LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
AGNĖ URBONAITĖ
DVIFAZIŲ GELIŲ MODELIAVIMAS IR KOKYBĖS VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovė
Doc. dr.Giedrė Kasparavičienė
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanė Prof. Dr. Ramunė Morkūnienė
Data 2018-06-12
DVIFAZIŲ GELIŲ MODELIAVIMAS IR KOKYBĖS VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovė
Doc. dr. Giedrė Kasparavičienė Data 2018-06-12
Kaunas, 2018
Darbą atliko magistrantė Agnė Urbonaitė
Data 2018-06-12 Recenzentas
Prof. dr. Valdas Jakštas Data 2018-06-12
TURINYS
SANTRAUKA ... 5
SUMMARY ...6
SANTRUMPOS ... 7
ĮVADAS...8
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ... 9
1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 10
1.1Odos struktūra ir jos funkcijos ... 10
1.2 Pusiau kieti preparatai, jiems keliami reikalavimai ... 11
1.4 Geliai ir juos formuojančios medžiagos ... 12
1.6 Hidrogeliai ... 13
1.7 Oleogeliai ... 15
1.8 Dvifaziai geliai, jų klasifikacija bei gamybos technologija ... 16
1.8.1 Dvifazių gelių privalumai, kokybės vertinimas ... 17
1.9 Oleogelio gamybai naudotų medžiagų charakteristikos ... 18
1.10 Hidrogelio gamybai naudojamų medžiagų charakteristikos ... 20
1.11 Veikliųjų medžiagų, naudojamų galimam vaisto modeliui sukurti, charakteristikos... 21
2. TYRIMO METODIKA ... 23
2.1 Darbe naudotos medžiagos ... 23
2.2 Darbe naudota aparatūra ir prietaisai ... 23
2.3 Tyrimo metodai ... 24
2.3.1 Hidrogelio technologija ... 24
2.3.2 Oleogelio technologija ... 24
2.3.3 Difazių gelių technologija ... 24
2.3.4 Dvifazio gelio su diklofenako natrio druska ir kamparu technologija ... 25
2.3.5 Dvifazės sistemos mikroskopinis tyrimas ... 25
2.3.6 Dvifazės sistemos stabilumo tyrimas, taikant centrifugavimą ... 26
2.3.7 Šaldymo – šildymo ciklo tyrimas ... 26
2.3.8 Viskozimetrinis tyrimas ... 26
2.3.9 PH reikšmės nustatymas ... 26
2.3.10 Dvifazių gelių tekstūros analizė ... 27
2.3.11 Juslinių savybių vertinimas ... 28
2.3.12 Fizinio stabilumo tyrimas – ilgalaikio ir pagreitinto stabilumo tyrimo sąlygomis ... 28
3. REZULTATAI ... 29
3.1 Hidrogelio ir oleogelio fizikinių ir juslinių savybių vertinimas ... 29
3.2 Dvifazių gelių tyrimų rezultatai ... 30
3.2.1 Pradinis dvifazių gelių stabilumo vertinimas ... 30
3.2.2 Dvifazių gelių juslinių savybių vertinimas ... 31
3.2.3 Dvifazių gelių viskozimetrinis klampos vertinimas ... 31
3.2.4 Dvifazių gelių pH reikšmės vertinimas ... 32
3.2.5 Dvifazių gelių mechaninių savybių analizė ... 33
3.2.6 Dvifazių gelių mikroskopinio tyrimo vertinimas ... 39
3.3 Dvifazių gelių stabilumo vertinimas ... 41
3.3.1 Dvifazių gelių stabilumo vertinimas atliekant šaldymo – šildymo testą ... 41
3.3.2 Dvifazių gelių stabilumo vertinimas, taikant centrifugavimą ... 42
3.3.3 Dvifazių gelių juslinių savybių vertinimas stabilumo tyrimo metu ... 43
3.3.4 Viskozimetrinis klampos vertinimas stabilumo tyrimų metu ... 45
3.3.5 Dvifazių gelių pH vertinimas stabilumo tyrimų metu ... 46
3.4 Dvifazio gelio su kamparu ir diklofenako natrio druska savybių vertinimas stabilumo tyrimų metu ... 47
3.4.1 Dvifazio gelio su kamparu ir diklofenako natrio druska juslinės savybės ... 47
3.4.2 Dvifazio gelio su kamparu ir diklofenako natrio druska pH reikšmės vertinimas skirtingomis laikymo sąlygomis ... 47
3.4.3 Dvifazio gelio su kamparu ir diklofenako natrio druska klampos vertinimas skirtingomis laikymo sąlygomis ... 48
3.4.4 Dvifazio gelio su kamparu ir diklofenako natrio druska stabilumo vertinimas ... 49
3.4.5 Dvifazio gelio su kamparu ir diklofenako natrio druska mechaninių savybių vertinimas skirtingomis laikymo sąlygomis ... 50
4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 53
5. IŠVADOS ... 56
6. LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 58
SANTRAUKA
A. Urbonaitės magistro baigiamasis darbas „Dvifazių gelių modeliavimas ir kokybės vertinimas“ . Mokslinis vadovas doc. G. Kasparavičienė. Lietuvos sveikatos mokslų universiteto, Farmacijos fakulteto, Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedra. Kaunas, 2018.
Tyrimo tikslas: Sumodeliuoti ir pagaminti dvifazius gelius bei įvertinti jų kokybę.
Darbo uždaviniai: Parinkti tinkamą sudėtį ir technologiją dvifazio gelio gamybai; pagaminti hidrogelį, oleogelį, įvertinti jų fizikines ir mechanines savybes; įvertinti dvifazių gelių kokybę, nustatant pH, klampą, tekstūrą, mikroskopinį vaizdą; įvertinti dvifazių gelių stabilumą; sukurti galimo vaistinio preparato modelį, įterpiant dvi veikliąsias medžiagas, įvertinti sistemos stabilumą. Tyrimo objektas: Dvifaziai geliai, pagaminti maišant oleogelį ir hidrogelį santykiais: (5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75; 30/70; 35/65; 40/60; 45/55), esant tam tikroms sąlygoms.
Metodai: Fizikinėms savybėms įvertinti matuojama dinaminė klampa, pH. Vertinamos juslinės savybės. Tekstūros analizės metu atliekami tepumo ir išstūmimo testai, nustatomos mechaninės savybės. Atliekamas mikroskopinio vaizdo vertinimas. Stabilumui įvertinti atliekami 3 ciklų šaldymo – šildymo, centrifugavimo testai, stebimi sistemų pokyčiai laikymo metu. Vaistinio preparato modelio stabilumo įvertinimui naudojamos pagreitinto stabilumo sąlygos.
Rezultatai: Dvifazių gelių pH varijuoja nuo 6,26±0,31 iki 6,5±0,32. Dinaminė klampa didėja nuo 44502 iki 112754mPa·s, didėjant oleogelio kiekiui sistemoje. Tekstūros analizės rezultatai parodė, kad mechaninės savybės priklauso nuo oleogelio kiekio, nustatyta labai stipri koreliacija (r>0,7) tarp šių dydžių. Didėjant oleogelio kiekiui, dvifazis gelis sunkiau užtepamas ant odos, palieka riebumo, lipnumo jausmą. Geriausiomis mechaninėmis, juslinėmis savybėmis pasižymėjo dvifaziai geliai – (5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75; 30/70). Mikroskopinio tyrimo rezultatai parodė, kad mažiausiu dalelių dydžiu pasižymi dvifazis gelis (25/75). Šaldymo – šildymo testo rezultatai parodė, kad visos sistemos atsparios temperatūriniams pokyčiams (– 18±2°C - 25±2°C). Centrifugavimo testo ir juslinių savybių vertinimo rezultatai laikymo metu (25°C ± 2°C/60±5 % RH) parodė, kad po 6 mėn. stabilios išliko šios sistemos – (15/85; 20/80; 25/75; 30/70; 35/65). Dvifazis gelis (25/75) su VM kamparu ir diklofenako natrio druska, išliko stabilus 2 mėn. pagreitinto ir ilgalaikio stabilumo tyrimo sąlygomis, žymių fizikinių, mechaninių pokyčių nebuvo. Išvados: Nustatyta dvifazių gelių pH atitinka odos fiziologinį pH, todėl tinkamas vartoti ant odos. Tekstūros analizė parodė, kad minkščiausia tekstūra, mažiausiu lipnimu pasižymi ir geriausiai ant odos pasiskleidžia dvifaziai geliai – (5/95;10/90; 15/85; 20/80; 25/75). Stabilumo tyrimai parodė, sistemų: (15/85; 20/80; 25/75;30/70; 35/65) stabilumą 6 mėn. Todėl geriausia kokybe pasižymi dvifazės sistemos – (15/85; 20/80; 25/75). Dvifazis gelis su VM išlieka stabilus 2 mėn. skirtingomis laikymo sąlygomis.
SUMMARY
A.Urbonaitės Master's thesis „Formulation and quality evaluation of biphasic gels“ Scientific supervisor Doc. dr. G. Kasparavičienė. Lithuanian University of Health Sciences, Faculty of Pharmacy, Deparment of Drug Technology and Social Pharmacy. Kaunas, 2018.
The aim of research: to formulate, produce and evaluate quality of biphasic gels.
Research object: Biphasic gels were formulated mixing organogel and hydrogel in various ratios (5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75; 30/70; 35/65; 40/60; 45/55) under certain conditions.
Research objectives: the dynamic viscosity, pH was measured to evaluate physical properties. Estimated organoleptic properties. Spreadability and Back extrusion tests are performed during the analyses of texture, to evaluate mechanical properties. Microscopic image evaluation. For stability evaluation was performed 3 cycles freeze – thaw, centrifugation tests, observed system changes during storage. To evaluate stability of the model of the drug, was used accelerated stability test coditions. Results. the biphasic gel pH ranges from 6,26 ± 0,31 to 6,5 ± 0,32. Dynamic viscosity increases from 44502±222 to 112754±563 mPa·s with increase of oleogel amount in the system.The results of the analysis of texture showed that the mechanical properties depend on the amount of oleogel, a very strong correlation (r>0,7) was found among these sizes. As the amount of oleogel increases, the biphasic gel is harder to apply on the skin, leaving a feeling of greasiness, sticky feeling. The best mechanical and organoleptic properties were marked by biphasic gels – (5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75; 30/70). The results of the microscopic study showed that the smallest particle size is characterized by biphasic gel (25/75). The results of the freeze–thaw test showed that all systems are resistant to temperature changes (–18 ± 2°C to + 25 ± 2°C). The results of the centrifugation test and organoleptic evaluation at the time of storage (25°C ± 2°C/60 ± 5% RH) showed that after 6 months of stability, these systems remained – (15/85; 20/80; 25/75; 30 / 70; 35/65). Biphasic gel (25/75) with active ingredients of camphor and diclofenac remained stable for 2 months in accelerated and long– term stability studies, with no significant physical and mechanical changes.
Conclusions: The pH of the biphasic gel is determined to correspond to the physiological pH of the
skin, therefore it is suitable for use on the skin. Analysis of texture showed that the softest texture, with the smallest adhesion, is best characterized by biphasic gels – (5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75). Stability studies have shown systems: (15/85; 20/80; 25/75; 30/70; 35/65) stability of 6 months. Therefore, the best quality is characterized by two–phase systems – (15/85; 20/80; 25/75). Biphasic gel with camphor and diclofenac sodium salt remains stable for 2 months. different storage conditions.
SANTRUMPOS
Na – KMC – Natrio karboksimetilceliuliozė
SN – standartinis nuokrypis (iš anglų k. Standard deviation) Aps/min – apsisukimų skaičius per minutę.
Span60 – Sorbitano monostearatas g·sek – gramai per sekundę.
pH – vandenilio jonų koncentracija tirpale g/mol – gramai molyje
VM – veiklioji medžiaga RH – santykinė drėgmė μm – mikrometrai
ĮVADAS
Dvifaziai geliai – „bigeliai“, tai yra puskietės dvifazės sistemos, kurias sudaro hidrogeliai ir oleogeliai. Paskutinius kelerius metus šios sistemos sulaukė didelio mokslininkų susidomėjimo, atlikta daug tyrimų, kurie atskleidžia dvifazių gelių pritaikymo naudą ne tik kosmetikos, bet ir farmacijos pramonėje [20, 22].
Ši pusiau kieta dvifazė sistema pasižymi sinergistiniu poveikiu, turi abiejų tipų, oleogelio ir hidrogelio privalumus: pasižymi vėsinančiu, drėkinančiu, minkštinančiu odą poveikiu. Pagrindinė transdermalinių preparatų kliūtis – raginis odos sluoksnis, šis barjeras sunkiai pralaidus, todėl veikliosioms medžiagoms sunku prasiskverbti į gilesnius odos sluoksnius, šios sistemos nauda tai, kad ji didina raginio odos sluoksnio hidrataciją, jos metu gali išbrinkti ar atsiverti raginio sluoksnio struktūros, o tai pagerina difuziją į gilesnius odos sluoksnius. Dar vienas privalumas tai, kad galima lengvai kontroliuoti lipofilinių ir hidrofilinių aktyviųjų medžiagų išsiskyrimą. Dėl priimtinų mechaninių savybių – lengvai pasiskleidžia ant odos, gerai susigeria. Šių dvifazių sistemų technologija gana nesudėtinga, taip pat svarbu tai, kad reikalingas nedidelis kiekis paviršinio aktyvumo medžiagų, nes dideli jų kiekiai kartais gali būti kenksmingi [1, 20, 21, 22, 23].
Kokybiškas preparatas turi ne tik atlikti savo funkcijas, bet ir išlikti stabilus saugojimo metu. Preparatas turi būti lengvai ir kokybiškai užtepamas ant odos, kad nepaliktų jokių pastebimų likučių ar lipnumo, suteikti malonų pojūtį, būti patrauklios išvaizdos, taip pat turi būti lengvai nuvalomas ar nuplaunamas. Todėl tekstūros analizė yra labai aktualus metodas, siekiant pagaminti aukštos kokybės ir optimalių juslinių savybių produktą, taip pat prognozuoti produkto savybes. Nuo produkto tepumo gali priklausyti ir terapinis poveikis [48]. Taigi, labai svarbu užtikrinant produkto kokybę, nustatyti jo gebėjimą pasiskirstyti, įvertinti stabilumą laikymo metu, atliekant įvairius testus skirtingomis sąlygomis, kurios galetų paveikti dvifazės sistemos stabilumą, taip pat svarbu įvertinti pH, kuris turėtų atitikti fiziologinį odos pH 4 – 6,5, kad nepažeistų apsauginio odos barjero [2]. Klampa taip pat svarbus rodiklis vertinant pusiau kietų preparatų – dvifazių gelių savybes, kuris gali turėti įtakos mechaninėms, juslinėms savybėms [2, 20, 47]. Todėl šio darbo tikslas yra sukurti dvifazių gelių modelį ir įvertinti jų kokybę. Norint sukurti kokybiško, tinkamo vartoti dvifazio gelio modelį, svarbu parinkti tinkamą sudėtį, optimalią technologiją ir atlikti testus testus, kurie padėtų įvertinti kokybę ir savybes.
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI
Tyrimo objektas: sumodeliuoti dvifaziai geliai, pagaminti maišant oleogelį ir hidrogelį įvairiais santykiais (5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75; 30/70; 35/65; 40/60; 45/55), esant tam tikroms sąlygoms.
Darbo tikslas: sumodeliuoti ir pagaminti dvifazius gelius bei įvertinti jų kokybę.
Uždaviniai:
1. Parinkti tinkamą sudėtį ir technologiją dvifazio gelio gamybai.
2. Pagaminti hidrogelį ir oleogelį, įvertinti jų fizikines ir mechanines savybes.
3. Įvertinti pagaminto dvifazio gelio kokybę, nustatant pH, klampą, tekstūrą, mikroskopinį vaizdą.
4. Įvertinti dvifazės sistemos stabilumą.
5. Sukurti galimo vaistinio preparato modelį, įterpiant dvi veikliąsias medžiagas, ir įvertinti fizinį sistemos stabilumą.
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1 Odos struktūra ir jos funkcijos
Oda yra didžiausias kūno organas, kuris apima 1,7 m2
pločio, taip pat sudaro apie 15% viso kūno svorio. Oda atlieka svarbią apsauginę funkciją, apsaugo mus nuo išorinių veiksnių. Odos storis, pigmentacija ir odos priedų pasiskirstymas skirtingose kūno vietose labai įvairus. Tai priklauso nuo kūno vietos funkcijos ir poreikių.
Odos struktūra sudaryta iš trijų pagrindinių sluoksnių: 1. Epidermio
2. Dermos (tikroji oda)
3. Hipodermos (poodinis sluoksnis) [1].
Epidermis dar skirstomas į penkis sluoksnius: pamatinis sluoksnis (lot. stratum
germinativum), dygliuotasis sluoksnis (lot. stratum spinosum), grūdėtasis sluoksnis (lot. stratum granulosum), blizgusis sluoksnis (lot. stratum lucidum), raginis sluoksnis (lot. stratum corneum).
Odos struktūra gali skirtis priklausomai nuo amžiaus, lyties, rasės ar esančių ligų [1]. Pagrindinės odos funkcijos:
1. Apsauginė – saugo nuo išorinių veiksnių (fizinio, mechaninio, cheminio poveikio, užkerta kelią bakterijų ir virusų patekimui į vidų);
2. Termoreguliacinė – gausus kapiliarų tinklas dermoje padeda palaikyti kūno temperatūrą;
3. Jutiminė odos funkcija – odoje yra nervinės jutiminės skaidulos, atsakingos už lietimo, spaudimo, skausmo ir niežėjimo, temperatūros pojūčius;
4. Imunologinė odos funkcija – odoje yra įvairių imuninių ląstelių (langerhanso ląst.), limfmazgių, kurie dalyvauja formuojant imunitetą;
5. Sekrecinė ir ekskrecinė odos funkcija – šią funkciją vykdo prakaito ir riebalų liaukos. Su prakaitu pašalinamos organizmui nereikalingos medžiagos.
Odos dariniai taip pat yra reikalingi organizmui ir atlieka tam tikras funkcijas, juos apima plaukų folikulai, riebalinės, prakaito liaukos ir nagai. Žmogaus odos paviršiaus pH svyruoja nuo 4 – 6,5, tai vienas iš svarbesnių rodiklių odos preparatams [2, 3].
Vaistinių medžiagų tiekimas per odą padeda gydyti įvairias dermatologines ir kitas ligas, vietiškai naudojami preparatai padeda išvengti sisteminių šalutinių poveikių. Ant odos naudojamos kosmetikos priemonės gali pagerinti odos būklę, skatinti ląstelių regeneraciją ir kitus procesus [4].
Tačiau pagrindinė transdermalinių preparatų kliūtis – raginis odos sluoksnis, šis barjeras sunkiai pralaidus, todėl hidrofiliniams vaistams sunku prasiskverbti į gilesnius odos sluoksnius. Kita svarbi kliūtis veikliųjų medžiagų skverbimuisi – tai sudėtingos, tvarkingai išdėstytos tarpląstelinių lipidų struktūros, esančios odoje. Medžiagos, prasiskverbusios pro raginį odos sluoksnį, patenka į gilesnius odos sluoksnius ir ten sąveikauja su įvairiais odos komponentais, daugiausia su struktūriniais odos lipidais. Todėl, norint pagerinti medžiagų prasiskverbimą pro odą, reikalinga kurti inovatyvias dermatologinių preparatų formas, tikslingai parinkti pagrindą ir pagalbines medžiagas. Prasiskverbimui gerinti gali būti naudojamos įvairios medžiagos, papildomi skvarbos gerintojai , tokie kaip: sulfoksidai (ypač dimetilsulfoksidas), pirolidonai, riebiosios rūgštys ir alkoholiai, šlapalas, alkoholiai ir glikoliai, eteriniai aliejai, terpenai ir jų dariniai [1, 4].
1.2 Pusiau kieti preparatai, jiems keliami reikalavimai
Remiantis farmakopėja, pusiau kieti odos preparatai yra skirti vietiniam poveikiui sukelti ir transdermaliniam aktyviųjų medžiagų pernešimui per odą, taip pat naudojami dėl jų minkštinamojo ir apsauginio poveikio. Šie preparatai yra homogeniški, gali būti sudaryti iš paprasto ar sudėtinio pagrindo, kuriame yra ištirpintos ar disperguotos viena ir daugiau veikliųjų medžiagų [5].
Priklausomai nuo sudėties, pagrindas gali daryti įtaką preparato veikimui, veikliųjų medžiagų atsipalaidavimui iš vaisto formos. Pagrindą gali sudaryti natūralios ar sintetinės medžiagos, taip pat jis gali būti vienafazis ir daugiafazis. Pagal pagrindo pobūdį preparatas gali pasižymėti hidrofilinėmis ar hidrofobinėmis savybėmis. Pagerinti pusiau kietų preparatų savybėms gali būti naudojami įvairios pagalbinės medžiagos: antimikrobiniai konservantai, antioksidantai, emulsikliai, stabilizatoriai, tirštikliai ir skvarbos gerintojai [5].
Pusiau kieti preparatai, naudojami ant odos, yra skirstomi į kelias kategorijas: tepalai, pastos, kremai, šutekliai, pleistrai, geliai [5].
Priklausomai nuo savo struktūros ir sudėties kremai, tepalai ir geliai pasižymi bendromis savybėmis: yra tąsūs, elastingi ir elgiasi ne niutoniškai, pvz.: yra plastiški, pseudoplastiški ar tiksotropinio tipo, teka stipriai spaudžiant [4].
Veikliųjų medžiagų patekimas per odą turi savų privalumų, lyginant su vaistų vartojimu per os. Išvengiama pirmojo kepenų metabolizmo kelio. Aplenkiamas virškinamasis traktas, todėl nedirginamas skrandis, netrikdomos jo funkcijos. Išvengiama veikliųjų medžiagų absorbcijos virškinamajame trakte sunkumų, sukeltų netinkamo pH fermentų aktyvumo, taip pat išvengiama sąveikų su maistu ar gėrimais. Sukeliamas lokalizuotas efektas su mažiau šalutinių poveikių. Pusiau kietų preparatų vartojimas paprastas, priimtinas vartotojams, nesukeliantis nemalonių pojūčių [2, 4].
Skirti tiekti į rinką pusiau kieti preparatai turi atitikti tam tikrus reikalavimus: būti tinkamas ir malonus naudoti vartotojams. Pagrindiniai reikalavimai yra šie:
1. Minkšta konsistencija. Preparatas turi būti lengvai paimamas iš talpyklės, lengvai ir kokybiškai užtepamas ant odos ar gleivinių, kad nepaliktų jokių pastebimų likučių ar lipnumo. Turi būti lengvai nuvalomas ar nuplaunamas.
2. Kietosios medžiagos turi būti optimalaus smulkumo ir tolygiai pasiskirstyti ant pagrindo (homogeniškas).
3. Saugojimo metu turi išlikti stabilūs. 4. Neturi būti matomų mechaninių dalelių.
5. Sudėtis turi nekisti saugojimo ir vartojimo metu. 6. Turi būti reikiamas kiekis veikliųjų medžiagų.
7. Garantuojama mikrobiologinė kokybė gamybos, saugojimo ir vartojimo metu [6]. Gaminant pusiau kietus preparatus vartoti ant odos, turi būti atliekami atitinkami matavimai, kurie užtikrintų produkto reologines savybes. Esant poreikiui, gali būti atliekami šie neprivalomi testai: konsistencijos matavimas penetrometru (Ph. Eur. 07/2007, 2.9.9), klampos matavimas (Ph. Eur. 07/2007, 2.2.10) ir tam tikras testas, parodantis atitinkamą veikliosios medžiagos išsiskyrimą (atpalaidavimą) [5].
Testai. Paimama masė ar tūris (Ph. Eur. 07/2007, 2.9.28). Pusiau kieti preparatai, skirti vartoti ant odos, pateikiami vienadozėse talpyklėse, turi atitikti šį testą. Sterilumas (Ph. Eur. 07/2007, 2.6.1), kai etiketėje nurodoma, kad preparatas yra sterilus, jis turi atitikti sterilumo testą [5].
Laikymas: jei preparate yra vandens ar kitų lakiųjų medžiagų, jis turi būti laikomas orui nelaidžioje talpyklėje. Jei preparatas yra sterilus, jis turi būti laikomas sterilioje, orui nelaidžioje, apsaugotoje talpyklėje. Ženklinimas: etiketėje nurodoma kiekvieno panaudoto konservanto pavadinimas ir, esant reikalui, kad preparatas sterilus [5].
1.4 Geliai ir juos formuojančios medžiagos
Geliai – tai pusiau kieti odos preparatai, sudaryti iš skysčių, gelifikuotų tam tikromis medžiagomis. Gelifikuojanti medžiaga sudaro specifinę struktūrą, imobilizuoja, sujungia skystas daleles į vieną bendrą tinklą. Pagal tai, kokiu pagrindu gaminamas gelis, galima tokia klasifikacija:
1. Hidrogeliai 2. Organogeliai [7].
Geliai pasižymi keletu privalumų, lyginant su tepalais ir kremais, jie yra stabilesnė, ne gliti, pusiau kieta vaisto forma. Įvairių mokslininkų atliktų tyrimų rezultatai parodė greitesnį veikliųjų medžiagų išsiskyrimą iš gelių, lyginant su veikliųjų medžiagų atpalaidavimu iš kremų ar tepalų [8].
Sistemai suteikti tinkamą gelinę struktūrą, gamyboje naudojamos gelifikuojančios medžiagos, polimerai, kurių koncentracija gelyje turėtų būti mažesnė nei 10 %, dažniausiai 0,5 – 2,0 % [9]. Jos klasifikuojamos:
1) Natūralūs polimerai:
a) Baltymai (kolagenas, želatina);
b) Polisacharidai (algininė rūgštis, tragakantas, pektinas, guaro guma, ksantinas);
2) Pusiau sintetiniai polimerai (karboksimetilceliuliozė, metilceliuliozė, hidroksipropilceliuliozė, hidroksipropilmetilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė);
3) Sintetiniai polimerai:
a) Karbomerai ( karbopolis 940, karbopolis 941 it kt.);
b) Poloksamerai (poliakrilamidas, polivinilalkoholis, polietilenas ir jo ko–polimerai ); 4) Neorganinės medžiagos (aliuminio hidroksidas, bentonitas)
5) Paviršinio aktyvumo medžiagos (cetosterilo alkoholis, sorbitano monosteratas) [10].
1.6 Hidrogeliai
Šiuo metu hidrogeliai pritraukia vis daugiau mokslininkų įvairiose mokslinių tyrimų srityse ir susidomėjimas nuolat auga. Ypač spartus mokslinių publikacijų skaičiaus augimas prasidėjo nuo 1984 m. ir jau vien tik 2016 m. publikacijų skaičius siekė beveik 3000. Hidrogeliai atlieka svarbų vaidmenį įvairiausiose srityse, tokiose kaip: farmacija, kosmetika, maisto pramonė, audinių inžinerija, optika, diagnostika ir kt. [11].
Hidrofiliniai geliai (hidrogeliai) yra preparatai, kurių pagrindas dažniausiai yra vanduo, taip pat gali būti propilenglikolis, glicerolis. 99 % hidrogelio masės gali sudaryti vanduo. Hidrogelio struktūrai gauti naudojami natūralūs gamtiniai polimerai, tokie kaip: kolagenas ir želatina, ir polisacharidai, pvz.: krakmolas, alginatas ir agarozė. Sintetiniai polimerai (polivinilalkoholis, polietilenglikolis, poliakrilamidas), kurie sudaro hidrogelius, yra tradiciškai paruošiami naudojant cheminę polimerizaciją. Iš sintetinių medžiagų pagaminti hidrogeliai pasižymi ilgesniu tinkamumo vartoti laiku, yra atsparesni temperatūrų pokyčiams, taip pat sugeria didesnį kiekį vandens, todėl suformuoja tvirtesnį, stabilesnį gelį. Hidrogeliai gali būti gaminami iš sintetinio polimero, kaip poliakrilas (karbopoliai). Gelifikuojantis polimeras išbrinksta vandenyje ir suteikia trimatę, tinklinę struktūrą, kurią sudaro polimerų grandinės ir vanduo, užpildantis tarpus tarp makromolekulių [12].
1 lentelė. Hidrogelių klasifikacija
Pagal kilmę Pagal polimerinę
sudėtį Pagal būseną
Pagal jungtis jungiančias polimerų grandines Pagal polimerinių jungčių elektrinį krūvį Natūralūs Sintetiniai Homopolimerinis Kopolimerinis Multipolimerinis Kristalinė Pusiau kristalinė Amorfinė Joninės Vandenilinės Hidrofobinės Neutralūs Joniniai (katijoniniai, anijoniniai) Amfoteriniai Cviterjoniniai
Bet kuri technologija, kuri gali padėti sujungti polimerų grandines tam tikrais ryšiais, gali būti naudojama hidrogelio gamybai. Dažniausiai naudojamos kopolimerizacijos, laisvųjų radikalų polimerizacijos reakcijos, joms vykstant susidaro daugybė jungčių tarp polimerų. Vandenyje tirpūs natūralūs ir sintetiniai polimerai keliais būdais gali sudaryti hidrogelius:
1. Cheminių reakcijų būdu, sujungiant polimerus į grandinę.
2. Naudojant jonizuojančiąją spinduliuotę, pagaminti laisvuosius radikalus, kurie geba sudaryti jungtis.
3. Fizinės sąveikos pagalba, pvz.: užtvaros, elektrostatika.
Įvairios polimerizacijos technikos gali būti naudojamos formuoti gelius, įskaitant didelių kiekių monomerų, suspensijų, tirpalų polimerizacijas [12].
Hidrofilinių gelių savybės gali kisti, paveikiant juos įvairiais cheminiais, biologiniais ar fizikiniais veiksniais. Cheminiai veiksniai gali būti – pH, tirpiklio sudėtis, joninė jėga, biologiniai – antikūnai, fermentai, fizikiniai – temperatūra, šviesa, slėgis, elektrostatinės, magnetinės jėgos [12].
Daug dėmesio skiriama hidrogeliams, kaip vaistinių medžiagų tiekimo sistemai. Buvo atlikta nemažai tyrimų, kuomet hidrogeliai naudojami tiekti vaistinėms medžiagoms, įterpiant įvairias vaistų molekules, nuo mažos iki didelės molekulinės masės, tokios kaip peptidai, augimo faktoriai, insulinas. Įvairių dydžių molekulių gebėjimas atsipalaiduoti iš hidrogelio padeda tiekti vaistines medžiagas ne tik per odą, bet ir įvairiais kitais vartojimo būdais: per os, nosies gleivinę, žarnyną, makštį, akis, taip pat medžiagos gali būti tiekiamos parenteraliniu būdu [11, 13].
Vaistinių medžiagų atpalaidavimas gali vykti keliais būdais:
1. Difuzijos – veiklioji medžiaga lėtai difunduoja per hidrogelio poras, užpildytas vandenine faze, iš centre esančios matricos, kurioje yra didžiausia vaistinės medžiagos koncentracija. Taip vyksta vaistinės medžiagos atpalaidavimas, kai ji tolygiai disperguota ar ištirpinta hidrogelyje.
2. Cheminiu – veikiant išoriniais veiksniais, keičiant temperatūrą, pH, ar veikiant fermentais. Stimuliuojamas gelių brinkimas, atidaromos gelio poros, lengviau atsipalaiduoja vaistinės medžiagos iš vaisto formos. Šis būdas gali būti naudojamas norint lokalizuoti vaisto patekimą, norint pasiekti tam tikrą taikinį, taip pat prailginti ar pagreitinti VM atpalaidavimą iš vaisto formos [14].
Atliktas tyrimas su chitosano hidrogeliais, kuriuose įterptos VM: amoksicilinas ir meloksikamas. Buvo tiriamas VM atsipalaidavimas keičiant pH, kuomet jos reikšmės buvo 1,2; 6,8 ir 7,4. Rezultatai parodė, kad mažiausiai veikliosios medžiagos atpalaiduojamos esant pH – 1,2, o daugiausiai pH – 7,4. Nustatytas ryšys, kad didėjant pH, didėja brinkimas ir gelio porų dydis, gerėja medžiagos atpalaidavimas iš vaistinės formos. Todėl kintant pH, gali kisti ir veikliųjų medžiagų tiekimas [15, 16].
Hidrogeliai yra plačiai pritaikomi farmacijos, medicinos srityse: biologiniai vaistai, audinių inžinerija, diagnostika, žaizdų gydymas, biomolekulių ar ląstelių atskyrimas, kontaktinių lęšių gamyba, vaistinių medžiagų tiekimo sistema (geliai, plėvelės, gelinės injekcijos). Taip pat naudojami kitose srityse, tokiose kaip: žemės ūkyje, biosensorių gamyboje, maisto, kosmetikos pramonėje, chemijos pramonėje (cheminiai valikliai), mikroelektronikos pramonėje. Geras ir platus hidrogelių pritaikomumas skatina ir toliau atlikti įvairius tyrimus su šiomis sistemomis [11, 13, 14].
1.7 Oleogeliai
Lipofiliniai geliai, dar kitaip yra vadinami oleogeliais. Juos galima apibūdinti kaip lipofilinių skysčių ir gelifikuojančių medžiagų mišinius. Oleogelis gali būti sudarytas iš organinių tirpiklių (chloroformo, alkoholio, dimetilsulfoksido, heksano ir kt.) arba natūralaus aliejaus (alyvuogių, saulėgrąžų, ricinos ir kt.), taip pat mineralinio aliejaus (skystasis parafinas), jie sudaro skystąją gelio fazę, pagrindą. Kietąją fazę sudaro mažos molekulinės dalelės arba įvairūs polimerai [17, 18].
Gelifikuojančios medžiagos gali būti skirstomos į savarankiškai organizuotas struktūras sudarančias medžiagas – sorbitano monostearatas (Span60), sorbitano monpalmitatas (Span40), keramidai, monoalkilgliceroliai, ir į kristalinę struktūrą sudarančias medžiagas – riebiosios rūgštys (stearino, arachidono, palmitino), riebieji alkoholiai (cetosterilo, stearilo), vaškų esteriai, dikarboksilinės rūgštys (adipo r.), triacilgliceroliai, riebiosios rūgštys kartu su riebiaisiais alkoholiais, augalinės kilmės vaškas, karnaubo vaškas ir kt. [18].
Sąveikaujančios jėgos, tokios kaip: Van Der Valso, vandenilinės jungtys, π ryšių sistema, nulemia oleogelių trimatę struktūrą. Gelio dalelių tirpumas, dydis yra svarbios savybės, nuo kurių priklauso organogelio elastingumas, kietumas. Šios sistemos dažniausiai pagrįstos molekulių agregacija, sukibimu [17].
Oleogelių paruošimas gana paprastas, jie pasižymi stabilumu, viskoeleastiškumu, dėl savo lipofiliškumo gerina vaistinių medžiagų prasiskverbimą pro raginį odos sluoksnį. Lipofilinės veikliosios medžiagos, esančios organogelyje, lengvai pereina lipofilinį odos barjerą. Šio tipo geliai turi platų pritaikymą farmacijos, kosmetikos, maisto ir net meno pramonėje [10].
1.8 Dvifaziai geliai, jų klasifikacija bei gamybos technologija
Dvifazis gelis yra dvifazė sistema, sudaryta iš lipofilinės ir hidrofilinės dalies, kuri gaunama sumaišius organogelį ir hidrogelį tam tikromis proporcijomis, esant tam tikroms sąlygoms. Šios sistemos panašios į emulsijas, tačiau skiriasi jų struktūros ir konsistencija, dvifaziai geliai yra pusiau kietos formos. Šios sistemos gali tinkamai kontroliuoti veikliųjų medžiagų pasisavinimą [7].
Veikliųjų medžiagų patekimas iš dvifazių gelių į odą vyksta panašiu mechanizmu, kaip iš hidrogelių ir oleogelių. Vaistinės medžiagos atsipalaidavimas iš šios sistemos vyksta difuzijos būdu, manoma, kad geresnį medžiagos pasisavinimą gali įtakoti riebalų rūgščių buvimas natūraliuose aliejuose, kurie naudojami kaip pagrindas oleogeliuose [17].
Pagal mokslininkų atliktus tyrimus, galima teigti, kad dvifaziai geliai yra stabilios, pusiau kietos, dvifazės sistemos. Stabilumas išlieka nuo 6 – 12 mėnesių, laikant kambario temperatūros sąlygomis. Manoma, kad stabilumą lemia mobilių fazių įsiskverbimas per trimačių tinklų sistemas [21].
Įvairiuose straipsniuose siekiama kuo plačiau išnagrinėti šių gelių savybes. Todėl dažniausiai atliekami tyrimai mechaninėms, fizikinėms savybėms įvertinti, klampos, pH matavimai, analizuojama tekstūra, sistemos stabilumas, atliekama mikrostruktūros analizė, VM atpalaidavimas iš sistemos [21, 17, 18].
Kadangi dvifaziai geliai turi bendras oleogelių ir hidrogelių savybes ir privalumus, jie gali būti naudojami farmacijoje kaip vietinė vaistinių medžiagų nešimo sistema ir kosmetikoje dermatologinių preparatų gamybai [7].
Atsižvelgiant į oleogelio ir hidrogelio pasiskirstymą, dvifazius gelius galima išskirstyti į tris kategorijas:
1. Oleogelis hidrogelyje (A/V) 2. Hidrogelis oleogelyje (V/A)
3. Mišraus tipo (angl. Bi – continuous)
Pirmoji kategorija apima sistemas, kai lipofilinė fazė – oleogelis įmaišomas į hidrofilinę fazę – hidrogelį. Šios sistemos yra pagrindinės, plačiausiai aptarinėjamos ir labiausiai nagrinėjamos literatūroje [39].
Maišymas 500 – 1000 aps/min, 20±2°C
Dvifazių gelių gamybos technologija gana paprasta (1 pav.). Atskirai paruošiami pasirinktos sudėties oleogeliai ir hidrogeliai. Pagaminti geliai parą laikomi kambario temperatūroje. Tuomet kambario temperatūros sąlygomis maišomi tam tikrais santykiais (pvz.: 20/80, 50/50, 60/40), įterpiant oleogelį į hidrogelį. Maišyklės maišymo greitis pasirenkamas tarp 500 – 1000 aps/min. Didesnis greitis gali suardyti gelines struktūras, kas įtakotų fazių atsiskyrimą. Maišoma tol, kol gaunamas homogeniškas produktas [20, 22, 23]. Kitas Vinay K. Singh ir kitų autorių mokslinio tyrimo metu naudojamas būdas – pašildžius oleogelį ir hidrogelį 60°C temperatūroje, maišyti 500 aps/min greičiu, oleogelis po truputį įterpiamas į hidrogelį, taip maišoma, kol susidaro homogeniškas produktas [7].
1 pav. Dvifazio gelio technologijos modelis
1.8.1 Dvifazių gelių privalumai, kokybės vertinimas
Ši dvifazė sistema turi abiejų tipų, oleogelio ir hidrogelio, privalumus, tokius kaip: lengvas paruošimas, svarbu tai, kad reikalingas nedidelis kiekis paviršinio aktyvumo medžiagų, nes dideli jų kiekiai kartais gali būti kenksmingi, taip pat galima lengvai kontroliuoti lipofilinių ir hidrofilinių aktyviųjų medžiagų išsiskyrimą [20, 21]. Pasižymi vėsinančiu, drėkinančiu, minkštinančiu odą poveikiu, didina raginio odos sluoksnio hidrataciją, jos metu gali išbrinkti ar atsiverti raginio sluoksnio struktūros, o tai pagerina difuziją į gilesnius odos sluoksnius. Dėl priimtinų mechaninių savybių – lengvai pasiskleidžia ant odos, gerai susigeria [19, 20 ].
Pusiau kietų preparatų, skirtų vartoti ant odos, kokybės įvertinimui rekomenduojama atlikti šiuos testus: išvaizdos, spalvos, kvapo, homogeniškumo, pH reikšmės nustatymo, konsistencijos, klampos, dalelių dydžio matavimą, kiekybinę veikliųjų medžiagų analizę, skilimo produktų identifikavimą, konservantų ir antioksidantų nustatymą, jeigu jie yra naudojami, mikrobiologinio užterštumo ir svorio netekimo testą [40].
Hidrogelis
Oleogelis
Dvifazis
gelis
Tekstūros analizė – tepumo (angl. spreadability) testas, matuojama mėginių šlytis (g·sek) ir jėga (g), reikalinga mėginiui deformuoti; išstūmimo (angl. back extrusion) testas, kurio metu matuojama jėga (g) tiriamojo pavyzdžio suspaudimo metu, kohezija (lipnumas), konsistencija, klampos indeksas. Tepumas ir tvirtumas rodo, kaip lengvai gelis pasiskleidžia ant odos reikiamoje vietoje. Kohezija rodo mėginio lipnumą ir reikiamą jėgą tarpmolekuliniams ryšiams suardyti. Klampos indeksas parodo klampos pokytį didėjant temperatūrai (didėjant klampos indeksui, mažėja temperatūros įtaka klampai) [41].
Gamintojas nustato gaminamo pusiau kieto preparato tinkamumo vartoti laiką ir atlieka tam tikrus stabilumo tyrimus. Dažniausiai atliekami centrifugavimo, šaldymo – šildymo testai, kurie parodo atsparumą mechaniniams ir temperatūros pokyčiams. Pagal Tarptautinės harmonizacijos Konferencijos (ICH) gaires, nustačius specifines sąlygas (temperatūra/drėgmė), atliekami kelių tipų stabilumo testai: ilgalaikis ( 25°C ± 2°C/60% RH ± 5% arba 30°C ± 2°C/65% RH ± 5% RH ), kurio minimali trukmė 12 mėn., taip pat tarpinis (30 ± 2°C temperatūra ir 65 ± 5% drėgmė) ir pagreitintas (40°C ± 2°C/75% RH ± 5% RH) stabilumo tyrimai, minimali šių tyrimų trukmė yra 6 mėnesiai. Šie testai atliekami tinkamumo vartoti laikui nustatyti, taip pat įvertinti laikymo sąlygų pokyčių įtaką preparatui, jo stabilumui [20, 21, 23, 44].
Vinay K. Singh ir kitų autorių atlikto mokslinio tyrimo metu atliekamas ilgalaikis (25°C ± 2°C/60% RH ± 5%) ir tarpinis (30 ± 2°C/65 RH ± 5% ) stabilumo tyrimai, tam tikrais laiko intervalais stebimi dvifazių sistemų išvaizdos pokyčiai: spalvos pokyčiai, fazių atsiskyrimas [7]. B. Behera ir kitų autorių atliekamo tyrimo metu, stabilumo vertinimui atliko ilgalaikio stabilumo tyrimą, padidintomis temperatūros ir drėgmės sąlygomis (30 ± 2°C/65 RH ± 5%), kurio trukmė – 12 mėnesių. Daugelio mokslinių tyrimų metu stabilumui taip pat jautrumui temperatūros pokyčiams įvertinti papildomai atliekami 3 – 5 šaldymo – šildymo ciklai [43].
1.9 Oleogelio gamybai naudotų medžiagų charakteristikos
Alyvuogių aliejus – skaidrus, geltonos ar žalsvai gelsvos spalvos skystis, gaunamas iš prinokusių kaulavaisių, surinktų nuo alyvmedžių (Olea europaea L), šaltojo ekstrahavimo ar kitais mechaniniais būdais, kaip terminis ekstrahavimas. Aliejaus išgavimo proceso metu išlaikoma originali sudėtis. Natūralių antioksidantų ir kitų medžiagų kiekis alyvuogėse priklauso nuo įvairių veiksnių: kilmės įvairovės, išorinių veiksnių, tokių kaip: temperatūra, saulės kiekis, dirvožemis, taip pat kaulavaisių subrendimas derliaus nuėmimo metu, jų laikymo sąlygos ir aliejaus išgavimo procesai [24, 25].
Alyvuogių aliejų sudaro apie 85 – 99,5% trigliceridai, ir 0,5 – 1,5% lakieji junginiai. Trigliceridai sudaryti iš riebalų rūgščių ir glicerolio molekulių. Alyvuogių aliejuje esančios riebalų rūgštys yra palmitino (C16:0), palmitoleino rūgštis (C16:1), stearino (C18:0), oleino (C18:1), linolo
(C18:2) linoleno (C18:3), myristino (C14: 0), nedidelis kiekis heptadekanoinių ir eikozanoinių rūgščių. Lakieji junginiai – α – tokoferolis (Vit. E.), fenoliniai junginiai (tirozolis, hidroksitirozolis, oleuropeinas), karotinoidai, skvalenas, fitosteroliai ir chlorofilas. Pagrindiniai antioksidantai yra fenoliniai junginiai, kurie neatralizuoja laisvųjų radikalų poveikį [24 ].
Alyvuogių aliejus dėl savo savybių ir kaupiamų medžiagų pripažintas vienu iš naudingiausių aliejų. Tai yra natūralus antioksidantas, kovojantis prieš oksidacinį stresą, kuris yra vienas iš pagrindinių tokių ligų, kaip: alzhaimeris, parkinsonas, vežys, aterosklerozė, sukėlėjas, taip pat skatinantis organizmo ląstelių, organų senėjimo procesus. Taigi yra moksliškai įrodyta, kad šis aliejus geba užkirsti kelią – vėžio, širdies kraujagyslių ligoms, taip pat turi blogąjį cholesterolį, kraujospūdį mažinantį poveikį, slopina trombocitų agregaciją, stabdo senėjimo procesus, veikia antimikrobiškai [25].
Dėl savo antioksidacinių ir kitų naudingų savybių alyvuogių aliejus dažnai naudojamas kosmetikoje, dermatologinių preparatų gamyboje, skirtų gydyti aknę, atopinį dermatitą, psoriazę ar kitus odos sutrikimus. Riebalų rūgštys, esančios aliejaus sudėtyje, turi ypatingą poveikį odos paviršiuje esančiam lipidiniam sluoksniui. Palaiko odos drėgmę, maitina, suteikia elastingumo ir minkštinamąjį poveikį. Šios savybės yra labai svarbios, nes, bėgant metams, oda pamažu praranda drėgmę ir savo elastingumą. Fenoliniai junginiai ir riebalų rūgštys taip pat apsaugo nuo žalingo UV spindulių poveikio, lėtina odos senėjimo procesus, apsaugant nuo laisvųjų radikalų poveikio. Dėl šių alyvuogių aliejaus privalumų bei savybių jis dažnai naudojamas oleogelių gamyboje kaip pagrindas [25, 26].
Stearino rūgštis – yra viena iš naudingų sočiųjų riebalų rūgščių, turinti 18 anglies atomų linijinę grandinę (molekulinė formulė – C17H35CO2H). Pagal cheminių junginių klasifikavimo sistemą
„IUPAC“ dar vadinama oktadekanoine rūgštimi. Stearino rūgštis natūraliai randama įvairiuose gyvūniniuose ir augaliniuose riebaluose ir yra pagrindinis kakavos ir taukmedžio sviesto komponentas. Tai yra baltos spalvos, kieta kristalų ar miltelių pavidalo medžiaga, turinti specifinį kvapą. Ji gerai suderinama su kitomis medžiagomis, nėra toksiška, nedirgina odos, todėl gali būti pritaikoma transdermalinių preparatų gamyboje [27, 29].
Stearino rūgštis plačiai naudojama farmacijos, kosmetikos pramonėje kaip tirštiklis, minkštiklis, emulsijų stabilizatorius, surfaktantas. Tai dažna pagalbinė medžiaga muilų, šampūnų, prausiklių gamyboje. Pasižymi gelifikuojančiomis savybėmis, todėl naudojama oleogelių gamybai. Stearino rūgšties lydymosi temperatūra yra 62 – 72°C, todėl gaminant oleogelį, mišinys su aliejumi ir stearino rūgštimi kaitinamas iki ~72°C temperatūros. Vėliau mišinys vėsinamas kambario temperatūroje (25 °C), vėstant gelifikatorius kristalizuojasi ir suteikia aliejuj gelinę struktūrą. Gelio gamybai gali būti naudojami įvairūs aliejai – alyvuogių, sojų, sezamų, saulėgrąžų ir kt. [27, 28, 29 ].
Sorbitano esteriai – yra nejoninės, paviršiui aktyvios medžiagos, emulsikliai. Span60 – šviesios, grietinėlės spalvos, kietos, vaškinės konsistencijos, didėjant temperatūrai skystėja. Tirpus kai
kuriuose organiniuose tirpikliuose: toluene, etanolyje, taip pat aliejuose. JAV Maisto ir vaistų
administracijos patvirtino šių medžiagų panaudojimą farmacijos ir maisto pramonėje dėl gero
biologinio suderinamumo su kitomis medžiagomis, lyginant su kitais joniniais surfaktantais. Naudojamas kaip surfaktantas, PAM, emulsiklis, taip pat kaip maisto priedas. Oleogelių gamyboje span60 dažniausiai naudojama koncentracija nuo 1– 5 % [27, 30].
Tyrimo metu nustatyta, kad sorbitano esteriai keičia riebiųjų rūgščių kristalizaciją. Oleogelio gamybai, kartu naudojant Span60 ir stearino rūgštį, yra tam tikrų privalumų. Span60 prisideda prie stearino rūgšties kristalizacijos oleogelyje ir, priklausomai nuo kiekio, įtakoja gelio kristalų dydžio ir mikrostruktūros pokyčius nuo plokštelių iki pluoštinės struktūros. Tokie mikrostruktūros pokyčiai padidino ištirpintos medžiagos difuziją ir takumą. Šios dvi savybės labai svarbios vaisto savybių modeliavimui. Todėl oleogelio gamyboje kaip pagalbines medžiagas naudojame stearino rūgštį kartu su Span60. Ši medžiaga tai pat padeda stabilizuoti puskietes dvifazes sistemas [27, 30].
1.10 Hidrogelio gamybai naudojamų medžiagų charakteristikos
Celiuliozė yra polisacharidas, susidarantis iš kelių tūkstančių D – gliukozės molekulių, susijungusių 1,4 – β – glikozidiniais ryšiais, dėl kurių celiuliozės grandinė įgauna linijinę struktūrą. Celiuliozės darinių panaudojimas hidrogelių gamyboje vis auga dėl jų netoksiškumo ir suderinamumo su daugeliu medžiagų, paprasto celiuliozinio gelio paruošimo [31].
Vienas iš dažniausiai naudojamų celiuliozės darinių – Karboksimetilceliuliozės natrio druska (Carboxymethylcellulose sodium). Tai chemiškai modifikuotas celiuliozės derivatas, linijinis polisacharidas, sudarytas iš sujungtų 1,4 – β – D – gliukopiranozės liekanų, kuriose hidroksilo grupės protonai yra pakeisti karboksimetilo grupėmis [31].
Karboksimetilceliuliozės natrio druska yra balti ar beveik balti granuliuoti milteliai. Bekvapė, beskonė medžiaga, praktiškai netirpi acetone, etanolyje ir toluene, tačiau lengvai tirpsta vandenyje bet kokioje temperatūroje formuodama koloidinius tirpalus. Vandeninio tirpalo pH – 6,0 – 8,0. Molekulinė masė svyruoja nuo 90 – 2000 g/mol [32].
Na – KMC, lengvai tirpsta vandenyje, biologiškai suderinama su daugeliu medžiagų, nėra toksiška, taip pat dirginimo nesukelianti medžiaga, skylant nesusidaro toksiškų produktų. Dėl šių savybių plačiai pritaikoma maisto, farmacijos ir kosmetikos pramonėje. Kaip rišiklis, tablečių gamyboje naudojama stabilizuoti emulsijoms (emulsiklis), taip pat modifikuoti klampai, kaip tirštiklis, puikiai pritaikoma gelių gamyboje, kaip gelifikuojanti medžiaga, randamas akių lašuose kaip lubrikantas [33].
1.11 Veikliųjų medžiagų, naudojamų galimam vaisto modeliui sukurti,
charakteristikos
Kamparas, raceminis – tai yra balti, beveik balti kristaliniai milteliai ar puri kristalinė masė, labai lakus net kambario temperatūroje. Skleidžia aštrų, specifinį kvapą. Mažai tirpus vandenyje, labai mažai tirpus glicerolyje, gerai tirpsta etanolyje (96 %), labai gerai riebaluose [34].
Kamparas – priklauso terpeno junginiams, yra biciklis monoterpeno ketonas. Natūraliai randamas augaluose, daugiausia jo kaupia Kamparinis cinamonas (Cinnamomum camphora). Šis augalas priklauso Lauramedinių (Lauraceae) šeimai. Plačiai paplitęs ir kultivuojamas pietinėje Kinijos dalyje, taip pat randamas Azijoje. Augalas naudojamas Kinų liaudies medicinoje reumatoidiniam artritui, raumenų patempimams, pilvo skausmams, reumatui, kosuliui, bronchitui gydyti. Dėl kaupiamų įvairių aktyvių junginių, natūralaus kamparo, eterinių aliejų, lignanų, flavonų, polifenolių. Daugiausia kamparo kaupiasi ir yra natūraliai išgaunama iš Kamparinio cinamono augalo medienos distiliuojant, vėliau gryninama sublimacijos būdu. Chemiškai gali būti sintetinamas iš terpentino aliejaus [4, 35].
Kamparas pasižymi odos dirginimą, paraudimą mažinančiu poveikiu, taip pat sukelia analgetinį, priešgrybelinį, antibakterinį, antiseptinį ir priešuždegiminį poveikius. Ištirta, kad kamparas taip pat veikia kaip nosies dekongestantas, tai gali būti susiję su šalčio receptorių stimuliavimu nosyje, taip pat ir atsikosėjimą gerinanti priemonė [36].
Apie tikslius veikimo mechanizmus nėra daug žinoma. Kamparas, vartojamas lokaliai, stimuliuoja nervų galūnes, taip palengvindamas skausmo ir niežėjimo simptomus. Dirginant odoje esančias juntamųjų nervų galūnes, taip pat išsiplečia odos ir po ja esančių audinių kraujagyslės, toje vietoje gerėja kraujotaka ir medžiagų apykaita. Kitas veikimo mechanizmas aiškinamas per poveikį į TRPV3 (pereinamieji receptorių potencijos jonų kanalai) receptorius, juos aktyvuojant sukeliamas jutimo nervų sužadinimas ir desensibilizacija. Aktyvinant vaniloidinius TRPV1 receptorius pasireiškia priešuždegiminis, sudirgimą mažinantis poveikis [4, 36].
Medicinoje yra naudojamas kamparo aliejus, kamparo spiritas, įvairūs tepalai. Kamparo preparatai naudojami dirginamajam poveikiui sukelti sergant periferinių nervų, raumenų, sausgyslių bei sąnarių uždegimu. Be to, preparatas tinka uždarų traumų (patempimo, suspaudimo, sumušimo, išnirimo) gijimui skatinti. Naudojamas fibrozito (skaidulinio audinio uždegimas), neuralgijos, reumatoidinio artrito gydymui. Pusiau kietų preparatų gamyboje gali būti naudojamas kaip skvarbos gerintojas. Šios medžiagos gali veikti dvejopai: pakeisdamos lipidinio sluoksnio struktūrą arba kaip tirpikliai, padidindami vaisto koncentraciją odos membranoje [35, 36].
Lietuvos rinkoje randami preparatai – Kamparo aliejus Valentis 100 mg/ml odos tirpalas, 30 mg kamparo yra tepalų – Capsicam ir Viprosal B sudėtyje, taip pat 50mg/g Dr. Theiss, Eucalipin tepalo sudėtyje. Taip pat randami kosmetiniai tepalai su kamparu, vazelinai, kamparas taip pat įeina ir į veterinarinės paskirties preparatų sudėtis [42].
Diklofenako natrio druska – viena iš plačiausiai naudojamų vaistinių medžiagų iš nesteroidinių vaistų nuo uždegimo (NVNU) grupės, kurie yra dažniausiai skiriami vaistai visame pasaulyje [37]. Lietuvos rinkoje su šia veikliąja medžiaga yra tokių pusiau kietų preparatų: Voltaren Emulgel 23,2 mg/g ir 11,6 mg/g gelis, Diclac 10 mg/g ir 50 mg/g gelis, Olfen 10 mg/g, Naklofen 11,6 mg/g ir kt. Taip pat preparatų tablečių forma – Diclac 100 mg prailginto atpalaidavimo tab., Voltaren acti 25 mg, plėvele dengtos arba dengtos tab., Diclomelan 50 mg, skrandyje neirios tab. Kapsulių forma – Dicloberl retard 100 mg pailginto atpalaidavimo kietosios kapsulės. Žvakučių forma – Diclomelan 100 mg, Naclofen 50 mg ir kt. Rinkoje yra ir injekcinių tirpalų – Voltaren 75 mg/3 ml, Dicloberl 75mg/3 ml ir kt., taip pat Olfen 140 mg vaistinis pleistras ir kt. [42].
Veikimo mechanizmas – inhibuoja ciklooksigenazės 1 (COX – 1) ir ciklooksigenazės 2 (COX – 2) fermentus, slopina prostaglandinų sintezę. Blokuojant COX – 2, pasireiškia uždegimą ir skausmą slopinantis poveikis. Vietiškai, tepalų, gelių forma naudojamas diklofenakas veiksmingai slopina skausmą ir uždegimą, tuo pačiu sukelia mažesnį sisteminį poveikį, lyginant su kitomis vaisto formomis, taip sumažindamas šalutinių poveikių riziką [37].
Randomizuoto, dvigubai aklo placebu kontroliuojamo tyrimo metu vyrai ir moterys ≥ 40 metų amžiaus (n = 198), kuriems diagnozuotas osteoartritas abejose rankose, 8 savaites, 4 kartus per dieną vartojo 1% diklofenako gelį (Voltaren® gelis). Gelis buvo gerai toleruojamas ir skausmo intensyvumą sumažino 42 – 45 %. Tokie rezultatai parodo puikų diklofenako transdermalinių preparatų pritaikymą osteoartrito skausmo valdyme. Ši veiklioji medžiaga plačiai naudojama degeneracinės sąnarių ligos (kelio ar smulkesnių sąnarių artritui), sausgyslių, raiščių, sąnarių, raumenų pažeidimų, reumatinių ligų gydymui [37, 38].
2. TYRIMO METODIKA
2.1 Darbe naudotos medžiagos
Alyvuogių aliejus (LELIA S.A., Graikija);
Išgrynintas vanduo (Ph.Eur. 01/2008:0008);
Karboksimetilceliuliozės natrio druska (SIGMA – ALDRICH CHEMIE, JAV);
Stearino rūgštis (Carl Roth GmbH + Co K, Vokietija);
Sorbitano monostearatas (ThermoFisher, Vokietija);
Kamparas (Ph.Eur. 01/2008:0655);
Diklofenako natrio druska (Diclober 75mg/3ml injekcinis tirpalas, Berlin–Chemie AG, Vokietija).
2.2 Darbe naudota aparatūra ir prietaisai
Viskozimetras ALPHA SERIES (Fungilab, S.A., Ispanija);
Analitinės svarstyklės SCALTEC (Scaltec Instruments GmbH, Vokietija);
Kaitinimo plytelė SB160 (Stuart, Jungtinė Karalystė);
Centrifuga „High speed centrifuge type 310“ ( Vokietija)
Tekstūros analizatorius Stable micro systems manual TA.Xtplus (Jungtinė Karalystė);
Termometras (PRC TFA Dostmann GmbH & Co. KG, Vokietija);
Popieriniai filtrai, A&S Filter Co., Ltd.(Kinija);
Mikroskopas Motic® BA310 Ltd. (Kinija);
pH – metras (WINLAB® DATA LINE pH – pH Meter, Vokietija);
Maišyklė (IKA®, EUROSTAR 200 digital, JAV);
Klimatinė kamera Climacell MMM (Medcenter Einrichtugen GmBH, Vokietija);
2.3 Tyrimo metodai
2.3.1 Hidrogelio technologija
Hidrogelio gamyboje kaip tirpiklis naudojamas išgrynintas vanduo. Gelifikuojanti medžiaga – natrio karboksimetilceliuliozė (Na – KMC). Buvo gaminamas 5 proc. hidrogelis. Išgrynintas vanduo šildomas ant vandens vonelės 60 –70 °C temperatūroje. Gelifikuojanti medžiaga beriama ant vandens paviršiaus, brinkinama, maišant susiformuoja gelinė struktūra.
2.3.2 Oleogelio technologija
Oleogelio pagrindą sudaro alyvuogių aliejus, gelifikuojanti medžiaga – stearino rūgštis, kaip emulsinės sistemos stabilizatorius naudojamas sorbitano monostearatas (span60). Gaminamo oleogelio sudėtis: 87 proc. alyvuogių aliejus, 12 proc. stearino rūgštis ir 1 proc. span60. Alyvuogių aliejus šildomas ant kaitlentės iki kol pasieks 75 °C temperatūrą, po truputį dedama stearino rūgštis ir sorbitano monostearatas, mišinys maišomas su maišykle (IKA®, EUROSTAR 200 digital, JAV). Maišymo greitis 200 aps/min, maišymo laikas – 5 min. Po maišymo laikoma laboratorinėmis sąlygomis (20°C ± 2°C), tirpalui vėstant susidaro gelis.
2.3.3 Difazių gelių technologija
Dvifaziai geliai gaminami maišant oleogelį su hidrogeliu įvairiais santykiais (2 pav.). Gaminamų gelių santykiai atitinkamai oleogelis/hidrogelis (5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75; 30/70; 35/65; 40/60; 45/55). Oleogelis įterpiamas į hidrogelį maišant maišykle (IKA®, EUROSTAR 200 digital, JAV), laboratorinėmis sąlygomis (20°C ± 2°C). Maišymo greitis 500 aps/min. Maišant per dideliu greičiu gali būti suardomos struktūros, kas gali sukelti fazių atsiskyrimą [17]. Optimalus maišymo greitis, iš nagrinėtų straipsnių, 500 – 1000 aps/min. Maišoma tol, kol susidaro homogeniška sistema (~ 5 min).
2 pav. Hidrogelio, oleogelio ir dvifazių gelių sudėtis
2.3.4 Dvifazio gelio su diklofenako natrio druska ir kamparu technologija
Gaminamas dvifazis gelis santykiu: 25 – oleogelis, 75 – hidrogelis. Hidrogelio sudėtis: 65,25 ml išgryninto vandens, dvi ampulės injekcinio tirpalo Dicloberl 75mg/3 ml, ir 3,75 g – Na – KMC. Išgrynintas vanduo sumaišomas su injekciniu tirpalu, beriama gelifikuojanti medžiaga, brinkinama, maišant susiformuoja gelinė struktūra. Oleogelio sudėtis: 21,45 g – alyvuogių aliejaus, 3 g – stearino r., 0,3 g – kamparo, 0,25 g – span60. Aliejuje tirpinamas kamparas, mišinys šildomas ant kaitlentės iki kol pasieks 75 °C temperatūrą, po truputį dedama stearino rūgštis ir span60, mišinys maišomas su maišykle (IKA®, EUROSTAR 200 digital, JAV). Maišymo greitis 200 aps/min, maišymo laikas – 5 min. Po maišymo laikoma laboratorinėmis sąlygomis (20°C ± 2°C), tirpalui vėstant susidaro gelis.
2.3.5 Dvifazės sistemos mikroskopinis tyrimas
Pagamintų dvikomponenčių gelių aliejinės fazės dalelės stebimos optiniu mikroskopu Motic® BA310 Ltd. (Kinija), kuris kamera sujungtas su kompiuteriu. Naudojama speciali kompiuterinė programa Motic® Images Plus. Gelių mėginiai ruošiami dedant labai ploną sluoksnį mėginio ant objektinio stiklelio ir prispaudžiant dengiamuoju stikleliu. Mėginiai mikroskopuojami
Oleogelis 87 % – alyvuogių aliejus 12 % – stearino rūgštis 1 % – sorbitano monostearatas Hidrogelis 95 % – distiliuotas vanduo 5 % – karboksimetilceliuliozės natrio druska Dvifaziai geliai (Oleogelis/Hidrogelis) 5/95 10/90 15/85 20/80 25/75 30/70 35/65 40/60 45/55
vaizdą didinant 100 ir 400 kartų, lašelių dydis matuojamas padidinus vaizdą 400 kartų. Stebėjimo metu daromos mėginių nuotraukos, matuojami lipofilinės fazės lašelių dydžiai.
2.3.6 Dvifazės sistemos stabilumo tyrimas, taikant centrifugavimą
Pradiniam dvifazės sistemos stabilumui nustatyti naudojamas centrifugavimo testas. Jis atliekamas norint patikrinti, ar pagaminta pusiau kieta forma stabili, ar neatsiskiria aliejinė ir vandeninė fazės. Tiriamieji pavyzdžiai dedami į specialius centrifugavimo mėgintuvėlius, vieno mėgintuvėlio masė 1,2 gramai (g). Centrifuguojama centrifugoje „High speed centrifuge type 310“ (Vokietija). Centrifugavimo sąlygos: testas atliekamas laboratorinėmis sąlygomis (20°C ± 2°C), greitis – 3000 aps/min, testo laikas – 5 min. Sistemos stabilumas vertinamas vizualiai stebint aliejinės ir vandeninės fazių atsiskyrimą. Testas atliekamas iškart pagaminus produktą ir praėjus 1,3 ir 6 mėn. 2.3.7 Šaldymo – šildymo ciklo tyrimas
Papildomas tyrimas dvifazės sistemos stabilumui nustatyti. Tiriamieji geliai po 1 g dedami į 2 ml mėgintuvėlius. Mėgintuvėliai su mėginiais parai patalpinami į šaldiklį (–18°C ± –1°C). Išėmus iš šaldiklio, parą laikomi kambario temperatūroje (25±2°C). Iš viso buvo atliekami trys šaldymo – šildymo testo ciklai. Sistemos stabilumas vertinamas stebint vandeninės ir aliejinės fazių atsiskyrimą, dvifazės sistemos spalvos pokyčius.
2.3.8 Viskozimetrinis tyrimas
Tiriamieji mėginiai vienodais kiekiais (50g ± 0,01g) patalpinami į vienodo dydžio laboratorinius indus, prieš matuojant gerai sumaišomi. Mėginių klampa (mPa·s) yra matuojama viskozimetru ALPHA SERIES (Fungilab, S.A., Ispanija). Pasirinktas L4 tipo suklys. Suklio apsisukimų dažnis didinamas nuo 4 – 12 aps/min. Matavimai atliekami laboratorinėmis sąlygomis (20°C ± 2°C). Vieno mėginio matavimo trukmė – 2 min. Kiekvieno mėginio matavimą kartojame tris kartus. Rezultatai apskaičiuoti išvedus aritmetinį vidurkį.
2.3.9 PH reikšmės nustatymas
Gaminamas 5 proc. tirpalas. Į stiklinėlę pasveriama 2,5 g (5 proc.) tiriamojo gelio ir įpilama 47,5 ml išgryninto vandens. Tirpalas su geliu šildomas vonelėje esant 60 – 70 °C temperatūrai, kol mėginys susimaišo su vandeniu. Gauti tirpalai nufiltruojami per popierinį filtrą, šildomas tirpalas
atvėsinamas iki kambario temperatūros ir matuojamas pH reikšmė. Naudojamas aparatas pH – metras (WINLAB® DATA LINE pH – pH Meter, Vokietija). Prieš kiekvieną matavimą pH – metro elektrodas nuplaunamas išgrynintu vandeniu, po to panardinamas į tiriamąjį mėginį, taip, kad būtų gerai apsemtas. Nusistovėjus pH – metro parodymams, užrašoma pH reikšmė. Po kiekvieno matavimo elektrodas yra nuplaunamas išgrynintu vandeniu. Kiekvieno mėginio matavimas atliekamas tris kartus, apskaičiuojamas aritmetinis vidurkis.
2.3.10 Dvifazių gelių tekstūros analizė
Skirtingais santykiais pagamintų bigelių tekstūra analizuojama naudojant Stable micro systems manual TA.Xtplus, (UK) aparatą. Tiriamieji pavyzdžiai paruošiami tyrimui, kiekvienas mėginys patalpinamas į vienodos talpos ir dydžio specialius indelius, kurie pastatomi ant specialios tekstūros analizatoriaus plokštumos – platformos su atitinkamu laikikliu. Mechaninių savybių vertinimui buvo naudotas išstūmimo (angl. back extrusion) testas. Jo metu matuojama jėga (g) tiriamojo pavyzdžio suspaudimo metu. Taip pat, apskaičiuojama mėginio konsistencija (g·s). Iš atgalinio ištraukimo metu gautos kreivės, nustatoma bandinio kohezija (g) ir apskaičiuojamas klampos indeksas (g·sek). Kohezija rodo mėginio lipnumą ir reikiamą jėgą tarpmolekuliniams ryšiams suardyti. Klampos indeksas nurodo klampos pokytį didėjant temperatūrai (didėjant klampos indeksui, mažėja temperatūros įtaka klampai. Parenkami tinkami matavimo antgaliai – strypelis su plokštele, tai pat nustatomi reikiami parametrai: plokštelės nusileidimo atstumas 25 mm žemyn į mėginį, nusileidimo greitis – 1 milimetras per sekundę (mm/s) greičiu, tiriamųjų mėginių temperatūra (20°C ± 2°C). Tyrimo metu strypelis su plokštele nusileidžia į mėginį ir pakyla į viršų. Kompiuterinė programa automatiškai nubraižo grafiką ir užrašo tyrimo rezultatus.
Kitas testas tekstūrai analizuoti – tepumo testas (angl. spreadability). Matavimui naudojamas organinio stiklo konusinis zondas, tiksliai priderintas prie tam tikros formos talpyklės, į kurią dedami tiriamieji pavyzdžiai. Nustatyti tyrimo parametrai: atstumas 17 mm, greitis 3 mm/s. Matuojama mėginių šlytis (g·sek) ir jėga (g), reikalinga mėginiui deformuoti. Mėginių tvirtumas ir tepumas, šlytis nurodo, kaip lengvai gelis bus paskleidžiamas ant odos reikiamoje vietoje. Tyrimo metu stiklinis zondas nusileidžia į mėginį ir vėl pakyla. Kompiuterinė programa taip pat nubraižo grafikus ir užrašo tyrimo rezultatus. Abu tekstūros analizės testai atliekami po 3 kartus kiekvienam mėginiui. Programa apskaičiuoja matavimo rezultatų vidurkius ir standartinį nuokrypį.
2.3.11 Juslinių savybių vertinimas
Pagaminti dvifaziai geliai buvo laikomi 25°C ± 2°C temperatūroje ir 60±5 % drėgmės aplinkoje. Stabilumas buvo vertintas iškart po pagaminimo, taip pat po savaitės, po 1, 2, 3, 6 mėn. Stebint gelius tam tikrais laiko periodais, buvo vertinamos juslinės savybės, išvaizda – spalva, kvapas ir homogeniškumas.
2.3.12 Fizinio stabilumo tyrimas – ilgalaikio ir pagreitinto stabilumo tyrimo sąlygomis
Pagaminti dvifaziai geliai su veikliosiomis medžiagomis padalinami į dvi dalis. Vieni mėginiai buvo laikomi ilgalaikio stabilumo tyrimo sąlygomis (25°C ± 2°C/60±5 % RH), o kiti klimatinėje spintoje (Climacell MMM), kurioje palaikomos specialios sąlygos: 40 ± 2°C temperatūra ir 75 ± 5 % drėgmė. Mėginiai kameroje laikomi 2 mėnesius. Siekiant nustatyti jų stabilumą, atliekami klampos nustatymo, pH reikšmės matavimo ir centrifugavimo, šaldymo – šildymo testai, tekstūros analizė. Testai atlikti pagaminimo dieną, po 1 mėn. ir po 2 mėn.
2.3.13 Statistinė duomenų analizė
Gauti tyrimų duomenys apdoroti naudojant Microsoft® Office Excel 2010 programą. Statistinė analizė buvo atlikta naudojant Studento t testą. Analizuojant duomenis buvo skaičiuojamas aritmetinis vidurkis ir ± standartinis nuokrypis, statistinis patikimumas (p<0,05), spearman’o koreliacijos koeficientas. Skirtumai tarp vidurkių patikimi, jei (p<0,05).
3. REZULTATAI
3.1 Hidrogelio ir oleogelio fizikinių ir juslinių savybių vertinimas
Pagamintas oleogelis ir hidrogelis buvo apžiūrimi ir vertinami vizualiai, įvertintos juslinės savybės: spalva, kvapas, konsistencija. Savybės pateiktos (2 lentelėje).
2 lentelė. Oleogelio ir hidrogelio juslinių savybių rezultatai
Juslinės savybės Oleogelis Hidrogelis
Spalva Gelsvai žalsva Bespalvis, skaidrus
Kvapas Natūralus, alyvuogių aliejaus
kvapas Bekvapis
Konsistencija Pusiau kieta Pusiau kieta
Norint įvertinti oleogelio ir hidrogelio fizikines savybes, buvo atlikti pH ir klampos matavimai (3 lentelė). Abiejų gelių pH reikšmės buvo panašios, tirpalų pH terpė – silpnai rūgštinė (pH<7). Klampos rezultatai parodė, kad didesne klampa pasižymėjo hidrogelis (76213 ± 3810 > 64745 ± 3237). Tekstūros analizės metu nustatytos mechaninės savybės: tvirtumas, šlytis, konsistencija, kohezija ir klampos indeksas (3 lentelė). Visi hidrogelio mechaninių savybių rodikliai pasižymėjo didesnėmis reikšmėmis negu oleogelio. Hidrogelio tvirtumo rodiklis didesnis (329,17 ± 16,45>130, 6 ± 6,53), tai galėjo nulemti didesnė klampa, šlyties rodiklis taip pat didesnis, beveik dvigubai (201,69 ± 10,08>87,85 ± 4,3) tai parodo, kad jis gali geriau pasiskleisti ant odos lyginant su oleogeliu. Didesnis konsistencijos rodiklis (419,26 ± 20,96>287,72 ± 14,38) nulemia didesnį hidrogelio tirštumą. Šiek tiek didesnė kohezija (210 ± 10,50>160 ± 8,10) parodo, kad hidrogelis yra lipnesnis, dėl ko galėtų palikti lipnumo jausmą tepant ant odos. Hidrogelis taip pat pasižymėjo didesniu klampos indekso rodikliu (28,26 ± 1,41>18,64 ± 0,9). Galima teigti, kad skirtingus hidrofilinio ir lipofilinio gelių rodiklius nulėmė skirtingos kilmės pagrindai ir pagalbinės medžiagos.
3 lentelė. Oleogelio ir hidrogelio fizikinių ir mechaninių savybių rezultatai Fizikinės savybės Oleogelis Hidrogelis pH 6,25±0,31 6,45±0,32 Klampa (mPa·s) 64745±3237 76213 ±3810 Mechaninės savybės Tvirtumas – jėga (g) 130,6±6,53 329,17±16,45 Šlytis (g.sek) 87,85±4,3 201,69±10,08 Konsistencija (g.sek) 287,72±14,38 419,26±20,96 Kohezija (g) 160±8,10 210±10,50 Klampos indeksas (g.sek) 18,64±0,9 28,26±1,41
3.2 Dvifazių gelių tyrimų rezultatai
3.2.1 Pradinis dvifazių gelių stabilumo vertinimas
Pradiniam šviežiai pagamintų dvifazių gelių stabilumui įvertinti atliktas centrifugavimo testas. Mėginiai paveikiami didele išcentrine jėga, stebimas sistemos stabilumas, fazių atsiskyrimas. Iš 4 lentelėje pateiktų duomenų matome, kad fazių atsiskyrimas pastebėtas šviežiai pagamintoje dvifazėje sistemoje (45/55). Ši sistema nestabili, todėl toliau tyrimai su šia sudėtimi nėra tęsiami. Kitose šviežiai pagamintose sistemose, kai oleogelio kiekis svyruoja nuo 5% iki 40%, fazių atsiskyrimas nebuvo pastebėtas, tai parodo pradinį dvifazės sistemos stabilumą šiose ribose. Toliau geliai buvo laikomi kambario temperatūroje (25 ± 2 °C).
4 lentelė. Dvifazių gelių centrifugavimo testo rezultatai (n=3)
Dvifazių gelių sudėtis
(oleogelis/hidrogelis) 5/95 10/90 15/85 20/80 25/75 30/70 35/65 40/60 45/55
Fazių atsiskyrimas
– – – – – – – – +
3.2.2 Dvifazių gelių juslinių savybių vertinimas
Pagamintų dvifazių gelių spalva, didėjant oleogelio kiekiui sistemoje, įgauna gelsvą atspalvį. Spalva kinta nuo lengvo kreminio iki švelniai gelsvo atspalvio (3 pav.). Juntamas natūralus alyvuogių aliejaus kvapas. Visi šviežiai pagaminti geliai homogeniški, pusiau kietos konsistencijos.
3 pav. Šviežiai pagaminti dvifaziai geliai
3.2.3 Dvifazių gelių viskozimetrinis klampos vertinimas
Išmatavus skirtingų proporcijų dvifazių sistemų klampas, rezultatai parodė (4 pav.), kad didėjant oleogelio kiekiui nuo 5% – 40%, dinaminė klampa taip pat didėja, atitinkamai nuo 44502±222 – 112754 ±563 mPa·s. Nustatyta labai stipri koreliacija (r=0,97) tarp oleogelio kiekio dvifazėje sistemoje ir klampos, klampa stipriai priklauso nuo oleogelio kiekio. Mažiausia klampa nustatyta pirmų dviejų dvifazių gelių – (5/95) – 45502 ±227 mPa·s ir (10/90) – 52242±261 mPa·s, tarp abiejų sistemų klampos rezultatų reikšmingo skirtumo nebuvo (p>0,05), tačiau lyginant su kitų dvifazių gelių klampos rezultatais skirtumas statistiškai reikšmingas (p<0,05). Vidutine klampa pasižymėjo dvifaziai geliai – (15/85) – 71750±358 mPa·s, (20/80) – 76502±382 mPa·s, (25/75) – 80594±402 mPa·s, (30/70) – 87090±435 mPa·s, (35/65) – 90848±454 mPa·s. Didžiausia klampa nustatyta dvifaziame gelyje, kuriame didžiausias oleogelio kiekis (40/60) – 112754±563 mPa·s, skirtumas lyginant su kitų sistemų klampos rezultatais statistiškai reikšmingas (p<0,05). Vinay K. Singh ir kitų autorių mokslinio tyrimo metu taip pat nustatyta klampos priklausomybė nuo oleogelio kiekio. Didėjant oleogelio kiekiui sistemoje, didėja ir dinaminė klampa [7].
Apibendinant galima teigti, kad dvifazių gelių klampa priklauso nuo lipofilinės fazės kiekio dvifazėje sistemoje (r=0,97). Didėjant oleogelio kiekiui nuo 5% iki 40%, didėja ir dinaminė klampa. Didelė klampa gali turėti įtakos mechaninėms savybėms. Kuo didesnė klampa, tuo sunkiau preparatas gali būti paskleidžiamas ant odos.
4 pav. Dvifazių gelių klampos matavimo rezultatai (n=3)
3.2.4 Dvifazių gelių pH reikšmės vertinimas
Šviežiai pagamintų dvifazių gelių pH matavimo rezultatai parodė, kad jų pH reikšmės yra intervale nuo 6,26 ± 0,3 iki 6,5 ± 0,3 (5 lentelė). Mažiausia nustatyta pH reikšmė – 6,26 ± 0,3 dvifazio gelio, kuriame mažiausias kiekis oleogelio – (5/95) (p<0,05). Didžiausia ir vienoda pH reikšmė – 6,5 ± 0,3 nustatyta sistemose – (15/85) ir (35/65) (p<0,05). Panašia pH reikšme taip pat pasižymėjo dvifaziai geliai (20/80) – 6,41 ± 0,3 ir (30/70) – 6,4 ± 0,3. Nėra nustatytos tiesioginės priklausomybės tarp pH reikšmės ir dvifazio gelio sudėties.
Remiantis literatūra, odos paviršiaus pH yra rūgštinis, jos reikšmė vyrauja intervale nuo 4 – 6,5 priklausomai nuo odos vietos ir kitų priežasčių [2]. Pusiau kieti preparatai, skirti vartoti ant odos, turėtų atitikti fiziologinį odos pH. Pagamintų dvifazių gelių nustatytos pH reikšmės yra artimos odos pH, todėl jie gali būti tepami ant odos. PH – silpnai rūgštinė, nesukels odos dirginimo, nepažeis apsauginio odos barjero.
5 lentelė. Dvifazių gelių pH reikšmės (± SN) Dvifazių gelių sudėtis (oleogelis/ hidrogelis) 5/95 10/90 15/85 20/80 25/75 30/70 35/65 40/60 pH 6,26±0,31 6,43±0,32 6,5±0,32 6,41±0,32 6,35±0,31 6,4±0,32 6,5±0,32 6,48±0,32 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 5/95 10/90 15/85 20/80 25/75 30/70 35/65 40/60 D in am in ė kl am p a ( m Pa· s)
