Исследование аэродинамических свойств ингаляционных лекарственных форм (стр. 1 )

с помощью импакционных методов анализа

На правах рукописи

Исследование АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Ингаляционных лекарственных форм

с помощью импакционных

методов анализа

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата фармацевтических наук

Москва - 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени » и Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научный центр экспертизы средств медицинского применения»

Научный руководитель:

кандидат фармацевтических наук

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук

доктор химических наук, профессор

Ведущая организация:

по химии лекарственных средств» (-ВНИХФИ»)

Защита диссертации состоится «___»______________2010 г. в____часов на заседании Диссертационного 208.040.09 при ГОУ ВПО Первый МГМУ им. по адресу: Москва, Никитский бульвар, 13.

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

Автореферат разослан «____» ___________ 2010 г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета,

доктор фармацевтических наук,

профессор Наталья Петровна Садчикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Ингаляционные лекарственные препараты давно и широко используются в терапевтической практике для лечения различных заболеваний. В то же время исследований, посвященных методикам контроля качества фармацевтических аэрозолей и изучению аэродинамического поведения частиц данных препаратов крайне мало.

На сегодняшний день основными устройствами для оценки аэродинамических показателей аэрозолей являются импакторы и импинжеры, в связи с чем возникает необходимость в сравнительной оценке данных, полученных с использованием различных импакционных устройств.

С учетом распространенности воспроизведенных лекарственных препаратов, весьма актуальными являются исследования по фармацевтической эквивалентности оригинальных ингаляционных препаратов и препаратов-генериков.

Весьма важными являются исследования влияния различных факторов, таких как условия внешней среды на аэродинамические характеристики ингаляционных лекарственных форм.

Таким образом, учитывая специфику ингаляционных лекарственных форм и необходимость совершенствования контроля качества данных препаратов, проведение данного исследования представляется актуальным и целесообразным.

В настоящей работе рассмотрены вопросы, связанные с методами и подходами к анализу качества фармацевтических аэрозолей, проведен сравнительный анализ эффективности использования импакторов – основных на сегодняшний день устройств для оценки аэродинамических показателей аэрозолей. Также освящены подходы к весьма актуальным проблемам, связанным с оценкой эквивалентности ингаляционных препаратов. Проведенные исследования изменений аэродинамических свойств ингаляционных лекарственных форм в зависимости от различных факторов, таких как условия внешней среды, скорость инспираторного потока, состав лекарственной формы, количество активаций ингалятора также являются весьма важными как для получения достоверных результатов при контроле качества данных препаратов, так и для проведения ингаляционной лекарственной терапии.

Целью исследования являлось изучение аэродинамических свойств ингаляционных лекарственных средств in vitro с помощью каскадных импакторов.

Задачи исследования:

1.  Обобщить и систематизировать имеющиеся данные по существующим методам анализа ингаляционных лекарственных форм и в том числе методам, основанным на принципах импакции;

2.  Изучить влияние условий внешней среды (температура, влажность) на аэродинамические характеристики частиц аэрозолей in vitro;

3.  Исследовать влияние скорости потока и количества впрыскиваний на эффективность доставки аэрозолей in vitro;

4.  Провести сравнительный анализ различных типов импакторов на примере лекарственного препарата Серетид;

5.  Провести сравнительный анализ качества препарата - генерика, содержащего Салметерола ксинафоат и Флутиказона пропионат и оригинального препарата Серетид;

6.  Разработать и провести валидацию методики определения фракции мелкодисперсных частиц ингаляционного препарата Онбрез Бризхалер;

Научная новизна результатов исследования

Изучено влияние условий среды, скорости инспираторного потока и числа впрыскиваний на эффективность доставки аэрозолей.

Впервые проведено сравнение данных по аэродинамическому распределению частиц аэрозолей, полученных с помощью четырех различных импакционных устройств: стеклянного импинжера, мультистадийного жидкостного импинжера, импактора Андерсена, импактора нового поколения.

Предложены критерии подтверждения эквивалентности оригинальных и воспроизведенных ингаляционных лекарственных форм.

Практическая значимость полученных результатов

Результаты, полученные при анализе влияния различных факторов на характеристики аэрозолей и сравнении четырех импакторов используются при выборе оптимального импакционного устройства и необходимых условий проведения методик при оценке качества аэрозольных лекарственных форм в лаборатории отдела апробации методик контроля лекарственных средств Лабораторного центра ФГБУ НЦЭСМП.

Критерии подтверждения эквивалентности оригинальных и воспроизведенных ингаляционных лекарственных форм применяются при сравнительном анализе качества соответствующих препаратов в лаборатории отдела апробации методик контроля лекарственных средств Лабораторного центра ФГБУ НЦЭСМП.

Разработанная методика определения фракции мелкодисперсных частиц ингаляционного препарата Онбрез Бризхалер может использоваться в качестве методики сравнения при проведении контроля качества данного препарата.

Апробация работы

Апробация работы проведена на совместном заседании кафедры фармацевтической и токсикологической химии фармацевтического факультета Первого МГМУ им. и отдела апробации методик контроля лекарственных средств Лабораторного центра ФГБУ НЦЭСМП (Москва, август 2010). Основные результаты работы доложены на XVII Российском Национальном Конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, апрель 2010).

Публикации. По материалам исследования опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук

Диссертационная работа выполнена в рамках комплексной темы кафедры фармацевтической и токсикологической химии фармацевтического факультета Первого МГМУ им. «Совершенствование контроля качества лекарственных средств (фармацевтические и экологические аспекты)» (№ государственной регистрации 01.2.

Основные положения, выносимые на защиту:

1.  результаты изучения влияния температуры, влажности, скорости потока, количества впрыскиваний на эффективность доставки аэрозолей;

2.  сравнительный анализ данных, полученных с помощью различных импакционных устройств, применяемых при оценке качества аэрозолей;

3.  подходы к оценке эквивалентности оригинального и воспроизведенного ингаляционных препаратов;

4.  валидационные параметры разработанной методики определения фракции мелкодисперсных частиц препарата Онбрез Бризхалер;

5.  критерии оценки качества аэрозолей.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы из 147 названий (из которых 136 зарубежные). Работа иллюстрирована 32 таблицами и 27 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Методы и объекты исследования

Основное оборудование, использовавшееся в работе:

Импакторы: стеклянный импинжер (СИ), мультистадийный жидкостной импинжер (МЖИ), каскадный импактор Андерсена (КИА), импактор нового поколения Next (ИНП), Copley scientific Limited, Великобритания; ВЭЖХ – система «Agilent 1200» с УФ-спектрофотометрическим детектором на диодной матрице и детектором флуоресценции, Agilent technologies, США; Камера климат-контроля, для поддержания постоянных условий среды Hotpack, Waterloo, ON, Канада.

Анализ аэродинамических свойств испытуемых препаратов на импакторах проводился согласно методикам Европейской фармакопеи 6 изд., раздел 2.9.18. Preparations for inhalation: aerodynamic assessment of fine particles, а также Фармакопеи США 32 изд., разделы: 1151 – Pharmaceutical dosage forms-aerosols и 601 – aerosols, metered-dose inhalers, and dry powder inhalers.

Таблица 1. Основные параметры импакторов используемых в работе.

Импактор	Скорость потока, л/ мин	Время ввода в импактор, с	Объем воздуха на ввод, л	Растворитель
Исследование влияния влажности, температуры, числа впрыскиваний на аэродинамические характеристики аэрозолей и сравнительный анализ аэродинамических показателей воспроизведенного и оригинального препаратов
МЖИ	100	2,4	4	Этанол-вода (50:50 об.)
КИА	28,3	8,5	4	Метанол 1)
0,01 М HCL 2)
ИНП	60	4	4	0,5 М СН3СООН
Сравнительный анализ данных полученных при использовании различных типов импакторов для исследования аэродинамических свойств на примере лекарственного препарата Серетид
МЖИ	30	8	4	Метанол
КИА	28,3	8,5	4	Метанол
ИНП	30	8	4	Метанол
СИ	60	4	4	Метанол

1)  Растворитель, использующийся при анализе Серетида и препарата-генерика;

2)  Растворитель, использующийся при анализе Спирива респимата.

Таблица 2. Ингаляционные лекарственные препараты, исследованные в работе.

Препарат	Страна-производитель	Действующее вещество	Тип ингалятора
Форадил Комби	Швейцария	Будесонид	Дозированный порошковый ингалятор (ДПИ)
Онбрез Бризхалер	Швейцария	Индакатерола малеат	ДПИ
Серетид	Великобритания	Салметерола ксинафоат, Флутиказона пропионат	Дозированный аэрозольный ингалятор (ДАИ)
Препарат-генерик	Индия	Салметерола ксинафоат, Флутиказона пропионат	ДАИ
Спирива респимат	Германия	Тиотропия бромид	Жидкостной дозированный ингалятор (ЖДИ)

Для количественного определения действующих веществ применяли метод ВЭЖХ. Использовали методики определения содержания действующих веществ исследуемых препаратов, приведенные в Европейской фармакопее 6 изд. Индакатерола малеат определяли количественно по валидированной методике описанной в [Valdor A., 2007].

Для расчета основных аэродинамических характеристик испытуемых препаратов - масс-медианного аэродинамического диаметра (ММАД), геометрического стандартного отклонения (ГСО) и фракции мелкодисперсных частиц или респирабельной фракции (ФМЧ) использовалось программное обеспечение CITDAS, версия 2.00, Copley scientific Limited, Великобритания. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием программного обеспечения Microsoft Excel 2002. Для сравнительного анализа аэродинамического распределения частиц испытуемых препаратов использовали однофакторный дисперсионный анализ ANOVA, а также тест Манна-Уитни, непараметрический аналог t-теста.

2. Исследование влияния влажности и температуры на характеристики ингаляционных лекарственных форм в момент активации аэрозоля

Аэродинамические характеристики испытуемых ДПИ и ДАИ исследовались при следующих значениях температуры и влажности: 25°C/40% относительной влажности (О. В.) – показатели характерные для так называемых «комнатных условий», 40°C/40% О. В. – повышенная температура и «комнатная» влажность и 40°C/75% О. В. – условия повышенной температуры и влажности, в основном, являющиеся экстремальными для большинства пациентов, однако в летнее время, равно как и в странах с жарким и влажным климатом, вполне обыденные значения.

Аэродинамические показатели анализируемых лекарственных форм оценивались с помощью МЖИ (Форадил комби), ИНП (Онбрез бризхалер) и КИА (Серетид, препарат-генерик, Спирива респимат) с последующим использованием ВЭЖХ.

Согласно полученным результатам (табл.3, 4) изменение влажности и температуры при проведении эксперимента не оказало существенного влияния на процентное содержание действующих веществ в выпускаемой дозе ни для одного из препаратов. В тоже время, значения респирабельной фракции частиц, то есть массы частиц, диаметр которых менее 5 мкм и которые способны попасть к органу-мишени пациента для всех препаратов снизились. Причем подобная тенденция, хотя и в меньшей степени, наблюдалась не только для порошковых ингаляторов, содержащих гигроскопичные вещества, но и для дозированных аэрозольных ингаляторов.

Таблица.3. Основные параметры аэродинамического распределения частиц испытуемых порошковых ингаляторов в зависимости от условий среды в момент активации аэрозолей.

	Форадил комби (д. в. - будесонид)	Онбрез Бризхалер (д. в. - индакатерол)
25°C/ 40% О. В.	40°C/ 40% О. В.	40°C/ 75% О. В.	25°C/ 40% О. В.	40°C/ 40% О. В.	40°C/ 75% О. В.
Содержание действующих веществ в дозе, % от номинала	96,29 ±5,76	97,33 ±5,87	94,75 ±6,12	71,68 ±6,16	72,29 ±6,89	70,37 ±7,03
ФМЧ, %	21,53 ±3,54	21,39 ±3,62	17,46 ±2,11	51,71 ±3,54	50,60 ±3,79	45,66 ±4,01
ММАД, мкм	3,72 ±0,31	3,73 ±0,29	4,80 ±0,29	2,94 ±0,21	2,71 ±0,29	3,62 ±0,27
ГСО	2,10	2,00	3,20	1,80	1,90	2,70

Таблица 4. Основные параметры аэродинамического распределения частиц испытуемых дозированных аэрозольных ингаляторов в зависимости от условий среды в момент активации аэрозолей

	Серетид (д. в. – салметерола ксинафоат /флутиказона пропионат	Генерик (д. в. – салметерола ксинафоат /флутиказона пропионат)
	25°C/ 40% О. В.	40°C/ 40% О. В.	40°C/ 75% О. В.	25°C/ 40% О. В.	40°C/ 40% О. В.	40°C/ 75% О. В.
Содержание действующих веществ в дозе, % от номинала	80,60±1,31 88,20±1,08	81,30±1,46 87,57±1,18	78,25±1,40 87,20±1,32	75,46±0,77 86,28±1,08	75,66±1,19 87,55±2,10	84,34±1,48 89,95±1,18
ФМЧ, %	30,82±0,75 32,20±0,83	31,12±0,67 32,80±0,38	28,89±0,89 29,76±1,11	22,08±0,50 27,97±0,44	21,82±0,74 27,20±0,93	27,07±0,91 24,13±0,47
ММАД, мкм	3,81 ±0,16 3,70±0,16	3,92 ±0,17 3,75±0,11	4,12 ±0,34 3,96±0,59	3,89 ±0,11 3,88±0,13	3,90 ±0,16 3,88±0,16	4,38 ±0,21 4,33±0,20
ГСО	1,70 1,70	1,70 1,70	2,10 2,00	2,30 1,60	1,70 1,70	2,40 2,30

В случае обоих порошковых ингаляторов увеличились значения ММАД и геометрического стандартного отклонения. Респирабельная фракция понизилась на 4% для Форадила Комби и на 6% для Онбреза Бризхалера. В случае ДАИ также наблюдалось уменьшение значения респирабельной фракции, хотя и не столь очевидное как для ДПИ.