MEDICINOS AKADEMIJA FARMACIJOS FAKULTETAS KLINIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA
BRIGITA KVEDARAVIČIŪTĖ
VANDENINĖS PROPOLIO IŠTRAUKOS LIOFILIZACIJA IR
PAGAMINTŲ LIOFILIZUOTŲ MILTELIŲ KOKYBĖS
VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbasDarbo vadovas:
Lekt. dr. Modestas Ţilius
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS KLNIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanas Vitalis Briedis Data
VANDENINĖS PROPOLIO IŠTRAUKOS LIOFILIZACIJA IR
PAGAMINTŲ LIOFILIZUOTŲ MILTELIŲ KOKYBĖS
VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbasDarbo vadovas:
Lekt. dr. Modestas Ţilius Data
Recenzentas Darbą atliko
Magistrantė
Brigita Kvedaravičiūtė
Data Data
TURINYS
SANTRUMPOS ... 5 PADĖKA ... 6 SANTRAUKA ... 7 SUMMARY ... 8 ĮVADAS ... 9DARBO TIKSLAS IR UŢDAVINIAI ... 10
1. LITERATŪROS APŢVALGA ... 11
1.1. Liofilizacijos proceso principas ir jo etapai ... 11
1.2. Pagalbinės medţiagos naudojamos liofilizacijoje ... 16
1.2.1. Uţpildančios medţiagos (uţpildai) ... 17
1.2.2. Kitos pagalbinės medţiagos ... 20
1.3. Milteliai, jų kokybinis vertinimas... 21
1.4. Propolis, ekstraktai su propoliu, liofilizacija su propoliu ... 22
2. TYRIMO METODIKA ... 23
2.1. Tyrimo objektas ... 23
2.2. Tyrimo medţiagos ir įranga ... 23
2.2.1. Naudotos medţiagos . ... 23
2.2.2. Naudota įranga ... 23
2.3. Tyrimų metodai ir metodika ... 24
2.3.1. Vandeninių propolio ištraukų gamyba ... 24
2.3.2. Liofilizacijai skirtų tirpalų gamyba... 24
2.3.3. Liofilizuotų miltelių gamyba ... 24
2.3.4. Liofilizuotų miltelių kokybės tyrimas ... 25
2.3.5 Propolio mėginių analizė efektyviąją skysčių chromatografija ... 27
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 28
3.2. Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija ... 29
3.2.1. Vandeninės propolio ištraukos liofilizacijos procesas ... 29
3.2.2. Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas manitolis ... 31
3.2.3. Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas sorbitolis ... 33
3.2.4. Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas gliukozė ... 34
3.2.5. Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas sacharozė ... 36
3.3. Liofilizuotų propolio ištraukos miltelių kokybinis ir sudėties kiekybinis vertinimas ... 38
3.3.1. Liofilizuotų propolio ištraukos miltelių sudėties kiekybinis vertinimas ... 38
3.3.2. Liofilizuotų propolio ištraukos miltelių kokybinis vertinimas ... 39
3.4. Liofilizacijos proceso etapų charakteristikų vertinimas ... 42
4. IŠVADOS ... 44
5. PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS ... 45
6. LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 46
SANTRUMPOS
EPI – etanolinė propolio ištrauka LPM – liofilizuoti propolio milteliai
LPMG – liofilizuoti propolio milteliai su gliukoze LPMM – liofilizuoti propolio milteliai su manitoliu LPMS – liofilizuoti propolio milteliai su sacharoze LPMSo – liofilizuoti propolio milteliai su sorbitoliu mbar – milibarai
Teu – kristalinių medţiagų eutektinė mišinio temperatūra Tg` - amorfinių medţiagų stiklėjimo temperatūra
PADĖKA
Uţ suteiktas puikias darbo sąlygas, materialinę bazę ir pagalbą rengiant mokslinį tiriamąjį darbą „Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija ir liofilizuotų miltelių kokybinis vertinimas“ dėkoju darbo vadovui lekt. dr. Modestui Ţiliui, katedros vedėjui prof. dr. Vitaliui Briedţiui, doktorantei Indrei Šveikauskaitei ir visam klinikinės farmacijos katedros kolektyvui.
SANTRAUKA
VANDENINĖS PROPOLIO IŠTRAUKOS LIOFILIZACIJA IR PAGAMINTŲ
LIOFILIZUOTŲ MILTELIŲ KOKYBĖS VERTINIMAS
B. Kvedaravičiūtės magistro baigiamasis darbas/ mokslinis vadovas lekt. dr. Modestas Ţilius; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Farmacijos fakulteto Klinikinės farmacijos katedra. – Kaunas.
Darbo tikslas: ištirti liofilizacijos proceso faktorius, lemiančius liofilizuoto produkto su vandenine propolio ištrauka technologines charakteristikas.
Darbo uţdaviniai: parinkti ir pagaminti vandeninę propolio ištrauką liofilizuoto produkto gamybai; pagaminti vandeninės propolio ištraukos liofilizuotą produktą ir ištirti jo savybes; pritaikyti pagalbines medţiagas gaminant vandeninės propolio ištraukos liofilizuotą produktą ir įvertinti jų įtaką pagaminto produkto savybėms; ištirti ir išanalizuoti liofilizacijos technologijos įtaką produkto savybėms.
Metodai: liofilizuotų miltelių su vandenine propolio ištrauka bei pasirinktais uţpildais kiekybiniam ir kokybiniam sudėties tyrimui naudotas ESC metodas. Liofilizuotų miltelių kokybiniams rodikliams įvertinti atlikti miltelių birumo, suberiamojo tankio, drėgmės kiekio nustatymo bei higroskopiškumo tyrimai.
Rezultatai: didţiausias bendras fenolinių junginių kiekis buvo liofilizuotuose vandeninės propolio ištraukos milteliuose su sorbitoliu, o maţiausias – su gliukoze. Maţiausias drėgmės kiekis buvo milteliuose su manitoliu, jie taip pat pasiţymėjo maţiausiu higroskopiškumu. Geriausiu birumu bei suberiamuoju tankiu pasiţymėjo milteliai su sorbitoliu.
SUMMARY
LYOPHILIZATION OF AQUEOUS EXTRACT OF PROPOLIS AND QUALITY ASSESSMENT OF LYOPHILIZED POWDERS
B. Kvedaravičiūtės final thesis for master‘s degree/ scientific supervisor lect. dr. Modestas Ţilius; Lithuanian University of Health Sciences, Faculty of Pharmacy, department of Clinical Pharmacy. – Kaunas.
The aim of the study. To investigate the lyophilization process, factors that determine the lyophilized product with an aqueous extract of propolis technological characteristics.
Main tasks. Select and produce an aqueous extract of propolis for production of lyophilized product; produce of aqueous extracts of propolis lyophilized product and investigate its properties; apply the ingredients in producing aqueous extracts of propolis lyophilized product and assess their impact on the properties of the finished product; investigate and analyze lyophilization technology influence the product properties.
Methods: The quantitative composition of aqueous extract of propolis and lyophilized powder was investigated with HPLC. The quality parameters of lyophilized powder used to evaluate the powder flowability, tapped density, moisture content, and hygroscopicity tests.
Results. The highest amount of total phenolic compounds was detected in lyophilized powders with sorbitol, the lowest – with glucose. The most appropriate loss of drying was powder with mannitol, they also marked the also marked the lowest hygroscopicity. Best of flowlness and stapped density marked with sorbitol powder.
ĮVADAS
Liofilizacija, dar vadinama dţiovinimu šaltyje, yra procesas, kurio metu uţšaldomas liofilizuoti norimas tirpalas, o tada tirpiklis pašalinamas iš jo sublimacijos ir desorbcijos būdu [1]. Pagrindinis šio proceso principas yra pirminio dţiovinimo metu vykstanti sublimacija. Jos metu vanduo iš kietos fazės (ledo) pereina į garų fazę, praleidţiant skystą fazę. Sublimacija vyksta tik temperatūrai ir slėgiui esant ţemiau vadinamojo „trigubojo taško“: slėgis turi būti ţemiau 0,00603 atm, temperatūra – 0,0099 °C [2]. Dţiovinimo šalčiu procesą sudaro trys pagrindiniai etapai : medţiagos uţšaldymas, pirminis dţiovinimas ir antrinis dţiovinimas.
Procesas naudojamas norint gauti produktą, pasiţymintį maţu drėgmės kiekiu, ilgesniu galiojimo laiku, geresniu stabilumu. Liofilizuotiems produktams būdingas geresnis tirpumas ir greitesnis tirpimas. Šis metodas tinkamas, norint išdţiovinti lakias, termolabilias medţiagas, nes palaikoma ţema temperatūra neleidţia joms degraduoti [1,2].
Norint pagerinti liofilizacijos procesą ir gauti kokybiškus išdţiovintus produktus daţnai į liofilizuoti norimus tirpalus pridedama pagalbinių medţiagų, kurių funkcijos labai įvairios: turinį uţpildančios, medţiagų tirpumą gerinančios bei kt. [7,21]. Liofilizuojant maţus medţiagų kiekius į liofilizuojamą tirpalą pridedama uţpildų [22].
DARBO TIKSLAI IR UŢDAVINIAI
Tyrimo objektas: liofilizacijos procesas ir gauti liofilizuoti propolio milteliai
.
Darbo tikslas: ištirti liofilizacijos proceso faktorius, lemiančius liofilizuoto produkto su vandenine propolio ištrauka technologines charakteristikas.
Darbo uţdaviniai:
1. Parinkti ir pagaminti vandeninę propolio ištrauką liofilizuoto produkto gamybai. 2. Pagaminti vandeninės propolio ištraukos liofilizuotą produktą ir ištirti jo savybes.
3. Pritaikyti pagalbines medţiagas gaminant vandeninės propolio ištraukos liofilizuotą produktą ir įvertinti jų įtaką pagaminto produkto savybėms.
1. LITERATŪROS APŢVALGA
1.1 Liofilizacijos proceso principas ir jo etapai
Dţiovinimas šalčiu, arba kitaip liofilizacija, tai procesas, kurio metu uţšaldomas liofilizuoti norimas tirpalas, o tada tirpiklis pašalinamas iš jo sublimacijos (pirminio dţiovinimo) ir desorbcijos (antrinio dţiovinimo) būdu [1].
Pagrindinis liofilizacijos proceso principas yra sublimacija, kurios metu vanduo iš kietos fazės (ledo) pereina į garų fazę, praleidţiant skystą fazę. Sublimacija vyksta tik temperatūrai ir slėgiui esant ţemiau vadinamojo „trigubojo taško“: slėgis turi būti ţemiau 0,00603 atm, temperatūra – 0,0099 °C. Vandens būsenų schema pateikta 1 paveiksle [1, 2].
1 pav. Vandens būsenų schema [1,2]
Esant normaliam atmosferos slėgiui, egzistuoja 3 vandens būsenos: ledas, skystis ir dujos. Ţemiau „trigubojo taško“ egzistuoja tik ledo ir dujų fazės. Šiuo fizikiniu faktu ir yra pagrįstas liofilizacijos principas. Ledas, esantis produkte, tiesiogiai pereina į vandens garus (nepereinant skysčio fazės), jei aplinkos vandens garų slėgis yra ţemesnis nei dalinis ledo slėgis atitinkamoje temperatūroje [2].
Liofilizacijos procesą sudaro trys pagrindiniai etapai. Tai medţiagos tirpalo uţšaldymas (šaldymas), pirminis dţiovinimas (sublimacija) ir antrinis dţiovinimas (desorbcija) [4,5]. Kai kuriuose šaltiniuose kaip atskiras etapas yra išskiriamas ir tirpalo paruošimas liofilizacijai [2,6]. Kiekvienas etapas turi svarbią reikšmę galutiniam proceso rezultatui [1,2,7]. Liofilizacijos proceso schema pavaizduota 2 paveiksle.
2 pav. Liofilizacijos metu vykstantys etapai [1]
Medţiagos uţšaldymas yra pirmas dţiovinimo šalčiu etapas. Šis procesas apibrėţiamas kaip ledo kristalizacija (ledo kristalų susidarymas) iš labai atšaldyto vandens [7,8]. Tai labai svarbus etapas, nes jo metu susidariusi produkto mikrostruktūra paprastai nepakinta ir pagaminus galutinį produktą [1,9]. Todėl nuo uţšaldymo priklauso ar galutinis produktas bus kristalinės, ar amorfinės būsenos [10]. Uţšaldymo proceso reikšmė:
tirpiklis atskiriamas nuo tirpinio;
sumaţinamas terminis produkto skilimas;
apsaugo tirpalo komponentus nuo jų koncentravimosi dţiovinimo metu;
apsaugo produktą nuo suputojimo vakuumo sąlygomis [11].
Šaldymo sąlygos priklauso nuo medţiagų savybių. Kristalinės medţiagos uţšąla ţemesnėje temperatūroje, nei jas tirpale supantis vanduo. Tai vadinama eutektinė mišinio temperatūra (Teu) – taškas, kuriame kartu egzistuoja kieta, skysta ir dujinė medţiagos fazės [1,2]. Amorfinės medţiagos gali iš kietos medţiagos virsta minkštesnėmis, gumos konsistencijos medţiagomis. Temperatūra, kai toks virsmas yra galimas, vadinama stiklėjimo temperatūra (Tg`) [14]. Šaldymas turi būti vykdomas ţemesnėje nei tirpalo Tg` (jei medţiaga amorfinės struktūros) arba ţemesnėje nei tirpalo Teu (jei medţiaga kristalinė) [12]. Todėl šaldymo temperatūra varijuoja nuo -25°C iki -80°C [11, 15, 16, 17]. Laikas, skirtas uţšaldymui, priklauso nuo tirpalo uţimamo tūrio: visiškai uţšaldyti didelį tirpalo tūrį uţtruks ilgiau, nei tokio paties tirpalo maţesnį tūrį [12].
Atlikus medţiagos uţšaldymą vykdomi likę du liofilizacijos etapai, kurių metu vanduo šalinamas iš sušaldyto tirpalo. Tipinė šių etapų schema pavaizduota 3 paveiksle. Jame nurodyta, kiek vidutiniškai trunka dţiovinimo šalčiu etapai.
3 pav. Tipinė liofilizacijos schema. 1) Šaldymas 2) Pirminis džiovinimas 3) Antrinis džiovinimas [5]
kiekį išlaikant produkto temperatūrą ţemesnę nei Tg`. Šį procesą galima pavadinti šilumos ir masės mainais. Masės perdavimas vyksta dėl slėgių skirtumo, susidarančio tarp garų slėgio ir kameros slėgio. Garų slėgis priklauso nuo produkto temperatūros, kuri krenta vykstant sublimacijai. Energijos nuostolius galima kompensuoti šildomų lentynų energija. Taip mainai vyks nenutrūkstamai [13]. Tačiau lentynų temperatūra neturi būti aukštesnė nei -15°C, nes tokiu atveju sutriks masės mainai. Optimaliausias slėgis pirminio dţiovinimo etapui metu yra 100-150 mTorr (0,133-0,195 mbar), nors gali varijuoti nuo 50 iki 200 mTorr [12]. Literatūros šaltinių duomenimis, pirminis dţiovinimas baigiamas, kai liofilizavimo talpyklose nebelieka ledo ir kai produkto temperatūra susivienodina ar bent priartėja prie lentynų temperatūros [12,19].
Pasibaigus pirminio dţiovinimo etapui, produkte lieka dalis vandens, kuris yra surištas su medţiagomis. Produktas atrodo kaip sausas, tačiau drėgmės kiekis jame gali siekti net 10%, o toks kiekis gali būti per didelis, norint išlaikyti medţiagas stabilias. Jis pašalinamas antrinio dţiovinimo metu aukštesnėje temperatūroje. Toks procesas vadinamas „izotermine desorbcija“, nes absorbuotas vanduo pašalinamas iš produkto [1,2,11]. Temperatūra gali būti keliama iki 50°C ir produktas neištirps [5]. Rekomenduojamas temperatūros kėlimo greitis amorfinėms medţiagoms yra 0,1-0,15°C/min, kristalinėms – 0,3-0,4°C/min. Šiuo etapu geriau palaikyti aukštesnę temperatūrą trumpesnį laiką, nei ţemesnę temperatūrą ilgiau [12]. Antrinio dţiovinimo metu slėgis taip pat naudojamas, tačiau jo keisti nebūtina, jis gali likti toks pat, kaip naudojamas pirminio dţiovinimo metu, arba sumaţintas [1,2,12]. Laikas, reikalingas atlikti antrinį dţiovinimą, daţniausiai yra 30-50% trumpesnis nei reikalingas pirminiui dţiovinimui [1,2].
Dţiovinimas šalčiu daţniausiai naudojamas gaminant įvairius nestabilius preparatus, siekiant išvengti jų degradavimo bei uţterštumo. Šis būdas turi privalumų:
vakuumo sąlygomis apsaugomos medţiagos, linkusios greitai oksiduotis;
dėl didelio, 95% - 99,5%, vandens kiekio pašalinimo, ilgesnis produktų galiojimo laikas;
transportavimas ir saugojimas esant normaliai aplinkos temperatūrai;
trumpas galutinio produkto tirpimo laikas;
produktas apdorojamas skystoje fazėje;
turinio vienodumas bei tikslūs medţiagų kiekiai;
minimalūs lakių, karščiui jautrių ir kvapiųjų medţiagų nuostoliai;
minimalūs produktų savybių pokyčiai;
gali vykti aseptinėmis, steriliomis sąlygomis.
Tačiau kaip ir kiekvienas metodas, šis taip pat turi trūkumų:
dideli kaštai gaminant maţus produktų kiekius;
esant steriliai gamybai reikalingi sterilūs tirpalai;
kai kurių produktų/vaistų stabilumo problemos [1,2,9].
Daţniausiai dţiovinimas šalčiu yra naudojamas apdorojant medţiagas farmacijos ir biotechnologijų srityse, pvz. vakcinas ar kitus injekavimui skirtus preparatus. Maisto pramonėje dţiovinami produktai konservavimui, pvz. tokiu būdu kai kurie maisto produktai paruošiami astronautams. Technologinėje pramonėje dţiovinimas šalčiu daţnai naudojamas cheminėje sintezėje, norint gauti stabilesnius, tirpesnius produktus. Bioatskyrimui taip pat panaudojama liofilizacija, vykdant vėlyvos stadijos gryninimo procedūrą, nes tirpiklis yra efektyviai pašalinamas. Taip pat šiuo būdu galima sukoncentruoti maţos molekulinės masės medţiagas, kurios yra per maţos, kad jas būtų galima pašalinti filtruojant pro membranas [1,2].
Supaprastinta liofilizacijos įrangos – liofilizatoriaus schema pateikta 4 paveiksle.
4 pav. Liofilizatoriaus schema [13]
Aparatas susideda iš kameros, kondensatoriaus ir vakuumo pompos. Kameroje vyksta dţiovinimas, nes joje yra lentynos su liofilizuojamais mėginiais. Viso proceso metu ji apsaugo produktą nuo išorinių veiksnių ir sukuria procesui reikalingas sąlygas – temperatūrą ir slėgį [9]. Vakuuminė pompa naudojama siekiant sumaţinti aplinkos dujų slėgį į indą, kuriame yra išdţiovinti norima medţiaga, o kondensatorius – panaikinti drėgmę, atsiradusią ant paviršiaus dėl kondensacijos, atšaldant iki -40 – -80 °C (-40 – -112°F) [1].
rezervuarą, skirtą dţiovinamai medţiagai. Rotaciniuose liofilizatoriuose yra cilindro formos rezervuaras, kuris sukasi viso proceso eigoje, kad būtų pasiektas vienodas/tolygus dţiovinimas visoje medţiagoje [2,3]. „Lentynų“ tipo aparatai paprastai turi stačiakampio formos rezervuarą su lentynomis, ant kurių gali būti padėta buteliukai, lėkštelės ar kitos talpyklos su farmaciniais tirpalais ar audinių ekstraktais. Daugialypis liofilizatorius daţniausiai naudojamas laboratorijose, kai tirpalai dţiovinami maţuose konteineriuose ir kai gautas produktas bus sunaudotas per trumpą laiką. Tokiu liofilizatoriumi medţiagą galima išdţiovinti iki maţesnio nei 5% drėgmės likučio. ,,Lentynų“ tipo liofilizatoriai yra didesni nei daugialypio tipo aparatai ir sudėtingesni. Tokie dţiovintuvai naudojami dţiovinti įvairioms medţiagoms, taip pat norint pagaminti maţiausiai drėgmės turinčius produktus, kuriuos bus galima saugoti labai ilgą laiką. Šio tipo aparatai leidţia medţiagas uţšaldyti bei atlikti pirminį (nesurišto vandens pašalinimas) ir antrinį (surišto vandens pašalinimas) dţiovinimus vienoje vietoje, taip pagaminant sausiausią galutinį produktą. Kuriamos naujos liofilizacijos metodikos, kurios leis liofilizuoti daugiau medţiagų, norint pagerinti jų kokybę ir gaminti produktus greičiau, tačiau atliekant maţiau procedūrų [2].
Liofilizacijos procesas gali būti pritaikomas dţiovinti vandeninę propolio ištrauką, nes dalis pagrindinių aktyvių junginių yra lakūs [20]. Taip pat šiuo būdu gaminant sausą VPI produktą, jo tinkamumo terminas tikėtina bus ilgesnis, nei dţiovinant VPI aukštoje temperatūroje, nes galutiniame produkte drėgmės kiekis turėtų būti maţas ir taip būtų sudarytos nepalankios sąlygos mikroorganizmų dauginimuisi.
1.2 Pagalbinės medţiagos naudojamos liofilizacijoje
5 pav. Dažniausiai naudojamos pagalbinės medžiagos liofilizacijoje [21]
1.2.1 Uţpildančios medţiagos (uţpildai)
Uţpildai skirti uţpildyti liofilizuojamų produktų tūrį/masę ir suteikti reikiamą porėtą, minkštą struktūrą, taip pat jie uţkerta kelią produkto suirimui, sureguliuoja toniškumą ir gerina tirpumą po dţiovinimo [21,24]. Uţpildančios medţiagos uţtikrina reikiamą porų susidarymą, kurios leidţia pasišalinti garams iš produkto dţiovinimo metu. Be porų susidarymo, galutiniame produkte liktų per daug drėgmės, o tai gali sukelti veikliosios medţiagos degradaciją jos galiojimo termino metu [21]. Jie daţniausiai naudojami gaminant maţų dozių (didelio stiprumo) vaistus, kurie patys neuţima pakankamo tūrio, kad išlaikytų reikiamą struktūrą. Uţpildai ypač svarbūs, kai galutinis kietųjų medţiagų kiekis sudaro maţiau nei 2% [9,22]. Dėl uţpildų panaudojimo galima gauti tinkamus liofilizuotus produktus [25]. Vienas daţniausiai naudojamų uţpildų yra manitolis [7,25]. Svarbiausias jo, kaip uţpildo, privalumas yra tai, kad medţiagai šąlant lėtai, jis tampa kristalinis. Kristalinė
Pagalbinės medţiagos
Uţpildai Cukrai: Manitolis; Laktozė; Sacharozė; Trehalozė; Sorbitolis; Gliukozė; Rafinozė Aminorūgštys: Argininas; Glicinas; Histidinas Polimerai: Dekstranas; Polietilenglikolis Buferinės medţiagos: Citrinų rūgštis; Natrio citratas; Kaliocitratas; Vyno rūgštis; Cinko chloridas; Natrio acetatas; Kalio acetatas; Argininas pH reguliuojančios medţiagos: Vandenilio chlorido rūgštis; Natrio hidroksidas; Megluminas Tirpumą gerinančios medţiagos Kompleksadariai: EDTA; α ciklodektrinas; HP-β-CD Paviršinio aktyvumo (PAM): Polisorbatas 80 Tirpikliai: Izopropilo alkoholis; Tretinis butilo
alkoholis; Dichlormetanas; Etanolis; Acetonas; Glicerolis Kitos pagalbinės medţiagos Toniškumą reguliujančios medţiagos: Natrio chloridas; Sacharozė; Manitolis; Dektrozė Antimikrobinės medţiagos: Fenolis; Benzilo alkoholis; m-krezolis; Metil parabenas;
manitolio struktūra suteikia atraminę struktūrą veikliajai medţiagai tirpale ir apsaugo nuo jos praradimo iš talpyklos dţiovinimo metu [7]. Sacharozė ar kiti disacharidai gali būti panaudojami baltyminiams ar liposominiam produktams liofilizuoti [1,2].
Manitolis – dar vadinamas manitu, yra heksahidrinis alkoholis, kuris yra izomeras su sorbitoliu ir panašus į manozę. Tai balti, bekvapiai, kristaliniai milteliai ar laisvai byrančios granulės. Saldumu prilygsta gliukozei, taip pat suteikia šaldantį pojūtį burnoje. Pasiţymi polimorfizmu. Pagrindinės fizikinės savybės pateiktos 1 lentelėje. Liofilizacijoje jis naudojamas kaip uţpildas, kuris sutvirtina, homogenizuoja liofilizuojamą turinį. Farmacinių preparatų gamyboje naudojamas kaip tirpiklis tablečių gamyboje, nes nepasiţymi higroskopiškumu. Todėl naudojamas kartu su drėgmei jautriomis medţiagomis [25,26].
1 lentelė. Manitolio fizikinės savybės
Savybės Cheminė formulė Molekulinė masė Lydymosi temperatūra Tirpumas vandenyje Suberiamoji masė Medţiagos forma Manitolis C6H14O6 182 164-169 °C 216g/L 0,734 g/cm3 miltelių 0,8 g/cm3 granulių Kristaliniai milteliai arba granulės
2 lentelė. Sorbitolio fizikinės savybės Savybės Cheminė formulė Molekulinė masė pH Lydymosi temperatūra Tirpumas vandenyje Suberiamoji masė Miltelių forma Sorbitolis C6H14O6 182 4.5–7.0 ( 10% m/v vandeninio tirpalo) 95°C 2350g/L 0.400 g/cm3 Kristaliniai milteliai
Gliukozė (bevandenė) – monomerinis angliavandenis, dar vadinama dekstroze. Pasiţymi saldţiu skoniu, yra bespalviai, bekvapiai kristalai, kristaliniai ar granuoliuoti milteliai. Ši medţiaga plačiai naudojama tirpalų toniškumui reguliuoti bei kaip saldiklis. Liofilizacijoje daţniausiai medţiaga panaudojama kaip uţpildas. Gliukozė taip pat naudojama drėgname granuliavime bei tiesioginiam tabletavimui kaip skiediklis ir surišanti medţiaga, pagrinde kramtomų tablečių gamyboje. Dėl savybės slopinti savybes, gliukozė naudojama tabletavimo metu norint išlaikyti medţiagų, jautrių oksidacijai, stabilumą. Pagrindinės fizikinės savybės pavaizduotos 3 lentelėje [25,26].
3 lentelė. Gliukozės fizikinės savybės
Savybės Cheminė formulė Molekulinė masė pH Lydymosi temperatūra Tirpumas vandenyje Suberiamoji masė Medţiagos forma Gliukozė C6H12O6 180,16 5,9 (10% m/v vandeninio tirpalo) 146 °C 909g/L 1,1-1,2 g/cm3 Kristaliniai milteliai
4 lentelė. Sacharozės fizikinės savybės Savybės Cheminė formulė Molekulinė masė Lydymosi temperatūra Tirpumas vandenyje Suberiamoji masė Medţiagos forma Sacharozė C12H22O11 342,30 186 °C 2111,5g/L 1.03 g/cm3 (kristalinė forma); 0.82 g/cm3 (milteliai). Kristaliniai milteliai
1.2.2 Kitos pagalbinės medţiagos
pH reguliavimas yra labai svarbus, norit išvengti vaistinės medţiagos degradavimo jos gaminimo, laikymo, tirpinimo metu, todėl siekiant to išvengti liofilizacijos metu pridedama buferinių medţiagų [9]. Buferio parinkimas priklauso nuo veikliosios medţiagos pH stabilumo jos tirpinimo ir saugojimo metu, iki to laiko, kai vaistas bus paskirtas vartoti. Tinkamos buferinės medţiagos ir jos koncentracijos parinkimas yra svarbus jautrioms molekulėms [27]. Buferinė medţiaga turi turėti aukštą degradavimo temperatūrą, nebūti laki ir turėti aukštą stiklėjimo temperatūrą [28]. Aukšta degradavimo temperatūra pagreitins pirminį dţiovinimą, o jos nelakumas apsaugos nuo pH poslinkių, kas gali lemti produkto stabilumą. Didelė stiklėjimo temperatūra uţtikrina stabilumą laikymo metu. Dėl šios prieţasties acetatinis buferis dţiovinant šalčiu nenaudojamas [29].
Tirpiklio parinkimas į produkto sudėtį, kaip ir kitų sudedamųjų medţiagų, reikalauja didelio kruopštumo. Dėl jo pertekliaus pašalinimo proceso metu, tirpiklio svarba pamirštama. Vienas daţniausiai naudojamų tirpiklių yra vanduo, tačiau galima parinkti kitokias tirpiklių sistemas. Tokios sistemos gali būti sudarytos iš organinių junginių, kurių sudėtyje gali būti ir vandens [7]. Norint pagerinti medţiagų tirpumą nekeičiant tirpiklių sistemos, naudojamos tirpumą gerinančios medţiagos, tokios kaip paviršiui aktyvios medţiagos (PAM), kompleksus sudarančios medţiagos [26].
Kompleksus sudarančios medţiagos kartais naudojamos pagerinti veikliųjų medţiagų tirpimą, ypač kai tirpiklis yra vanduo, pvz. Kagkadis ir kt. [30] norėdami pagerinti ibuprofeno liofilizuoto produkto tirpumą panaudojo hidroksipropil-β-ciklodekstriną [26,30]. Tačiau šių medţiagų pridėjimas gali sumaţinti preparato kritinę temperatūrą, todėl apsunkina sudėties vystymą [26].
Liofilizuojant amorfines medţiagas reikia, kad vykstant pirminiam dţiovinimui temperatūra būtų ţemiau sudėtinio tirpalo kolapso temperatūros. Tačiau daugelis pagalbinių medţiagų amorfinėje būklėje turi labai ţemą kolapso temperatūrą, dėl šios prieţasties ţymiai pailgėja pirminio dţiovinimo trukmė. Todėl norint to išvengti, nesumaţinant produkto kokybės, naudojami kolapso temperatūros reguliatoriai, tokie kaip dekstranas, ţelatina, fikolis ir kt. [26].
Antimikrobinės medţiagos naudojamos gaminant daugiadozius preparatus, siekiant uţkirsti kelią mikrobų dauginimuisi. Tam labai maţais kiekiais naudojama benzilo alkoholis, etil- ir metil- parabenų mišinys, taip pat fenolis ar m-krezolis. Dėl naudojamų maţų kiekių, šios medţiagos nekeičia kolapso temperatūros [26].
Toniškumą reguliuojančios medţiagos daţniausiai naudojamos gaminant parenteralinius preparatus, kad būtų išvengta audinių paţeidimo, nes ne visos veikliosios medţiagos pasiţymi izotoniškumu su kraujo plazma. Daţniausiai naudojamos medţiagos yra dekstrozė, rečiau – glicerolis ir natrio chloridas. Toniškumą keičiančios medţiagos taip pat apsunkina produkto sudėties vystymą, nes jos maţina kolapso temperatūrą [26].
Krioprotektoriai apsaugo liofilizuojamas veikliasias medţiagas šaldymo metu, lioprotektoriai – liofilizacijos proceso metu [7]. Šios pagalbinės medţiagos daţniausiai naudojamos liofilizuojant baltyminės kilmės medţiagas [21]. Cukrai, polioliai, aminorūgštys ir kt. medţiagos naudojamos kaip krioprotektoriai, o atlikti lioprotektorių funkciją pasirenkami cukrai [7,25].
Remiantis paskelbtais mokslinių tyrimų duomenimis, pagalbinės medţiagos, pvz. uţpildai, naudojamos, kai veikliųjų medţiagų kiekiai yra maţi arba veikliosios medţiagos gali būti prarandamos technologinio proceso metu, todėl galutinis produktas negali būti plačiau tyrinėjamas. Todėl atliekant vandeninės propolio ištraukos liofilizaciją pagalbinių medţiagų naudojimas yra pagrįstas, nes taip bus galima gauti didesnį produkto kiekį, kurį lengviau dozuoti bei panaudoti kitokioms vaistinėms formoms gaminti.
1.3 Milteliai, jų kokybinis vertinimas
Farmacijos srityje naudojami milteliai turi atitikti jiems keliamus kokybinius reikalavimus. Daţniausiai tiriama miltelių birumas ir kūgio kampas, suberiamoji masė, higroskopiškumas, juose esančios drėgmės kiekis [32-37]. Nuo šių savybių priklauso kokios farmacinės formos preparatus bus galima iš jų gaminti [36]. Viena iš svarbiausių miltelių fizikių savybių yra miltelių birumas. Ši savybė yra vienas pagrindinių kriterijų renkantis vaisto farmacinę formą [34].
1.4 Propolis, ekstraktai su propoliu, liofilizacija su propoliu
Propolis (bičių pikis) yra natūrali, sakinga medţiaga, surenkama bičių (Apis millifera). Jame yra nustatyta daugiau negu 300 įvairių cheminių junginių, tokių kaip fenolinės rūgštys ir jų esteriai, flavonoidai (flavonai, flavanonai, flavonoliai, chalkonai, dihidroflavonoliai), aromatiniai aldehidai ir alkoholiai, β-steroidai, terpenai, seksviterpenai, stilbeno terpenai [38-42]. Bičių pikio cheminė sudėtis priklauso nuo augalijos tipo ir klimatinių sąlygų, todėl jo pavyzdţiai, surinkti iš Europos, Azijos, Pietų Amerikos ir kitų geografinių regionų, turi skirtingą cheminę sudėtį [43]. Nustatyta, kad Lietuvoje surinktame propolyje aptinkamos fenolinės rūgštys – galo, vanilo, kavos, p-kumaro, ferulo, chlorageno, rozmarino, cinamono rūgštis ir fenolinis aldehidas – vanilinas. Taip pat paskelbta, kad p-kumaro ir ferulo rūgštys, vyraujančios šiame propolyje, gali būti naudojamos tarp pagrindinių kokybės ţymenų standartizuojant propolio ţaliavą ir jo produktus [44-45]. Medţiaga pasiţymi plačiu farmakologiniu poveikiu: antioksidaciniu, antiradikaliniu, priešbakteriniu, priešvirusiniu, priešgrybeliniu, antiparazitiniu, priešnavikiniu, priešuţdegiminiu, imunomoduliaciniu [38, 46-48].
Daţniausiai naudojamos etanolinės (EPI) ir vandeninės (VPI) propolio ištraukos [36]. Nors plačiausiai naudojamos etanolinės ištraukos, tačiau vandeninės ištraukos gali pasiţymėti didesniu antioksidaciniu poveikiu, stipriau slopinti kai kuriuos fermentus nei etanolinės propolio ištraukos [49]. Iš jų pagaminti preparatai naudojami odontologijos, medicinos ir farmacijos srityse [50-51]. Liofilizacijai naudojamos ištraukos būna tiek vandeninės, tiek etanolinės [20,50]. Atlikus propolio ištraukų liofilizaciją, daţniausiai tiriamas jo farmakologinis aktyvumas, fenolinių junginių kiekis gautuose milteliuose [20,50].
2. TYRIMO METODIKA
2.1 Tyrimo objektas
Tyrimo objektas yra liofilizacijos procesas ir gauti liofilizuoti propolio milteliai.
2.2 Tyrimo medţiagos ir įranga
2.2.1 Naudotos medţiagos
Standartizuota propolio ţaliava – UAB „Medicata Filia“, Vilnius, Lietuva D-manitolis – ThermoFisher (Kandel) GmbH, Karsruhe, Vokietija
D-sorbitolis – Carl Roth GmbH + Co., Karlsruhe, Vokietija Sacharozė – ThermoFisher (Kandel) GmbH, Karsruhe, Vokietija D(+)-gliukozė – Carl Roth GmbH + Co., Karlsruhe, Vokietija
Acetonitrilas Chromasolv®, ≥ 99,9 proc. grynumo – Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, Vokietija
Acto rūgštis ≥ 99,8 proc. - Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Steinheim, Vokietija.
2.2.2 Naudota įranga
Liofilizatorius – LyoQuest Telstar, Vokietija
Svarstyklės – Scaltec SBC 31, Scaltec Instruments GmbH, Vokietija Svarstyklės – KERN SOHN, Vokietija
Matavimo kolbos ( 10 ml, 25 ml, 100 ml, 500 ml nominalo) (DURAN GROUP; Vokietija)
Kapiliarinis skysčių chromatografas – Agilent 1260 Infinity Capillary LC – DAD, Agilent technologies Inc., Santa Clara, JAV
Magnetinė maišyklė su kaitinamuoju paviršiumi – IKAMAG C-MAG HS7, IKA-Werke GmbH & Co. KG, Vokietija
Drėgnomatis – KERN MLS_N, KERN & Sohn GmbH, Balingen, Vokietija
Spektrofotometras - Agilent 8453 UV-Vis, Agilent Technologies Inc., Santa Clara, JAV Mikrokalorimetras – mikroSC, Setaram, Prancūzija
2.3 Tyrimų metodai ir metodika
2.3.1 Vandeninių propolio ištraukų gamyba
Vandeninės propolio ištraukos gamintos iš propolio ţaliavos, naudojant išgrynintą vandenį. Ekstrakcijos sąlygos: vandens temperatūra – 70°C, maišymo greitis – 750 aps./min., ţaliavos ir ekstrahento santykis – 1:10. Ţaliava padalinta į 5 lygias dalis, kurios dedamos į pašildytą vandenį 0,5 val. intervalais, prieš tai panaudotą ţaliavą išimant. Fenolinių junginių ekstrakcija vykdoma su magnetine maišykle IKAMAG® C-MAG HS7. Pagamintos vandeninės propolio ištraukos filtruotos pro popierinį filtrą (Qualitive Filter Paper Grade 201, Frisenette Aps), kurio porų dydis yra 8-12 μm, naudojant vakuuminę filtravimo sistemą su Biuchnerio piltuvu. Gautos ištraukos skiedţiamos iki reikiamo tūrio [52].
2.3.2 Liofilizacijai skirtų tirpalų gamyba
Gaminami liofilizacijai skirti tirpalai su vandenine propolio ištrauka ir uţpildu. Gamyba: į matavimo kolbą pilama šiek tiek propolio ištraukos. Atsvertas uţpildo kiekis suberiamas į kolbą ir tirpinamas. Medţiagai ištirpus, tirpalas skiedţiamas iki ţymos ant kolbos, išmaišoma. Tirpalo su uţpildo santykis – 1:10. Tirpalų sudėtis pavaizduota 5 lentelėje.
5 lentelė. Liofilizacijai naudojami tirpalai Tirpalo
sudedamosios dalys
Tirpalas Nr. 1 Tirpalas Nr. 2 Tirpalas Nr. 3 Tirpalas Nr.4
Gliukozė 10% - - -
Manitolis - 10% - -
Sacharozė - - 10% -
Sorbitolis - - - 10%
Pagaminti tirpalai yra praskiedţiami iki reikiamo tūrio su vandenine propolio ištrauka.
2.3.3 Liofilizuotų miltelių gamyba
Liofilizacijai skirti tirpalai šaldomi -80 °C temperatūroje 24 val. Uţšaldytų tirpalų su uţpildais liofilizacija yra atliekama su liofilizatoriumi LyoQuest Telstar. Aparato kondensatorius yra įjungiamas ~ 30 min prieš pradedant vykdyti liofilizaciją, kad pasiektų reikiamą, apie -53 °C, temperatūrą. Lėkštelės su uţšaldytais liofilizacijai skirtais tirpalais yra įdedamos į aparatą, nustatoma speciali programa ir aparatas įjungiamas. Baigus procesą, lėkštelės su jose esančiais milteliais išimamos iš aparato. Liofilizacijos procesas pavaizduotas 6 lentelėje.
6 lentelė. Liofilizacijos procedūra
Liofilizacijos proceso pavadinimas Proceso trukmė (val.) ir sąlygos
Kondensatoriaus paruošimas 1 val., -50 °C
Pirminis dţiovinimas 10,5-12,5 val, 0,05 mbar
Antrinis dţiovinimas 10 val; 40°C, 0,1 mbar
2.3.4 Liofilizuotų miltelių kokybės tyrimas
2.3.4.1 Drėgmės kiekio milteliuose nustatymas
Drėgmės kiekis, esantis liofilizuotuose vandeninės propolio ištraukos milteliuose,
nustatinėjamas naudojant drėgnomatį KERN MLS N. Ant aliuminio folijos atsveriama atitinkamas kiekis liofilizuotų miltelių ir jie dedami į aparatą. Drėgnomatis miltelius kaitina 80 °C temperatūroje tol, kol jų masė nebekinta. Jo ekrane parodomas nustatytas drėgmės kiekis.
2.3.4.2 Drėgmės sugėrimo (miltelių higroskopiškumo vertinimas) nustatymas [53]
𝐻𝐺(%) =
𝛥𝑚 /(𝑀+𝑀𝑖)1+𝛥𝑚 /𝑀;
kur HG(%) – miltelių higroskopiškumas, Δm – miltelių masės pokytis;
M – pradinė miltelių masė; Mi – miltelių drėgmės kiekis (%).
2.3.4.3 Miltelių birumo ir kūgio kampo nustatymas (farmakopėjinis tyrimas)
Birumo testu nustatoma mitelių savybė vertikaliai byrėti iš piltuvėlio. Pasveriamas tikslus kiekis miltelių (0,01 g tikslumu) ir atsargiai, miltelių nepurtant, suberiama į prietaiso piltuvėlį. Vienu metu įjungiamas chronometras ir prietaisas. Po 20 s purtymo atidaroma piltuvėlio apačioje esanti anga ir stebima, per kiek laiko mėginys išbyra iš piltuvėlio. Miltelių birumas apskaičiuojamas pagal formulę [37]:
𝐵 =
𝑡−20𝑚,
čia B – birumas (g/s), m – pasvertų miltelių masė (g), t – visas bandymo laikas (s), 20 – putymo laikas (s).
Birumas turi būti ne maţesnis kaip 4-5 g/s.
Naudojant tą patį prietaisą nustatomas laisvai išbyrėjusių miltelių kūgio kampas, t.y. kampas tarp išbyrėjusių miltelių kūgio ir horizontalaus paviršiaus. Miltelių birumas geras, jei išbyrėjusių miltelių kūgio kampas yra 25 - 30°. Jei kampas yra 60 - 70° - milteliai pasiţymi nepakankamu birumu [37].
2.3.4.4 Miltelių suberiamojo tankio nustatymas (farmakopėjinis tyrimas)
𝜌
𝑁𝑚𝑎𝑥=
𝑚∗10𝑉 −3,
kai m – kg; V – m3.𝜌
𝑁𝑚𝑎𝑥=
𝑚 𝑉, kai m – g; V – cm 3 . 2.3.4.5 Mikrokalorimetrinis nustatymasMikrokalorimetrijos būdu nustatinėjama medţiagos lydymosi ir kristalizacijos temperatūros. Jos nustatomos išmatuojant endoterminę ir egzoterminę temperatūrų entalpijas. Tyrimo sąlygos pateiktos 7 lentelėje.
7 lentelė. Mikrokalorimetrijos sąlygos
Temperatūra Temperatūros kėlimo greitis
20-120°C 1,2 K/min
120-180°C 0,5 K/min
180-20°C 1,2 K/min
Mikrokalorimetrijai naudota aparatūra – mikrokalorimetras. Į 2 plienines celes atsvertas tikslus (0,0001g) tiriamų medţiagų kiekis, celės dedamos į aparatą ir pradedamas procesas. Šiuo metodu nustatyta manitolio ir liofilizuotų propolio miltelių su manitoliu lydymosi ir kristalizavimosi temperatūros.
2.3.5 Propolio mėginių analizė efektyviąją skysčių chromatografija
8 lentelė. ESC eliuentų sudėtis
Mobili fazė Tirpiklis
Eliuentas A 0,5 proc. acto rūgšties vandeninis tirpalas
Eliuentas B Acetonitrilas
9 lentelė. ESC sąlygos
Injekcijos tūris 0,2 μl
Tėkmės greitis 20 μl/min
Kolonėlės temperatūra 25° C
Detekcija 290 nm
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS
3.1 Vandeninės propolio ištraukos gamyba ir kiekybinis sudėties
įvertinimas
Vandeninė propolio ištrauka gaminta iš Lietuvoje surinktos propolio ţaliavos keliais etapais, kurių metu naudotas ţaliavos ir ekstrahento santykis 1:10. Pagaminus ištrauką ir įvertinus jos kokybinę sudėtį, joje nustatyti šie junginiai: fenolinės rūgštys – vanilo, kavos, p-kumaro, ferulo ir fenolinis aldehidas vanilinas. Fenolinių rūgščių ir fenolinio aldehido koncentracijos vandeninėje propolio ištraukoje (1:10*), gamintoje pagal aprašytą metodą, ir M. Žiliaus ir kt. [43] gamintose vandeninėje ir etanolinėje ištraukose, santykiu 1:10, pateiktos 10 lentelėje.
10 lentelė. Fenolinių junginių koncentracijos vandeninėse ir etanolinėje propolio ištraukose, kai žaliavos–ekstrahento santykis 1:10
Ištraukos Fenolinių junginių koncentracija μg/ml
Vanilo rūgštis Kavos rūgštis Vanilinas p-Kumaro rūgštis Ferulo rūgštis Vandeninė propolio ištrauka 1:10* 107,25±8,64 16,66±4,07 160,22±18,58 214,85±2,98 116,44±14,31 Vandeninė propolio ištrauka 1:10 163,0±3,7 59,0±0,3 241,4±0,9 553,0±2,6 334,8±0,6 Etanolinė propolio ištrauka 1:10(70%) 303,0±11,3 74,0±2,8 539,0±17,0 1242,5±10,6 867,0±19,8
Vandeninėje propolio ištraukoje, gamintoje santykiu 1:10, didţiausia koncentracija buvo p- kumaro rūgšties – ji sudarė 34,91±0,48 proc. visų nustatytų fenolinių junginių. Taip pat ištraukoje nustatyta 26,03±3,02 proc. vanilino ir 18,92±2,32 proc. ferulo rūgšties. Vandeninėje propolio ištraukoje vanilo ir kavos rūgščių nustatyta atitinkamai 17,43±1,4 proc. ir 2,7±0,66 proc. Pagamintą vandeninę propolio ištrauką lyginant su ištrauka, gaminta santykiu 1:10, tačiau kitokiu metodu, nustatyta, kad ištraukoje 1:10* visų fenolinių rūgščių ir aldehidų suminis kiekis nuo 1,5 iki 3,5 karto yra maţesnis nei ištraukoje 1:10. Lyginant fenolinių junginių kiekius, esančius pagamintoje vandeninėje propolio ištraukoje su etanolinėje propolio ištraukoje esančiais [43], nustatyta, kad etanolinėje ištraukoje šių junginių yra 2,82–7,45 kartų daugiau. Vandeninėje propolio ištraukoje yra santykinai daugiau hidrofilinių junginių (vanilo rūgšties,vanilino), o etanolinėje – lipofilinių junginių (p-kumaro ir ferulo rūgščių).
Remiantis paskelbtais mokslinių tyrimų rezultatais galima pagrįstai teigti, kad naudojant ekstrahentą etanolį, o ţaliavos – ekstrahento santykį 1:10, išekstrahuojama daugiau fenolinių junginių [21]. Be to nustatyta, kad ekstrakcijos metu panaudotos ţaliavos keitimas švieţia išekstrahuotų fenolinių junginių kiekiui teigiamos įtakos neturi. Taip pat gauti duomenys patvirtina, kad iš Lietuvoje surinkto propolio ţaliavos daugiausia išekstrahuojama p-kumaro ir ferulo fenolinių rūgščių bei fenolinio aldehido vanilino [38, 44, 45].
Pagamintos vandeninės propolio ištraukos, ją praskiedus 25 kartus, spektras nustatytas UV spektrofotometrijos metodu. Gautas spektras pavaizduotas paveiksle.
6 pav. Vandeninės propolio ištraukos UV spektras
Paveiksle matyti, kad vandeninės propolio ištraukos UV spektras turi du maksimumus ir vieną minimumą. Pirmoji spektro maksimumo reikšmė kai UV šviesos bangos ilgis λ yra 223 nm, antrasis – kai λ=284 nm. Spektro minimumas, kai λ= 251 nm.
3.2 Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija
3.2.1 Vandeninės propolio ištraukos liofilizacijos procesas
11 lentelė. VPI liofilizacijos sąlygos
Liofilizacijos proceso pavadinimas Proceso trukmė (val.) ir sąlygos
Kondensatoriaus paruošimas 1 val., -50 °C
Pirminis dţiovinimas 12,5 val., 0,5 mbar
Antrinis dţiovinimas 10 val., 40 °C, 0,1 mbar
Dţiovinimo procesą paaiškina grafikas, pateiktas 7 paveiksle, kuris parodo, kaip keitėsi proceso sąlygos liofilizacijos metu ir produkto temperatūros pokyčiai.
7 pav. VPI liofilizacijos grafikas
Pirminio dţiovinimo etapo pradţioje produkto temperatūra siekė 18°C, tada temperatūra tolygiai maţėjo iki 4°C, tai truko 9 val. Likusias 3,5 val. produkto temperatūra kilo labai lėtai ir pasiekė 8°C. Lentynėlių temperatūra dţiovinimo pradţioje siekė 30°C, proceso eigoje nukrito iki -20°C. Praėjus 9,5 val. nuo liofilizacijos pradţios lentynėlių temperatūra pradėjo kilti ir pasiekė 15°C. Produkto ir lentynėlių temperatūrų kreivės susikirto nuo liofilizacijos proceso pradţios praėjus 10,5 val. esant 5°C. Po 12,5h baigėsi pirminis dţiovinimas. Pirminio dţiovinimo metu buvo palaikomas 0,5 mbar slėgis. Toks jis laikėsi 10 val., o po to padėjo tolygiai maţėti iki 0,4 mbar. Antrinio dţiovinimo metu produkto ir lentynėlių temperatūros kilo tolygiai, atitinkamai nuo 8°C iki 30°C ir nuo 15°C iki 40°C. Kameros slėgis viso etapo metu tolygiai maţėjo nuo 0,4 iki 0,01 mbar. Iš šių duomenų galima spręsti, kad vandeninės propolio ištraukos tirpalo liofilizacijos procesas vyko netinkamai, kadangi lentynėlių ir produkto temperatūrų kreivių susikirtimas įvyko nepasibaigus pirminiam dţiovinimui.
Pirminis dţiovinimas Antrinis dţiovinimas Vakuumas
Kondensatorius
Lentynėlės
8 pav. Liofilizuoti VPI milteliai
Atlikus vandeninės propolio ištraukos tirpalo liofilizaciją, buvo gauti geltonos spalvos milteliai, kurie ant liofilizacijos plokštelės sudarė plėvelę (8 paveikslas). Tam įtakos galėjo turėti nedidelis fenolinių junginių kiekis, kurie sudarė maţiau nei 2% medţiagų, esančių liofilizuojamame tirpale, ir pačių fenolinių junginių savybės [12].
3.2.2 Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas manitolis
Vandeninės propolio ištraukos ir manitolio paruoštas tirpalas buvo išpilstytas į liofilizacijai skirtas lėkšteles ir uţšaldomas laikant 24 val. -80 °C temperatūroje. Uţšaldytas tirpalas patalpintas į liofilizatorių ir pradėtas liofilizacijos procesas, prieš tai eksperimentiniu keliu atrinkus tinkamiausias liofilizacijos sąlygas, kurios pateikiamos 12 lentelėje. Kondensatorius buvo įjungiamas 1 val. prieš pradedant dţiovinimą.
12 lentelė. VPI ir manitolio liofilizacijos sąlygos
Liofilizacijos proceso pavadinimas Proceso trukmė (val.) ir sąlygos
Kondensatoriaus paruošimas 1 val., -50 °C
Pirminis dţiovinimas 12,5 val., 0,5 mbar
Antrinis dţiovinimas 10 val., 40 °C, 0,1 mbar
9 pav. VPI ir manitolio liofilizacijos grafikas
Pirminio dţiovinimo etapo pradţioje produkto temperatūra siekė 17°C, tada buvo tolygus temperatūros kritimas ir nusistovėjimas iki 5°C, kuris truko 10 val. Likusias 2,5 val. produkto temperatūra kilo labai lėtai ir pasiekė 7°C. Lentynėlių temperatūra dţiovinimo pradţioje siekė 21°C, proceso eigoje nukrito iki -12°C. Praėjus 9,5 val. nuo liofilizacijos pradţios lentynėlių temperatūra pradėjo kilti ir pasiekė 7°C. Po 12,5 val. baigėsi pirminis dţiovinimas – tai galima matyti iš produkto ir lentynėlių temperatūrų kreivių susikirtimo taško. Pirminio dţiovinimo metu buvo palaikomas 0,5 mbar slėgis. Toks jis laikėsi 10 val., o po to padėjo tolygiai maţėti iki 0,4 mbar. Antrinio dţiovinimo metu produkto ir lentynėlių temperatūros kilo tolygiai, atitinkamai nuo 7°C iki 30°C ir nuo 7°C iki 40°C. Kameros slėgis viso etapo metu tolygiai maţėjo nuo 0,4 iki 0,01 mbar. Iš šių duomenų galima spręsti, kad vandeninės propolio ištraukos tirpalo su manitoliu liofilizacijos procesas atitiko šaldymui šalčiu keliamus reikalavimus.
10 pav. Liofilizuoti VPI ir manitolio milteliai
Pirminis dţiovinimas Antrinis dţiovinimas Vakuumas
Kondensatorius
Lentynėlės
Atlikus vandeninės propolio ištraukos tirpalo su manitoliu liofilizaciją, buvo gauti baltos spalvos, gelsvą atspalvį turintys milteliai, kurie liofilizacijos lėkštelėje sudarė reikiamą porėtą ir minkštą struktūrą. Gautų miltelių vaizdas pateikiamas 10 paveiksle.
3.2.3 Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas sorbitolis
Sorbitolio ir vandeninės propolio ištraukos paruoštas tirpalas, kurio santykis 1:10, buvo išpilstytas į liofilizacijai skirtas lėkšteles ir uţšaldomas laikant 24 val. -80 °C temperatūroje. Uţšaldytas tirpalas patalpintas į liofilizatorių ir pradėtas liofilizacijos procesas, prieš tai eksperimentiniu keliu atrinkus tinkamiausias liofilizacijos sąlygas, kurios pateikiamos 13 lentelėje. Kondensatorius buvo įjungiamas 1 val. prieš pradedant dţiovinimą.
13 lentelė. VPI ir sorbitolio liofilizacijos sąlygos
Liofilizacijos proceso pavadinimas Proceso trukmė (val.) ir sąlygos
Kondensatoriaus paruošimas 1 val., -50 °C
Pirminis dţiovinimas 10,5 val., 0,5 mbar
Antrinis dţiovinimas 10 val., 40 °C, 0,1 mbar
Išdţiovinus VPI ir sorbitolio tirpalą, gautas grafikas, kuris parodo, kaip keitėsi proceso sąlygos bei produkto temperatūra liofilizacijos metu. Vandeninės propolio ištraukos ir sorbitolio liofilizacijos grafikas pateiktas 11 paveiksle.
11 pav. VPI ir sorbitolio liofilizacijos grafikas
Vakuumas
Kondensatorius
Lentynėlės
Produktas
Prasidėjus liofilizacijai, t.y. pirminio dţiovinimo pradţioje, produkto temperatūra siekė 18°C, tada buvo tolygus temperatūros kritimas ir nusistovėjimas iki 5°C, kuris truko 8,5 val. Likusias 2 val. produkto temperatūra kilo labai lėtai ir pasiekė 8°C. Lentynėlių temperatūra dţiovinimo pradţioje siekė 20°C, proceso metu nukrito iki -20°C ir tokia išsilaikė 4 val. Praėjus 7 val. nuo liofilizacijos pradţios lentynėlių temperatūra pradėjo kilti ir pasiekė 8°C. Nuo pirminio dţiovinimo praėjus 10,5 val. lentynėlių ir produkto temperatūros susivienodino – pirmojo etapo pabaiga. Pirminio dţiovinimo metu buvo palaikomas 0,5 mbar slėgis. Proceso pradţioje slėgis buvo 10000 mbar, tačiau labai greitai sumaţėjo iki 0,5 mbar ir 2 val. nekito. Slėgis kameroje tolygiai maţėjo viso likusio liofilizacijos proceso metu. Pasibaigus antrinio dţiovinimo etapui slėgis kameroje buvo 0,1 mbar. Antrinio dţiovinimo metu temperatūrų kilimas vyko tolygiai: produkto temperatūra kilo nuo 8°C iki 30°C, lentynėlių – nuo 8°C iki 40°C. Iš šių duomenų galima spręsti, kad sorbitolio ir vandeninė propolio ištraukos liofilizacijos procesas vyko sklandţiai.
12 pav. VPI ir sorbitolio liofilizuoti milteliai
3.2.4 Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas gliukozė
Vandeninės propolio ištraukos su gliukoze paruoštas tirpalas, kurio santykis 1:10, buvo išpilstytas po 40 ml į liofilizacijos lėkšteles ir uţšaldomas laikant 24 val. -80 °C temperatūroje. Uţšaldytas tirpalas patalpintas į liofilizatorių ir pradėtas liofilizacijos procesas, prieš tai eksperimentiniu keliu atrinkus tinkamiausias liofilizacijos sąlygas, kurios pateikiamos 14 lentelėje. Kondensatorius buvo įjungiamas 1 val. prieš pradedant dţiovinimą.
14 lentelė. VPI ir gliukozės liofilizacijos sąlygos
Liofilizacijos proceso pavadinimas Proceso trukmė (val.) ir sąlygos
Kondensatoriaus paruošimas 1 val., -50 °C
Pirminis dţiovinimas 11,5 val., 0,5 mbar
Antrinis dţiovinimas 10 val., 40 °C, 0,1 mbar
Dţiovinimo procesą paaiškina grafikas, pateiktas 13 paveiksle, kuris parodo, kaip keitėsi proceso sąlygos liofilizacijos metu ir produkto temperatūros pokyčiai.
13 pav. VPI ir gliukozės liofilizacijos grafikas
Liofilizacijos pradţioje, produkto temperatūra siekė 20°C, tada buvo tolygus temperatūros kritimas ir nusistovėjimas iki 5°C, kuris truko 10,5 val. Po to produkto temperatūra tolygiai, bet labai lėtai kilo. Lentynėlių temperatūra dţiovinimo pradţioje siekė 21°C, proceso metu nukrito iki -19°C ir tokia išsilaikė 2 val. Praėjus 7 val. nuo liofilizacijos pradţios lentynėlių temperatūra pradėjo kilti ir praėjus 12 val. lentynėlių temperatūra pasiekė produkto temperatūrą. Lentynėlių ir produkto temperatūra susilygino esant 8°C. Pirminio dţiovinimo metu buvo palaikomas 0,5 mbar slėgis.
Vakuumas
Kondensatorius
Lentynėlės
Produktas
Proceso pradţioje buvęs atmosferinis slėgis labai greitai sumaţėjo iki 0,5 mbar ir iki pirminio dţiovinimo pabaigos svyravo ties šia riba. Prasidėjus antrajam liofilizacijos etapui, slėgis pradėjo tolygiai kristi, o proceso pabaigoje buvo 0,1 mbar. Antrinio dţiovinimo metu temperatūrų kilimas vyko tolygiai: produkto temperatūra kilo nuo 7°C iki 30°C, lentynėlių – nuo 4°C iki 40°C. Remiantis šiais duomenimis galima teigti, kad pirminis dţiovinimas pasibaigė anksčiau, nei susikirto produkto ir lentynėlių temperatūrų kreivės. Dėl šios prieţasties iš produkto nepasišalino visas uţšaldytas vanduo ir galutinis produktas nebuvo visiškai išdţiovintas.
14 pav. Gliukozės ir VPI liofilizuoti milteliai
Baigus vandeninės propolio ištraukos tirpalo su gliukoze liofilizacijos procesą, buvo gauti balti milteliai, kurie liofilizacijos lėkštelėje nesudarė reikiamos purios produkto struktūros. Taip pat milteliai nebuvo pilnai išdţiūvę. Dėl šios prieţasties gliukozė nėra tinkama propolio produktams liofilizuoti. Gautų miltelių vaizdas pateikiamas 14 paveiksle.
3.2.5 Vandeninės propolio ištraukos liofilizacija, kai uţpildas sacharozė
ir pradėtas liofilizacijos procesas, prieš tai eksperimentiniu keliu atrinkus tinkamiausias liofilizacijos sąlygas, kurios pateikiamos 15 lentelėje. Kondensatorius buvo įjungiamas 1 val. prieš pradedant dţiovinimą.
15 lentelė. Sacharozės ir VPI liofilizacijos sąlygos
Liofilizacijos proceso pavadinimas Proceso trukmė (val.) ir sąlygos
Kondensatoriaus paruošimas 1 val., -50 °C
Pirminis dţiovinimas 12,5 val., 0,5 mbar
Antrinis dţiovinimas 10 val., 40 °C, 0,1 mbar
Pasibaigus sacharozės ir VPI liofilizacijai, gautas grafikas, kuris parodo, kaip keitėsi proceso sąlygos bei produkto temperatūra liofilizacijos metu. Liofilizacijos, dţiovinant VPI su sacharoze, grafikas pateiktas 15 paveiksle.
15 pav. VPI ir sacharozės liofilizacijos grafikas.
Prasidėjus liofilizacijai, t.y. pirminio dţiovinimo pradţioje, produkto temperatūra siekė 19°C, tada buvo tolygus temperatūros kritimas ir nusistovėjimas iki 5°C, kuris truko 8 val. Po to 2 val. produkto temperatūra kilo labai lėtai ir pasiekė 8°C. Lentynėlių temperatūra dţiovinimo pradţioje siekė 20°C, proceso metu nukrito iki -11°C ir tokia išliko 4 val. Praėjus 9,5 val. nuo liofilizacijos pradţios lentynėlių temperatūra pradėjo kilti ir pasiekė 8°C. Pirminis dţiovinimas baigėsi po 13 val., esant 8°C temperatūrai. Pirminio dţiovinimo metu buvo palaikomas 0,5 mbar slėgis. Proceso pradţioje buvęs atmosferinis slėgis labai greitai sumaţėjo iki 0,5 mbar ir 9,5 val. nekito. Slėgis kameroje tolygiai maţėjo viso likusio liofilizacijos proceso metu. Pasibaigus antrinio dţiovinimo etapui slėgis kameroje buvo 0,1 mbar. Antrinio dţiovinimo metu temperatūrų kilimas vyko tolygiai: produkto
Vakuumas
Kondensatorius
Lentynėlės
Produktas
temperatūra kilo nuo 8°C iki 30°C, lentynėlių – nuo 8°C iki 40°C. Taigi, iš šių duomenų galime daryti išvadą, kad gautas produktas nebus pakankamai išdţiovintas, nes antrinis dţiovinimas prasidėjo nesusivienodinus produkto ir lentynėlių temperatūroms.
16 pav. Liofilizuoti VPI ir sacharozės milteliai
Baigus VPI tirpalo su sacharoze dţiovinimą, buvo gauti gelsvi, blizgūs milteliai, kurie liofilizacijos lėkštelėje nesudarė reikiamos purios, minkštos struktūros, tačiau pastebėta, jog miltelių sudaryta struktūra yra pakankamai porėta. Taip pat milteliai nebuvo pilnai išdţiūvę. Dėl šios prieţasties sacharozė nėra tinkama propolio produktams liofilizuoti. Gautų miltelių vaizdas pateikiamas 16 paveiksle.
3.3 Liofilizuotų propolio ištraukos miltelių kokybinis ir sudėties kiekybinis
vertinimas
3.3.1 Liofilizuotų propolio ištraukos miltelių sudėties kiekybinis vertinimas
Liofilizuoti VPI milteliai su skirtingais uţpildais, t.y. su manitoliu, sorbitoliu, gliukoze bei sacharoze, buvo tirti efektyviąja skysčių chromatografija, norint nustatyti fenolinių junginių kiekį juose. Gauti rezultatai pateikti 16 lentelėje.
16 lentelė. Liofilizuotų propolio miltelių sudėties palyginimas Liofilizuoti
propolio milteliai
Fenolinių junginių kiekis μg/g Vanilo rūgštis Kavos rūgštis Vanilinas p-Kumaro
rūgštis Ferulo rūgštis Su manitoliu 7618,67±1528,07 1650,67±134,00 8764,00±3511,64 24532,00±575,10 13333,33±271 Su sorbitoliu 8989,33±1140,11 2016,00±224,82 14266,67±635,49 28582,67±560,00 16632,00±708,45 Su gliukoze 6286,00±244,98 1190,53±143,23 10351,33±912,70 13685,87±664,28 6954,67±322,05 Su sacharoze 7789,33±152,28 1404,80±91,87 13033,07±216,32 15854,00±323,15 8668,80±412,12
Liofizuotuose propolio milteliuose su sorbitoliu buvo nustatytas didţiausias bendras fenolinių junginių kiekis. Šiuose milteliuose nustatyta 12,75±1,62 proc. vanilo rūgšties, 2,8±0,32 proc. kavos rūgšties, 20,24±0,9 proc. vanilino, 40,55±0,79 proc. p-kumaro rūgšties bei 23,6±1,01 proc. ferulo rūgšties. Liofilizuotuose milteliuose su gliukoze nustatyti maţiausi kiekiai vanilo rūgšties bei ferulo rūgšties, atitinkamai 6286,00±244,98 μg/g ir 6954,67±322,05 μg/g. Fenolinio aldehido vanilino maţiausia koncentracija nustatyta milteliuose su manitoliu – 8764,00±3511,64.
3.3.2 Liofilizuotų propolio ištraukos miltelių kokybinis vertinimas
Po liofilizacijos gautus miltelius susmulkinus grūstuvėje, buvo atlikti kokybiniai miltelių tyrimai: miltelių tankio, drėgmės kiekio milteliuose, miltelių higroskopiškumo, suberiamojo tankio, birumo ir kūgio kampo nustatymai.
todėl, nes atliekant eksperimentą buvo nustatyta, kad matuojant drėgmę aukštesnėje temperatūroje, remiantis literatūros šaltiniais – 105 °C [37], milteliai pradeda lydytis. Gauti bandymo rezultatai pateikti 19 lentelėje ir grafiškai pateikti 17 paveiksle.
Miltelių higroskopiškumas (HG%) nustatinėjamas juos laikant klimatinėje spintoje su specialiomis sąlygomis. Klimatinėje spintoje palaikoma temperatūra yra 25°C, drėgmė – 60%. Milteliai, po 1 g plastikiniuose, marle uţdengtuose, indeliuose, joje laikomi 4 savaites, kiekvieną savaitę juos pasveriant. Higoskopiškumas apskaičiuojamas pagal formulę. Gauti rezultatai pateikti 17 lentelėje.
17 lentelė. Liofilizuotų miltelių su skirtingais užpildais drėgmės kiekio ir higroskopiškumo vertinimo rezultatai.
Liofilizuoti propolio milteliai Miltelių kokybiniai tyrimai
Drėgmės kiekis (%) Higrosopiškumas (%)
Su manitoliu 0,85±0,08 0,0060±,0012
Su sorbitoliu 2,15±0,47 0,0124±0,0053
Su gliukoze 5,33±0,54 0,0075±0,0005
Su sacharoze 3,79±0,34 0,0581±,0029
Atlikus miltelių drėgmės tyrimą, nustatyta, kad maţiausias drėgmės kiekis po liofilizacijos buvo milteliuose su manitoliu – 0,85±0,08 proc. Milteliuose su sorbitoliu drėgmės buvo 2,5 karto daugiau nei milteliuose su manitoliu (2,15±0,47 proc.). Daugiausiai drėgmės po dţiovinimo proceso buvo likę milteliuose su gliukoze – 5,33±0,54 proc., o tai yra 6,3 karto daugiu nei manitolio milteliuose.
Atlikus miltelių higroskopiškumo tyrimą nustatyta, kad visi liofilizuoti milteliai pasiţymi maţu higroskopiškumu. Visų miltelių procentinė higroskopiškumo vertė nesiekė 1%. Mokslinių darbų, kuriuose būtų tirtas liofilizuotų mitelių su propoliu drėgmės kiekis nerasta.
Remiantis gautais tyrimų duomenimis galima teigti, kad kokybiškiausi milteliai yra liofilizuoti milteliai su manitoliu, nes jie pasiţymėjo maţiausiu drėgmės kiekiu bei maţiausiu higroskopiškumu.
miltelių. Grynos medţiagos manitolis ir sorbitolis pasirinktos kaip kontrolė. Tyrimų rezultatai pateikti 18 lentelėje.
18 lentelė. Užpildų ir liofilizuotų miltelių technologinių savybių vertinimo rezultatai
Birumas Suberiamasis tankis
Laikas (s) Kampas (°) Bc (g/s) Vpr(g/cm3) Vpo(g/cm3) ρNmax (g/cm3) Manitolis 24,13±0,18 31,0±1,41 4,86±0,21 45,5±0,71 37,5±0,71 0,80±0,01 Sorbitolis 21,98±0,07 26,5±2,12 12,50±0,77 45,75±1,06 42,80±0,99 0,70±0,01 LPMM 117,00±57,98 35,0±7,07 0,35±0,29 161,00±1,41 122,50±3,54 0,25±0,01 LPMSo 27,91±0,62 36,0±1,41 3,81±0,30 76,0±1,41 56,25±1,77 0,54±0,02
Birumas buvo vertinamas pagal laisvai tekančių miltelių ištekėjimo iš piltuvėlio greitį. Sorbitolis pasiţymėjo geriausiu birumu – birumo greitis buvo 12,5±0,77 g/s. Manitolio miltelių tekėjimo greitis buvo 2,57 karto maţesnis nei sorbitolio – 4,86±0,21. Šie rezultatai atitinka Europos farmakopėjoje keliamus reikalavimus milteliams – birumas turi būti 4-5 g/s. Liofilizuoti milteliai su manitoliu pasiţymėjo prastu birumu, miltelių birumas siekė 0,35±0,29 (g/s). Liofilizuotų miltelių su sorbitoliu birumas buvo 10,9 kartus geresnis (3,81±0,30 (g/s)), tačiau birumo normos neatitiko. Išmatavus visų miltelių kūgio kampus nustatyta, kad visi milteliai atitinka gero birumo miltelių reikalavimus, nes visų kūgio kampo didumas buvo nuo 26,5±2,12° iki 36,0±1,41°. Miltelių birumas laikomas geru, kai kūgio kampas yra 25-30° [37].
Ištyrus visų miltelių suberiamąjį tankį, nustatyta, kad liofilizuotų miltelių su manitoliu suberiamasis tankis yra lygus 0,25±0,01 g/cm3, o miltelių su sorbitoliu šis rodiklis buvo didesnis – 0,54±0,02 g/cm3. Ištyrus manitolio ir sorbitolio miltelius, gauti rezultatai buvo geresni, nei liofilizuotų miltelių su šiomis medţiagomis, atitinkamai 0,80±0,01 ir 0,70±0,01 g/cm3. Miltelių suberiamasis tankis laikomas geru, jei jo reikšmė yra daugiau nei 0,3 g/cm3. Taigi, galima daryti išvadą, kad visi milteliai, išskyrus liofilizuotus manitolio miltelius, pasiţymi geru suberiamuoju tankiu.
18 pav. Manitolio ir liofilizuotų propolio miltelių su manitoliu ir VPI mikrokalorimetrinis grafikas
Mikrokalorimetrinio tyrimo rezultatai sutapo su literatūroje pateiktais duomenimis [25,26] – manitolis išsilydė esant 164,24 °C temperatūrai, o ištyrus liofilizuotus miltelius su propoliu, nustatyta, jog liofilizacija bei propolio pridėjimas neturėjo didelės įtakos manitolio lydymosi temperatūros pokyčiams – gauta miltelių lydymosi temperatūra 163,66 °C. Vertinant miltelių kristalizacijos temperatūras, pastebėtas rezultatų skirtumas – grynas manitolis kristalizuojasi esant 113,3 °C temperatūrai, o liofilizuoti milteliai su propoliu kristalizuojasi greičiau – nustatyta 119,3 °C miltelių kristalizacijos temperatūra. Šį rezultatą sunku interpretuoti, kadangi prieţastys gali būti dvejopos – ar kristalai susidaro greičiau dėl liofilizacijos proceso įtakos, ar dėl daugialypės medţiagos – propolio – pridėjimo.
3.4 Liofilizacijos proceso etapų charakteristikų vertinimas
19 lentelė. Pirminio džiovinimo trukmės įtaka liofilizuotų VPI su manitoliu miltelių drėgmės kiekiui
Pirminio dţiovinimo
trukmė
Liofilizuotų miltelių su VPI ir manitoliu drėgmės kiekis
11 val. 1,5±0,1%
12 val. 0,95±0,3%
12,5 val. 0,85±0,08%
Atlikus bandymą buvo nustatytą, kad nustačius pirminio dţiovinimo trukmę 11 val., gautuose liofilizuotuose milteliuose su VPI ir manitoliu drėgmės kiekis buvo 1,5±0,1%. Padidinus etapo trukmę 1 val., t.y. iki 12 val., miltelių drėgmės kiekis sumaţėjo iki 0,95±0,3%, o nustačius pirminio dţiovinimo trukmę 12,5 val. buvo gauta, kad liofilizuoto produkto drėgmės kiekis siekė 0,85±0,08%. Remiantis šiais duomenimis galima teigti, jog tinkamiausias pirminio dţiovinimo etapo laikas liofilizuoti VPI su manitoliu yra 12,5 val., nes gautų miltelių drėgmės kiekis buvo maţiausias.
4. IŠVADOS
1. Išanalizavus tyrimų rezultatus apie liofilizacijos procesą, jo sąlygas, etapus bei liofilizavimui tinkamų medţiagų kriterijus, dţiovinimui šalčiu buvo pasirinkta vandeninės propolio ištraukos technologija. Pagamintos ištraukos tinkamumas gaminti liofilizuotą produktą buvo patvirtintas įvertinus kokybinę ir kiekybinę fenolinių junginių sudėtį.
2. Atlikus vandeninės propolio ištraukos liofilizaciją buvo gautas liofilizuotas produktas, kuris nepasiţymėjo liofilizuotų miltelių kriterijais. Po liofilizacijos gautas plonas veikliųjų medţiagų sluoksnis, kuris nesudarė reikiamos amorfinės, porėtos struktūros. Veikliųjų medţiagų kiekis sudarė maţiau nei 2% liofilizuoto tirpalo, todėl VPI ištrauka be pagalbinių medţiagų nėra tinkama liofilizavimui.
3. Įvertinta pagalbinių medţiagų įtaka liofilizuoto produkto savybėms (struktūrai, drėgmės kiekiui, higroskopiškumui, suberiamajam tankiui) ir pagrįstas manitolio pasirinkimas, kaip pagrindinės pagalbinės medţiagos, atliekančios uţpildo funkciją.
5. PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS
1. Siekiant geresnių liofilizacijos rezultatų rekomenduojama liofilizacijos procesą atlikti su aparatūra, turinčia šaldymo funkciją, kad uţšaldymo ir pirminio dţiovinimo etapai vyktų nuosekliai.
2. Norint sutrumpinti proceso trukmę bei pagerinti dţiovinimą, siūloma antrinio dţiovinimo metu rinktis aukštesnę temperatūrą ir ją laikyti trumpesnį laiką.
6. LITERATŪROS SĄRAŠAS
1. GR.Nireesha, L.Divya, C.Sowmya, N.Venkateshan, M. Niranjan Babu and V.Lavakumar. Lyophilization/Freeze Drying – An Review. International journal of novel treds in
pharmaceutical sciences; Volume 3, Issue 4, 87-98; 2013.
2. Kunal A. Gaidhani, Mallinath Harwalkar, Deepak Bhambere, Pallavi S. Nirgude. Lyophilization/ freeze drying – a review. World journal of pharmaceutical research; Volume 4, Issue 8, 516-543; 2015.
3. Liberman HA, Lachman L and Schwartz BJ. Pharmaceutical dosage form: Parenterals; Vol. 1, Marcel Dekker publisher, 1989.
4. Felix Franks, Tony Auffret. Freeze drying of Pharmaceuticals and Biopharmaceuticals. London: BioUpdate Foundation;2007.
5. Tushar R. Jadhav, R. S. Moon. REVIEW ON LYOPHILIZATION TECHNIQUE. WORLD JOURNAL OF PHARMACY AND PHARMACEUTICAL SCIENCES.Volume 4, Issue 05, 1906-1928; 2015.
6. Louis Rey, Joan C. May. Freeze Drying/Lyophilization of Pharmaceutical and Biological Products. 3rd Edt. New York, London: Informa Healthcare; 2010.
7. Thomas-a-Jennings-Lyophilization- Introduction and Basic Principles. Informa Healthcare USA; 2008
8. G. Petzold, J. Aguilera. Ice morphology: fundamentals and technological applications in foods, Food Biophys 4 (4), 378–396; 2009.
9. Bisht Deepak, Dr. Zeenat Iqba. REVIEW ARTICLE. LYOPHILIZATION – PROCESS AND OPTIMIZATION FOR PHARMACEUTICALS. International Journal of Drug Regulatory Affairs; 3(1), 30-40, 2015.
10. Julia Christina Kasper, Wolfgang Friess. The freezing step in lyophilization: Physico-chemical fundamentals, freezing methods and consequences on process performance and quality attributes of biopharmaceuticals. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 78, 248–263; 2011.
11. Pržić Dejan S., Ružić Nenad Lj., Petrović Slobodan D. Lyophilization: The process and industrial use. Hemijska Industrija, Volume 58, Issue 12, 552-562; 2004.
12. Xiaolin (Charlie) Tang and Michael J. Pikal. Design of Freeze-Drying Processes for Pharmaceuticals: Practical Advice. Pharmaceutical Research, Vol. 21, No. 2, 191-200; 2004 13. Yitzchak Grant.Engineering the rational design and optimisation of lyophilization processes for
