugeliu vaistų, praranda stabilumą didelio šarmingumo terpėse. Dėl savo toksiškumo katijoninės PAM naudojamos tik antiseptiniuose kremuose, nes pasižymi antimikrobiniu poveikiu. Žinomiausi šių medžiagų pavyzdžiai – cetrimidas, benzalkonio chloridas [2, 41].
Nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos sudaro didžiausią visų PAM grupę. Jos naudojamos ir į vidų skirtų vartoti (peroralinių ir perenteralinių) vaisto formų gamybai. Nejoniniai surfaktantai yra suderinami ir su anijoninių, ir su katijonių savybių medžiagomis. Taip pat pasižymi dideliu atsparumu pH pokyčiams. Pagrindiniai junginiai, priskiriami šiai grupei yra: glikolio ir glicerolio esteriai, makrogolių eteriai ir esteriai, sorbitano esteriai ir polisorbatai [41].
Visos šios medžiagos gali turėti skirtingą veikimą. Geriausia jas suskirstyti pagal lipidų-proteinų-pasiskirstymo koncepciją.
Poveikis lipidams. Odos laidumą gerinančios medžiagos sąveikauja su tarpląsteline lipidų struktūra raginiame sluoksnyje ir didina prasiskverbimo gebą. Dauguma surfaktantų veikia būtent šiuo būdu. Kai kurie tirpikliai išekstrahuoja lipidus gerindami epidermio laidumą.
Proteinų modifikacija. Joninės PAM yra linkusios sąveikauti su korneocitų keratinu, sumažinti struktūros tankumą ir šitokiu būdu padidinti pralaidumą.
Pasiskirstymo skatinimas. Daugelis tirpiklių gali patekti į raginį sluoksnį, pakeisti jo savybes ir pagerinti vaistinių arba kitų pagalbinių medžiagų pasiskirstymą jame. Pavyzdžiui, etanolis naudojamas pagerinti nitroglicerino arba estradiolio molekulių prasiskverbimą ir pasiskirstymą. Propilenglikolis plačiai taikomas sudaryti sinergistinius mišinius su tokiomis medžiagomis kaip Azonas (laurokapramas), oleino rūgštis, terpenai. Taip padidinama šių prasiskverbimą gerinančių medžiagų koncentracija raginiame sluoksnyje [2].
Kaip matome, yra daug įvairių paviršinio aktyvumo medžiagų, pasižyminčių skirtingomis savybėmis, veikimo mechanizmu, panaudojimo galimybėmis. Tačiau, kad PAM galėtų būti taikomos transderminių vaistų formų kūrime, jos turi būti farmakologiškai inertiškos, netoksiškos, nedirginančios ir nealergizuojančios. Poveikis turi būti greitas ir prognozuojamas. Po vaistinės formos pašalinimo nuo odos, oda tuoj pat turi atgauti normalias barjerines savybes. PAM negali takoti skysčių, elektrolitų ir kitų endogeninių medžiagų netekimo. Svarbus veiksnys – PAM suderinamumas su vaistine ir pagalbinėmis medžiagomis. Be to, šios medžiagos turi būti bekvapės, beskonės, bespalvės ir nebrangios.
2.4.2. PAM įtaka meloksikamo kinetikai iš transderminių vaisto formų
Gaminant pusiau kietas vaist formas skverbimąsi didinančių medžiagų taikymas yra reikšmingas ir svarbus siekiant terapinės koncentracijos susidarymo kraujo plazmoje. Paviršinio aktyvumo medžiagos ne tik emulguoja bei padidina emulsijų stabilumą, tačiau kartu pagerina ir medžiagų tirpumą bei prasiskverbimą per odos barjerą. Taikant PAM galima padidinti vaistinės medžiagos koncentraciją uždegimo židinyje (skverbimosi srautas turi būti apie 400 µg/h/cm2) [20].
Yra atlikta nemažai mokslinių tyrimų su meloksikamu ir įvairiomis PAM. Azonas (laurokapramas) pasiūlytas kaip lipidus skystinanti medžiaga, keičianti keratino struktūrą raginiame sluoksnyje ir efektyviai didinanti daugelio vaistinių medžiagų prasiskverbimą. Natrio laurilsulfatas (natrio dodecilsulfatas), jungiasi su raginio sluoksnio baltymais, sukeldamas grįžtamą denatūraciją ir filamentų išsitiesimą. Mentolis didina audinių pralaidumą lipofilinėms vaistinėms medžiagoms, todėl yra plačiai naudojamas norint pagerinti farmakologinį efektą daugelyje transderminių vaistų formų, turinčių nesteroidinių priešuždegiminių medžiagų. Kaip meloksikamo prasiskverbimo gerintojai moksliniuose tyrimuose buvo panaudoti azonas, natrio laurilsulfatas ir mentolis. Rezultatai parodė, kad didžiausią įtaką meloksikamo skverbimuisi turi azonas, mažesnę – natrio laurilsulfatas ir mentolis [20].
Skverbimąsi didinančios medžiagos ne tik pagerina medžiagos prasiskverbimą, tačiau gali ir žaloti odą. Todėl turi būti parinktas tinkamas derinys, kad ir skverbimasis pagerėtų, ir oda būtų kuo mažiau dirginama [20]. Bandymas, puikiai atspindintis prasiskverbimo greitikių koncentracijos įtaką, buvo atliktas su dimetilsulfoksidu (1, 5 ir 10 proc.), polisorbatu 20 (1, 2 ir 5 proc.), oleino rūgštimi (0.4, 1 ir 5 proc.) bei mentoliu (1, 2.5, ir 5 proc.). Pirmosios dvi medžiagos nepagerino meloksikamo prasiskverbimo lyginant su kontrolinio gelio duomenimis. Oleino rūgšties poveikis priklausė nuo jos koncentracijos – 1 proc. padidino meloksikamo perėjimo per membraną reikšmes, o 5 proc. netgi sumažino, nes pablogėjo veikliosios medžiagos atpalaidavimas iš donorinės terpės. Tyrimo rezultatai parodė, kad meloksikamo gelis, turintis 5 proc. mentolio, gali pasiekti terapinę meloksikamo koncentraciją uždegimo židinyje [19]. Kitame eksperimente taip pat patvirtintas 5 proc. mentolio priemaišos efektyvumas gerinant meloksikamo perėjimą. Pastarajame tyrime nustatant terpenų įtaką meloksikamo skvarbai, išsiaiškinta, jog mentolis duoda geriausią efektą lyginant su kitais terpenais [7].
Remiantis tyrimų duomenimis nustatyta, kad keleto skirtingų medžiagų įterpimas į transderminę formą, taip pat padeda pasiekti puikių rezultatų. Derinyje jos veikia kaip surfaktantas ir kosurfaktantas. Pavyzdžiui, į mikroemulsiją įdėjus 5 proc. izopropilmiristato, 50
proc. tvino 85 ir etanolio (1:1) mišinio, gautas didžiausias meloksikamo srautas per odą (5,40 µg/cm2/h) lyginant su kitais šio tyrimo duomenimis [18].
2.4.3. Nejoninės paviršinio aktyvumo medžiagos
Anijoninės PAM lemia didesnį prasiskverbimo laipsnį, tačiau daro ir didesnę žalą odai [24]. Todėl siekiant mažesnio neigiamo poveikio odai, vertėtų rinktis nejonines PAM. Manoma, kad jos yra švelnios odai net dideliais kiekiais ir esant ilgalaikiam kontaktui su oda [27]. Dėl savo mažo toksiškumo kai kurios gali būti naudojamos per os arba net parenteraliai.
Apie kai kurias nejonines PAM plačiau.
2.4.3.1. Polioksietileno sorbitano riebiųjų rūgščių esteriai (polisorbatai, Tween)
Yra kelių rūšių polisorbatai. Tarpusavyje jie skiriasi prijungtomis riebiosiomis rūgštimis. 2 lentelė. Polioksietileno sorbitano ir riebiųjų rūgščių esterių sandaros bei fizikinių savybių skirtumai.
Junginys Apytikslė empirinė formulė Apytikslė molekulinė masė, g/mol Spalva ir agregatinė būsena 25°C HLB reikšmė Polisorbatas 20 polioksietileno 20 sorbitano monolauratas C58H114O26 1126 Geltonas aliejingas skystis 16,7 Polisorbatas 21 polioksietileno 4 sorbitano monolauratas C26H50O10 522 Geltonas aliejingas skystis 13,3 Polisorbatas 40 polioksietileno 20 sorbitano monopalmitatas C62H122O26 1282 Geltonas aliejingas skystis 15,6 Polisorbatas 60 polioksietileno 20 sorbitano monostearatas C64H126O26 1310 Geltonas aliejingas skystis 14,9 Polisorbatas 61 polioksietileno 4 sorbitano monostearatas C32H62O10 606 Gelsvai rudos spalvos kieta medžiaga 9,6 Polisorbatas 65 polioksietileno 20 sorbitano tristearatas C100H194O28 1842 Gelsvai rudos spalvos kieta medžiaga 10,5
Junginys Apytikslė empirinė formulė Apytikslė molekulinė masė, g/mol Spalva ir agregatinė būsena 25°C HLB reikšmė Polisorbatas 80 polioksietileno 20 sorbitano monooleatas C64H125O26 1309 Geltonas aliejingas skystis 15,0 Polisorbatas 81 polioksietileno 5 sorbitano monooleatas C54H120O21 1104 Gintaro spalvos skystis 10,0 Polisorbatas 85 polioksietileno 20 sorbitano trioleatas C100H188O28 1836 Gintaro spalvos skystis 11,0
Polisorbatų struktūroje dažniausiai yra 20 polioksietileno grupių (pavyzdys 4 paveiksle). Išimtys – polisorbatai 21, 61, 81. Jie turi keturias arba penkias polioksietileno grupes.
4 pav. Tween 20 struktūrinė formulė [16].
Polisorbatai yra nejoniniai surfaktantai, riebalų rūgščių ir daugiaatomio alkoholio sorbitolio polietilenglikolio esteriai, plačiai naudojami maisto pramonėje, farmacijoje, kosmetikoje kaip emulsikliai arba stabilizatoriai.
Polisorbatai yra gerai toleruojami, praktiškai nedirginantys ir labai mažo toksiškumo. Jie nepraranda stabilumo esant silpnoms rūgštims ar bazėms bei elektrolitams [14]. Vandeniniuose tirpaluose vyksta autooksidacija, kurią dar sustiprina šviesa, padidėjusi temperatūra, vario sulfatas. Polisorbatai nesuderinami su sunkiųjų metalų druskomis, fenoliais, taninais, dervomis, taip pat gali panaikinti daugelio konservantų poveikį [37].
2.4.3.2. Sorbitano ir riebiųjų rūgščių esteriai (Span)
Spanai – sorbitano (sorbitolio darinio) ir įvairių riebiųjų rūgščių esteriai, kartais vadinami sintetiniais vaškais. Jie tarpusavyje skiriasi prisijungusia riebiąja rūgštimi arba esterifikacijos laipsniu. 3 lentelėje pateikti kai kurių esterių palyginamieji duomenys.
3 lentelė. Sorbitano ir riebiųjų rūgščių esterių palyginimas. Cheminis
pavadinimas, sinonimai
Struktūrinė formulė Empirinė formulė1 Molekulinė masė, g/mol HLB reikšmė Sorbitano monolauratas; Sorbitano monododekanoatas; Spanas 20 C18H34O6 349 8,5 Sorbitano monostearatas; Sorbitano mono-oktadekanoatas; Spanas60 C24H46O6 431 4,7 Sorbitano monooleatas; Sorbitano mono-9-oktadecenoatas; Spanas 80 C24H44O6 429 4,3
Sorbitano esteriai paprastai yra tirpūs ar pasiskirstę aliejuose. Jie taip pat yra tirpūs daugelyje organinių tirpiklių. Vandenyje paprastai netirpsta, tik gali būti dispersiniame pavidale. Sorbitano esteriai yra gerai toleruojami vartojant per os, palyginus mažai toksiški. Vartojant išoriškai nedirgina odos. Kaip emulsikliai v/a emulsijose sorbitano esteriai naudojami 1-15 proc. koncentracijomis [14].
2.5. Izopropilmiristatas - tirpumą gerinanti medžiaga
Izopropilmiristatas yra izopropanolio ir tetradekano rūgšties esteris.
5 pav. Izopropilmiristato struktūrinė formulė.
Tai permatomas, bespalvis, beveik bekvapis, prėsko skonio takus skystis. Tirpus acetone, dalinai – metanolyje, netirpsta šaltame vandenyje [23].
Ši medžiaga naudojama kaip odos minkštiklis ir lubrikantas kosmetiniuose produktuose ir medicininiuose išoriškai vartojamuose preparatuose, kur reikalinga gera absorbcija per odą. Didesnė nei 5 proc. izopropilmiristato koncentracija gali dirginti odą ir užkimšti poras [9].
2.6. Gelius sudarančios medžiagos
Geliniai preparatai, ypač hidrogeliai, yra taikomi labai plačiai dermatologijoje ir kosmetikoje. Jie yra paprasti savo sudėtimi, gerai tepasi ant odos, nedirginantys jos, lengvai nuplaunami nuo paviršiaus. Geliai gaminami palyginus greitai, medžiagos mažai kainuoja, taip pat biofarmaciniai tyrimai parodė, kad jie geriau atpalaiduoja vaistines medžiagas palyginus su tepalais ar kremais [1].
Hidrogeliai dažniausiai gaminami iš alginatų, želatinos, celiuliozės darinių, bentonito, koloidinio silicio dioksido, polivinilpirolidono, polivinilalkoholio, poliakrilinės rūgšties darinių – karbomerų [1].
Puikus būdas pasiekti gerų rezultatų – naudoti medžiagas, kurios pasižymi ne tik gelius sudarančiomis savybėmis, bet turi kitų naudingų savybių, pavyzdžiui, yra paviršinio aktyvumo medžiaga. Toks yra natrio deoksicholatas. Tai mažos molekulinės masės vaisto nešiklis, kuris kaip gelius sudaranti medžiaga gali būti didelės molekulinės masės polimerų alternatyva. Pati medžiaga pasižymi paviršiniu aktyvumu ir dėl to gerina išoriškai naudojamų vaistų prasiskverbimą suformuodama miceles ir taip didindama kai kurių vaistų tirpumą. Natrio deoksicholatas turi daug privalumų: maža lydymosi klampa, būdingas suderinamumas ir bio-suardymas, po sintezės nėra toksinių priemaišų (organinių tirpiklių, katalizatorių ir kt.). Kontaktuodamas su buferinėmis sistemomis, suformuoja klampius tiksotropinius2 gelius, pasižyminčius prasiskverbimą per membraną gerinančiomis savybėmis. Šie geliai nepalieka pėdsako po panaudojimo, dėl tiksotropinių savybių juos lengva paskirstyti ant didelio odos paviršiaus ploto [13].
Išnagrinėjus dabar Lietuvos vaistų rinkoje esančių gelių sudėtis, galima daryti prielaidą, kad dažniausiai NVNU geliai yra gaminami panaudojant įvairių rūšių karbomerus (Carbopol
2
940, Carbopol 980), rečiau – celiuliozės darinius (hidroksipropilceliuliozę, hidroksipropilmetilceliuliozę ar hidroksietilceliuliozę).
2.6.1. Karbomerai. Karbomerinių gelių savybės
Karbomerai yra sintetiniai didelės molekulinės masės polimerai. Paparastai jų molekulinė masė viršija milijoną, pavyzdžiui, karbomero 934 molekulinė masė siekia 3*106; karbomero 940 - 4*106; karbomero 941: 1*106 g/mol.
6 pav. Karbomerinio polimero fragmentas.
Karbomeras dar kitaip gali būti vadinamas karboksipolimetilenu, karbovinilpolimeru, akrilinės rūgšties polimeru, Carbopol®.
Yra nemažai karbomerų rūšių, besiskiriančių savo molekuline mase, savybėmis ir pritaikymo galimybėmis. Transderminiuose preparatuose dažniausiai naudojami karbomerai yra Carbopol® 934, 940, 980, 1342, 1382 [27].
Tai balti, purūs, rūgštūs, higroskopiški milteliai, pasižymintys lengvu charakteringu kvapu. Karbomerai yra tirpūs vandenyje, alkoholyje ir glicerolyje. Turi anijoninių savybių. Vandeninis tirpalas yra rūgštinis (1 proc. karbomero dispersijos vandenyje pH≈3.0). Didėjant karbomero koncentracijai, pH dar labiau mažėja.
Polimerai suformuoja purų tinklą kai tirpalas yra dalinai neutralizuojamas iki pH 5-8. Neutralizacijai gali būti naudojama bet kokia bazė: šarminių metalų hidroksidai, natrio bikarbonamatas, boraksas, amino rūgštys, poliniai organiniai aminai, tokie kaip trietanolaminas, lauril- ir stearilaminai, naudojami kaip gelį sudarančios medžiagos nepolinėse sistemose [14]. Tačiau yra nustatyta, kad trietanolaminas nuskaidrina gelį, o kitos bazės – ne [16]. Didžiausia leidžiama trietanolamino koncentracija preparatuose – 2,5 proc. Taip pat verta žinoti, kad trietanolaminas tinka neutralizacijai tik išoriškai vartojamuose karbomeriniuose produktuose, nes neutralizacijos metu susidarę nitrozamino junginiai vartojant per os gali būti toksiški ir kancerogeniški [40].
Taigi, neutralizuoti vandeniniai karbomero geliai yra daug klampesni, ypač kai pH siekia 6-11. O klampumą praranda kai pH yra „ekstremalus“, t.y. <3 arba >12. Klampumą taip pat
mažina stiprūs elektrolitai, fenolis, rezorcinolis, katijoniniai polimerai, saulės šviesa [14]. Karbomeras nesiderina su proteinais, polivinilpirolidono polimerais, polietilenglikoliu (PEG) ir polietoksisurfaktantais. Tokiu atveju rekomenduoja pirmiausia bent dalinai neutralizuoti karbomerą ir tik tada maišyti su minėtomis medžiagomis [12].
Karbomerų milteliuose nesidaugina pelėsiai ir grybai, tačiau mikroorganizmai gerai auga nekonservuotuose vandeniniuose tirpaluose. Norint prailginti gelių tinkamumo laiką, būtina naudoti konservantus, pavyzdžiui, metilparabeną (metil-p-hidroksibenzoatą) ar natrio benzoatą.
Nėra nustatyta, kad Carbopol® dirgintų odą, tačiau stipriai dirgina akies paviršių. Medžiagą sunku pašalinti vandeniu, nes susidaro želatininė plėvelė. Geriau tokiu atveju naudoti fiziologinį tirpalą.
Koncentracijos:
• Emulsiklis 0.1-0.5 proc.
• Suspenduojanti medžiaga 0.5-1.0 proc. • Gelius sudaranti medžiaga 0.5-2.0 proc.
Farmacijoje karbomerai dažniausiai naudojami skystoms ir pusiau kietoms formoms gaminti. Karbomeras 934 P yra vienintelė dervos atmaina, farmacijoje leidžiama naudoti į vidų [14].
2.6.2. Karbomerinio gelio gamybos būdai
Pavienės Carbopol® dalelytės drėksta labai greitai vos tik įdėtos į vandenį. Tačiau kaip ir daugelis kitų miltelių, karbopolio polimerai yra linkę formuoti gumulus. Tokių gabalų paviršius solvatuojasi, suformuodamas sluoksnį, kuris stabdo gilesnių sluoksnių drėkimą. Jeigu šitaip atsitinka, karbopolio tirpimo laikas ilgėja dėl lėtos tirpiklio difuzijos per šį sluoksnį į sausą medžiagą gumulo viduje. Norint išvengti pernelyg ilgo maišymo, karbopolį reikia tirpinti taip, kad nesusidarytų tokie dariniai [17].
Sausų polimerų būdas. Lengviausias būdas pasiekti visišką karbomerų išsisklaidymą – naudoti mažesnes polimerų daleles. Tačiau metodas nepasitvirtina jei karbopolis dedamas per greitai. Jį būtina dėti į tirpalą lėtai ir atsargiai bei greitai maišyti. Šiam tikslui, ypač kai gaminami dideli kiekiai, galima taikyti stambius sietus su keliais didesniais akmenimis juose. Toks sietas leidžia greitai barstyti ir tuo pačiu metu akmenys skaldo polimerų aglomeratus [17].
Plakimas, kratymas, maišymas taip pat didina korbopolio solvaciją. Kuo daugiau kratoma, tuo greičiau polimeras pasiskirsto. Tačiau ši taisyklė galioja tik iki tam tikros ribos.
Kai kuriais atvejais klampumas gali sumažėti netgi 50 proc. Standartiniai maišytuvai, tokie kaip propeleriai ar turbinos, nesisuka taip greitai ir gali būti taikomi ilgalaikiam Carbopol® gleivių maišymui nemažinant polimerų suteikiamos klampos. Vidutinio greičio maišymo aparatūra (800-1200 aps./min.) yra naudojama dažniausiai. Maišyklės, tokios kaip Eppenbach, Barrington arba Lightnin' Mixer, yra puikiai pritaikytos paruošti Carbopol® gelius [17].
Dar vienas iš galimų karbopolio inkorporavimo būdų yra netiesioginio tirpinimo metodas. Pirmiausia polimeras sumaišomas su kokiu nors nepoliniu tirpikliu, pavyzdžiui, su aliejine emulsijų faze. Daugelis aliejų ir tirpiklių gali būti naudojami pagerinti karbopolio dispersiškumą. Kai tokie nevandeniniai tirpalai yra sumaišomi su vandenine, turinčia neutralizuojančių medžiagų, faze, pastebimas tirštėjimas. Dar maišoma 15-20 minučių, kol suformuojama švelni emulsija.
Kitas metodas – tiesioginis tirpinimas. Tirpale esant tam tikrų polinių aliejų (aromatinių ar dikarboksilo rūgščių esterių) arba pašildytų aliejų virš 60°C, Carbopol® tampa plastiškas ir sudaro stabilias emulsijas [17].
2.7. In vitro tyrimų pro pusiau pralaidžią membraną parametrai
Šiuo metu Europos farmakopėjoje nėra aprašyta pusiau kietų vaisto formų veikliųjų medžiagų atpalaidavimo in vitro tyrimuose naudojamos aparatūros, metodikos ir reikalavimų. Todėl būtina žinoti svarbiausias rekomendacijas tokių tyrimų atlikimui.
2.7.1. Temperatūrinis rėžimas
Tiriant transdermines vaistų formas svarbu palaikyti fiziologinę temperatūrą, kuri būdinga odai preparato naudojimo vietoje. Vidutinė odos temperatūra siekia 32°C. Jei preparatas naudojamas specifinėje vietoje, temperatūra turi būti kitokia, pavyzdžiui, tiriant vaginalinius kremus temperatūra turi būti 37°C [34].
2.7.2. Donorinio gelio kiekis
Idealiausia, kai difuzinėje celėje tiriamojo pavyzdžio masė/tūris atspindi tipinę produkto dozę, naudojamą paciento. Tačiau jei tyrimo metu neparanku tirti tokią dozę, tada tiriamos mažesnės dozės. Toks būdas priimtinesnis nei pridėti papildomai medžiagų į akceptorinę terpę siekiant pagerinti praėjusios medžiagos pasiskirstymą joje [34].
2.7.3. Pusiau pralaidi mambrana
Difuzinėse celėse in-vitro tyrimuose gali būti naudojama žmogaus ir gyvūnų oda arba dirbtinės pusiau pralaidžios membranos.
Pirminiuose tyrimuose perneštam pro barjerą vaisto kiekiui įvertinti dažniausiai parenkamos sintetinės membranos. Jų įvairovė yra gana didelė. Dažniausiai membranos gaminamos iš regeneruotos celiuliozės, celiuliozės esterių, polisulfono, polikarbonato, polietileno, poliolefino, polipropileno, polivinilideno fluorido, politetrafluoroetileno ir kt. Nuo membranos sudėties priklauso ir jos fiziko-cheminės charakteristikos [6].
Membranos pasirinkimas priklauso nuo daugelio veiksnių. Svarbiausi yra tiriamos medžiagos molekulės dydis, jos cheminės savybės, taip pat terpės pH, tyrimo metu palaikoma temperatūra. Atsžvelgiant į šiuos išvardintus veiksnius, parenkama sintetinė membrana su tinkamu membranos porų dydžiu, organiniu atsparumu, toleruojamos pH ir temperatūros ribomis. 4 lentelėje nurodytos kai kurių in-vitro tyrimuose naudojamų membranų charakteristikos.
4 lentelė. Difuzijos membranų tipai ir jų savybės [36].
Membranos tipas Celiuliozės esterio membrana
Regeneruotos celiuliozės membrana Polivinilideno difluorido membrana
Porų dydis (daltonais)3 3,5K, 5K, 8K, 10K, 100, 500, 1K, 2K, 15K, 25K, 50K, 100K
1K, 2K, 3,5K, 5K, 6-8K, 10K, 12-14K,
15K, 25K, 50K
250K, 500K
Organinis atsparumas Vidutiniškas Geras Labai geras
pH ribos 2-9 2-12 1-14
Temperatūros riba 37°C 60°C 130°C
Celiuliozinę membraną rekomenduojama naudoti, jei reikalingas tikslus membranos porų dydis. Kai reikalingas geras cheminis ir temperatūrinis atsparumas, rekomenduotina regeneruotos celiuliozės membrana. O polivinilideno membrana pasirenkama, kai reikia ypač gero pH ir temperatūros pakantumo.
Regeneruotos celiuliozės membrana pasižymi pakankamai geru cheminiu atsparumu. 5 lentelėje nurodytos membranos ir įvairių medžiagų suderinimo galimybės.
5 lentelė. Tirpiklių ir regeneruotos celiuliozės membranos cheminis suderinamumas [6].
Tirpiklis Cheminis suderinamumas
Etanolis, 98% Suderinami
Eilleno glikolis Suderinami
Glicerolis Suderinami
Metanolis, 98% Suderinami
Dimetil formamidas Suderinami
Chloroformas Suderinami
Acto rūgštis, 96% Suderinami Druskos rūgštis, 25% Nesuderinami Azoto rūgštis, 25% Nesuderinami
Fosforo rūgštis, 25% Ribotas suderinamumas (gali pasireikšti brinkimas ar džiūvimas) Sieros rūgštis, 25% Ribotas suderinamumas (gali pasireikšti brinkimas ar džiūvimas) Sieros rūgštis, 98% Nesuderinami
Kalio hidroksidas, 32% Ribotas suderinamumas (gali pasireikšti brinkimas ar džiūvimas) Natrio hidroksidas, 32% Ribotas suderinamumas (gali pasireikšti brinkimas ar džiūvimas) Natrio hidroksidas, 1N Ribotas suderinamumas (gali pasireikšti brinkimas ar džiūvimas)
Regeneruotos celiuliozės membranos atsparumas priklauso ne tik nuo tirpiklyje esančios medžiagos, bet ir nuo jos koncentracijos. Agresyvios medžiagos – rūgštys ir šarmai – gali pakeisti membranos pralaidumo savybes, ją ištirpindamos, išbrinkindamos arba priversdamos ją susitraukti.
2.7.4. Akceptorinė terpė
Norint tiksliai imituoti vaisto prasiskverbimą pro odos barjerą, pageidautina, kad akceptorinė terpė būtų kuo panašesnė į fiziologinę organizmo terpę. Tačiau tiriant medžiagos atpalaidavimą iš vaisto formos dėl būsimų rezultatų tikslumo terpė ne visada parenkama panaši į fiziologinę. Pats svarbiausias faktorius akceptorinės terpės pasirinkimui yra veikliosios medžiagos tirpumas terpę sudarančiame skystyje. Priklausomai nuo vaistinės medžiagos tirpumo gali būti naudojami įvairūs tirpikliai ir jų deriniai, pavyzdžiui, vandeninis buferinis tirpalas (vandenyje tirpiems vaistams), taip pat akceptorinis tirpalas gali būti su alkoholio ir/arba paviršiaus aktyvių medžiagų priemaiša (ribotai vandenyje tirpiems vaistams) [34].
Kaip akceptorinė terpė gali būti naudojamas fosfatinis buferis. Jo gamyba susideda iš kelių pakopų. Pirmiausiai pagaminami du pradiniai tirpalai. Pirmasis tirpalas gaminamas išgrynintame vandenyje tirpinant natrio dihidrofosfato dihidratą, o antrasis – dinatrio hidrofosfatą. Dinatrio druska gaunama iš hidrato (Na2HPO4 · 12 H2O) išdžiovinus jį 105ºC temperatūroje iki pastovios masės
I tirpalas:
Natrio dihidrofosfatas (NaH2PO4 · 2 H2O) 25,5 g
Aqua purific. ad 1000,0 g
II tirpalas:
Dinatrio hidrofosfatas (Na2HPO4) 18,5 g
Aqua purific. ad 1000,0 g
Šie du tirpalai sumaišomi tam tikru santykiu priklausomai nuo to, koks buferio pH reikalingas (6 lentelė).
6 lentelė. Izotoniniai fosfatinių buferių tirpalai [32]. Tūris, ml Buferio pH I tirplas II tirpalas 5,3 95 5 6,05 80 20 6,45 60 40 6,85 40 60 7,05 30 70 7,3 20 80 7,6 10 90
Pagamintas buferis naudojamas kaip akceptorinė terpė in vitro tyrimuose.
2.8. Literatūros apžvalgos apibendrinimas
Meloksikamas daugelyje tirpiklių yra mažai tirpus, todėl sudėtinga pagaminti meloksikamo hidrofilinį gelį. Tačiau modifikuojant naudojamų tirpiklių savybes, galima ženkliai padidinti vaistinės medžiagos tirpumą juose. Tirpumas priklauso nuo tirpalo pH, temperatūros, naudojamo tirpiklio poliškumo, tirpiklių mišinio sudėties ir kt.
meloksikamo kiekį būtina parinkti optimalias sąlygas, leidžiančias meloksikamui sudaryti reikiamą koncentraciją tiek vaisto formoje, tiek uždegimo židinyje.
Papildomų medžiagų, pasižyminčių paviršiniu aktyvumu, tirpumo gerinimu, odos barjerinių savybių modifikavimu, įvedimas yra perspektyvus būdas pasiekti norimų rezultatų.
3. EKSPERIMENTINĖ DALIS IR REZULTATAI
Šiame darbe buvo pagaminti skirtingų sudėčių hidrofiliniai meloksikamo geliai ir ištirta pagalbinių medžiagų įtaka meloksikamo pernašai per dirbtinę membraną.
3.1. Darbe naudotos medžiagos ir aparatūra
3.1.1. Darbe naudotos medžiagos:
• Meloksikamas [Reference Standard] (USP, Rockville, JAV) • Meloksikamas (Derivados Quimicos, Italija)
• Metanolis (Bárta a Chilar, Čekija)
• Trifluoracto rūgštis (Merck-Schuchardt, Hohenbrun, Vokietija) • Propilenglikolis [1,2 – propandiolis] (Carl Roth GmbH, Vokietija) • Natrio hidroksidas (Eu.Ph. 01/2008:0196)
• Carbopol 934 P NF (Eu. Ph. 01/2008:1299) • Etanolis 96,3% tūrio (Stumbras, Kaunas, Lietuva) • Trietanolaminas (Eu. Ph. 01/2008:1577)
• Natrio dihidrofosfato dihidratas (Eu.Ph. 01/2008:0194) • Dinatrio hidrofosfatas (Eu.Ph. 01/2008:1509)
• Polisorbatas 20 [Tween 20] (Sigma-Aldrich Cemie GmbH, Šveicarija) • Polisorbatas 80 [Tween 80] (Sigma-Aldrich Cemie GmbH, Šveicarija) • Izopropilmiristatas (Carl Roth GmbH, Vokietija)
• Išgrynintas vanduo (Eu. Ph. 01/2008:0008)
• Dializės membrana [Biotech Regenerated Cellulose Membrane] (Nyderlandai)
3.1.2. Darbe naudota aparatūra ir prietaisai:
• Chromatogafavimo sistema:automatinis inžektorius (Perkin Elmer series 200 Autosampler), eliuento degazatorius (Hewlett Packard series 1100 Degasser), siurblys (Hewlett Packard series 1100 Iso Pump),
UV detektorius (Spectra 200 programmable wavelenght detector). • Ultragarso vonelė Cole–Parmer (Cole–Parmer Instrument Company, JAV) • Ultragarso vonelė Bandelin Sonorex Digitec (Bandelin electronic, Vokietija) • Šildymo vonelė Grant GD100 (Grant Instruments, Anglija)
• Analitinės svarstyklės GX-200-EC (A&D Instruments, Japonija) • pH-metras Knick (Vokietija)
• Klampomatis Vibro viscometer SV-10 (A&D Instruments, Japonija) • Automatinės pipetės (Transferpette, Vokietija)
3.2. Metodai
3.2.1. Efektyviosios skysčių chromatografijos taikymas bandinių analizei
Kiekybinis meloksikamo nustatymas buvo atliekamas taikant efektyviąją skysčių chromatografiją (HPLC). Analizė atlikta naudojant chromatografinę sistemą, kurios sandara aprašyta skiltyje „Darbe naudota aparatūra ir prietaisai“. Injekuojamas tiriamojo mėginio tūris 4µl. Judanti fazė – metanolis/vanduo (55:45), parūgštinti trifluoracto rūgštimi (0,05%). Eliuento tekėjimo greitis 0,5 ml/min. UV detektoriaus bangos ilgis - 320 nm. Būdingas sulaikymo laikas 9,1-9,4 min. [21].Pagaminti žinomų koncentracijų tirpalai buvo perleisti per kolonėlę ir užrašytos jų chromatogramos. Pavyzdys nurodytas 7 paveiksle.
7 pav. Meloksikamo 10 µg/ml koncentracijos tirpalo chromatograma.
Chromatogramos suintegruotos ir apskaičiuoti gautų kreivių plotai. Remiantis šiais duomenimis nustatyta, kad tirpalų koncentracijos ir smailių ploto santykis pasižymi linijiškumu esant koncentracijoms nuo 0,1 µg/ml iki 100 µg/ml (R2 = 0,9997). Pagal gautus duomenis sudarytas kalibracinis grafikas (8 pav.).
y = 13903x R2 = 0,9997 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 0 20 40 60 80 100 120 Koncentracija, µg/ml K re iv ė s p lo ta s , m V /s
3.2.2. In-vitro tyrimas pro pusiau laidžią membraną
In-vitro tyrime naudojama difuzijos celė, pagaminta iš plastikinio korpuso, stiklinio vamzdelio ir regeneruotos celiuliozės membranos.
9 pav. Difuzinės celės sandara.
Bandyme naudota regeneruotos celiuliozės membrana. Ji pasižymi šiam tyrimui tinkamu cheminiu ir temperatūriniu (iki 60ºC) atsparumu. Toleruoja pH nuo 2 iki 12. Vamzdelio diametras – 15 mm. Membranos plotas, per kurį gali vykti difuzija apytiksliai lygus 1,77 cm2. Tiriamojo meloksikamo gelio kiekis ant membranos – 0,5 g.
Celės sudedamos į šildymo vonelę, kurioje termostatas palaiko pastovią 37 ± 0,5 ºC temperatūrą. Į kiekvieną difuzinę celę įpilama 30 ml akceptorinio tirpalo. Atsižvelgus į meloksikamo tirpumą šarminiuose tirpaluose ir organizmo fiziologinių sąlygų parametrus, kaip akceptorinis tirpalas tyrime naudojamas vandeninis fosfatinis buferis, kurio pH lygus 7,3.
Kad pagerėtų perėjusio pro membraną meloksikamo pasiskirstymas akceptorinėje terpėje, bandymo metu difuzinės celės periodiškai supurtomos.
Prasiskverbusiam pro membraną meloksikamo kiekiui nustatyti imami akceptorinio tirpalo mėginiai po 1 ml. Bandiniai paimami 5 valandų laikotarpyje: po 15 min., 30 min., 1 val., 2 val., 3 val. ir 5 val. Paėmus 1 ml tirpalo, į celės akceptorinę terpę įpilamas toks pat tūris šviežio akceptorinio fosfatinio buferio.
3.2.3. Statistinė analizė
Chromatogramos analizuotos naudojant ChromStar ir Origin programas. Gauti duomenys apdoroti naudojant programinį statistinių duomenų paketą SPSS 15.0 for Windows ir Microsoft® Office Excel 2003 programą.
Neparametrinis Kruskal-Wallis kriterijus buvo skaičiuojamas norint palyginti skirtingos sudėties gelių duomenų grupes. Skirtumai buvo laikomi statistiškai reikšmingi, jei p < 0,05. Dunn‘o testas pritaikytas norint palyginti tarpusavyje kurių nors dviejų gelių duomenis, kai imčių dydis nevienodas.
Apkaičiuoti eksperimentinių duomenų aritmetiniai vidurkiai (x), vidutiniai kvadratiniai nuokrypiai (SD).
3.2.4. Matematiniai skaičiavimai
Pagal kalibracinio grafiko lygtį iš smailių plotų reikšmių apskaičiuojamos suminės koncentracijos (1 formulė).
(1)
y – smailės plotas, mV/s.
k – tiesės krypties koeficientas, lygus 13903. x – koncentracija, µg/ml.
Praėjęs pro membraną meloksikamo kiekis apskaičiuojamas taikant 2 formulę. Apskaičiuotas kiekis nurodo, kiek medžiagos difundavo į akceptorinę terpę per tam tikrą laiką tarp bandinių ėmimo. Taikant šią formulę galima apskaičiuoti praėjusios medžiagos masę bet kuriuo laiko periodu.
(2)
y – medžiagos kiekis, praėjęs pro membraną. a – akceptorinės terpės tūris, ml.
x – koncentracija, µg/ml. N – n-tasis matavimas.
3 formulė suteikia galimybę paskaičiuoti suminį difundavusio meloksikamo kiekį tarp bet kurių bandinio ėmimų.
(3)
)
(
1a
x
x
x
a
y
n=
∗
n+−
n+
n∑
= +−
+
∗
=
k n n n n ka
x
x
x
a
K
1 1)
(
k
y
x =
K – suminė praėjusios medžiagos masė. a – akceptorinės terpės tūris, ml.
k – matavimų kiekis. n – n-tasis matavimas. x – koncentracija, µg/ml.
Srauto formulė nurodo, koks kiekis medžiagos prasiskverbia pro dializės membranos plotą per laiko vientą.
t
S
y
J
n n∆
=
*
(4)J – srautas pro membraną, µg/cm2/h. y – medžiagos kiekis, µg.
S – membranos plotas, per kurį vyksta difuzija ( 1,76625 cm2) ∆t – laikas tarp bandinių ėmimo, h. (∆t = tn-tn-1)
n – n-tasis matavimas.
3.3. Eksperimentinė dalis
3.3.1. Meloksikamo gelio sudėties parinkimas ir gamyba
Meloksikamo gelio gamybą sudaro šios stadijos:1) 1 proc. meloksikamo tirpalo gamyba.
2) 2 proc. karbomerinio pre-gelio (pradinio gelio) gamyba.
3) 0,5 proc. meloksikamo gelio gamyba sumaišant meloksikamo tirpalą ir karbomero pre-gelį.
3.3.1.1. Meloksikamo tirpalo gamyba.
Meloksikamo tirpinimas yra labai svarbus procesas. Tik ištirpęs meloksikamas gali būti sėmingai perneštas pro odą. Tirpiklio pasirinkimą smarkiai apriboja mažas meloksikamo tirpumas bei galimybė gautą tirpalą naudoti transderminiuose preparatuose. Šiam tikslui buvo pasirinktas propilenglikolis, meloksikamą tirpinantis 25 kartus geriau nei vanduo [33] ir yra suderinamas su karbomerinio gelio pagrindo medžiagomis.
1 proc. meloksikamo tirpalas pagamintas tirpinant propilenglikolyje pridėjus į jį 10 proc. natrio šarmo tirpalo iki pH=11,4 [21].
3.3.1.2. Karbomerinio pre-gelio gamyba.
Karbomeras kaip gelį sudaranti medžiaga pasirinktas dėl savo tinkamų savybių transderminiam vartojimui. Jis yra nenuodingas ir odos gerai toleruojamas, pasižymi giluminiu veikimu. Karbomerai yra plačiai naudojami kosmetikos ir vaistų gamyboje. Jie yra daugelio Lietuvoje registruotų NVNU gelių pagrindas.
Parenkant hidrogelio sudėtines dalis svarbu pasirinkti tirpiklius, kuriuose karbomeras išbrinksta ir išlieka stabilus. Remiantis literatūros duomenis pagaminti trys tirpiklių mišiniai, kuriuose brinkinamas karbomeras 934 P NF [10]. (7 lentelė)
7 lentelė. Karbomerinių pre-gelių sudėtys.
I sudėtis II sudėtis III sudėtis
Karbomeras 934 P 0,3g 0,3g 0,3g
Vanduo 30g 24g 12g
Propilenglikolis - 6g 6g
Etanolis (96,3%) - - 12g
Į tirpiklių mišinus pro sietą sijojami karbomero 934 P milteliai ir paliekama brinkti. Trečiosios sudėties tirpiklių mišinyje karbomeras 934 P brinko greičiausiai. Po intensyvaus maišymo gauti vienalyčiai mažos klampos 1 proc. karbomeriniai pre-geliai. Jie buvo palikti 72 valandoms 8ºC temperatūroje (šaldytuve). Pastebėta, kad I ir II sudėties pre-geliai išsisluoksniavo, o III - liko nepakitęs, todėl tolimesniems tyrimams pasirinktas III sudėties tirpiklių mišinys.
Kitas bandymas buvo vykdomas lygiomis dalimis sumaišius III sudėties pre-gelį su šarminiu 1 proc. meloksikamo tirpalu. Gautas gelis, paliktas šaldytuve 72 val. 8º C temperatūroje, išliko nepakitęs.
3.3.1.3. 0,5 proc. meloksikamo gelio gamyba.
Norint įvertinti tinkamą transderminei vaisto formai meloksikamo gelio klampą, pagaminti 1 proc., 2 proc. ir 4 proc. koncentracijos karbomero pre-geliai. Jie lygiomis dalimis sumaišyti su šarminiu meloksikamo tirpalu ir papildomai neutralizuoti trietanolaminu iki pH=7,1. Pagaminti trys 0,5 proc. meloksikamo geliai, kuriuose karbomero koncentracija buvo 0,5 proc., 1 proc. ir 2 proc. Tinkama polimero koncentracija parinkta klampomačiu išmatavus skirtingos koncentracijos karbopolio gelių klampą ir įvertinus gelio konsistenciją organoleptiškai.
8 lentelė. 0,5 proc. meloksikamo gelio su skirtingomis karbomero koncentracijomis klampa.
Karbomero koncentracija neutralizuotame
meloksikamo gelyje, % Klampa, Pa·s
0,5 0,61
1 1,60
2 3,24
Tolimesniam tyrimui nuspręsta naudoti 1 proc. karbomero 934 P gelį, kuriame yra 0,5 proc. meloksikamo. Jis gaminamas sumaišant lygiomis dalimis 2 proc. karbomero pre-gelį ir 1 proc. šarminį meloksikamo tirpalą. Gaunamas neskaidrus meloksikamo gelis, kurio pH=4,9. Jis neutralizuojamas trietanolaminu iki pH=7,1 (~0,4g, 1 proc.). Gelis tapo skaidrus, tinkamos konsistencijos ir klampos (Gelis 1).
9 lentelė. 0,5 proc. meloksikamo gelio (Gelis 1) sudėtis.
Sudėtinės dalys Masė, g
2 % karbomerinis pre-gelis 20,0 1 % šarminis meloksikamo tirpalas 20,0
Trietanolaminas 0,4
3.3.2. Meloksikamo gelio su PAM gamyba
Remiantis literatūros duomenimis, transderminių vaisto formų gamyboje plačiausiai naudojamos nejoninės PAM. Kadangi palyginus su kitomis PAM jos sukelia mažiausią neigiamą poveikį odai, nuspręsta bandyme naudoti polisorbatus 20 ir 80 bei sorbitano monooleatą (Span 80).
Polisorbatas 20 ir polisorbatas 80 pasirinkti dėl jų didelės hidrofilinio-lipofilinio balanso (HLB) reikšmės, kuri yra atitinkamai – 16,7 ir 15,0. Polisorbato 20 hidrofilinė molekulės dalis sudaro 84 proc. visos molekulės [40]. Tokios medžiagos pasižymi stipresnėmis hidrofilinėmis savybėmis ir gerina vaistinės medžiagos pasiskirstymą polinėje sistemoje.
Sorbitano monooleatas (Span 80) pasirinktas dėl savo stipriai lipofilinių savybių. Jo HLB siekia 4,3.
Į 5g gautojo meloksikamo gelio (Gelis 1) įdėta 1 proc. polisorbato 20 (Gelis 2), 1 proc. polisorbato 80 (Gelis 3) ir 1 proc. sorbitano monooleato (Gelis 4).
10 lentelė. Gelių su paviršinio aktyvumo medžiagomis sudėtis. Masė, g Sudėtinės dalys
Gelis 2 Gelis 3 Gelis 4
Gelis 1 5,0 5,0 5,0
Polisorbatas 20 0,05 - -
Polisorbatas 80 - 0,05 -
Span 80 - - 0,05
Gelis 2 ir Gelis 3 išliko skaidrūs ir stabilūs laikant juos šaldytuve 72 val. 8º C temperatūroje. O Gelis 4 vos tik įdėjus sorbiano monooleato ir išmašius, susidrumstė ir tapo nepatrauklus organoleptiškai, todėl tolimesni tyrimai su juo nebuvo atliekami.
3.3.3. Meloksikamo gelio su izopropilmiristatu gamyba
Šiame tyrime izopropolmiristatas pasirinktas kaip tirpumą gerinanti bei odą minkštinanti medžiaga. Nors tyrimai su oda šiame darbe neatliekami, tačiau minkštinimo savybė gali būti naudinga tolimesniuose tyrimuose.
Į 5g gelio (Gelis 1) įdėta 1 proc. izopropilmiristato (Gelis 5). Gautas gelis išliko stabilus ir nepakitęs 72 val. 8º C temperatūroje.
11 lentelė. Gelio su izopropilmiristatu (Gelis 5) sudėtis. Sudėtinės dalys Masė, g
Gelis 1 5,0
Izopropilmiristatas 0,05
Pagaminti keturių skirtingų sudėčių geliai (Geliai 1, 2, 3, 5) buvo panaudoti in vitro tyrime, nustatant meloksikamo difuziją pro dializės membraną.
3.4. Rezultatų aptarimas ir vertinimas
3.4.1. Karbomerinio pagrindo įtaka meloksikamo prasiskverbimui pro
dializės membraną
Metodu in vitro buvo įvertinta pagrindo įtaka meloksikamo prasiskverbimui pro dializės membraną. Tyrime naudotas Gelis 1.
Apdorojus pradinius tyrimų duomenis, apskaičiuota meloksikamo koncentracija kiekvieno bandinio ėmimo laiku, meloksikamo kiekis, prasiskverbęs tam tikru laiko tarpu ir srautas per kiekvieną laikotarpį tarp bandinių ėmimo.
Remiantis chromatogramos smailių plotais meloksikamo koncentracijos apskaičiuotos pagal 1 formulę. Smailių plotų, meloksikamo koncentracijų ir kiekių, praėjusių pro membraną, duomenys pateikiami 12 lentelėje.
12 lentelė. 0,5 proc. meloksikamo gelio smailių plotų, suminių koncentracijų ir kiekių duomenys tam tikru laiku.
Laikas,
val. Smailės plotas ± SD4, mV/s Koncentracija ± SD, µg/ml
Meloksikamo kiekis ± SD, µg 0,25 31661 ± 2137 2,28 ± 0,15 68,32 ± 4,61 0,5 53792 ± 2491 3,87 ± 0,18 116,07 ± 5,37 1 87146 ± 3221 6,27 ± 0,23 188,04 ± 6,95 2 146238 ± 22519 10,52 ± 1,62 315,55 ± 48,59 3 207119 ± 33037 14,90 ± 2,38 446,92 ± 71,29 5 320796 ± 30164 23,07 ± 2,17 692,22 ± 65,09
Iš lentelės matyti, kad koncentracija nuolat didėja, tačiau nenustatytas taškas, kuriame nusistovi koncentracijos pusiausvyra. Po 5 valandų eksperimento meloksikamo suminė koncentracija sudarė 23,07 ± 2,17 µg/ml, t.y. akceptorinėje terpėje buvo 692,22 ± 65,09 µg meloksikamo.
Tyrime vertinome meloksikamo kiekį ir srautą tam tikrais laiko intervalais siekiant nustatyti meloksikamo judėjimo pro pusiau laidžią membraną kinetiką. Rezultatai pateikiami 13 lentelėje.
