На правах рукописи

ПРОКОПОВ ИЛЬЯ АЛЕКСЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ИНГАЛЯЦИЙ

14.04.02 – Фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата фармацевтических наук

Москва, 2011

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор фармацевтических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук, профессор

доктор фармацевтических наук, профессор

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Пятигорская государственная фармацевтическая академия»

Защита диссертации состоится 19 сентября 2011 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д.208.040.09 при ГОУ ВПО Первый МГМУ им. Москва, Никитский бульвар, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной медицинской библиотеке ГОУ ВПО Первый МГМУ им. (Москва, Нахимовский проспект, 49).

Автореферат разослан «____» ___________ 2011 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета,

доктор фармацевтических наук,

профессор Наталья Петровна Садчикова

Актуальность темы

Заболеваемость бронхиальной астмой составляет от 2 до 15 % от общей численности мирового населения. В РФ распространённость данной нозологии среди взрослого населения составляет около 7 %, в детской популяции этот показатель достигает 10 %. Смертность от бронхиальной астмы в России превосходит среднемировое значение более чем в 3 раза. Ингаляционный путь введения является предпочтительным для препаратов, применяющихся для терапии бронхиальной астмы. Данный путь введения позволяет препаратам быстрее оказывать лечебное действие, снижать дозу препаратов и добиваться более благоприятного соотношения эффективности и безопасности по сравнению с системной терапией.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В России в настоящее время зарегистрировано 102 препарата для ингаляций, из них всего 26 выпускаются отечественными производителями. Несмотря на относительно невысокий процент (менее 1 % от общего числа зарегистрированных лекарственных средств) от номенклатуры других лекарственных средств (ЛС), социальная значимость ингаляционных препаратов чрезвычайно высока. Данные ЛС крайне востребованы – так, в список ЖНВЛС входят более 75 % из всех ингаляционных препаратов, обращающихся в настоящий момент на рынке. Потребность только в аэрозоле сальбутамола в РФ составляет более 12 млн. упаковок в год. Для подобного широкомасштабного производства ЛС, предназначенных для длительного, часто пожизненного применения, особенно актуален выпуск стабильно качественных, эффективных и безопасных препаратов. Кроме того, расширение спектра выпускаемых препаратов, появление новых производств, замена хладонов 11 и 12 на озоннеразрушающие пропелленты в существующих аэрозолях, диктуют необходимость выработки единого методического подхода к стандартизации ингаляционных ЛС.

Первостепенной характеристикой препаратов для ингаляций, отражающей их биофармацевтические свойства и позволяющей судить об их фармакологической эффективности, является респирабельная фракция (RF), т. е. количество лекарственного вещества, предположительно проникающего в легкие во время ингаляции. Для определения RF используют аэродинамическое фракционирование с помощью импакторов или импинджеров, с последующим прямым определением содержания действующего вещества в полученных фракциях, независимо от наличия вспомогательных веществ.

До настоящего момента аэродинамические характеристики отечественных препаратов для ингаляций не изучались; соответственно, не проводилось экспериментального сравнительного анализа аэродинамических свойств ЛС зарубежного и отечественного производства, и не исследовалось влияния сторонних факторов на эффективность препаратов in vitro. Связано это с тем, что действующая в РФ нормативно-правовая база не предусматривает оценки аэродинамических свойств ингаляционных ЛС ни на этапе разработки, ни при рутинном контроле качества. Кроме того, нормативные требования к ингаляционным препаратам, изложенные в общей статье Государственной фармакопеи (ГФ) XI издания «Аэрозоли» и в ОСТ 91500.05.001-00 «Стандарты качества лекарственных средств», в настоящее время устарели, поскольку не охватывают весь спектр выпускаемых лекарственных форм (ЛФ) и предлагают, преимущественно, косвенные методы стандартизации и оценки качества обозначенной группы препаратов. Фактически можно констатировать несопоставимость национальных стандартов, регламентирующих качество ЛФ для ингаляций, с положениями общих статей ведущих зарубежных фармакопей. Очевидна необходимость пересмотра существующей нормативной базы с целью повышения уровня требований, предъявляемых к качеству ЛФ для ингаляций.

Все вышеизложенное определило цель и задачи настоящего исследования.

Цель исследования

Информационно-аналитическое и экспериментальное обоснование методических подходов к стандартизации лекарственных препаратов для ингаляций. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

Задачи исследования

1.  Изучить рынок лекарственных препаратов для ингаляций в РФ и определить перечень ЛС для дальнейших исследований.

2.  Осуществить информационно-аналитическое исследование нормативно-правовой базы, регламентирующей качество ЛС для ингаляций в России и за рубежом, провести сравнительный анализ требований, предъявляемых к качеству ингаляционных препаратов, находящихся в обращении на территории РФ.

3.  Разработать и валидировать унифицированные методики оценки RF аэрозолей для ингаляций дозированных, содержащих беклометазона дипропионат (БДП) и сальбутамол, а также порошков для ингаляций дозированных, содержащих будесонид и формотерола фумарат (ФФ).

4.  В ходе экспериментальных исследований, с помощью каскадного импактора Андерсена, получить профили аэродинамического распределения мелкодисперсных частиц и рассчитать значения RF испытуемых образцов. Экспериментально изучить влияние различных факторов на аэродинамические характеристики ЛС для ингаляций.

5.  Разработать проекты общих фармакопейных статей (ОФС) «Лекарственные формы для ингаляций» и «Аэродинамическое распределение мелкодисперсных частиц» для включения в ГФ XII издания.

Научная новизна

Впервые проведено сравнительное экспериментальное изучение аэродинамических характеристик препаратов для ингаляций отечественного и зарубежного производства (аэрозоли для ингаляций дозированные, порошки для ингаляций дозированные).

Экспериментально проведен анализ влияния различных факторов на профили аэродинамического распределения мелкодисперсных частиц в отечественных ингаляционных ЛС.

Разработаны и валидированы методики определения RF аэрозолей для ингаляций дозированных, содержащих в качестве действующего вещества БДП и сальбутамол, а также порошков для ингаляций дозированных, содержащих в качестве действующего вещества будесонид и ФФ.

Впервые разработаны проекты ОФС «Лекарственные формы для ингаляций» и «Аэродинамическое распределение мелкодисперсных частиц» для включения в ГФ XII.

Практическая значимость и внедрение в практику

1.  Подготовленные проекты ОФС представлены для включения в ГФ XII
(3 часть) в качестве национального стандарта качества.

2.  Разработанная методика определения RF в аэрозолях, содержащих сальбутамол, апробирована на производстве им. » и включена в проект фармакопейной статьи предприятия (ФСП) на препарат «Сальбутамол, аэрозоль для ингаляций дозированный 100 мкг/доза».

3.  Разработанная методика определения RF в порошках, содержащих будесонид, используется при внутрипроизводственном контроле качества препарата «Бенакорт, порошок для ингаляций дозированный 200 мкг/доза» (); в дальнейшем предполагается включение раздела «Респирабельная фракция» в ФСП для рутинного контроля.

4.  Полученные данные для препарата «Беклоспир, аэрозоль для ингаляций дозированный 50, 100 и 250 мкг/доза» производства фабрика Санкт-Петербурга» вошли в отчет по доклиническим исследованиям препарата; разработанная методика определения RF для аэрозолей, содержащих БДП, будет включена в раздел «Респирабельная фракция» ФСП для рутинного контроля.

Положения, выносимые на защиту

1.  Разработанные методики оценки аэродинамических показателей аэрозолей для ингаляций дозированных, содержащих в качестве действующих веществ БДП и сальбутамол, и порошков для ингаляций дозированных, содержащих будесонид и ФФ.

2.  Результаты сравнительного изучения профилей аэродинамического распределения мелкодисперсных частиц и RF наиболее широко используемых препаратов для ингаляций зарубежного и отечественного производства.

3.  Результаты изучения влияния насадок (спейсеров), дозировки и размера капсул на аэродинамические характеристики ингаляционных ЛС.

4.  Подготовленные проекты ОФС «Лекарственные формы для ингаляций» и «Аэродинамическое распределение мелкодисперсных частиц».

Апробация работы

Апробация работы состоялась на расширенном заседании Секции № 2 ученого совета ФГБУ «НЦЭСМП» Минздравсоцразвития 24 июня 2010 г. Результаты исследований были доложены на XVII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2010).

Личный вклад автора

Автору принадлежит основная роль в выборе направления исследования, анализе и обобщении полученных результатов. В работах, выполненных в соавторстве, автором лично проведено моделирование процессов, мониторинг основных параметров, аналитическая и статистическая обработка, научное обоснование и обобщение полученных результатов. Вклад автора является определяющим и заключается в непосредственном участии на всех этапах исследования: от постановки задач, их экспериментально-теоретической реализации до обсуждения результатов в научных публикациях и докладах.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия. Результаты проведенного исследования соответствуют области исследования специальности, конкретно пунктам 2 и 3 паспорта фармацевтической химии, фармакогнозии.

Публикации по работе

По результатам проведенных исследований опубликовано 7 работ, из них 3 – в рекомендованных ВАК изданиях.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальных исследований, главы, посвященной разработке нормативной документации, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержит 149 страниц машинописного текста, 41 таблицу и 34 рисунка. Библиографический указатель включает 105 источников литературы, из которых 28 на русском и 77 – на иностранных языках. Приложение содержит список работ, опубликованных по теме диссертации, проекты разработанных ОФС, протоколы экспериментальных исследований, копии писем производителей о внедрении результатов работы в практическую деятельность.

Материалы и методы

Объектами исследования выбраны наиболее широко используемые препараты для ингаляций, зарегистрированные или находящиеся в процессе регистрации на территории РФ. Также при выборе объектов ориентировались на перечень коммерчески доступных в России ЛС.

Аэрозоли для ингаляций дозированные:

МНН – БЕКЛОМЕТАЗОН:

1.  Бекотид, 250 мкг/доза (Glaxo Wellcome Production, Франция)

2.  Беклазон Эко и Беклазон Эко Легкое дыхание, 250 мкг/доза (Norton (Waterford), Ирландия)

3.  Кленил, 250 мкг/доза (Chiesi, Италия)

4.  Беклоспир, 50, 100 и 250 мкг/доза ( фабрика Санкт-Петербурга», Россия)

МНН – САЛЬБУТАМОЛ:

1.  Вентолин, 100 мкг/доза (GlaxoSmithKline Pharmaceuticals S. A., Великобритания)

2.  Саламол Эко и Саламол Эко Легкое дыхание, 100 мкг/доза (Norton (Waterford), Ирландия)

3.  Сальбутамол, 100 мкг/доза (, Россия)

4.  Сальбутамол, 100 мкг/доза (
им. », Россия)

Порошки для ингаляций дозированные:

МНН – БУДЕСОНИД:

1.  Пульмикорт Турбухалер, 200 мкг/доза (AstraZeneca AB, Швеция)

2.  Бенакорт, 200 мкг/доза (, Россия)

3.  Будесонид, 200 мкг/доза (в капсулах) ( фабрика Санкт-Петербурга», Россия) (препарат находится в процессе разработки)

МНН – ФОРМОТЕРОЛ:

1.  Оксис Турбухалер, 9 мкг/доза (AstraZeneca AB, Швеция)

2.  Форадил, 12 мкг (капсулы) (Novartis Pharma AG, Швейцария)

МНН – БУДЕСОНИД + ФОРМОТЕРОЛ:

1.  Симбикорт Турбухалер, 80 мкг + 4,5 мкг/доза (AstraZeneca AB, Швеция)

Таблица 1

Уровни импактора, оцениваемые при определении RF препаратов, содержащих различные действующие вещества

Уровень импактора

Аэродинамический диаметр (Dae), мкм

БДП

Сальбу-тамол

Буде-сонид

ФФ

M*

10

0

9

1

5,8

2

4,7

ν

ν

3

3,3

ν

ν

ν

ν

4

2,1

ν

ν

ν

ν

5

1,1

ν

ν

ν

ν

6

0,65

ν

ν

ν

ν

7

0,43

ν

ν

Фильтр

0,2

ν

ν

* мундштук, адаптер, входной порт, входной конус

Для оценки RF определяли количество действующих веществ, в процентах от заявленного количества, осевших на различных уровнях импактора (выбор уровней обусловлен различными мишенями бета-2-адреномиметиков и глюкокортикостероидов в легких), в соответствии с табл. 1.

Количественное определение веществ проводили методом ВЭЖХ, для каждого действующего вещества была разработана и валидирована методика.

Описание и валидация методики определения RF аэрозолей для ингаляций дозированных, содержащих БДП (метод ВЭЖХ)

Оборудование:

1.  Каскадный импактор Андерсена (Copley Scientific Limited, Великобритания).

2.  Высокоёмкостной насос (вакуумный) Model HCP 5 (Copley Scientific Limited, Великобритания).

3.  Регулятор потока Model TPK 2000 (Copley Scientific Limited, Великобритания).

4.  Измеритель потока Model DFM 2000, (Copley Scientific Limited, Великобритания).

5.  ВЭЖХ-хроматограф Agilent 1200 (США), состоящий из 4-х компонентного насоса, УФ-детектора, термостата колонок, автоматического пробоотборника, дегазатора.

6.  Колонка для ВЭЖХ: Диасфер-110-С8, 5 мкм, длина 100 мм, внутренний диаметр 4,0 мм.

7.  Аналитические весы ViBRA XFR-205DRE (Швейцария), специальный класс точности, НПВ 92 г, НмПВ 0,001 г, дискретность 0,00001 г.

8.  Ванна ультразвуковая Bandelin Sonorex Super (Германия).

9.  Программное обеспечение INTERLAB Chemstation RUS (Ver. A.10.02, v.4.45).

10.  Программное обеспечение для систем химического анализа Agilent Technologies.

Реактивы и стандартные образцы:

1.  Стандартный образец (СО) БДП ВР CRS (99,8 %).

2.  Ацетонитрил для ВЭЖХ.

3.  Метанол для ВЭЖХ.

4.  Вода очищенная.

Условия отбора проб:

-  Скорость потока воздуха: 28,3 ± 1,5 л/мин

-  Количество отбираемых доз: 10

-  Продолжительность ввода дозы: 13 с (3 с выдержка + 5 с распыление + 5 с выдержка)

-  Растворитель: смесь метанол - вода 80 : 20 (о/о)

Испытуемые растворы

На нижнюю ступень каскадного импактора Андерсена помещали бумажный фильтр, собирали импактор. Нажатием на прибор сверху, при включенном насосе, проверяли систему на герметичность. Адаптер закрепляли на входном порте таким образом, чтобы конец мундштука ингалятора находился на одном уровне с горизонтальной осью входного порта, а сам ингалятор был ориентирован вертикально. Насос соединяли с выходным отверстием каскадного импактора Андерсена и устанавливали скорость потока воздуха на входе 28,3 ± 1,5 л/мин. Насос отключали.

Примечание. Чертеж и детальное описание каскадного импактора Андерсена приведены в диссертационной работе (Приложение 3).

Встряхивали ингалятор в течение 5 с и высвобождали одну дозу в воздух. Включали насос, вставляли мундштук в адаптер, выдерживали 3 с и производили выпуск дозы в каскадный импактор Андерсена. Отсоединяли ингалятор от адаптера, встряхивали и вновь производили выпуск дозы в импактор аналогичным образом. Повторяли процедуру еще 8 раз. Через 5 с после последнего высвобождения отключали насос. Разбирали прибор. Отсоединяли входной порт, адаптер и мундштук, промывали их растворителем. Извлекали фильтр и улавливающие пластины, помещали их в чашки Петри, прибавляли растворитель (растворитель должен полностью покрывать пластины), обрабатывали 3 мин ультразвуком, извлекали пластины, промывали их достаточными порциями растворителя (общий объем растворителя не должен превышать 40 мл), количественно переносили смывы в отдельные мерные колбы вместимостью 50 мл (для мундштука, адаптера, входного порта и входного конуса использовали мерную колбу вместимостью 200 мл, для фильтра использовали мерную колбу вместимостью 25 мл), доводили объемы растворов растворителем до метки, перемешивали, фильтровали через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм.

Стандартный раствор

Точную навеску (около 25 мг) СО БДП помещали в мерную колбу вместимостью 50 мл, растворяли в растворителе, доводили объем раствора растворителем до метки, перемешивали. 5,0 мл полученного раствора помещали в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводили объем раствора растворителем до метки, перемешивали, фильтровали через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм.

Условия хроматографирования:

-  Колонка: Диасфер-110-С8, 5 мкм, 4,0 х 100 мм

-  Подвижная фаза: смесь ацетонитрил - вода 60 : 40 (о/о)

-  Скорость потока подвижной фазы: 1,0 мл/мин

-  Детектирование: УФ, 238 нм

-  Температура колонки: 30 °С

-  Объем ввода: 100 мкл

-  Время регистрации хроматограммы: 12 мин

Ход анализа, проверка пригодности хроматографической системы

Уравновешивали систему подвижной фазой ВЭЖХ до получения стабильной базовой линии. Регистрировали не менее 5 последовательных хроматограмм стандартного раствора. Время удерживания пика БДП около 4,5 мин. Должны выполняться следующие условия: относительное стандартное отклонение площади пика БДП не более 2,0 %; фактор асимметрии пика БДП не менее 0,8 и не более 1,5; эффективность колонки, рассчитанная по пику БДП, не менее 2000 теоретических тарелок.

После проверки пригодности хроматографической системы регистрировали хроматограммы испытуемых растворов.

Характерные приборные хроматограммы стандартного и испытуемого растворов представлены на рис. 1, 2.

Рисунок 1. Типичная хроматограмма стандартного раствора

Рисунок 2. Типичная хроматограмма испытуемого раствора

Расчеты

Содержание БДП в пересчете на 1 дозу на каждом уровне каскадного импактора Андерсена (Хi), в процентах от заявленной дозировки, рассчитывали по формуле:

где: Asm – площадь пика БДП на хроматограмме испытуемого раствора;

Ast – площадь пика БДП на хроматограмме стандартного раствора;

mst – навеска стандартного образца БДП, мг;

P – чистота стандартного образца БДП, %;

V – объем мерной колбы, использованной при приготовлении испытуемого раствора, мл;

LC – заявленное количество БДП в дозе, мг.

Респирабельную фракцию (RF), в процентах, рассчитывали по формуле:

Валидацию методики проводили по характеристикам правильности, линейности, сходимости (повторяемости) и диапазона применения, которые исследовали на 9 модельных растворах с концентрациями БДП в пределах от 0,1 до 100 мкг/мл. Данные по результатам валидации методики представлены в табл. 2, 3 и на рис. 3.

Таблица 2

Оценка правильности методики

Модельный раствор

Количество БДП, мг

Открываемость, % (R ± Δхср)

№

концентрация, мкг/мл

Взято

Найдено

1

100,1

25,03

25,05

100,07 ± 0,01

2

51,5

25,73

25,74

100,03 ± 0,01

3

20,0

20,02

20,01

99,93 ± 0,01

4

5,1

20,29

20,33

100,20 ± 0,01

5

2,0

24,79

24,88

100,38 ± 0,01

6

1,0

25,12

25,17

100,19 ± 0,01

7

0,5

10,07

10,24

101,69 ± 0,07

8

0,2

9,82

9,91

100,95 ± 0,04

9

0,1

10,59

10,78

101,76 ± 0,08

Таблица 3

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2