Определение дисперсности в мягких лекарственных формах

Е.К. Гузев1,2, К.С. Гузев2, докт. фарм. наук, Г.В. Раменская1, докт. фарм. наук, профессор

1 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова
2 ЗАО «Ретиноиды», Москва

Аннотация. Приведены результаты определения дисперсности 3 мазей. Эксперимент проводился с помощью аппаратно-программного ком­плекса «Диаморф» и лазерного измерителя частиц ShimadzuSALD-201V. Несмотря на различие методов определения дисперсности, оба прибора позволяют получать объективные и достоверные дан­ные о дисперсности исследуемых гетерогенных систем.

Ключевые слова: мягкие лекарственные формы, дисперсность эмульсии, определение.

Фктуальность показателя «дисперсность» стала ясна исследователям уже в начале 70-х годов ХХ века. Позднее была обозначена особая роль дисперсности в разработке мягких лекарственных форм. Так, некоторые авторы отмечали, что «для каждой мази, при постоянстве ее рецептуры, технологии получения и соблюдения режима хранения можно получить идентичную картину микроструктуры, что может быть использовано при оценке качества мази» [7]. Поэтому при разработке мягких лекарственных форм дисперсности гетерогенных композиций уделяют повышенное внимание.

В настоящее время Государственная фармакопея Российской Федерации для измерения показателя «Дисперсность эмульсии» рекомендует один метод измерения — с помощью окуляр-микрометра. Однако в исследовательских лабораториях присутствуют более точные компьютеризированные методы, в которых влияние человеческого фактора значительно ниже. В конце 80-х годов XX века, благодаря освоению компьютерных технологий, появилась возможность измерять размеры капель эмульсии на микрофотографии [4]. Наибольшее распространение получили 2 метода определения дисперсности. 1-й – метод прямого измерения дисперсности, основанный на обработке изображения, полученного с помощью видеокамеры. Возможности этого комплекса в анализе гетерогенных систем описаны в ряде работ [5, 6]. 2-й относится к косвенным методам, так как основан на фиксации рассеивания пучка монохроматического света частицами эмульсии, который в дальнейшем преобразуется с помощью оптической и математиче-ских моделей [1, 2, 3]. Применение последнего метода в отечественных фармацевтических исследованиях нами не обнаружено. В России нет единой методологии измерения этого параметра, нет обоснованных ограничений по размерам для тех или иных лекарственных форм, а также валидации методик соответствующего оборудования.

Цель работы – провести сравнительное исследование ряда мазей по показателю «Дисперсность эмульсии», полученному разными методами.

Экспериментальная часть

Объектами исследования служили серийные образцы мазей производства ЗАО «Ретиноиды»: поливитаминная мазь (ПВМ), мазь с ретинола пальмитатом (мазь РП), линимент с нафталанской нефтью (ЛНН). Выбор исследуемых препаратов основан на том, что все они представляют собой эмульсии масло/вода, с содержанием липофильной фазы около 10%, производятся на принципиально одинаковом оборудовании (роторно-пульсационные аппараты проточного типа) и имеют примерно одинаковые требования к показателю «Дисперсность эмульсии». Исследованию подвергались по 3 серии каждого лекарственного препарата. Измерение дисперсности каждой серии повторяли по 3 раза.

Измерение проводили на аппаратно-программном комплексе (АПК) «Диаморф» и лазерном измерителе частиц (ЛИЧ) ShimadzuSALD-201V. АПК состоит из микроскопа, видеокамеры и компьютера. Комплекс способен анализировать видеоизображение с помощью заложенного в него программного обеспечения. Данные, полученные на приборе, обрабатывали методами вариационной статистики, учитывая максимальные и минимальные значения диаметров, рассчитывали среднее арифметическое значение и стандартное отклонение. Измеряли коли- чество эмульсионных капель на 10–15 свободно выбранных полях зрения, общим количеством от 200 до 300 капель в автоматическом режиме. SALD-201V состоит из пробоотборника с жидкостным насосом, измерительной ячейки из боросиликатного стек-ла и измерительного блока, состоящего из источника освещения (полупроводникового лазера, 405 нм) и фотодетекторов с 54 элементами.

Для микроскопического исследования микропрепарат готовили по следующей методике:в стеклянный стакан отвешивали около1 г препарата и 30 мл воды очищенной. Стакан устанавливали на магнитную мешалку и тщательно перемешивали смесь до получения однородной разбавленной эмульсии. Для измерения дисперсности на АПК каплю полученной эмульсии наносили на предметное стекло, накрывали покровным стеклом, помещали в держатель микроскопа и исследовали при увеличении 40х. Полученные данные подвергались статистической обработке. На их основании строились необходимые графики. Для измерения дисперсности на приборе SALD-201V, полученную эмульсию прибавляли по каплям в измерительную камеру до значения, необходимого для автоматического измерения. Из полученного протокола вручную формировали соответствующие группы, рассчитывали их долевое распределение и строили графики.

Обзорная микроскопия эмульсий лекарственных препаратов с помощью АПК «Диаморф» показала, что они представляют собой мелкодисперсные системы, состоящие из капель масла правильной сферической формы. Диаметр капель в образцах находился в пределах от 1,0 до 7,8 мкм (табл.1). Средний размер капли масла в эмульсии составил около 2 мкм со средним стандартным отклонением около 0,5 мкм. Отмечена хорошая повторяемость результатов как от серии к серии, так и от препарата к препарату. Согласно результатам исследования, мы получили монодисперсные системы, в которых размеры эмульсионных капель мало отличаются между собой.

Внешний вид дифференциальных кривых капель эмульсии лекарственных препаратов по размерам (рис. 1, 2), а также распределение капель эмульсии по группам мало отличаются между собой. Наибольший вклад в дисперсность эмульсий вносят капли размером от 1 до 3 мкм, их суммарное количество изменяется в пределах от 79 до 91%. Так, в ПВМ и мази РП, доля частиц от 1 до 1,49 мкм колеблется в интервале от 20 до 30%, доля частиц от 1,5 до 1,99 мкм – в интервале от 35 до 45%, а частицы диаметром от 2,0 до 2,99 мкм составляют 25–40%. Разброс капель нафталанской нефти в ЛНН внешне напоминает динамику распределения капель в предыдущих мазях, с той лишь разницей, что в этом случае имеет место бóльший разброс капель при формировании этих групп.Таким образом, АПК позволяет с достаточной точностью измерять диаметры частиц в лекарственных препаратах и оценивать их качество по показателю «Дисперсность эмульсии».

Так как метод измерения дисперсности с помощью ЛИЧ ShimadzuSALD-201V является косвен-ным, определить форму исследуемых объектов этот прибор не позволяет. Построенные дифференциальные кривые распределения капель эмульсии лекарственных препаратов по диаметрам, полученные с помощью SALD-201V (см. рис. 2) показали, что основная масса эмульсионных капель как и при применении АПК не превышает 3 мкм. Однако в мазях обнаружена группа капель с диаметром от 0,5 до 1 мкм. Ее доля варьирует в пределах от 5 до 25%. Группу капель, содержащихся в препаратах в максимальном количестве, представляют частицы с диаметром от 1 до 1,5 мкм. Во всех мазях основную массу составляют капли с диаметром до 3 мкм. Их доля в общее распределение частиц – 93%.Таким образом, ЛИЧ также позволяет измерять диаметры частиц и их распределение в лекарственных препаратах. Однако, по сравнению с АПК, большая чувствительность ЛИЧ позволяет определять частицы с диаметром до 1 мкм.

Таблица 1. Результаты определения дисперсности мазей на АПК «Диаморф»
Параметры Серия 1 Серия 2 Серия 3
ПВМ
Количество измеренных капель (n) 240
301
267
207
250
306
292
300
283
Dмин. – Dмакс. (мкм) 1,01 – 4,63
1,01 – 4,04
1,16 – 3,80
1,01 – 4,07
1,01 – 5,25
1,01 – 3,45
1,01 – 6,76
1,01 – 3,37
1,16 – 7,01
Среднее арифметическое ± стандартное отклонение (мкм) Xср ± S 2,09 ± 0,59
1,88 ± 0,50
1,89 ± 0,50
1,82 ± 0,50
1,73 ± 0,63
2,06 ± 0,43
1,84 ± 0,59
1,84 ± 0,50
1,84 ± 0,59
Мазь РП
Количество измеренных капель (n) 365
404
374
363
400
286
406
377
377
Dмин. – Dмакс. (мкм) 1,01 – 7,41
1,01 – 4,66
1,16 – 3,71
1,01 – 4,21
1,01 – 3,63
1,01 – 3,83
1,01 – 4,36
1,01 – 4,27
1,16 – 3,78
Среднее арифметическое ± стандартное отклонение (мкм) Xср ± S 1,89 ± 0,59
1,82 ± 0,49
1,82 ± 0,48
1,88 ± 0,46
1,73 ± 0,46
1,97 ± 0,55
1,97 ± 0,61
1,91 ± 0,55
1,81 ± 0,52
ЛНН 10%
Количество измеренных капель (n) 290
364
275
298
287
272
334
311
328
Dмин. – Dмакс. (мкм) 1,01 – 5,75
1,01 – 4,76
1,01 – 5,38
1,01 – 5,47
1,01 – 7,80
1,01 – 5,06
1,01 – 4,87
1,01 – 6,61
1,01 – 5,48
Среднее арифметическое ± стандартное отклонение (мкм) Xср ± S 2,28 ± 0,81
2,14 ± 0,70
2,19 ± 0,85
2,20 ± 0,85
2,13 ± 0,86
2,00 ± 0,71
1,90 ± 0,66
2,04 ± 0,83
2,14 ± 0,81
Рис. 1. Распределение капель масляной фазы, измеренных на АПК «Диаморф»: а – поливитаминная мазь; б – мазь с ретинола пальмитатом; в – линимент с нафталанской нефтью
Рис. 2. Распределение капель масляной фазы, измеренных на SALD-201V: а – поливитаминная мазь; б – мазь с ретинола пальмитатом; в – линимент с нафталанской нефтью
Рис. 3. Распределение капель масляной фазы, измеренных на АПК «Диаморф» и SALD-201V (среднее арифметическое из 3 серий препарата): а – поливитаминная мазь; б – мазь с ретинола пальмитатом; в – линимент с нафталанской нефтью

Сравнение данных по дисперсности мазей, полученных с помощью различных приборов (рис. 3), показало, что внешний вид распределения капель масляной фазы по ее долевому участию в общем числе описывается нормальным законом распределения Гауса, что характерно для монодисперсных эмульсий. Кроме того, обнаружен незначительный разброс полученных данных как при анализе образцов, приготовленных из одной серии, так и образцов, взятых для анализа из разных серий. Согласно результатам исследования, эти приборы позволяют получать достоверные данные о дисперсности исследуемых систем.

Для оценки точности примененных методов были статистически обработаны данные дисперсности мази РП. Все статистически значимые характеристики результатов обработки данных при использовании АПК «Диаморф» больше, в сравнении с этими же показателями при использовании SALD (табл. 2). Таким образом, SALD позволяет получать более точные данные по дисперсности изучаемой эмульсии.

Таблица 2. Статистическая обработка данных, полученных при измерении дисперсности мази с Ретинола пальмитатом при помощи АПК «Диаморф» и SALD (р=95%; n=9; f=8; t=2,36)
Диаметр эмульсионных капель, мкм Xср. S ∆Xср. ε
АПК «Диаморф»
От 1,00 до 1,49 26,27 5,62 4,42 16,83
От 1,50 до 1,99 39,47 4,86 3,82 9,69
От 2,00 до 2,99 31,01 5,77 4,54 14,64
От 3,00 до 3,99 3,02 1,44 1,13 37,26
От 4,00 до 4,99 0,21 0,29 0,23 более 100
От 5,00 до 5,99 0,00 0,00 0,00 0
Более 6,00 0,00 0,00 0,00 0
SALD
От 0,50 до 0,99 8,87 4,75 3,74 42,13
От 1,00 до 1,49 35,61 1,76 1,38 3,89
От 1,50 до 1,99 27,58 2,86 2,25 8,16
От 2,00 до 2,99 22,19 1,30 1,02 4,61
От 3,00 до 3,99 4,59 0,70 0,55 12,00
От 4,00 до 4,99 0,88 0,49 0,39 43,80
От 5,00 до 5,99 0,44 0,67 0,53 более 100
Более 6,00 0,05 0,07 0,06 более 100

Выводы

  1. Несмотря на различие принципов, на которых основаны методы измерения дисперсности, и АПК «Диаморф», и ЛИЧ SALD -201V позволяют с достаточной точностью измерять диаметры капель жировой фазы в лекарственных препаратах и оценивать их по показателю «Дисперсность». SALD-201V обладает большей чувствительностью и позволяет получать более точные результаты измерений.
  2. Изученные лекарственные препараты квалифицируются как монодисперсные системы, в которых капли дисперсной фазы имеют форму сфер и по размерам мало отличаются между собой. Диаметр основной массы эмульсионных капель в препаратах не превышает 3 мкм.

Литература

  1. Блохин А.Н. Оценка применения метода лазерной дифрактометрии в определении гранулометрического состава почв // Вест. Томского государственного университета. – 2009; 1: 37–43.
  2. Васин С.Л., Розанова И.Б., Севастьянов В.И. и др. Применение лазерной дифракционной спектроскопии для измерения распределения по размеру тромбоцитов человека // Медицинская техника. – 1998; 3: 43–44.
  3. Виноградович В.И., Таныгина Е.Д., Таныгин А.Ю. Распределение частиц по размерам в эмульсии фосфатидов из низкоэрукового рапсового масла // Химия растительного сырья. – 2009; 4: 159–163.
  4. Гузев К.С. Получение и исследование свойств дерматологической мази димоцифона. Дисс. канд. фарм. наук. – М., 1989. – 153 с.
  5. Гузев К.С., Гузева А.К. Валидация процесса очистки производственного оборудования // Remedium. – 2003; 5 (май): 65–68.
  6. Гузев К.С., Осипов А.С., Сапожников Д.В. Исследование процесса гомогенизации мази «Радевит» при ее изготовлении // Фармация. – 2003; 2: 22–26.
  7. Тенцова А.И., Грецкий В.М. Современные аспекты исследования и производства мазей. – М.: Медицина, 1980. – 192 с.

Все материалы