Биофармацевтические тесты
Способность лекарственного вещества оказывать лечебное действие может значительно изменяться в зависимости от применения его в виде той или иной лекарственной формы. При использовании различного исходного сырья, вспомогательных веществ, технологических операций,
оборудования могут быть получены препараты, содержащие одинаковое количество действующего вещества, но имеющие разную скорость и полноту всасывания, то есть препараты окажутся терапевтически неэквивалентными. Для получения стандартных лекарственных препаратов с оптимальной терапевтической эффективностью, эквивалентных по силе лечебного действия,
необходимо изучать и учитывать влияние рассмотренных фармацевтических факторов и стандартизовать лекарственные препараты по показателю, дающему представление о его биофармацевтических свойствах.
Сложность определения биодоступности побудила исследователей искать более простые и доступные способы оценки биофармацевтических характеристик лекарственных форм.
Принимая во внимание, что действие лекарственного вещества начинается после достижения терапевтического уровня его концентрации в биожидкости, то есть после его высвобождения из лекарственной формы, растворения in vivo и всасывания, основными характеристиками фармацевтических субстанций считают растворимость в физиологических условиях и абсорбцию, или иначе – способность проникать через биологические мембраны. Учёными показано решающее значение этих этапов, на основании которых можно прогнозировать биодоступность.
Как уже было сказано выше, важнейшим достижением биофармации и критерием оценки качества лекарственных препаратов стала практика изучения фармакокинетики субстанции и определения её биодоступности. Однако разнообразие открытых фармацевтических факторов,
влияющих на эффективность и безопасность лекарственного препарата, в том числе открытие роли вспомогательных веществ, лекарственной формы, технологии её получения, сделали непригодным определение биодоступности для посерийной оценки лекарственных препаратов. Для этой цели необходим доступный, стандартный тест, проводимый in vitro, результаты которого коррелировали бы с итогами изучения фармакокинетики in vivo.
Таким тестом стал тест «Растворение», позволяющий определять в лабораторных условиях скорость и полноту растворения фармацевтической субстанции из лекарственной формы. Тест
«Растворение» в настоящее время считают обязательным показателем качества, введённым в НД на твёрдые формы для приема внутрь, такие как таблетки и капсулы, широко применяют для посерийной оценки лекарственных препаратов на предприятиях, оценки эквивалентности дженериков. Он стал одним из важнейших инструментов фармацевтической разработки. По результатам теста не только оценивают качество каждой партии таблеток и капсул, но и в настоящее время опираются на данные о высвобождении активного компонента при разработке новых составов. Соответствие изучаемого
48
лекарственного препарата требованиям по растворению гарантирует стабильность качества при незначительных изменениях технологической схемы, смене производственной площадки, изменении масштабов производства. В настоящее время данные теста «Растворение» – неотъемлемая часть спецификации каждой партии твёрдой лекарственной формы для приема внутрь, их рассматривают как гарантию её эквивалентности.
Впервые тест «Растворение» введён в XVIII издание фармакопеи США (1970) в частные монографии на семь препаратов и в национальный формуляр – на пять препаратов. С этого времени в США, а затем и в мире работы по изучению скорости растворения интенсивно развивались, в 1978 г.
этот тест введён в Европейскую фармакопею, в 1980 г. – в Британскую, в 1982 г. – Японскую. В нашей стране в 1985 г. утверждена временная фармакопейная статья «Растворение», которая включена в общую статью «Таблетки» ГФ XI издания. В настоящее время ГФ рекомендует для проведения теста три аппарата.
Согласно общим требованиям, рекомендуют тестирование твёрдых лекарственных форм для приема внутрь (в том числе кишечнорастворимых и с модифицированным высвобождением), за исключением таблеток для приготовления растворов, быстрорастворимых и содержащих радиоактивные фармацевтические субстанции.
Аппараты и методики для проведения теста «Растворение» для твёрдых
дозированных лекарственных форм
Аппарат I – «вращающаяся корзинка». Состоит из термостатируемой бани, сосуда (-ов) для растворения, изготовленного из боросиликатного стекла или другого прозрачного инертного материала, с полусферическим дном (номинальная вместимость сосуда для растворения – 1000 мл),
двигателя с регулятором скорости и перемешивающего устройства, которое состоит из металлической оси и цилиндрической корзинки, выполненной из металлической проволочной сетки (рис. 10, 11). При исследовании металлическая ось соединяется с двигателем и приводится во вращение со строго нормируемой скоростью – 50, 75, 100, 200 об/мин; если нет указания в частной статье, то скорость вращения корзинки обычно составляет 100 об/мин. корзинки обычно составляет 100 об/мин.
Проведение испытания. В корзинку помещают тестируемую лекарственную форму,
опускают корзинку в колбу со средой растворения, предварительно нагретой до температуры
37,0±0,5 °С, и приводят во вращение. Через заданные промежутки времени отбирают пробу среды и после её фильтрования определяют количество растворившегося лекарственного вещества.
При проведении опыта следует учитывать малоактивный гидродинамический режим, образование мёртвой зоны перемешивания под корзинкой. В связи с этим рекомендуют отбор проб в объёме среды между её поверхностью и верхней частью съёмного элемента корзинки (или лопасти мешалки). При этом расстояние до стенок сосуда должно составлять не менее 1 см. После каждого отбора пробы объем среды растворения должен быть возмещён равным объёмом растворителя. Для того чтобы среда
49
растворения не испарялась, сосуды должны закрываться крышками с центральным отверстием для оси корзинки, а также с отверстиями для термометра и отбора проб. Для поддержания температуры внутри сосуда во время испытания 37,0±0,5 °С аппарат оснащён водяной баней с постоянным объёмом термостатируемой жидкости.
Рис. 10. Аппарат для проведения теста «Растворение» «вращающаяся корзинка», схема (а): 1 –
термостатированный сосуд; 2 – крышка; 3 – корзинка; 4 – термостатируемая баня; 5 –
электронагреватель воды; 6 – контактный термометр; б – внешний вид тестера «Растворение»
«лопастная мешалка».
Рис. 11. Колба с перемешивающим устройством (а) и перемешивающее устройство аппарата
«вращающаяся корзинка» (б): А – металлическая ось; Б – корзинка; В – сосуд для растворения
(размерность в миллиметрах).
50
Аппарат II – «лопастная мешалка». Состоит из тех же частей, что и «вращающаяся корзинка», но отличается конфигурацией перемешивающего устройства.
Вместо металлической корзинки в аппарате предусмотрено использование лопастной мешалки,
представляющей собой единый элемент с металлическим вертикальным валом, который в работе присоединяется к тору. Внешний вид мешалки представлен на рис. 12. Расстояние от дна сосуда до нижней части лопасти составляет 25±2 мм. Металлическая мешалка и металлический стержень могут быть покрыты инертным материалом.
Проведение испытания. При использовании аппарата «лопастная мешалка» тестируемую лекарственную форму помещают непосредственно в сосуд со средой растворения до начала вращения мешалки. Для предотвращения всплывания таблеток и капсул на поверхность среды растворения используют грузило в виде проволоки из инертного материала или стеклянной спирали,
удерживающее таблетку (капсулу) на дне сосуда. При испытаниях необходимо следить, чтобы лекарственная форма не прилипала к стенке сосуда, что может серьёзно повлиять на результаты.
Наиболее часто используемая скорость вращения мешалки составляет 50 об/мин.
Рис. 12. Колба с перемешивающим устройством аппарата II «лопастная мешалка»
Аппарат II в настоящее время считают аппаратом выбора, его широко используют как для обычных лекарственных форм, так и для кишечнорастворимых и пролонгированных лекарственных форм. Выпускают приборы с автоматизированным режимом работы, что важно для дежурных исследований.
51
Аппарат III – «проточная ячейка» (рис. 13). Состоит:
►из резервуара для среды растворения;
►насоса, перекачивающего среду растворения через проточную ячейку;
►стандартной проточной ячейки из прозрачного инертного материала, снабжённой фильтрующей системой, для удаления нерастворившихся частиц;
►водяной бани, поддерживающей температуру среды растворения в диапазоне значений
37±0,5 °С.
Проведение исследования. С помощью специального держателя одну или несколько испытуемых лекарственных форм помещают в ячейку. Насосом с указанной стандартной скоростью непрерывным потоком пропускают нагретую до 37±0,5 °С среду растворения через кювету. На выходе из ячейки раствор фильтруется через инертный фильтр, не адсорбирующий действующее вещество из
Рис. 13. Внешний вид тестера растворения «проточная ячейка» раствора, и подаётся в сосуды для сбора проб, а затем – на анализ содержания растворившейся субстанции. Схема работы аппарата и виды ячеек показаны на рис. 14.
Стандартные диаметры ячеек составляют 12,0 и 22,6 мм. Размер ячейки, характеристики фильтрующей системы, скорость потока среды растворения должны быть указаны в НД.
Аппараты I и II из-за применения фиксированного объёма среды имеют ограничение в применении для тестирования плохо растворимых лекарственных субстанций. Смена среды во время испытания пролонгированных или кишечнорастворимых форм также представляет определённые затруднения.
В аппарате III эти недостатки учтены, его рекомендуют для испытаний лекарственных форм малорастворимых веществ с контролируемым высвобождением, а также микрокапсул, имплантов,
суппозиториев, мягких желатиновых капсул. Для разных лекарственных форм предложены разные типы ячеек (рис. 15).
52
Рис. 14. Схема работы аппарата «проточная ячейка»: 1 – ёмкость со средой растворения; 2 – насос; 3
– термостатируемая проточная ячейка; 4 – коллектор сбора проб.
Рис. 15. Конфигурация проточных ячеек для различных лекарственных форм: 1 – таблеток 12 мм; 2 –
таблеток 22,6 мм; 3 – порошков/гранул; 4 – имплантов; 5 – суппозиториев/мягких желатиновых капсул.
В настоящее время на практике применяют два режима работы аппарата III: в открытой и закрытой системе (рис. 16). При работе в открытой системе происходят постоянная смена среды растворения и отбор проб через определённые промежутки времени или же собирается весь элюат, в
котором определяют содержание растворившейся субстанции. Полученную величину делят на время испытания, получая, таким образом, усреднённую скорость высвобождения.
При работе в закрытой системе фиксированный объем среды циркулирует в системе. В
результате концентрация субстанции в среде постоянно растёт, что позволяет тестировать лекарственные формы с низкой дозировкой активной субстанции.
Среда растворения должна быть физиологической для приближения к условиям in vivo. ΓФ
ХIII допускает использование в качестве среды воды очищенной, 0,1 М раствор хлористоводородной кислоты, буферные растворы с рН 6,8-7,5 (допустимое отклонение значений рН – ±0,05), а также другие растворы, указанные в НД. Объем среды в аппаратах I и II составляет от 500 до 1000 мл,
ионная сила буферов должна соответствовать фармакопейным составам. Использование сред с более высоким значением рН должно быть обоснованно.
53