1.1 Показатели качества фармацевтической субстанции

Фармацевтическая субстанция − вещество или комбинация нескольких веществ природного, синтетического или биотехнологического происхождения, обладающие фармакологической активностью, используемые для промышленного производства, аптечного изготовления лекарственных средств [1].

Структура фармакопейной статьи на субстанцию включает название субстанции на русском, латинском языках и химическое название в соответствии с Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC). В случае использования субстанций для производства стерильных ЛС в назначении указывают, что она используется для производства стерильных ЛС. Ниже и в центре изображается структурная формула. В эмпирической формуле первым записывается углерод, затем водород, а далее − все элементы в алфавитном порядке. Молекулярная масса вещества указывается с точностью до первого знака после запятой. Если фармацевтическая субстанция является многокомпонентной в ФС указывается ее состав.

Далее в разделе «Описание (Свойства)» приводится внешний вид субстанции с указанием цвета и характеристики физического состояния: жидкость, микрокапсулы, гранулы, порошок (аморфный, мелкокристаллический, кристаллический). В необходимых случаях приводят информацию о запахе и гигроскопичности. Допустимый диапазон цветности субстанции обычно указывается в пределах оттенков, например: «Кристаллический порошок белого или белого с желтоватым оттенком цвета». В некоторых случаях может быть указан численный диапазон размера частиц, а также введено исследование формы кристаллов.

В разделе «Подлинность», как правило, указываются характеристики спектров поглощения в ультрафиолетовой (УФ) и инфракрасной (ИК) областях, хроматограмм, полученных в результате проведения газовой, жидкостной или тонкослойной хроматографии субстанции, а также химические реакции, наиболее специфичные для данного вещества [2, 3].

Далее в зависимости от природы и назначения субстанции приводятся нормируемые физико-химические показатели фармацевтической субстанции с указанием методов их определения или ссылки на метод, установленный в ГФ РБ:

– растворимость;

– температура плавления;

– температура кипения или температурный предел перегонки;

– температура затвердевания;

– относительная плотность (плотность);

– удельное оптическое вращение (оптическое вращение);

– удельный показатель поглощения;

– показатель преломления;

– вязкость;

– прозрачность;

– цветность;

– кислотность (щелочность) или рН раствора;

– механические включения;

– сопутствующие примеси;

– остаточные количества органических растворителей;

– легкообугливающиеся вещества;

– неорганические анионы (хлориды , сульфаты, нитраты и т.д.);

– неорганические катионы (железо и др.);

– тяжелые металлы;

– мышьяк;

– потеря в массе при высушивании или вода;

– общая зола или сульфатная зола.

Растворимость субстанции (свойство вещества растворяться) в различных растворителях рассматривают как дополнительную характеристику ее подлинности и чистоты, указывается растворимость субстанции в воде, 95 % этаноле, хлороформе, эфире и других растворителях.

Температуру плавления (температуру, при которой вещество переходят из твердого состояния в жидкое) обычно указывают для характеристики твердых веществ.

Температуру кипения (температуру, при которой давление паров жидкости равно 101,3 кПа) или температурные пределы перегонки (интервал температур, приведенных к давлению 101,3 кПа в пределах которого перегоняется жидкость), вязкость (свойство текучих тел оказывать сопротивление передвижению одной их части относительно другой), температуру затвердевания (максимальную температуру, при которой происходит затвердевание жидкости) приводят для характеристики жидких субстанций. Также для них определяют показатель преломления с помощью рефрактометра, относительную плотность (плотность) с помощью пикнометра, плотномера, гидростатических весов или ареометра.

Удельное оптическое вращение (оптическое вращение) является характеристикой оптически активных веществ. На поляриметре определяется угол вращения плоскости поляризации, далее рассчитывается удельный показатель оптического вращения вещества.

Удельный показатель поглощения приводят обычно в тех случаях, когда испытуемое вещество имеет максимумы поглощения в области от 220 нм до 800 нм. Данный показатель является дополнительной характеристикой идентификации и чистоты субстанции [3].

Прозрачность, цветность раствора обязательно определяется для субстанций, используемых для приготовления парентеральных, глазных, назальных и ушных лекарственных средств, а также для всех водорастворимых субстанций. Испытание обычно проводят для водных растворов субстанций, но возможно использование смешанных растворителей или самой жидкой субстанции. Растворы субстанций, как правило, должны быть прозрачны. Эти показатели определяют путем эталонного метода, основанного на наблюдении в одинаковых условиях мутности или окраски испытуемого вещества с эталонным раствором. Испытание «Цветность раствора» обычно не вводят в том случае, если субстанции окрашены. Данное испытание, если необходимо, можно заменить определением оптической плотности при определенных длинах волн.

Для установления кислотности или щелочности (рН) могут использоваться два подхода: измерение рН или полуколичественное индикаторное титрование (кислотность и/или щелочность). Испытание обычно проводят в водных растворах субстанции, но возможно использование и смешанных растворителей. Допустимый интервал рН обычно должен быть не более 2.

Определение механических включений проводят для контроля качества стерильных субстанций, используемых для приготовления парентеральных и глазных лекарственных средств. Проверку осуществляют обычно в той максимальной концентрации, которую используют в соответствующих готовых лекарственных средствах. В разделе ФС устанавливают соответствующие нормы (допустимые значения) для механических включений в соответствии с действующими нормами.

Контроль сопутствующих примесей в субстанции позволяет выявить технологические примеси (полупродукты и побочные продукты), продукты разложения, а также в некоторых случаях посторонние примеси. В разделе приводят методику обнаружения и нормы (допустимые значения) содержания примесей. В рамках этого испытания обычно не контролируют неорганические примеси и остаточные количества летучих органических растворителей, а осуществляют контроль веществ органической природы, имеющих известные, а также неизвестные фармакологические и токсикологические характеристики. Для контроля сопутствующих примесей могут применяться различные хроматографические и спектроскопические методы или их комбинации, однако большинство субстанций контролируют хроматографическими методами. В разделе должно быть указано, какие конкретно примеси контролируются, должны быть приведены их структурные и/или молекулярные формулы. При использовании для этих целей хроматографических методов указывается вид сорбента, состав раствора подвижных фаз, количество испытуемого (вводимого или наносимого) вещества, количество стандартного образца (свидетеля), время хроматографирования, реактивы, применяемые для проявления, а также все другие условия, определяющие процесс хроматографирования. При использовании жидкостной или газовой хроматографий указывают относительные времена удерживания всех определяемых компонентов, пределы интегрирования. Приводят также методику проверки пригодности хроматографической системы. Все необходимые хроматограммы размещают на отдельных листах или в тексте. Суммарное содержание сопутствующих примесей обычно не должно превышать 2%.

Остаточные количества органических растворителей. В данном разделе указываются наименования органических растворителей, которые использовались в технологическом процессе изготовления ЛС, и нормы (допустимые значения) их содержания. Наличие в субстанции других растворителей в концентрациях, превышающих 10 % от регламентируемых статьей, является признаком использования незарегистрированной технологии производства субстанции.

Легкообугливающиеся вещества. Данное испытание является неспецифическим тестом на органические примеси и вводится в некоторых случаях для подтверждения чистоты субстанции. Испытание проводят с использованием серной концентрированной кислоты и последующей оценкой окраски полученного раствора.

Неорганические анионы. В названии данного раздела должно быть конкретно указано, какой анион контролируют, например, «Хлориды». Выбор контролируемых анионов определяется технологическим процессом с обоснованием в сопроводительной документации. При этом контролируемые анионы могут быть нетоксичными (например, хлориды, сульфаты и т.д.). Регламентация их содержания преследует цель дополнительно отличить зарегистрированную технологию от незарегистрированной.

Неорганические катионы. В названии данного раздела должно быть конкретно указано, какой катион контролируют. Этот раздел вводят в том случае, когда контроль содержания конкретных катионов является существенным для качества субстанций. Контроль анионов и катионов как примесей не проводят в том случае, если они входят в состав субстанции (например, вещество является гидрохлоридом или натриевой солью соответственно).

Содержание тяжелых металлов не должно превышать 0,001 %, если нет других указаний в частной статье.

Мышьяк определяют в том случае, когда или исходное сырье может содержать мышьяк, например, сырье природного происхождения, или возможно загрязнение им в процессе получения субстанции. Содержание мышьяка, как правило, не должно превышать 0,0001% [3].

Содержание неорганических примесей устанавливают эталонным и безэталонным путем. Эталонный – основан на сравнении со стандартом (эталонным раствором), содержащим определенное количество открываемой примеси. При этом в одинаковых условиях выполнения реакции наблюдают окраску или помутнение, возникающее при добавлении соответствующего реактива. Определение примесей и приблизительную оценку их количества осуществляют визуально, фотоколориметрическим или нефелометрическим методами путем сравнения с эталонными растворами, нормирующими предельное содержание примеси. Безэталонный путь – установление предела содержания примеси по отсутствию положительной реакции. При этом предел содержания примесей не превышает чувствительности реакции [4].

Испытания «Потеря в массе при высушивании» или «Вода» проводят для контроля содержания летучих веществ и влаги в субстанции. Если субстанция не является кристаллосольватом, потеря в массе при высушивании или содержание воды не должно превышать 0,5%.

Общая зола или сульфатная зола характеризует общую минерализацию субстанции. Как правило, сульфатная или общая зола не должны превышать 0,1% [3].

Среди показателей качества фармацевтической субстанции указываются также такие характеристики как:

− микробиологическая чистота (или стерильность);

− пирогены (или бактериальные эндотоксины);

− содержание веществ гистаминоподобного действия.

Микробиологическая чистота. Данный показатель устанавливается и определяется для контроля качества нестерильных субстанций. Эти испытания имеют своей целью определение состава и количества имеющейся в фармацевтической субстанции микрофлоры. При этом устанавливается соответствие нормам, ограничивающим микробную обсемененность (контаминацию). Микробиологическая чистота субстанций должна обеспечивать необходимую микробиологическую чистоту соответствующих лекарственных средств. Испытание включает количественное определение мезофильных бактерий и грибов, способных расти в аэробных условиях. Если испытуемая субстанция обладает антимикробной активностью, ее необходимо нейтрализовать. Испытания проводят в асептических условиях методом глубинного, поверхностного, двухслойного высева на чашки Петри или методом мембранной фильтрации, а после культивирования устанавливают суммарное количество жизнеспособных микроорганизмов. Испытания на наличие специфических микроорганизмов проводятся аналогично с использованием специфических питательных сред.

Испытание на стерильность проводится для доказательства отсутствия в фармацевтической субстанции жизнеспособных организмов любого вида и является одним из наиболее важных показателей безопасности. Данное испытание вводят для контроля качества субстанций, используемых в производстве стерильных лекарственных средств, которые не подвергаются процедуре стерилизации. Чаще всего испытания проводятся в асептических условиях методом мембранной фильтрации или путем прямой инокуляции питательной среды испытуемой субстанции.

Пирогены или бактериальные эндотоксины. Данные испытания проводят в следующих случаях:

− если субстанция используется в производстве готовых лекарственных средств, которые требуют отсутствия пирогенов или бактериальных эндотоксинов, но при этом не подвергаются соответствующей процедуре их удаления;

− если в маркировке субстанции имеется указание об отсутствие пирогенов или бактериальных эндотоксинов;

− предельные значения и тест-методы устанавливают в частной статье.

Пирогенами называют эндогенные или экзогенные вещества, вызывающие пирогенные эффекты (лихорадку). Экзогенные пирогены представлены в основном микроорганизмами, их токсинами и продуктами жизнедеятельности. Испытание на пирогены проводится путем регистрации повышения температуры тела у кроликов в ответ на внутривенное введение испытуемым препаратов. Типичный пример экзогенного пирогена − эндотоксин, именно бактериальные эндотоксины являются причиной пирогенных реакций.

Испытание на бактериальные эндотоксины проводят для определения количества эндотоксинов, источником которых являются грамотрицательные бактерии. Эндотоксины − бактериальные токсичные вещества, которые представляют собой структурные компоненты определенных бактерий и высвобождаются только при лизисе (распаде) бактериальной клетки. Это отличает эндотоксины от экзотоксинов, соединений, секретируемых живой бактериальной клеткой. Чаще всего в качестве теста на бактериальные эндотоксины используется принцип гель-тромба, основанного на способности эндотоксинов вызывать свертывание крови, а точнее лизата клеток крови рачков-мечехвостов Limulus polyphemus. В результате реакции между бактериальными эндотоксинами и лизатом, последний свертывается с образованием сгустка в виде геля.

Метод гель-тромба характеризуется высокой специфической чувствительностью и позволяет выявлять эндотоксины в количестве в 100 раз ниже их минимальной пирогенной дозы на кроликах.

Содержание веществ гистаминоподобного действия в ЛС определяют с целью исключения опасности появления аллергических реакций и снижения артериального давления после его введения. В ГФ РБ эти испытания проводятся в соответствии со статьями «Депрессорные вещества» и «Гистамин», определение которых выполняются in vivo на кошках и in vitro на изолированных полосках толстого кишечника морских свинок соответственно [3, 5].

Гистамин – биогенный амин. Его синтез происходит в организме, а получение осуществляется микробиологическим путем. Гистамин в организме содержится в связанном виде. Освобождается при воспалительных и аллергических реакциях, анафилактическом шоке. Расширяет капилляры, тем самым снижает артериальное давление, сокращает гладкую мускулатуру, резко повышает секрецию хлороводородной кислоты в желудке, играет важную роль в развитии аллергических реакций. Высвобождение значительных количеств гистамина происходит не только при патологических процессах, но и при приеме ЛС, поэтому они вызывают аллергические реакции.

Испытания на депрессорные вещества выполняют с целью исключения опасности снижения у пациентов артериального давления после введения лекарственного средства, если в его составе при производстве оказались вещества, обладающие гипотензивным действием.

Наиболее опасны в этом отношении вещества, получаемые из тканей животных и человека или путем микробиологического синтеза, так как при этом в них могут оказаться высокоактивные депрессорные вещества: гистамин, брадикинин, некоторые пептиды и др.

Для фармацевтической субстанции обязательным разделом ФС является «Количественное определение», в котором указывается содержание основного вещества в микрограммах в 1 миллиграмме субстанции (мкг/мг) или активность 1 миллиграмма субстанции (раздел «Активность») в единицах действия (ЕД/мг) либо в других единицах (АТЕ, МЕ, проценты и другие), а также описание метода количественного определения субстанции.

Для количественного определения действующего вещества в субстанции желательно использование прямых методов анализа. Чаще всего используются титриметрические методы, а также ряд физико-химических методов: высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ), УФ-спектрометрии. В случае солей обычно достаточно анализа только одного из ионов − предпочтительнее фармакологически активного. Обозначают пределы содержания действующего вещества в субстанции (обычно в пересчете на сухое или безводное вещество) или, если это невозможно определить, проводят определение таких параметров, которые связаны с содержанием действующего вещества в субстанции. Если необходимо, определяют биологическую активность субстанции. Например, количественное определение антибиотика осуществляют путем сравнения степени угнетения роста чувствительных микроорганизмов под действием испытуемого антибиотика и стандартного образца в известных концентрациях [3].

Фармакопейной статье на субстанцию также обязательно приводятся указания к маркировке, упаковке, условиям хранения, транспортированию и срок годности.

Срок годности субстанций − промежуток времени, в течение которого производитель субстанции гарантирует ее соответствие требованиям нормативной документации при соблюдении условий хранения. На всем протяжении этого срока годности субстанции можно использовать для приготовления готовых лекарственных средств, при условии соответствия их требованиям аналитической документации.

Упаковка и условия хранения должны обеспечивать качество субстанции в течение срока годности.

Маркировка должна содержать сведения о производителе, торговое и международное непатентованное название субстанции, условия хранения, меры предосторожности (если они необходимы), дату изготовления и срок годности.

Требования к транспортированию приводятся в виде ссылки на соответствующий технический нормативный правовой акт (ТНПА) [3].

Как правило, фармацевтическая субстанция вместе с вспомогательными веществами используется для производства лекарственных средств.

Фармацевтическое вспомогательное вещество − вещество, не обладающее фармакологической активностью и вместе с фармацевтической субстанцией используемое для промышленного производства и аптечного изготовления лекарственных средств [2].

В нормативную документацию на лекарственное средство вносятся также показатели качества, перечень которых зависит прежде всего от формы лекарственного средства.

Лекарственная форма (ЛФ) − придаваемый лекарственному средству вид, определяющий его состояние, дозировку, упаковку и способ применения [1].

Можно выделить следующие группы классификации лекарственных форм:

− классификация лекарственных форм в зависимости от способа введения в организм;

− классификация лекарственных форм по агрегатному состоянию.

В зависимости от способа введения в организм различают энтеральные и парентеральные лекарственные формы.

Энтеральные − формы, вводимые в организм через желудочно-кишечный тракт (через рот, прямую кишку).

Парентеральные − формы, вводимые, минуя желудочно-кишечный тракт путем инъекций (впрыскивания), инфузий (ЛС вводимое капельно или струйно в объеме более 100 мл) в кровяное русло (артерию, вену), подкожно или внутримышечно. Это стерильные растворы, эмульсии, суспензии, порошки и таблетки для получения растворов, имплантации и лиофилизированные препараты.

В соответствии с классификацией лекарственных форм по агрегатному состоянию выделяют:

− твердые;

− мягкие;

− жидкие;

− газообразные [3].