Лікарський засіб у формі гелю для профілактики стоматологічних захворювань

Реферат: Винахід належить до фармацевтичної промисловості та медицини, зокрема до стоматологічних засобів, і може використовуватися для профілактики карієсу. Гель містить цетилпіридинію гексафторосилікат, ефірну олію м'яти, гідроксіетилцелюлозу, ПЕГ40 гідрогенізованої рицинової олії, сорбітол, натрію бензоат та воду очищену. UA 112620 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до фармацевтичної промисловості та медицини, зокрема до стоматологічних засобів, і може використовуватися для профілактики карієсу. Місцева профілактика карієсу, що полягає в ремінералізації поверхні зуба, передбачає використання засобів, що містять кальцій та фосфор (розчини кальцію глюконату (2,5-10 %), кальцію та магнію сульфату, які використовують шляхом електрофорезу або аплікацій. Також до даної групи препаратів належать "Белагель Са/Р" (РФ), випускається у формі гелю, до складу якого входять іони кальцію, калію, натрію, магнію, хлору, фосфору, та "Ремодент" (Україна), який отримують з кісткової тканини тварин, із вмістом іонів: калію, кальцію, нагрію, магнію, марганцю, заліза, міді, цинку (застосовується у вигляді аплікацій). Tooth Mousse GC Тус мусс (Японія), у формі крему, що містить казеїн фосфорний пептид та аморфний кальцію фосфат. Переважна більшість засобів для профілактики карієсу містить фтор. Дані препарати випускаються у формі гелю, крему та лаку. Їх номенклатура представлена гелями "Белагель F", Фліорекс (Польща), Флуорідін Гель (Німеччина) та лаками - Белак (РФ), Фторлак (Україна), FlorOral (Німеччина), Ftoroplen (Україна) та інш. Гелі від карієсу - це засоби, що цілком підходять для самостійної профілактики. їх наносять на зуби після чищення звичайною зубною пастою. Необхідність ефективної профілактики карієсу та перевалювання препаратів закордонного виробництва зумовлює потребу створення ефективних і доступних засобів для профілактики карієсу. Існує препарат "Аромадент плюс" у вигляді гелю для лікування та профілактики запальних захворювань пародонта що містить спирт етиловий, ефірну олію чайною дерева, причому додатково вводять ефірну олію евкаліпту, діючу речовину синтетичного походження хондроїтин сульфат натрієву сіль (хондроїтину сульфат), гідроксіетилцелюлозу, сорбітол, натрію бензоат, ніпагін та воду очищену (пат. UA № 62758, А61K 6/00, від 12.09.2011). Відома лікувально-профілактична зубна паста, яка містить олійний розчин екстракту подорожника і олійний розчин екстракту хвої, а також мексидол та цитрат кальцію (RU 23104.16 С2, МПК А61K 8/97 (2006.01), 2006). Ця паста застосовується для профілактики та лікування карієсу, гінгівіту, пародонтиту, стоматиту, і спрямована на запобігання утворенню зубного каменю або сприяє зниженню маси вже сформованого зубною каменя. Відомий лікарський засіб для лікування гострого глибокого карієсу зубів містить у своєму складі гідроксилапатит кальцію, додатково містить розчин тримекаїну, тальк та гель відисику (пат. UA № 19898, А61K 6/00, від 15.01.2007, бюл. № 1). Але розчин тримекаїну швидко дезактивується, що негативним чином виливає на клітини нервово-судинного пучка, які беруть участь в ущільненні дентину, наслідком чого є сповільнення ущільнення немінералізованого дентину. Відомий засіб для профілактики стоматологічних захворювань, що містить прийнятні для орального використання активні й інертні компоненти. Активні компоненти: концентрат ліпідів з морських бурих водоростей, сіль з морських бурих водоростей, сухий екстракт коренів солодки, одну чи більше ефірних олій, протикарієсну мінеральну добавку (пат. UA № 75461, А61K 36/03, від 10.12.2012). Існує гель для ремінералізації тканин зубів, що містить як активні компоненти ксилітолу, кальцію гліцерофосфату, джерела іонів магнію та гуарової смоли, гліцерин, сорбітол. гідроксіетилцелюлозу, неіоногенну поверхнево-активну речовину, віддушку, консервант, воду питну (пат. НА № 93470, A61K 8/19, від 10.02.2011). Але відомий засіб не забезпечує необхідний рівень мінералізації твердих тканин зубів та один із компонентів лікарської композиції, а саме ксилітолу, бо це харчова добавка замінник цукру, та він протипоказаний тим пацієнтам, хто страждає на діабет. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення лікарського засобу у формі гелю для профілактики стоматологічних захворювань, що полягає в практичній реалізації високоефективної речовини на основі синтезованого "онієвого" гексафторосилікату, який проявляє карієспрофілактичну та ремінералізуючу дію, істотно перевищує аналогічну дію фториду натрію, завдяки чому препарат може бути рекомендований для лікування і профілактики карієсу. Поставлена задача вирішується тим, що лікарський засіб у формі гелю для профілактики стоматологічних захворювань, включає діючу речовину і як допоміжні речовини неіоногенну поверхнево-активну речовину як солюбілізатор, гелеутворюючий компонент, зволожуючий компонент, консервант та очищену воду, згідно з винаходом, як діючу речовину він містить онієвий гексафторосилікат і додатково містить ефірну олію, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 1 UA 112620 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 онієвий гексафторосилікат 0,15-0,6 гідроксіетилцелюлозу 1,5-2,0 неіоногенну поверхнево0,1-1,0 активну речовину ефірну олію 0,1-1,0 зволожуючий компонент 5,0-10,0 консервант 0,3-0,6 вода очищена решта. Згідно з винаходом ефірні олії вибрані з групи: лаванда, м'ята, гвоздика, як неіоногенна поверхнево-активна речовина використана одна з речовин, вибраних з групи: полісорбат-80, ПЕГ-40 гідрогенізованої рицинової олії, алкілполіглюкозид, як консервант використана одна з речовин, вибраних з групи: метилпарабен, пропілпарабен або їхні натрієві солі, а також феноксіетанол, бензойна кислота, натрію бензоат, калію сорбат. Згідно з винаходом як гелеутворюючий компонент обрано одну або декілька речовин, вибраних з групи, що включає гідроксиетилцелюлозу, камедь ксантану, карбоксиметилцелюлозу, альгінат калію, альгінат натрію, кремнію діоксин загущуючий. Згідно з винаходом як зволожуючий компонент містить одну або декілька речовин, вибраних з групи, що включає сорбітом, гліцерин, пропіленгліколь. Технічний результат винаходу полягає в практичній реалізації ефективної ремінералізуючої суміші, в якій використовуються доступні компоненти, а саме завдяки використанню в складі гелю цетилпіридинію гексафторосилікату, засіб може використовуватися пацієнтом самостійно, без чиєїсь допомоги, для профілактики карієсу. Технологічний процес виготовлення розробленого гелю включає наступні стадії та операції: розчинення ефірної олії у солюбілізаторі; отримання гелевої основи; отримання гелю та його гомогенізація; пакування і маркування готової продукції. На терезах відважують цетилпіридинію гексафторосилікат, гідроксіетилцелюлозу, ПЕГ-40 гідрогенізовану рицинову олію, ефірну олію м'яти; сорбіт, натрію бензоат. Відважену сировину переносять в окремі збірники. У мірнику відмірюють воду очищену. Відважену сировину (натрію бензоат, сорбіт) завантажують в реактор з паровою сорочкою, додають з мірника воду очищену. Суміш нагрівають, безперервно перемішуючи, до температури 90-100 °C. Нагрівання і перемішування проводять до повного розчинення компонентів. Додають попередньо відважену гідроксіетилцелюлозу. Ретельно гомогенізують до утворення гелю протягом 20-40 хв. Охолоджують при перемішуванні. Одночасно готують суміш ПЕГ-40 гідрогенізованої рицинової олії та ефірної олії м'яти в герметично закритому реакторі. Попередньо відважені ПЕГ-40 гідрогенізовану рицинову олію та ефірну олію м'яти завантажують в реактор при непереривному перемішуванні підігрівають до температури 40 °C. Солюбілізовану ефірну олію завантажують в попередньо приготовлений гель, перемішують протягом 20-45 хв. до однорідності. Одночасно готують водний розчин цетилпіридинію гексафторосилікату. У реактор відмірюють частину води очищеної і додають відважений цетилпіридинію гексафторосилікат, перемішують при включеному вакуумі протягом 15-20 хв. до повного розчинення речовини. Приготовлений розчин завантажують в реактор з попередньо приготовленим гелем, перемішують до однорідності протягом 30 хв. з одночасним вакуумуванням для уникнення процесу аерації гелю. Крем фасують в туби і передають туби на упакування в пачки і упакування в групову тару. Для надання розробленому гелю охолоджуючої, дезодоруючої та ароматизуючої дії до його складу вводили ефірну олію м'яти в концентрації 0,5 %, яку попередньо необхідно було солюбілізувати. Як солюбілізатор використовували ПЕГ-40 гідрогенізованої рицинової олії (ПЕГ40 ГРО). Її оптимальну концентрацію вибирали за допомогою мікроскопічного аналізу експериментальних зразків, що містили 0,25; 0,5 та 0,75 % солюбілізатора. Приклад 1. Дослідження вибору гелеутворювача За результатами досліджені, як гелеутворювач вибрано гідроксіетилцелюлозу (ГЕЦ) в концентрації 1,5-2,0 %. Так як цетилпіридинію гексафторосилікату (ЦПГФС) впливає на показники в'язкості отриманих гелів, а саме - знижує структурну в'язкість (з 4480 до 3350 мПа·с для 1,5 % та з 6180 до 5000 мПа·с для 2 %) необхідно було провести дослідження гелів в даному діапазоні концентрацій. Для цього був додатково виготовлений зразок з 1,75 % ГЕЦ (реограми гелів ГЕЦ з 1,5; 1,75 та 2,0 % гелеутворювача наведені на рис. 1). При введенні ЦПГФС показники структурної в'язкості 1,75 % гелю знижується з 5100 до 4800 мПа·с (при 20 С -1 та 20 об/хв, що відповідає швидкості зсуву Dr 18,6 с ). Результати реологічних досліджень показали можливість використання ГЕЦ в складі карієспрофілактичного гелю в концентрації від 1,5 до 2,0 %. 2 UA 112620 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Приклад 2. Визначенням осмотичної активності розчинника В складі стоматологічних гелів використовуються гідрофільні неводні розчинники, які підвищують розчинність лікарських речовин, сприяють їх більш повному та швидкому вивільненню, попереджують висихання гелів. З огляду на вищезазначене та з метою попередження висихання гелю та покращення органолептичних властивостей, до зразка з 1,75 % ГЕЦ вводили гідрофільні неводні розчинники (ГНР) гліцерин і пропіленгліколь по 5 % та сорбітол (70 % розчин сорбіту) 5 та 10 %. Визначенням осмотичної активності встановлено, що всі зразки мали незначну абсорбуючу здатність, яка підвищувалася при введенні ГНР у ряду сорбітол гліцерин пропіленгліколь та становила близько 20-22, 25 та 33 % відповідно у порівнянні з 16 % гелевої основи (рис. 2). Враховуючи область застосування, низьку осмотичну активність, яку повинен проявляти розроблений засіб та його смакові характеристики, як ГНР вибрано сорбітол в концентрації 10 %. Приклад 3. Дослідження вмісту солюбілізатора З метою надання розробленому гелю охолоджуючої, дезодоруючої та ароматизуючої дії вводили ефірну олію м'яти в концентрації 0,5 %, яку необхідно було солюбілізувати. Як солюбілізатор використовували ПЕГ-40 гідрогенізованої рицинової олії та полісорбат-80. Оптимальну концентрацію вибирали за допомогою мікроскопічною аналізу експериментальних зразків, що містили вибрані солюбілізатори в різних концентраціях. Результати мікроскопічного аналізу (рис. 3) показали, що використання 0,5 та 1,0 %, полісорбат-80 та 0,25 % ПЕГ-40 ГРО (рис. 3) не забезпечує повного розчинення ефірної олії. При підвищенні вмісту ПЕГ-40 ГРО утворюються однорідні прозорі гелі, що вказує на доцільність його введення в концентрації 0,5 %, так як більш високий вміст солюбілізатора є економічно необґрунтованим. При визначенні величини рН дослідних зразків встановлено, що вона знаходиться в межах 4,3-4,5, що є недопустимим для стоматологічних гелів, які повинні мати значення рН, близьке до нейтрального. Значення рН регулювали введенням фосфатного буферу і рН 7,5. Відомо, що як лікарські, так і ряд допоміжних речовин можуть значно впливати на стабільність гелів, в тому числі на їх структурно-механічні властивості. Нами було вивчено зміну реологічних параметрів при введенні до складу гелевої основи вибраних інгредієнтів. З рис. 5 видно, що введення ЦПГФС та солюбілізованої ефірної олії м'яти знижує в'язкість гелю, а пропіленгліколю, навпаки, підвищує, при збереженні типу плину та незначних тиксотропних властивостей. Приклад 4. Дослідження антимікробної ефективності консервантів Для вивчення ефективності консервантів було приготовлено 6 зразків, з них 1 не містив консерванту, до складу зразків 2-6 в рекомендованій виробником концентрації вводили: зразок № 2 гермабен 0,8 %, № 3 ніпагін 0,3 %; № 4 - еуксил К 100 0,5 %. № 5 еуксил РЕ 9010 1,0 %; № 6 натрію бензоат 0,3 %. При дослідженнях використовували методику оцінки ефективності антимікробних консервантів (ДФУ 1.4. п. 5.1.3). Метод базується на введенні в дослідні зразки певної кількості тест-мікроорганізмів та визначенні їх життєздатності через певні проміжки часу (для засобів місцевого застосування 2 доби, 7, 14 та 28 діб). Через вказані проміжки часу із заражених зразків відбирали проби та визначали в них кількість мікроорганізмів. Як тестмікроорганізми згідно з вимогами ДФУ нами були використані Staphylococcus aureus ATCC 6538, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027. Candida albicans ATCC 885-653, Aspergillus brasiliensis ATCC 16404. Критерієм оцінки ефективності антимікробних консервантів було визначення величини логарифму (lg) зменшення кількості життєздатних клітин мікроорганізмів за відповідний період зберігання після контамінації зразків. Результати наведені у таблиці 1 показують, що після 2-х діб зберігання інокульованих зразків логарифм зменшення числа життєздатних бактерій у зразку № 1, який не містив консерванту був більше 2,0 і склав для Staphylococcus aureus 2,27 і 2,35 - для Pseudomonas aeruginosa. На 7-у добу ці показники становили 3,74 і 4,16 відповідно. На 14-у добу мікроорганізми Staphylococcus aureus та Pseudomonas aeruginosa не виявлені. Для клітин грибів Candida albicans на 14-у добу логарифм зменшення числа життєздатних клітин склав 3,5. Для Aspergillus brasiliensis на 14-у добу логарифм зменшення числа життєздатних клітин склав 1,80, а на 28 добу 1,95, що не відповідає вимогам ДФУ. Таким чипом, дослідження зразку без консерванту показали, що він не відповідає вимогам ДФУ за показником "антимікробна ефективність консервантів" до лікарських препаратів для зовнішнього застосування та відповідно необхідне введення консерванту. В результаті проведених досліджень по вивченню ефективності антимікробних консервантів у зразках гелів були отримані наступні дані (табл. 1): зразки № 2 (гель і гермабен 0,8 %.), № 3 (гель+ніпагін 0,3 %), № 4 (гель+(еуксил К 100 0,5 %), № 5 (гель+РЕ 9010 1,0 %), № 6 3 UA 112620 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (гель+натрію бензоату 0,3 %) відповідають критерію "А" за вимогами ДФУ для лікарських препаратів для зовнішнього використання. Таким чином встановлено, що зразки № 2-6 є перспективними для подальших робіт зі створення карієспрофілактичного гелю, однак за сукупністю вимог, що висуваються до консервантів та специфіки складу і дії гелю найбільш раціональним є використання натрію бензоату 0,3 %. Окрім необхідної антимікробної активності вибір обумовлено тим, що еуксил К 100, який містить бензиловий спирт, метилхлорізотіазолінон та метилізотіазолінон є ефективним та дозволеним до використання в складі засобів лікувальної косметики консервантом, однак відповідно до нових даних він не є рекомендованим у засобах, призначених для слизових оболонок, в тому числі зубної пасти, і відповідно для стоматологічного гелю. Еуксил ΡΕ 9010, що містить феноксіетанол та етилгексилгліцерин є жиророзчинним консервантом, і відповідно його введення вимагає більшого вмісту солюбілізатора, що є економічно недоцільним. Ніпагін та гермабен, який містить парабени, потребує додаткового якісного та кількісного визначення в складі розробленого засобу. Приклад 5. Термогравіметричні дослідження Для підвищення швидкості набухання та утворення гелю до ГЕЦ додавали воду очищену, нагріту до температури 90-95 °C. Для визначення температурного режиму введення ЦПГФС було проведено термогравіметричні дослідження, які показали, що температура гелевої основи не повинна перевищувати 45 °C (рис. 6а). Експериментально обґрунтовано використання як гелеутворювача 1,75 % гідроксіетилцелюлози, яка забезпечує стабільність та необхідні структурно-механічні властивості гелю. Мікроскопічними дослідженнями вибрано солюбілізатор - 0,5 % ПЕГ-40 гідрогенізованої рицинової олії, який сприяє розчиненню ефірної олії м'яти (яку введено в концентрації 0,5 %). Для помірних осмотичних властивостей, попередження висихання до складу гелю та покращення органолептичних властивостей введено 10 % сорбітолу (7,5 % сорбіту). Мікробіологічними дослідженнями показана необхідність застосування як консерванту натрію бензоату в концентрації 0,3 %. Термогравіметричними дослідженнями обґрунтовано температурний режим введення цетилпіридинію гексафторосилікату до складу гелевої основи. Розроблено технологію гелю. Приклад 6. Визначення карієспрофілактичної ефективності різних доз цетилпіридинію гексафторсилікату у щурів з експериментальним карієсом зубів. Експерименти були проведені на 24 білих щурах лінії Вістар (самці, вихідний вага 60±5 г), які отримували карієсогенний раціон (КГР) Стефана, що містить 50 % цукру. Щури були розподілені в 4 групи по 6 голів кожна. Перша група одержувала щоденні аплікації "порожнього" гелю, в дозі 0,3 мл на щура. Щури 2-й, 3-й і 4-ї груп отримували аплікації по 0,3 мл гелів, що містять 1,5 мг/мл, 3,0 мг/мл і 6,0 мг/мл лабораторного препарату цетилпіридинію гексафторосилікату відповідно. Це давало наступні дозування гексафторосилікату: 7,5, 15 і 30 мг/кг живої маси (у перерахунку на фтор 1,14, 2,27 і 4,55 мг/кг). Гель з цетилпіридинію гексафторосилікату був приготований відповідно до ТУ У 20.4-13903778032: 2 012 НПА "Одеська біотехнологія". Тривалість експерименту склала 35 днів. Евтаназію тварин здійснювали під тіопенталовим наркозом (20 мг/кг) шляхом тотального кровопускання з серця. У цільної крові визначали вміст гемоглобіну, лейкоцитів і лейкоцитарну формулу, в сироватці крові визначали активність ферментів: аланінтрансамінази (АЛТ), лужної фосфатази (ЛФ) і лізоциму. З різців витягували пульпу, в гомогенаті якої визначали активність лужної і кислої фосфатаз (ЛФ і КФ) і по їх співвідношенню розраховували мінералізуючий індекс (МІ) пульпи. Вичленили нижню щелепу і підраховували число каріозних уражень і їх глибину. Результати досліджень піддавали стандартній статобробці, розраховували середнє арифметичне (М), помилку середньоарифметичного (±м). Порівняння показників у групах виробляли по т-критеріях Стьюдента. За достовірні відмінності брали дані з p0,3 р>0,1 22,6±3,1 19,0±2,8 19,8±3,0 р>0,3 р>0,5 74,8±6,1 77,4±3,6 76,6±4,8 р>0,5 р>0,6 1,4±0,2 1,0±0,2 1,6±0,2 р>0,3 р>0,05 0,8±0,3 2,8±0,6 2,01±1,0 р>0,05 р>0,3 6 Гр. 4 30,0 29,8±2,4 р>0,3 22,6±1,1 р>0,05 73,0±0,9 р>0,05 1,6±0,4 р=1,0 2,4±0,7 р>0,3 UA 112620 C2 Таблица 3 Вплив різних доз цетилпіридинію гексафторсилікату на біохімічні показники крові щурів, які отримували карієсогенний раціон (М±m, n=6) Гр. 1 Показники Гемоглобін крові, г/л АЛТ сироватки крові, мккат/л ЩФ сироватки крові, од/л Лізоцим, од/л Гр. 2 Гр. 3 Гр. 4 Цетилпіридинію гекcафторсилікат, мг/кг Контроль 7,5 15,0 30,0 175,6±7,5 170,2±12,5 170,2±5,7 176,04±1,9 р>0,5 р>0,3 р>0,3 0,42±0,11 0,38±0,02 0,39±0,02 0,49±0,10 р>0,3 р>0,05 р>0,05 7,72±0,60 6,08±0,58 5,11±0,02 5,60±0,41 р0,3 р>0,1 112±5 120±4 108±6 111±4 р>0,8 р>0,05 р>0,3 Таблица 4 Вплив різних доз цетилпіридинію гексафторсилікату на активність фосфатаз пульни зубів щурів, які отримували карієсогенний раціон (М±m, n=6) Доза препарату Контроль 7,5 мг/кг (F=1,14 мг/кг) 15 мг/кг (F=2,27 мг/кг) 30 мг/кг (F=4,54 мг/кг) 5 10 15 20 лужна фосфатаза, мк-кат/кг 1910±130 2650±170 р