АННОТАЦИЯ
Цель работы: разработать состав геля на основе комплекса гелеобразователей и изучить влияние на структурно-механические, физико-химические и технологические свойства гелевых основ активных веществ - кислоты салициловой и кислоты молочной. В результате проведенных исследований выбрана комбинированная гелевая основа (с ксантаном и карбополом). Разработанный гель был стабильным и имел удовлетворительные структурно-механические, физико-химические и потребительские показатели на протяжении всего срока годности.
Ключевые слова: гель, ксантан, карбопол, реология, механическая стабильность.
Введение. Лекарственные средства мягкой консистенции (мази, гели, пасты, кремы и т.д.) являются сложными системами, содержащими основу и активные компоненты. Правильно подобранная основа обеспечивает необходимую скорость и полноту высвобождения лекарственных субстанций, предоставляет необходимую форму, комфортность при применении и стабильность при хранении препарата. Поэтому одним из важнейших этапов при создании мягких лекарственных средств является выбор основы и изучение структурно-механических, физико-химических и технологических свойства различных составов лекарственных средств и влияния на реологическое поведение основы активных фармацевтических ингредиентов.
Целью нашего исследования явилась разработка состава геля на основе комплекса гелеобразователей и изучение влияния на структурно-механические, физико-химические и технологические свойства гелевых основ активных веществ - кислоты салициловой и кислоты молочной.
Методы и материалы.
В качестве объектов исследования нами были использованы гидроколлоиды ксантан, гидроксиэтилцеллюлоза (ГЕЦ), карбомер марки Ultrez 10 [1, 2, 3], образцы гелевых основ с вышеприведенными гелеобразователями, вспомогательные вещества - ПЕГ-40 гидрогенизированное касторовое масло, пропиленгликость и активные фармацевтические ингредиенты кислота салициловая и кислота молочная.
Реологические (структурно-механические) свойства образцов определяли с помощью ротационного вискозиметра «Rheolab QC» (фирмы «Anton Paar», Австрия) с коаксиальными цилиндрами CC27/S-SN29766. Навеску образца около 17,0 (± 0,5) г помещали в емкость
внешнего неподвижного цилиндра, устанавливали необходимую температуру опыта, время термостатирования - 20 мин. С помощью программного обеспечения, которым оснащен прибор, устанавливались условия опыта: (градиент скорости сдвига внутреннего цилиндра (0,1 до 350 с1), количество точек опыта на кривой течения образца (35) и продолжительность измерения на каждой точке кривой (1 сек).
Для более полного изучения гелевых образцов были рассчитаны показатели их механической стабильности (МС). Известно, что оптимальным значением МС является 1.
Значение МС определяется как отношение величины предела прочности структуры до разрушения (ті) к величине предела прочности после разрушения (Т2) по формуле:
MC= ^l
Коэффициент динамического течения определяли при скоростях сдвига 5,2 и 10,3 с-1, соответствующих скорости движения ладони при распределении мягкой лекарственной формы по поверхности слизистых оболочек и вязкости системы при скоростях сдвига 25,6 и 148,0 с-1, воспроизводящих скорость технологической обработки в процессе ее изготовления. На основании полученных результатов рассчитывают величины коэффициентов динамической течения системы по формулам:
K1 = П5,2 -П10,3 X100 % ; K2 = П25,6 -П148,0 x 100 %
П5,2 П25,6
где Kdi, Kd2 — коэффициенты динамического течения;
П — эффективная вязкость при определенных скоростях сдвига.
Результаты и их обсуждение
Гели, применяемые для лечения мозолей, должны способствовать увлажнению и смягчению кожи, иметь достаточную вязкость с эффектом липкости для лучшего и более длительного контакта с поврежденной поверхностью. Учитывая тот факт, что в состав препарата входят два вещества с кислым значением рН (кислоты салициловая и молочная), нами выбраны в качестве гелеобразователей были выбраны полимеры - ксантановая камедь и гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), которые имеют высокие значения структурной вязкости в широком интервале значений рН, а также широко применяются при разработке лекарственных средств при кислых значениях рН (от 2,5 и выше). Для сравнения был использован современный гелеобразователь карбомер марки Ultrez 10. Состав гелей приведен в табл. 1.
Таблица 1- Состав гелевых композиций
|
Название компонентов |
Концентрация компонентов |
|||||
|
Состав 1 |
Состав 2 |
Состав Состав |
Состав 5 |
Состав 6 |
||
|
3 |
4 |
|||||
|
Кислота салициловая |
8,0 |
|||||
|
Кислота молочная |
10,0 |
|||||
|
Пропиленгликоль |
30,0 |
|||||
|
Карбомер Ultrez 10* |
1,0 |
- |
- |
0,5 |
0,5 |
- |
|
Ксантановая камедь |
- |
1,5 |
- |
1,0 |
- |
0,5 |
|
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) |
- |
- |
2,0 |
- |
1,0 |
1,0 |
|
ПЕГ-40гидрогенизованное |
4,0 |
|||||
|
касторовое масло |
||||||
|
Консервант(кислота сорбиновая) |
0,05 |
|||||
|
Вода очищенная |
до 100,0 |
|||||
|
Примечание. * - данный |
гелеобразователь |
нейтрализовали 10 |
% раствором натрия |
|||
гидроксида до рН 6,0-6,5.
В результате исследования физико-химических свойств используемых субстанций и вспомогательных веществ, приготовление гелей проводили по следующей схеме.
Основу с карбополом и ГЭЦ готовили традиционным способом.
Ксантан - гелеобразователь природного происхождения и процесс его набухания в воде происходит не менее З часов. Салициловую, молочную и сорбиновую кислоты растворяли в пропиленгликоле при температуре 70-75 °С при постоянном перемешивании. К полученному раствору кислот небольшими порциями при перемешивании прибавляли ксантановую камедь при той же температуре. В отдельной емкости в воду очищенную помещали порошок карбопола на 10 мин, добавляли натрия гидроксид 10 % раствор до требуемого значения рН, перемешивали при малых скоростях до получения прозрачной гелевой массы. Снижали температуру массы до 20-25 °С. К полученной массе порциями загружали ПЕГ-40 гидрогенизованное касторовое масло при постоянном перемешивании. Получали однородную густую массу белого цвета.
С целью выбора гелеобразователя полученные образцы изучали по структурно- механическим показателям. Результаты исследований приведены в табл. 2.
|
Таблица 2 - Структурно-механические свойства гелевых образцов (температура 20 °С) |
||||
|
Номер состава |
Структурно-механические свойства |
|||
|
Вязкость*, мПа с |
МС |
Kd1 |
Kd2 |
|
|
№ 1 |
120 |
1,19 |
33,89 |
73,15 |
|
№ 2 |
1300 |
1,11 |
46,35 |
78,56 |
|
№ 3 |
840 |
1,56 |
65,4 |
69,5 |
|
№ 4 |
3600 |
1.02 |
46,71 |
78,66 |
|
№ 5 |
1200 |
1,12 |
46,19 |
83,09 |
|
№ 6 |
2400 |
1,18 |
45,33 |
78,66 |
|
Примечание. * - вязкость исследовали при скорости сдвига 25,6 с-1. |
||||
Как видно по результатам, приведенным в табл. 2, образец геля на основе карбопола Ultrez 10 (состав № 1) имеет незначительные показатели вязкости, что связано и изменением рН из кислой в сторону слабо щелочной после нейтрализации готового геля. Гель на основе ксантановой камеди (состав № 2) показал высокие значения структурной вязкости в кислой среде, что свидетельствует о перспективности использования данного полимера в качестве главного гелеобразователя в составах комбинированных гелей. Гели на основе ГЭЦ (состав № 3) показал промежуточные значения структурной вязкости, что дает возможность рекомендовать данный гелеобразователь для создания лекарственных средств с неплотной гелевой структурой.
Для полного изучения полученных гелей были рассчитаны показатели МС, характеризующие степень разрушения структуры в процессе невозвратимой деформации. Значения МС (табл. 2) были близкими, за исключением геля на основе ГЭЦ. Оптимальное значение МС показал гель состава № 4, где гелеобразователями были ксантановая камедь и карбопол в соотношении 1,0 к 0,5. Это указывает на то, что в их структуре представлены только коагуляционные связи, обеспечивающие полную обращаемость деформаций после снятия напряжения и сохранность их реологических свойств в процессе хранения.
Рассчитанные значения коэффициентов динамического течения гелей количественно подтверждают удовлетворительную степень распределения системы во время нанесения на кожу или во время технологических операций изготовления.
Выводы
1. В результате проведенных исследований выбрана комбинированная гелевая основа (ксантановая камедь и карбопол). Гель был стабильным и имел удовлетворительные структурномеханические показатели.
2. Установлено, что образцы геля на основе ксантановой камеди и карбопола являются структурированными системами с определенными тиксотропными свойствами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Haiping Lia, Renfu Chenb, Xiaomei Lua, Wanguo Houa. Rheological properties of aqueous solution containing xanthan gum and cationic cellulose JR400 // Carbohydrate Polymers. - 2012. - V. 90. - № 3. - P. 1330-1336.
- Ruoshi Li, Donald L. Feke. Rheological and kinetic study of the ultrasonic degradation of xanthan gum in aqueous solution: Effects of pyruvate group // Carbohydrate Polymers. - 2015. - V. 124. - P. 216-221.
-
- Sougata Janaa, Sreejan Mannaa, Amit Kumar Nayakb, Kalyan Kumar Sena, Sanat Kumar Basua. Carbopol gel containing chitosan-egg albumin nanoparticles for transdermal aceclofenac delivery // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 20ё4. - V. 114. - P. 36-44.
-