Применение поверхностно-активных веществ в фармации

2. Эмульгаторы «Montanov».

Эмульгаторы этой группы являются продуктом французской фармацевтической компании Seppic. Они представляют собой гликопептидные неионогенные эмульгаторы, полученные из биомассы растений, и совместимы с большинством действующих веществ и различными значениями рН. Стабилизируют эмульсии типа масло в воде путем образования жидкокристаллической структуры и подходят для различных косметических и лекарственных продуктов: спреи, лосьоны, крема и др.

Среди этой группы имеется несколько эмульгаторов, отличающихся по свойствам:

       Montanov L

       Montanov S: стабилизирует эмульсии обратного типа, минимальная необходимое содержание его – 1,5%;

       Montanov 14: стабилизирует эмульсии обратного типа, достаточно устойчив к изменениям температурных условий; укрепляет консистенцию эмульсии, не обладает запахом и вкусом;

       Montanov 68: пригоден для использования со всеми видами масел (эфирные, жирные, минеральные), имеет приятный вкус, оказывает длительный увлажняющий эффект, используется в Японии для производства лекарств с нано-частицами;

       Montanov 82: хорошо сочетается с компонентами солнцезащитных кремов, устойчив к действию низких температур (-18 С), рекомендован для использования вместе с Montanov 202 для стабилизации эмульсий с водными растворами электролитов;

       Montanov 202: хорошо сочетается с различными компонентами декоративной косметики, а также используется в сочетании с другими эмульгаторами для стабилизации эмульсий, содержащих растворы электролитов.

Все эмульгаторы оказывают увлажняющее действие при регулярном применении. Они одобрены и сертифицированы французской компанией Ecocert, авторитет которой признается по всему миру.

ПАВ как солюбилизаторы.

Важным свойством водных растворов ПАВ, в которых присутствуют мицеллы,  является способность растворять значительные количества нерастворимых в воде веществ (масла и другие гидрофобные жидкости и твердые вещества), молекулы которых внедряются внутрь мицелл. Аналогичным образом обратные мицеллы обладают способностью растворять полярные вещества.

              Процесс растворения в мицеллярных системах нерастворимых в чистых растворителях соединений называют солюбилизацией или коллоидным растворением. Поглощаемое вещество – солюбилизат, поверхностно-активное вещество – солюбилизатор, а образующиеся при этом прозрачные устойчивые во времени растворы – солюбилизованными системами.

              Солюбилизация протекает самопроизвольно, так как сопровождается убылью энергии Гиббса и является термодинамически обратимым и равновесным процессом. При данных концентрации ПАВ и температуре солюбилизат поглощается до тех пор, пока не наступит состояние насыщения системы. Размещение молекул солюбилизата внутри мицелл зависит от их химической природы. Пределные углеводороды концентрируются в ядре прямых мицелл, ароматические – между ядром мицеллы и полярной частью, слабо полярные вещества с относительно короткой цепью закрепляются вблизи оболочки.

Рис. 5 Солюбилизация в прямых мицеллах ПАВ: а – неполярного вещества, б – полярного вещества.

Применение солюбилизаторов в фармации позволяет готовить ЛФ с нерастворимыми в воде лекарственными веществами. Это группы цитостатиков, гормональных препаратов, нерастворимые в воде витамины А и Е. Присутствие мицелл ПАВ изменяет скорость всасывания лекарств, уменьшает концентрацию свободного лекарства. Быстрое и полное всасывание лекарственного вещества может вести к снижению дозировки и уменьшению побочного действия. Однако применение солюбилизированных систем требует осторожности, так как слишком высокие концентрации ПАВ могут вызвать повреждения тканей и снижении терапевтической активности лекарства. Кроме того, при введении в организм мицеллярных растворов происходит их разбавление, мицеллы распадаются и солюбилизованное лекарство выпадает в осадок. Поэто в качестве солюбилизаторов используют преимущественно неионогенные ПАВ, ввиду их слабой реакции на ионный состав среды, избирательно эмульгирующей и стабилизирующей способности, относительно низкой токсичности.

В фармацевтической и косметической практике широко применяются следующие солюбилизаторы:

1.       Твин 80 (полисорбат 80, полиэтилен гликоль сорбит моноолеат ) - маслянистая жидкость лимонного цвета. Обладает свойствами эмульгатора, соблюбилизатора. Это оксиэтилированный сложный моноэфир ангидрогексавитов жирных кислот, представляющий собой вязкую жидкость, растворимую в воде, неионогенное поверхностно-активное вещество. Применятеся в медицине и косметической промышленности.

2.       РИЦИНОКС-80 — смесь полиэтиленгликолевых эфиров кислот касторового масла. Представляет собой твердую воскообразную массу светло-коричневого цвета. Продукт относится к группе неионогенных ПАВ. Применяют в качестве солюбилизатора в косметических лосьонах. Позволяет вводить в их состав нерастворимые в водно-спиртовых растворах биологически активные вещества, снизить концентрацию спирта. Солюбилизирующая способность (отношение количества солюбилизированного вещества к количеству солюбилизатора) — в пределах 0,1—0,7 в зависимости от гидрофобности солюбилизируемых веществ. В лосьонах используется в концентрации до 1,5%, обладает более низкой пенообразующей способностью по сравнению с препаратом ПП-40. Находит применение также в качестве смягчающей добавки в составе шампуней (в концентрации до 2%).

3.        ПП-40 — смесь полиэтиленгликолевых эфиров пентола. Вязкая масса от желтого до светло-коричневого цвета. Солюбилизирующая способность (отношение количества солюбилизированного вещества к количеству солюбилизатора) в пределах 0,4—0,7 для душистых веществ и 0,12—0,2 для жирорастворимых витаминов. В лосьонах обычно используется в количестве 0,3—1,5%, при этом концентрация этилового спирта не превышает 35%.

Липосомы.

              Липосомы – микрокапсулы диаметром 25 – 10000 нм, содержащие внутри воду или раствор, окруженный одним или несколькими слоями из молекул фосфолипидов и сфинголипидов.

Рис. 6. Модель многослойной липосомы с инкапсулированными водо- и жирорастворимыми  препаратами (по Грегориадису):

1 - молекулы, растворимые в водном слое;

2 - молекулы, растворимые в липидном слое;

3 - молекулы, растворимые в водном слое с гидрофобными радикалами, проникающими в липидный слой.

Липосомы по природе компонентов и структуре подобны клеткам живых тканей, поэтому могут использоваться как в качестве модельных структур, так и носителей различных лекарств, солюбилизированных в бислоях. Обладая сродством к клеточным тканям, они целенаправленно переносят лекарство к соответствующим органам, при этом сливаясь с клеточной мембраной, либо проникая внутрь нее.

Рис.7 Формы взаимодействия липосом с мембраной клетки:

липосома может увеличить проницаемость мембраны – вызвать образование дополнительных каналов (I);

может прикрепиться к мембране – адсорбироваться (II);

важная форма взаимодействия – поглощение липосомы клеткой, в этом случае вещество, принесенное липосомой, попадает непосредственно в клетку (III);

иногда клеточная мембрана и липосома обмениваются липидами (IV);

мембраны липосомы и клетки сливаются (V).

Второе важное свойство липосом – это универсальность. Благодаря полусинтетической природе можно широко варьировать их размеры, характеристики, состав поверхности. Это позволяет поручать липосомам переносить широкий круг фармакологически активных веществ: противоопухолевые и противомикробные препараты, гормоны, ферменты, вакцины, а также дополнительные источники энергии для клетки, генетический материал.

В-третьих, липосомы сравнительно легко разрушаются в организме, высвобождая доставленные вещества, но в пути следования липосомы, сами лишенные свойств антигена, надежно укрывают и свой груз от контакта с иммунной системой и, стало быть, не вызывают защитных и аллергических реакций организма.

Как носители лекарств липосомы наиболее широкое применение получили в экспериментальной онкологии. Так, в одной лаборатории с помощью липосом вводили мышам, больным лейкемией, нерастворяющиеся препараты и наблюдали замедление роста числа злокачественных клеток. Другие исследователи нагружали липосомы антрациклинами: эти вещества активны против широкого круга злокачественных опухолей, но весьма ядовиты для остальных тканей, особенно для сердечной мышцы, – и вредное воздействие этих соединений значительно снижалось, что, как следствие, позволяло существенно увеличивать их дозы.

Липосомы можно использовать и для борьбы с инфекционными заболеваниями. Весьма показательными в этом плане могут служить экспериментальные данные по лечению лейшманиоза. Сходные результаты были получены и при лечении похожих на лейшманиоз грибковых заболеваний – криптококкоза и гистоплазмоза.

Оказалось эффективным использование липосом в борьбе с внутриклеточными паразитами: риккетсиями и хламидиями.

Таким образом, липосомы помогают дольше сохранять высокий уровень концентрации лекарственных препаратов в крови и в клетках, а также помогают им проникнуть в те области, куда без липосом они попасть не могут.

Использование липосом для точной, целенаправленной доставки лекарственных веществ имеет, однако, и определенные ограничения. Дело в том, что после попадания в организм большая часть липосом поглощается клетками ретикулоэндотелиальной системы. Наибольшее скопление этих клеток находится в печени, селезенке, костном мозге, лимфатических узлах и кровотоке. Поэтому, если цель введения липосом заключается в их контакте с клетками ретикулоэндотелиальной системы, то проблем почти не возникает: липосомы туда попадут. Если же требуется, чтобы липосомы доставили свое содержимое в другие места, то добиться этого сложнее.

Заключение.

Таким образом, применение поверхностно-активных веществ представляет актуальную проблему современной технологии лекарственных форм. Они применяются во многих лекарственных формах и технологических процессах, входят в состав лекарственных и косметических средств. На настоящий момент наиболее перспективными направлениями изучения ПАВ является их способность образовать гели с жидко-кристаллической структурой, так как она максимально близка по свойствам с кожей, и способность образовывать липосомы, так как благодаря этому можно добиться точной доставки лекарственного средства в организме человека. Создание новых эмульгаторов и солюбилизаторов, совершенствование уже имеющих ПАВ также имеет в важное значение в технологии лекарственных форм.

Список использованной литературы.

1.       «Физическая и коллоидная химия», учебник под ред. А.П.Беляева, Москва, «Гэотар-Медиа», 2008 г.

2. «Коллоидная химия ПАВ», учебное пособие, Буканова Е.Ф., Москва, Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова, 2006 г.
3. «Физическая и коллоидная химия» под ред. К.И. Евстратовой, Москва, «Высшая школа», 1990 г.

4.       «Фармацевтическая технология» под ред. И.И.Краснюка и Г.В.Михайловой, Москва, «Academa», 2006 г.

5.       «Промышленная технология лекарств под ред.Чуешова В.И., НФАУ, 2002 г.

6.       «Биологическая химия», Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин, Москва, «Медицина», 1998 г.

7.       «Липосомы в медицине», Г. Кобринский, журнал «Наука и Жизнь» №6 от 1988 г.

8.       Материалы сайта newchemistry.ru.

9.       Материалы сайта seppic.com.

10.   Материалы сайта medicalplanet.su

2