Диссертация (Изучение высвобождения лекарственных веществ в биорелевантных средах), страница 4

Для решения поставленной задачи были разработаны так называемые «биорелевантные среды» (biorelevant media), позволяющие моделировать поведение, растворение и абсорбцию ЛС в ЖКТ [6].Биорелевантные среды – это среды растворения, максимально приближенные к внутренним жидкостям человеческого организма (кишечный, желудочный сок) по химическому составу и по физико-химическимсвойствам (рН, осмолярность, буферная ёмкость, поверхностное натяжение).Использование данных сред позволяет расширить спектр исследований, включающих в себя растворение препаратов.При проведении СТКР, в отличие от традиционных буферных растворов, с помощью биорелевантных сред возможно смоделировать влияниеприёма пищи на скорость и полноту растворения препаратов.

Более того,применение данных сред для препаратов, относящихся ко 2 и 4 классамБКС, наглядно продемонстрировало корреляцию профилей растворения invitro и фармакокинетических кривых in vivo, а также позволило предсказатьповедение липофильных, малорастворимых веществ и абсорбцию ЛВ, относящихся к 3 классу БКС [116, 117, 121]. Так, при исследовании глибенкламида было показано, что использование FaSSIF позволяет предсказывать всасывание препарата с использованием АСАТ модели [95].Впервые о биорелевантных средах упоминается на 11 ежегодном собрании ассоциации учёных-фармацевтов в Сиэтле, США в 1996 году [67].Вышедшая на основании данного выступления в 1998 г. публикация [58]впервые предлагает состав «физиологических сред» для моделирования ки-21шечного сока натощак и после еды (fasted state simulation intestinal fluid, FaSSIF and fed state simulation intestinal fluid, FeSSIF) (Таблица 1).Таблица 1Первый состав бирелевантных сред (1998 г)FaSSIFFeSSIFНатрия таурохолат3 мМоль/лНатрия таурохолат15мМоль/лЛецитин0,75 мМоль/лЛецитин3,75 мМоль/лКН2РО43,9 гКислота уксусная8,65 гКСl7,7 гКСl15,2 гNaOHq.s.

pH 6,5Вода деминерализованная q.s.осмоляльностьрН1л270±10мОсмоль6,5NaOHq.s.Вода деминерализованная q.s.осмоляльностьрНрН 5,01л635±10мОсмоль5,0В исследовании, опубликованном в 1998 г, изучались профили растворения ацетоаминофена (1 класс БКС), метопролола (1 класс БКС), даназола(2 класс БКС), мефенаминовой кислоты (2 класс БКС) и кетоконазола (2класс БКС) в различных средах: вода, FaSSIF, FeSSIF, средах, имитирующих желудочный и кишечный сок, приготовленных согласно ФармакопееСША (USP-NF) [113] (Simulated Intestinal Fluid sine pancreatin SIFsp, Simulated Gastric Fluid with/without pepsin SGF/SGFsp), и молоко.

Во всех случаях использовался аппарат «Лопастная мешалка», рекомендованныйUSP. Согласно результатам эксперимента, использование сложных комплексных биорелевантных сред при проведении теста «Растворение» дляпрепаратов 1 класса БКС является неоправданным, поскольку препаратыобладают высокой растворимостью и проницаемостью; профили их растворения одинаковы при использовании как FaSSIF, FeSSIF, так и болеепростых сред – SGFsp. Однако для препаратов 2 класса БКС существенную22роль в их растворении и абсорбции играет ионизация и кислотно-основныесвойства.

Для веществ нейтрального и слабокислого характера принципиально их поведение в кишечнике натощак, т.е. использование FaSSIF в исследованиях является принципиальным. Для веществ слабоосновного характераважно поведение как в желудке, так и в кишечнике натощак, т.е.

исследования должны проводиться в средах SGFsp и FaSSIF. В следующей вышедшей статье [51] предлагался слегка измененный состав биорелевантных сред. Однако принципиальных различий составы (табл. 2), предложенные Дженнифер Дрессман (Dressman Jennifer, Institute of Pharmaceutical Technology, Johann Wolfgang Goethe University), не имеют.Таблица 2Состав биорелевантных сред, предложенный J. Dressman (2000 г)FaSSIFFeSSIFНатрия таурохолат5 мМоль/лНатрия таурохолат15мМоль/лЛецитин1,5 мМоль/лЛецитин4 мМоль/лКН2РО40,029 моль/лКислота уксусная0,144 моль/лКСl0,22 моль/лКСl0,19 моль/лNaOHq.s.

pH 6,8Вода деминерализованная q.s.осмоляльность1л280-310мОсмольNaOHq.s. рН 5,0Вода деминерализованная q.s.осмоляльность1л485-535мОсмольбуферная ёмкость10±2 Ммоль/л буферная ёмкость76±2 Ммоль/лрН6,55,0рНFaSSGFHCl0,01-0,05 NНатрия лаурил-сульфат2,5 гNaCl2г23Вода деминерализованнаяq.s. 1 лВ вышедших в 2000-2002 гг. работах [60, 93, 94, 98, 99] было нагляднопродемонстрировано преимущество использования биорелевантных среддля предсказания поведения in vivo малорастворимых веществ слабоосновного характера, а также липофильных веществ. Экспериментальные данные,полученные в данных исследованиях, стали основой для последующих разработок в области прогнозирования растворения и абсорбции различныхклассов БКС препаратов для внутреннего применения.Наибольшая заинтересованность европейской научной общественностибиорелевантными средами приходится на период, начиная с 2004 г., послетого как в мае выходят две примечательные статьи.

Материал одной из нихпосвящен сравнительному анализу фосфатного буфера, используемого дляпроведения теста сравнительной кинетики растворения и рекомендованного USP 26-NF 21 [113] состава искусственного кишечного сока (SIF) [115].Как выяснилось, одно лишь изменение ионных пропорций (Na+ и K+) невлияет на профили растворения препаратов. Вышедшая короткая обзорнаястатья, посвященная изысканиям группы учёных под предводительствомJennifer Dressman в области биорелевантных сред, наглядно продемонстрировала принципиальную разницу составов сред растворения, позволяющуюмаксимально приблизить результаты исследований in vitro к прогнозируемому проведению препаратов in vivo [96].Ключевым моментом в понимании особенностей кинетики растворения является осознание роли предложенных в составе среды лецитина исоли желчной кислоты – натрия таурохолата. Присутствующие в кишечномсоке человека желчные кислоты эмульгируют ряд соединений, повышая ихпроницаемость для стенки кишечника за счет образования мицеллярногораствора липидов в водной среде.

Таким образом, в тонком кишечнике достигается максимальная абсорбция липофильных веществ, которая не будетотражена in vitro при использовании одних лишь фармакопейных буферныхрастворов. Эти данные были подтверждены рядом исследований, причем24вышедшая в 2010 г. статья показала, что сама структура желчных кислот оказывает минимальное влияние, что обеспечивает гибкость в выборе самойсоли как для объяснения механизма действия, так и для изготовления биорелевантных сред [51, 109].Вышедшие за последние 6 лет публикации, посвященные использованию биорелевантных сред для изучения кинетики растворения препаратоввсех классов БКС, наглядно демонстрируют значимость данной разработки.

Особо следует отметить влияние использования биорелевантных средна поведения веществ, обладающих полиморфизмом [48, 94]. Как выяснилось, уровень растворения таких препаратов на примере карбамазепинавыше в FaSSIF, чем в фармакопейном буферном растворе. Это навело ученыхна мысль о неком взаимодействии между препаратом и желчными компонентами среды растворения, которое будет происходить в условиях in vivo.На данный момент предложен модифицированный состав биорелевантных сред, с учетом данных 10-летнего опыта их использования [85, 86].Эта версия (табл.

3) максимально приближена по свойствам к желудочному и кишечному соку человека и наиболее полно отражает взаимодействия ЛВ и содержимого ЖКТ в условиях in vivo.Таблица 3Модифицированный состав биорелевантных сред (2008-2009 гг)FaSSIF-V2FeSSIF-V2Состав, мМоль/лСостав, мМоль/лНатрия таурохолата3Натрия таурохолата10Лецитина0,2Лецитина2Кислоты малеиновой19,12Кислоты малеиновой55,05NaOH34,8NaOH81,65NaСl68,62NaСl125,5Глицерилмоноолеата5Натрия олеата0,825СвойстваСвойстварН6,5рН5,8Осмоляльность,180±10 Осмоляльность, мОсМоль/кг 390±10мОсМоль/кгБуферная ёмкость, мМоль/л10Буферная ёмкость, мМоль/л25Поверхностное натяжение,54,3Поверхностное натяжение,40,5мН/м±0,2мН/мУ описанных биорелевантных сред имеется 2 недостатка.

Первый заключается в сроке хранения приготовленных растворов, он составляет не более 48ч. Более того, ряд авторов рекомендует изготавливать среды непосредственно перед исследованиями, что, в свою очередь, несколько усложняет сам экспериментальный процесс. Также существенную роль на распространение использования биорелевантных сред в общемировой практикеиграет и экономический аспект. Стоимость натрия таурохолата колеблетсяв диапазоне от 100 до 300 $ за кг.

Высокая цена компонентов значительноусложняетприменениебиорелевантныхсредвряденаучно-исследовательских институтов. Существует несколько вариантов решенияпоставленных задач. Решение первого недостатка заключается в применении концентратов FaSSIF и FeSSIF [92]. Изначально готовят буферные растворы, так называемые буферные растворы FaSSIF и FeSSIF (blank FaSSIFand FeSSIF), не содержащие лецитина и натрия таурохолата (табл. 4).Таблица 4Буферные растворы для приготовления концентратов биорелевантных средBlank FaSSIFBlank FeSSIFNaOH1,74 гNaH2PO4*H2O19,77 г Ледяной уксусной кислоты43,25 гNaCl30,9 гNaCl59,37 гВоды очищенной5лводы очищенной5лq.s.

adNaOHq.s. ad20,2 г26pH6,5pH5,0Для приготовления концентратов также необходимрастворнатриягидроксида для коррекции рН (табл. 5).Таблица 5Раствор натрия гидроксида для коррекции рНNaOH40,00 гNaH2PO4*H2O3,954 гNaCl6, 186Воды очищенной q.s. ad1лТаблица 6Концентраты для приготовления биорелевантных средКонцентрат FaSSIFКонцентрат FеSSIFНатрия таурохолата6,6 гНатрия таурохолата16,5 гЛецитина2,36 гЛецитина5,91blank FaSSIF500 гblank FеSSIF500 гСостав концентратов для приготовления биорелевантных сред приведен в табл. 6. Полученные растворы перемешивают в течение 4 ч. прикомнатной температуре до получения прозрачного раствора. Затем доводятбуфером до 1 л (FaSSIF) или до 2 л (FеSSIF).