FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
REGINA RAZULEVIČIŪTĖ
HIDROGELIO SU CHLORHEKSIDINO DIGLIUKONATU
SUDĖTIES MODELIAVIMAS, MECHANINIŲ SAVYBIŲ,
ANTIMIKROBINIO AKTYVUMO IR STABILUMO TYRIMAI
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovas Doc. dr. Zenona Kalvėnienė
Konsultantas Prof. Alvydas Pavilonis
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanas Vitalis Briedis Data:
HIDROGELIO SU CHLORHEKSIDINO DIGLIUKONATU SUDĖTIES MODELIAVIMAS, MECHANINIŲ SAVYBIŲ, ANTIMIKROBINIO AKTYVUMO IR STABILUMO TYRIMAI
Magistro baigiamasis darbas
Konsultantas Darbo vadovas
Prof. Alvydas Pavilonis Doc. dr. Zenona Kalvėnienė Data: Data:
Recenzentas: Darbą atliko
Magistrantė
Regina Razulevičiūtė
Data: Data:
TURINYS
SANTRAUKA ... 5 SUMMARY ... 6 SANTRUMPOS ... 9 SĄVOKOS ... 10 ĮVADAS ... 11DARBO TIKSLAS IR UŢDAVINIAI ... 12
1. LITERATŪROS APŢVALGA ... 13
1.1. Hidrogeliai ... 13
1.1.1. Bendra charakteristika ... 13
1.1.2. Hidrogelių brinkimas ir elastingumas ... 13
1.2. 2-hidroksietilceliuliozė (HEC) ... 14
1.3. Metil-2-hidroksietilceliuliozė (MHEC) ... 15
1.4. Chlorheksidinas ... 16
1.2.1. Chlorheksidino atsiradimo ir vartojimo istorija ... 17
1.2.2. Chlorheksidino antibaterinis aktyvumas ... 17
1.2.3. Chlorheksidino antiseptinio/antibakterinio poveikio mechanizmas ... 19
1.2.4. Chlorheksidino vartojimas ... 19
1.2.5. Chlorheksidino netoleravimas ir nepageidaujamos reakcijos ... 20
1.2.6. Registruotos farmacinės formos su chlorheksidinu ... 20
1.5. Polietilenglikolis – 400 (PEG-400) ... 21
1.5.1. Bendros polietilenglikolių charakteristikos ... 21
1.5.2. Svarbiausios fizikinės savybės ... 22
1.5.3. Polietilenglikolio – 400 panaudojimas ... 23
1.6. α - Bisabololis ... 23
1.7. Pagrindiniai tekstūros analizatoriaus parametrai ir jų reikšmė ... 24
1.8. pH reikšmės įtaka ... 26
1.9. Apibendrinimas ... 26
2. TYRIMO METODIKA ... 27
2.1. Tyrimo objektas ... 27
2.2. Tyrime naudotos medţiagos ir prietaisai ... 27
2.2.1. Tyrime naudotos medţiagos ... 27
2.2.2. Tyrime naudoti prietaisai ... 27
2.3. Tyrimo vykdymo planas ... 28
2.5. Tekstūros tyrimai naudojant tekstūros analizatorių. ... 29
2.6. Gelių pH reikšmės nustatymas ... 29
2.7. Dinaminės klampos nustatymas rotaciniu viskozimetru ... 29
2.8. Polimero brinkimo indekso nustatymas ... 30
2.9. Chlorheksidino digliukonato kiekio nustatymas hidrogeliuose ... 30
2.9.1. Plonasluoksnė chromatografija ... 30
2.9.2. Bevandenis titravimas perchlorato rūgštimi ... 31
2.10. Mikrobiologiniai tyrimai ... 31
2.10.1. Tyrimai su skysta mitybine terpe – Miulerio-Hintono buljonu ... 31
2.10.2. Tyrimai su standţia mitybine terpe – Miulerio-Hintono agaru ... 32
2.11. Stabilumo tyrimai ... 33
2.12. Statistinė analizė ... 33
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 34
3.1. Gelių gamyba ir jų savybių tyrimai ... 34
3.1.1. Geliai metil-2-hidroksietilceliuliozės pagrindu ... 34
3.1.2. Geliai 2-hidroksietilceliuliozės pagrindu ... 35
3.2. 2-hidroksietilceliuliozės brinkimo indekso nustatymas ... 37
3.3. Chlorheksidino digliukonato kiekio nustatymas pagamintuose hidrogeliuose ... 38
3.3.1. Plonasluoksnės chromatografijos tyrimo pritaikymas chlorheksidino digliukonato kiekiui nustatyti ………..…………...38
3.3.2. Kiekybinis chlorheksidino kiekio nustatymas bevandenio titravimo metodu ... 39
3.4. Mikrobiologiniai tyrimai antibakterinio hidrogelių poveikio nustatymui ... 39
3.4.1. Kontroliniai grynų tirpalų tyrimai su skysta mitybine terpe – Miulerio-Hintono buljonu ... 39
3.4.2. Pagamintų gelių tyrimai su standţia mitybine terpe – Miulerio-Hintono agaru ... 40
3.5. Tiriamųjų gelių tekstūros analizė ... 43
3.5.1. 2-hidroksietilceliuliozės koncentracijos įtakos gelių tekstūrai, tyrimas ... 43
3.5.2. PEG-400 ir CHD koncentracijos įtakos 9 proc. HEC gelio tekstūrai tyrimas ... 44
3.6. Tiriamųjų gelių stabilumo tyrimai ... 46
4. REZULTATŲ APTARIMAS ... 50
5. IŠVADOS ... 52
6. PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS ... 53
7. LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 54
8. MAGISTRO BAIGIAMOJO DARBO REZULTATŲ SKLAIDA ... 59
SANTRAUKA
Regina Razulevičiūtė „Hidrogelio su chlorheksidino digliukonatu sudėties modeliavimas, mechaninių savybių, antimikrobinio aktyvumo ir stabilumo tyrimai“/ Mokslinio darbo vadovė doc. dr. Z. Kalvėnienė; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Medicinos akademija, Farmacijos fakultetas, Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedra, Kaunas, 2017.
Tyrimo tikslas: pagaminti stabilius antibakterinius hidrofilinius gelius rankoms su chlorheksidino digliukonatu ir α-bisabololiu, gelifikuojančiomis medţiagomis naudojant celiuliozės darinius. Tyrimo uţdaviniai: 1) Surinkti ir susisteminti mokslinės literatūros duomenis apie gelius sudarančias medţiagas, hidrofilinių gelių gamybą, CHD savybes bei panaudojimo galimybes antibakterinių preparatų gamybai. 2) Tyrimų metu išaiškinti tinkamas veikliųjų ir pagalbinių medţiagų koncentracijas hidrofilinio gelio sudėčiai: ištirti gelių mechanines savybes, nustatyti juose chlorheksidino digliukonato koncentraciją. 3) Atlikti pagamintų gelių su CHD ir α-bisabololiu mikrobiologinius antibakterinio aktyvumo tyrimus. 4) Atlikti pagamintų antibakterinių rankų hidrogelių stabilumo tyrimus ir nustatyti jų kokybę. Tyrimo metodai: Brinkimo indekso nustatymas, viskozimetrija, titravimas bevandenėje terpėje, tekstūros analizė, mikrobiologinis tyrimas. Stabilumo tyrimai – 15-25°C temperatūroje 12 mėnesių.
Tyrimo rezultatai ir išvados: 1) Pagaminti geliai naudojant celiuliozės polimerus. Apskaičiavus HEC brinkimo indeksą, nustatyta, kad gelių pagaminimui reikia 20 valandų, o į tūrio pokyčius reikia atsiţvelgti gamybos metu. Pagamintų gelių pH reikšmė (nuo 5,75 ± 0,002 iki 5,95 ± 0,003) atitinka odos terpę; 2) Kiekybiniam CHD įvertinimui naudotas titravimo bevandenėje terpėje metodas perchlorato rūgštimi, gauti rezultatai atitiko 5 proc. leistinas ribas (0,1226 ± 0,002; 0,1827 ± 0,002 ir 0,2513 ± 0,001 proc.); 3) Gelių dinaminei klampai stiprios įtakos turi 2-hidroksietilceliuliozės (r=0,990) koncentracija, o CHD koncentracija didelės įtakos klampai nedaro; 4) Gelių tekstūros tyrimai parodė, kad kietumui, lipnumui, klampos indeksui ir konsistencijai statistiškai reikšmingą įtaką daro 2-hidroksietilceliuliozės ir CHD koncentracija (p<0,05). PEG-400 buvimas keičia gelių savybes ir reišmingai padidina gelių kietumą, konsistenciją, lipnumą ir klampos indeksą, išskyrus 0,18 ir 0,21 proc. CHD turinčius gelius; 5) Atlikus tyrimus standţioje Miulerio-Hintono agaro terpėje nustatytas pagaminto hidrogelio antibakterinis aktyvumas prieš 10 bakterijų kultūrų, kuriame α-bisabololis ir CHD pasiţymi sinergistiniu poveikiu, maţiausia veiksminga CHD koncentracija yra 0,18 proc.; 6) Atlikus stabilumo tyrimus 12 mėnesių 15-25°C temperatūroje, nustatyta, kad gelio pagaminto su 9 proc. 2- hidroksietilceliulioze tekstūros parametrų ir dinaminės klampos pokyčiai yra statistiškai nereikšmingi (p>0,05), pH reikšmė lieka tinkamose ribose, CHD kiekis (0,1779 ± 0,006 proc.) statistiškai reikšmingai nepakito. Siūloma antibakterinio gelio sudėtis: 2- hidroksietilceliuliozė - 9,0, chlorheksidino digliukonatas - 0,18, PEG-400 2,5, α-bisabololis - 0,1, išgrynintas vanduo iki 100,0 g.
SUMMARY
Regina Razulevičiūtė „A hydrogel with chlorhexidine digluconate modeling composition, mechanical properties, antimicrobial activity and stability studies“/ Research supervisor Assoc. dr. Z. Kalvėnienė; Lithuanian University of Health Sciences Medical Academy, Faculty of Pharmacy, Pharmaceutical Technology and Social Pharmacy, Department of Kaunas, 2017.
The aim: to produce a stable antimicrobial hydrophilic gels for hands with chlorhexidine digluconate and α-bisabolol, gellling agent used cellulose derivatives. Research objectives: 1) To collect and systematize the scientific literature about the gelling agent, the hydrophilic gel production, properties of chlorhexidine digluconate and possibilities of using for antibacterial preparations. 2) Study to clarify the appropriate active substances and excipients, the concentration of hydrophilic gel composition: to evaluate the mechanical properties of gels to determine them chlorhexidine digluconate concentration. 3) The prepared gel with chlorhexidine digluconate and α-bisabolol microbiological antibacterial activity testing. 4) To perform stability studies of the prepared antibacterial hydrogel for hands and to determine their quality indicators. Methods: swelling index determining, viscometering, anhydrous titration, texture analysis, microbiological tests. Stability studies – at 15-25°C for 12 months.
Results and conclusions: 1) Gels have made using cellulose polymers. Calculation gel swelling index showed that gel has been manufactured for 20 hours, according to volume changes in the selection of the right size container for manufacturing. The prepared gels pH value (from 5.75 ± 0.002 to 5.95 ± 0.003) available to the skin; 2) Quantitative evaluation of chlorhexidine digluconate used anhydrous titration method with hydrogen perchlorate, results kave been in terms of five percent. permissible range (0.1226 ± 0.002; 0.1827 ± 0.002 and 0.2513 ± 0.001 percent.); 3) Viscosity of gels have influenced by the concentration of 2-hydroxyethyl cellulose (r=0.990), concentration of chlorhexidine digluconate in gels, has not influence for viscosity; 4) Texture studies showed, that concentrations of hydroxyethylcellulose and chlorhexidine digluconate have a statistically signifacant influence for firmness, consistency, cohesiveness and index of viscosity of gels. PEG-400 has influence for the properties of gels and statistically signifacant increases firmness, consistency, cohesiveness and index of viscosity, except 0.18 and 0.21 percent. chlorhexidine digluconate-containing gel; 5) Microbiological tests with rigid Müller-Hinton agar of the finished hydrogel showed antibacterial activity against 10 bacterial cultures. It was determined, that α-bisabolol and chlorhexidine digluconate has a synergistic effect and the lowest effective concentration of CHD by inhibiting all the test bacterial cultures was 0.18 percent.; 6) During the stability study for 12 months at 15-25°C has determined, that gel produced to 9 percent. 2-Hydroxyethylcellulose texture parameters and viscosity changes are statistically insignificant (p> 0.05), the pH value remains within acceptable
range also as chlorhexidine digluconate quantity (0.1779 ± 0.006 percent.) was not statistically significantly changed. The proposed anti-bacterial gel contains 2-Hydroxyethylcellulose - 9.0; chlorhexidine digluconate - 0.18; PEG-400 2.5; α-bisabolol - 0.1 and purified water to 100.0 g.
PADĖKA
Uţ suteiktą teorinę ir praktinę pagalbą, patarimus, kokybiškas darbo sąlygas atlikti mokslinį tiriamąjį darbą „Hidrogelio su chlorheksidino digliukonatu sudėties modeliavimas, mechaninių savybių, antibakterinio aktyvumo ir stabilumo tyrimai“ dėkoju Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedrai ir darbo vadovei Doc. dr. Zenonai Kalvėnienei.
Uţ suteiktas priemones, konsultacijas bei pagalbą atliekant mikrobiologinius tyrimus ir įvertinant pagamintų gelių antibakterines savybes dėkoju Prof. Alvydui Paviloniui ir Mikrobiologijos katedros darbuotojams.
Uţ pagalbą nustatant chlorheksidino digliukonato kiekį pagamintuose geliuose, dėkoju Analizinės ir toksikologinės chemijos katedrai, Prof. Liudui Ivanauskui ir asist. Mindaugui Marksai.
SANTRUMPOS
μg – mikrogramai;
CHD – chlorheksidino digliukonatas;
FDA – Jungtinių Amerikos Valstijų maisto ir vaistų administracija (US Food and Drugs administration);
g – gramai;
g/sek. – gramai per sekundę; HEC – 2-hidroksietilceliuliozė;
MHEC – metil-2-hidroksietilceliuliozė; mPa/sek. – milipaskaliai per sekundę;
p – duomenims patikrinti taikomas statistinio reikšmingumo lygmuo; PAM – paviršiaus aktyvios medţiagos;
PEG – polietilenglikolis;
Ph.Eur. – Europos farmakopėja; proc. – procentai (%);
r – koreliacijos koeficientas;
SĄVOKOS
Hidrogelis - paprastai yra vandenyje netirpių polimero grandinių tinklas, kurio tarpai uţpildyti vandeniu. Iki 99 % hidrogelio masės gali sudaryti vanduo. Polimerai gali būti natūralūs ar sintetiniai. Dėl didelio vandens kiekio hidrogeliai pasiţymi stangrumu ir lankstumu.
Konservantai - tai natūralios arba sintetinės kilmės cheminės medţiagos, apsaugančios nuo mikroorganizmų poveikio ar nepageidaujamų cheminių virsmų ir prailginančios vaisto vartojimo trukmę.
Polimeras - medţiaga, kurios molekulės sudarytos iš daug besikartojančių struktūrinių vienetų, vadinamų monomerais, sujungtų kovalentiniais cheminiais ryšiais.
ĮVADAS
Hidrofiliniai geliai yra pusiau kieti preparatai, kurie parinkus tinkamą sudėtį gali būti naudojami kaip dezinfekuojančios priemonės, turinčios antibakterinį poveikį. Hidrogeliai gali būti gaminami naudojant ne tik sintetinius, bet ir natūralius, ar pusiau sintetinius polimerus. Tam puikiai tinka celiuliozės dariniai, pavyzdţiui, 2-hidoksietilceliuliozė.
2-hidoksietilceliuliozė – iš celiuliozės gaunama gelifikuojanti medţiaga ir tirštiklis, pasiţymi geru biologiniu suderinamumu, formuoja skaidrius gelinius produktus, plačiai naudojama kosmetikos gaminių, asmens higienos bei buities prieţiūros priemonių sudėtyje [1; 2].
Antibakterinį hidrogelį galima sumodeliuoti veikliaja medţiaga pasirenkant chlorheksidino digliukonatą. Tai plataus poveikio katijoninė antibakterinė medţiaga, pasiţyminti bakteriostatiniu ir bakteriocidiniu poveikiu prieš Gram-teigiamas ir Gram-neigiamas bakterijas [3].
Chlorheksidinas naudojamas kaip dezinfekavimo priemonė – odos ir rankų dezinfekcijai; kosmetikoje – randamas kremų, dantų pastos, dezodorantų, antiperspirantų, muilo sudėtyje; farmacijoje – kaip konservantas akių lašuose, veiklioji medţiaga antiseptiniuose burnos skalavimo skysčiuose bei ţaizdų tvarsčiuose. Chlorheksidinas plačiai naudojamas, nes yra pakankamai saugus komponentas, pasiţymintis minimaliu ir trumpalaikiu vietiniu bei sisteminiu nepageidaujamu poveikiu [3; 4].
Pagaminto hidrogelio stabilizavimui naudojamas konservantas α-bisabololis, kuris taip pat turi antibakterinį poveikį, o kartu su chlorheksidino digliukonatu veikia sinergistiškai [5].
Šiame tiriamajame darbe buvo siekiama sukurti rankoms skirtą hidrofilinį pusiau kietą preparatą, gelifuojančiomis medţiagomis naudojant celiuliozės darinius, palankios odai pH terpės, pasiţymintį plataus veikimo antibakterinėmis savybėmis, kurias jam suteiks chlorheksidino digliukonatas ir α-bisabololis.
DARBO TIKSLAS IR UŢDAVINIAI
Darbo tikslas - pagaminti stabilius antibakterinius hidrofilinius gelius rankoms su chlorheksidino digliukonatu ir α-bisabololiu, gelifikuojančiomis medţiagomis naudojant celiuliozės darinius.
Darbo uţdaviniai:
1. Surinkti ir susisteminti mokslinės literatūros duomenis apie gelius sudarančias medţiagas, hidrofilinių gelių gamybą, chlorheksidino digliukonato savybes bei panaudojimo galimybes antibakterinių preparatų gamybai.
2. Tyrimų metu išsiaiškinti tinkamas veikliųjų ir pagalbinių medţiagų koncentracijas hidrofilinio gelio sudėčiai: ištirti gelių mechanines savybes, nustatyti juose chlorheksidino digliukonato koncentraciją.
3. Atlikti pagamintų gelių su chlorheksidino digliukonatu ir α-bisabololiu mikrobiologinius antibakterinio aktyvumo tyrimus.
4. Atlikti pagamintų antibakterinių rankų hidrogelių stabilumo tyrimus ir nustatyti jų kokybės rodiklius.
1. LITERATŪROS APŢVALGA
1.1. Hidrogeliai
1.1.1. Bendra charakteristika
Hidrogeliai daţniausiai apibūdinami kaip hidrofilinių polimerų pagrindu sukurti preparatai, kurie gali išbrinkti ir absorbuoti tam tikrą vandens kiekį, o patys neištirpti. Hidrogeliai gali būti gaminami iš natūralių, pusiau sintetinių (celiuliozės dariniai) ar sintetinių polimerų. Natūralūs ir pusiau sintetiniai polimerai pasiţymi tokiais privalumais, kaip lengvas biologinis suderinamumas, biologinis skilimas, maţai nepageidaujamų poveikių, ypač reprodukcinei sistemai. Hidrogeliai gana daţnai gaminami panaudojant vandenyje tirpius celiuliozės polimerus, pavyzdţiui, hidroksietilceliuliozę (HEC), metilhidroksietilceliuliozę (MHEC), hidroksipropilceliuliozę (HPC), metilceliuliozę (MC), hidroksipropilmetilceliuliozę (HPMC), etilceliuliozę (EC), natrio karboksimetilceliuliozę (NaKMC), mikrokristalinę celiuliozę ir kt. Daţniausiai naudojamos polimero koncentracijos svyruoja tarp 2 – 15 proc. arba nustatomos eksperimentiniu būdu [6; 7; 8].
Hidrofiliniai geliai kituose šaltiniuose apibrėţiami kaip tinklinės medţiagos, kurių minkštumas, tekstūra ir gebėjimas absorbuoti vandenį suteikia hidrogeliams išskirtinių savybių. Geliams gebėjimą absorbuoti vandenį suteikia su polimeru sujungtos hidrofilinės funkcinės grupės. Hidrogelio viduje esantis vanduo leidţia laisvai tirpti ir pasklisti tirpioms molekulėms, kol polimeras atlieka matrikso funkciją ir tarsi sulaiko vandenį. Gelis yra viena polimero molekulė, tai reiškia, kad gelyje yra tam tikras tinklas iš jungčių, kurios sujungtos viena su kita į vieną didelę makroskopinę molekulę [7; 9; 10]. Gelio būseną gana sudėtinga tiksliai apibūdinti, tai truputį skysta, bet ir nekieta medţiaga. Gelis gali būti apibūdinamas tiek kaip pusiau kietas, tiek kaip pusiau skystas darinys ir šios savybės sukelia neįprastą medţiagų atpalaidavimą ir tirpimą, kuris nėra būdingas nei grynai kietoms, nei grynai skystoms medţiagoms. Ţiūrint iš mechaninių savybių pusės, hidrogeliai gali būti apibūdinami kaip tamprios, elastingos medţiagos. Hidrogeliai, veikiami išorinių veiksnių, gali gana ţymiai keisti savo tūrį. Veiksniai, tokie kaip temperatūra, tirpimo kokybė, pH, elektrinis laukas ir kt. [7; 9; 10].
1.1.2. Hidrogelių brinkimas ir elastingumas
Hidrofiliniai polimerai, kurių pagrindu gaminami hidrogeliai, turi savybę išbrinkti ir absorbuoti vandenį patys neištirpdami [6]. Polimerai makromolekulinių jungčių pagalba sudaro tinklelius, kurie gali brinkti vandeniniuose tirpaluose. Vandens kiekis, kurį polimeras gali sunaudoti brinkimui priklauso nuo paties polimero struktūros bei išorinių veiksnių – temperatūros, pH reikšmės ir vandeninio tirpalo, kuris sąveikauja su polimeru joninės jėgos [7].
Hidrogelių brinkimo pusiausvyros laipsnis ir elastingumas priklauso nuo tinklelio ir jungčių polimere išsidėstymo, taip pat nuo tinklinio polimero koncentracijos jau susiformavusiame gelyje [10]. Ţinoma, jog didinant joninių grupių skaičių hidrogeliuose, didėja ir jų brinkimo galimybės. Osmosinis slėgis taip pat padeda brinkinti gelius [6]. Kaip joninę grupę suteikianti medţiaga, hidrogelių formavime gali būti naudojama 2-akrilamido-2-metilpropano sulfoninės rūgšties natrio druska (AMPS Na). Joniniai hidrogeliai gerai brinksta vandenyje [9].
1 pav. Celiuliozės brinkinimas vandenyje [11]
NaOH brinkina celiuliozės skaidulas ir katalizuoja eterifikacijos reakciją [11]. Taip gaunami kiti celiuliozės dariniai – polimerai, kuriuos galima panaudoti kaip pagrindą hidrofilinių gelių gamybai. Natrio hidroksidas brinkina celiuliozę ir jos darinius, todėl daţnai panaudojamas brinkimo indekso nustatymo testų metu [6].
Natrio karboksimeticeliuliozės ir HEC pagrindu pagaminti hidrogeliai pasiţymi panašiomis absorbcinėmis savybėmis kaip ir super-absorbuojančiais polimerais vadinamos medţiagos (SAP) [12]. Brinkimo savybės taip pat priklauso ir nuo paties polimero mikroporų struktūros hidrogelyje [7].
Dėl absorbcinių savybių celiuliozės darinių pagrindu pagaminti hidrogeliai daţnai naudojami kaip asmeninės higienos produktai [12].
1.2. 2-hidroksietilceliuliozė (HEC)
2 pav. 2-hidroksietilceliuliozės (HEC) struktūrinė formulė [13]
2-hidroksietilceliuliozė yra etanolio ir celiuliozės esteris. Tai iš celiuliozės gaunama gelifikuojanti medţiaga ir tirštiklis. HEC pasiţymi geru biologiniu suderinamumu. Tai balti, gelsvai balti ar pilkšvai balti milteliai ar granulės, tirpsta karštame ir šaltame vandenyje sudarydami koloidinį tirpalą, šiek tiek tirpsta acetone, 96 proc. etanolyje ir toluene. pH reikšmė: apie 6,7 (5,5-8,5), nejoninis,
bekvapis, beskonis, netoksiškas polimeras. Formuoja skaidrius gelinius produktus, gali būti efektyviai naudojama šampūnų, kūno prausiklių, dušo ţelių sudėtyje. Dėl šių savybių itin plačiai naudojama kosmetikoje, valymo ir kitose namų ūkio priemonėse [1; 2; 14].
Viena iš problemų susijusių su šiuo vandenyje tirpiu tirštikliu yra ta, kad dalelės aglomeruoja jas sudrėkinus vandeniu. Aukštos kokybės kosmetikos gamybai yra siūloma R klasės hidroksietilceliuliozė, kurios dalelių hidratacija yra slopinama. Patekusios į vandenį jos pasklinda be pakitimų ir pradeda tirpti. Šis procesas leidţia sklandţiai paruošti klampius tirpalus, maišant, kol polimeras visiškai ištirps [13; 2].
Hidratacija gali trukti nuo 4 iki 25 minučių, priklausomai nuo terpės pH reikšmės ir temperatūros. Aukštesnė temperatūra ir didesnis pH sumaţina hidratacijos laiką, tačiau per aukšta temperatūra ir per didelis pH gali sukelti dalelių agregaciją. Atsiţvelgiant į tai daţniausiai naudojama 15-25°C temperatūra ir neutrali terpė. Kai molekulės jau hidratuotos, tada galima kaitinti ir gauti tinkamą pH reikšmę [13].
Hidroksietilceliuliozės molekulės struktūroje yra daug reaktyvių –OH grupių, dėl kurių buvimo yra galima molekulės polimerizacija su hidrofilinėmis molekulėmis, pavyzdţiui, vinilo monomerais, gaunamas naujas junginys su patobulintomis savybėmis [1]. Hidroksietilceliuliozė suderinama su 0,5 – 26 proc. natrio chloridu, 2 proc. alūnu, 10 proc. amonio sulfatu, atropino sulfatu, detreomicinu, cinko sulfatu, kalio jodidu, 12,5 proc. kai kurių anijoninių ir amfoterinių paviršiaus aktyvumo medţiagų (PAM) tirpalais [14].
Celiuliozės ir jos darinių pagrindu pagaminti hidrogeliai gerai sugeria skysčius, turi savyje daug vandens (apie 98 – 99 proc.), nealergizuoja, tokius gelius galima saugiai sterilizuoti [8]. Dėl šių savybių celiuliozės dariniai yra priimtini ir plačiai vartojami įvairių sudėčių gelių gamybai.
1.3. Metil-2-hidroksietilceliuliozė (MHEC)
3 pav. Metil-2-hidroksietilceliuliozės struktūrinė formulė [15]
Metil-2-hidroksietilceliuliozė yra dar vienas polimeras, celiuliozės darinys, taip pat naudojamas gelių gamybai [14].
MHEC beveik netirpsta karštame vandenyje, acetone, eteryje, etanolyje ir toluene. Tirpsta vandenyje ir kai kuriuose organiniuose tirpikliuose, ar jų mišiniuose, pavyzdţiui, vandens ir etanolio mišiniuose, etilendichloride ir kituose. pH reikšmė svyruoja tarp 5 ir 8,5. MHEC pasiţymi šiomis savybėmis: stabilizuoja emulsijas ir suspensijas, sulaiko vandenį, turi adhezinių ir dispersinių savybių, vartojama kaip tirštiklis ir gelifikuojanti medţiaga. Vandenį sulaiko geriau, nei metilceliuliozė, o klampos stabilumas ir dispersiškumas geresni, nei hidroksietilceliuliozės [16].
Metil-2-hidroksietilceliuliozė moksliniuose bandymuose daţniausiai tiriama kaip vandenį sulaikantis polimeras, panaudojant filtro popieriaus testą. Tyrimų metu nustatyta, jog maţi MHEC kiekiai sulaiko vandenį polimero molekulių viduje, o didelės koncentracijos skatina aglomeratų formavimąsi, didina klampą ir maţina paviršiaus įtempimą [15].
1.4. Chlorheksidinas
4 pav. Chlorheksidino struktūrinė formulė [17]
Chlorheksidinas naudojamas dihidrochlorido, diacetato, digliukonato ir kitų druskų pavidalu [18; 3]. Chlorheksidinas priskiriamas biguanidų klasei, cheminis antiseptikas, efektyvus prieš mikrobų sukeltas bakterines infekcijas. Tai katijoninis biguanidinas, stipri bazė [3; 19]. Šis junginys pasiţymi plačiu antibakteriniu veikimu, nes baktericidiškai veikia tiek gramteigiamas, tiek gramneigiamas bakterijas. [20] Tačiau nesunaikina sporų, grybelių bei tuberkuliozės mikobakterijų. Chlorheksidinas yra naudojamas kaip antibakterinė ir antiseptinė medţiaga [3; 21]. Kaip matome 4 paveiksle, chlorheksidino molekulė yra simetriška ir sudaryta iš keturių chlorfenilo ţiedų ir dviejų jonizuojamų guanidino liekanų, sujungtų heksametileno tilteliu [3; 22]. Chlorheksidino gliukonatas yra maţai toksiškas, plačiai vartojamas [22]. Greta pageidaujamų poveikių chlorheksidino gliukonatas gali sukelti ir šiuos nepageidaujamus poveikius: rankų odos sausumą, alerginį kontaktinį dermatitą, nieţėjimą, alergines reakcijas, metalo skonį burnoje ir dantų pageltimą vartojant burnos skalavimo skysčius. Nerekomenduojama vartoti ilgiau nei 14 dienų [21; 23; 24].
Chlorheksidino digliukonatas ir acetatas gerai tirpsta vandenyje, gliukonatas ir acetatas formuoja miceles, o hidrochloridas – sunkiai tirpus vandenyje, todėl hidrofilinių gelių gamybai
pasirinkome chlorheksidino digliukonatą [17; 18; 3; 19]. Chlorheksidino digliukonato molekulinė formulė yra C34H54Cl2N10O14, molekulinė masė 898 g/mol, sistematinis Tarptautinės Grynosios ir
Taikomosios chemijos sąjungos sukurtos cheminių junginių vardinimo sistemos (IUPAC) pavadinimas 1,1’-(heksan-1,6-diil)bis[5-(4-chlorfenil)biguanido] di-D-gliukonatas [17; 3; 25]. Chlorheksidino digliukonato tirpalas yra bespalvis ar silpnai gelsvas skystis, kuris maišosi su vandeniu, ne daugiau kaip 3 dalimis acetono ir ne daugiau kaip 5 dalimis 96 proc. etanolio [3; 25].
Chlorheksidinas naudojamas kaip dezinfekavimo priemonė – odos ir rankų dezinfekcijai; kosmetikoje – randamas kremų, dantų pastos, dezodorantų, antiperspirantų, muilo sudėtyje; farmacijoje – kaip konservantas akių lašuose, veiklioji medţiaga antiseptiniuose burnos skalavimo skysčiuose bei ţaizdos tvarsčiuose [23]. Chlorheksidinas plačiai naudojamas, nes yra pakankamai saugus komponentas ir pasiţymi minimaliu bei trumpalaikiu vietiniu ir sisteminiu nepageidaujamu poveikiu [3].
1.2.1. Chlorheksidino atsiradimo ir vartojimo istorija
Chlorheksidinas farmacijos ir medicinos reikmėms vartojamas jau daugiau nei 65 metus. Pirmą kartą jį atrado ir panaudojo Mančesterio (Jungtinė Karalystė) mokslininkai, 1950 metais kurdami vaistus nuo maliarijos. 1954 m. tie patys mokslininkai atrado antimikrobinį chlorheksidino poveikį ir pritaikė šį junginį dezinfektantų ir paviršinių antiseptikų gamybai. 1970 m. buvo sukurtas pirmasis antibakterinis rankų muilas, o pats chlorheksidinas pateko į Jungtinių Amerikos Valstijų rinką. Reikia paminėti, jog 1988 m. JAV mokslininkai suformulavo chlorheksidino ir alkoholio mišinio pusiau kietą odos preparatą. Tobulėjant mokslo galimybėms chlorheksidinas buvo pritaikytas ir ne tokiose populiariose medicinos srityse, sukurtas chlorheksidinu ir kitomis medţiagomis impregnuotas kraujagyslių prieigos kateteris, periferijoje įterpiamas centrinis kateteris ir kita [20; 26; 27].
1.2.2. Chlorheksidino antibaterinis aktyvumas
Chlorheksidinas veiksmingas prieš gramteigiamus ir gramneigiamus mikroorganizmus, anaerobus, aerobus ir mieles. Esant koncentracijai ≥ 1 g/l chlorheksidinas jau veiksmingas prieš gramteigiamas bakterijas. Ţymiai didesnių koncentracijų reikia gramneigiamų bakterijų ir grybelių sunaikinimui. Chlorheksidinas neveiksmingas prieš poliovirusus ir adenovirusus. Prieš herpes virusus veiksmingumas dar nėra nustatytas ir įrodytas [17]. Chlorheksidino digliukonato antibakterinis poveikis priklauso nuo tirpalo pH reikšmės, o esant pH reikšmei tarp 5,5 ir 7,0, šis poveikis yra optimalus [20; 28].
1. Bakteriostatinis veikimas – esant maţoms chlorheksidino koncentracijoms (0,02 proc. - 0,06 proc.). Chlorheksidinas pakeičia bakterinės ląstelės osmosinį balansą ir skatina maţos molekulinės masės molekulių (kalio, fosforo ir kt.) išsiskyrimą iš ląstelės;
2. Baktericidinis veikimas – esant didelėms chlorheksidino koncentracijoms (0,12 proc. - 0,2 proc.) [29]. Chlorheksidinas gali sukelti ląstelių mirtį, vadinamąją citolizę, didindamas ląstelės membranos pralaidumą įvairioms molekulėms [3].
Tačiau tik profesionalai gali naudoti dar didesnes chlorheksidino koncentracijas (1-2 proc. ar net 10 proc., 40 proc.). Tokios koncentracijos pasiţymi lėtu veikliosios medţiagos atpalaidavimu ir gali būti naudojamos tik specifinėse srityse. Maisto ir vaistų agentūra (FDA) rekomenduoja vartoti 0,12 proc. - 0,2 proc. chlorheksidino koncentracijas gaminant burnos skalavimo skysčius ar kitas burnos prieţiūros priemones, vietinio vartojimo gelius ar purškalus [3; 29; 4].
Enterococcus faecalis (E. faecalis) - anaerobas, Gramteigiamas kokas, vienas iš atspariausių
mikroorganizmų, kuris išlieka aktyvus net po danties šaknies kanalo gydymo [30]. Tai svarbu gydant peridontitą [31]. Kalcio hidroksidas (Ca(OH)2) patalpintas klampiose iš PEG-400 sudarytose pūslelėse
ir chlorheksidino geliai yra du daţniausiai danties kanalo gydymui vartojami preparatai [32]. Vieno mokslinio tyrimo metu eksperimentiškai buvo nustatyta, jog chlorheksidino MIC (minimali slopinanti koncentracija) prieš aerobus yra 14,17 μg/ml, anaerobus – 13,22 μg/ml, o E. faecalis – 18,75 μg/ml. Nustatyta ir chlorheksidino MBC (minimali baktericidinė koncentracija) prieš aerobus – 2500 μg/ml, anaerobus - 1250 μg/ml, E. faecalis 2080 μg/ml. Prieita išvados, jog chlorheksidinas yra pakankamai efektyvus ir saugus naudoti [31]. Kito tyrimo metu, nustatyta, jog chlorheksidinas slopino E. faecalis po 1, 2, 7 ir 15 dienų, gauti teigiami rezultatai, o atliktas bandymas patvirtino, jog tirtas 2 proc. chorheksidino gelis yra efektyvesnis prieš E. faecalis, nei kalcio hidroksidas [32]. Atlikus dar vieną moksinį tyrimą buvo nustatyta, jog 0,2 proc., 1 proc. ir 2 proc. chlorheksidino skystos formos bandiniai yra efektyvesni, nei tiriamasis 2 proc. chlorheksidino gelis, prieš E. faecalis [33]. Kito tyrimo metu buvo lyginamas kalcio hidroksido pastos, 2 proc. chlorheksidino gelio bei ciberţolės ekstrakto antibakterinis aktyvumas ir nustatyta, jog chlorheksidino gelis yra efektyviausias iš visų tiriamųjų ir išlaiko savo 100 proc. antibakterinį veiksmingumą prieš E. faecalis visais tyrime naudotais laiko intervalais (po 24 val., 3 ir 7 dienų) [34].
Geru antibakteriniu efektyvumu pasiţymi ir 2 proc. chlorheksidino gelio kombinacijos su kalcio hidroksidu – Streptococcus mutans ir Pseudomonas aeruginosa bakterijų kultūras sunaikina per 15 sekundţių, o Enterococcus faecalis ir Staphylococcus aureus – per 45 sekundes. Iš šių keturių bakterijų rūšių, E. faecalis yra pati atspariausia medikamentų poveikiui. Kadangi chlorheksidino gliukonatas pasiţymi plačiu antibakterinio poveikio spektru, jis daţnai naudojamas odontologijoje. Kompleksiniai preparatai su kalcio hidroksidu buvo kuriami ir tiriami siekiant dar labiau padidinti antimikrobinį efektyvumą, ir ypač prieš atsparius mikroorganizmus, pavyzdţiui, E. faecalis [30].
Indijos mokslininkai atlikę tyrimą nustatė, jog 1 proc. chlorheksidino gelis yra efektyvus net 82,14 proc. atvejų prieš Escherichia coli. Kita tiriamoji medţiaga pasiţymėjo didesniu veiksmingumu prieš E. coli, tačiau chlorheksidinas turi platesnį veikimo spektrą ir yra efektyvus ir prieš E. faecalis, ir
S. mutans [20].
1.2.3. Chlorheksidino antiseptinio/antibakterinio poveikio mechanizmas
Esant fiziologinei pH reikšmei, chlorheksidino druskos disocijuoja į jonus ir susidaro teigiamą krūvį turintis chlorheksidino katijonas. Baktericidinis efektas gaunamas jungiantis šiam katijonui ir neigiamą krūvį turinčioms bakterinių ląstelių sienelėms. Maţos chlorheksidino koncentracijos sukelia bakteriostatinį poveikį, o didelės - suardo ląstelių membranas ir sukelia ląstelių ţūtį. Tas pats 1 proc. chloheksidino gelis pasiţymi veiksmingumu ir prieš Streptococcus mutans intensyviai vartojant 4-26 dienas [3; 28].
1.2.4. Chlorheksidino vartojimas
Chlorheksidinas, kaip sudėtinis produkto komponentas, vartojamas daugiau nei 60-yje skirtingų vaistinių ar kosmetinių preparatų. Plačiai vartojamas dėl savo saugumo, plataus antimikrobinio poveikio spektro, stabilumo bei patogaus vartojimo ant odos [17; 35]. Chlorheksidinas, kaip ir kitų katijonų aktyvūs junginiai lieka ant odos [36]. Daţnai derinamas su alkoholiais (etanoliu ir izopropilo alkoholiu), gaminamos pusiau kietos vaistų formos. Chlorheksidinas yra gana daţnai naudojamas odontologijoje, kaip burnos skalavimo skysčių veiklioji medţiaga, siekiant sumaţinti dantų apnašų susidarymą ir burnos bakterijų atsiradimą, įeina į dantenų gelių, dantų pastų sudėtį [3; 27]. Įrodyta, kad chlorheksidinas turi tiesioginį baktericidinį poveikį, nes absorbuojasi ir sudaro plėvelę ant emalio paviršiaus [29]. Burnos skalavimo skysčio su chlorheksidinu poveikis išlieka ilgiau nei kitų burnos skalavimo skysčių, todėl jam teikiama pirmenybė gydant gingivitus [26]. Esant patologijai rekomenduojama naudoti 0,12 proc. chlorheksidino gliukonato burnos skalavimo skystį, 2 kartus per parą [3]. Muilo sudėtyje galima rasti iki 4 proc. chlorheksidino, o geliuose – iki 2 proc. [29]. Chlorheksidinas vartojamas kaip vietinis antimikrobinis agentas – įeina į odos kremų ir dezinfektantų sudėtis, puikiai tinka paruošti odai prieš chirurgines procedūras [35]. Jo galima rasti pleistrų, tepalų, ţvakučių, kontraceptinių gelių, skystų muilų, prausimosi putų, kosmetikos, lubrikantų sudėtyje [27].
Gaminami tokie medicininiai produktai, kurių sudėtyje yra chlorheksidino:
Paviršiniai odos dezinfektantai;
Ţaizdų ir nudegimų gydymui skirti pusiau kieti preparatai;
Rankų plovimui skirti tirpalai;
Urologinių kateterių slidikliai;
Centrinės venos kateteriai;
Beadatinės intraveninės jungtys [17; 3].
1.2.5. Chlorheksidino netoleravimas ir nepageidaujamos reakcijos
Chlorheksidinas yra pakankamai saugi ir gerai toleruojama vaistinė medţiaga, tačiau kartais pasitaiko ir netoleravimo atvejų, tačiau tokie atvejai daţniau pasitaiko odontologijoje, vartojant chlorheksidiną per os, nei vietinio poveikio farmacinėse formose [3]. Padidėjusio jautrumo chlorheksidinui reakcijos gali pasireikšti kaip alergija (I tipo alerginė reakcija) ar alerginis kontaktinis dermatitas/stomatitas (IV tipo alerginė reakcija) [27; 35]. I tipo alerginės reakcijos yra ne itin sunkios ir pavojingos, susijusios su imunoglobulinu E. IV tipo alerginės reakcijos yra uţdelstos ir susijusios su imuninės sistemos ląstelėmis [37; 38]. Uţfiksuota atvejų, kai naudojant vietinio poveikio kremą su chlorheksidinu vaikams ir suaugusiems pasireiškė IV tipo alerginė reakcija – kontaktinis dermatitas. Kremu buvo gydoma paţeista oda. I tipo alerginė reakcija pasireiškė vietiškai naudojant chlorheksidinu impregnuotus kateterius [35; 39]. Tokio tipo alerginė reakcija buvo uţfiksuota naudojant chlorheksidiną paţeistos odos paviršiaus gydymui. Sunkiais atvejais galima net anafilaksinio šoko reakcija [24; 27].
Pastebėjus pirmuosius alergijos simptomus – krūtinės, rankų, kojų bėrimai, rinitas, konjunktivitas, pasunkėjęs kvėpavimas – reikia nedelsti ir imtis tinkamų veiksmų: įvertinti paciento būklę, duoti geriamųjų antihistamininių vaistų, pvz.: suaugusiems 4 mg chorfenamino ar 10 mg loratadino, dar kartą įvertinti paciento būklę, jei būklė sunki – gydyti anafilaksiją, nukreipti pacientą pas gydytoją [27; 35].
Reikia nepamiršti, kad chlorheksidinas alergines reakcijas gali sukelti ne tik pacientams, bet ir kasdien su juo dirbantiems sveikatos prieţiūros specialistams. Tad ir patys odontologai turėtų naudoti apsaugos priemones, saugoti savo sveikatą ir taip galima išvengti sunkių alerginių reakcijų. Tinkamai naudojant chlorheksidinas yra saugus, o nepageidaujami poveikiai ar alerginės reakcijos pasitaiko gana retai [35; 40].
1.2.6. Registruotos farmacinės formos su chlorheksidinu
Lietuvos Valstybinės vaistų kontrolės tarnybos (VVKT) internetinėje svetainėje esančioje vaistų paieškoje yra randamos šios vaistų formos, į kurių sudėtį įeina chlorheksidinas: kremas, šlaplės gelis, kietosios pastilės ir suslėgtosios pastilės [41]. Kitose paieškos sistemose rasta ir burnos
skalavimo skysčių bei gelių, kurių sudėtyje taip pat yra chlorheksidino. Registruoti firminiai vaistų ir medicinos prekių pavadinimai, veikliosios medţiagos ir stiprumas bei kiekis pateikti 1 lentelėje.
1 lentelė. Lietuvoje registruotos farmacinės formos su chlorheksidinu [41] Eil.
Nr.
Firminis pavadinimas
Veikliosios medţiagos Stiprumas Farmacinė forma 1. Bepanthen Plus Dekspantenolis/Chlorheksidino
dihidrochloridas
50 mg/5 mg/g Kremas 2. Cathejell L Lidokaino hidrochloridas/
Chlorheksidino dihidrochloridas
20 mg/0,5 mg/g Šlaplės gelis 3. Hexoraletten N Chlorheksidino dihidrochloridas/
Benzokainas
5 mg/1,5 mg Kietosios pastilės 4. Sebidin Chlorheksidino dihidrochloridas/
Askorbo rūgštis 5 mg/50 mg Suslėgtosios pastilės 5. Trachisan Tirotricinas/Lidokainas/ Chlorheksidino digliukonatas 0,5 mg/1 mg/1 mg Kietosios pastilės
Šaltinis: sudaryta autorės pagal vaistų paieškos rezultatų duomenis iš http://extranet.vvkt.lt/paieska/ Kosmetikos gaminiai, kurių sudėtyje yra chlorheksidino:
1. Dantenų gelis Curasept ADS 350 su chlorheksidinu 0,5 % 30 ml; 2. Dantų gelis su chlorheksidinu 20 ml + tarpdančių šepetėlis (TePe); 3. Dantų pasta Curasept su chlorheksidinu 0,12 % ADS 712 75 ml;
4. Dantų pasta Curasept su fluoridu ir chlorheksidinu 0,05 % ADS 705 75 ml; 5. Burnos skystis Oralflux Chlorhexidine 250 ml;
6. Chlorhexidine 0,02% irigacinis tirpalas 1000 ml;
7. Burnos skalavimo skystis GUM 0,12 % chlorhexidine PAROEX + CPC 300 ml; 8. Burnos skalavimo skystis Eludril (chlorheksidinas + chlorbutanolis) 200 ml/500 ml; 9. Dantų pasta GUM 0,06 % chlorhexidine PAROEX+CPC 75 ml;
10. Šepetėlis rankų plovimui sterilus, kempinė prisotinta chlorheksidino gliukonatu N30; 11. Clogin švelnios putos kasdienei intymiai higienai 150 ml (su chlorheksidino digliukonatu).
1.5. Polietilenglikolis – 400 (PEG-400)
1.5.1. Bendros polietilenglikolių charakteristikos
Polietilenglikoliai yra polimerai, sudaryti iš pasikartojančių etilenglikolio fragmentų. Monomeru gali būti etilenglikolio, etileno oksido ar oksietileno molekulės [42].
5 pav. Polietilenglikolių bendra struktūrinė formulė [42]
Polietilenglikoliai daţniausiai skiriasi oligomero dydţiu ir molekuline mase, pagal tai atitinkamai ţymimi skaičiais [43]. Pavyzdţiui, PEG – 10000 ţymi 195 – 265 molekulių mišinį, kurių vidutinė molekulinė masė yra 10000. PEG gaunami polikondensacijos reakcijų metu, kurias katalizuoja magnio, aliuminio ar kalcio elementoorganiniai junginiai. Siekiant išvengti polimerų grandinės tirpalo koaguliacijos yra naudojamas dimetilglioksimas. Polietilenglikoliai sudaro kompleksinius junginius su eteriais, riebalų rūgštimis, ricinos aliejumi, aminorūgštimis, propilenglikoliais, steroliais ar bičių vašku ir kt. PEG naudojami kosmetikos gamybai, farmacijos pramonėje ir kitose srityse [42].
1.5.2. Svarbiausios fizikinės savybės
PEG 400 yra maţos molekulinės masės polietilenglikolis. Tai skaidrus, bespalvis, klampus skystis [43]. Dėl savo maţo toksiškumo PEG 400 plačiai naudojamas farmacijos pramonėje [42; 44]. PEG 400 yra stipriai hidrofilinė medţiaga, tirpsta vandenyje, acetone, alkoholiuose, benzene, toluene, dichlormetane, acetone, glicerine, glikoliuose ir aromatiniuose angliavandeniliuose, šiek tiek tirpsta alifatiniuose angliavandeniliuose – heksane, cikloheksane, dietilo eteryje. Cheminė formulė C2nH4n+2On+1, n = 8.2 iki 9.1. Molekulinė masė 380-420 g/mol. Tankis 1.128 g/cm3 [43; 44]. PEG
pasiţymi silpnu imunogeniniu poveikiu. Maţos molekulinės masės PEG nelakūs skysčiai, stabilūs rūgščių, šarmų ir aukštos temperatūros poveikyje. PEG vandeniniame tirpale elgiasi kaip ko-tirpiklis ir vandenyje gali būti laikomas kaip monofazis (susidedantis iš dviejų vienodai susimaišančių komponentų) arba dvifazis (turintis vandenyje esančių hidratuotų polimero molekulių). PEG – 400 gerai tirpina tokias druskas kaip 1,8 M CH3COOK, 1,2 M KI, 1,1 M KNO3, 0,25 M KCN ir 0,16 M
K2Cr2O7. Šių druskų tirpumą PEG – 400 galima derinti su tirpumu dimetilsulfokside (DMSO) [43].
Tirpumas. Didėjant molekulinei PEGo masei, tirpumas vandenyje ir kituose tirpikliuose maţėja. PEG taip pat tirpsta ir poliniuose organiniuose tirpikliuose: acetone, alkoholiuose.
Higroskopiškumas. PEGai yra higroskopiškos medţiagos - sugeria į save drėgmę iš atmosferos.
Klampa. PEG gali būti priskiriami Niutoniniams skysčiams. Didėjant temperatūrai PEGo klampa maţėja.
Stabilumas. PEG yra maţai lakus, termiškai stabilus tam tikrą laiką, esant maţesnei nei 300 laipsnių Celsijaus temperatūrai [44].
1.5.3. Polietilenglikolio – 400 panaudojimas
Polietilenglikolis farmacijos pramonėje naudojamas kaip tirpiklis, plastifikatorius, tepalų ir ţvakučių pagrindas, tablečių ir kapsulių slidiklis. PEG vartojamas kaip paviršiaus aktyvi medţiaga (PAM) – tokie junginiai sumaţina skysčio paviršiaus įtempimą. PAM paviršiaus įtempimas yra maţesnis negu vandens, todėl didėjant jų koncentracijai paviršiaus įtemptis maţėja. Gali būti naudojamas skystų vaistų formų gamybai ir veterinarijoje kaip parenterinių, vietinio vartojimo akių ar tiesiosios ţarnos vaistinių preparatų pagalbinė medţiaga. PEG pasiţymi maţu toksiškumu, o absorbcija organizme maţiau nei 0,5 proc. PEG vartojamas ir kaip soliubilizatorius, didina sunkiai tirpių vandenyje medţiagų tirpumą bei gerina vaistų biologinį pasisavinimą [42; 45; 46].
Kitos PEG naudojimo sritys: muilo, įvairių ploviklių gamybai, medienos konservavimui, tekstilės, plastiko, sakų, odos, popieriaus, keramikos, naftos, metalo, stiklo ir gumos gamybai [42].
Pagrindiniai PEG privalumai yra šie:
Maţas toksiškumas, nedidelis lakumas, geras biologinis suirimas;
Santykinai maţa kaina;
Geras tirpumas vandenyje ir organiniuose tirpikliuose;
Platus panaudojimo spektras;
Maţa šalutinių poveikių pasireiškimo tikimybė;
Suderinamumas su kitomis cheminėmis medţiagomis.
PEG-400 įtraukėme į šio antibakterinio gelio sudėtį kaip pagalbinę medţiagą, nes remiantis literatūros duomenimis, geliai, kurių sudėtyje yra polietilenglikolių, pasiţymi platesniu mechaninių, reologinių bei veikliąją medţiagą atpalaiduojančių rodiklių spektru [47]. PEG daţnai vartojamas kaip PAM, jis sumaţina skysčio paviršiaus įtempimą bei pasiţymi serozinius skysčius absorbuojančiomis savybėmis. Hidrofiliniuose geliuose PEG puikiai suderinamas su celiuliozės darinių polimerais, o vieną jų (HEC) naudojame kaip gelio pagrindą.
1.6. α - Bisabololis
Farmacijoje α-bisabololis daţniausiai naudojamas kaip konservantas dėl savo antibakterinių ir priešgrybelinių savybių. Remiantis anksčiau atliktais moksliniais tyrimais, galima teigti, jog ši medţiaga veikia prieš tokius grybelius, kaip: Microsporum gypseum, Microsporum canis,
Trichophyton violaceum, Nannizzia cajetani, Trichophyton rubrum ir Trichophyton tonsurans bei gali
būti vartojama odos grybelio (dermatomikozių) gydymui [5].
Apie 25 proc. pasaulio gyventojų turi problemų su odos grybelinėmis infekcijomis, todėl mokslininkai nuolat ieško naujų veiksmingų veikliųjų medţiagų šios būklės gydymui [48]. Moksliniams tyrimams pasirenkami plataus poveikio junginiai, juos tiriant ir analizuojant ieškoma balanso tarp teigiamo efekto ir šalutinių poveikių. Ne maţiau svarbu prieinama kaina ir vaistinio preparato prieinamumas rinkoje [49].
Mokslininkus domina tokios medţiagos, kurios gali būti naudojamos dermatologijoje, turi maţą toksiškumo pavojų, ţinomos jų farmakokinetinės bei farmakodinaminės savybės, gali būti saugiai panaudojamos kuriant naujus vaistinius preparatus, turinčius priešgrybelinį veikimą [48]. Lee J, Jun H, Jung E, Ha J, Park D. nuomone, tam tinkamos ir tiriamos medţiagos yra α-bisabololis, β-arbutinas, azelaino rūgštis, hidrochinonas, nikotinamidas, glicinas, gliutationas bei askorbilo tetraizopalmitatas. Šie junginiai, literatūros duomenimis, turi odą šviesinantį poveikį [50].
Po preliminarių tyrimų buvo pasirinktas α-bisabololis kaip didţiausią aktyvumą turintis junginys. Mokslininkai tyrė jo aktyvumą prieš aukščiau paminėtus 9 grybelius bei lygino jo aktyvumą su puikiai ţinomu priešgrybeliniu preparatu – flukonazolu. Taigi, α-bisabololis yra seskviterpeninis alkoholis, randamas Arnica longifolia L., Aster esperius L., Chrysothamnus nauseosus L., ir
Chamomilla (Chamaemelum nobile) L. eteriniuose aliejuose. Šių augalų antibakterinis bei
priešgrybelinis poveikiai yra išanalizuoti literatūros šaltiniuose [48; 51; 52].
Net 7 iš 9 grybelių rūšis (M. gypseum, M. canis, T. violaceum, T. mentagrophytes, E.
floccosum, T. rubrum, T. tonsurans) α-bisabololis veikia stipriau uţ flukonazolą [5].
α-bisabololio molekulė gali būti keturių skirtingų izomerų formomis. Natūralus, grynas izomeras yra RR (-) enantiomeras, kuris vienintelis ir randamas augaluose. Laboratorijose galima chemiškai sintetinti α-bisabololio (-) ir (+) enantiomerų raceminius mišinius ir tai yra paprasčiau, nei atskirti du enantiomerus. Raceminiai mišiniai turi apie pusę gryno, natūralaus (-)α-bisabololio biologinio aktyvumo [5; 53].
Literatūros analizė parodė, kad mokslinių tyrimų duomenimis, α-bisabololis gali būti natūralus arba sintetinis produktas, kuris sėkmingai naudojamas kosmetologijoje ir dermatologinėms reikmėms, kaip pasiţymintis priešgrybeliniu veikimu in vitro prieš dermatofitus [54].
1.7. Pagrindiniai tekstūros analizatoriaus parametrai ir jų reikšmė
Tekstūros analizė, naudojant grįţtamos ekstruzijos (išspaudimo) programą, gali būti atliekama įvairios konsistencijos kietiems, skystiems, pusiau kietiems preparatams ne tik farmacijos srityje, bet ir kosmetikos ar maisto pramonėje. Šio metodo pagalba galima vertinti keletą tekstūros savybių [47; 55].
Tekstūros analizė yra greitas ir patogus metodas, tiriant ir vertinant mėginių gebėjimą išlaikyti savo formą, takumą ir pan. [56].
Gelių mechanines ir reologines savybes, tiriant tekstūrą, apibūdina keturi pagrindiniai parametrai – firmness, g (kietumas), consistency, g/sek. (konsistencija), cohesiveness, g (lipnumas) ir index of viscosity, g/sek. (klampos indeksas) [47; 56].
Ţemas jėgos/kietumo rodiklis uţtikrina, kad bus nesudėtinga gelį išspausti iš jo pakuotės ir paprasta uţtepti naudojimo vietoje. Jėga/kietumas fiksuojama kaip pirma grafiko smailė. Kietumas apibūdinamas kaip jėga, kuri atsiranda pirmojo suspaudimo metu [56]. Didelis lipnumas uţtikrins gelio sukibimą su odos epiteliu. Šis parametras taip pat susijęs su gelio struktūriniais pokyčiais po jo uţtepimo naudojimo vietoje [47]. Tinkamas produktas, kai jis laikosi pats savaime po gniuţdymo ar tempimo streso, tai nusako produkto vientisumo/lipnumo parametras. Konsistencijos/elastingumo parametras matuojamas nuo pradinio gaminio aukščio ir imamas santykis su aukščiu po antrojo suspaudimo, parodo kaip gaminys geba sugrįţti į pradinę savo fizinę būseną po suspaudimo [55].
Minėti parametrai priklauso nuo gelio paviršiaus savybių, ypač nuo gebėjimo drėkinti stūmoklį. Taip pat svarbu preparato klampa, elstingumas bei takumas. Visos šios savybės daro įtaką tekstūros parametrų reikšmėms. Atlikus tekstūros analizę, programa pateikia grafiką, kurio demonstracinį pavyzdį matome 6 pav., ir lentelę su skaitinėmis parametrų reikšmėmis [55; 56].
6 pav. Tekstūros analizatoriaus grafiko pavyzdys [57]
Pusiau kietų vaisto formų yra įvairių: kremas, gelis, tepalas, pasta, šuteklis, vaistinis pleistras. Pasirinktas hidrofilinis gelis, nes lyginant su tepalais ar kremais, turi net keletą privalumų. Gelis yra
stabilesnė ir ne gliti pusiau kieta vaisto forma. Itin svarbus ir veikliųjų medţiagų išsiskyrimo greitis, kuris yra didesnis iš gelių, nei iš kremų ar tepalų. Ko gero, vienas svarbiausių gelių pranašumų yra tas, kad veikliosios medţiagos atpalaidavimui neturi įtakos jos įvedimo į vaisto formą būdas [25; 58; 59].
1.8. pH reikšmės įtaka
Pusiau kietiems odos prieţiūros preparatams yra svarbi pH reikšmė. Optimali odos pH reikšmė svyruoja nuo 4,0 iki 7,0. Sveikos odos paviršius yra padengtas pieno ir aminorūgštimis, kurios lemia pH reikšmę apie 5,0 – 6,0. Vyraujant bazėms oda bus riebi, o rūgštims – sausa. Odos prieţiūros preparatų pagalba galima reguliuoti ir atstatyti normalią odos rūgščių ir šarmų pusiausvyrą. Tikslas – pagaminti hidrogelį tinkamą tepti ant odos [60; 61].
1.9. Apibendrinimas
Chlorheksidinas jau nuo XX amţiaus pabaigos pradėtas vartoti kaip antiseptinė medţiaga. Remiantis šia savybe modeliuojamas antibakterinį poveikį turintis rankoms skirtas pusiau kietas preparatas – hidrogelis su chlorheksidino digliukonatu. Chlorheksidino digliukonatas pasiţymi plačiu antimikrobinio veikimo spektru, jo bakteriostatinis veikimas nustatytas esant maţoms chlorheksidino koncentracijoms 0,02 proc. - 0,06 proc., baktericidinis veikimas esant chlorheksidino koncentracijoms 0,12 proc. - 0,2 proc. α-bisabololis sėkmingai naudojamas kosmetologijoje ir dermatologinių priemonių gamyboje, pasiţymi priešgrybeliniu veikimu ir daţnai naudojamas kaip konservantas.
Kaip gelifikuojančios medţiagos bus naudojami pusiau sintetiniai polimerai – celiuliozės dariniai jie daţnai gerai derinasi su daugeliu medţiagų, gerai sugeria skysčius, nealergizuoja. PEG 400 maţina skysčio paviršiaus įtempimą, todėl gerai absorbuoja serozinius skysčius yra maţai toksiškas, puikiai suderinamas su celiuliozės darinių polimerais.
2. TYRIMO METODIKA
2.1. Tyrimo objektas
Pusiau kietas preparatas – hidrofilinis gelis su chlorheksidino digliukonato tirpalu.
2.2. Tyrime naudotos medţiagos ir prietaisai
2.2.1. Tyrime naudotos medţiagos
20 % Chlorheksidino digliukonato tirpalas (Sigma Aldrich, Vokietija)
2-Hidroksietilceliuliozė, MM apie 250000 (Sigma Aldrich, Jungtinė Karalystė) Metil-2-hidroksietilceliuliozė (Sigma Aldrich, Belgija)
PEG 400 (AppliChem, Vokietija) α-bisabololis (Sigma Aldrich, Italija) Išgrynintas vanduo (Ph.Eur.01/2008:0008)
Miulerio-Hintono agaras (mitybinė terpė) (BBL, JAV) Miulerio-Hintono buljonas (mitybinė terpė) (BBL, JAV) 0,1 M Perchlorato rūgštis (Sigma-Aldrich®, JAV)
Kristalinis violetas, etanolinis tirpalas (CarlRoth, Vokietija) Ledinė acto rūgštis (Sigma-Aldrich, Vokietija)
Bakterijų kultūros (Thermo Scientific, Jungtinė Karalystė)
2.2.2. Tyrime naudoti prietaisai
Viskozimetras (Sine – wave Vibro Viscometer SV – 10, A&D Company ltd., Japonija) Tekstūros analizatorius (Stable micro systems manual TA.XT plus, UK)
pHmetras (HANNA Instruments Woonsocket-RI-USA, pagamintas Rumunijoje) Analitinės svarstyklės AXIS AD510 (Pagaminta Lenkijoje)
Automatinės pipetės Eppendorf Research PhysioCare concept (10-100 μl ir 1-10 ml) Automatinė pipetė WINLAB® (100-1000 μl)
Klimatinė spinta
Vandens vonelė (J. P. Selecta, s.a., 4A, 250 V, pagaminta Ispanijoje) Petri lėkštelės
Matavimo cilindras Sterilios kilpelės Sterilūs mėgintuvėliai Stiklinės lazdelės
Plastikiniai uţsukami 50/100 ml talpos indeliai Chronometras (OMP, Genuja, Italija)
2.3. Tyrimo vykdymo planas
7 pav. Tyrimo vykdymo schema (sudaryta autorės)
2.4. Chlorheksidino digliukonato hidrofilinių gelinių pagrindų sudėčių
sudarymas ir gamyba
Sudėtys pasirinktos eksperimentiniu būdu ir remiantis išanalizuotos literatūros bei anksčiau atliktų tyrimų duomenimis. Geliai buvo gaminami į indelius. Pasirinktos tokios polimero koncentracijos: MHEC – 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 proc., o HEC – 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ir 15 proc.
• Išnagrinėti 62 moksliniai šaltiniai;
Mokslinės
literatūros analizė
•Pasirinkta veiklioji medţiaga chlorheksidino digliukonato tirpalas;
•Pasirinktos pagalbinės medţiagos: MHEC, HEC, PEG-400, α-bisabololis.
Produkto sudėties
modeliavimas
•Eksperimentiniu ir mokslinės literatūros analizės būdu parenkamos veikliosios ir pagalbinių medţiagų koncentracijos;
•Gaminami geliai.
Sumodeliuoto
produkto gamyba
•Dinaminė klampa; pH reikšmė; Brinkimo indeksas; •VM kiekio nustatymas; Mikrobiologiniai tyrimai; •Tekstūros analizė - kietumas, konsistencija, lipnumas,
klampos indeksas.
Produkto kokybės
tyrimas
• Vertinama pagamintų gelių kokybė, pakartotinai tiriama po jų pagaminimo praėjus 6 ir 12 mėnesių.
Stabilumo tyrimai
• Tyrimų rezultatai apdorojami ir vertinami naudojant
MS Word 2010 ir MS Excel 2010 programas.
Tyrimų rezultatų
8 pav. Hidrofilinio gelio gamybos procesas (sudaryta autorės)
2.5. Tekstūros tyrimai naudojant tekstūros analizatorių.
Tekstūros analizė buvo atliekama tekstūros analizatoriumi TA.XT plus (Stable Micro Systems Ltd, Godalming, Surrey, Jungtinė Karalystė). Tyrimo metu vertinta produkto kokybė nustatant kietumą (jėgą), konsistenciją, lipnumą, klampos indeksą, ir jų pokyčius laikymo metu. Programoje „Exponent” pasirinktas tyrimas, skirtas kosmetinių kremų ir gelių tekstūros vertinimui. Matavimai atlikti esant temperatūrai 15-25°C. Matavimams atlikti naudotas 3,5 mm skersmens organinio stiklo diskas, pritaikytas atitinkamo skersmens indui, kuriame buvo pagamintas tiriamasis gelis. Analizatoriaus darbinis rėţimas: atstumas 15,0 mm, greitis 3.0 mm/s. Prasidėjus darbui, prietaiso diskas leidţiasi į tiriamąjį mėginį 3.0 mm/s greičiu. Matuojamas mėginių klampos indeksas, lipnumas, konsistencija, kietumas (jėga). Tyrimas kartotas po 3 kartus kiekvienam mėginiui.
2.6. Gelių pH reikšmės nustatymas
pH reikšmės nustatomos pH-metro pagalba. Atsveriama 1,0 g tiriamojo gelio, tirpinama 10 ml išgryninto vandens ir filtruojama. pH reikšmė fiksuojama tuomet, kai reikšmė ekrane nekinta. Matavimai atliekami 3 kartus, skaičiuojamas vidurkis.
2.7. Dinaminės klampos nustatymas rotaciniu viskozimetru
Pagamintų gelių konsistencijos savybės buvo vertinamos matuojant dinaminę hidrogelių klampą, rotaciniu viskozimetru SV-10 (A&D Instruments, Japonija). Klampa matuota 50 ml ar 100 ml talpos indelyje, kur ir buvo gaminamas gelis. Naudotas viskozimetro suklys (SP) L4 nuleidţiamas į gelį iki ţymos, apsisukimų skaičius (RPM) nuo 0,3 iki 1 aps./min. Matavimų trukmė buvo skirtinga - nuo 30 iki 240 sek, priklausomai nuo gelio konsistencijos, o rezultatas buvo fiksuotas kai parametrai
Apskaičiuojame veikliųjų ir pagalbinių medţiagų kiekius Paruošiame gelio pagrindo vandeninį tirpalą Sudedame likusias medţiagas Maišome, kol pagamintas hidrogelis pradeda stingti
nusistovi. Matavimas buvo atliktas 15-25°C temperatūroje. Tyrimas kartotas 3 kartus, skaičiuojamas rezultatų vidurkis.
Tiriant gelių su metil-2-hidroksietilceliuliozės pagrindu dinaminę klampą, naudotas viskozimetro suklys L4 (SP), klampa tiriama 30 sek., apsisukimų skaičius (RPM) buvo 3 aps./min.
2.8. Polimero brinkimo indekso nustatymas
Polimero brinkimo indeksas priklauso nuo polimero koncentracijos (tiriamuose geliuose polimero HEC yra 9, 10 ir 11 %), joninės jėgos ir vandens kiekio pačiame gelyje. Brinkimo indeksui nustatyti reikia atsverti apskaičiuotą kiekį HEC polimero graduotame mėgintuvėlyje (9 proc. 0,54 g; 10 proc. 0,60 g; 11 proc. 0,66 g) ir įpilti distiliuoto vandens iki 6,0 ml ţymos. Praėjus tam tikriems laiko intervalams – 4, 8, 12, 16, 20 ir 24 val., stebimi tūrio pokyčiai. Lyginami mėginio tūriai prieš ir po bandymo. Pagal ţemiau nurodytą formulę apskaičiuojamas brinkimo indeksas:
Brinkimo indeksas (S
w) %:
[(
)]
kur (Sw) % - brinkimo pusiausvyra (vidurkis) procentais;
Tt – išbrinkusio gelio uţimamas tūris po tam tikro laiko t;
To - pradinis gelio uţimamas tūris prieš brinkimą.
2.9. Chlorheksidino digliukonato kiekio nustatymas hidrogeliuose
2.9.1. Plonasluoksnė chromatografija
Pagal chlorheksidino digliukonato tirpalo monografiją (07/2013:0658) Europos farmakopėjoje pirmiausiai pasirinkome plonasluoksnės chromatografijos metodą ir jį pritaikėme kiekybiniam veikliosios gelio medţiagos nustatymui.
Atsveriamas 1,0 g tiriamojo gelio, pilama 5 ml išgryninto vandens ir gerai išmaišius gaunamas tiriamasis tirpalas. Kaip standartas naudojamas 20,0 % chlorheksidino digliukonato tirpalas. Tirpiklių sistema: koncentruotas amoniakas:etilacetatas:vanduo:96% etanolis (10:10:30:50). Mėginio tūris: 5 μl. Plokštelė su mėginiais ir standartu laikoma tirpiklių garų prisotintoje kameroje, kol tirpiklis nuo starto linijos nukeliauja 10 cm (iki finišo linijos). Dţiovinama 100 °C temperatūroje 20 min. Ryškinama purškiant 25 g/l amonio molibdato tirpalu ir dţiovinant 110 °C temperatūroje 10 min. Stebima UV šviesoje tam tikroje kameroje.
2.9.2. Bevandenis titravimas perchlorato rūgštimi
Pagal chlorheksidino digliukonato tirpalo monografiją (07/2013:0658) Europos farmakopėjoje išbandėme kiekybinio nustatymo metodą. Chlorheksidino digliukonato kiekis hidroksietilceliuliozės (HEC) gelių mėginiuose buvo nustatomas bevandenio titravimo metodu: 1 g pagaminto tiriamojo gelio buvo sumaišomas su 50 ml ledinės acto rūgšties ir mišinys maišomas apie 5-7 min. Į mišinį įlašinami 2 – 3 lašai indikatoriaus kristalinio violeto etanolinio tirpalo. Titruojama 0,1 M perchlorato rūgšties (HClO4) tirpalu, kol violetinė spalva pasikeičia į mėlyną. Chlorheksidino digliukonato kiekis
procentais, hidroksietilceliuliozės (HEC) gelyje, apskaičiuotas pagal šią formulę: ( ) T = 0,002244 (HClO4)
V – nutitruotas 0,1 M HClO4 kiekis (ml).
g – pasvertas preparato kiekis (g).
Bandymas kartojamas tris kartus (n=3), skaičiuojamas vidurkis ir standartinis nuokrypis.
2.10. Mikrobiologiniai tyrimai
2.10.1. Tyrimai su skysta mitybine terpe – Miulerio-Hintono buljonu
Pradţioje buvo atliekami 20 proc. chlorheksidino digliukonato ir 95 proc. α-bisabololio mikrobiologinio aktyvumo tyrimai. Naudojama skysta Miulerio-Hintono buljono mitybinė terpė. Tiriamos 6 bakterijų kultūros:
1) S.A. - Staphylococcus aureus;
2) E.C. – Escherichia coli;
3) KL – Klebsiela pneumonia; 4) PS – Pseudomona aeruginosa; 5) CER – Cereus;
6) C.A. – Candida albicans.
Kiekviename mėgintuvėlyje pilamas apskaičiuotas chlorheksidino digliukonato ar α-bisabololio kiekis ir 2 ml mitybinės terpės. α-α-bisabololio atveju pirmiausiai iš 95 proc. tirpalo pagaminamas praskiestas 20 proc. tirpalas. Imama 1 ml 95 proc. α-bisabololio ir 3,6 ml distiliuoto vandens. Gaunamas 4,6 karto praskiestas tirpalas, kurio koncentracija 20,65 proc. Chlorheksidino digliukonato tirpalo koncentracija taip pat yra 20 proc. Iš tokios koncentracijos tirpalo daromi praskiedimai į mėgintuvėlius: pilama po 2 ml terpės ir 1,0 ml (6,66 proc.), 0,5 ml (4 proc.), 0,25 ml (2,2 proc.), 0,125 ml (1,1 proc.), 0,06 ml (0,55 proc.) ir 0,03 ml (0,275 proc.) α-bisabololio ar
chlorheksidino digliukonato 20 proc. tirpalo. Po praskiedimo gautos koncentracijos nurodytos skliaustuose. Į kiekvieną mėgintuvėlį buvo įpilta 0,25 ml (250 μl) bakterijų suspensijos. Ruošiami kontroliniai mėgintuvėliai, tik su bakterijų kultūra ir mitybine terpe. Visi mėgintuvėliai 24 valandoms dedami į klimatinę spintą, kur laikomi 37±1°C temperatūroje. Po to tiriamieji mėgintuvėliai lyginami su kontroliniais ir pateikiami rezultatai.
2.10.2. Tyrimai su standţia mitybine terpe – Miulerio-Hintono agaru
Siekiant gauti tikslesnius ir patikimus rezultatus, tolimesni tyrimai atliekami su standţia terpe Petri lėkštelėse. Tyrimai vykdomi su standţia terpe – Miulerio-Hintono agaru. Tyrimo objektas: pagamintas hidrofilinis gelis. Tiriamas aktyvumas prieš 10 bakterijų kultūrų:
1) S.A. - Staphylococcus aureus; 2) S.E. - Staphylococcus epidermidis; 3) E. F. - Enterococcus faecalis; 4) E.C. – Escherichia coli; 5) KL – Klebsiela pneumonia; 6) PS – Pseudomona aeruginosa; 7) PR - Proteus mirabilis; 8) CER – Cereus;
9) SUBT. - Bacillus subtilis; 10) C.A. – Candida albicans.
Bandymas atliekamas Petri lėkštelėse. Suţymime Petri lėkšteles (mėginio nr., bakterijų kultūrų santrumpas, segmentus ir pan.). Į lėkšteles atsveriame po 1 g pagaminto tiriamo preparato. Ruošiama ir kontrolinė lėkštelė, kurioje tik terpė ir bakterijų kultūros. Karštoje vandens vonioje tirpinamas Miulerio-Hintono agaras ir atvėsinamas iki 50°C, pastoviai palaikant šią temperatūrą. Į lėkšteles su tiriamuoju geliu pilama po 10 ml agaro (gaunamas praskiedimas 1:10), išmaišoma ir sustingsta. Atskiros apverstos lėkštelių dalys dugnais į viršų dedamos į klimatinę spintą. Laikoma apie 20-30 min. klimatinėje spintoje prie 37±1°C temperatūros, kad išgaruotų vandens lašeliai nuo terpės paviršiaus. Sėjamos bakterijų suspensijos ant terpės paviršiaus su sterilia kilpele. Uţdarytos lėkštelės, dugnu į viršų dedamos 24 valandoms į klimatinę spintą, kurioje palaikoma 37±1°C temperatūra. Vertinami rezultatai lyginant su kontroline lėkštele, nustatomos maţiausios veiksmingos koncentracijos.
2.11. Stabilumo tyrimai
Geliai laikomi laboratorijos sąlygomis, 15-25°C temperatūroje. Apţiūrint gelius vertinamos fizinės savybės: spalva, kvapas, skaidrumas ir vienalytiškumas [62]. Fiziniai hidrogelių pokyčiai buvo stebimi sekančią dieną po jų pagaminimo ir vėliau po 3, 6, 9, 12 ir 15 mėn. Pagaminus hidrogelius ir praėjus 6 ir 12 mėnesių po jų pagaminimo buvo atliekamas pH reikšmės nustatymas, klampos, tekstūros tyrimai.
2.12. Statistinė analizė
Tyrimų rezultatai statistiškai apdoroti ir susisteminti naudojant statistinės duomenų analizės programą Microsoft® Office Excel 2010, duomenų sisteminimui taip pat naudota Microsoft® Office
Word 2010 programa. Skaičiuoti visų atliktų tyrimų aritmetiniai vidurkiai bei standartiniai nuokrypiai.
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS
3.1. Gelių gamyba ir jų savybių tyrimai
3.1.1. Geliai metil-2-hidroksietilceliuliozės pagrindu
Pradţioje buvo tiriamas tik MHEC pagrindo maišymasis su vandeniu ir pagaminti 2 proc. (A1), 3 proc. (A2), 4 proc. (A3), 5 proc. (A4), 6 proc. (A5) ir 7 proc. (A6) nepilnos sudėties geliai. Gauti skysti ar stangrūs bei išsisluoksniavę geliai.
Į gelio sudėtį įvedamas polietilenglikolis-400 ir gaminami hidrogeliai su MHEC ir PEG-400: 3 proc. (A7), 5 proc. (A8) ir 6 proc. (A9). Pagaminti geliai išsisluoksniavo, buvo neskaidrūs ir stangrūs.
Sekančiame etape į 3 proc. gelį buvo įvedamas CHD (A10), taip pat gaminami pilnos sudėties 3 (A11) ir 4 proc. (A12) koncentracijų hidrogeliai. Tikslios gelių sudėtys pateiktos 1 priede. Gamybos proceso metu geliai buvo priimtinos konsistencijos ir vienalytiški, tačiau po keleto dienų pasidarė neskaidrūs ir pradėjo sluoksniuotis. Tai buvo vertinama kaip gelio nestabilumo poţymis, įtariama nedermė.
Metil-2-hidroksietilceliuliozės pagrindu skaidrių ir stabilių gelių nepavyko gauti, todėl nuspręsta jų toliau netirti. Rezultatai pateikti 2 lentelėje. Kodėl šie geliai nesigavo pasakyti sunku, tačiau įtariama nedermė. Tik pagaminus jie buvo vienalyčiai ir skaidrūs, tačiau rezultatus vertinant po keleto dienų jau buvo stebimi nestabilumo poţymiai – keletas jų skysti, drumsti ir išsisluoksniavę, kiti stangrūs. Drumstus ir nestabilius gelius sudėtinga tirti toliau ir atlikti stabilumo tyrimus, tad nusprendėme jų atsisakyti.
2 lentelė. Gelių, pagamintų metil-2-hidroksietilceliuliozės pagrindu savybių vertinimas Gelio ţymuo MHEC konc., % PEG-400 CHD α- bisabo-lolis Savybių vertinimas
A1 2 - - - Gelis skystas, išsisluoksniavęs
A2 3 - - - Gelis skystas
A3 4 - - - Gelis stangrus
A4 5 - - - Gelis stangrus
A5 6 - - - Gelis stangrus
A6 7 - - - Gelis stangrus
A7 3 + - - Gelis neskaidrus, išsisluoksniavęs
A8 5 + - - Gelis stangrus, išsisluoksniavęs
A9 6 + - - Gelis stangrus, išsisluoksniavęs
A10 3 + + - Gelis neskaidrus, išsisluoksniavęs
A11 3 + + + Gelis neskaidrus, išsisluoksniavęs
3.1.2. Geliai 2-hidroksietilceliuliozės pagrindu
Pradinės celiuliozės polimero koncentracijos buvo pasirenkamos empiriškai ir eksperimentiniu būdu jos buvo didinamos arba maţinamos vizualiai vertinant pagamintų gelių išvaizdą. Tikslios gelių sudėtys pateiktos 1 priede.
Rezultatai pateikiami 3 lentelėje.
3 lentelė. Gelių, pagamintų 2-hidroksietilceliuliozės pagrindu, dinaminė klampa
CHD, % PEG -400, % α-bi-sabo lolis, % HEC konc., % 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Klampa, mPa*sek. 0,12 2,5 0,1 39827 99657 199562 186943 0,15 2,5 0,1 54626 133982 202890 253557 0,18 2,5 0,1 57830 150638 217673 316095 0,21 2,5 0,1 63235 157293 227334 276978 0,25 2,5 0,1 69786 163314 232363 365679
- - - Gelis skystas, netiriamas. 56931 86837 164729 693978 Gelis stangrus, netiriamas.
0,12 - - 47935 0,15 - - 48492 0,18 - - 84004 0,21 - - 107344 0,25 - - 108363 0,12 5 - 1406119 0,15 5 - 688575 0,16 5 - 389840 0,18 5 - 714462 0,21 5 - 837076 0,25 5 - 961379 0,12 5 0,1 733820 0,15 5 0,1 723385 0,16 5 0,1 389840 0,18 5 0,1 981899 0,21 5 0,1 853139 0,25 5 0,1 911502 - 5 - 1072677
Pradţioje buvo tiriamas tik HEC pagrindo maišymasis su vandeniu ir pagaminti 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ir 15 proc. nepilnos sudėties geliai. 5 – 8 proc. geliai buvo skysti, 9 – 12 proc. priimtinos konsistencijos, 13 – 15 proc. koncentracijos nepilnos sudėties geliai buvo tiršti.
Sekančiame etape bandoma į gelio sudėtį įvesti polietilenglikolį-400 ir gaminami hidrogeliai su HEC ir PEG-400: 12 ir 14 proc. Pagaminti geliai buvo tiršti, sunkiai tepėsi ir tolimesniems tyrimams naudoti netinkami.
