3 курс / Фармакология / Фармацевтическая_технология_Том_2_НФаУ

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

По химической структуре эндотоксины являются липополисахаридами. Несмотря на то, что существуют пирогены другой химической природы, обычно именно отсутствие бактериальных эндотоксинов в лекарственном средстве име­ ют в виду при признании раствора апирогенным. Принято считать, что если про­ цесс депирогенизации приводит к разрушению эндотоксинов, то он гарантирует

иотсутствие, как правило, других пирогенов.

Впоследнее время заметное распространение получил метод испытания лекарственных средств на пирогенность in vitro с использованием лизата аме­ боцитов мечехвоста Limulus polyphemus (ЛАЛ-тест). Добавление раствора с эн­ дотоксинами к раствору лизата, содержащего эндотоксин-связывающий белок, приводит к появлению мути, осаждения или гелеобразования смеси. Скорость реакции зависит от концентрации эндотоксинов, рН и температуры. Концен­ трацию эндотоксинов можно определить по количеству высвободившегося кра­ сителя в реакции лизиса хромогенного пептида в растворе лизата (ЛАЛреактива) после его активизации эндотоксинами.

Выделяют несколько разновидностей ЛАЛ-метода: методы гелеобразо­ вания, турбидиметрический кинетический метод, кинетический метод с ис­ пользованием хромогенного пептида и метод конечной точки с применением хромогенного пептида. Методы гелеобразования подразделяют на метод А и В.

Спомощью метода А определяют граничную концентрацию эндотоксинов (в МЕ на 1 мл), по методу В - полуколичественное содержание бактериальных эндотоксинов и среднее геометрическое величин концентраций, которое долж­ но быть меньше, чем граничная концентрация.

Эти методы имеют ряд преимуществ перед биологическим испытанием на пирогены: они чувствительнее в 5-10 раз, результат получается быстрее, возможно количественное определение эндотоксина. Кроме того, с его помо­ щью возможен контроль препаратов, которые нельзя испытать на кроликах. Одним из недостатков этого метода является его специфичность в отношении эндотоксинов грамотрицательных бактерий, т.е. опасность не обнаружить на­ личие в лекарственных средствах пирогенов другого происхождения.

Замена испытания на пирогены на кроликах ЛАЛ-тестом фактически оз­ начает использование альтернативного метода, поэтому требует проведения ва­ лидации.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Методы удаления пирогенных веществ

Депирогенизацией называют процедуры устранения, разрушения или инактивации пирогенов. Депирогенизации могут подвергаться самые разные объекты (растворители, ПЛС, субстанции, вспомогательные вещества, первич­ ная тара, технологическая посуда и оборудование и т.д.). При таком разнообра­ зии объектов, существует большое количество разных вариантов проведения депирогенизирующей обработки. Обычно способы удаления пирогенов делят на две большие группы. К первой относят методы, приводящие к удалению эн­ дотоксинов с поверхности изделий, оборудования или из растворов. Вторая группа объединяет методы, приводящие к разрушению или инактивации эндо­ токсинов.

Методы депирогенизации также подразделяются по природе происходя­ щих процессов на: - химические; - энзиматические; - физические.

Из-за возможного взаимодействия компонентов, химический и энзимати­ ческий методы мало приемлемы при промышленном изготовлении паренте­ ральных средств. Однако с помощью воздействия химических агентов осуще­ ствляют депирогенизацию наружных и внутренних поверхностей оборудова­ ния, производственных помещений, трубопроводов и т.п.

Химические методы удаления основаны на взаимодействии пирогенов, как правило, с химическими веществами. Для инактивации эндотоксинов можно вос­ пользоваться обработкой кислотой или щелочью. Гидролиз в кислой или щелоч­ ной среде приводит к частичному разрушению молекулы липополисахарида и снижению ее биологической активности. Нагревание или кипячение ускоряет гидролиз, а разрушение молекулы эндотоксина оказывается более глубоким.

Самый простой способ удаления пирогенов с поверхности оборудования, контейнеров, укупорочных средств - это многократное ополаскивание чистой водой (водой для инъекций). Этот способ применим к материалам, не выдержи­ вающим более жесткие обработки, таким как пластмассовые изделия, резино­ вые пробки и др. Эффективность метода зависит от чистоты воды, количества циклов ополаскивания, адгезивных свойств обрабатываемых материалов и т.д. Применение дезинфицирующих растворов (перекиси водорода, дегмина, не­ охлора, хлорантоина, АХД 2000, деконекса 50, лизоформина, стериллиума, де­ зэффекта и др.) не гарантируют в полной мере устранение пирогенных веществ.

Физические методы удаления пирогенов используются для депирогени­ зации первичной тары, трубопроводов, внутренней поверхности оборудования,

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

получения апирогенных лекарственных субстанций, воды для инъекций, парен­ теральных растворов. Это методы основаны на использовании физических фак­ торов (температуры, радиации, ультрафильтрации, сорбции и т.д.), приводящих к удалению, инактивации или разрушению пирогенов.

Один из самых надежных методов депирогенизации - это термическая обработка объекта, хотя добиться полного удаления пирогенов можно только в жестких условиях. Актуальным этот метод является для обработки термоста­ бильных субстанций (натрия хлорид и др.), стеклянных контейнеров (ампулы, флаконы) при температуре выше 180°С в сушильно-стерилизационных тунне­ лях или сухожаровых шкафах.

При температуре 1900С разрушение бактериальных эндотоксинов проис­ ходит за 65,4 минут и достаточно всего 1,5 минут для разрушения их при тем­ пературе 250 0С. В то же время при температуре ниже 180 0С добиться значи­ тельного снижения концентрации пирогенов даже за счет увеличения времени экспозиции не возможно.

Для удаления пирогенных веществ из растворов некоторых аминокислот, применяемых для внутривенного вливания, предлагается их автоклавирование при температуре 120°С в течение 2-3 часов в атмосфере азота.

Для удаления эндотоксинов из растворов довольно широко используется

метод ультрафильтрации. Добиться эффективного удаления их можно, ис­ пользуя фильтры с пределом разделения по молекулярному весу 10 000 - 100 000 Дальтон. Столь широкий диапазон определяется специфическими свойст­ вами молекул эндотоксинов. Обычно в растворах они образуют мицеллы с мо­ лекулярным весом в 10 000 - 20 000. Если в растворе присутствуют положи­ тельно заряженные ионы, то вокруг них образуются очень крупные агрегаты с молекулярной массой более 100 000 Дальтон. Поэтому эффективность ультра­ фильтрации во многом зависит от свойств раствора и подбирать метод отделе­ ния эндотоксинов необходимо индивидуально.

Обычная стерилизующая фильтрация через фильтры с размером пор 0,22 мкм абсолютно неэффективна. Эти фильтры задерживают микроорганизмы, эндотоксины же представляют собой лишь небольшой фрагмент внешней стен­ ки бактерий. На поверхности только одной грамотрицательной бактерии может находиться до 3,5 миллионов молекул эндотоксинов.

Еще один метод депирогенизации парентеральных растворов основывается на явлении адсорбции пирогенов активированным углем, каолином, асбестом,

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

целлюлозой и т.п. Количество пирогенных веществ уменьшается после обработ­ ки активированным углем или с помощью фильтров на основе активированного угля, при этом эффективность очистки зависит от природы пирогенных веществ. Гранулированный уголь менее эффективен. Уголь, применяемый для очистки растворов, должен быть весьма тщательно очищен, хорошо промыт водой, не содержать пирогенов, и высушен при температуре 2500С в течение 2 ч. Однако обработка растворов активированным углем не всегда приводит к полной депи­ рогенизации. Кроме того, этот метод нельзя применять для очистки растворов лекарственных веществ, легко адсорбируемых углем, например, солей алкалои­ дов или легко окисляемых, например, аскорбиновой кислоты.

Ряд авторов рекомендует для очистки от пирогенов использовать ионо­ обменные смолы (например, для аминокислот), считая, что они более эффек­ тивны, чем активированный уголь.

Поскольку молекулы эндотоксина отрицательно заряжены, они могут быть удалены из раствора за счет адсорбции на положительно заряженных фильтрах, например на фильтрах из асбеста. Особенно эффективным может быть использование глубинных асбестовых фильтров. К недостаткам метода можно отнести возможность связывания молекул активной субстанции и огра­ ничения по использованию асбеста в фармацевтической производстве.

Депирогенизацию воды можно осуществить путем фильтрования через

бактериальные фильтры, например фильтр Зейтца. Размер пор многих бакте­ риальных фильтров такой же, как у фильтра Зейтца, но они не пригодны для удаления пирогенных веществ, поэтому нельзя объяснить эффективность уда­ ления пирогенных веществ только малым диаметром пор. Рекомендуется, что­ бы диаметр пор фильтра Зейтца не превышал 2,4 мкм. Фильтр Зейтца задержи­ вает пирогенные вещества из раствора практически на 99,5%, даже когда они находятся в значительном количестве. Обработка раствора активированным уг­ лем с последующим фильтрованием через фильтр Зейтца обеспечивает более полное удаление пирогенных веществ.

К методам удаления эндотоксинов можно отнести способ, в котором ис­ пользуется эндотоксин-связывающий белок, выделенный из лизата амебоцитов Лимулюс. Выделенный в чистом виде он представляет собой прекрасный сор­ бент, специфически связывающийся с эндотоксинами. На основе выделенного белка созданы фильтры и смолы, которые используют для удаления эндотокси­ нов из парентеральных растворов.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Очень хорошим способом удаления эндотоксинов является обратный ос­ мос. Размеры пор обратноосмотической мембраны настолько малы, что спо­ собны пропускать только молекулы воды, задерживая более «крупные» ионы. Вместе с тем данный метод не может считаться абсолютно гарантирующим от­ сутствие пирогенов.

Кклассическим способам удаления эндотоксинов из воды может быть отнесена и дистилляция, в процессе которой вода дважды проходит через ста­ дии фазового перехода и при точном соблюдении всех параметров процесса получается вода, свободная от пирогенов.

Государственным научным центром лекарственных средств (г. Харьков) совместно с отделом биохимических методов очистки воды АН Украины (Ф.А.Конев, Т.П.Скубко, П.И.Гвоздяк) предложен оригинальный фильтр для получения апирогенной воды. Действие фильтра основано на удерживании микроорганизмов и пирогенов диэлектрическими материалами в электриче­ ском поле, силовые линии которого направлены перпендикулярно к движению потока стерилизуемой жидкости.

Кфизическим методам удаления пирогенов из растворов следует отнести

разрушение их с помощью ультразвука с частотой 2 МГц и интенсивностью 2 Вт/см в течение 10 мин. При этом достигается полное разрушение пирогенных веществ.

Для инактивации эндотоксинов может быть использована ионизирующая радиация. Под действием гамма-излучения происходит снижение активности и частичное или полное разрушение молекулы эндотоксина. Однако метод имеет существенные ограничения применения, поскольку приводит к значительным физическим и химическим изменениям обрабатываемых объектов.

20.6.3. Неводные растворители Для приготовления парентеральных лекарственных форм, кроме воды для

инъекций, используют также неводные растворители. Применение этих раство­ рителей позволяет получать растворы из нерастворимых или труднораствори­ мых в воде веществ, устранять гидролиз биологически активных веществ, про­ лонгировать терапевтическое действие лекарственных веществ. Неводные рас­ творители обладают различной растворяющей способностью, антигидролизны­ ми, стабилизирующими и бактерицидными свойствами. Однако далеко не все неводные растворители могут быть использованы для получения стерильных

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

растворов вследствие их фармакологической активности, токсичности, иногда гемолитического действия. В связи с этим к неводным растворителям предъяв­ ляются следующие требования: они не должны обладать острой и хронической токсичностью, вызывать местное раздражающее действие; должны обладать высокой растворяющей способностью с лекарственными веществами; должны быть химически и биологически совместимы; быть устойчивыми при стерили­ зации; иметь незначительную вязкость. Кроме того, температура кипения должна быть не более 100°С, температура замерзания - не выше +5°С.

По химической природе неводные растворители делятся на несколько групп: жирные масла, одноатомные и многоатомные спирты, простые и сложные эфиры, амиды, сульфоны и сульфоксиды.

Для приготовления парентеральных растворов применяются неводные растворители, как индивидуальные, так и смешанные: водно-глицериновые, водно-пропиленовые, спирто-водно-глицериновые и др. Весьма широко приме­ няются смеси жирных масел с бензилбензоатом, этилолеатом. Смешанные рас­ творители обладают большей растворяющей способностью, чем каждый рас­ творитель в отдельности. Такое явление называется сорастворением, а раство­ рители - сорастворителями. В настоящее время сорастворители широко исполь­ зуются для получения инъекционных растворов труднорастворимых веществ.

Неводные растворители применяются для приготовления парентеральных лекарственных форм, содержащих гормоны, жирорастворимые витамины, ан­ тибиотики, камфору, барбитураты и др.

Масла растительные. Масла растительные являются неводными раство­ рителями, применяемыми для приготовления инъекционных препаратов, и по­ сле воды являются самыми распространенными растворителями. Парентераль­ ные препараты на основе жирных масел применяют для внутримышечных инъ­ екций и довольно редко - для подкожных.

Растительные масла представляют собой эфиры ненасыщенных жирных кислот, смеси фосфатидов, свободных жирных кислот и др. веществ. Жирное масло содержит липазы, которые в присутствии малейшего количества воды вызывают омыление масла с образованием свободных жирных кислот, поэтому масла должны быть полностью обезвожены. Образующиеся продукты могут взаимодействовать со многими лекарственными и вспомогательными вещест­

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

вами, изменяя их свойства, кроме того, окисленные масла раздражают нервные окончания и могут вызвать болевые ощущения.

Это прозрачные слабо окрашенные маслянистые жидкости, маловязкие, без запаха или со слабым запахом, нерастворимые в воде, малорастворимые в спирте, легкорастворимые в эфире, хлороформе, петролейном эфире. Масла, используемые для приготовления стерильных растворов, должны быть получе­ ны методом холодного прессования из свежих семян.

При анализе жирных масел определяют их цвет, вкус, запах, раствори­ мость и числовые показатели (кислотное, эфирное, перекисное, гидроксильное, йодное числа, число омыления, определенную вязкость и др.). Жирные масла не должны содержать воду, белок, минеральные и другие посторонние примеси.

К недостаткам масляных растворов следует отнести их относительно вы­ сокую вязкость, болезненность инъекций, плохое рассасывание и возможность образования гранулем в месте введения. Для уменьшения вязкости в некоторых случаях добавляют этиловый или этилгликолевый эфир. Растворимость некото­ рых веществ в маслах увеличивают путем добавления сорастворителей или со­ любилизаторов (бензилового спирта, бензилбензоата), которые одновременно повышают и стабильность масляных растворов.

Наиболее широко используется масло персиковое, миндальное, оливко­ вое, подсолнечное, соевое и другие, которые должны быть рафинированными и дезодорированы. Персиковое масло применяется для приготовления инъекци­ онных растворов витаминов (эргокальциферола, ретинола ацетата) гормонов (прогестерона, синэстрола, тестостерона пропионата т др.), камфоры, кризанола, а также взвесей (бийохинола). Менее распространенным является масло оливковое, которое применяется для изготовления 20% раствора камфоры и 2% раствора синэстрола и др.

Все масла, предназначенные для приготовления инъекционных растворов необходимо подвергать предварительной стерилизации при температуре 120°С в течение 2 ч.

Спирты одно- и многоатомные. Одноатомные и многоатомные спирты применяются в качестве неводных растворителей во многих странах мира. Они смешиваются с водой, менее вязки, чем масла, и обладают способностью рас­ творять многие лекарственные субстанции.

Из одноатомных спиртов наибольшее распространение получил этиловый спирт, из многоатомных пропиленгликоль, глицерин и полиэтиленгликоль.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Этиловый спирт при подкожном введении вызывает боль, а затем ане­ стезию; кроме того, он обладает собственным фармакологическим действием, поэтому не может применяться в неразбавленном состоянии. Ввиду хорошей растворимости в нем различных органических веществ этиловый спирт часто применяется в качестве компонента многих растворов для инъекций. В качест­ ве сорастворителя в смеси с водой он применяется для получения инъекцион­ ных растворов гидрокортизона, ряда сердечных препаратов: дигитоксина (50% спирта), мефеназина (25% спирта), дигоксина (10% спирта) и др.

Этиловый спирт используется как сорастворитель и консервант в концен­ трации от 2 до 30 % при изготовлении растворов сердечных гликозидов: конвалатоксина, целанида, эризимина и строфантина К. Этиловый спирт включен в состав смешанных растворителей (используемых для приготовления инъекционных растворов) в Международную фармакопею и фармакопеи ряда зарубежных стран.

Этиловый спирт может использоваться в качестве так называемого проме­ жуточного растворителя. Этот технологический прием используется для приго­ товления растворов некоторых противоопухолевых препаратов, нерастворимых ни в воде, ни в маслах. С этой целью препараты растворяют в минимальном ко­ личестве этилового спирта, смешивают с оливковым маслом (получается эмуль­ сия), затем спирт отгоняется под вакуумом и получается масляный раствор.

При изготовлении некоторых растворов для инъекций используется бензиловый спирт в концентрации 1-10% в качестве сорастворителя. С этой же це­ лью в технологии парентеральных растворов используется и пропиленгликоль (в смеси с водой и добавкой этилового или бензилового спирта). Он является хорошим растворителем для сульфаниламидов, барбитуратов, антибиотиков и других лекарственных веществ. Его используют при получении микрокристал­ лической суспензии гидрокортизона ацетата 2,5%.

Как солюбилизатор и стабилизатор рекомендован спирт поливиниловый для получения некоторых водных суспензий.

Пропиленгликоль (пропандиол-1,2) представляет собой прозрачную, бес­ цветную вязкую жидкость, поглощающую влагу из воздуха.

Пропиленгликоль как растворитель самостоятельно применяется ограни­ ченно, например, в препаратах хинидина. Чаще всего используют в виде 40­ 70% водных растворов, а также в смеси с другими сорастворителями (этиловым спиртом, этаноламином, полиэтиленгликолями). Пропиленгликоль является хо­

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

рошим растворителем для сульфамидов, барбитуратов, витаминов А и D, анти­ биотиков, анестезина, алкалоидов в форме оснований и многих других лекарст­ венных веществ.

Растворы, содержащие до 50% пропиленгликоля, используются для внутри­ венных, свыше 50% - для внутримышечных инъекций. Пропиленгликоль способ­ ствует пролонгированию действия ряда лекарственных препаратов.

Глицерин - прозрачная вязкая жидкость с высокой температурой кипения, смешивается с водой и спиртом. Он обладает высокой гигроскопичностью и может поглощать до 40% воды.

Глицерин в концентрации до 30% используется в качестве сорастворите­ ля в смесях с водой или этиловым спиртом. В инъекционных препаратах отече­ ственного производства глицерин в концентрации до 10% применяется как со­ растворитель в растворах целанида, випраксина, мезатона, фетанола, дибазола.

Для получения растворов легко гидролизующихся лекарственных ве­ ществ предложен сорбит и маннит в концентрации 60% в воде.

Полиэтиленгликоли (ПЭГ), получаемые путем поликонденсации окиси этилена и этиленгликоля, соответствуют общей формуле:

Н-(ОСН2-СН2)п -ОН, где n может изменяться от 2 до 85 и выше.

ПЭГ различаются по средней молекулярной массе. ПЭГ 200, 300, 400, 600 вязкие, бесцветные, прозрачные, умеренно гигроскопичные жидкости со сла­ бым характерным запахом. Они нейтральны, физиологически индифферентны, растворимы в воде и спирте, устойчивы при хранении и не подвергаются гид­ ролизу.

ПЭГ обладает способностью растворять многие лекарственные вещества. В качестве растворителей для парентеральных препаратов применяются низко­ молекулярные поликонденсаты, находящиеся при нормальных условиях в жид­ ком состоянии. Чаще всего используется полиэтиленоксид (ПЭО 400), как пре­ красный растворитель сульфаниламидов, анестезина, камфоры, бензойной и са­ лициловой кислот, фенобарбитала. Предложен также способ приготовления растворов антибиотиков в стерильном растворе ПЭО 400. ПЭО используется для получения растворов для инъекций производных сарколизина, обладающих выраженной противоопухолевой активностью. ПЭГ 400 используется в препа­ ратах дигоксин, биомицин, левомицетин, пенициллин и др. ПЭГ 200 предложе­

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

но использовать для приготовления растворов ванкомицина, фенобарбитала, аскорбината натрия.

В концентрации до 70% применяются для внутримышечных и внутри­ венных инъекций. Внутримышечное введение их легко переносится, и раство­ рители выводятся из организма больного в течение 24 ч, причем 75-80% удаля­ ется в течение 12 ч.

Простые и сложные эфиры. Эфиры являются менее вязкими, чем масла, и обладают хорошей растворяющей способностью, все чаще используются при приготовлении парентеральных растворов. К ним относятся этиловые эфиры олеиновой, линолевой, линоленовой кислот, октиловый эфир левуленовой ки­ слоты и др.

Бензилбензоат. Бензилбензоат (бензиловый эфир бензойной кислоты) представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, практически нераство­ рим в воде, смешивается с этиловым спиртом. Значительно увеличивает растворимость в маслах труднорастворимых веществ из класса стероидных гормонов. Кроме того, бензилбензоат предотвращает кристаллизацию веществ из масел в процессе хранения. Смеси бензилбензоата с персиковым маслом (10­ 50%) не оказывают токсического действия. В настоящее время выпускаются следующие масляные растворы гормональных препаратов с добавлением 20­ 30% бензилбензоата: растворы прогестерона, оксипрогестерона, капроната и тестостерона пропионата.

Гликофурол - полиэтиленгликолевый эфир тетрагидрофурфурилового спирта. Представляет собой бесцветную жидкость, растворимую в метаноле, этаноле и глицерине; смешивается с водой в любом соотношении. Используют гликофурол в растворах ацетилхолина и роникола и др.

Изопропилмиристат как растворитель состоит из изопропилмиристата и изопропиловых эфиров других насыщенных кислот. Он используется в качест­ ве индифферентной основы при введении эстрогенов.

Этилолеат - синтетический сложный эфир. Представляет собой продукт этерификации олеиновой кислоты этиловым спиртом. Светло-желтая масляни­ стая жидкость, нерастворимая в воде; смешивается со спиртом, эфиром, маслами.

Применение этилолеата вместо масел дает возможность исключить ряд технологических операций в процессе приготовления растворов: предваритель­ ное обезвоживание масел и их стерилизацию, а также упростить операции фильтрации и ампулирования. Он имеет ряд преимуществ по сравнению с мас­