Модельные системы in VItro

ДЛЯ ОЦЕНКИ ВСАСЫВАНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

В настоящее время в связи с развитием биофармацевтической концепции ряд зарубежных фирм разрабатывает более сложные устройства по наблюдению за растворением и абсорбцией лекарственных веществ с автоматической регистрацией показателей. Получаемые данные позволяют прямо вычислить процесс абсорбции конкретного лекарственного вещества из лекарственного препарата.

В приборах такого рода большое внимание уделяется имитации условий всасывания препарата, которые имеют место в организме. Поскольку определяется не только скорость и степень растворения, но и переход растворенного вещества в липофильную среду, что соответствует прохождению лекарственного вещества из водной среды пищеварительного тракта через липидный барьер (кишечную мембрану) в водную среду плазмы крови (т.е. используется распределительный и диализный методы).

В данных приборах осуществляется автоматический забор проб с последующим определением содержания лекарственных веществ физико-химическим методом, чаще всего спектрофотометрией. Абсорбционные модели делятся на две группы (рис. 23):

Рис. 23. Многофазные модели (а – мембранные модели, б – модели распределения; 1 – мембрана, 2 – донорный компонент, 3 – акцепторный компонент, 4 – липофильная фаза)

[Ю.А.Кошелев, 1996].

1. Двух- и трехкамерные модели без твердой мембраны (модели распределения (рис. 24).

2. Устройства и методы, использующие одну из мембран.

Рис. 24. Схематическое изображение вещественного транспорта в двух- и трехфазной моделях (ЛМ – липофильная фаза, ДК – донорный компонент, АК – акцепторный компонент) [А.И. Тенцова, 1974 г.].

Модели распределения

Основным назначением моделей распределения является исследование перехода активного вещества через жидкий барьер между донорной и акцепторной частями, находящимися в контакте, но не смешивающимися между собой. Модели распределения, состоящие из водной и липофильной фаз используются для исследования всасывания лекарственных веществ из твердых пероральных лекарственных форм.

Двухфазная модель Resomat – 1 (фирма Desaga) предназначена для изучения лекарственных препаратов, вещества которых имеют хорошую растворимость в пищеварительном соке и высокий распределительный коэффициент.

Конструкция прибора (рис. 25) для определения растворения и двухфазного распределения (Resomat – 1) основана на сведении, что абсорбция зависит от растворения в пищеварительных соках и от достаточно большого распределительного коэффициента данного вещества между липофильной и водной фазами.

Рис. 25. Прибор для определения распределния и двухфазного распределения Resomat I (А – искусственный желудочный или кишечный сок, Б – липофильная фаза –хлороформ, В – магнитная мешалка) [А.И. Тенцова, 1974 г.]

В приборе Resomat – I высвобождение лекарственного вещества из исследуемой лекарственной формы происходит в водной фазе при постепенно меняющемся значении рН (от 1,2 до 7,8). Высвобождающийся в раствор препарат непрерывно под влиянием давления поступает через специальный фильтрующий материал (туфовый фильтр) и вступает в контакт с хлороформом. Процессу разделения способствует быстро вращающийся пограничный слой. Лекарственное вещество в хлороформной фазе непрерывно или через выбранные интервалы определяется с помощью спектрофотометра. В связи с постоянным переходом препарата из водной фазы в хлороформную, первая фаза (водная) сохраняет основные динамические свойства, характерные для непрерывного процесса всасывания аналогичного препарата из раствора в желудочно-кишечном тракте. Постепенная смена рН позволяет имитировать аналогичные показатели к желудочно-кишечном тракте организма при движении лекарственной формы из желудка (рН 1,5) в двенадцатиперстную кишку (pH 4,0) и далее в тонкий кишечник (рН 7,6).

В настоящее время в качестве липофильной фазы используют также Нⁿ^– октанол или смесь Нⁿ^– октанола и циклогексана.

Прибор Resomat – I функционирует по принципу принудительной конвекции растворяющей среды с постоянным удалением из нее растворенного лекарственного вещества и позволяет исследовать высвобождение лекарственного вещества из лекарственной формы и транспорт в липофильную фазу.

Resotest Kocha (рис. 26) является трехфазной моделью с относительно большой липофильной фазой и второй водной фазой для исследования твердых лекарственных форм.

Рис. 26. Модель распределения Resotest Kocha [А.И. Тенцова, 1974 г.]

Модели распределения не оправдали себя в процессе изучения твердых лекарственных форм, т.к. многие составные части лекарственной формы могут растворяться не только в первой водной фазе, как ожидалось, но и непосредственно в липофильной фазе.

Мембранные модели

Для исследования лекарственных форм в этих моделях используют главным образом искусственные мембраны, получаемые высушиванием разбавленного раствора носителя, содержащего липид или пропиткой соответствующего скелета (ткани, пленки) липидом. В качестве скелета (носителя) используется льняная ткань, натуральный шелк, полиамидные пленки, пленки из этил целлюлозы, ацетил целлюлозы, поливинилхлорида, полиэтилена. Липид для пропитки: жидкий парафин, натуральные и синтетические фосфолипиды, растительные масла, жирные кислоты, эфиры ВЖК, лецитин.

Прибор для определения абсорбции in vitro с использованием липидной мембраны Resomat – II представляет собой первую мембранную модель для исследования пероральных лекарственных форм (рис.27). Конструкция прибора аналогична Resomat –I, но вместо туфового фильтра применяется специальная липидная мембрана площадью 10 см, которая по своей проницаемости максимально приближена к мембранам ЖКТ.

В качестве мембраны наиболее пригодной оказалась полиамидная пленка, пропитанная трибутилфосфатом и лецитином. ДК и АК имеют объем 100 или 200 см². Под действием насоса переменного давления осуществляется перенос вещества в раствор буфера с рН = 7,4, что имитирует плазму крови. В данной модели оценивается одновременно растворение и транспорт лекарственного вещества из лекарственной формы.

Рис. 27. Прибор для определения абсорбции (in vitro) с использованием липидной мембраны Resomat – II (ДК – искусственный желудочный или кишечный сок, Б – липидная мембрана, АК – раствор буфера с рН 7,4 (имитация сыворотки крови) [А.И. Тенцова, 1974 г.]

Абсорбционный стимулятор «Sartorius» (модель Stricker) в еще большей ступени имитирует условия ЖКТ. Это термостатируемая модель всасывания, в которой процессы растворения и транспорта протекают в различных сосудах (рис. 28).

Рис. 28. Модель всасывания по Stricker фирмы «Sartorius»

[Г.С.Киселева, 1992]

Модель всасывания фирмы «Sartorius» состоит из:

• диффузионной камеры с липидной мембраной (1)

• насоса(2)

• камеры, содержащей лекарственный препарат в искусственном желудочном или кишечном соке, который – образует первую фазу – донорный компонент (3)

• камеры, содержащей искусственную плазму – акцепторный компонент).

В первой фазе идет постоянная смена рН, имитируя прохождение лекарственного препарата в ЖКТ. С помощью насоса содержимое обеих камер поступает в диффузионную камеру, где и происходит процесс перехода лекарственного вещества через липидную мембрану и распределение в плазме. Определение концентраций лекарственного вещества осуществляется постоянно в обеих фазах: как уменьшение в водной фазе, так и прирост в искусственной плазме крови.

Таким образом, измеряется кинетика диффузии лекарственного вещества из одной фазы в другую. Объемы ДК и АК можно варьировать. В качестве мембраны в этой модельной системе используют мембранный фильтр из нитроцеллюлозы, пропитанный лауриловым спиртом, ламиновым маслом, каприловой кислотой или смесью этих веществ в различных соотношениях. Проникновение через эти мембраны сравнимо с результатами, полученными в опытах in vivo т.к. проницаемость мембраны сравнима с проницаемостью стенок ЖКТ. Мембрана обладает свойством избирательной проницаемости для гидроксильных и водородных ионов, что позволяет поддерживать постоянный градиент рН между фазами.

Абсорбционный стимулятор фирмы «Sartorius» нашел применение для характеристики транспортного процесса лекарственного вещества, основным показателем которого является скорость транспорта.