Применение высокомолекулярных веществ в фармации

Содержание

1. Введение……………………………………………….....................2
2. Характеристика высокомолекулярных веществ…………………3
3. ВМВ как лекарственные препараты………………………………5
4. ВМВ как вспомогательные вещества……………………………..6
5. Факторы устойчивости ВМВ……………………………………...9
6. Состояние вопроса в аптеке……………………………………...10
7. Заключение ……………………………………………………….11
8. Список литературы……………………………………………….12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

  Стремительное развитие химии  высокомолекулярных соединений  в сочетании с высоким уровнем  современных технологий создали  новые возможности для применения  полимерных соединений (ВМС) при  создании лекарственных форм, вспомогательных  веществ и таро-укупорочных материалов . В настоящее время большинство готовых лекарственных средств содержат в своем составе высокомолекулярные компоненты. При этом последние могут выполнять функции вспомогательных веществ либо быть активными действующими веществами.

  В состав любого лекарственного  препарата (ЛП) входят вспомогательные  вещества, роль которых не ограничивается  лишь образованием лекарственной  формы (ЛФ) и обеспечением ее  стабильности. Собственная фармакологическая  активность вспомогательных веществ,  как правило, незначительна по  сравнению с активностью лекарственного  вещества. В то же время их' нельзя рассматривать как индифферентные  для макроорганизма компоненты, особенно если они несут биофармацевтические функции обеспечения биоэквивалентности и необходимых фармакокинетических свойств ЛП.

  В последние десятилетия  фармацевтическая технология поднялась  на качественно новый уровень,  позволяющий расширить возможности  создания новых эффективных лекарственных  препаратов путем коррекции фармакокинетических  характеристик лекарственных веществ.  Использование полимерных вспомогательных  компонентов в сочетании с  современными технологическими  приемами конструирования ЛФ  позволяют рассматривать последние  как продукты взаимодействия  ЛВ и ВМС, отличающиеся по  своим биофармацевтическим параметрам  от исходных материалов. В таких  лекарственных формах ВМС могут  обеспечить эффективное проявление  действия лекарственного средства  путем модификации процессов:  высвобождения (пролонгаторы и др.), всасывания (промоторы), локализации действия, а также повышение стабильности (стабилизаторы, эмульгаторы и др.), эффективности, безопасности и пр. Они создают определенную структуру лекарственной формы, определяют профиль высвобождения действующего вещества в терапевтической дозе, обеспечивают оптимальный фармакологический эффект лекарственного средства, его стабильность до момента реализации (при производстве, хранении и использовании). [  1 ]

Многообразие функциональных нагрузок, направленных на обеспечение заданного  биологического действия лекарственного средства, позволяет рассматривать  ВМС как корректоры, активные компоненты лекарственного препарата, что и  обусловливает необходимость их научно-обоснованного выбора и технологического использования.

 

 

Характеристика  ВМВ

Понятие:

Высокомолекулярные соединения (полимеры), характеризуются молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких (иногда многих) миллионов дальтон (масса белков и нуклеиновых кислот может составлять миллионы дальтон). В состав молекул высокомолекулярных соединений (макромолекул)входят тысячи атомов, соединенных химическими связями. Любые атом или группа атомов, входящие в состав цепи полимера или олигомера, называются составным звеном. Наименьшее составное звено, повторением которого может быть описано строение регулярного (см. ниже) полимера, называется составным повторяющимся звеном. Составное звено, которое образуется из одной молекулы мономера при полимеризации, называется мономерным звеном (ранее иногда называлось элементарным звеном). Например, в полиэтилене [—СН2СН2—]n повторяющееся составное звено - СН2, мономерное -СН2СН2. [  2,3  ]

Классификация полимеров:

По происхождению:

1. Природные полимеры, синтезирующиеся  клетками растений и животных: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, латексы.

2. Искусственные полимеры - продукты  переработки природных полимеров: шелк, вискоза, каучуки.

3. Синтетические полимеры - полученные  химическим синтезом с мономеров:  полиэтилен, нейлон, капрон, лавсан, поливинилацетат.  [ 4,5  ]

В зависимости от расположения в  макромолекуле атомов и атомных  групп различают:

1. Линейные полимеры, в которых  элементарные звенья присоединены последовательно в виде линии.

2. Разветвленные полимеры, которые  содержат разветвления цепей  в виде веток. 

3. Сетчатые или сшитые полимеры, между цепями которых образуются  поперечные связи. 

Конфигурация полимеров - это пространственное размещение атомов в молекуле, которое не изменяется в процессе теплового движения. Конформация - это размещение атомов в молекуле, которая временно может изменяться в процессе теплового движения, без разрушения химических связей.

По химическому строению боковых групп большая часть биологических полимеров является полиэлектролитами и делится на:

1) полиэлектролиты кислотного типа, содержащие остатки кислот -СООН; -SO3H; -РО3Н2 - альгинат, гепарин, нуклеиновые кислоты;

2) полиэлектролиты основного типа, содержащие аминогруппы - аминоцеллюлоза, аминогликаны соединительной ткани;

3) полиэлектролиты смешанного типа: содержащие как кислотные, так  и основные групы – белки.

По совместимости с тканями  организма различают:

1. Бионесовместимые полимеры - вызывающие воспалительную реакцию в тканях и реакцию отторжения. Так, шелковые нити через определенное время необходимо удалять из тканей. 2

2. Биосовместимые полимеры не вызывают неблагоприятной реакции ткани, даже при дли-тельном пребывании в организме. К ним относят тефлон, из которого делают клапаны сердца, искусственные суставы, лавсан (шовный материал), силикон (для протезирования) и т.д.

3. Биодеградирующие полимеры, которые со временем распадаются в тканях. К ним принадлежат шовные материалы – кетгут (готовят из оболочек тонкой кишки овец) и синтетические нити - окцелон, кацелон, карбоцел, которые рассасываются в тканях за 1-2 месяца. [ 6  ]

Свойства ВМС:

Высокомолекулярные соединения обладают специфическим комплексом физико-химических и механических свойств. Важнейшие из них:

1) способность образовывать высокопрочные  анизотропные волокна и пленки;

2)способность к большим обратимым,  т. наз. высокоэластическим, деформациям;

3) способность набухать перед  растворением и образовывать высоковязкие растворы. [ 2,3,4 ]

 Эти свойства обусловлены  высокой молекулярной  массой высокомолекулярных соединений, цепным строением макромолекул, их гибкостью и наиболее полно выражены у линейных высокомолекулярных соединений. По мере перехода от линейных цепей к разветвленным, редким трехмерным сеткам и, наконец, к частым сетчатым структурам комплекс характерных свойств высокомолекулярных соединений становится все менее выраженным. Трехмерные высокомолекулярные соединения с очень большой частотой сетки нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластичным деформациям. [ 3,4,5]

 

 

ВМВ как лекарственные препараты

В медицине в качестве лекарственных  препаратов используются белки, гормоны, ферменты, полисахариды, растительные слизи и т.д. При создании современных лекарственных препаратов традиционно основное внимание уделяется лекарственным веществам, их фармакологическому действию, химической природе и физическим свойствам (характер кристаллической структуры, полиморфизм, растворимость, скорость растворения). Высокомолекулярные лекарственные средства, обладая уникальными биологическими свойствами, обосновывающими их фармакологические использование, могут иметь специфические свойства, которые следует учитывать при разработке лекарственной формы. Например, полипептиды, будучи активными компонентами лекарственного препарата, требуют особого внимания исследователей и специальных технологических приемов при разработке лекарственной формы и показателей качества вследствие особенностей структуры. Кроме того, обладая специфическим комплексом физико-химических свойств, высокомолекулярные лекарственные вещества могут придать лекарственному препарату дополнительные положительные характеристики.

Следовательно, представляет интерес  исследование аспектов создания необходимых  для медицинской практики лекарственных  препаратов в различных лекарственных  формах, содержащих высокомолекулярные компоненты различного назначения. Для  обеспечения стандартности и  эквивалентности лекарственных препаратов, полученных на различных производствах необходима разработка научно-методологических основ использования высокомолекулярных компонентов в технологии создания лекарственных средств. [ 1 ]

Разрабатываются новые пути использования  ВМС.

В медицине высокомолекулярные соединения широко используются в качестве иммуномодуляторов,  препаратов половых гормонов, препаратов с антиэстрогенной активностью, гастроцитопротекторов плазмозамещающих средств и т.п.

Использование ВМС сегодня целесообразно при синтезе препаратов онкологическим больным. Одним из наиболее актуальных направлений исследований является создание новых полимерных носителей противоопухолевых препаратов. Благодаря особенностям строения и физико-химических свойств макромолекул происходит их постепенное накопление в опухолевой ткани, что позволяет многократно повысить локальную концентрацию присоединенного химиотерапевтического агента. [  7  ]

На основе высокомолекулярного  гепарина изобретена композиция , обладающая антикоагулянтным, антитромбоцитарным, фибринолитическим, фибринодеполяризационным действием на организм. [ 8 ]

Также, были выполнены важные теоретические и экспериментальные исследования, позволившие объяснить фундаментальные аспекты строения и свойств полимеров и разработать научные основы синтеза различных высокомолекулярных соединений. Таким образом на основе полимеров для медицины синтезирована целая серия лекарственных препаратов – антисептических, противоопухолевых, плазмо- и кровезаменителей. [  9  ]

ВМВ как вспомогательные вещества

    ВМС используются в  технологии всех лекарственных  форм: как основы для мазей,  суппозиториев, пилюль и др., как  стабилизаторы, как пролонгирующие  компоненты, как вещества, исправляющие  вкус. Введение в технологию новых  ВМС позволило создать новые  ЛФ: многослойные таблетки длительного  действия, спансулы (гранулы, пропитанные раствором ВМС) микрокапсулы; глазные лекарственные пленки; детские лекарственные формы.

По происхождению полимеры делят  на природные, или биополимеры (крахмал, камеди, агароид, декстраны, декстрины, пектин, альгинаты, желатин, желатоза, коллаген и др.), синтетические и полусинтетические (целлюлоза и её производные, полиакриламид, карбопол, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиэтиленоксид, пропиленгликоль, силиконы и др.). [ 2]

Рассмотрим несколько примеров:

Природные вспомогательные вещества.

Крахмал. Состоит из 2-х фракций  – амилазы и амилопектина. Амилоза  растворяется в теплой воде, а амилопектин  только набухает. Крахмал используется в твердых ЛФ. В качестве стабилизатора суспензий и эмульсий используется 10% раствор.

Альгинаты – кислота альгиновая и ее соли. Кислота альгиновая – ВМС, получается из морских водорослей. Используется в качестве разрыхляющих, эмульгирующих, йрологирующих, пленкообразующих вспомогательных веществ, а также для приготовления мазей и паст.

Агароид. В состав входят глюкоза и галактоза, а также минеральные элементы (Са, Мg, S и др.). Получают из морских водорослей. В 0,1% концентрации обладает стабилизирующими, разрыхляющими и скользящими свойствами, в смеси с глицерином в 1,5% концентрации используется в качестве мазевой основы.

Пектин – входит в состав клеточных  стенок многих растений. Обладает желатинирующей способностью. Используется для создания детских лекарственных форм.

Микробные полисахариды– наиболее распространен аубазидан – получаемой при м - б синтезе с помощью дрожжевого гриба Аиreobasidium pullulans. Аубазидан (0,6%) образует гели, которые используются как основа для мазей, 1% - для пленок и губок. Конц. 0,1 - 0,3% - как пролонгатор глазных капель. При этом раствор устойчив при термической стерилизации до 120°C. Эффективный стабилизатор и эмульгатор.

Коллаген. Источником является кожа крупного рогатого скота. Получают путем шелочно -солевой обработки. Коллаген применяется для покрытия ран в виде пленок с фурацилином, кислотой борной, маслом облепиховым, метилурацилом, а также в виде глазных пленок с а/б.

Желатин – получают при выпаривании  обрезков кожи, ВМС белковой природы, содержит гликокол, аланин, аргинин, лейцин, лизин, глютаминовая кислота. Благодаря высоким гелеобразующим свойствам используется для изготовления мазей, желатиновых капсул, суппозиториев.

Желатоза – продукт неполного гидролиза желатина. Не обладает способностью желатинироваться, но имеет высокие эмульгирующие свойства.

Синтетические и полусинтетические  вспомогательные вещества.

Особое место в этой группе занимают эфиры целлюлозы. Они представляют собой продукты замещения водородных атомов гидроксильных групп целлюлозы  на спиртовые

остатки – алкиды (при получении простых эфиров) или кислотные остатки – ацилы (при получении сложных эфиров).

Метилцеллюлоза растворимая – простой эфир целлюлозы и метанола. Водные растворы МЦ обладают высокой сорбционной, эмульгирующей и смачивающей способностью. В технологии применяют 0,5 – 1% водные растворы в качестве загустителей и стабилизаторов, для гидрофилизации гидрофобных основ мазей и линиментов, в качестве эмульгатора и стабилизатора при изготовлении суспензий и эмульсий, а также как пролонгирующий компонент для глазных капель.