MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
RASA KERAITĖ
H
IPROMELIOZĖS GELIO TECHNOLOGIJOS IR ANTIMIKROBINĖS
SAUGOS EFEKTYVUMO TYRIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovai
Prof. Jurga Bernatonienė
Prof. Alvydas Pavilonis
Prof. Arūnas Savickas
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
MEDICINOS AKADEMIJA
FARMACIJOS FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanas dr. prof. Vitalis Briedis
H
IPROMELIOZĖS GELIO TECHNOLOGIJOS IR ANTIMIKROBINĖS
SAUGOS EFEKTYVUMO TYRIMAS
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovai
Prof. Jurga Bernatonienė
Prof. Alvydas Pavilonis
Prof. Arūnas Savickas
Recenzentas
Darbą atliko
Doc. Z. Kalvėnienė
Magistrantė
Rasa Keraitė
TURINYS
SANTRAUKA ... 5
SUMMARY ... 6
SANTRUMPOS ... 8
1. ĮVADAS ... 9
1.1. Darbo tikslas ir uţdaviniai ... 10
1.2. Darbo naujumas ir praktinė reikšmė... 10
2. LITERATŪROS APŢVALGA ... 12
2.1 Hipromeliozės charakteristika: gamyba, savybės, pritaikymas, tirpinimo būdai... 12
2.2. Hidrogeliai, jų struktūra, brinkimą įtakojantys veiksniai ir panaudojimas ... 15
2.3. Konservantai ... 17
2.3.1. Reikalavimai konservantams ... 17
2.3.2. Natūralūs ir sintetiniai konservantai ... 17 2.4. Spanguolių cheminė sudėtis, antimikrobinis aktyvumas ir panaudojimas medicinoje ... 18
2.5. Greipfrutų sėklų ekstrakto cheminė sudėtis, antimikrobinis aktyvumas ir panaudojimas medicinoje... 21
2.6. Medaus cheminė sudėtis, antimikrobinis aktyvumas ir panaudojimas medicinoje ... 233
3. TYRIMO METODIKA IR METODAI ... 27
3.1. Medţiagos ir prietaisai ... 27
3.1.1. Tyrime naudotos medţiagos... 27
3.1.2. Tyrime naudoti prietaisai ... 28
3.2. Metodai ... 28
3.2.1. Hipromeliozės gelio gamyba karštuoju būdu ... 28
3.2.2. Hipromeliozės gelio gamyba šaltuoju būdu ... 29
3.2.3. Gelių su polimeriniais pagrindais (Carbopol 934 bei Carbopol 940) gamyba ... 29
3.2.4. Greipfrutų sėklų ekstrakto, spanguolių sulčių ir poliflorinio medaus tirpalų gamyba...30
3.2.5. Viskozimetrija ... 29
3.2.6. pH – metrija...30
3.2.7. Mikrobiologiniai tyrimo metodai...31
3.2.7.2. Mikroskopinis tyrimo metodas ... 31
3.2.7.3. Difuzijos į agarą metodas ... 322
3.2.8. Statistinė duomenų analizė ... 33
4. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 34
4.1. Hipromeliozės gelių gamyba ... 34
4.2. Gelių klampos tyrimas ... 35
4.2.1. Hipromeliozės koncentracijos įtaka gelių klampai ... 35
4.2.2. Technologijos įtaka gelių klampai ... 357
4.2.3. Hipromeliozės ir karbomerinių gelių klampos palyginimas ... 378
4.3. Gelio mikrobinio uţterštumo įvertinimas ... 39
4.4. Greipfrutų sėklų ekstrakto, spanguolių sulčių ir poliflorinio medaus antimikrobinis aktyvumas..41
4.5. Platų antimikrobinį veikimo spektrą turinčio junginio nustatymas ... 500
4.6. Gelio konservavimas ir pagaminto preparato antimikrobinis stabilumas... 52
4.7. Konservantų įtaka gelio klampai ir pH reikšmei ... 52
4.8. Natūralių medţiagų antimikrobinio aktyvumo priklausomybė nuo terpės pH reikšmės...54
5. IŠVADOS………...58
SANTRAUKA
R. Keraitė. Hipromeliozės gelio technologijos ir antimikrobinės saugos efektyvumo tyrimas: Magistro baigiamasis darbas/ Moksliniai vadovai prof. Jurga Bernatonienė, prof. Alvydas Pavilonis, prof. Arūnas Savickas; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Medicinos akademijos, Farmacijos fakulteto, Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedra. – Kaunas
Tyrimo tikslas – optimizuoti hipomeliozės gelio technologiją bei parinkti plataus antimikrobinio veikimo spektro medţiagas, siekiant uţtikrinti pagaminto gelio antimikrobinį stabilumą.
Tyrimo metodai. Hipromeliozės geliai buvo pagaminti karštuoju ir šaltuoju būdais, jų klampa išmatuota rotaciniu viskozimetru. Gelių mikrobinis uţterštumas įvertintas sėjant į skystąsias ir standţiąsias mitybines terpes bei mikroskopiniu metodu. Greipfrutų sėklų ekstrakto (GSE), spanguolių sulčių ir poliflorinio medaus antimikrobinis aktyvumas nustatytas difuzijos į agarą metodu. Gelio pH reikšmė išmatuota pritaikius pH–metriją. Gauti rezultatai apdoroti statistiškai, taikant programinį statistinių duomenų paketą Statistics IBM SPSS 5,5 for Windows.
Tyrimo rezultatai. Pagaminus 3 proc. hipromeliozės gelį šaltuoju ir karštuoju būdais bei palyginus technologinius ypatumus nustatyta, kad naudojant šaltąjį metodą supaprastinamas gamybos procesas bei per tą patį laikotarpį pagaminama reikšmingai daugiau gelio negu taikant karštąjį būdą. Be to, išmatavus skirtingais metodais pagamintų gelių klampą galima teigti, kad technologijos procesas neturi įtakos klampai. Nustatyta, kad geliai nėra antimikrobiškai stabilūs ir laikymo metu (po 1 mėn.) juose stebimas gramteigiamųjų ir gramneigiamųjų bakterijų bei grybelių augimas.
Ištyrus GSE, spanguolių sulčių ir poliflorinio medaus antimikrobinį aktyvumą nustatyta, kad etaloninių gramteigiamųjų ir gramneigiamųjų bakterijų vystymąsi slopina spanguolių sultys ir GSE, tačiau pastarojo poveikis yra stipresnis. Grybeliai Candida abicans jautrūs tik GSE. Todėl siekiant paveikti visus tiriamuosius mikroorganizmus, gali būti naudojamas 0,7 proc. GSE ir 10 proc. spanguolių sulčių mišinys arba 5 proc. GSE. Pastebėta, kad mišinys geba slopinti mikroorganizmų augimą tik rūgštinėje terpėje, kai pH=2,5-5,0 (nes spanguolių sultims būdingas antimikrobinis veikimas tik rūgštinėje aplinkoje),o GSE antimikrobinis veikimas nepriklauso nuo aplinkos pH reikšmės.
Išvados. Rekomenduojama hipromeliozės gelį gaminti šaltuoju būdu, siekiant sumaţinti laiko sąnaudas bei technologines operacijas. Pagaminti geliai nėra antimikrobiškai stabilūs, juos apsaugoti nuo mikrobinės taršos galima pridėjus platų antimikrobinį veikimo spektrą turinčią medţiagą: 5 proc. GSE arba 0,7 proc. GSE ir 10 proc. spanguolių sulčių mišinį, kuris slopina mikroorganizmų augimą tik rūgščioje aplinkoje (pH=2,5-5,0).
SUMMARY
R. Keraitė. The analysis of hypromellose gel technology and the effectiveness of antimicrobial safety: Master„s thesis/ Scientific supervisors prof. Jurga Bernatonienė, prof. Alvydas Pavilonis, prof. Arūnas Savickas; Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Faculty of Pharmacy, Department of Drug Technology and Social Pharmacy. – Kaunas
The aim of the research – to optimize the technology of hypromellose gel and to select materials with broad – spectrum of antimicrobial activity in order to ensure antimicrobial stability of the gel.
Methods. Hypromellose gels were made by using the hot and cold methods and their viscosity were measured with the rotational viscometer. The microbial contamination of the gels were evaluated by the sowing in the fluid and solid nutrient medium and microscopic methods. The antimicrobial activity of grapefruit seed extract (GSE), cranberry juice and polyfloral honey was investigated by applying a technique based on the ability of the active substance to diffuse in the nutrient medium. pH of the gel was measured with the pH-meter. Results were processed statistically using the software statistical package SPSS Statistics IBM 5.5 for Windows.
Results. The study showed that the cold method of hypromellose gel production is simpler. Moreover, there is produced more gel during the same time by using cold method compared with the hot method. In addition to this, it was found that the technology does not affect the viscosity of hypromellose gels. The microbial contamination of hypromellose gel was proved by growth of such microorganisms as gram-positive bacteria, gram-negative bacteria and fungi during the research. As a result, it proved the necessity to preserve the gel in order to extend the term of hypromellose gel.
The research results of the antimicrobial activity of GSE, cranberry juice and polyfloral honey showed that gram-positive and gram-negative bacteria are sensitive to cranberry juice and GSE, however the antimicrobial effect of GSE is stronger. Moreover, fungi Candida abicans is sensitive to GSE exclusively. Therefore, 5% GSE or the combination of 0,7% GSE and 10% cranberry juice could be used as natural materials with broad – spectrum antibacterial activity. However, this mix inhibit the growth of microorganisms in acid environment as pH=2,5-5,0 (cranberry juice negatively affected the growth of bacteria only in acid medium). The antimicrobial acivity of GSE is not influenced by pH. Conclusions. It is recommended to produce hypromellose gel by using the cold method in order to both reduce time and simplify technological procedure. In order to protect the gel from the microbial contamination, natural materials such as 5% GSE or the combination of 0,7% GSE and 10% cranberry juice, which inhibits the growth of microorganisms in acid environment exclusively (pH=2,5-5,0), should be included in these gels.
PADĖKA
Uţ pagalbą bei konsultacijas atliekant farmacijos magistro darbą norėčiau padėkoti prof. Jurgai Bernatonienei, prof. Alvydui Paviloniui, prof. Arūnui Savickui ir Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Medicinos akademijos Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos bei Mikrobiologijos katedros darbuotojams.
SANTRUMPOS
DTL – didelio tankio lipoproteinai GSE – greipfrutų sėklų ekstraktas MTL – maţo tankio lipoproteinai NO – azoto oksidas
S. aureus – Staphylococcus aureus ATCC 25923 E. faecalis – Enterococcus faecalis ATCC 29212 E. coli – Escherichia coli ATCC 25922
P. aeruginosa – Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 K. pneumoniae – Klebsiella pneumoniae ATCC 33499 P. mirabilis – Proteus mirabilis ATCC 12459
B. subtilis – Bacillus subtilis ATCC 6633 B. cereus – Bacillus cereus ATCC 8035 C. albicans – Candida albicans ATCC 60193
1. ĮVADAS
Farmacijos pramonėje plačiai naudojami produktai, sudaryti iš sintetinių, pusiau sintetinių ir natūralių polimerinių medţiagų [1]. Brinkdami vandenyje polimerai suformuoja hidrogelius, turinčius trimatę struktūrą. Dėl didelio vandens kiekio, kuris gali sudaryti iki 99 proc. gelio masės, hidrogeliai pasiţymi stangrumu bei lankstumu, kas būdinga ir biologiniams audiniams. Jie ypač reikšmingi biomedicinoje, nes išsiskiria geru biologiniu suderinamumu ir į audinius panašiomis mechaninėmis savybėmis, lemiančiomis greitą veikliosios medţiagos prasiskverbimą pro raginį odos sluoksnį į veikimo vietą. Hidrogeliai pritaikomi biologinių audinių inţinerijoje atkuriant ţmogaus paţeistus audinius, lėtai išskiriančių veikliąją medţiagą produktų gamyboje bei yra skysčio sugėriklių (pavyzdţiui, sauskelnių, tvarsčių), oftalmologinių preparatų sudėtinė dalis [2].
Viena iš pusiau sintetinių polimerinių medţiagų, daţnai naudojama pailginto veikimo preparatų gamyboje, yra hipromeliozė. Jos platų pritaikymą sąlygoja tvirta struktūra, stabilumas, suderinamumas su daugeliu vaistinių medţiagų bei gebėjimas lėtai atpalaiduoti veikliąsias medţiagas. Tačiau hipromeliozės preparatai, turintys didelį kiekį vandens, nėra antimikrobiškai stabilūs ir dėl to tinkami naudoti gana trumpą laiką [3].
Siekiant apsaugoti preparatus nuo mikroorganizmų poveikio bei pailginti jų naudojimo trukmę, farmacijos bei kosmetikos pramonėje daţniausiai naudojami sintetiniai konservantai. Tačiau jų pritaikymas yra ribotas, nes gali sukelti neigiamą poveikį ţmogaus organizmui, pavyzdţiui, bėrimus, alergiją. Todėl vis daţniau natūralūs produktai, kurie gali būti panaudojami kaip konservuojančios medţiagos, tampa mokslininkų ir visuomenės susidomėjimo objektu. 2009 m. nustatyta, kad Šiaurės Amerikoje kosmetikos gaminių be sintetinių priedų paklausa sparčiai augo – pardavimų skaičius padidėjo apie 20 proc. per metus [4].
Tiek kosmetikos, tiek farmacijios pramonėje, gaminant produktus, didelis dėmesys skiriamas ne tik sudėtinių dalių parinkimui, bet ir technologiniams ypatumams. Nuolat stengiamasi tobulinti ir pritaikyti metodus, kurie garantuotų maksimalų gamybos našumą bei minimalų išteklių suvartojimą.
1.1. Darbo tikslas ir uţdaviniai
Darbo tikslas:
Optimizuoti hipomeliozės gelio technologiją bei parinkti plataus antimikrobinio veikimo spektro medţiagas, siekiant uţtikrinti pagaminto gelio antimikrobinį stabilumą.
Darbo uţdaviniai:
1. Pagaminti hipromeliozės gelį taikant skirtingus gamybos metodus ir įvertinti technologijos, medţiagų koncentracijos įtaką gelių klampai.
2. Įvertinti hipromeliozės gelio antimikrobinį stabilumą.
3. Ištirti ir palyginti įvairių koncentracijų greipfrutų sėklų ekstrakto, spanguolių sulčių, poliflorinio medaus antimikrobinį aktyvumą, parinkti platų antimikrobinį veikimo spektrą turinčias medţiagas ar jų derinius bei juos panaudoti gelių konservavimui.
4. Nustatyti ir įvertinti konservuojančių medţiagų įtaką gelio klampai bei pH reikšmei. 5. Nustatyti ir įvertinti pH reikšmės įtaką natūralių medţiagų antimikrobiniam aktyvumui.
1.2. Darbo naujumas ir praktinė reikšmė
Literatūroje akcentuojamas karštasis hipromeliozės tirpinimo būdas, kuriam reikalingos didelės laiko sąnaudos bei grieţtas temperatūrinis reţimas. Tyrimų metu buvo aktualu pritaikyti naują gamybos metodą. Naudotas šaltasis tirpinimo būdas, leidţiantis išvengti šildymo proceso bei padidinti pagaminamos produkcijos kiekį per laiko vienetą.
Atlikus literatūros analizę pastebėta, kad didėja susidomėjimas natūraliomis medţiagomis, kurios prailgintų produktų tinkamumo naudoti trukmę. Buvo ištirta bei įvertinta spanguolių sulčių, greipfrutų sėklų ekstrakto ir poliflorinio medaus geba slopinti mikroorganizmų augimą bei nustatytos plataus antimikrobinio veikimo spektro medţiagos ir mišiniai, kurios apsaugo produktus nuo mikrobinio uţteršimo. Literatūroje apie sudėtinius augalų ar natūralių medţiagų derinius, kurie galėtų neigiamai veikti daugelį bakterijų ir grybelių, duomenų yra labai maţai. Plačiai tyrinėjami tik atskiri augalai, tačiau dėl jų antimikrobinio aktyvumo nėra vieningos nuomonės. Spanguolių poveikiu mikroorganizmų kultūroms plačiai domėtąsi ir Lietuvoje Kauno technologijos universitete (mokslininkai A. Šarkinas ir I.
Jasutienė), o greipfrutų sėklų ekstrakto antimikrobinis aktyvumas tyrinėtas visame pasaulyje, tačiau vis dėl to vertinamas kontraversiškai.
Pritaikius šaltąjį gamybos būdą buvo pagamintas hipromeliozės gelis. Siekiant jį apsaugoti nuo mikrobinės taršos, pridėta natūralių platų antimikrobinį spektrą turinčių medţiagų: 10 proc. spanguolių sulčių ir 0,7 proc. greipfrutų sėklų ekstrakto mišinį ar 5 proc. greipfrutų sėklų ekstrakto. Pagaminti preparatai išliko stabilūs 3 mėnesius, laikant šaldytuve, kambario temperatūroje, termostate – juose nebuvo aptikta gramteigiamųjų, gramneigiamųjų bakterijų bei grybelių
2. LITERATŪROS APŢVALGA
2.1 Hipromeliozės charakteristika: gamyba, savybės, pritaikymas, tirpinimo būdai
Hipromeliozė (hidroksipropilmetilceliuliozė HPMC) – inertinis, nejoninis polimeras, celiuliozės eteris (1 pav.) [5]. Tai baltos spalvos higroskopiniai milteliai arba granulės, turintys gelsvą ar pilkšvą atspalvį. Tirpsta šaltame vandenyje, suformuodami koloidinę sistemą, tačiau praktiškai netirpsta karštame vandenyje, acetone, bevandeniame etanolyje ir toluene [6].
R = H, CH3 arba CH3CH(OH)CH2 1 pav. Hipromeliozės formulė Hipromeliozės gamyba
Hipromeliozė – pusiau sintetinis junginys, gaunamas iš polisacharido celiuliozės: polisacharidas pirmiausiai veikiamas natrio hidroksidu (vyksta reakcija, kurios metu susidaro šarminė celiuliozė), o paskui – chlormetanu arba chlormetano ir propileno oksido mišiniu aukštoje temperatūroje (2 pav.) [7].
2 pav. Hipromeliozės gamyba [7]
Celiuliozei būdinga kristalinė struktūra su stipriais vandeniliniais ryšiais tarp molekulėje esančių OH
grupių, todėl ji netirpsta vandenyje. Pakeitus OH- grupės vandenilio atomus metilo arba hidroksipropilo grupėmis (šarminę celiuliozę veikiant chlormetanu arba chlormetanu ir propileno oksidu), susidaro junginys su metoksi arba hidroksipropoksi grupėmis, kurios trukdo susidaryti vandeniliniams ryšiams tarp molekulių. Dėl to polimero grandinės yra silpniau susijungusios viena su kita ir vanduo gali prasiskverbti tarp molekulių. Tai lemia hipromeliozės savybę tirpti vandenyje [7, 8].
Hipromeliozės savybės
Hipromeliozė pasiţymi tam tikromis savybėmis, kurios lemia platų jos panaudojimą: 1. Neturi kvapo ir skonio;
2. Būdingas maţas pelenų kiekis;
3. Tirpsta šaltame vandenyje ir pasiţymi tirštiklio savybėmis;
4. Tirpsta organiniuose tirpikliuose (dėl hidrofobinių metoksi ir hidroksipropoksi grupių); 5. Būdingas terminis sustingimas;
Celiuliozė Natrio hidroksidas
Sijojimas, maišymas Dţiovinimas Sutrynimas į miltelius Plovimas Reakcija Šarminė celiuliozė Chlormetanas/ chlormetanas ir propileno oksidas
6. Atspari išsūdymui;
7. Stabili plačiame pH intervale (hipromeliozės tirpalo klampa nekinta, kai pH = 3 – 11).; 8. Būdingas paviršiaus aktyvumas;
9. Geba suformuoti plėvelę, nepraleidţiančią aliejinių medţiagų; 10. Būdinga didelė klampa, elastiškumas ir vandens sulaikymas; 11. Lubrikantas (sumaţina trintį ir pagerina slydimo procesą) [5, 7].
Tačiau hipromeliozės preparatai su vandeniniu pagrindu yra antimikrobiškai nestabilūs, juos laikant ilgesnį laiką pastebimas mikroorganizmų augimas. Siekiant to išvengti, naudojami konservantai, daţniausiai sorbo rūgštis (0,05 – 0,1 proc.) [7].
Hipromeliozės pritaikymas
Hipromeliozė plačiai taikoma farmacijos bei kosmetikos pramonėje. Dėl būdingų savybių, ji gali būti panaudojama gaminant įvairias vaistų formas, oralinius, rektalinius, vaginalinius bei transdermalinius preparatus [5, 8] .
Šis polimeras geba sulaikyti vandenį, todėl gali būti pritaikomas kaip priemonė, apsauganti nuo vandens netekimo, išgarinimo bei jo skverbimosi į pagrindinę medţiagą. Taip pat būdingas terminis sustigimas. Todėl hipromeliozė naudojama gelių gamyboje. Be to, gamybos metu papildomai galima naudoti ir kitas sintetines polimerines medţiagas tam, kad būtų išvengta vandeninės fazės atsiskyrimo ir gautume vientisą masę [7, 8].
Hipromeliozės ypatybė suformuoti hidrofilinius gelius gali būti naudojama gaminant prolonguoto veikimo tabletes, nes tokia struktūra trukdo greitai atsipalaiduoti veikliosioms medţiagoms iš tabletės. Tai labai svarbu norint uţtikrinti ilgalaikį ir pastovų vaistų poveikį [5, 7]. Be to, hipromeliozė naudojama kapsulių gamybai, nes yra pagrindinė celiuliozės kapsulių sudedamoji dalis. Kadangi tai yra ţarnyne nesuvirškinamas polimeras, aptinkamas oraliniuose preparatuose [7, 9].
Hipromeliozei būdinga pakankamai didelė klampa, todėl ji plačiai taikoma akių lašų gamyboje, nes ilgina tirpalo buvimo akyje ir drėkinimo laiką [10].
Dėl gebėjimo sutankinti, sutirštinti medţiagas gali būti pritaikoma šuteklių gamyboje. Šis polimeras sutirština šuteklių pagrindą ir tai pagerina technologines savybes. Taip pat hipromeliozė naudojama kaip stabilizatorius rūgštingumą neutralizuojančių suspensijų gamyboje [7].
Hipromeliozės tirpinimo būdai
Maišant hipromeliozės miltelius su vandeniu, susidaro gumulėliai, nes milteliai nepakankamai drėkinami. To pasekoje, ilgėja gamybos procesas [7]. Todėl labai svarbu parinkti ir pritaikyti tinkamą polimero tirpinimo metodą:
1. Tirpinimo karštame vandenyje būdas. Į indą su karštu vandeniu suberiami hipromeliozės milteliai ir nepertraukiamai maišoma, kol dalelės visiškai sudrėksta [7]. Eksperimentiškai nustatyta, kad hipromeliozės milteliai geriausiai disperguojasi, kai tirpiklio temperatūra 80 – 90°C, o dispergavimui naudojama apie 1/3 tirpiklio kiekio, reikalingo pagaminti visam tirpalui. Disperguojant maţesniame tūryje ir ţemesnės temperatūros vandenyje, medţiaga pasiskirsto netolygiai tirpale, susidaro gumulėlių – procesas trunka ilgiau. Dispergavus hipromeliozę, apie vieną valandą vykdomas brinkinimas. Nustatyta, kad sutrumpinus brinkinimo trukmę, tirpimo procesas lėtėja. Išbrinkinus polimerą, supilamas likęs šalto vandens kiekis ir maišoma – vyksta tirpinimas. Remiantis atliktais tyrimais, kurių metu buvo matuojama tirpalų klampa bei įvertinama išvaizda po 12, 24 ir 48 val. laikymo šaldytuve, padaryta išvada, kad hipromeliozei ištirpinti pakanka 12 – 24 val. laikymo vėsioje vietoje. Gaunamas skaidrus, bespalvis tirpalas [10].
2. Tirpinimo, panaudojant organinius tirpiklius, būdas. Šis metodas gali būti taikomas, kai naudojami hidrofiliniai tirpikliai, pavyzdţiui etanolis. Pirmiausiai hipromeliozės milteliai yra disperguojami etanolyje arba glikolyje, po to maišant supilamas vanduo. Tirpalo gamybos metu turi būti uţtikrintas šaldymo procesas [7].
2.2. Hidrogeliai, jų struktūra, brinkimą įtakojantys veiksniai ir panaudojimas
Geliai, kurių pagrindus daţniausiai sudaro vanduo, glicerolis ar propilenglikolis, gelifikuoti atitinkamomis gelifikuojančiomis medţiagomis, pavyzdţiui, krakmolu, celiuliozės dariniais, karbomerais ir magnio silikatais, vadinami hidrofiliniais geliais (hidrogeliais) [11]. Tai vandenyje išbrinkusios polimerinės medţiagos, suformuojančios trimatį tinklą. Dėl skersinių jungčių buvimo tarp polimerų molekulių, jos netirpsta vandenyje [2, 12].
Hidrogelių struktūra sąlygoja jų panaudojimą medicinoje. Pagrindiniai kriterijai, kurie charakterizuoja tinklo struktūrą yra išbrinkusio polimero dydis, nusakantis, kokį vandens kiekį gali absorbuoti bei išlaikyti hidrogelis, dviejų šalia esančių polimerinių grandinių, sujungtų skersinėmis jungtimis, molekulinė masė, apibūdinanti skersinių jungčių laipsnį, ir atitinkamas tinklo dydis. Santykinis nuotolis tarp dviejų gretimų jungčių apibrėţia plotą, kuriame gali vykti vaistų difuzija [2].
Hidrogelių brinkimą įtakojantys veiksniai
Hidrogeliai gaminami brinkinant skersinėmis jungtimis susijungusias medţiagas, todėl didelis dėmesys skiriamas brinkimą įtakojantiems faktoriams [12]. Vienas iš svarbiausių veiksnių yra kryţminių jungčių koeficientas, išreiškiamas skersines jungtis sudarančio agento (medţiagos, kuri sujungia vidines molekulines kovalentines jungtis tarp polimero grandinių) molių skaičiaus ir polimero pasikartojančių subvienetų skaičiaus santykiu. Kuo šis koeficientas didesnis, tuo daugiau yra skersines jungtis sudarančio agento, ko pasekoje hidrogeliai turi tvirtesnę struktūrą ir lėčiau brinksta [2].
Kitas brinkimą sąlygojantis veiksnys yra cheminė polimerų struktūra. Geliai, kurių struktūroje yra hidrofilinių grupių, brinksta greičiau palyginus su hidrofobines grupes turinčiais geliais. Tai lemia hidrofobinių grupių suirimas skystoje terpėje ir sumaţėjęs jų poveikis vandens molekulėms [2].
Aplinkai jautrių gelių brinkimą galima paveikti specifiniais dirgikliais, pavyzdţiui, keičiant temperatūrą, jonines jėgas, terpės pH [2].
Hidrogelių panaudojimas
Mokslinėje literatūroje išskiriamos dvi pagrindinės hidrogelių savybės, lemiančios jų platų pritaikymą medicinoje: hidrofiliškumas, kuris sąlygoja galimybę absorbuoti skystą terpę, bei suderinamumas su audiniais [12]. Jie naudojami gaminant kontroliuojamas vaistų atpalaidavimo sistemas bei kaip orientuotai veikiantys biodheziniai veiksniai. Hidrogeliais paremtas vaistų tiekimas gali būti pritaikomas oraliniuose, rektaliniuose, vaginaliniuose, transdermaliniuose bei akių preparatuose [2].
2.3. Konservantai
Konservantas – tai medţiaga ar medţiagų mišinys, skirtas slopinti bakterijų bei grybelių augimą arba juos sunaikinti [13]. Jie plačiai naudojami kosmetikos bei farmacijos pramonėje, siekiant apsaugoti produktus nuo mikrobinio uţterštumo bei pailginti jų tinkamumo naudoti trukmę. Vanduo, naudojamas emulsijų, suspensijų, gelių bei kitų preparatų gamyboje, yra puiki terpė mikroorganizmų vystymuisi, todėl norint išvengti preparatų gedimo, būtina konservuoti [4].
2.3.1. Reikalavimai konservantams
Idealus konservantas turi pasiţymėti savybėmis:
1. Turėti platų antimikrobinį veikimo spektrą ir slopinti gramteigiamųjų, gramneigiamųjų bakterijų bei grybelių augimą;
2. Efektyvus slopinant mikroorganizmų augimą, kai naudojamos maţos koncentracijos; 3. Tirpus vandenyje bei aliejinėje fazėje (siekiant uţtikrinti emulsijų stabilumą);
4. Suderinamas su vaistinėmis ir pagalbinėmis medţiagomis bei pakuote; 5. Bekvapis ir bespalvis;
6. Stabilus gamybos bei laikymo metu (atsparus pH, temperatūros įtakai) 7. Saugus (nekenksmingas ţmogui) [4, 14].
Tačiau idealių konservantų nėra ir kiekvieno gamybos proceso metu, įvertinus konservuojančių medţiagų savybes, parenkamas optimalus variantas [4].
2.3.2. Natūralūs ir sintetiniai konservantai
Preparatų stabilumui uţtikrinti daţniausiai naudojami sintetiniai konservantai, iš kurių populiariausi – parahidroksibenzoinės rūgšties esteriai (parabenai). Tačiau šie junginiai sukelia nepageidaujamas reakcijas ţmogaus organizmui: bėrimą, dirginimą bei kitus šalutinius poveikius [15]. Siekiant to išvengti, pradėta ieškoti natūralių medţiagų, kurios slopintų mikroorganizmų augimą.
Nustatyta, kad šia savybe pasiţymi augaliniai ekstraktai (greipfrutų sėklų, rozmarino), eteriniai aliejai (čiobrelio, arbatmedţio) bei vitaminai (C, E). Tačiau neigiamas šių medţiagų bruoţas – siauresnis antimikrobinis veikimo spektras bei maţesnis aktyvumas palyginus su sintetiniais konservantais [16].
2.4. Spanguolių
cheminė sudėtis, antimikrobinis aktyvumas ir panaudojimas
medicinoje
Spanguolė (Oxycoccus) – visţalis augalas, erikinių (Ericaceae) šeimos atstovas, priklausantis
Vaccinium genčiai. Skiriamos trys spanguolių rūšys: Vaccinium microcarpon, Vaccinium oxycoccus
(paprastoji spanguolė, auganti Lietuvoje) ir Vaccinium macrocarpon (stambiauogė spanguolė, auginama Lietuvoje).
Spanguolių cheminė sudėtis
Spanguolėse yra randama įvairios prigimties biologiškai aktyvių medţiagų, kurių kiekybinė sudėtis varijuoja priklausomai nuo augalo rūšies, klimato sąlygų ypatumų bei tiriamosios augalinės ţaliavos. Nustatyta, kad šis augalas kaupia didelį kiekį fenolinių junginių, kurių didţiąją dalį sudaro flavanoidai ir fenolinės rūgštys [17, 18]. Dominuojančios flavanoidų grupės yra flavanoliai, flavan-3-oliai, antocianinai ir proantocianidinai [17, 19]. Prinokusiuose spanguolės uogose derliaus nuėmimo metu antocianinų kiekis svyruoja nuo 25 mg/100g iki 100 mg/100g [19, 20]. Jos priskiriamos augalų grupei, kaupiančiai didţiausią kiekį antocianinų. Šių biologiškai aktyvių medţiagų koncentracija lemia uogų spalvos intensyvumą: kuo antocianinų daugiau, tuo spalva sodresnė [18]. Daugiausiai yra randama cianidinų ir peonidinų galaktozidų ir arabinozidų [17, 20].
Spanguolėse gausu ir flavanolių (20-30 mg/100g švieţių uogų), kurių didţiausia koncentracija randama uogų luobelėse [17]. Miricetinas, kvercetinas, kemferolis – spanguolėse aptinkami flavanoliai, kurių tik maţa dalis būna kaip laisvi aglikonai, nes daugiausiai kaupiami glikozidų pavidalu [21]. Labiausiai paplitę yra 3-O-monoglikozidai, kuriuose cukrinė dalis daţniausiai būna gliukozė, galaktozė, ramnozė, gliukorono rūgštis. Apie 75 proc. spanguolėse esančių flavanolių sudaro kvercetino glikozidas – kvercetino 3-O galaktozidas [17, 20]. Spanguolėse randama ir flavan-3-olių (+)-katechino, (-)-epikatechino, (-)-epigalokatechino (7- 11 mg/100 g švieţių uogų), proantocianidų (410-505 mg/100 g
švieţių uogų) bei fenolinių rūgščių, kurių didţiąją dalį sudaro hidroksicinamono bei hidroksibenzoinės rūgšties dariniai. [17, 22]. Taip pat gausu ir pentaciklinio triterpenoido ursolo rūgšties, kurio kiekis yra 60 – 110 mg/100 g švieţių uogų [20], bei stilbeno resveratrolio [19].
Tyrinėjant spanguolių sudėtį nustatyta, kad apie 87 – 88 proc. spanguolių masės sudaro vanduo. Šiame augale randama angliavandenių (gliukozės ir fruktozės), baltymų, skaidulinių medţiagų, pektinų bei lipidų [22]. Jos yra labai geras vitamino C šaltinis, turi nemaţą kiekį vitamino A [18]. Spanguolėse aptinkama ir vitaminų B, E, K. Labai įvairi mineralinė uogų sudėtis – daugiausiai randama kalio, kalcio, magnio ir geleţies [22]. Ypač vertingos spanguolėse randamos organinės rūgštys. Dėl jose esančio didelio kiekio citrinų rūgšties, spanguolės dar vadinamos šiaurės citrinomis [23].
Spanguolių antimikrobinis aktyvumas
Spanguolės pasiţymi antibakteriniu ir priešgrybeliniu aktyvumu [17, 24, 25]. Remiantis daugelio tyrimų duomenimis įrodyta, kad spanguolėms būdingas stiprus antimikrobinis aktyvumas prieš bakterijas E. coli, kurios sukelia šlapimo takų infekciją [17, 24, 25, 26, 27]. Buvo manoma, kad veikimas pagrįstas spanguolėse kaupiamų rūgščių geba sumaţinti šlapimo pH, ko pasekoje slopinamas bakterijų augimas [25]. Tačiau šiuo metu yra teigiama, kad spanguolėse randamos medţiagos – fruktozė bei proantocianidai – slopina bakterijų E. coli adheziją prie šlapimo takų epitelio ląstelių [24, 25, 26]. Atlikus tyrimus in vitro pastebėta, kad šis inhibavimo procesas yra negrįţtamas [24]. Be to, nustatyta, kad spanguolių sultys slopina ir Proteus, Klebsiella, Enterobacter, Pseudomonas genčių adheziją prie epitelio ląstelių [26, 27] bei bakterijų Helicobacter pylori adheziją prie virškinamojo trakto ląstelių in
vitro [17].
Ištirtas spanguolių slopinantis poveikis bakterijų Streptococcus mutans kultūrai, kurios gali sukelti dantenų ėduonį ir apydančio ligas. Spanguolėse esantys polifenoliai slopina fermentą gliukoziltransferazę, kuris katalizuoja gliukano sintezę iš sacharozės. To pasekoje nesusidaro gliukanas, slopinamas bakterijų susikaupimas ant dantų paviršiaus, dantų akmenų formavimasis [28].
Pritaikius difuzijos į agarą metodą nustatyta, kad spanguolės geba slopinti gramteigiamųjų bakterijų S. aureus, E. faecalis, B. subtilis, Listeria monocytogenes, Micrococcus luteus bei gramneigiamųjų bakterijų E. coli, P. aeruginosa, Salmonella typhimurium, Salmonella enteridis,
Salmonella agona, Salmonella choleraesuis, Citrobacter freundii augimą ir vystymąsi in vitro [29, 30].
Antimikrobinį aktyvumą sąlygoja augalinėje ţaliavoje randamos maţos molekulinės masės polifenolinės rūgštys, antocianinai, proantocianidai, flavanoliai [31]. Tačiau ši nuomonė nėra vienareikšmiška, nes
kitų mokslininkų teigimu antimikrobinis aktyvumas nekoreliuoja su antocianinų bei fenolinių junginių koncentracija – šias savybes lemia kiti biologiškai aktyvūs junginiai [32] .
Spanguolėms būdingas ir priešgrybelinis aktyvumas. Jos pasiţymi fungistatiniu poveikiu prieš dermatomicetus, tačiau visiškai neveikia grybelių C. albicans [28]. Nustatyta, kad spanguolės efektyvios prieš Epidermophyton floccosum, keletą Microsporum ir Trichophyton genčių padermių. Priešgrybelinį aktyvumą lemia spanguolių sultyse esanti benzoinė rūgštis bei kiti maţos molekulinės masės junginiai [24,25].
Be to , spanguolės pasiţymi ir gripo virusus slopinančiu poveikiu [24, 28].
Spanguolių panaudojimas medicinoje
Mūsų senoliai naudojo spanguoles šlapimo takų infekcijos gydymui ir profilaktikai. Šiais laikais spanguolių nauda sveikatai yra patvirtinta ir moksliniais tyrimais. Pirmieji dvigubai akli bandymai, įrodantys spanguolių poveikį, buvo atlikti 2001 metais [26]. Remiantis mokslininkų tyrimais, padaryta išvada, kad spanguolės yra efektyvi profilaktinė, tačiau ne gydomoji priemonė nuo šlapimo takų infekcijos [25].
Kadangi spanguolės pasiţymi antimikrobiniu aktyvumu, jos gali padėti apsisaugoti nuo skrandţio ir dvilykapirštės ţarnos opos atsiradimo bei skrandţio vėţio [24]. Be to, jos slopina dantų akmenų formavimąsi ir gali sumaţinti dantenų sudirginimą bei apydančio ligų išsivystymą. Tačiau dideli cukrų kiekiai, randami spanguolių sulčių produktuose, neleidţia jų panaudoti šiam tikslui [24, 26, 28].
Dėl stipraus antioksidacinio aktyvumo, spanguolės gali būti panaudojamos išvengti bei gydyti širdies ir kraujagyslių ligas – aterosklerozę, širdies smūgį, bei neurodegeneracines ligas, atsirandančias su amţiumi [19]. Mokliškai pagrįstas jų poveikis, padedantis slopinti plaučių, priešinės liaukos , krūties, gimdos kaklelio bei kitų vėţinių ląstelių vystymąsi [20].
Vaistinė ţaliava yra veiksminga priemonė nuo skorbuto bei organizmo išsekimo, didina vitamino B12 absorbciją ir skrandţio rūgštingumą, padeda pašalinti nemalonų šlapimo kvapą pagyvenusiems asmenims, kuriems pasireiškia šlapimo nelaikymas [24]. Taip pat ji naudojama ir podagrai gydyti, nes skatina šlapimo rūgšties ekskreciją, bei išvengti akmenų susiformavimo, nes didina oksalatų išsiskyrimą su šlapimu bei kalcio ir magnio ekskreciją [27].
Spanguolės vartojamos ir dermatologijos praktikai – aknės (slopina Propionibacterium acnes augimą) [33] bei bėrimo, atsiradusio dėl šlapių vystyklų, gydymui ir profilaktikai. Spanguolių sultys gydo pūlingas ţaizdas bei paviršinius nudegimus [34].
2.5. Greipfrutų sėklų ekstrakto
cheminė sudėtis, antimikrobinis aktyvumas ir
panaudojimas medicinoje
Greipfrutų sėklų ekstraktas (GSE) – tai natūralus produktas, pagamintas iš greipfrutų (Citrus
paradisi) sėklų ir ţievelės [35]. Dėl savo cheminės sudėties bei biologinių savybių medicinoje
panaudojamas kaip gydomoji bei profilaktinė priemonė.
Greipfrutų sėklų ekstrakto cheminė sudėtis
Greipfrutų sėklų ekstraktas – vertingas maistinis ir vaistinis produktas, kuriame aptinkama daugelis biologiškai aktyvių medţiagų. Ištyrus greipfrutų sėklų etanolinį ekstraktą nustatyta, kad jame yra 3,92 proc. polifenolinių junginių, o flavanoidų koncentracija svyruoja apie 0,11 proc. [35]. Ekstrakte randama flavanoidų naringino, neonaringino, hesperidino, poncirino, kvercetino, iš kurių svarbiausias yra naringinas (4990 mg/kg) [36]. Be to, nustatyti ir katechinai, epikatechinai, epokatechino-3-O galatas, dimeriniai, trimeriniai ir tetrameriniai procianidinai [37].
Tyrinėjant greipfrutų sėklų ekstrakto sudėtį, jame rasta ir limonoidų, sterolių bei mineralų. Taip pat aptikta vitamino E, citrinos rūšties bei nemaţas kiekis askorbo rūgšties [35, 37]. Mokslinių tyrimų rezultatai rodo, jog greipfrutų sėklų ekstrakte esantys vitaminai C, E bei flavonoidai ekstraktą paverčia labai stipriu antioksidantu, randamu gamtoje [37].
Greipfrutų sėklų ekstrakto antimikrobinis aktyvumas
Greipfrutų sėklų ekstraktas pasiţymi plačiu antimikrobiniu aktyvumu – jis veikia daugiau nei 800 bakterijų ir virusų padermių, 100 grybelių kultūrų bei daugelį parazitų [38]. Stipresnis slopinamasis poveikis pastebimas prieš gramteigiamąsias bakterijas palyginus su gramneigiamosiomis [39]. Veikimo mechanizmas pagrįstas sugebėjimu suardyti bakterijų membranas ir atpalaiduoti citoplazmos turinį per
15 minučių nuo kontakto su bakterija pradţios [38]. Manoma, kad šiuos procesus sukelia greipfrutų sėklų ekstrakte randamos biologiškai aktyvios medţiagos: katechinas, epikatechinas, epokatechino-3-galatas, dimeriniai, trimeriniai ir tetrameriniai procianidinai [37, 39].
Tyrinėjant greipfurtų sėklų ekstrakto antimikrobinį aktyvumą, įvertintas jų poveikis ne tik in
vitro, bet ir in vivo. Mokslininkai, ištyrę ekstrakto poveikį ţmonių, kurie serga atopine egzema, ţarnyno
mikroflorai, įrodė, kad jis slopina Candida grybelių, kurie paţeidţia probiotikus ir ţaloja virškinamąjį traktą, proliferaciją. Tyrimais in vitro buvo nustatyta, kad 33% koncentracijos pramoniniu būdu pagamintas greipfurtų–vandens–glicerolio tirpalas turi priešgrybelinį poveikį prieš mieliagrybius ir maţesnį aktyvumą prieš dermatofitus ir pelėsinius grybelius [35].
Nėra vieningos nuomonės dėl greipfrutų sėklų ekstrakto antimikrobinio aktyvumo. 1999 m. Vokietijos mokslininkai Von Woedtke T. ir kt., atlikę tyrimus, teigė, kad ši medţiaga neslopina mikroorganizmų augimo, o tai lemia sintetiniai konservantai, aptinkami pramoniniu būdu pagamintame ekstrakte. Buvo analizuojami šeši pramoniniu būdu pagaminti GSE pavyzdţiai. Penkiuose iš jų taikant plonasluoksnės chromatografijos metodą rasti sintetiniai konservantai: visuose mėginiuose aptikta benzatonijaus chlorido, o trijuose iš jų papildomai rasta ir triklozano, metilparabeno. Šie bandiniai pasiţymėjo stipriu antimikrobiniu poveikiu, priešingai nei mėginys, kuriame neaptikta sintetinių medţiagų. Be to, jie nustatė, kad natūraliu būdu pagaminti ekstraktai iš greipfurtų sėklų taip pat neslopina bakterijų bei grybelių augimo [40].
Tačiau 2004 m. Kroatijos mokslininkų Cvetnić Z, Vladimir-Knezević S. atlikti tyrimai paneigė Vokietijoje atliktų tyrimų rezultatus: buvo ištirtas natūraliai pagamintas GSE (33% koncentracijos ekstraktą pasigamino iš susmulkintos sausos augalinės ţaliavos, ją ekstrahuojant 70% koncentracijos etanoliu). Mikrobiologiniu tyrimu nustatė, kad šis ekstraktas yra efektyvus prieš visas gramteigiamasias bakterijas ir grybelius ir kai kurias gramneigiamąsias bakterijas. Tačiau jo antimikrobinis poveikis yra silpnesnis nei ekstraktų, kuriuose identifikuotos sintetinės medţiagos. Jie padarė išvadą, kad šie skirtumai gali būti įtakojami dėl fenolių, ypač flavanoidų, kiekio ir sudėties skirtumų ir nebūtinai susiję su sintetinių konservantų buvimu [35].
Greipfrutų sėklų ekstrakto panaudojimas medicinoje
Greipfrutų sėklų ekstraktui būdingas platus antimikrobinis veikimo spektras, todėl jis medicinoje naudojamas kaip priešgrybelinė, antibakterinė bei padedanti apsisaugoti nuo virusų
priemonė. Atlikus tyrimus nustatyta, kad ekstrakte gausu stipriai veikiančių medţiagų, kurios pasiţymi tokiu pačiu veikimu kaip ir sintetiniai antibiotikai [41].
Tyrimais įrodyta, kad greipfrutų sėklų ekstraktui būdingas profilaktinis bei gydomasis poveikis prieš skrandţio paţeidimus, kuriuos sukelia bakterijos H. pylori bei alkoholis. Manoma, kad tai lemia ekstrakte randami flavanoidai, iš kurių didţiausias dėmesys sutelkiamas narigeninui. Jis slopina bakterijų H. pylori augimą bei vystymąsi in vitro ir tokiu būdu padeda išvengti skrandţio uţdegimo bei opų. Greipfrutų sėklų ekstrakto veikimas, padedantis išvengti alkoholio sukeliamų skrandţio pakitimų, pagrįstas prostaglandinų sintezės aktyvinimu, lipidų peroksidacijos slopinimu bei mikrocirkuliacjos skatinimu, kurį sukelia juntamųjų nervų sujaudinimas bei NO faktoriaus paleidimas [41, 42].
Atlikus bandymus su pelėmis nustatyta, kad greipfrutų sėklų ekstraktas apsaugo nuo išemijos sukelto kasos uţdegimo, nes pasiţymi stipriu antioksidaciniu aktyvumu bei pagerina kraujo tėkmę [43]. Be to, jis naudingas ir onkologijoje – apsaugo nuo krūties vėţio, o fenoliniai junginiai, randami ekstrakte, slopina trombocitų agregaciją, ko pasekoje sumaţėja vainikinių arterijų trombozės bei širdies infarkto rizika [41, 42].
Dėl antimikrobinio, antioksidacinio bei priešuţdegiminio poveikio, ekstraktas naudojamas ir dermatologijos praktikai. Nustatyta, kad tai veiksminga priemonė gydyti aknę [44]. Be to, slopindamas mikroorganizmų vystymąsi, ekstraktas skatina ţaizdų gijimą ir slopina kandidozę [36].
Taip pat jis slopina dantų akmenų formavimąsi [45] bei yra pritaikomas kaip natūrali dezinfekuojanti medţiaga ar kaip natūralus konservantas [35].
2.6. Medaus
cheminė sudėtis, antimikrobinis aktyvumas ir panaudojimas
medicinoje
Medus – tai natūrali medţiaga, kurią gamina bitės, perdirbdamos nektarą ir lipčių. Nuo seno plačiai naudojamas kaip vertingas maisto produktas bei gydomoji priemonė [46].
Medaus cheminė sudėtis
Meduje randama daugiau nei 200 įvairių junginių. Cheminė sudėtis priklauso nuo augalijos, ţiedų nektaro sudėties, klimato, geografinių sąlygų, bičių rūšies [47].
Iki 95 proc. sausųjų medţiagų sudaro angliavandeniai: monosacharidai, disacharidai ir polisacharidai. Daugiausia aptinkama monosacharidų – gliukozės ir fruktozės. Ištirta, kad fruktozės yra daugiau nei gliukozės: vaisių cukraus (fruktozės) – apie 40 proc., vynuogių cukraus (gliukozės) – apie 30 proc. [46, 48].
Tyrimais nustatyta, kad meduje yra apie 0,5 proc. baltymų, daugiausia fermentų ir laisvųjų aminorūgščių. Išskiriami trys svarbiausi fermentai: diastazė (amilazė), invertazė (α-gliukozidazė) ir gliukozės oksidazė. Be to, randami ir nedideli kiekiai vitaminų: tiamino, riboflavino, nikotinamido, piridoksino, askorbo rūgšties, bei mikroelementų [46, 49]. Mineralinių medţiagų kiekis svyruoja nuo 0,01 iki 0,64 proc. [48].
Bičių meduje yra lipidų – neutraliųjų riebalų rūgščių (trigliceridų) ir laisvųjų riebalų rūgščių (palminito, stearino, oleino, nedidelis kiekis deceno) – bei lipoidų: sterolių, fosfolipidų. Randama organinių bei mineralinių rūgščių (iki 0,43 proc.) [48]. Tai pat meduje nustatyti biologiškai aktyvūs junginiai – polifenoliai: flavanoidai (kvercetinas, liuteolinas, kemferolis, apigeninas, galanginas), fenolinės rūgštys bei jų darinių. Meduje flavanoidų gali būti nuo 2 iki 46 mg/kg [49].
Medaus antimikrobinis aktyvumas
Pirmą kartą apie medaus antimikrobinį aktyvumą pranešė mokslininkas B. Ketleris 1982 metais. Vėliau medus tapo svarbiu tyrimo objektu. Nustatyta, kad jis pasiţymi plačiu antimikrobiniu veikimo spektru – slopina daugelio bakterijų bei grybelių augimą [50]. Medus aktyviai veikia prieš kokus (stafilokokus, streptokokus), bakterijas (difterines lazdeles, botulizmo lazdeles), bacilas, pelėsius [48]. Būdingas bakteriostatinis ir bakteriocidinis poveikis [49, 50]. Ištirta, kad stipriausiai veikiamos sporinės ir kapsulę sudarančios gramteigiamosios bakterijos [47]. Be to, tyrimais pagrįsta, kad bakterijos
Staphylococcus aureus, sukeliančios ţaizdų infekcijas, yra vienos iš jautriausių mikroorganizmų medaus
poveikiui [50].
Medus pasiţymi ir priešgrybeliniu aktyvumu. Fungicidinis poveikis įrodytas prieš
Epidermophyton, Microsporum ir Trichophyton genčių dermatomicetus. Be to, būdingas priešvirusinis
bei antiparazitinis veikimas: slopina Rubella, Herpes genčių virusus bei Leishmania genties parazitus in
vitro [49].
Antimikrobinis aktyvumas priklauso nuo medaus botaninės kilmės bei jame randamų aktyvių medţiagų [46, 49]. Nustatyta, kad prieš stafilokokus ir streptokokus poliflorinio medaus aktyvumas stipresnis nei monoflorinio bei lipčiaus [48]. Pagrindiniai veiksniai, neigiamai veikiantys
mikroorganizmus, yra didelis osmosiškumas, rūgštingumas bei meduje aptinkamas vandenilio peroksidas, kuris susidaro, vykstant gliukozės oksidacijai. Be to, antimikrobiniam aktyvumui įtakos turi ir lizocimas, flavanoidai, fenolinės rūgštys [46, 49].
Medaus panaudojimas medicinoje
Pirmosios uţuominos apie medaus panaudojimą kaip vaistą aptiktos Šumerų lentelėse, parašytose 2100-2000 m.p.m.e. [49]. Dar prieš 2400 metų senovės gydytojas Hipokratas rašė apie šlapimą varančias ir atsikosėjimą skatinančias medaus savybes, o Galenas teigė, kad medus gerina virškinimą. Plačiai medus naudojamas medicinoje ir mūsų laikais.
Moksliškai įrodytas medaus efektyvumas virškinimo trakto ligų gydymui ir profilaktikai. Skrandţio bei dvilikapirštės ţarnos opų bei uţdegimų slopinimas pagrįstas medaus antibakteriniu, antioksidaciniu, priešuţdegiminiu aktyvumu bei gebėjimu sumaţinti skrandţio sulčių rūgštingumą. Be to, nustatyta, kad meduje randami polisacharidai pasiţymi prebiotiniu veikimu, o švieţias medus yra ir probiotikas, nes jame aptinkamos bakterijos Bifidus ir Lactobacilus [49]. Taip pat tai veiksminga priemonė gydyti bakterinės kilmės diarėją bei pakeisti gliukozę, kuri yra vartojama kartu su elektrolitų tirpalais, esant organizmo dehidratacijai [51].
Medaus vartojimas gali sumaţinti širdies ir kraujagyslių ligas sukeliančius rizikos veiksnius, nes pasiţymi antioksidaciniu bei priešuţdegiminiu aktyvumu [49]. Klinikinių tyrimų metu mokslininkas Jaghobas pastebėjo, kad medus maţina kūno svorį bei riebalinio audinio kiekį. Be to, atlikus bandyme dalyvavusių savanorių, kurie kasdien vartojo medų, kraujo tyrimus, nustatyta sumaţėjusi bendro cholesterolio, triacilglicerolio, MTL, C-reaktyvinio baltymo koncentracija bei padidėjęs DTL kiekis [51].
Medus vartojamas ir onkologijos praktikai, nes po gydymo spinduliuote gali sumaţinti gleivinės uţdegimą, odos sudirgimus. Be to, jis slopina naviko vystymąsi, vėţinių ląstelių dauginimąsi bei išplitimą. Nustatyta, kad medus apsaugo nuo krūtų, šlapimo pūslės, gaubtinės ţarnos, priešinės liaukos navikų dėl priešuţdegiminio, antibakterinio, antioksidacinio, probiotinio bei imunomoduliuojančio veikimo [49].
Medaus veiksmingumas pastebėtas ne tik jį vartojant per os, bet ir išoriškai – jis skatina ţaizdų gijimą. Nustatyta, kad medaus kompresai suformuoja drėgną aplinką apie ţaizdas, neleidţia tvarsčiui prilipti prie paţeistos vietos bei sukelia nuskausminamąjį poveikį. Taip pat dėl antibakterinio aktyvumo bei gero tirpimo vandenyje, šis natūralus produktas slopina mikrobų augimą ir vystymąsi ne tik ţaizdos
paviršiuje, bet ir giliau esančiuose audiniuose. Tai padeda pašalinti nemalonų kvapą. Be to, medus, kuriame randamos aminorūgštys, cukrai, vitaminai, mineralai, aprūpina paţeistus audinius maistinėmis medţiagomis, o dėl osmoso sukeltos limfos tekmės pagreitina deguonies tiekimą [51].
Kadangi medui būdinga daug gydomųjų savybių bei jame randama biologiškai aktyvių medţiagų, jo panaudojimas medicinoje yra labai platus: vartojamas ir ginekologinių, nervų sistemos, ausų, akių ligų gydymui [47, 49, 51].
3. TYRIMO METODIKA IR METODAI
3.1. Medţiagos ir prietaisai
3.1.1. Tyrime naudotos medţiagos
Hipromeliozė Metolose 60SH-50 (Shin-Etsu Chemical Co. Ldt, Japonija, 2009 m.) Išgrynintas vanduo (Ph.Eur. 01/2008:0008)
Carbopol 934 (Lubrizol, JAV) Carbopol 940 (Lubrizol, JAV)
Trolaminas (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Vokietija)
Greipfrutų sėklų ekstraktas (BAYERNWALD GmbH, Vokietija) Spanguolių sulčių koncentratas (BAYERNWALD GmbH, Vokietija) Poliflorinis medus (Šiaulių rajonas)
Triptozės sojos agaras (LAB M LTD, Anglija) Saburo agaras (Carl Roth GmbH+Co KG, Vokietija)
Triptozės sojos buljonas (Becton, Dickinson and Company, Prancūzija) Saburo buljonas (Merck KGaA, Vokietija)
Sterilus fiziologinis natrio chlorido tirpalas (BioMerieux, Prancūzija)
Standartinis indikatorius Mc Farland (Becton, Dickinson and Company, Prancūzija) Spiritinis gencianvioleto tirpalas (INDUSTRIAS AULABOR S.A., Ispanija)
Liugolio tirpalas (INDUSTRIAS AULABOR S.A., Ispanija) 96° etanolis (INDUSTRIAS AULABOR S.A., Ispanija) Fuksino tirpalas (INDUSTRIAS AULABOR S.A., Ispanija) Etaloninės mikroorganizmų kultūros:
Bakterijos:
- Staphylococcus aureus ATCC 25923 - Enterococcus faecalis ATCC 29212 - Escherichia coli ATCC 25922
- Klebsiella pneumoniae ATCC 33499 - Proteus mirabilis ATCC 12459 - Bacillus subtilis ATCC 6633 - Bacillus cereus ATCC 8035
Grybelis:
- Candida albicans ATCC 60193
3.1.2. Tyrime naudoti prietaisai
Analitinės svarstyklės SCALTEC (Scaltec Instruments GmbH, Vokietija) Maišyklė Unguator®2100 (Gako International, Vokietija)
Magnetinė maišyklė Yellowline MSC basic C (Imlab, Prancūzija) Rotacinis viskozimetras SELECTA P ST-2010 ( Ispanija)
pH-metras Cyberscan pH/mV/oC Meter (EUTECH Instrument, Nyderlandai) Termostatas CLIMACELL (BMT Medical Technology, Čekija)
Mikroskopas YJ-2001B (Manufacturer, Kinija) Kaitinimo plytelė SB160 (Stuart, Jungtinė Karalystė) Šaldytuvas FR240 1101A (Snaigė, Lietuva)
3.2. Metodai
3.2.1. Hipromeliozės gelio gamyba karštuoju būdu
Hipromeliozės gelis pagamintas masės – tūrio metodu aseptinėmis sąlygomis. Gamybą sudarė trys pagrindinės stadijos: polimero dispergavimas, brinkinimas ir tirpinimas [10]. Kaip tirpiklis buvo naudotas išgrynintas vanduo. Pagaminti 1; 2; 3; 4 ir 5 proc. koncentracijos hipromeliozės geliai. Matavimo cilindru buvo pamatuotas reikiamas tūris išgryninto vandens, kurio 1/3 dalis pašildyta iki 80 – 90ºC temperatūros ant kaitinimo plytelės. Karštame vandenyje disperguotas atitinkamas kiekis
hipromeliozės miltelių ir palikta brinkti apie 1 val. Hipromeliozei išbrinkus, supiltas likęs kiekis šalto išgryninto vandens, viskas gerai išmaišyta ir laikyta šaldytuve 24 val.
3.2.2. Hipromeliozės gelio gamyba šaltuoju būdu
Hipromeliozės gelis pagamintas masės – tūrio metodu aseptinėmis sąlygomis. Kaip tirpiklis buvo naudotas išgrynintas vanduo. Pagaminta 3 proc. 500 ml hipromeliozės gelio. Matavimo cilindru buvo pamatuotas reikiamas tūris išgryninto vandens ir supiltas į kūginę kolbą. Atsvertas atitinkamas kiekis hipromeliozės miltelių ir suberta į indą su tirpikliu. Į kolbą su medţiagomis buvo įdėtas magnetinis strypelis ir pastatyta ant magnetinės maišyklės Yellowline MSC basic C.
Naudojant magnetinę maišyklę bei magnetinius strypelius, uţtikrintas pastovus maišymo procesas, kuris buvo vykdomas, kol susidarė skaidri bespalvė masė. Maišymo proceso trukmė 20 min.
3.2.3. Gelių su polimeriniais pagrindais (Carbopol 934 bei Carbopol 940) gamyba
Buvo pagaminti 1 proc. koncentracijos poliakrilo rūgšties polimero Carbopol 934 bei Carbopol 940 geliai masės – tūrio metodu aseptinėmis sąlygomis. Matavimo cilindre buvo pamatuotas reikiamas tūris išgryninto vandens ir supiltas į porceliano lėkštelę. Pasvertas atitinkamas kiekis karbomero miltelių ir tolygiai paskleistas vandens paviršiuje, kad nesusidarytų gumulėlių, kurie prailgina brinkimo trukmę. Kai karbomero milteliai išbrinko, buvo įlašinta trolamino iki pH reikšmės 7,0 ir maišyta automatine maišykle Unguator®2100, kol susidarė skaidrus vienalytis gelis.
3.2.4. Greipfrutų sėklų ekstrakto, spanguolių sulčių ir poliflorinio medaus tirpalų
gamyba
Aseptinėmis sąlygomis buvo paruošti tiriamieji tirpalai, tirpinant atitinkamos medţiagos kiekį – greipfrutų sėklų ekstraktą, spanguolių sultis arba poliflorinį medų – reikiamame kiekyje išgryninto vandens. Buvo pagaminti:
- 0,2 ; 0,3; 0,7; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0 ir 10,0 proc. koncentracijos greipfurtų sėklų ekstrakto vandeniniai tirpalai;
- 3,0; 5,0; 10,0; 20,0 ir 30,0 proc. koncentracijos spanguolių sulčių vandeniniai tirpalai; - 10,0; 20,0; 30,0 ir 50,0 proc. koncentracijos poliflorinio medaus vandeniniai tirpalai.
3.2.5. Viskozimetrija
Klampa išmatuota rotaciniu viskozimetru SELECTA P ST-2010. Naudotas R4 tipo rotoriaus spindulys, kuris nustatytas eksperimentiškai. Rotoriaus apsisukimų daţnis didintas nuo 5 iki 200 apsisukimų per minutę. Matavimai atlikti kambario temperatūroje 20±2°C, trukmė – 50 s. Bandymas kartotas penkis kartus, apskaičiuotas aritmetinis vidurkis, standartinė paklaida.
3.2.6. pH – metrija
pH reikšmė nustatyta pH – metru Cyberscan pH/mV/o
C Meter. Matavimai atlikti kambario temperatūroje 20±2°C. Prieš tyrimą pH – metro elektrodas nuplautas išgrynintu vandeniu, po to panardintas į tiriamąjį preparatą (elektrodas buvo gerai apsemtas). Nusistovėjus pH – metro parodymams, uţrašyta pH reikšmė. Tyrimas kartotas 3 kartus, apskaičiuotas aritmetinis vidurkis, standartinė paklaida.
3.2.7. Mikrobiologiniai tyrimo metodai
3.2.7.1. Mikrobinės taršos nustatymas, sėjant į skystąsias ir standţiąsias mitybines
terpes
Mikrobinis gelių uţterštumas bei preparatų antimikrobinis stabilumas nustatytas juos sumaišius su mitybinėmis terpėmis ir stebint terpių drumstumą. Buvo paruošta suspensija iš tiriamųjų medţiagų ir skystosios mitybinės terpės. Vienkartinėmis bakteriologinėmis kilpelėmis paimti tiriamosios medţiagos mėginiai ir pasėti į atskirus sterilius mėgintuvėlius su skystomis mitybinėmis terpėmis – triptozės sojos buljonu, kuriame auga bakterijos, ir Saburo buljonu grybelių kultivavimui. Paruoštos suspensijos buvo laikytos termostate 35 – 37 ºC temperatūroje 24 val., po to – kambario temperatūroje (20±2°C) 24 val. Stebėta suspensijų išvaizda: vizualiai nepakitusios suspensijos parodė preparatų stabilumą (juose nepastebėtas mikroorganizmų augimas), o atsiradęs drumstumas – mikrobinį uţterštumą, kurį sąlygojo mėginyje esančių mikoorganizmų augimas.
Mikrobocidinis medţiagų poveikis įvertintas persėjus mėginį iš skystos mitybinės terpės, kurioje nebuvo mikroorganizmų augimo poţymių, į standţią mitybinę terpę. Kultivuota 35 – 37 ºC temperatūroje 24 val., po to kambario temperatūroje (20±2°C) 24 val. Neišaugusios bakterijų bei grybelių kultūros terpių paviršiuje parodė tiriamųjų medţiagų baktericidinį ir fungicidinį poveikį į mikroorganizmus. Bandymas kartotas 3 kartus.
3.2.7.2. Mikroskopinis tyrimo metodas
Mikroorganizmų morfologija įvertinta biologiniu mikroskopu. Mitybinėje skystojoje terpėje išaugusi mikroorganizmų kultūra paimta sterilia vienkartine kilpele, uţdėta ant švaraus objektinio stiklelio ir paskleista tolygiai plonu sluoksniu nedideliu plotu. Tepinėlis išdţiovintas kambario temperatūroje ir fiksuotas, taikant fizikinį fiksavimo būdą: paruoštas ir išdţiovintas tepinėlis kelias sekundes laikytas degiklio liepsnoje. Fiksavimo tikslas – ant objektinio stiklelio paviršiaus pritvirtinti mikroorganizmų ląsteles. Tokiu būdu buvo gautas mikropreparatas daţymui. Naudotas Gramo daţymo
būdas, kurio dėka galima atskirti gramteigiamąsias ir gramneigiamąsias bakterijas, turinčias skirtingą sienelės strukūrą, atsiţvelgiant į jų nusidaţymo spalvą.
Daţant Gramo būdu, ant fiksuoto bandinio tepinėlio buvo uţdėta filtravimo popieriaus juostelė, uţpiltas spiritinis gencianvioleto tirpalas ir laikyta 1 – 2 min. Po to juostelė nuimta, daţų likučiai nuplauti vandeniu. Ant preparato buvo uţpiltas Liugolio tirpalas, laikyta 1 – 2 min., nuplauta vandeniu ir uţlašinti keli 96° etanolio lašai, kurie atliko blukintojo funkciją. Blukinimas truko 30 – 60 sekundţių, po to preparatas nuplautas vandeniu, papildomai daţytas vandeniniu fuksino tirpalu (1 – 2 min.), vėl nuplautas vandeniu, išdţiovintas ore ir tirtas mikroskopu, naudojant 100x didinantį imersinį objektyvą. Gramteigiamosios bakterijos nusidaţė tamsiai violetine spalva, gramneigiamosios – raudona.
3.2.7.3. Difuzijos į agarą metodas
Antimikrobinis aktyvumas įvertintas naudojantis metodu, pagrįstu tiriamosios medţiagos gebėjimu difunduoti mitybinėje terpėje.
Naudotos etaloninės mikroorganizmų kultūros, kurios augintos mitybinėse terpėse: bakterijos – triptozės sojos agare 24 val. 35 - 37°C temperatūroje, grybeliai C. albicans – Saburo agare 24 val. 25°C temperatūroje. Išaugintas mikroorganizmų kultūras sterilia kilpele įnešant į sterilų fiziologinio natrio chlorido (0,9 proc. koncentracijos) tirpalą, buvo pagaminta suspensija, kuri standartizuota Mc Farland standartiniu indikatoriumi, matuojančiu suspensijos drumstumą. Mikrobų suspensija laikoma standartizuota, kai indikatoriaus reikšmė lygi 0,5 (tai reiškia, kad 1 ml suspensijos yra 1,5×108
mikrobų ląstelių).
Buvo paruoštos dviejų rūšių mitybinės terpės: triptozės sojos agaras, kuriame augintos bakterijos, ir Saburo agaras, tinkamas C. albicans grybeliams augti. Ištirpinus triptozės sojos agarą ir Saburo agarą ir atvėsinus iki 45 – 47ºC temperatūros, agaras supilstytas į sterilias Petrio lėkšteles, kuriose jau buvo įpilta po 1 ml tam tikrų etaloninių mikroorganizmų suspensijos. Sustingus terpei, padarytos duobutės (8 mm skersmens), į kurias sterilia pipete buvo įlašinta atitinkamų tiriamųjų medţiagų tirpalų. Petrio lėkštelės su agaru kultivuotos termostate 24 val. 35-37ºC temperatūroje.
Mikroorganizmų augimas mitybinėse terpėse vertintas po 24 val. inkubacijos, išmatuojant skaidrių mikroorganizmų neaugimo zonų apie duobutę skersmenį. Kontrolė atlikta įvertinant, ar etaloninė mikroorganizmų kultūra augo naudojamoje terpėje.
Esant pakankamai tiriamosios medţiagos koncentracijai bakterijos ir grybeliai nebesidaugino ir apie duobutę susidarė matoma skaidri zona, pagal kurios dydį galima spręsti apie tiriamojo preparato antimikrobinį aktyvumą. Jeigu aplink duobutes skaidrios zonos nesusidarė, buvo padaryta išvada, kad tiriamosios medţiagos koncentracijai nebūdingas antimikrobinis poveikis tam tikrai mikroorganizmų kultūrai.
Mikrobiologinis tyrimas atliktas aseptinėmis sąlygomis, kartotas tris kartus. Buvo išmatuoti susidariusių skaidrių mikroorganizmų neaugimo zonų skersmenys, apskaičiuotas aritmetinis vidurkis, standartinė paklaida.
.
3.2.8. Statistinė duomenų analizė
Gauti duomenys apdoroti naudojant programinį statistinių duomenų paketą IBM SPSS Statistics 5,5 for Windows ir Microsoft® Office Excel 2003 programą.
4. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS
4.1. Hipromeliozės gelių gamyba
Pasirenkant gamybos būdą, labai svarbu įvertinti gamybos trukmės ir pagamintų produktų kiekio santykį, sunaudotus išteklius. Literatūroje yra akcentuojamas karštasis hipromeliozės gelio gamybos metodas [10], tačiau pabandyta pagaminti gelį šaltuoju būdu. Palyginus technologijos ypatumus (1 lentelė) nustatyta, kad taikant šaltąjį gamybos būdą per tą patį laikotarpį galima pagaminti reikšmingai daugiau gelio negu gaminant karštuoju būdu. Be to, šaltąjį gamybos būdą sudaro viena pagrindinė stadija – maišymas, naudojant magnetinę maišyklę, o karštąjį – trys: dispergavimas, brinkinimas, tirpinimas. Gaminant karštuoju būdu reikia laikytis temperatūros reţimo: pirmiausiai dalis vandens, skirto gamybai, turi būti pašildomas iki 80 – 90ºC temperatūros, o paskui tirpiklis su jame išbrinkinta medţiaga šaldomas. Taikant šaltąjį gamybos būdą, šio etapo išvengiama – maišymo procesas vyksta kambario temperatūroje (20±2°C). Taigi palyginus hipromeliozės gelių gamybos metodus, galima daryti išvadą, kad šaltasis būdas yra ekonomiškesnis negu karštasis gamybos metodas.
1 lentelė. Hipromeliozės gelių gamybos metodų palyginimas Gamybos
būdas Gamybos
chrakteristika
Šaltasis gamybos būdas Karštasis gamybos būdas
Gamybos trukmė trumpa (20 min) ilga (24 val) Pagrindinės gamybos stadijos 1 stadija (maišymas) 3 stadijos
(dispergavimas, brinkinimas, tirpinimas)
Temperatūrinis reţimas kambario temperatūra (pirmiausiai tirpiklis šildomas iki 80-būtinas 90°C temp., po to preparatas šaldomas)
4.2. Gelių klampos tyrimas
4.2.1. Hipromeliozės koncentracijos įtaka klampai
Įvertinta gelių klampos priklausomybė nuo hipromeliozės kiekio, esant skirtingam klampomačio rotoriaus apsisukimų daţniui. Duomenys pateikti 3 paveiksle. Išmatavus 1, 2, 3, 4 ir 5 proc. koncentracijos karštuoju būdu pagamintų hipromeliozės gelių klampą, galima teigti, kad hipromeliozė statistiškai reikšmingai didina gelio klampumą, nes didėjant jos kiekiui, preparatas tampa klampesniu. Tačiau klampos didėjimas nėra proporcingas hipromeliozės koncentracijos didėjimui. Hipromeliozės 2 proc. gelio klampa yra 1,2 – 1,9 karto didesnė negu 1 proc. gelio, 3 proc. hipromeliozės klampa 1,8 – 2,6 karto didesnė negu 2 proc. gelio, 4 proc. hipromeliozės gelio klampa didesnė 2,1 – 2,4 karto negu 3 proc. gelio klampa ir 5 proc. hipromeliozės gelio klampa didesnė 1,7 – 1,8 karto nei 4 proc. gelio klampa. Gauti rezultatai atitinka literatūroje aprašomą netiesioginę klampos priklausomybę nuo medţiagos koncentracijos [10]. 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 5 10 60 200
Apsisukimų skaičius per minutę
Kla mpa (mP a *s ) Hipromeliozės 1% gelio klampa Hipromeliozės 2% gelio klampa Hipromeliozės 3% gelio klampa Hipromeliozės 4% gelio klampa Hipromeliozės 5% gelio klampa
3 pav. Hipromeliozės gelių klampos priklausomybė nuo klampomačio rotoriaus apsisukimų skaičiaus per minutę ir hipromeliozės koncentracijos (p<0,05)
Tyrimo rezultatai parodė, kad didinant klampomačio rotoriaus apsisukimų skaičių per minutę, gelio klampa statistiškai reikšmingai maţėjo. Taigi hipromeliozei būdinga pseudoplastiškųjų medţiagų savybės: didėjant apsisukimų skaičiui per minutę (didėjant deformacijos greičiui), gelio struktūra suardoma, klampa maţėja [52]. Iš pradţių po gana ţymaus klampos sumaţėjimo, esant didesniam apsisukimų skaičiui bei vientisesnei jau suardytai gelio struktūrai ir maţesniam pasipriešinimui, klampa maţėjo tolygiau. Apskaičiuota, kad padidinus apsisukimų daţnį 2 kartus (nuo 5 iki 10 apsisukimų per minutę), 1 proc. koncentracijos karštuoju būdu pagaminto hipromeliozės gelio klampa sumaţėjo 1,8 karto, 6 kartus (nuo 10 iki 60 apsisukimų per minutę) – 1,58 karto, o 33,3 kartus (nuo 60 iki 200 apsisukimų per minutę) – tik 1,16 karto (4 pav.). Be to, pastebėta, kad įvairių koncentracijų gelių klampa maţėjo skirtingai, didėjant apsisukimų skaičiui per minutę. Pagreitėjus rotoriaus apsisukimams 40 kartų (nuo 5 iki 200 apsisukimų per minutę) 1 proc. hipromeliozės gelio klampa reikšmingai sumaţėjo 3,37 karto, 2 proc. – 2,04 karto, 3 proc. 1,45 karto, 4 proc. – 1,27 karto, o 5 proc. hipromeliozės gelio klampa sumaţėjo 1,19 karto. Taigi, kuo klampesnis gelis, tuo jo klampa maţėja lėčiau, didėjant rotoriaus apsisukimų daţniui, – jis maţiau deformuojasi.
0 20 40 60 80 100 120 140 0 50 100 150 200 250
Apsisukimų skaičius per minutę
Kla mpa (mP a *s ) 1% hipromeliozės gelio klampa
4 pav. 1 proc. hipromeliozės gelio klampos priklausomybė nuo klampomačio rotoriaus apsisukimų skaičiaus per minutę (p<0,05)
Atsiţvelgiant į gelių klampą, tolimesniems tyrimams atlikti pasirinkome 3 proc. koncentracijos hipromeliozės gelį. Naudojant šios koncentracijos gelį, metodologiškai galima atlikti mikrobinio uţterštumo tyrimus.
4.2.2. Technologijos įtaka gelių klampai
Pritaikius šaltąjį gamybos metodą, pagamintas 3 proc. koncentracijos hipromeliozės gelis ir išmatuota jo klampa. Gautus duomenis palyginus su karštuoju būdu pagaminto 3 proc. hipromeliozės gelio klampos rezultatais, statistiškai reikšmingų skirtumų nepastebėta (5 pav.). Nedidelius klampos svyravimus tarp skirtingais būdais pagamintų gelių galėjo sąlygoti pasiruošimo gamybai, pačio gamybos proceso ar matavimo netikslumai. Taigi galima teigti, kad technologijos procesas neturi įtakos gelių klampai. 214,7 173,1 148,1 141 135,5 135 130,5 126,4 213,1 171 147,2 139,8 134,9 134,1 129,2 124,9 0 50 100 150 200 250 5 10 20 30 50 60 100 200
Apsisukimų skaičius per minutę
Kla mpa (mP a *s )
3 proc. hipromeliozės gelio, pagaminto šaltuoju būdu, klampa
3 proc. hipromeliozės gelio, pagaminto karštuoju būdu, klampa
5 pav. Skirtingais gamybos būdais pagamintų hipromeliozės gelių klampos priklausomybė nuo klampomačio rotoriaus apsisukimų skaičiaus per minutę
4.2.3. Hipromeliozės ir karbomerinių gelių klampos palyginimas
Buvo pagaminti geliai su 1 proc. koncentracijos poliakrilo rūgšties polimero Carbopol 934 bei Carbopol 940 pagrindais, išmatuota jų klampa ir palyginta su 1 proc. koncentracijos hipromeliozės gelio klampa (6 pav.). Šios medţiagos – karbomerai – pasirinktos tyrimui bei palyginimui, nes jos labai plačiai naudojamos farmacijos ir kosmetikos pramonėje [53]. Gauti rezultatai parodė, kad tiriamiesiems karbomeriniams preparatams kaip ir hipromeliozės geliui būdingas pseudoplastiškumas – klampumas maţėja, didėjant klampomačio rotoriaus apsisukimų skaičiui per minutę. Padidinus rotoriaus apsisukimų daţnį 40 kartų (nuo 5 iki 200 apsisukimų per minutę), 1 proc. koncentracijos karbomero 934 klampa reikšmingai sumaţėjo 11,3 karto (nuo 6526,1 iki 578,1 mPa·s), o karbomero 940 – 12,6 karto (nuo iki 7444,4 iki 589,5 mPa·s). Tos pačios koncentracijos hipromeliozės ir karbomerinių gelių klampa labai skyrėsi: kai rotoriaus apsisukimų daţnis yra 5 kartai per minutę, 1 proc. hipromeliozės klampa buvo 50 kartų maţesnė nei 1 proc. karbomero 934 klampa ir 58 kartus maţesnė nei 1 proc. karbomero 940 klampa, o kai rotoriaus apsisukimų daţnis buvo 200 kartų per minutę, 1 proc. hipromeliozės klampa buvo 15 kartų maţesnė nei 1 proc. karbomero 934 klampa ir 16 kartų maţesnė nei 1 proc. karbomero 940 klampa. Šiuos polimerinių medţiagų klampos skirtumus sąlygojo nevienoda jų struktūra. Hipromeliozė – tai celiuliozės eteris, kuriam būdinga linijinė struktūra. Karbomerai – tai poliakrilinės rūgšties dariniai, kuriuose polimerai sudaro kryţmines jungtis su polialkenų eteriais ar divinilo glikoliu. Kryţminės jungtys molekulės struktūroje ir lemia didesnį medţiagos klampumą bei gebą suformuoti tvirtas matricas, esant nedidelei medţiagos koncentracijai [54].
4 4 ,3 3 7 ,9 6 9 ,2 1 2 8 ,1 6 5 2 6 ,1 1 1 6 1 ,5 5 7 8 ,1 4 2 4 2 ,7 7 4 4 4 ,4 1 1 9 9 ,2 5 8 9 ,5 4 3 3 3 ,3 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 5 10 60 200
Apsisukimų skaičius per minutę
Klampa (mP
a*s)
1 proc. hipromeliozės gelio klampa 1 proc. karbomero 934 gelio klampa 1 proc. karbomero 940 gelio klampa
6 pav. Hipromeliozės bei karbomerinių gelių klampos priklausomybė nuo klampomačio rotoriaus apsisukimų skaičiaus per minutę
4.3. Gelio mikrobinio uţterštumo įvertinimas
Mokslininkų teigimu, ilgai laikant vandeninius hipromeliozės preparatus, juose stebimas mikroorganizmų augimas [7]. Buvo atlikti mikrobiologiniai tyrimai, siekiant įvertinti hipromeliozės gelio mikrobinį uţterštumą. 3 proc. koncentracijos šaltuoju būdu pagaminto hipromeliozės gelio pavyzdţiai buvo laikomi trijose skirtingose sąlygose: termostate („pagreitinto sendinimo metodas“), esant 40±1°C temperatūrai, kambario temperatūroje, esant 20±1°C ir šaldytuve, esant 4±1°C temperatūroms. Mikrobinis gelių uţterštumas tikrintas po 1 mėnesio laikymo atitinkamomis sąlygomis. Naudotas metodas, pagrįstas mėginio sėjimu į skystąsias ir standţiąsias mitybines terpes. Pastebėta, kad laikant terpes su tiriamosiomis medţiagomis, jos susidrumstė. Galima daryti prielaidą, kad drumstumą lėmė bakterijų bei grybelių augimas. Siekiant gauti tikslesnius rezultatus, buvo pasirinktas mikroskopinis tyrimo metodas, naudojant Gramo daţymo būdą. Stebint pro mikroskopą paruoštus
