УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Для студентов фармацевтических институтов

Технология

лекарственных

форм

В двух томах

ТОМ 2

Под редакцией Л. А. ИВАНОВОЙ

Москва «Медицина» 1991

Допущено Главным управлением подготовки и использования медицинских кадров Министерства здравоохранения СССР в качестве учебника для студентов фармацевтических институтов и фармацевтических факультетов медицинских институтов

ББК 35.66 Т38

УДК 615.45.014.2(075.8)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Р В. БОБЫЛЕВ, Г. П. ГРЯДУНОВА, Л. А. ИВАНОВА, Н. С. ИГНАТЬЕВА, Л. М. КОЗЛОВА, А. И. ТЕНЦОВА

Рецензенты: В. И. ЧУЕШОВ, проф., зав. кафедрой технологии готовых лекарственных средств Харьковского фармацевти­ческого института; В. А. ГОЛОВКИН, проф., зав. кафедрой технологии лекарств Запорожского медицинского института.

Технология лекарственных форм: Учебник Т 38 в 2-х томах. Том 2/Р. В. Бобылев, Г. П. Грядуно-ва, Л.А.Иванова и др., Под ред. Л.А.Ивано­вой.— М.: Медицина, 1991.— 544 с: ил.— (Учеб. лит. Для студ. фарм. ин-тов). — ISBN 5-225-00824-0

В учебнике рассмотрены теоретические и практические основы изготовления лекарственных форм в условиях химико-фармацевтических заводов и фабрик. Описана новейшая аппаратура, предназначенная для проведения отдельных и комплексных технологических процессов. Изложены совре­менные позиции совершенствования технологии лекарствен­ных препаратов.

ББК 35.66

4107030000—197 039(01)—91

© Коллектив авторов, 1991

ISBN 5-225-00824-0

Готовые лекарственные средства в рецептуре аптек в среднем составляют 80%, их количество постоянно увеличивается и к 2000 г. должно достичь 95 %. В свя­зи с этим возрастает и роль предмета — технологии лекарственных форм промышленного производства, цель которого — научить студента в условиях фарма­цевтических производств готовить растворы, таблетки, капсулы, суппозитории, инъекционные лекарственные формы, галеновые и новогаленовые препараты, про­водить их стандартизацию и анализ технологических показателей, определять влияние фармацевтических факторов на терапевтическую эффективность лекар­ственных препаратов и обеспечивать правильное их хранение.

В настоящее время производство препаратов сосре­доточено в основном на предприятиях двух ведомств: Министерства медицинской промышленности СССР и Министерства здравоохранения СССР и' министерств союзных республик. Предприятиями министерства медицинской промышленности выпускаются почти все группы препаратов. Фармацевтические фабрики яв­ляются предприятиями министерств здравоохранения. Их номенклатура ограничена выпуском главным об­разом галеновых препаратов. Некоторые препараты производятся предприятиями других ведомств.

Улучшение лекарственной помощи определяет не­обходимость увеличения количества и качества пре­паратов; повышение культуры обслуживания и уско­рение их отпуска; значительное расширение ассорти­мента лекарственных форм, что позволит врачу вы­брать наиболее рациональные из них; повышение ка­чества лекарственных средств, внедрение прогрессив­ных технологий, контроль технологических процессов

и продукта в целом, улучшение условии транспорти­ровки и хранения.

Курс технологии лекарственных форм промышлен­ного производства базируется на знании студентом таких предметов, как органическая, неорганическая, физическая и коллоидная, фармацевтическая химия, фармакогнозия и др.

Учебник подготовлен с учетом многолетнего опыта преподавания кафедры технологии готовых лекарст­венных средств и рекомендаций кафедры педагогики и медицинской психологии I ММИ им. И. М. Сечено­ва Основное внимание уделено теоретическим вопро­сам технологии лекарственных форм, которые не на­шли отражения в руководстве к лабораторным заня­тиям по этой дисциплине (М., Медицина, 1986 г.).

В отличие от ранее издававшейся учебной литера­туры по технологии лекарственных форм в учебнике нашли отражение новые направления в фармации, обогатившие технологию промышленного производства более совершенными процессами, аппаратами и авто­матическими линиями. Значительные изменения про­изошли и в области организации заводского изготов­ления, стандартизации и технологического анализа лекарственных препаратов.

В учебнике представлены сведения об организации промышленного производства всех групп лекарствен­ных препаратов, специальном оборудовании для тех­нологических процессов.

Впервые в учебный материал включены разделы о ферментах микробиологического синтеза и иммоби­лизованных ферментах, лекарственных системах с контролируемым и регулируемым высвобождением веществ.

Учебник состоит из 24 глав, отражающих совре­менное состояние технологии таблеток, драже, гранул, растворов для инъекций, настоек, экстрактов, мазей, ректальных лекарственных форм и других. Наиболее полно представлены главы по вопросам приготовления таблеток и лекарственных форм, требующих асепти­ческих условий технологии, так как они имеют наи­больший удельный вес в промышленном производстве. Например, таблетки составляют около 50 % от общего ассортимента лекарственных препаратов и объемы из изготовления во всем мире ежегодно возрастают в среднем на 10.—15 %

Кроме того, в технологии таблеток перспективными являются методы прямого прессования, раздельного прессования лекарственных веществ, получение много­слойных таблеток, сухого компактирования путем вальцевания порошковых смесей. В ампульном про­изводстве широкое применение находит вакуумный способ кассетного ампулирования, комбинация паро-конденсационного, ультразвукового и турбовакуумного методов мойки ампул, что также наиболее полно от­ражено в соответствующих разделах учебника.

Другие разделы учебника — суспензии, эмульсии, суппозитории, мази и т. д. — представлены в меньшем объеме, в них отражена лишь специфика промыш­ленного производства. При рассмотрении технологии этих лекарственных форм следует базироваться на тех же теоретических положениях, что и при аптечном производстве (том 1). Так, например, в томе 1 подроб­но изложены характеристика вспомогательных ве­ществ, теоретические вопросы стабилизации лекарст­венных форм как гетерогенных систем, классификация и характеристика ПАВ, используемых для этой цели и др.

Для лучшего усвоения учебного материала каждая глава заканчивается контрольными вопросами.

Авторы с благодарностью примут все критические замечания и пожелания.

Глава 1

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ СОВРЕМЕННЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ

Научно-техническая революция поставила перед фармацевтической технологией ряд новых теоретиче­ских и практических вопросов, решение которых по­зволяет качественно изменить подход к созданию ле­карственных препаратов. Уже не лекарственное ве­щество, а препарат (с рассмотрением сложных вза­имоотношений между всеми его компонентами и их совокупного влияния на эффективность биологически активного агента) стал объектом изучения и оконча­тельной оценки. Особая роль при этом отводится ле­карственной форме. Лишь те лекарственные формы могут считаться рациональными, которые способны обеспечить оптимальное действие лекарственного ве­щества, его биологическую доступность. К современ­ным лекарственным формам могут быть отнесены и традиционные (например, таблетки, суппозитории, мази и др.), если они обеспечивают рациональную фармакотерапию.

Основным направлением в развитии технологии лекарственных форм является совершенствование ре­гулируемости и направленности действия биологиче­ски активных веществ. Разработаны системы с регу­лируемым высвобождением действующих веществ, ко­торые обеспечивают быстрое достижение эффекта и длительное удерживание веществ на постоянном уров­не терапевтической концентрации в плазме крови. Применение лекарственных форм этого типа дает воз­можность уменьшить курсовую дозу, устранить раз­дражающее действие лекарственных веществ на же­лудочно-кишечный тракт, уменьшить частоту проявле­ния побочных эффектов.

Среди пероральных лекарственных форм с регули­руемым высвобождением лекарственных веществ ши-

рокое применение находят таблетки с различными покрытиями; многослойные, содержащие слои с быст­рым и медленным высвобождением биологически ак­тивных ингредиентов; быстро растворяющиеся и др (см главу 9) Капсулы, микрокапсулы, микродраже, содержащие вспомогательные вещества с определен ными физико-химическими свойствами и разными оболочками, позволяют регулировать высвобождение лекарственных веществ (см. главу 11). Спансулы представляют собой твердые желатиновые капсулы, наполненные микрокапсулами или микродраже, с раз­личной скоростью высвобождения лекарственных ве­ществ. Обычно смешивают несколько типов микро­драже и микрокапсул (от 50 до 400 штук) в опреде­ленных соотношениях и наполняют ими капсулы

В медицинскую практику входят иммобилизован­ные препараты, в которых лекарственное вещество физически или химически связано с твердым носите­лем — матрицей с целью его стабилизации или про­лонгирования действия. Иммобилизация лекарствен ных веществ на синтетических и природных матрицах уменьшает дозы и частоту введения лекарственных препаратов, защищает ткани от их раздражающего действия Иммобилизационные препараты благодаря наличию сополимерной матрицы способны адсорби­ровать токсические вещества, а в ряде случаев инду­цировать выработку интерферона. В настоящее время используют иммобилизованные препараты ферментов, гормонов, мукополисахаридов, железопроизводных декстранов и альбумина, у-глобулинов, нуклеиновых кислот, интерферона и др. Иммобилизованные фер­менты рассмотрены в главе 19.

В последние годы проводятся исследования по разработке твердых дисперсных систем. Они состоят из лекарственного вещества, диспергированного путем сплавления или растворения (с последующей отгонкой растворителя) в твердом носителе — матрице. Лекар­ственное вещество находится в них в молекулярно-дисперсном состоянии, а это приводит к значительно­му увеличению скорости растворения плохо раствори­мых веществ.

Изменяя физико-химические свойства полимеров-носителей (молекулярную массу, растворимость), мож­но регулировать снабжение организма лекарствен­ными веществами.

Среди лекарственных форм с регулируемой ско­ростью высвобождения лекарственных веществ паи большего внимания заслуживают так называемые те­рапевтические системы, которые в зависимости от спо­соба применения принято разделять на пероральные, транедермальные и др.

Широкое распространение получила пероральная система «орос», в которой высвобождение лекарст­венных веществ регулируется за счет действия осмо­тического давления.

Система «орос» представляет собой перфорирован­ную покрытую оболочкой таблетку, которая состоит из ядра и полупроницаемой мембраны с отверстием. Вода проникает через мембрану внутрь таблетки, рас­творяет лекарственное вещество, находящееся в ядре. Раствор внутри мембраны насыщается и под дейст­вием осмотического давления выходит через отверстие мембраны. Объем растворителя, поступающего через мембрану, равен объему, удаляемому через отверс­тие. Важным критерием является выбор полимера, используемого для изготовления мембраны, которая не только регулирует скорость высвобождения лекар­ственных веществ, но и обеспечивает постоянный объ­ем растворителя в процессе растворения ядра. Мем­брана должна иметь достаточную механическую проч­ность, быть без трещин, иметь устойчивость к дейст­вию желудочного сока. Для изготовления мембран чаще всего используют целлюлозы ацетат, проницае­мость регулируют с помощью пластификаторов. Раз­мер отверстия мембраны составляет 250—300 мкм, для его получения используют лазерную технику. Луч лазера испаряет или прожигает материал мембраны, не затрагивая содержимого ядра таблетки. Напри­мер, система «орос» содержит 85 мг индометацина. Скорость высвобождения индометацина из лекарствен­ной формы составляет 10 мг/ч. Отмечена относитель­но постоянная концентрация лекарственных веществ в плазме крови в течение 18 ч. Результаты клиниче­ского применения индометацина в виде осмотической системы показали большую эффективность при остео-артритах и ревматоидных артритах по сравнению с действием таблеток индометацина. Наблюдалось сни­жение проявлений побочных эффектов со стороны ЦНС. и желудочно-кишечного тракта.

Для проведения системной терапии все большее

применение находят трансдермальные терапевтические системы (ТТС)

ТТС представляет собой удобную для применения на коже форму, содержащую лекарственные и вспо­могательные вещества.

Принципом создания ТТС является регулирование скорости поступления лекарственных веществ через кожу. С точки зрения физико-химических законов диффузии, кожа рассматривается как простая мембра­на. Скорость высвобождения лекарственных веществ зависит от площади поверхности участка кожи, на ко­тором находится лекарственное вещество, и от его концентрации.

Основным условием постоянного поступления ле­карственных веществ в организм является регулируе­мая мембраной скорость их высвобождения. Обычно ТТС состоит из 4 слоев. Наружный непроницаемый слой предотвращает действие факторов среды на ста­бильность и скорость высвобождения действующих веществ. Второй слой представляет резервуар, содер­жащий препарат. Затем следует мембрана, регули­рующая скорость высвобождения лекарственных ве­ществ. Последний липкий слой содержит небольшое количество препарата, необходимое для немедленной адсорбции и создания терапевтических концентраций в плазме крови. Чаще всего ТТС имеет круглую фор­му, предназначенную для накладывания за ухо, где расположен участок кожи, имеющий благоприятные условия для адсорбции лекарственных веществ. ТТС «Transderm-Nitro» и «Nitro-Dur» представляют мно­гослойную ламинированную систему мембран толщи­ной 0,2 мм Наружный слой состоит из алюминизиро-ванного полиэфира, который предохраняет ТТС от попадания влаги и предотвращает испарение нитро­глицерина. Резервуар содержит нитроглицерин и лак­тозу в вязкой силиконовой жидкости. Мембрана из­готовлена из сополимера этиленвинилацетата и про­ницаема для нитроглицерина. Адгезивный слой пред­ставлен силиконовым каучуком. Промышленность США освоила выпуск «Transderm-Nitro» двух разме­ров — 10 и 20 см². Терапевтической дозой считают вы­свобождение нитроглицерина, равное 0,5 мг/см² за 24 ч. В ФРГ разработана ТТС с клонидином, обеспе­чивающая постепенное высвобождение препарата в течение недели и способная заменить двухразовый

10

прием обычных таблеток клонидина по 0,5 мг и одно­кратный прием в сутки таблеток пролонгированного действия, содержащих 0,25 мг лекарственного веще­ства.

Номенклатура лекарственных веществ, вводимых в ТТС, во многих странах с каждым годом расширяет­ся. Изучается возможность использования в ТТС гор­монов. Созданы ТТС, содержащие производные бен-зодиазепина, препараты сердечно-сосудистого дейст­вия (Р-блокаторы), анальгетики и др.

Большие перспективы в области лекарственной те­рапии связывают с направленной доставкой лекарствен­ных веществ к органу, ткани или клеткам Направлен­ная доставка позволяет значительно снизить токсич­ность лекарственных веществ и экономно их расходо­вать, так как, по имеющимся данным, около 90 % при­меняемых з настоящее время лекарственных средств не достигает цели. Ряд авторов предлагают разделить существующие системы доставки на три большие груп­пы с учетом размеров носителей, механизма действия и уровня доставки препаратов (см. ниже)

Поколения

носителей

Мишени

Размеры,

мкм

Носители

Органы

Ткани

3 Клетки

Антитела Гликопро теиды

Микрокапсулы Нанокапсулы Микросферы Наносферы

Липосомы

Носители лекарственных веществ первого поколе­ния (микрокапсулы, микросферы) предназначены для внутрисосудистого введения вблизи определенного органа или ткани. Микрокапсулы рассмотрены в главе 11. Микросферы представляют собой мат­ричные системы, в которых диспергировано лекарст венное вещество. При изготовлении микрокапсул и микросфер для направленной доставки препаратов предпочтение отдается синтетическим и природным биоразрушаемым материалам, таким как поли-(О.Ь)-лактоза, альбумин, фибриноген. Микрокапсулы и мик­росферы, содержащие цисплатин, 5-фторурацил, мето-трексат, митомицин С, вошли в арсенал противоопу­холевых средств.

Носители лекарственных веществ второго поколе-

п

ния (нанокапсулы, наносферы, липосомы) размером менее 1 мкм объединяются в одну группу и носят на­звание коллоидных носителей. Они распределяются преимущественно в тканях, богатых клетками ретику-лоэндотелиальной системы: селезенке, печени. Нано­капсулы получают полимеризацией мицелл. При определенных условиях (температура, значение рН среды, скорость перемешивания) солюбилизирован-ный раствор лекарственного вещества взаимодейст­вует с раствором полимеризирующего агента. Нано-частицы, диспергированные в воде, могут давать про­зрачные или опалесцирующие растворы, вводимые парентерально Наибольшее внимание привлекают нанокапсулы, изготовленные из полиалкил-2-цианакри-латов и природных полимеров желатина, декстрана, альбумина сыворотки крови Разработаны методы по­лучения нанокапсул с фенобарбиталом, диазепамом, преднизолоном, инсулином, простагландинами.

Наносферы представляют собой липидные час­тицы размером, не превышающим 0,2 мкм, которые включают адсорбированное вещество. При получении наносфер обычно используют соевое масло, лецитин, пальмитиновую кислоту Разработаны наносферы с цитостатиками, кортикостероидами. Ко второму по­колению можно отнести и эритроциты. Если их на­грузить лекарственными веществами, а к поверхности присоединить антитела определенной специфичности, то эритроциты будут циркулировать в организме, до­ставляя биологически активные вещества к органу-мишени

Высокая степень избирательности достигается при использовании липосом в качестве носителей лекар­ственных веществ. Липосомы — искусственно по­лучаемые, замкнутые, сферические частицы, образо­ванные бимолекулярными липидными слоями, чаще всего фосфолипидами, в пространстве между кото­рыми содержится среда формирования. Благодаря особенностям структуры липосомы могут использо­ваться для доставки как гидрофильных (заключенных в водное пространство), так и гидрофобных (заклю­ченных в липидные бислои) лекарственных веществ В настоящее время разработаны методы, позволяющие создавать однослойные липосомы диаметром более 1000 А и многослойные, диаметром 2—10 мкм. В за­висимости от размеров, физико-химических свойств

12

и липидного состава варьируют фармакокинетическне параметры липосом: скорость клиренса лекарственно­го вещества с участка инъекции, а также из плазмы крови; доставка к органу-мишени; распределение в органах и тканях. Липосомы можно вводить как перо-рально, так и парентерально, при этом в большинстве случаев отмечено повышение терапевтического эффек­та и пролонгирование действия лекарственных ве­ществ, что частично обусловлено их задержкой в сис­теме циркуляции и замедленным разрушением фер­ментами плазмы. Известно, что липосомы захватыва­ются способными к фагоцитозу клетками — макрофа­гами, лимфоцитами, фибробластами и могут исполь­зоваться для внутриклеточной доставки веществ, ко­торые пассивно не проникают через цитоплазматиче-скую мембрану клеток.

Изучается возможность использования липосом для доставки ферментов, хелатирующих и химиотера-певтических агентов, при применении противовоспали­тельных, противовирусных и белковых препаратов (инсулина). Установлен гипогликемический эффект инсулина в липосомах на белых беспородных крысах с индуцированным сахарным диабетом. Получен вы­раженный статистически достоверный гипогликемиче­ский эффект при однократном введении инсулина. Снижение уровня глюкозы в крови начиналось через 1 ч после введения препарата, через 4 ч достигало максимального значения; действие продолжалось в те­чение 24 ч.

Учитывая сведения об избирательности захвата органами ретикулоэндотелиальной системы липосом, а также лимфоидно-макрофагальпын характер тубер­кулезных гранулем, предложено использовать для химиотерапии туберкулеза липосомальные формы про­тивотуберкулезных препаратов.

Изучено распределение включенного в лппосомы меченного по водороду ³Н-изониазида в органах ин-тактных мышей и тотально пораженных генерализо­ванным туберкулезом.

Как видно из табл. 1.1, наблюдалось значительное увеличение накопления лекарственного вещества в ор­ганах при введении его в виде липосомалыюй суспен­зии как у интактных, так и у инфицированных живот­ных,, причем включение липосомального нзонпазида тканью пораженного легкого было выше по сравнению

13

Таблица 11 Распределение изониазида в органах мышей, введенного внутривенно (7,5 мкг/кг) в виде раствора и в виде липосомальной суспензии

Орган

Средняя ;

масса органа (мг)

Группа жлвотиих

Включение изопназида

в органы, % введенной

дозы па 1 г ткани

раствор

14,31 ± 0,93 40,89 ± 1,1

7,4 ± 0,46 13,95 ± 1,5 36,3 ± 4,6

4,0 ± 0,39 10,34+ 1,33 2,29 ± 0,18 2,07 ± 0,23

9,5 ± 2,37

3,37 ± 0,48 12,8 ± 1,4

суспензия лнпосом

Интактные	Селезенка	140
	Печень	1400
	Легкие	160
С генерализо-	Селезенка	900
ванным тубер-	Печень	1500
кулезом	Легкие	680

Таблица 1.2. Бактерицидная активность липосомальных пре­паратов (введенных внутривенно) в тканях органов инфицированных

Гомогенаты органов, мм

Препарат

Число колоний мпкобактерпй

туберкулеза в гомогепатах органов

Изониазид, 7,5 мг/кг Стрептомицин,

25 мг/кг

контроль I раствор липосомы

Легкие (0,2)	53	101	37
Печень (2,0)	2000	2000	900
Легкие (0,2)	194	190	1 14
Селезенка (2,0)	740	520	357

с включением такового тканью здорового легкого. Спе­цифическая ткань легкого при туберкулезном воспа­лении обладает способностью к значительному вклю­чению лппосомалыюго изониазида.

В опытах подтвержден антибактериальный эффект липосомальных форм изониазида и стрептомицина. Из табл. 1.2 видно, что антибактериальная активность их при введении в липосомальной суспензии возрас­тала.

Носители лекарственных веществ третьего поколе­ния: антитела и гликопротеиды.

Антитела — белки глобулярной фракции сыво­ротки крови человека и теплокровных животных, обра­зующиеся в ответ на введение в организм различных

14

антигенов (бактерий, вирусов, белковых токсинов и др.). Их используют наиболее часто в качестве эле­ментов «узнавания», обеспечивающих высокий уровень избирательности действия лекарственных веществ при направленной доставке с использованием носителя (вектора), снабженного элементом «узнавания». Ис­пользование, например, ассоциации противоопухоле­вых лекарственных веществ с антителами обусловлено присутствием на поверхности злокачественных клеток антигенов, отсутствующих или редко встречающихся в здоровых клетках. Липосомы или нанокапсулы, со­держащие противоопухолевые вещества, связывают ковалентными связями с моноклональными телами, которые затем и направляются к органу-мишени.

Подобный подход использован для повышения эффективности тромболитических препаратов за счет придания им сродства к тромбу. Последнее достигает­ся использованием в качестве векторной молекулы фибриногена, а также поликлональных к нему антител Для будущих исследований большой интерес пред­ставляют гликопротеиды.

Гликопротеиды — полисахариды — белковые комплексы с ковалентной углевод-пептидной связью. Углеводная часть придает белку большую специфич­ность. Это своего рода векторные группы протеидов, «узнающие» участки других структур (макромолеку­лы, поверхности клеток). Рецепторы, взаимодействую­щие с гликопротеидами, локализуются в гепатоцитах, ретикулоцитах, макрофагах, фибробластах, щитовид­ной железе, лейкоцитах.

Носители третьего поколения открывают новые го­ризонты в области доставки лекарственных веществ. Магнитоуправляемые системы могут быть исполь­зованы для транспорта и локальной доставки лекар­ственных веществ к органу-мишени, создания в органе лекарственного депо, обеспечивающего пролонгирова­ние действия препарата. Необходимым этапом при разработке магнитоуправляемых систем является включение в полимерную матрицу частиц железа, хрома, углерода, марганца, кремния.

Рекомендовано в качестве ферромагнитного мате­риала использовать суспензии карбонильного железа, ферритов магнетитовой жидкости на парафине жид­ком. На высвобождение лекарственных веществ суще­ственное влияние оказывают расстояние между маг-

15

китом внешним и магнитом внутри лекарственной фор­мы, их мощность, ориентация магнитных частиц.

Согласно прогнозу к 2000 г. можно ожидать зна­чительного прогресса в разработке новых лекарствен­ных форм и систем введения лекарственных веществ в организм человека. В таких системах высвобожде­ние лекарственного вещества будет происходить путем программированного распределения (с учетом уровня вещества в крови). В наиболее перспективных систе­мах будет осуществляться не только внешнее регули­рование, но и саморегулирование на основе замкну­того цикла обращения при участии сенсоров. Принцип сенсорного регулирования может осуществляться за счет гормонов, углеводов, ферментов и т. д.

Таким образом, не только широкий ассортимент лекарственных веществ, но и многообразие их лекар­ственных форм позволит проводить эффективную ле­карственную терапию с учетом характера заболевания и индивидуальных особенностей организма больного.