Изучение влияния вспомогательных веществ на интервал температур застывания желатино-глицериновых основ

NovaInfo 40, с.1-6, скачать PDF
Опубликовано
Раздел: Физико-математические науки
Просмотров за месяц: 8
CC BY-NC

Аннотация

Статья посвящена биофармацевтическим исследованиям влияния добавок вспомогательных веществ на интервал температур застывания желатино-глицериновых гидрофильных основ мягких лекарственных форм.

Ключевые слова

ГЕЛИ, ЖЕЛАТИНО-ГЛИЦЕРИНОВЫЕ ГИДРОФИЛЬНЫЕ ОСНОВЫ, МАЗИ

Текст научной работы

Введение

Желатино-глицериновые основы (ЖГО) применяются для изготовления мягких лекарственных форм, таких как гели, защитные мази, кожные клеи, пленки. Указанные основы в соответствии с существующей классификацией основ для мягких лекарственных форм относятся к классу гидрофильных основ, поскольку компоненты смешиваются с водой в любых соотношениях. В классе гидрофильных основ ЖГО являются представителями натуральных основ белковой природы [2, 3, 6].

ЖГО могут содержать от 1% до 3% желатина, до 30% глицерина и 70-80% воды очищенной. Количество желатина определяет плотность и структурно-механические свойства основы. Количество глицерина определяет мягкость основы и быстроту ее высыхания. Природа компонентов определяет достоинства и недостатки ЖГО. К достоинствам относятся доступность и относительно низкая стоимость компонентов, технологическая простота приготовления основы, способность оказывать водоотнимающее действие и смешиваться с секретом слизистых оболочек [11]. Следует отметить, что поскольку желатин является продуктом денатурации белка соединительной ткани коллагена, то указанные основы проявляют выраженное сродство к кожным покровам и слизистым оболочкам организма. Недостатки ЖГО: низкая механическая прочность, склонность к микробной контаминации, несовместимость с рядом лекарственных веществ, склонность к высыханию и расслоению. Указанные недостатки определяют, прежде всего, область применения данных основ — защитные мази, кожные клеи, гели, пленки — и недолгий срок хранения получаемых мягких лекарственных форм.

Целью данного исследования являлись биофармацевтические исследования интервалов температур застывания желатино-глицериновых основ и оценка влияния на указанные интервалы температур добавок различных вспомогательных веществ (эмульгаторов, консервантов, витаминов).

Материалы и методы исследования

При выполнении экспериментальных исследований были использованы следующие основоносители и вспомогательные вещества, соответствующие нормативной документации: желатин, глицерин, вода очищенная, нипагин, борная кислота, салициловая кислота, бензоат натрия, эмульгаторы ТВИН-80 и Т-2, аскорбиновая кислота, тиамина гидрохлорид, витамин Е в виде раствора в рафинированном подсолнечном масле.

Определение интервала температур застывания основы проводили, трехкратно получая смесь соответствующего состава и фиксируя температуру начала и конца застывания с точностью ± 0,5оС.

Результаты и их обсуждение

Применение методов фазового анализа для ЖГО сводится к определению интервалов температур размягчения и застывания основы. Дело в том, что структура ЖГО принципиально отличается от структуры гидрофильно-липофильных суппозиторных основ, включающих масло какао, вазелин, ланолин, парафин, пчелиный воск, низкомолекулярный полиэтилен и другие компоненты. Переход раствора, содержащего желатин, в студень или студня в раствор совершается непрерывно в определенном интервале температур. В этом случае не существует температур, подобных температурам кристаллизации или плавления. Если для суппозиторных основ интервалы температур плавления и застывания совпадают, то для ЖГО характерным признаком является как раз несовпадение температурных интервалов плавления и застывания. Из литературных данных [12] известно, что интервал температур плавления смещен относительно интервала температур застывания в сторону более высоких значений, т.е. для ЖГО имеет место гистерезис температур.

Структура ЖГО формируется при набухании белковых молекул желатина и представляет собой студень — структурный каркас из молекул желатина, в полостях которого расположены остальные компоненты основы. Связи между элементами желатинового студня водородные и диполь-дипольные, поэтому каркас данного студня непрочный и легко деформируется и разрушается. Наличие пространственной сетки в студне препятствует перемешиванию компонентов в мягкой лекарственной форме, поэтому высвобождение веществ из структурного каркаса студня и химические реакции в студне идут с небольшой скоростью. В плане высвобождения веществ это обеспечивает пролонгированное действие мягкой лекарственной формы с желатино-глицериновой основой.

Для желатинового студня имеет место явление синерезиса, т.е. самопроизвольное выделение жидкости из объема студня. Это сопровождается уплотнением структурного каркаса и уменьшением объема студня (рис. 1, 2). Такое расслоение желатинового студня является необратимым и делает мягкие лекарственные формы непригодными для использования.

Защитные мази, кожные клеи и гели на ЖГО должны размягчаться при температуре тела человека при нанесении на кожу и слизистые оболочки. В связи с этим интервал температур размягчения/застывания основы выходит на первый план. Для проведения экспериментальных исследований нами была выбрана основа с традиционным составом: желатин — 3%, глицерин — 27%, вода 70%.

Схема синерезиса в желатино-глицериновых основах расположение молекул желатина.
Рисунок 1. Схема синерезиса в желатино-глицериновых основах расположение молекул желатина
Схема синерезиса в желатино-глицериновых основах петли структурного каркаса, заполненные водой, глицерином и другими компонентами основы).
Рисунок 2. Схема синерезиса в желатино-глицериновых основах петли структурного каркаса, заполненные водой, глицерином и другими компонентами основы)

В состав мазей входят различные сочетания вспомогательных веществ: эмульгаторов, консервантов, витаминов. Для оценки влияния добавок вспомогательных веществ на интервал температур застывания ЖГО эмульгаторы Т-2 и ТВИН-80 добавляли в нагретую (жидкую) основу и перемешивали. Консерванты (нипагин, борную кислоту, салициловую кислоту, бензоат натрия) и витамины (витамин С, тиамина гидрохлорид) также добавляли в нагретую жидкую основу в виде тонкодисперсных порошков, после чего тщательно перемешивали и добивались полного растворения компонентов. Витамин Е добавляли в виде масляного раствора. Поскольку мазевые основы, как и основы других мягких лекарственных форм, могут содержать вспомогательные вещества в различных пропорциях, для некоторых веществ были проанализированы несколько концентраций. Данные исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1. Интервал температур деформации ЖГО с вспомогательными веществами

Основа + наполнитель

Температура деформации основы, оС

Чистая желатино-глицериновая основа

22-46

эмульгаторы

ЖГО + эмульгатор Т-2 (1%)

18-40

ЖГО + эмульгатор Т-2 (3%)

18-36

ЖГО + эмульгатор ТВИН-80 (1%)

21-44

ЖГО + эмульгатор ТВИН-80 (3%)

21-43

консерванты

ЖГО + нипагин (0,1%)

23-45

ЖГО + борная кислота (0,1%)

22-41

ЖГО + салициловая кислота (0,1%)

23-44

ЖГО + бензоат натрия (0,1%)

23-41

витамины

ЖГО + витамин С (0,05%)

23-40

ЖГО + витамин С (0,1%)

24-37

ЖГО + тиамина гидрохлорид (1%)

25-38

ЖГО + витамин Е (1%)

20-33

ЖГО + витамин Е (3%)

20-31

Как следует из представленных результатов, характер влияния эмульгаторов на интервал температур застывания ЖГО совпадает с характером влияния веществ данного класса на температуру плавления/кристаллизации суппозиторных основ. Добавки эмульгаторов Т-2 и ТВИН-80 понижают температуру начала застывания ЖГО, причем этот эффект более выражен для эмульгатора Т-2.

Консерванты — нипагин и сорбиновая кислота — практически не оказывают влияния на интервал температур застывания ЖГО. Добавки борной кислоты и бензоата натрия в качестве консервантов понижают температуру начала застывания ЖГО примерно на 5 градусов. При этом нижняя граница интервала температур застывания остается без изменений.

Добавки витаминов — аскорбиновой кислоты и тиамина гидрохлорида — сужают температурный интервал застывания ЖГО за счет сдвига верхней границы застывания в более низкотемпературную область. Витамин Е при введении в ЖГО в виде масляного раствора существенно снижает температуру начала застывания (на 15 градусов) и сужает тем самым температурный интервал застывания.

Данные биофармацевтических исследований желатино-глицериновых мазевых основ позволили соотнести их реакцию на добавки вспомогательных веществ с полученными ранее экспериментальными результатами. Как было показано в [1, 4, 5, 7-10] традиционные липофильные основы мягких лекарственных форм, включающие компоненты природного происхождения (вазелин, масло какао, парафин, пчелиный воск), чувствительны к добавкам витаминов и менее чувствительны к добавкам консервантов. Чувствительность проявляется, как правило, в существенном сдвиге (до 10 градусов) нижней границы интервала температур плавления в сторону более низких значений.

Мазевые ЖГО также более чувствительны к добавкам витаминов. Сдвиг температур застывания ЖГО в более низкотемпературную область является весьма существенным.

Выводы

  1. Количественно оценено влияние вспомогательных веществ на интервал температур застывания желатино-глицериновых основ мягких лекарственных форм, содержащих 3% желатина. Это позволяет решить частные вопросы фармацевтической технологии, касающиеся совместимости компонентов в мягких лекарственных формах и оценить влияние сочетания компонентов на интервал температур размягчения/застывания и плавления/кристаллизации;
  2. Обобщено влияние эмульгаторов, консервантов и витаминов на интервал температур размягчения/застывания и плавления/кристаллизации различных основ мягких лекарственных форм. В плане совместимости компонентов и рациональности рецептур мягких лекарственных форм данные биофармацевтические исследования являются очень важными.

Читайте также

Список литературы

  1. Григорьева, У.А. Фазовое состояние смесей на основе масла какао, парафина и пчелиного воска для мягких лекарственных форм / Григорьева У.А., Миняева О.А., Куприянова Н.П. // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. - №6. – С. 38-43.
  2. Государственная Фармакопея Российской Федерации XII издание. Часть I / Издательство «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008. – 704 с.
  3. Государственная Фармакопея СССР XI издание. Вып. 1. – М.: Медицина, 1987.– 336 с.
  4. Зайцева, Е.В. Температура плавления традиционных мазевых основ как один из биофармацевтических и технологических показателей при производстве мазей / Зайцева Е.В., Миняева О.А. // NovaInfo.Ru (Электронный журнал.) – 2015 г. – № 38; URL: http://novainfo.ru/archive/38/temperatura-plavleniya-traditsionnykh-mazevykh-osnov
  5. Куприянова, Н.П. Выбор оптимальной основы для медицинских карандашей с йодопироном / Н.П. Куприянова, В.А. Лиходед, О.А. Миняева, Ю.В. Шикова, З.Р. Нова // Бутлеровские сообщения, 2014. – Т. 37. - № 3. – С. 125-128.
  6. Мази. ОФС 1.4.1.0008.15. Режим доступа: http://www.citofarma.ru/
  7. Миняева, О.А. Фазовый анализ бинарных смесей компонентов, составляющих основу мягких лекарственных форм / О.А. Миняева, А.Р. Ворожейкина, Н.П. Куприянова, Э.А. Яруллина, О.В. Трифонова // Фундаментальные исследования, 2014. – № 8-1. – С. 119-123.
  8. Миняева, О.А. Влияние добавок неионогенных ПАВ в качестве эмульгаторов на температуру плавления основы мягких лекарственных форм. / О.А. Миняева, Н.П. Куприянова, У.А. Григорьева // Современные проблемы науки и образования, 2015. – № 1 – С. 1980.
  9. Миняева О.А. Влияние добавок консервантов и витаминов на температуру плавления основы мягких лекарственных форм. / О.А. Миняева, Н.П. Куприянова, У.А. Григорьева, А.С. Сидорченко, М.Н. Зацепина // Современные проблемы науки и образования, 2015. – № 1 – С. 1866.
  10. Миняева О.А. Использование фазовых диаграмм состояния «жидкость – пар» для определения качества спиртовых настоек и экстрактов / О.А. Миняева, Э.А. Яруллина, О.В. Трифонова, А.Р. Ворожейкина // Современные проблемы науки и образования, 2014. – № 5. – С. 804.
  11. Фармацевтическая разработка: концепция и практические рекомендации. Научно-практическое руководство для фармацевтической отрасли // Под ред. Быковского С.Н. и др. – М.: Изд-во «Перо», 2015. – 472 с.
  12. Физическая и коллоидная химия: учеб. для фармац. вузов и факультетов / под ред. проф. Беляева А.П. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 700 с.

Цитировать

Куприянова, Н.П. Изучение влияния вспомогательных веществ на интервал температур застывания желатино-глицериновых основ / Н.П. Куприянова. — Текст : электронный // NovaInfo, 2016. — № 40. — С. 1-6. — URL: https://novainfo.ru/article/4183 (дата обращения: 16.05.2022).

Поделиться