ПЛАН ЛЕКЦИИ

I. Введение

1. Актуальность темы

2. Основные требования к инъекционным лекарственным формам

II. Отсутствие видимых механических примесей

1. Источники загрязнения

2. Фильтрование как метод очистки

3. Классификация фильтрования по размеру удаляемых частиц

4. Характеристика фильтрующих материалов:

   • Глубинные фильтры

   • Мембранные фильтры

5. Контроль на отсутствие механических включений

III. Стерильность

1. Определение и значение

2. Методы стерилизации:

   • Термические (паровой, воздушный)

   • Стерилизация фильтрованием

   • Химические методы

   • Радиационный метод

3. Контроль стерильности

IV. Апирогенность

1. Определение и природа пирогенов

2. Источники пирогенов

3. Методы депирогенизации

4. Методы контроля апирогенности

V. Стабильность

1. Определение и факторы, влияющие на стабильность

2. Гидролиз как причина нестабильности:

   • Факторы, влияющие на гидролиз

   • Способы стабилизации растворов, подверженных гидролизу

3. Окисление как причина нестабильности:

   • Механизм окисления

   • Способы стабилизации легкоокисляющихся веществ

4. Физические и химические методы стабилизации

VI. Заключение

1. Комплексный подход к обеспечению качества инъекционных растворов

2. Ключевые выводы

---

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

---

I. ВВЕДЕНИЕ

Уважаемые учащиеся!

Сегодня мы рассмотрим одну из важнейших тем в фармацевтической технологии — требования, предъявляемые к лекарственным формам для инъекций. Инъекционные лекарственные формы занимают особое место среди всех лекарственных форм, поскольку вводятся непосредственно в кровяное русло, минуя защитные барьеры организма. Это определяет повышенные требования к их качеству и безопасности.

В соответствии с требованиями Государственной фармакопеи (ГФ) инъекционные лекарственные формы должны быть:

1. Практически свободными от видимых механических включений

2. Стерильными

3. Выдерживать испытание на пирогенность

4. Выдерживать испытание на токсичность

5. Стабильными

К дополнительным требованиям относятся:

• Изотоничность

• Изогидричность

• Изоионичность

• Прозрачность

Давайте подробно разберем каждое из этих требований и способы их реализации.

---

II. ОТСУТСТВИЕ ВИДИМЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

1. Источники загрязнения

Почему к чистоте инъекционных растворов предъявляются особые требования? Это связано с возможностью:

• Эмболии (закупорки сосудов)

• Местной воспалительной реакции

• Аллергизации организма

• Других патологических изменений в сосудах

Что может быть механической примесью?

• Резиновые частицы

• Волокна целлюлозы

• Частицы стекла

• Металлическая стружка

• Микроорганизмы и грибы

С помощью спектрального анализа в растворах обнаружены элементы: хром, медь, железо, магний, марганец, алюминий, кальций, хлор, натрий, кремний.

Основные источники загрязнения:

1. Исходные продукты (вода, лекарственные и вспомогательные вещества)

2. Условия технологического процесса (воздух помещений, оборудование, персонал)

3. Средства упаковки и укупорки (ампулы, флаконы, резиновые пробки, моющие средства)

2. Фильтрование как метод очистки

Для очистки инъекционных растворов от механических включений и микробиологических загрязнений их подвергают фильтрованию.

Требования к фильтровальным материалам:

• Обеспечивать высокую степень очистки

• Обладать высокой механической прочностью (исключить выделение частиц фильтра)

• Иметь минимальное гидравлическое сопротивление

• Быть биологически безвредными

• Обладать химической стойкостью

• Выдерживать термическую стерилизацию

3. Классификация фильтрования по размеру удаляемых частиц

Применение в практике:

• Тонкое фильтрование — освобождение от механических примесей

• Микро- и ультрафильтрование — стерилизация растворов

• Обратный осмос — получение воды особой чистоты

4. Характеристика фильтрующих материалов

По природе: натуральные и синтетические

По механизму фильтрования:

А) Глубинные фильтры

Изготавливают из волокнистого или спеченного, спрессованного зернистого материала:

• Бельтинг, шелк, марля

• Лавсан, капрон

• Стекловолокно

• Уголь активированный

Механизм действия: задержание частиц по всей глубине фильтра (механически или путем адсорбции).

Преимущества: высокая производительность.

Недостатки:

• Возможность прохождения частиц при изменении режима фильтрации

• Прорастание микроорганизмов в глубине фильтра

• Отрыв волокон фильтра и загрязнение фильтрата

• Особенно опасны фильтры из асбеста и стекловолокна — запрещены в России!

Б) Мембранные фильтры

Представляют собой тонкие пластины (100-150 мкм) с определенным постоянным размером пор.

Принцип работы: как сито — задерживают частицы больше размера пор на своей поверхности.

Виды мембранных фильтров:

• Сетчатые — из эфиров целлюлозы, политетрафторэтилена (тефлона), поливинилхлорида, акрила, нейлона

• Ядерные (трековые) — получают облучением полимеров с последующим протравливанием

Преимущества мембранных фильтров:

• Задерживают все частицы больше размера пор

• Частицы остаются на поверхности (можно исследовать)

• Не выделяют волокна в фильтрат

• Стабильны при нагревании до 130°С

• Практически не поглощают фильтруемую жидкость

Недостатки:

• Чувствительны ко многим растворителям

• Меньшая производительность, чем у глубинных

Производители: "Миллипор" (США), "Сарториус" (Германия), Казанское ПО "Тасма" (Россия)

Важно! Обычно фильтрации через мембранные фильтры предшествует предфильтрация для задержки крупных частиц.

5. Контроль на отсутствие механических включений

Методы контроля:

• Визуальный

• Инструментальные (счетно-фотометрический, микроскопический)

Техника визуального контроля:

• Проводится на черном и белом экране

• Флакон плавно переворачивается

• Рассматривается невооруженным глазом (зрение = 1,0)

• Расстояние 25-30 см

• Освещение: матовая лампа 60 Вт или лампа дневного света 20 Вт

Этапы контроля:

1. Первичный — после изготовления и химического контроля

2. Вторичный — для 100% флаконов после стерилизации

При обнаружении включений раствор повторно фильтруется или бракуется.

---

III. СТЕРИЛЬНОСТЬ

1. Определение и значение

Стерильность (от лат. sterilis — бесплодный) — это отсутствие в объекте вегетативных и споровых форм микроорганизмов.

Стерильность достигается:

1. Приготовлением растворов в условиях асептики

2. Использованием веществ и растворителей повышенной степени чистоты

3. Последующей стерилизацией

Стерилизация — это процесс умерщвления или удаления из объекта микроорганизмов всех видов на всех стадиях развития.

Стерилизации подвергают:

• Воздух помещений

• Вспомогательный материал

• Посуду

• Упаковочные средства

• Растворители

• Некоторые лекарственные вещества

• Конечный продукт

2. Методы стерилизации (по ГФ XI)

А) Термические методы

Паровой метод (стерилизация насыщенным паром под давлением)

Механизм: водяной пар вызывает набухание и коагуляцию клеточного белка → гибель микроорганизмов.

Режимы:

1. При избыточном давлении 0,11 МПа и температуре 120°С

2. При избыточном давлении 0,20 МПа и температуре 132°С

Время стерилизации:

• Водные растворы: 8-15 минут (зависит от объема)

• Масла: 2 часа

Воздушный метод (сухой горячий воздух)

Рабочие температуры: 180°С и 200°С

Применение: термостойкие порошкообразные вещества, масла.

Водные растворы не стерилизуют потому что:

1. Плохая теплопроводность воздуха

2. Возможно разложение веществ при высокой температуре

3. Возможен разрыв флаконов

Б) Стерилизация фильтрованием

Применение: растворы термолабильных веществ.

Принцип: механическое отделение микроорганизмов и их спор на фильтрующей перегородке.

Особенность: микроорганизмы полностью удаляются из раствора (обеспечивается стерильность и апирогенность).

Фильтры: глубинные и мембранные с диаметром пор не более 0,3 мкм.

В) Химические методы

Газовая стерилизация:

• Стерилизующий агент: оксид этилена или его смеси

• Проводится в газовых стерилизаторах

• Обязательна дегазация после стерилизации

Стерилизация растворами:

• Пероксид водорода

• Надкислоты

Применение: изделия из полимерных материалов, резины, стекла, коррозионно-стойких металлов.

Г) Радиационная стерилизация

Принцип: бактерицидное действие ионизирующего излучения.

Источники: долгоживущие изотопы (60, 137).

Преимущества:

• Высокая эффективность

• Возможность автоматизации

• Обработка продукции в транспортной упаковке

3. Контроль стерильности

Проводится в соответствии с требованиями статьи ГФ XI «Методы микробиологического контроля лекарственных средств».

Методы контроля эффективности тепловой стерилизации:

• Контрольно-измерительные приборы

• Химические тесты

• Биологические тесты

---

IV. АПИРОГЕННОСТЬ

1. Определение и природа пирогенов

Апирогенность (греч. "pyr" — огонь, "gennao" — создавать) — отсутствие в лекарственных формах для инъекций пирогенов.

Пирогены — вещества, вызывающие при внутрисосудистом введении лихорадочное состояние организма.

Природа пирогенов:

• Носитель пирогенности — эндотоксин в клеточной оболочке микроорганизмов

• Главным образом, грамотрицательные бактерии, а также грибы и вирусы

• Наиболее активная часть — липополисахаридной природы

Также пирогенную реакцию могут вызвать:

• Продукты термоокислительной деструкции пластмасс

• Нуклеинат натрия

• Некоторые химические вещества

Наибольшее значение: пирогены бактериального происхождения.

Пути попадания в раствор:

1. В процессе изготовления

2. При гибели и разрушении микроорганизмов при термической стерилизации

2. Способы обеспечения апирогенности

Основные подходы:

1. Максимальное использование асептики

2. Применение апирогенных лекарственных веществ

3. Использование апирогенной воды для инъекций

Получение апирогенной воды:

• Дистилляция с защитой от заброса жидкой фазы в дистиллят

• Пирогены не перегоняются с водяным паром

Депирогенизация лекарственных веществ:

• Длительное нагревание термостабильных веществ при 180-250°С

• Ультрафильтрация через мембранные фильтры

• Адсорбция на сорбентах (оксид алюминия, каолин, активированный уголь)

3. Методы контроля апирогенности

Биологический метод (ГФ XI):

• Испытание на кроликах

• Недостатки:

  • Необходимость большого количества животных

  • Значительные колебания чувствительности кроликов

  • Отсутствие количественной характеристики

  • Высокая стоимость

Limulus-тест (ЛАЛ-тест):

• Основан на способности лизированных клеток (амебоцитов) крови крабов Limulus polyphemus реагировать с бактериальными пирогенами, образуя гель

• Преимущества:

  • Высокая чувствительность (в 5-10 раз чувствительнее теста на кроликах)

  • Легко воспроизводится

  • Надежен

  • Экономичен

Микробиологический метод:

• Основан на подсчете общего числа микроорганизмов до стерилизации

• Недостаток: отсутствие дифференциации грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов

Метод Брутко Л.И. и Щедриной Л.Е.:

• Оценка потенциальной пирогенности по количеству живых грамотрицательных микроорганизмов

• Идентификация по реакциям образования геля с 3% раствором гидроксида калия

---

V. СТАБИЛЬНОСТЬ

1. Определение и факторы, влияющие на стабильность

Стабильность — неизменность раствора по составу и свойствам в процессе приготовления, стерилизации и хранения.

В процессе стерилизации и хранения возможно разложение лекарственных веществ, что вызывает необходимость их стабилизации.

Наиболее частые причины деструкции:

1. Гидролиз

2. Окисление

2. Гидролиз как причина нестабильности

Гидролиз — реакция ионного обмена между веществом и водой.

Подвержены: соли, эфиры, амиды, белки, углеводы, жиры.

Общее уравнение гидролиза:
ВА + НОН = НА + ВОН

где: ВА — гидролизующееся вещество; НА и ВОН — продукты гидролиза.

Факторы, влияющие на степень гидролиза:

1. Химическая природа соли — гидролизу подвергаются соли, образованные одним или двумя слабыми компонентами. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуются.

2. Температура — степень гидролиза растет с повышением температуры (эндотермическая реакция).

3. рН среды — регулируя рН, можно управлять гидролизом.

4. Концентрация соли — при разбавлении гидролиз усиливается (если один компонент слабый).

Способы стабилизации растворов, подверженных гидролизу:

А) Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой:

• Гидролиз приводит к накоплению гидроксильных ионов (рН увеличивается)

• Стабилизация: добавление 0,1 М раствора гидроксида натрия или натрия гидрокарбоната

• Примеры: натрия нитрит, гексенал, кофеина бензоат натрия, натрия тиосульфат, тиопентал натрий

Б) Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой:

• Гидролиз приводит к накоплению ионов водорода (рН понижается)

• Стабилизация: добавление 0,1 М раствора хлористоводородной кислоты

• Примеры: соли алкалоидов и органических азотистых оснований (апоморфина гидрохлорид, атропина сульфат, дибазол, новокаин, спазмолитин)

В) Сложные эфиры:

• Гидролизуются в кислой и щелочной среде

• Щелочной гидролиз необратим

• Стабилизация: создание кислой реакции среды

• Примеры: новокаин, спазмолитин, скополамин

Г) Сердечные гликозиды:

• Стабилизация: буферные растворы (фосфатный, ацетатный)

Д) Использование ПАВ:

• При критической концентрации мицеллообразования неполярные группы ПАВ соединяются в мицеллы

• Молекулы лекарственных веществ связываются с мицеллами

• Изменяются скорости химических реакций, в том числе гидролиза

3. Окисление как причина нестабильности

Механизм окисления (перекисная теория А.Н. Баха и И.О. Энглера, теория цепных реакций Н.Н. Семенова):

Окисление развивается путем взаимодействия молекул исходных веществ со свободными радикалами, которые образуются под влиянием света, тепла, примесей.

Упрощенная схема:
RH → R• → RO2• → ROOH → R•

где: R• — алкильный радикал; RO2• — пероксидный радикал; RH — окисляемый продукт; ROOH — гидропероксид.

Способы замедления окисления:

1. Введение веществ, реагирующих с алкильными радикалами (хиноны, нитросоединения, молекулярный йод)

2. Введение соединений, взаимодействующих с пероксидными радикалами (фенолы, нафтолы, ароматические амины)

3. Введение веществ, разрушающих гидропероксиды (соединения серы, фосфора, азота, мышьяка)

Антиоксиданты, используемые в фармации:

Прямые антиоксиданты (сильные восстановители):

• Натрия сульфит

• Натрия метабисульфит

• Тиомочевина

• Ронгалит

• Унитиол

• Аскорбиновая кислота

• Парааминофенол

Комплексообразователи (косвенные антиоксиданты):

• Трилон Б

• Тетацин-натрий

• Связывают катионы металлов (железо, медь, хром) — катализаторы окисления

Другие способы замедления окисления:

• Регулирование рН (добавление кислоты хлороводородной или буферных смесей)

• Удаление кислорода из растворителя (кипячение, насыщение углекислотой или азотом)

• Проведение процесса в среде инертного газа

• Использование светонепроницаемой тары

• Устранение инициирующего действия тепла

Новые антиоксиданты среди лекарственных веществ:

• Анальгин, амидопирин, резорцин, сальсолин, рутин, изониазид, салюзид, этионамид — антирадикальная активность

• Фитин, кальция глицерофосфат, натрия бензоат, кислота глютаминовая, бромкамфора, терпингидрат, пармидин, хлорэтон, кофеин, теобромин, прегнин, сигетин, сергонин — уменьшают каталитическую активность ионов тяжелых металлов

• Никотиновая, аминокапроновая, ацетилсалициловая, лимонная кислоты, калия фталат, пиридоксина гидрохлорид, гексаметилентетрамин — разрушают гидроперекиси

4. Физические и химические методы стабилизации

Физические методы:

• Освобождение воды для инъекций и растворов от кислорода

• Очистка лекарственных веществ от примесей путем перекристаллизации

• Очистка растворов от примесей и пирогенов с помощью сорбентов

• Научно-обоснованный выбор фильтрующих материалов

• Научно-обоснованный выбор посуды и укупорочных материалов

• Специальные технологические приемы (заполнение флакона на 2/3 объема или под горлышко)

• Соблюдение режима стерилизации

Химические методы:

• Введение стабилизаторов (антиоксидантов, комплексообразователей, регуляторов рН)

• Создание оптимальных границ рН

• Использование буферных растворов

---

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ключевые выводы:

1. Комплексный подход — обеспечение качества инъекционных растворов требует соблюдения всех требований: стерильности, апирогенности, отсутствия механических включений, стабильности.

2. Стерильность достигается строгим соблюдением асептики и использованием эффективных методов стерилизации (паровой, воздушный, фильтрование, химический, радиационный).

3. Апирогенность обеспечивается использованием апирогенной воды, асептикой и методами депирогенизации (нагревание, ультрафильтрация, адсорбция).

4. Отсутствие механических включений достигается фильтрованием через глубинные и мембранные фильтры с последующим контролем.

5. Стабильность обеспечивается физическими и химическими методами стабилизации с учетом механизмов деструкции (гидролиз, окисление).

6. Контроль качества — обязательный этап производства, включающий первичный и вторичный контроль на механические включения, контроль стерильности, апирогенности и стабильности.

Помните: Инъекционные лекарственные формы вводятся непосредственно в кровяное русло, поэтому любое нарушение требований может привести к серьезным осложнениям для пациента. Качество инъекционных растворов — это вопрос безопасности пациента!

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

---

Вопрос 1. Какие требования предъявляются к инъекционным лекарственным формам?

Ответ:

В соответствии с требованиями Государственной фармакопеи (ГФ) к инъекционным лекарственным формам предъявляются следующие основные требования:

1. Практически свободны от видимых механических включений (чистота)

2. Стерильность — отсутствие вегетативных и споровых форм микроорганизмов

3. Апирогенность — отсутствие пирогенных веществ

4. Нетоксичность — выдерживать испытание на токсичность

5. Стабильность — неизменность состава и свойств в процессе приготовления, стерилизации и хранения

Дополнительные требования:

6. Изотоничность — соответствие осмотическому давлению крови

7. Изогидричность — соответствие pH крови (7,36–7,4)

8. Изоионичность — сохранение ионного состава

9. Прозрачность — отсутствие мути и осадка

10. Цветность — соответствие эталону

---

Вопрос 2. Какие виды фильтрования выделяют в зависимости от размера удаляемых частиц?

Ответ:

В зависимости от размера удаляемых частиц различают следующие виды фильтрования:

Применение в практике:

• Тонкое фильтрование — освобождение растворов от механических примесей

• Микро- и ультрафильтрование — стерилизация растворов

• Обратный осмос — получение воды особой чистоты, свободной от пирогенов, органических соединений, солей

---

Вопрос 3. В чем преимущества и недостатки глубинных и мембранных фильтров?

Ответ:

ГЛУБИННЫЕ ФИЛЬТРЫ

Материалы: бельтинг, шелк, марля, лавсан, капрон, стекловолокно, активированный уголь.

Механизм действия: задержание частиц по всей глубине фильтра — механическим путем в месте пересечения волокон или путем адсорбции.

Преимущества:

• Высокая производительность

• Способность задерживать частицы меньшего размера, чем поры (за счет адсорбции)

• Возможность использования для очистки от механических загрязнений и для стерильной фильтрации

Недостатки:

• Возможность прохождения частиц и микроорганизмов при изменении режима фильтрации (температура, колебания давления)

• Прорастание микроорганизмов в глубине фильтра и попадание их в фильтрат при длительной эксплуатации

• Возможность отрыва волокон самого фильтра и загрязнение ими фильтрата

• Особенно опасны фильтры из асбеста и стекловолокна — запрещены в России и многих странах мира

---

МЕМБРАННЫЕ ФИЛЬТРЫ

Материалы: эфиры целлюлозы (ацетилцеллюлоза), политетрафторэтилен (тефлон), поливинилхлорид, акрил, нейлон, лавсан.

Механизм действия: работают по принципу сита — задерживают на своей поверхности частицы больших размеров, чем поры фильтра.

Виды:

• Сетчатые — получают методом спекания, отливки, растягивания или выщелачивания

• Ядерные (трековые) — получают облучением полимеров с последующим протравливанием

Преимущества:

• Задерживают все частицы, размеры которых превышают размеры их пор

• Отфильтрованные частицы остаются на поверхности (можно подвергнуть микробиологическому или микроскопическому исследованию)

• Не выделяют в фильтрат волокна

• Стабильны при нагревании до 130°С

• Практически не поглощают фильтруемую жидкость

Недостатки:

• Чувствительны ко многим растворителям

• Меньшая производительность, чем у глубинных фильтров

• Требуют предфильтрации для предотвращения быстрого забивания

Производители: "Миллипор" (США), "Сарториус" (Германия), Казанское ПО "Тасма" (Россия).

---

Вопрос 4. Какие методы стерилизации используются для инъекционных растворов?

Ответ:

В соответствии с ГФ XI (т. II, с. 19) для инъекционных растворов используются следующие методы стерилизации:

1. ТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

А) Паровой метод (стерилизация насыщенным паром под давлением)

Механизм: водяной пар вызывает набухание и коагуляцию клеточного белка → гибель микроорганизмов всех форм.

Режимы:

• При избыточном давлении 0,11 МПа и температуре 120°С

• При избыточном давлении 0,20 МПа и температуре 132°С

Время стерилизации:

• Водные растворы: 8–15 минут (в зависимости от объема)

• Масла: 2 часа

Б) Воздушный метод (сухой горячий воздух)

Рабочие температуры: 180°С и 200°С

Применение: термостойкие порошкообразные вещества, масла.

Водные растворы не стерилизуют, так как:

• Плохая теплопроводность воздуха

• Возможно разложение веществ при высокой температуре

• Возможен разрыв флаконов при герметичной укупорке

---

2. СТЕРИЛИЗАЦИЯ ФИЛЬТРОВАНИЕМ

Применение: растворы термолабильных веществ.

Принцип: механическое отделение микроорганизмов и их спор на фильтрующей перегородке.

Фильтры: глубинные и мембранные с диаметром пор не более 0,3 мкм.

Особенность: микроорганизмы полностью удаляются из раствора (обеспечивается стерильность и апирогенность).

---

3. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

А) Газовая стерилизация:

• Стерилизующий агент: оксид этилена или его смеси с бромистым метилом, диоксидом углерода

• Проводится в газовых стерилизаторах

• Обязательна дегазация после стерилизации

Б) Стерилизация растворами:

• Пероксид водорода

• Надкислоты

Применение: изделия из полимерных материалов, резины, стекла, коррозионно-стойких металлов.

---

4. РАДИАЦИОННАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ

Принцип: бактерицидное действие ионизирующего излучения.

Источники: долгоживущие изотопы 60, 137.

Преимущества:

• Высокая эффективность

• Возможность автоматизации

• Обработка продукции в транспортной упаковке

---

Вопрос 5. Что такое пирогены и как обеспечивается апирогенность растворов?

Ответ:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Пирогены (греч. "pyr" — огонь, "gennao" — создавать) — вещества, вызывающие при внутрисосудистом введении лихорадочное состояние организма (повышение температуры, озноб, иногда летальный исход).

Апирогенность — отсутствие в лекарственных формах для инъекций пирогенов.

ПРИРОДА ПИРОГЕНОВ

• Носитель пирогенности — эндотоксин в клеточной оболочке микроорганизмов

• Главным образом, грамотрицательные бактерии, а также грибы и вирусы

• Наиболее активная часть — липополисахаридной природы

Также пирогенную реакцию могут вызвать:

• Продукты термоокислительной деструкции пластмасс

• Нуклеинат натрия

• Некоторые химические вещества

ПУТИ ПОПАДАНИЯ В РАСТВОР

1. В процессе изготовления

2. При гибели и разрушении микроорганизмов при термической стерилизации

ОБЕСПЕЧЕНИЕ АПИРОГЕННОСТИ

Основные подходы:

1. Максимальное использование асептики

2. Применение апирогенных лекарственных веществ

3. Использование апирогенной воды для инъекций

Получение апирогенной воды:

• Дистилляция с защитой от заброса жидкой фазы в дистиллят

• Пирогены не перегоняются с водяным паром

Депирогенизация лекарственных веществ:

• Длительное нагревание термостабильных веществ при 180–250°С

• Ультрафильтрация через мембранные фильтры

• Адсорбция на сорбентах (оксид алюминия, каолин, активированный уголь)

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ АПИРОГЕННОСТИ

1. Биологический метод (ГФ XI) — испытание на кроликах

2. Limulus-тест (ЛАЛ-тест) — основан на способности лизированных клеток крови крабов Limulus polyphemus реагировать с пирогенами, образуя гель

3. Микробиологический метод — подсчет общего числа микроорганизмов до стерилизации

4. Метод Брутко Л.И. и Щедриной Л.Е. — оценка по количеству живых грамотрицательных микроорганизмов

---

Вопрос 6. Какие факторы влияют на гидролиз солей?

Ответ:

Гидролиз — реакция ионного обмена между веществом и водой.

Общее уравнение:
ВА + НОН = НА + ВОН

где: ВА — гидролизующееся вещество; НА и ВОН — продукты гидролиза.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СТЕПЕНЬ ГИДРОЛИЗА

1. Химическая природа соли

• Гидролизу подвергаются соли, образованные одним или двумя слабыми компонентами

• Чем слабее диссоциируют продукты гидролиза, тем сильнее степень гидролиза

• Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием, не гидролизуются (нейтральная среда)

2. Температура

• Степень гидролиза растет с повышением температуры

• Гидролиз относится к эндотермическим реакциям

3. рН среды

• Регулируя рН, можно управлять гидролизом, направляя его в желательную сторону

• Для подавления гидролиза создают оптимальную среду

4. Концентрация соли

• При разбавлении водой гидролиз усиливается, если один из компонентов соли — слабый электролит

• Если оба компонента слабые, степень гидролиза от разбавления не зависит

СПОСОБЫ СТАБИЛИЗАЦИИ

А) Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой:

• Гидролиз приводит к накоплению гидроксильных ионов (рН увеличивается)

• Стабилизация: добавление 0,1 М раствора гидроксида натрия или натрия гидрокарбоната

• Примеры: натрия нитрит, гексенал, кофеина бензоат натрия, натрия тиосульфат, тиопентал натрий

Б) Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой:

• Гидролиз приводит к накоплению ионов водорода (рН понижается)

• Стабилизация: добавление 0,1 М раствора хлористоводородной кислоты

• Примеры: соли алкалоидов и органических азотистых оснований (апоморфина гидрохлорид, атропина сульфат, дибазол, новокаин, спазмолитин)

В) Сложные эфиры:

• Гидролизуются в кислой и щелочной среде

• Щелочной гидролиз необратим

• Стабилизация: создание кислой реакции среды

• Примеры: новокаин, спазмолитин, скополамин

Г) Сердечные гликозиды:

• Стабилизация: буферные растворы (фосфатный, ацетатный)

---

Вопрос 7. Какие антиоксиданты используются для стабилизации легкоокисляющихся веществ?

Ответ:

Антиоксиданты — вещества, замедляющие процессы окисления лекарственных веществ.

КЛАССИФИКАЦИЯ АНТИОКСИДАНТОВ

1. ПРЯМЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ (сильные восстановители)

Связывают кислород в растворе и над ним, окисляются легче лекарственного вещества.

Неорганические:

• Натрия сульфит

• Натрия метабисульфит

• Натрия тиосульфат

Органические:

• Тиомочевина

• Ронгалит

• Унитиол

• Аскорбиновая кислота

• Парааминофенол

---

2. КОСВЕННЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ (комплексообразователи)

Связывают следы тяжелых металлов (железо, медь, хром), которые являются катализаторами окислительно-восстановительных процессов.

• Трилон Б

• Тетацин-натрий

• Тетацин кальция

Они связывают катионы металлов в неактивные по отношению к гидроперекиси комплексы.

---

3. ВЕЩЕСТВА, РАЗРУШАЮЩИЕ ГИДРОПЕРОКСИДЫ

Разрушают гидропероксиды до молекулярных продуктов, не образующих свободные радикалы:

• Соединения, содержащие атомы серы, фосфора, азота, мышьяка

• Никотиновая кислота

• Аминокапроновая кислота

• Ацетилсалициловая кислота

• Лимонная кислота

• Калия фталат

• Пиридоксина гидрохлорид

• Гексаметилентетрамин

---

4. НОВЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ СРЕДИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Антирадикальная активность в водных средах:

• Анальгин

• Амидопирин

• Резорцин

• Сальсолин

• Рутин

• Изониазид

• Салюзид

• Этионамид

Уменьшают каталитическую активность ионов тяжелых металлов:

• Фитин

• Кальция глицерофосфат

• Натрия бензоат

• Кислота глютаминовая

• Бромкамфора

• Терпингидрат

• Пармидин

• Хлорэтон

• Кофеин

• Теобромин

• Прегнин

• Сигетин

• Сергонин

---

Вопрос 8. Какие физические методы стабилизации применяются в производстве инъекционных растворов?

Ответ:

Физические методы стабилизации направлены на создание условий, предотвращающих разложение лекарственных веществ без введения химических стабилизаторов.

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СТАБИЛИЗАЦИИ

1. Освобождение воды для инъекций и растворов от кислорода

• Кипячение воды

• Насыщение углекислотой или азотом

• Проведение процесса в среде инертного газа

2. Очистка лекарственных веществ от примесей

• Перекристаллизация

3. Очистка растворов от примесей и пирогенов

• С помощью сорбентов (оксид алюминия, каолин, активированный уголь)

4. Научно-обоснованный выбор фильтрующих материалов

• Использование мембранных фильтров

• Предфильтрация для задержки крупных частиц

5. Научно-обоснованный выбор посуды и укупорочных материалов

• Использование нейтрального стекла

• Подбор резиновых пробок, не выделяющих вредные вещества

6. Применение специальных технологических приемов

• Заполнение флакона на 2/3 объема или под горлышко (уменьшение контакта с кислородом воздуха)

• Соблюдение режима стерилизации

• Использование светонепроницаемой тары (для светочувствительных веществ)

7. Устранение инициирующего действия света и тепла

• Хранение в защищенном от света месте

• Соблюдение температурного режима хранения

ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Физические методы стабилизации дополняют химические и позволяют:

• Уменьшить концентрацию кислорода в растворителе и над раствором

• Предотвратить попадание примесей и пирогенов

• Снизить каталитическое действие света и тепла

• Обеспечить сохранность свойств раствора в течение срока годности

Комплексное применение физических и химических методов обеспечивает максимальную стабильность инъекционных лекарственных форм.

ТРЕБОВАНИЯ К ЛЕКАРСТВЕННЫМ ФОРМАМ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ

В соответствии с требованиями ГФ инъекционные лекарственные формы должны быть практически свободными от видимых механических включений, стерильными, выдерживать испытание на пирогенность и токсичность. Важным является также требование стабильности. К дополнительным требованиям относятся: изотоничность, изогидричность, изоионичность и некоторые другие.

ОТСУТСТВИЕ ВИДИМЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

Особые требования чистоты предъявляют к лекарственным формам для инъекций в связи с возможностью эмболии, местной воспалительной реакции с последующей аллергизацией и других патологических изменений в сосудах при попадании механических частиц в кровяное русло.

В качестве механических примесей могут быть резиновые частицы, волокна целлюлозы, частицы стекла, металлическая стружка, а также микроорганизмы, грибы и т.д. С помощью спектрального анализа обнаружено присутствие элементов хрома, меди, железа, магния, марганца, алюминия, кальция, хлора, натрия и кремния. Из этого следует вывод, что основными источниками загрязнения являются исходные продукты (вода, лекарственные и вспомогательные вещества), условия технологического процесса (воздух помещений, оборудование, персонал), средства упаковки и укупорки (ампулы, стеклянные флаконы, резиновые пробки, применяемые для их обработки моющие препараты).

Для очистки инъекционных растворов от посторонних механических включений, а также микробиологических загрязнений их подвергают фильтрованию.

Фильтровальные материалы, применяемые для этой цели, должны отвечать следующим требованиям:

- обеспечивать высокую степень очистки растворов;

- обладать высокой механической прочностью, чтобы исключить выделение частиц и волокон фильтра в фильтрат;

- иметь минимальное гидравлическое сопротивление;

- быть биологически безвредным;

- обладать химической стойкостью в отношении лекарственных веществ;

- выдерживать термическую стерилизацию;

В зависимости от размера удаляемых веществ различают следующие виды фильтрования:

- удаление грубых частиц размером более 50 мкм;

- удаление тонких частиц размером от 50 до 5 мкм;

- микрофильтрование от 5 до 0,02 мкм (в том числе микроорганизмы);

- ультрофильтрование от 0,1 до 0,001 мкм (пирогенные вещества, коллоидные частицы и высокомолекулярные соединения);

- гиперфильтрация (обратный осмос) - удаление из раствора молекул, имеющих один и тот же порядок с размером молекул растворителя, массой 500 и размерами от 0,0001 до 0,001 мкм.

В практике производства растворов для инъекций тонкое фильтрование используется с целью освобождения растворов от механических примесей, микро- и ультрофильтрование для стерилизации растворов, обратный осмос - для получения воды особой чистоты, свободной от пирогенов, органических соединений, солей.

В зависимости от цели подбираются соответствующие фильтрующие материалы, которые по природе могут быть натуральными или синтетическими, а по механизму фильтрования подразделяются на глубинные и мембранные.

Глубинные фильтры изготавливают из волокнистого или спеченного, спрессованного зернистого материала (бельтинг, шелк, марля, лавсан, капрон, стекловолокно, уголь активированный и т.д.). Задержание частиц в фильтрах этого типа происходит по всей глубине, в месте пересечения волокон механическим путем или в результате адсорбции, причем за счет адсорбции могут удерживаться частицы меньшего размера, чем размер пор фильтра.

Глубинные фильтры используют для очистки инъекционных растворов от механических загрязнений, а также для стерильной фильтрации. Недостатками этих фильтров являются возможность прохождения частиц и микроорганизмов через фильтры при изменении режима фильтрации (температура, колебания давления), прорастание микроорганизмов в глубине фильтра и попадание их в фильтрат при длительной эксплуатации, а также возможность отрыва волокон самого фильтра и загрязнение ими фильтрата. Особенно опасны в этом отношении фильтры из асбеста и стекловолокна, поэтому во многих странах мира, в том числе и в России, запрещено их использование в производстве инъекционных растворов.

МЕМБРАННЫЕ фильтры представляют собой тонкие (средняя толщина 100-150 мкм/пластины с определенным постоянным размером пор. Работают по принципу сита, задерживая на своей поверхности частицы больших размеров, чем поры фильтра.

К данному типу фильтров относятся сетчатые и ядерные мембраны. Мембранные фильтры сетчатой структуры изготавливаются из эфиров целлюлозы (ацетилцеллюлозы, а также из политетрафторэтилена (тефлона), поливинилхлорида, акрила, нейлона и других полимеров). Их получают методом спекания, отливки, растягивания или выщелачивания.

ЯДЕРНЫЕ (трековые) мембраны получают путем облучения полимеров, например, лавсана продуктами радиоактивного распада, затем их выдерживают в протравливающем растворе до образования сквозных отверстий в следах (треках) прохождения радиоактивных частиц. В нашей стране ядерные мембраны разработаны Объединенным институтом ядерных исследований (г. Дубна).

Достоинством мембранных фильтров является то, что они задерживают все частицы, размеры которых превышают размеры их пор. Отфильтрованные частицы остаются на их поверхности и могут быть затем, подвергнуты микробиологическому или микроскопическому исследованию. Мембранные фильтры не выделяют в фильтрат волокна, стабильны при нагревании до 130 градусов С°, но чувствительны ко многим растворителям. Производительность у них несколько меньше, чем у глубинных фильтров, но они практически не поглащают фильтруемую жидкость.

Наиболее известными производителями мембранных фильтров являются фирмы "Миллипор" (США) и "Сарториус" (Германия). В нашей стране Казанское ПО "Тасма", которое выпускает мембранные фильтры из ацетата целлюлозы типа МФА, из регенерированной целлюлозы типа МФЦ и др.

Мембранные фильтры могут быть использованы для очистки от механических примесей и микроорганизмов воды и растворов лекарственных веществ. Обычно фильтрации через мембранные фильтры предшествует предфильтрация с целью задержки крупных частиц и предотвращения быстрого забивания фильтра.

Фильтрование растворов осуществляется с использованием указанных выше материалов в установках различной конструкции, работающих при повышенном (друк-фильтры) или пониженном (нутч-фильтры) давлении.

Контроль растворов для инъекций на отсутствие механических включений проводится в соответствии с действующими инструкциями, в которых указаны методы контроля, условия и техника просмотра растворов на наличие нерастворимых загрязнений.

Контроль может осуществляться визуально или инструментальными методами (счетно-фотометрическим, микроскопическим и др.).

СТЕРИЛЬНОСТЬ

Стерильность – (STERILIS – бесплодный) - это отсутствие в объекте вегетативных и споровых форм микроорганизмов.

Стерильность достигается приготовлением инъекционных лекарственных форм в условиях асептики из лекарственных веществ и растворителей повышенной степени чистоты с последующей стерилизацией.

Стерилизация - это процесс умерщвления в объекте или удаление из него микроорганизмов всех видов, находящихся на всех стадиях развития. В ГФ ХI (т. II, с.19) включены следующие методы стерилизации:

- термические - паровой и воздушный;

- стерилизация фильтрованием;

- химические - газовый и стерилизация растворами;

- радиационный метод.

Стерилизации подвергают воздух помещений, вспомогательный материал, посуду, упаковочные средства, растворители, некоторые лекарственные вещества и конечный продукт.

Для стерилизации инъекционных лекарственных форм в условиях промышленного производства и в аптеках наиболее часто применяют термические методы стерилизации, в частности, стерилизацию насыщенным паром под давлением. Метод основан на способности водяного пара вызывать набухание и последующую коагуляцию клеточного белка, что приводит к гибели микроорганизмов всех форм, как вегетативных, так и споровых.

Стерилизацию этим методом проводят в паровых стерилизаторах в двух режимах:

1. При избыточном давлении 0,11 МПа и температуре 120°С.

2. При избыточном давлении 0,20 МПа и температуре 132°С.

Стерилизацию воды и растворов лекарственных веществ осуществляют в первом режиме, время стерилизации при этом для водных растворов составляет от 8 до 15 минут в зависимости от объема, для масел - 2 часа.

При воздушном методе стерилизации используется сухой горячий воздух, нагретый не ниже 160 градусов, чтобы обеспечить пирогенетическое разложение белка и гибель микроорганизмов. Как правило, рабочими температурами являются 180 и 200° С. Используются воздушные стерилизаторы. Метод рекомендован для стерилизации термостойких порошкообразных веществ, масел. Водные растворы лекарственных веществ этим методом не стерилизуют по ряду причин:

1) вследствие плохой теплопроводности воздуха не обеспечивается быстрый нагрев растворов до температуры стерилизации;

2) при высокой температуре может происходить разложение лекарственных веществ;

3) возможен разрыв флаконов при герметичной их укупорке.

Метод менее надежен, чем предыдущий и требует систематического контроля эффективности стерилизации.

Эффективность тепловой стерилизации контролируют с помощью контрольно-измерительных приборов, химических и биологических тестов.

СТЕРИЛИЗАЦИЯ ФИЛЬТРОВАНИЕМ. В последующие годы этот метод находит все более широкое распространение и является единственно приемлемым для растворов термолабильных веществ. Метод основан на механическом отделении микроорганизмов и их спор на фильтрующей перегородке.

В отличие от других способов стерилизации, при которых микроорганизмы только теряют жизнеспособность, оставаясь в стерилизуемом объекте, при стерильной фильтрации они полностью удаляются из раствора, обеспечивая ему стерильность и апирогенность.

Стерилизацию этим способом осуществляют с помощью глубинных и мембранных фильтров с диаметром пор не более 0,3 мкм (с учетом размеров микроорганизмов). Подробная характеристика указанных фильтров дана выше.

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СТЕРИЛИЗАЦИИ подразделяются на газовую стерилизацию и стерилизацию растворами. В качестве стерилизующего агента для газовой стерилизации используют оксид этилена или его смесь с бромистым метилом, диоксидом углерода и др.

Процесс стерилизации осуществляется в газовых стерилизаторах или микроанаэростатах.

Стерилизуемые объекты упаковывают в пакеты из полиэтилена или пергамента. Поскольку оксид этилена и бромистый метил являются токсическими веществами, то простерилизованные объекты необходимо обязательно подвергать дегазации.

Химическая стерилизация растворами осуществляется с помощью пероксида водорода или надкислот. Химические методы (газами и растворами) в настоящее время не находят применения для стерилизации инъекционных лекарственных форм, а рекомендуются для стерилизации изделий из полимерных материалов, резины, стекла, коррозионно-стойких металлов.

РАДИАЦИОННАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ. Метод основан на бактерицидном действии ионизирующего излучения, источниками которого могут служить долгоживщие изотопы 60, 137. Несомненно, преимуществами метода является высокая эффективность, возможность автоматизации процесса, возможность обработки продукции в транспортной упаковке. Проводятся работы по расширению номенклатуры лекарственных средств, стерилизуемых этим методом.

Контроль на стерильность проводят в соответствии с требованиями статьи ГФ Х1 «Методы микробиологического контроля лекарственных средств» с учетом «Изменений № 2» от 01.01.02.

АПИРОГЕННОСТЬ

Апирогенность (греч. "pyr" - огонь, и "gennao" - создавать) - это отсутствие в лекарственных формах для инъекций пирогенов - веществ, вызывающих при внутрисосудистом введении лихорадочное состояние организма.

Установлено, что носителем пирогенности является эндотоксин, присутствующий в клеточной оболочке микроорганизмов, главным образом, грамотрицательных бактерий, а также грибов и вирусов. Он представляет собой сложный комплекс, наиболее активная часть которого состоит из вещества липополисахаридной природы. Пирогенную реакцию могут вызвать также некоторые химические вещества, например, продукты термоокислительной деструкции пластмасс, нуклеинат натрия и др. Но наибольшее значение имеют пирогены бактериального происхождения. Они могут быть внесены в раствор для инъекций в процессе изготовления или высвободиться в результате гибели и разрушения микроорганизмов при термической стерилизации.

Апирогенность достигается максимальным использованием асептики, а также применением апирогенных лекарственных веществ и воды для инъекций.

Освобождение воды от пирогенных веществ основано на том, что они не перегоняются с водяным паром, поэтому для получения апирогенной воды используется дистилляция с заключением заброса жидкой фазы в дистиллят.

Депирогенизация лекарственных веществ проводится различными методами с учетом их свойств, например, длительным нагреванием терсостабильных веществ при высоких температурах (180-250 ⁰С).

Эффективным путем освобождения растворов от пирогенов является ультрафильтрация с использованием мембранных фильтров, а также адсорбция пирогенов на различных сорбентах (оксид алюминия, каолин, активированный уголь и др.).

Испытанию на пирогенность подвергают воду для инъекций, лекарственные формы для инъекций и некоторые лекарственные вещества. Определение проводят биологическим методом (ГФ Х1, Т.2, с.183). Этот метод имеет ряд существенных недостатков: необходимость содержать большое количество животных в строго регламентированных условиях, значительные колебания чувствительности кроликов к пирогенам, отсутствие количественной характеристики пирогенной реакции, высокая стоимость анализа.

Поэтому разработка доступных методов обнаружения пирогенности, способных заменить биологические испытания на кроликах, является актуальной и важной задачей.

В настоящее время распространение получил так называемый Limullus-тест ( ЛАЛ - тест). Метод основан на способности лизированных клеток (амеблцитов) крови крабов Limulus poliphemus реагировать с бактериальными пирогенами, образуя гель. Преимуществом этого теста является высокая чувствительность (в 5-10 раз чувствительнее, чем тест на кроликах), а также то, что он легко воспроизводится, надежен и экономичен.

Предложен и применяется за рубежом микробиологический метод определения пирогенности, основанный на подсчете общего числа микроорганизмов в анализируемом образце до его стерилизации. Недостатком этого метода является отсутствие дифференциации граммположительных и грамотрицательных микроорганизмов, так как именно последние обуславливают пирогенность растворов.

Брутко Л.И. и Щедрина Л.Е. предлагают проводить оценку потенциальной пирогенности ряда растворов для инъекций по количеству присутствующих в них до стерилизации живых грамотрицательных (пирогенообразующих) микроорганизмов. Идентификацию пирогенообразующих микроорганизмов проводят по реакциям образования геля при их взаимодействии с 3% раствором гидроксида калия (Методические указания «Исследование микрофлоры в инъекционных растворах до стерилизации», М., 1997).

Нетоксичность. Испытание на токсичность проводят в соответствии с требованиями ГФ ХI (Т.2., с.182).

Стабильность. В процессе стерилизации и последующего хранения инъекционных лекарственных форм возможно разложение некоторых лекарственных веществ, что вызывает необходимость их стабилизации.

Выбор стабилизатора определяется типом реакций, вызывающих разложение лекарственных веществ, наиболее часто деструкция их обусловлена реакциями гидролиза и окисления.

Гидролизу подвержены соединения различных классов, в том числе соли, эфиры, амиды и др.

Представляет интерес рассмотреть подробнее гидролиз солей, так как многие лекарственные вещества относятся к этому классу химических соединений.

В общем виде процесс гидролиза можно представить уравнением:

ВА + НОН = НА + ВОН

где: ВА - гидролизирующееся вещество;

НА и ВОН - продукты гидролиза.

На степень гидролиза солей оказывают влияние следующие факторы:

1. Химическая природа соли, т.е. сила образующих ее компонентов: кислот и оснований. Чем слабее диссоциируют продукты гидролиза и тем, следовательно, сильнее степень гидролиза. Гидролизу подвергаются только те соли, у которых один или оба компонента слабые. Соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием не подвергаются гидролизу и водные растворы их имеют нейтральную реакцию среды.

2. Температура. Степень гидролиза растет с повышением температуры, так как гидролиз относится к эндотермическим реакциям, скорость которых увеличивается с ростом температуры.

3. рН. Регулируя рН растворов, можно влиять на гидролиз, направляя его в желательную сторону.

Гидролиз солей образованных сильным основанием и слабой кислотой в водной среде:

ВА + НОН = В + ОН + НА

приводит к образованию слабодиссоциируемой кислоты НА. Это влечет за собой уменьшение в растворе свободных водородных ионов, что нарушает константу равновесия диссоциации воды и ведет к накоплению избытка гидроксильных ионов, в результате чего рН раствора увеличивается.

Гидролитические процессы усиливаются в кислой среде. Для подавления гидролиза необходимо создавать слабощелочную среду путем добавления раствора гидроксида натрия (0,1 моль/л) или натрия гидрокарбоната.

Примером солей этого типа могут служить натрия нитрит, гексенал, а также двойная соль кофеина бензоата натрия, стабилизируемые 0,1 молярным раствором гидроксида натрия, натрия тиосульфат, стабилизируемый гидрокарбонатом натрия, тиопентал натрий для стабилизации которого используется карбонат натрия.

Гидролиз солей образованных слабым основанием и сильной кислотой

ВА + НОН = ВОН + Н + А

приводит к образованию слабодиссоциируемого основания ВОН. В результате в растворе накапливаются свободные ионы гидроксония (НО), что приводит к понижению рН. Прибавление к этим растворам свободной кислоты, т.е. избытка водородных ионов, подавляет гидролиз, вызывая сдвиг равновесия влево.

Гидролиз таких солей усиливается под действием щелочи стекла за счет уменьшения концентрации ионов водорода в растворе. С учетом этого необходимо подбирать материал упаковки.

Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, стабилизируют добавлением раствора хлористоводородной кислоты (0,1 моль/л) - это, в основном, соли алкалоидов и органических азотистых оснований: апоморфина гидрохлорид, атропина сульфат, дибазол, новокаин, спазмолитин.

В некоторых случаях, когда основания алкалоидов являются относительно сильными или достаточно хорошо растворимыми в воде (эфедрин-основание) добавление стабилизаторов не требуется.

Кроме солей гидролизу подвергаются сложные эфиры, как в кислой так и в щелочной среде, причем щелочной гидролиз необратим, так как приводит к образованию спирта и соли кислоты /новокаин, спазмолитин, скополамин/. Для подавления гидролиза сложных эфиров, сильнее гидролизуемых в щелочной среде, необходимо создание кислой реакции среды.

Гидролизу подвергаются также сердечные гликозиды, для стабилизации их растворов применяют буферные растворы: фосфатный, ацетатный.

Изменение рН среды - не единственный способ защиты лекарственных веществ от гидролиза. В настоящее время исследуется возможность использования с этой целью ПАВ. Механизм защиты лекарственных веществ от гидролиза в присутствии ПАВ объясняется тем, что при определенной концентрации ПАВ (критической концентрации мицеллообразования) неполярные группы молекул ПАВ соединяются друг с другом с образованием мицелл, с которыми могут связываться молекулы лекарственных веществ под влиянием сил межмолекулярного притяжения или за счет комплексообразования. В результате взаимодействия лекарственных веществ и ПАВ изменяются скорости химических реакций, в том числе и гидролиза. Однако следует учитывать, что использование ПАВ может изменить скорость всасывания лекарственных веществ.

Таким образом, основными стабилизирующими факторами для растворов легкогидролизуемых лекарственных веществ являются создание оптимального значения рН, использование в качестве материала упаковки нейтрального стекла, в некоторых случаях добавление ПАВ.

Стабилизация растворов легкоокисляющихся веществ основана на знании механизма их окисления. В основе современных представлений о механизме окисления лежит перекисная теория А.Н. Баха и И.О. Энглера и теория разветвленных цепных реакций акад. Н.Н. Семенова.

Согласно теории цепных реакций, окисление развивается путем взаимодействия молекул исходных веществ со свободными радикалами, которые образуются под влиянием некоторых факторов -–световой и тепловой энергии, наличие примесей и др. Свободный радикал начинает цепь окислительных превращений. Упрощенно процесс окисления можно представить в виде последовательных этапов:

ORHRH .

RH -----> R -----> RO2 -----> ROOH -----> R ,

. .

где R - алкильный радикал; RO2- пероксидный радикал ;

RH - окисляемый продукт ; ROOH - гидропероксид.

Процесс окисления можно замедлить следующими способами:

1) ввести вещество, реагирующее с алкильными радикалами (хиноны, нитросоединения, молекулярный йод и др.)

2) ввести соединения, взаимодействующие с пероксидными радикалами (фенолы, нафтолы, ароматические амины и др.)

3) ввести вещества, разрушающие гидропероксиды до молекулярных продуктов, не образующих свободные радикалы (соединения, содержащие атомы серы, фосфора, азота, мышьяка).

В фармацевтической практике используются антиоксиданты, относящиеся ко второй и третьей группам. Из соединений третьей группы наиболее часто используются соли сернистой кислоты, а также органические соединения серы: натрия сульфит, натрия метабисульфит, тиомочевина, ронгалит, унитиол. Это прямые антиоксиданты, являющиеся сильными восстановителями. Применяют и другие органические вещества, содержащие альдегидные, спиртовые, фенольные группы, например, парааминофенол, кислоту аскорбиновую и др.

Особую группу веществ, замедляющих процессы окисления, составляют комплексообразователи: трилон Б, тетацин-натрий. Комплексообразователи связывают катионы металлов (железо, медь, хром), которые являются катализаторами процесса окисления на стадии распада гидропероксида. Катионы тяжелых металлов могут попасть в раствор лекарственных веществ из воды, стекла или могут присутствовать в препарате в качестве производственной примеси.

Скорость реакции окисления в значительной степени зависит от значения рН раствора, поскольку ионы гидроксила могут оказывать на нее каталитическое действие. Поэтому для замедления процессов окисления в растворы для инъекций добавляют кислоту хлороводородную или буферные смеси.

Для снижения концентрации кислорода в растворителе и над раствором воду для инъекций подвергают кипячению или насыщению углекислотой, азотом или весь процесс изготовления инъекционных растворов проводят в среде инертного газа.

Окисление веществ может быть уменьшено за счет устранения инициирующего действия света, тепла.

Таким образом, устойчивость растворов легкоокисляющихся веществ зависит от многих факторов, а их стабилизация осуществляется с помощью ряда технологических приемов:

- введение антиоксидантов;

- использование комплексонов;

- создание оптимальных границ рН;

- уменьшения содержания кислорода в растворителе и в воздухе над раствором (насыщение СО, заполнение в токе инертного газа);

- использование светонепроницаемой тары для уменьшения инициирующего влияния света.

В последнее время проведен поиск новых антиоксидантов среди лекарственных веществ. Обнаружена антирадикальная активность в водных средах у анальгина, амидопирина, резорцина, сальсолина, рутина, изониазида, салюзида, этионамида.

Выявлены соединения, уменьшающие каталитическую активность ионов тяжелых металлов - фитин, кальция глицерофосфат, натрия бензоат, кислота глютаминовая, бромкамфора, терпингидрат, пармидин, хлорэтон, кофеин, теобромин, прегнин, сигетин, сергонин.

Разрушающее действие на гидроперекиси оказывают кислоты: никотиновая, аминокапроновая, ацетилсалициловая, лимонная, а также калия фталат, пиридоксина гидрохлорид, гексаметилентетрамин.

29.Требования, предъявляемые к растворам для парентерального применения: стерильность, стабильность, отсутствие механических включений, апирогенность, их реализация.

ТРЕБОВАНИЯ,

ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ИНЪЕКЦИОННЫМ РАСТВОРАМ

Растворы должны быть стерильными, свободными от механических включений (чистыми), апирогенными, стабильными, прозрачными, выдерживать испытания на токсичность.

Стерильностьобеспечивается изготовителем растворов в асептических условиях с последующей стерилизацией. Стерилизовать растворы следует не позднее 3 часов после начала приготовления.

Основной метод стерилизации растворов – паровой: приt =120 С, Р=1,1 АТ в зависимости от объёма:
до 100 мл – 8 мин
101-500 мл – 12 мин
501-1000 мл – 15 мин

Категорически запрещается перестерилизовывать растворы (не соблюдать время стерилизации) и повторная стерилизация.

Отсутствие механических включений (чистота), т.е. растворы для инъекций должны быть свободными от механических включений. Под механическими включениями подразумеваются посторонние, подвижные, нерастворимые вещества, кроме пузырьков газа, случайно присутствующие в растворе. Особые требования к чистоте растворов предъявляются из-за возможности эмболии, местных воспалительных реакций и других патологических изменений в сосудах при попадании в них механических частиц.

Чтобы освободить раствор от механических включений, его фильтруют. Все изготовленные растворы подвергаются первичному и вторичному контролю на отсутствие механических включений. После изготовления и химического контроля раствор фильтруется через бумажный складчатый стерильный фильтр с подложенным стерильным ватным тампоном. Первые порции раствора фильтруются в подсобную склянку, чтобы промыть фильтр и ватный тампон. Затем фильтрат возвращается на фильтр и р-р фильтруется во флакон для отпуска.

Все фильтрующие материалы должны отвечать следующим требованиям:

• Обеспечивать необходимую степень очистки растворов.

• Быть биологически безвредными.

• Быть химически стабильными по отношению к лекарственным веществам и растворителю.

• Выдерживать термическую стерилизацию.

После фильтрования флакон укупоривают резиновой пробкой и рассматривают на спец. приборе «Устройство для контроля растворов на отсутствие механических загрязнений» (УК – 2) на чёрном и белом экране. Флакон плавно переворачивается вверх дном и рассматривается в течении определённого времени невооружённым глазом (при зрении =1,0) на расстоянии 25-30 см. Освещение производится матовой электрической лампочкой в 60 Вт или лампой дневного света 20 Вт. Не должно быть посторонних включений.

При обнаружении механических включений раствор повторно фильтруется до отсутствия их. Вторичный контроль осуществляется для 100% флаконов после стерилизации. При обнаружении механических включений растворы бракуются.

Апирогенность – растворы для инъекций должны быть апирогенными, т.е. лишёнными пирогенных веществ. Пирогенными называются вещества, вызывающие у больного пирогенные реакции, которые выражаются повышением температуры, лихорадкой, иногда приводят к летальному исходу.…………………………………………………………………..
К пирогенным в-вам относятся грамм отрицательные микроорганизмы, погибшие микробные клетки, продукты их жизнедеятельности (токсины), некоторые грибы и вирусы.

Если в раствор попали пирогенные вещества, то освободиться от них можно лишь стерилизацией фильтрованием. Т.к. в аптеке практически отсутствует мембранная стерилизация, все усилия должны быть направлены на предотвращение попадания микроорганизмов в растворы: растворы для инъекций готовят в строго асептических условиях, на воде для инъекций апирогенной, используя стерильные флаконы и укупорочный материал, ЛВ марки «Годен для инъекции» либо «Химически чистый», либо «Чистый для анализа», стерильный вспомогательный материал. Приготовленные р-ры не позднее 3 часов подвергают стерилизации. Все эти мероприятия позволяют предотвратить попадание в растворы пирогенных веществ.

Стабилизация растворовдля инъекции, т.е. стабильность – это неизменность раствора по составу и своийствам в процессе приготовления, стерилизации, хранения.

Существуют физические и химические методы стабилизации:

Физические методы:

✔ Освобождение воды для инъекции и растворов от кислорода.

✔ Очистка ЛВ от примесей путем перекристаллизации

✔ Очистка растворов от примесей и пирогенов с помощью сорбентов.

✔ Научно-обоснованный выбор фильтрующих материалов.

✔ Научно-обоснованный выбор посуды и укупорочных материалов.

✔ Применение специальных технологических приёмов (заполнение флакона на 2/3 объёма или под горлышко).

✔ Соблюдение режима стерилизации.

Химические методы:

В водных растворах наблюдается большое разнообразие различных химических процессов, наиболее часто такие как гидролиз и окисление.

Гидролиз – реакция ионного обмена между различными веществами и водой. Гидролизу подвергаются соли, эфиры, белки, углеводы, жиры.

На степень гидролиза оказывают влияние:
1) Химическая природа соли : гидролизу подвергаются соли, образованные одним или двумя слабыми компонентами.
2) рН среды: изменяя рН можно управлять гидролизом.
3) Температура: при повышенной температуре степень диссоциации воды резко возрастает и возрастает концентрация ионов Н+ и ОН-.
4) Концентрация соли: при разбавлении водой раствора гидролиз усиливается, если один из компонентов соли слабый электролит; если оба слабые, то степень гидролиза от разбавления не зависит.

Для предотвращения гидролиза в растворы добавляют стабилизаторы:………………
1) если соль образована сильным основанием и слабой кислотой, то для подавления гидролиза добавляют 0,1 М растворгидроксида натрия. Объём стабилизатора указан в НД (пост. №35).

Например, на 1 л р-ра NaNO₂ -2 мл 0,1 М р-р NaOH, на 1 л р-ра кофеина - 4 мл 0,1 М р-р NaOH.
Иногда для стабилизации этой группы солей применяют NaHCO₃, количество указано в НД.

2) если соли образованы слабым основанием и сильной кислотой, то для подавления гидролиза добавляют 0,1 М раствор кислоты хлористоводородной. Объём р-ра указан в НД. Обычно для создания рН=3,0 – 4,0 достаточно 10 мл 0,1 М р-раHCl на 1 л.

3) если соль образована слабым основанием и слабой кислотой, она имеет нейтральную реакцию среды и стабилизируется ПАВами. В фармации такие соли не используют.

4) если соль образована сильным основанием и сильной кислотой, гидролиза не будет.

Стабилизация легко окисляющихся веществ.

К легко окисляющимся в-вам относятся вещества, содержащие карбонильные, фенольные, спиртовые, аминогруппы с подвижными атомами Н+. В присутствии которых кислород, содержащийся в воде и над раствором, способствует окислению этих веществ, особенно во время стерилизации. В растворе образуются продукты окисления, обладающие токсическим действием или являющиеся физиологически неактивными.

Для стабилизации применяют антиоксиданты, которые делятся на 2 группы: прямые и косвенные.

Прямые связывают О2 в растворе и над ним и окисляются легче ЛВ. К ним относятся метабисульфит Na и K, ронголит и др. вещества. Антиоксидант и его количество указаны в НД на раствор.

Косвенные антиоксиданты связывают следы тяж. металлов, которые являются катализаторами окислетельно-восстановительных процессов. В их качестве используются: трилон Б, тетацин кальция и др. Они связывают катионы мет. в неактивные по отношению к гидроперекиси комплексы.

Если вещество подвергается в растворе гидролизу и окислению, то стабилизируются несколькими стабилизаторами согласно НД.