Статья: Разработка состава и исследование капсулированной лекарственной формы Секстафаг

ФГБОУ ВО «Пермская государственная фармацевтическая академия»

Разработка состава и исследование капсулированной лекарственной формы Секстафаг

Н.А. Ковязина, А.М. Николаева, Е.В. Функнер

Аннотация

В статье представлены результаты исследований по разработке состава капсулированной лекарственной формы Секстафаг®. Выбор оптимального состава, обеспечивающего необходимые технологические и биофармацевтические свойства, осуществляли с использованием математического планирования эксперимента методом двухфакторного дисперсионного анализа. В качестве фактора «А» использовали вспомогательные вещества перспективные для иммобилизации бактериофага, в качестве фактора «В» - вспомогательные вещества, перспективные для обеспечения желудочной резистентности композиции. Параметрами оптимизации служили: исходная литическая активность в капсулах и литическая активность в капсулированной композиции после выдерживания в течение 1 часа в 0.1 М растворе кислоты хлороводородной. Дисперсионный анализ и расчетное значение критерия Фишера показали, что значимым фактором для иммобилизации Секстафага является смесь метилцеллюлозы, сорбита и лактозы. Фактором, обеспечивающим желудочную резистентность фага в модельной капсулируемой композиции является наличие метил-целлюлозы, сорбита, лактозы, натрия альгината и пектина. На втором этапе исследований выбор оптимальной композиции капсулированного лекарственного препарата Секстафаг® проводили с использованием обобщенной функции желательности Харрингтона. Критериями отбора служили показатели качества гранулята (уплотненная насыпная плотность, коэффициент вибрационного уплотнения, сыпучесть, угол естественного откоса) и капсул (однородность массы, распадаемость, литическая активность, желудочная резистентность). Интегральная оценка технологических параметров гранулята и капсул Секстафаг® показала, что удовлетворительными биофармацевтическими показателями обладает композиция, полученная с предварительной иммобилизацией бактериофага на смеси метилцеллюлозы, сорбита и лактозы с последующим добавлением желудочно-резистентного формообразователя (кальция карбоната, натрия альгината и пектина). Полуфабрикат в виде вязкой пастообразной массы сублимационно сушили, гранулировали, опудривали антифрикционными веществами и капсулировали. Капсулы Секстафаг® (Пиобактериофаг поливалентный) соответствуют требованиям ОФС ГФ XIV издания по показателям: описание, подлинность, однородность массы, распадаемость, потеря в массе при высушивании и специфическая активность. Препарат Секстафаг® (Пиобактериофаг поливалентный) капсулы, стабилен при хранении в течение 18 месяцев при температуре от 2 до 8°С.

Ключевые слова: бактериофаг, капсулы, литическая активность, оптимизация, разработка состава, Секстафаг.

Abstract

DEVELOPMENT OF STRUCTURE AND RESEARCH OF THE ENCAPSULATED DOSAGE FORM SEKSTAFAG®

N. A. Kovyazina, A. M. Nikolaeva, E. V. Funkner

Perm State Pharmaceutical Academy

Presented in the article are the results of the research on development of the structure of the encapsulated dosage form of Sekstafag. The choice of the optimum structure providing necessary technological and biopharmaceutical properties was carried out with the use of mathematical planning of an experiment by the method of the two-factor dispersive analysis. As factor "A" substances perspective for a bacteriophage immobilization were used, as factor "В" - the substances perspective for ensuring gastric resistance of the composition. Parameters of optimization, were as follows: initial lytic activity in capsules and lytic activity in the encapsulated composition after keeping within 1 hour in 0.1 M solution of acid chlorohydrogen. The dispersive analysis and a calculated value of criterion of Fischer showed that a significant factor for an immobilization of Sekstafaga is a mix of methyl cellulose, sorbite and lactose. The factor providing gastric resistance of a phage in the model encapsulated composition is availability of methyl cellulose, sorbite, lactose, sodium of alginate and pectin. At the second stage of researches the choice of optimum composition of the encapsulated Sekstafag® medicine was carried out with use of mathematical planning of the generalized function of desirability of Harrington. As selection criteria served indicators of quality of granulate (the condensed bulk density, coefficient of vibration consolidation, flowability, a corner of a natural slope) and capsules (uniformity of weight, disintegration, lytic activity, gastric resistance). Integrated assessment of technological parameters of the granulate and the Sekstafag® capsules showed that by satisfactory biopharmaceutical indicators possesses the composition received with a preliminary immobilization of a bacteriophage on mix of methyl cellulose, sorbite and lactose with the subsequent addition of a gastroresistant formoobrazovatel (calcium of a carbonate, sodium of alginate and pectin). The semi-finished product in the form of viscous pastelike weight was freeze drying, granulated, dusted antifrictional substances and encapsulated. The Sekstafag® capsules of Piobakteriofag polyvalent have passed the tests of all the requirements of OFS GF XIV according to the following indicators: the description, authenticity, uniformity of weight, disintegration, loss in weight when drying and specific activity. The medicine Sekstafag® (Piobakteriofag polyvalent) capsules, is stable at storage within 18 months at a temperature from 2 to 8 °C.

Keywords: bacteriophage, capsules, lytic activity, optimization, development of structure, Sekstafag.

Введение

В связи с ростом антибиотикорезистентных форм возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной природы в последнее десятилетие возрастает интерес к бактериофагам, как альтернативе антибиотикам [1, 2, 3, 4]. Бактериофаги представляют собой вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Антибактериальный эффект препаратов бактериофагов обусловлен внедрением генома фага в бактериальную клетку с последующим его размножением и лизисом инфицированной клетки. Вышедшие во внешнюю среду в результате лизиса бактериофаги повторно инфицируют и лизируют другие бактериальные клетки, действуя до полного уничтожения патогенных бактерий в очаге воспаления [5, 6]. Основными достоинствами препаратов бактериофагов являются: высокая чувствительность к ним патогенной микрофлоры, сочетаемость со всеми видами традиционной антибактериальной терапии, отсутствие побочных и аллергических реакций, не имеют противопоказаний к применению [7].

Традиционной формой выпуска бактериофагов является жидкий препарат [8], при пероральном приеме которого происходит частичная инактивация бактериофагов кислой средой желудка, что приводит к снижению биологической доступности бактериофагов [9]. Одним из перспективных направлений оптимизации биофармацевтических характеристик жидких лекарственных препаратов бактериофагов является получение твердых лекарственных форм [10]. Актуальным является выпуск бактериофагов в форме капсулы. Переход на выпуск капсулированных препаратов диктуется необходимостью стабилизации литической активности фагов, локализации и пролонгации эффекта, а также для придания препарату эстетичного товарного вида, удобством при транспортировке и хранении препарата.

Целью настоящего исследования является разработка оптимального состава и исследование капсулированной лекарственной формы референтного препарата Секстафаг®.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Для разработки лекарственного препарата Секстафаг® капсулы, использовалась субстанция - жидкий комбинированный поливалентный бактериофаг Секстафаг® (Пиобактериофаг поливалентный), представляющий смесь фильтратов фаголизатов бактерий Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Proteus <Р. vulgaris, P mirabilis), Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, энтеропатогенных Escherichia coli.

В качестве вспомогательных веществ использовали метилцеллюлозу (Ph. Eur.), сорбит (Ph. Eur.), лактозу (молочный сахар) (Ph. Eur.), кальция карбонат (ГОСТ 4530-76), натрия альгинат (Ph. Eur.), пектин яблочный (ВФС 42-3433-99), магния стеарат (USP) (ТУ 6-09-161533-90), капсулы твердые желатиновые (Capsugel, Бельгия, № 2).

Фармацевтико-технологические испытания массы для инкапсулирования. Потерю в массе при высушивании определяли согласно ОФС.1.2.1.0010.15 Потеря в массе при высушивании. Насыпную плотность, насыпной объем до и после уплотнения определяли согласно ОФС.1.4.2.0016.15 Степень сыпучести порошков. Сыпучесть определяли согласно ОФС.1.4.2.0016.15 «Степень сыпучести порошков» [11]. Степень сыпучести гранулята оценивали по показателям сыпучесть и углу естественного откоса. Индекс Хауснера (Hausner) является критерием сыпучести и сжимаемости порошка. Индекс Хауснера рассчитывали по формуле: Н = Py?? ч Р, чем меньше индекс Хауснера, тем лучше сыпучесть и сжимаемость порошковых масс. Индекс Карра (GarT's) - критерий сыпучести и сжимаемости порошка. Индекс Карра рассчитывали по формуле: J = 100 Ч (р_упл - с) ч р_упл, чем меньше индекс Карра, тем лучше сыпучесть и сжимаемость порошковых масс [12].

Фармацевтико-технологические испытания Секстафаг^® капсулы. Однородность массы капсул проводили весовым методом согласно ОФС 1.4.2.0009.15 «Однородность массы дозированных лекарственных форм». Распадаемость капсул и фармацевтическую доступность (желудочную резистентность) бактериофагов определяли согласно ОФС 1.4.2.0013.15 «Распадаемость таблеток и капсул» [11]. Специфическую (литическую) активность и подлинность препарата Секстафаг^® проводили в соответствии с ОФС.1.7.1.0002.15 «Бактериофаги» по методу Аппельмана (отрицательная степень десятичного разведения от 10^-1 до 10^-5, вызывающая полный лизис культуры) [11], значения вычисляли в процентах [13].

Оптимизацию состава лекарственного препарата Секстафаг^® (Пиобактериофаг поливалентный) капсулы проводили с помощью математического планирования эксперимента методом латинского квадрата [14, 15] и функции желательности Харрингтона [16, 17].

Статистическую обработку результатов проводили согласно требованиям ОФС.1.1.0013.15 «Статистическая обработка результатов химического эксперимента» с использованием компьютерной программе «STAT. EXL» [11].

Обсуждение результатов

Разработка референтного лекарственного препарата Секстафаг^®, капсулы включала подбор фармацевтической композиции, отвечающей фармацевтико-технологическим и биофармацевтическим требованиям к лекарственной форме (рис. 1).

Выбор оптимального состава композиции с комбинированным бактериофагом Секстафаг® в капсульной форме осуществляли в два этапа. На первом этапе работы проводили отбор вспомогательных веществ [18, 19], обеспечивающих иммобилизацию Секстафага. Для выбора наиболее рационального состава инкапсулируемой композиции нами было использовано математическое планирование эксперимента методом двухфакторного дисперсионного анализа. В качестве фактора «А» использовали вспомогательные вещества перспективные для иммобилизации комбинированного бактериофага [13]: метилцеллюлозу, лактозу и сорбит. В качестве фактора «В» использовали вспомогательные вещества перспективные для обеспечения желудочной резистентности композиции: натрия альгинат и пектин (табл. 1).

Таблица 1 Компоненты состава капсул Секстафаг® и их кодовые обозначения

Рис. 1. Технологические и биофармацевтические факторы, влияющие на качество капсул Секстафаг®

Согласно плана эксперимента получено 16 модельных фармацевтических композиций капсул с комплексным препаратом Секстафаг®, путем гомогенизации комбинированного бактериофага с иммобилизирующим носителем, с последующим добавлением смеси желудочно-резистентного формообразователя и кальция карбоната, обеспечивающего биопротекторный эффект при сушке бактериофагов [20, 21]. Полуфабрикат в виде вязкой пастообразной массы сублимационно сушили, гранулировали, опудривали антифрикционными веществами, капсулировали и обеспыливали. Параметрами оптимизации служили: исходная литическая активность в капсулах и литическая активность в капсулированной композиции после выдерживания в течение 1 часа в 0.1 М растворе кислоты хлороводородной (табл. 2).

Таблица 2 Литическая активность модельных композиций капсул Секстафаг®