1.3. Фармакокинетика и фармакодинамика

Фармакокинетика характеризует изменения концентрации фармакологических или лекарственных веществ в течение определенного времени в биологических жидкостях, органах и тканях. Фармакодинамика описывает изменения морфологических показателей, физиологических функций, различных биологических процессов в зависимости от скорости поступления лекарственного вещества в биологические жидкости и от его концентрации в них.

При разработке новых лекарственных препаратов обязательно учитывают химический состав и физическое состояние лекарственного вещества и подбирают рациональную лекарственную форму. При выборе лекарственной формы важно знать цель применения лекарственного препарата. Например, в офтальмологии применяют глазные капли, глазные пленки. В том случае, когда требуется кратковременное действие лекарственного вещества, например атропина сульфата, расширяющего зрачок для просмотра сосудов глазного дна, более рационально использовать его в глазных каплях. В то же время, пилокарпина гидрохлорид, используемый при лечении глаукомы (повышенного внутриглазного давления), целесообразно применять в виде глазных пленок. Это позволяет сократить введение препарата до 1—2 раз в сутки по сравнению с глазными каплями, которые применяют с интервалом в 2 — 3 ч. В настоящее время созданы интраокулярные лекарственные пленки, созданные на основе коллагена, синтетических или полусинтетических полимеров.

Пленки используют в хирургической практике. Их вводят в переднюю камеру глаза при хирургических вмешательствах, чтобы исключить повторное инфицирование глаза, которое может возникнуть на 5 —7-е сутки после операции. Пленки, содержащие соответствующие лекарственные вещества, могут заменить субконъюнктивальные инъекции.

Правильный выбор лекарственной формы — необходимое усло­вие обеспечения оптимального действия лекарственного вещества. Лекарственная форма оказывает значительное влияние на действие включенного в нее вещества. Сравнительная оценка порошков, таблеток, суппозиториев, растворов, ректальных мазей, содержащих ацетилсалициловую кислоту, эфедрина гидрохлорид, эуфиллин, стрептоцид, сульфадиметоксин, витамин К в одинаковых концентрациях, показала, что существует значительная разница в скорости всасывания и времени нахождения в организме. При введении экстракта сенны слабительный эффект (в опытах на кошках) наступал при использовании суппозиториев через 3,0 — 3,5 ч, порошка — через 4 ч, таблеток — через 7 ч.

Наибольшее влияние на биологическую доступность при изготовлении лекарственных препаратов по индивидуальным рецептам оказывают физическое состояние лекарственного вещества,

правильный выбор вспомогательных веществ и фармацевтическая технология.

Многие лекарственные вещества существуют в нескольких полиморфных модификациях, различающихся фармакологической активностью. Например, сульфадиметоксин, резорцин имеют две полиморфные формы, ацетилсалициловая кислота — пять. Хлор-амфеникол пальмитат, применяемый в педиатрии, имеет три кристаллические модификации (А, В, С) и одну аморфную. Наибольшая активность установлена для кристаллической формы В. Чаще более активными формами являются аморфные. Например, кристаллическая форма новобиоцина практически не всасывается по сравнению с аморфной. Полиморфные превращения возможны в процессе очистки, изготовления препарата, при нарушении условий хранения. Например, стрептоцид имеет три модификации, при этом если его измельчают более 10 мин, третья активная форма переходит в неактивную, что следует учитывать при изготовлении порошков, суспензий, мазей суспензи­онного типа и др.

Знание свойств лекарственных и вспомогательных веществ (характер кристаллов, растворимость в том или ином растворителе, степень гидрофильности и др.) позволяет выбрать оптимальный вариант технологии. Если лекарственное вещество невозможно ввести в растворенном виде, его измельчают, солюбилизируют или подвергают иным технологическим операциям.

Вопросам измельчения в фармацевтической технологии придают особое значение. Размер частиц в значительной степени влияет на фармакологическую активность препарата. Известно, что с уменьшением размера частиц и увеличением свободной поверхности резко увеличивается поверхностная энергия измельчаемого лекарственного вещества — энергия Гиббса (G_mm) в изобарно-изотермическом процессе.

Измельчение может существенным образом влиять на фармакологическую активность лекарственных веществ вследствие изменения процессов их всасывания. При тонком измельчении лекарственные вещества лучше растворяются, быстрее и полнее участвуют в биохимических реакциях в соответствии со вторым началом термодинамики, указывающим естественное направление процесса (G_max-> C_min). Например, применение гризеофульвина, сульфаниламидов, ацетилсалициловой кислоты в виде порошков с размером частиц 2 — 5 мкм повышает их эффективность по срав­нению с промышленными таблетированными образцами вдвое. Это позволяет снизить концентрацию вещества, опасность токсического действия, повысить экономический эффект без ущерба для фармакологического действия.

Однако высокая дисперсность может привести к снижению фармакологической активности в результате:

1. гидролитической деструкции, снижения стабильности в присутствии пищеварительных ферментов из-за значительной поверхности контакта вещества с биологической жидкостью;

2. увеличения побочного действия, токсичности (из-за быстрого всасывания, создания высоких концентраций в крови);

3. слишком быстрого выведения лекарственного вещества из организма;

4. химической деструкции веществ под действием кислорода, углерода диоксида и др.;

5. адсорбции из воздуха на поверхности частиц газов, влаги, пыли;

6. сорбции вещества на стенках измельчающей и другой аппаратуры (производственные потери);

7. агрегации, агломерации, конденсации частиц, что отразится на скорости растворения и всасывания.

Получение оптимального размера частиц, равномерное распределение лекарственного вещества в общей массе (объеме) препарата, т.е. достижение однородности при минимальном количестве вспомогательных веществ — основная задача технолога. Особенно усложняется эта задача при изготовлении порошков, суспензий, суспензионных мазей и др. Необходимый размер частиц порошка получают при следующих условиях: правильном выборе ступки или иного измельчающего аппарата; соблюдении определенной последовательности измельчения и смешивания, особых правил и приемов технологии, оптимального времени измельче­ния.

Не меньшее значение в технологии лекарственных форм имеет правильный выбор вспомогательных веществ. Ни один из фармацевтических факторов не оказывает столь сложного и значительного влияния на действующие вещества, как вспомогательные ингредиенты: Они не являются индифферентными и всегда, так или иначе, влияют на процесс высвобождения и всасывания лекарственного вещества. Поэтому в каждом конкретном случае выбор вспомогательного вещества должен быть индивидуальным по отношению к лекарственному веществу.

Среди факторов, оказывающих значительное влияние на высвобождение лекарственных веществ из мазей и суппозиториев, следует отметить основу, ее тип (гидрофильная, гидрофобная, дифильная), вязкость, физико-химические свойства составляющих ее вспомогательных веществ, концентрацию применяемых эмульгаторов, поверхностно-активных веществ (ПАВ), активаторов или пролонгаторов всасывания. Вязкость, например, влияет на скорость высвобождения лекарственных веществ из мази (их диффузию), дальнейшее всасывание или местное воздействие на клетки кожи, слизистой оболочки или рецепторы.

При исследовании влияния вида основы и применяемых ПАВ установлено, например, что стрептомицина сульфат ограничен но всасывается при ректальном введении суппозиториев, изго­товленных на основе масла какао. Добавление ПАВ (наилучший эффект обеспечивает твин-80) позволяет создать в крови кроликов терапевтические концентрации антибиотиков (выше 15 мкг/мл) в течение 4 ч и обеспечить противотуберкулезное действие.

Хорошо известна способность диметилсульфоксида (димекси-да, ДМСО) легко проникать через неповрежденную кожу, транспортировать, депонировать и пролонгировать поступление лекарственных веществ в организм.

Правильный выбор вспомогательных веществ позволяет сни­зить концентрацию лекарственного вещества при сохранении терапевтического эффекта.

Влияние технологического процесса на фармакологическую активность препарата чрезвычайно велико. Совершенствование технологии, выбор оптимального варианта изготовления, применение современных средств механизации приводит к повышению качества препарата. Улучшаются физико-химические характеристики лекарственной формы, однородность, повышается антимикробная стабильность, что исключает разрушающее действие ферментов микроорганизмов, материалов аппаратуры и других по­вреждающих факторов.[2]