Курсовая работа Лактоза Сукралоза Бальтер И.В. Курсовая работа по дисциплине Фармацевтическая технология по теме Фармацевтические аспекты и функциональная роль вспомогательных веществ лактозы и сукралозы в технологии лекарственных форм
 Скачать 3.62 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ОБЩЕЙ ХИМИИ Курсовая работа по дисциплине «Фармацевтическая технология» по теме: «Фармацевтические аспекты и функциональная роль вспомогательных веществ лактозы и сукралозы в технологии лекарственных форм» Студента 4 курса Группы 73420 Бальтера Ильи Витальевича Научный руководитель: д.х.н, профессор Вапиров Владимир Васильевич Петрозаводск 2021 ОглавлениеВведение 3 Лактоза 4 2.1 Строение лактозы 4 2.2 Физические свойства 5 2.3 Биологический синтез лактозы 6 2.4 Получение лактозы в промышленности 6 2.5 Технологическая характеристика 9 2.6 Биофармацевтические аспекты использования 10 2.7 Формы лактозы и её модификации 11 2.8 Примеры лекарственных препаратов, содержащих лактозу 14 Сукралоза 16 3.1 Строение сукралозы 16 3.2 Физические свойства 16 3.3 Получение сукралозы в промышленности 17 3.4 Биофармацевтические аспекты использования 18 3.5 Формы сукралозы 19 3.6 Применение лекарственных препаратов, содержащих сукралозу 20 Заключение 23 Список использованных источников 24 Приложения 25 Введение Для создания эффективных, безопасных и качественных лекарственных средств необходимо рациональное использование вспомогательных субстанций. В настоящее время ассортимент фармингредиентов постоянно расширяется как количественно, так и качественно; совершенствуются их технологические возможности,[3] так как считается что вспомогательные вещества, их природа и количество, оказывают наиболее значительное влияние на активность лекарства. Современная фармация отказалась от прежнего понимания роли вспомогательных веществ как индифферентных формообразователей. Будучи своеобразными носителями действующих веществ, они обладают определенными физико-химическими свойствами и в зависимости от природы веществ способны вступать в более или менее сложные взаимодействия, как с лекарственными веществами, так и с биосредой организма. В зависимости от характера взаимодействия между компонентами системы могут изменяться скорость и полнота всасывания действующих веществ, изменяться их свойства с возникновением непредвиденных эффектов и, наконец, возможно изменение лечебного действия. Образовавшиеся комплексы или другие соединения могут облегчать высвобождение действующего вещества из лекарственной формы, повышать его растворимость и способность всасывания или вызывать ингибирование этих процессов, или мало отражаться на биодоступности веществ. Каждый случай применения вспомогательных веществ требует специального исследования, так как они должны обеспечивать достаточную стабильность препарата, максимальную биологическую доступность и присущий ему спектр фармакологического действия. [1] Поэтому недопустимо введение вспомогательных веществ без тщательного изучения возможных видов взаимодействия и влияния на фармакокинетику лекарственных веществ. [1] Четырнадцатая фармакопея приводит следующее определение вспомогательных веществ: Вспомогательные вещества — вещества неорганического или органического происхождения, используемые в процессе производства, изготовления лекарственных препаратов для придания им необходимых физико-химических свойств. [2]  В соответствии с классификацией в зависимости от влияния на физико-химические характеристики лекарственных форм различают 5 классов вспомогательных веществ: 1. Формообразующие (наполнители или растворители). 2. Стабилизирующие (стабилизаторы, в том числе антимикробные). 3. Пролонгирующие (пролонгаторы). 4. Корригирующие (корригены вкуса и запаха). 5. Солюбилизирующие (солюбилизаторы, ПАВы, сурфактанты). [1,2] 2. Лактоза 2.1 Строение лактозы Лактоза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух остатков молекул β-глюкозы и β-галактозы, имеющий формулу C12H22O11. Лактоза – восстанавливающий дисахарид. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов. Молекула лактозы образована из двух остатков моносахаридов – β-глюкозы и β-галактозы, соединённых между собой атомом кислорода и связанных друг с другом β(1→4)-гликозидной связью. Молекула лактозы может существовать в циклической (α-лактозы и β-лактозы) и линейной – открытой цепной (ациклической) формах. Систематическое химическое наименование лактозы: 4-О-β-D-галактопиранозил-D-глюкоза, β-D-галактопиранозил-(1,4)-α-D-глюкопираноза (α-лактоза), β-D-галактопиранозил-(1,4)-β-D-глюкопираноза (β-лактоза). Встречаются и другие наименования лактозы: лактобиоза, таблеттоза.[4,7]  2.2 Физические свойства По внешнему виду лактоза представляет собой белое кристаллическое вещество, со слегка сладковатым вкусом, без запаха. Сладость лактозы составляет от 20-40 % от сладости сахарозы. Лактоза очень хорошо растворяется в воде. Растворимость в воде составляет 18,9049 г/100г воды (при 25 °C). Температура плавления лактозы 202,8 °C. Лактоза отличается от других дисахаридов отсутствием гигроскопичности — она не отсыревает. Это её свойство имеет большое практическое значение в фармации: если нужно приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующееся лекарство, то берут молочный сахар; если же взять другой сахар, то он быстро отсыреет и легко гидролизующееся лекарственное вещество быстро разложится.[7]
2.3 Биологический синтез лактозы Биологический синтез лактозы представляется следующим образом  Заключительной стадией является перенос галактозного остатка на D-глюкозу с образованием лактозы:  [5]2.4 Получение лактозы в промышленности Химический синтез лактозы из моноз возможен по схеме:  Впервые химический синтез лактозы был осуществлен в 1942 г., по информации С.Л. Берман, из ацетобром-D-галактозы и изопропилиден-D-глюкозы. Однако единственный реальный источник лактозы, в том числе для получения молочного сахара и его производных — молоко млекопитающих. Обычно это коровье молоко и лактозосодержащее сырье, полученное в результате его промышленной обработки. Сыворотка от переработки козьего, овечьего и буйволиного молока имеет ограниченное применение. Лактоза присутствует в молоке в свободном виде или в форме содержащих лактозу олигосахаридов. Концентрация свободной лактозы может колебаться от 1 до 36%, в зависимости от вида млекопитающего.[6] Развивающееся направление в переработке молока и молочных компонентов, основанное на использовании мембранных технологий, позволяет использовать преимущества мембранных методов (ультрафильтрацию, нанофильтрацию, обратный осмос) с применением традиционных технологических приемов термокоагуляции белков. Небольшие габариты мембранных установок, их способность к изменению режимов работы, возможность коррекции состава получаемых продуктов позволяют разрабатывать широкую гамму продуктов с различным составом. Мембранные методы обработки можно разделить на два основных принципиальных направления: гиперфильтрация (микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос) и электродиализ. Сущность мембранных технологий основана на свойствах молочной сыворотки как гетерогенной системы с чётко выраженной селективностью компонентов по молекулярной массе, размерам и ионной силе. Применительно к молочной сыворотке главными достоинствами мембранных способов разделения являются: возможность направленного регулирования её состава и свойств при сравнительно небольших энергетических затратах рациональное использование молочной сыворотки на основе малоотходных и безотходных технологических процессов. Процесс гиперфильтрации основан на принципе обратного осмоса. Часть компонентов раствора, прежде всего растворитель, за счёт давления, создаваемого на раствор, проходит через мембрану, а другая, например, белки, задерживается. Происходит концентрация раствора. Гиперфильтрацию в зависимости от пористости применяемой мембраны и эффективности процесса разделения гетерогенных растворов условно делят на[6]: Ультрафильтрация. В случаях, когда осмотическое давление пренебрежимо мало по сравнению с рабочим давлением, что, например, характерно для водных растворов высокомолекулярных веществ, процесс разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран называют ультрафильтрацией. Для проведения ультрафильтрации используют полупроницаемые мембраны диаметром пор от 10 до 100 нм, способные задерживать компоненты с молекулярной массой от 104 и выше. При ультрафильтрации мембрана задерживает только высокомолекулярные соединения и пропускает с фильтратом вещества, образующие «истинный» раствор. При ультрафильтрации молочной сыворотки задерживается (концентрируется) белок, а в фильтр уходят соли и лактоза. В фильтрат переходит около 30% кальция, 90% калия и натрия, 70% магния, 80% хлора и 50% фосфора, содержащихся в исходной сыворотке. В результате ультрафильтрации получаются белковые концентраты, содержащие высокомолекулярные соединения молочной сыворотки, и фильтрат (пермеат) — раствор лактозы, минеральных солей и других низкомолекулярных соединений. [6]   Обратный осмос. Разделить высоко и низкомолекулярные соединения трудно, деление это условно, поэтому нельзя четко разграничить процесс ультрафильтрации и обратного осмоса. В обоих случаях требуется преодолеть осмотическое давление фильтруемого раствора, так как растворитель переносится в направлении, противоположном возрастанию концентрации растворенного вещества, задерживаемого фильтром. Способом обратного осмоса производят концентрирование всех веществ, находящихся в растворе, и выделение чистого растворителя из раствора, за исключением некоторого количества одновалентных ионов Na, К, Cl. Практически обратный осмос сводится к сгущению раствора. Фильтры, применяемые для ультрафильтрации и обратного осмоса, принципиально различаются лишь размерами пор, последние мельче и обеспечивают перенос только растворителя. При обратном осмосе применяют полупроницаемые мембраны диаметром пор от 0,0008 мкм до 0,01 мкм, способные задерживать компоненты раствора с молекулярной массой от 50 D и выше.[6] 2.5 Технологическая характеристика Различные сорта лактозы используются для сухой грануляции порошков. Грануляция – распространенный в фармацевтическом производстве процесс, который используется для уменьшения пылеобразования и расслоения порошка, также, улучшаются текучесть и прессуемость смеси вспомогательного и активного веществ. Лактоза один из самых распространенных наполнителей. Это связующее вспомогательное вещество, используемое для сухой грануляции очень давно используется в фармацевтических рецептурах, это объясняется высокой стабильностью, низкой гигроскопичностью, относительно малой ценой и разнообразными функциональными свойствами этого вспомогательного вещества (носитель, наполнитель и связующее). В фармацевтических рецептурах широко используются различные типы лактозы: a -лактоза моногидрат, лактоза, высушенная распылением, b -лактоза безводная, а также другие.[11] Технологические характеристики лактозы зависят от её вида, размеров частиц, способа получения, а также множества других параметров. Так частицы лактозы менее 45 микрон пластичнее более крупных частиц. Мелкие частицы лактозы, высушенной распылением, склеиваются с аморфной лактозой и образуют твердые брикеты. Лактоза безводная также имеет хорошие свойства сжимаемости, и в сочетании с низким содержанием влаги является прекрасным вспомогательным веществом для использования в процессе сухой грануляции. Из высушенной распылением, безводной и помолотой лактозы получаются более твердые брикеты, чем из просеянной лактозы. Просеянная a -лактоза моногидрат, лактоза, высушенная распылением, и лактоза безводная обладают хорошими свойствами текучести, в то время как помолотая лактоза моногидрат хорошей сыпучестью не характеризуется. Брикеты, полученные в результате обработки порошка лактозы в барабанном прессе, могут использоваться для заполнения саше и капсул или как основа для производства таблеток. [11]  2.6 Биофармацевтические аспекты использования Наполнители являются наиболее инертными с точки зрения своей функции в готовой лекарственной форме, данная группа веществ может значительно повлиять на процесс высвобождения и растворения действующего вещества. Каждый из используемых в фармацевтическом производстве наполнителей обладает совокупностью специфических технологических и биофармацевтических характеристик, оказывающих в конечном итоге значимое влияние на параметры готовой лекарственной формы и высвобождение действующего вещества. Например, лактоза (марки Fast-Flo и безводная) характеризуется значительно лучшей распадаемостью и растворимостью по сравнению с микрокристаллической целлюлозой (МКЦ) или дикальция фосфатом. Один и тот же с химической точки зрения наполнитель может обладать совершенно различными технологическими свойствами. Для лактозы характерны существенные отличия между разными видами данного наполнителя, что было подтверждено физико-химическими и функциональными измерениями. Помимо различий размера и формы частиц обычной гидрированной лактозы, лактоза, полученная методом распылительной сушки, значимо отличается по своим кристаллографическим параметрам, представляя собой агломераты кристаллической α-лактозы моногидрата с порядка 10% аморфных молекул. Данный тип лактозы обладает лучшими свойствами текучести, но худшими компрессионными характеристиками, что требует добавления МКЦ в качестве связывающего вещества. Специфический брэндированный тип лактозы Fast-Flo обладает лучшими компрессионными характеристиками, обусловленными сферической формой кристаллов, и растворимостью. безводная обладает наихудшими из двух указанных типов лактозы свойствами прессуемости и текучести. В ряде случаев наполнители могут неблагоприятно влиять на профиль высвобождения действующего вещества. Данное влияние может реализовываться на уровне формирования трудно растворимых комплексов, создания неблагоприятной среды для действующего вещества с точки зрения обеспечения стабильности, вступления в реакцию химического взаимодействия, а также формирования готовой формы с ненадлежащими свойствами (замедление разрушения, высвобождения действующего вещества). Одним из классических примеров является случай замены наполнителя в таблетированной форме фенитоина натрия с кальция сульфата дигидрата на лактозу. В первом случае фенитоин образовывал плохо растворимые комплексы с кальцием, что приводило к снижению всасывания и биодоступности. После изменения вспомогательного вещества на лактозу, всасывание фенитоина резко повысилось и у пациентов с эпилепсией, ранее стабилизированных на прежней технологической форме, на той же дозе фенитоина развились признаки фенитоиновой токсичности. [8] |