Лекарственные формы с микрокапсулами

Использование технологии микрокапсулирования

Создание эффективных лекарственных препаратов обладающих минимальными побочными эффектами. Разработка теоретических обоснований существующих методов изготовления лекарственных форм. Свойства и технологию получения микрокапсулированных препаратов.

Рубрика	Медицина
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	29.11.2016
Размер файла	387,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КРАСНОДАРСКИЙ КРАЕВОЙ БАЗОВЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

ДЕПАРТАМЕНТА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Тема курсовой работы:

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЯ

1.1 МИКРОКАПСУЛЫ И МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ

1.2 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОКАПСУЛ В ФАРМАЦЕВТИКЕ

2. ТЕХНОЛОГИЯ МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЯ

2.1 ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЕ ИЗ РАСТВОРОВ

2.2 ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЕ ИЗ РАСПЛАВОВ

2.3 ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Актуальность выбранной темы курсовой работы характеризуется тем, что создание эффективных лекарственных препаратов обладающих минимальными побочными эффектами — одна из основных проблем фармацевтической технологии. В настоящее время ее решение осуществляется либо созданием принципиально новых субстанций, либо путем разработки новых лекарственных форм, обеспечивающих оптимальную терапевтическую эффективность, уже существующих и хорошо зарекомендовавших себя лекарственных веществ. Объемы и сроки исследований новой лекарственной формы значительно ниже, что делает этот путь экономически более выгодным.

Среди современных лекарственных форм особое место занимают микрокапсулы. Все возрастающая популярность этой лекарственной формы у производителей, потребителей и врачей объясняется целым рядом преимуществ и положительных характеристик, в частности: точностью дозирования; высокой биодоступностью, высокой стабильностью, возможностью контролировать место всасывания препарата и т.д.

Основными задачами фармацевтической технологии являются: разработка теоретических обоснований существующих методов изготовления лекарственных форм; совершенствование старых способов изготовления лекарственных форм и создание новых на основании использования современных достижений смежных наук; создание таких лекарственных форм, в которых максимально проявляется лечебный эффект, минимальное побочное действие и которые удобны при использовании больными.

Технология лекарственных форм — наука о теоретических основах и производственных процессах переработки лекарственных средств, в лекарственные препараты путем придания им определенной лекарственной формы.

Цель курсовой работы — изучить свойства и технологию получения микрокапсулированных препаратов на основе анализа учебной литературы.

В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:

— изучить характеристику и современную классификацию микрокапсул;

— изучить методы микрокарсулирования, аппаратуру, устройства и принцип работы;

— определить перспективы развития производства и микрокапсул.

Объект исследования — микрокапсулирование как процесс изготовления лекарственных средств.

Предмет исследования — использование технологии микрокапсулирования.

Теоретической базой исследования являются труды таких учёных как Автина Н.В., Быковская Е.Е., Кролевец А.А., Ганина В.И., Калинина Л.В., Крикова А.В., Степанова Э.Ф., Постраш Я.В., Хишова О.М. и другие.

Научная новизна и практическая значимость работы заключается в том, что она может быть использована студентами медицинских специальностей для подготовки к экзаменам и в самостоятельной работе.

Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников и приложения.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЯ

1.1 МИКРОКАПСУЛЫ И МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ

Микрокапсулы — капсулы, состоящие из тонкой оболочки из полимерного или другого материала, шарообразной или неправильной формы, размером от 1 до 2000 мкм, содержащей твердые или жидкие активные действующие вещества с добавлением или без добавления вспомогательных веществ

Микрокапсулирование — это процесс заключения в оболочку микроскопических частиц твердых, жидких или газообразных лекарственных веществ. Размер заключенных в микрокапсулу частиц может колебаться в широких пределах: от 1 до 6500 мкм, т. е. до размера мелких гранул или капсул (6,5 мм). Наиболее широкое применение в медицине нашли микрокапсулы размером от 100 до 500 мкм. Современная технология дает возможность наносить покрытия на частицы размером менее 1 мкм. Такие частицы с оболочками называют нанокапсулами, а процесс их производства — нанокапсулированием Ганина В.И., Ананьева Н.В., Калинина Л.В. Микрокапсулирование как способ защиты пробиотических культур от неблагоприятных условий // 2-я междунар. науч.-практич. конф. «Перспективы производства продуктов питания нового поколения»: сб. ст. — Омск: ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2005. — С.100-102. .

В фармацевтической технологии микрокапсулирование стало применяться с конца 50-х — начала 60-х годов прошлого столетия, в химической, полиграфической, косметической и других областях промышленности — несколько раньше.

Капсулы с жидким и газообразным веществом имеют шарообразную форму, с твердыми частичками — обычно неправильную, поскольку пленка тонкая и фиксирует все неровности частичек. Содержание лекарственных веществ может варьировать в пределах от 15 до 99% массы микрокапсул.

Рис.1. Виды микрокапсул.

1. Обычная микрокапсула

2. Микрокапсула с двойной оболочкой

3. Микрокапсула в микрокапсуле с разными свойствами

4. Множество микрокапсул в одной оболочке в жидкой среде

В процессе микрокапсулирования:

— стабилизируют неустойчивые препараты (витамины, антибиотики, вакцины, сыворотки, ферменты);

— маскируют вкус горьких и тошнотворных лекарственных веществ (касторовое масло, рыбий жир, экстракт алоэ, кофеин, хлорамфеникол, бензедрин);

— превращают жидкости в сыпучие продукты;

— регулируют скорость высвобождения или обеспечивают высвобождение фармацевтических препаратов в нужном участке желудочно-кишечного тракта;

— изолируют несовместимые препараты;

— создают новые типы продуктов диагностического назначения (капсулированные нестабильные реагенты для анализа крови и мочи, терморегистрирующие пленки, а также уголь и ионообменные смолы) Ганина В.И., Ананьева Н.В., Калинина Л.В. Микрокапсулирование как способ защиты пробиотических культур от неблагоприятных условий // 2-я междунар. науч.-практич. конф. «Перспективы производства продуктов питания нового поколения»: сб. ст. — Омск: ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2005. — С.100-102. .

Важная область применения микрокапсулирования в фармации — совмещение в общей дозировке лекарственных веществ, несовместимых при смешении в свободном виде. Микрокапсулирование используется для разделения реагирующих между собой лекарственных веществ, объединенных в одной лекарственной форме.

Микрокапсулированием стабилизируют неустойчивые лекарственные препараты (витамины, антибиотики, вакцины, сыворотки, ферменты). Так, известны патенты в области микрокапсулирования цефалоспоринов в конжаковой камеди, бета-лактамных антибиотиков — канамицина в альгинате натрия, а также канамицина, ампициллина, бензилпенициллина в натрий-карбоксиметилцеллюлозе.

Примером использования микрокапсулирования для увеличения стабильности лекарственных препаратов может служить заключение в оболочки экстрактов лекарственного растительного сырья Разработка, исследование и маркетинг фармацевтической продукции: сб. науч. тр. — Пятигорск, 2005. — Вып. 60. — С. 290-291 .

Одной из основных задач микрокапсулирования является достижение пролонгированного действия при пероральном введении с одновременным снижением максимального уровня концентрации в организме. Этим способом удается уменьшить число приемов препарата, ликвидировать раздражающее действие на ткани, связанное с прилипанием таблеток к стенкам желудка.

Примером использования микрокапсул для снижения токсичности является микрокапсулирование новокаинамида, ацетилсалициловой кислоты и других лекарственных средств. Итальянские ученые осуществили микрокапсулирование кетопрофена — плохо растворимого анальгетика, хорошо сорбирующегося из желудочно-кишечного тракта, но вызывающего раздражение, и это позволило уменьшить негативное влияние лекарственного препарата на организм.

Проблему пролонгирования, уменьшения раздражающего действия лекарственных веществ, обеспечения стабильности с использованием микрокапсулирования можно решить путем выбора соответствующих пленкообразователей, толщины и размера микрокапсул.

Размер микрокапсул варьирует от долей микрометра до нескольких миллиметров. Содержание капсулируемого вещества обычно составляет 70-85 % от массы капсулы (иногда до 95-99 %). Оболочка микрокапсул может быть одно- или многослойной, а в зависимости от свойств образующего ее вещества — эластичной или жесткой.

Лекарственные вещества в процессе микрокапсулирования могут быть включены в мембрану или в ядро. Липофильные вещества пригодны для включения в липидный или липидно/полимерный материал мембраны. Так, показана возможность микрокапсулирования в оболочку мембраны витамина E, преднизолона, хлорамфеникола и сальбутамола. Микрокапсулы также могут содержать одновременно несколько фармакологически активных веществ различной природы: капсула может содержать одно вещество в мембране, а второе вещество в ядре Разработка, исследование и маркетинг фармацевтической продукции: сб. науч. тр. — Пятигорск, 2005. — Вып. 60. — С. 290-291 .

Содержимое микрокапсул может также быть газообразным. Так, для диагностических целей используют микрокапсулы с заполненным воздухом или газом ядром и мембраной из липидов в комбинации с биоразлагаемым полимером.

Вещества, используемые для формирования гидрофильных оболочек, — это высокомолекулярные соединения животного и растительного происхождения — белки (желатин, альбумин, казеин), декстраны, пектины, альгинаты, хитозан, агар, производные целлюлозы, природные смолы (камеди, шеллак), синтетические полимеры — полиолефины, поливиниловый спирт, поливинилацетат, полиамиды, полилактиды, полигликолиды и т.д.

Гидрофобная оболочка может включать твердые растительные масла (кокосовое, пальмовое), гидрированные растительные масла (хлопковое, кукурузное, арахисовое), гидрированные жирные кислоты, моноглицериды и диглицериды жирных кислот, моноглицериды и диглицериды этерифицированных жирных кислот, воски (пчелиный, карнаубский, канделильский), парафин, озокерит.

Микрокапсулирование также позволяет увеличить устойчивость пробиотиков к агрессивным факторам желудочно-кишечного тракта — низкому рН-среды желудка, действию ферментов и желчи. Компания «Арт Лайф» предлагает БАД к пище «Пробинорм», представляющую собой капсулы с микрокапсулированными лакто- и бифидобактериями. Микрокапсулирование как метод иммобилизации ферментов также нашло практическое применение в фармации.

Российскими учеными разработана методика микрокапсулирования рифампицина для включения в ингаляционные лекарственные формы. Снижение длительного системного воздействия и доставка антибактериального средства непосредственно в орган-мишень — легкие, могут быть достигнуты при ингаляционном методе введения микрокапсулированных форм рифампицина, способных осуществлять контролируемое и селективное высвобождение антибиотика через оболочку капсулы, обеспечивающее его пролонгированное действие. Перспективы использования нанокапсулированных форм рифампицина, изониазида, пиразинамида показаны в фармакологических исследованиях зарубежными учеными Чуешов В.И., Чернов Н.Е. Промышленная технология лекарств: в 2 т. — Харьков: Основа, 1999. — Т. 2. — 704 с. . лекарственный препарат микрокапсулированный

Таким образом, микрокапсулирование — это перспективный метод создания инновационных лекарственных форм с пролонгированным действием, позволяющий расширить номенклатуру лекарственных препаратов и изменить подходы к лечению отдельных социально значимых заболеваний — туберкулеза, онкозаболеваний, токсикомании, требующих длительной терапии достаточно токсичными веществами.

1.2 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОКАПСУЛ В ФАРМАЦЕВТИКЕ

С помощью микрокапсулирования можно решить следующие проблемы: уменьшить реакционную способность лекарственных веществ, удлинить сроки годности лабильных и быстро портящихся лекарственных веществ, снизить токсичность субстанции, придать субстанции новые физические свойства — снизить летучесть, изменить плотность, замаскировать цвет, вкус, запах Постраш Я.В., Хишова О.М. Микрокапсулирование в фармации — современное состояние и перспективы // Вестник фармации. — 2010. — №2 (48). — С. 1-7. .

Микрокапсулы дают возможность обеспечить пролонгированность действия лекарственных препаратов. Важная область применения микрокапсулирования в фармации — совмещение в общей дозировке лекарственных веществ, несовместимых при смешении в свободном виде. Микрокапсулирование используется для разделения реагирующих между собой лекарственных веществ, объединенных в одной лекарственной форме. Микрокапсулированием стабилизируют неустойчивые лекарственные препараты (витамины, антибиотики, вакцины, сыворотки, ферменты). Так, известны патенты в области микрокапсулирования цефалоспоринов в конжаковой камеди, бета-лактамных антибиотиков — канамицина в альгинате натрия, а также канамицина, ампициллина, бензилпенициллина в натрий-карбоксиметилцеллюлозе.

Примером использования микрокапсулирования для увеличения стабильности лекарственных препаратов может служить заключение в оболочки экстрактов лекарственного растительного сырья. Одной из основных задач микрокапсулирования является достижение пролонгированного действия при пероральном введении с одновременным снижением максимального уровня концентрации в организме Разработка, исследование и маркетинг фармацевтической продукции: сб. науч. тр. — Пятигорск, 2005. — Вып. 60. — С. 290-291 .

Примером использования микрокапсул для снижения токсичности является микрокапсулирование новокаинамида, ацетилсалициловой кислоты и других лекарственных средств. Итальянские ученые осуществили микрокапсулирование кетопрофена — плохо растворимого анальгетика, хорошо сорбирующегося из желудочно-кишечного тракта, но вызывающего раздражение, и это позволило уменьшить негативное влияние лекарственного препарата на организм. И далее: при лечении хронического алкоголизма необходим длительный прием традиционных таблеток «Тетурам» внутрь, который не удобен пациентам и порой трудно осуществим. Не оптимален и инъекционный способ из-за использования органического растворителя. Разработан способ получения средства для коррекции нарушений при алкоголизме в виде лекарственной формы дисульфирама пролонгированного действия, содержащей микрокапсулы лекарственного вещества, покрытые двухслойной оболочкой из полисахаридов. Этим достигается стабильная кинетика выделения лекарственного препарата в ткани и длительный эффект пролонгации, что позволяет облегчить курсовое лечение.

Исследованиям в области микрокапсулирования фармацевтических препаратов посвящено много работ, однако на практике применяется лишь ограниченная группа. Так, практическое применение находит в настоящее время микрокапсулирование как технология иммобилизации микроорганизмов — альтернативный вариант включению в гель. Преимущество этого метода заключается в более высокой клеточной нагрузке, что является одним из необходимых критериев обеспечения эффективности лекарственных препаратов пробиотиков при пероральном применении Постраш Я.В., Хишова О.М. Микрокапсулирование в фармации — современное состояние и перспективы // Вестник фармации. — 2010. — №2 (48). — С. 1-7. .

Перспективным является использование микрокапсул для введения антибактериальных антибластомных соединений. Достоинство микрокапсул заключается в том, что их можно имплантировать в нужное место, например, в непосредственной близости от опухоли и обеспечить постепенное высвобождение действующего вещества, избегая системного токсического действия на организм. Полимерные нанокапсулы с сорбцией лекарственных веществ в массе частицы обеспечивают доставку высокотоксичных лекарственных веществ внутрь клеток при минимальном проявлении общего токсического действия. Это свойство используется и при разработке нанокапсул с противоопухолевыми высокотоксичными лекарственными веществами.

На фармацевтическом рынке присутствует препарат «Декапептил депо» — инъекционная форма декапептила пролонгированного действия с микрокапсулами — лекарственный препарат, применяемый при гормонозависимом раке предстательной железы. С использованием микрокапсул создаются новые типы продуктов диагностического назначения (капсулированные нестабильные реагенты для анализа крови и мочи, терморегистрирующие пленки, а также уголь и ионообменные смолы) Разработка, исследование и маркетинг фармацевтической продукции: сб. науч. тр. — Пятигорск, 2005. — Вып. 60. — С. 290-291 .

Перспективным является использование микрокапсулирования для создания противотуберкулезных лекарственных препаратов. Разработка на базе систем с контролируемым высвобождением позволит создать быстрый терапевтический эффект, достичь постоянной концентрации препарата в крови, уменьшить курсовую дозу и ослабить частоту побочных эффектов. Исследования по микрокапсулированию рифампицина уже проводились в республике Казахстан, в фармацевтической компании «Ромат» Постраш Я.В., Хишова О.М. Микрокапсулирование в фармации — современное состояние и перспективы // Вестник фармации. — 2010. — №2 (48). — С. 1-7. .

Перспективы использования нанокапсулированных форм рифампицина, изониазида, пиразинамида показаны в фармакологических исследованиях зарубежными учеными. Таким образом, микрокапсулирование — это перспективный метод создания инновационных лекарственных форм.

2. ТЕХНОЛОГИЯ МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЯ

Существует большое число технологических приемов получения микрокапсулированных продуктов. Все они основаны на процессах пленкообразования в гетерогенных системах — на границе раздела жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело, газ (пар) — жидкость, газ (пар) — твердое тело. По механизму пленкообразования все методы микрокапсулирования можно разделить на 3 основные группы:

— пленкообразование из растворов пленкообразующих за счет регулирования их растворимости в данной среде;

— пленкообразование из расплавов пленкообразующих;

— пленкообразование в результате полимеризации или поликонденсации низкомолекулярных веществ на поверхности КВ Автина Н.В. Разработка детской лекарственной формы на основе микрокапсул с метронидазолом // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Медицина. Фармация. — 2011. — № 4 (99). — Вып. 13. — С. 170-176. .

2.1 ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЕ ИЗ РАСТВОРОВ

В процессах, основанных на этом механизме пленкообразования, используют растворы пленкообразующего в органическом растворителе или в воде. Для осуществления микрокапсулирования добиваются выделения из многокомпонентных систем, представляющих собой дисперсию KB в выбранном растворе, фазы, обогащенной пленкообразующим. Этого можно достичь, изменяя температуру раствора, его рН или испаряя часть растворителя. В результате мелкие капли фазы, обогащенной пленкообразующим, отлагаются на поверхности частиц KB, образуя сплошную оболочку Быковская Е.Е., Кролевец А.А. Способ получения микрокапсул / Патент № 2012110715/15, 20.03.2012. .

Для выбора параметров процесса используют предварительно построенные диаграммы фазового состояния систем, содержащих два или более компонентов. Свойства двухкомпонентных систем полимер (В) — растворитель (А) характеризуют диаграммой растворимости, в которой составы фаз являются функцией температуры (рисунок 2).

Рис. 2. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы

В области расслоения, лежащей ниже кривой А1- Ткр — В1, системы любого состава разделяются на два раствора. Так, например, система, характеризуемая некоторой точкой с, разделяется на фазу состава А2, обогащенную растворителем, и фазу состава В2, обогащенную пленкообразующим. Вне области расслоения смеси А — В являются гомогенными растворами Быковская Е.Е., Кролевец А.А. Способ получения микрокапсул / Патент № 2012110715/15, 20.03.2012. .

Для осуществления микрокапсулирования используют гомогенные растворы пленкообразующего (например, состава Аз), в которых вызывают разделение фаз, понижая температуру (например, от t1 до t2). Иногда добиваются выделения пленкообразующей фазы в изотермических условиях, используя исходные гомогенные растворы состава е с дальнейшим испарением растворителя, в результате чего состав смеси изменяется, например, по линии ес при постоянной температуре t2. На практике образования двух фаз достигают в результате одновременного действия двух факторов: удаления растворителя и понижения температуры системы.

Рис. 3. Диаграмма состояния трехкомпонентной системы при ограниченной смешиваемости двух компонентов.

Для выделения полимерной фазы из растворов пленкообразующего чаще добавляют третий компонент, являющийся осадителем.

На рисунке 3 приведена одна из типичных диаграмм состояния трехкомпонентной системы растворитель — полимер — осадитель, характеризующаяся изотермическими условиями расслоения. Область расслоения лежит ниже линии mkn. Исходным растворам пленкообразующего соответствуют точки (например, d1 или d2), лежащие вне области расслоения.

В результате добавления к раствору состава d1 осадителя С добиваются изменения состава смеси до состава d3 с выделением фазы состава n, обогащенной пленкообразующим, и фазы состава m, содержащей незначительное количество пленкообразующего. К такому же результату приводит уменьшение содержания растворителя в системе (например, от состава d2до состава d3) в результате его испарения Быковская Е.Е., Кролевец А.А. Способ получения микрокапсул / Патент № 2012110715/15, 20.03.2012. .

В таблице приведены типичные сочетания компонентов, используемые при микрокапсулировании методом пленкообразования из растворов.

Таблица 1 — Компоненты трехкомпонентных систем, используемые при микрокапсулировании методом пленкообразования из растворов

Источник