Анализ и стандартизация лекарственного препарата, содержащего редкоземельный элемент – иттрий
На правах рукописи
МАМАШИНА ЕРМОНИЯ АРУТЮНОВНА
АНАЛИЗ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА, СОДЕРЖАЩЕГО РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ – ИТТРИЙ
15.00.02 – Фармацевтическая химия, фармакогнозия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата фармацевтических наук
Москва – 2008
Работа выполнена в Институте стандартизации и контроля лекарственных средств Федерального государственного учреждения «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» (ФГУ НЦЭСМП) Росздравнадзора
| Научный руководитель: доктор фармацевтических наук | Боковикова Татьяна Николаевна |
| Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук, профессор | Дорофеев Владимир Львович |
| доктор фармацевтических наук | Дегтерев Евгений Викторович |
| Ведущая организация: Государственное учреждение – Научно-исследовательский институт фармакологии им. В.В. Закусова Российской академии медицинских наук (г. Москва). | |
Защита состоится « » 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 208.040.09 при Московской Медицинской Академии имени И.М. Сеченова по адресу: 119019, г. Москва, Никитский бульвар, д. 13.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ММА имени И.М. Сеченова (117998, г. Москва, Нахимовский проспект, 49).
Автореферат разослан « » …………..2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Д 208.040.09, доктор
фармацевтических наук,
профессор Садчикова Наталья Петровна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования
В диагностике различных заболеваний велико значение рентгеноконтрастных веществ (РКВ). Такие методы исследования как уро-, ангио-, холецистохолангио-, лимфо-, миело-, бронхография, а также колоно-, ирригоскопия позволяют диагностировать болезни практически всех органов и систем организма. Продолжется поиск и разработка новых, более эффективных и менее токсичных РКВ. Специалисты отходят от применения большинства моно- и дийодсодержащих РКВ, используя более безопасные трийодсодержащие препараты (Сергеев П.В. и соавт., 1993), особенно их неионные производные, обладающие меньшей токсичностью. Известен опыт применения липосомных форм РКВ (Розенберг О.А.,1984; Seltzer S. et al., 1988). Описано рентгеновское контрастирование с использованием феррожидкостей. На основе гадолиния созданы РКВ для магнитоядернорезонансной томографии (Беленков Ю.Н. и соавт., 1996), на основе галактозы – для ультразвуковой диагностики (фирма «Шеринг АГ», 1995).
Наиболее широко используемые йодсодержащие РКВ, несмотря на их постоянное совершенствование, не до конца удовлетворяют требованиям специалистов в виду их токсического действия на кровь, почки, печень, и особенно щитовидную железу. Поэтому продолжается поиск средств, содержащих другие элементы периодической системы, также обладающие высокой плотностью и низкой токсичностью для организма (Nadel J. et al., 1968; Амосов И.С. и соавт.,1985).
Быстрое развитие компьютерной томографии, предполагает использование РКВ, имеющих рентгеновское излучение большей мощности, чем средства для обычной рентгенографии – от 50 до 150 кэВ, тогда как йод- и барий содержащие РКВ имеют границу К-поглощения 30-40 кэВ, в то время как тантал, например, 67,4 кэВ (Winchell H., Tz-Hong Lin., 1979).
В 60-х годах прошлого века в литературе были опубликованы сообщения о применении металлического тантала в качестве РКВ. Однако из-за недостаточной видимости его на слизистых, а также способности проникать в альвеолы и длительно там задерживаться он не нашел применения в медицине. Дальнейшими исследованиями было установлено, что соединения его с редкоземельными элементами, в частности с иттрием, обладают лучшими контрастными свойствами и меньшими побочными эффектами.
В Институте химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук создано новое фармакологическое средство «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3 %», состоящее из иттрия ортотанталата, натрий-карбоксиметилцеллюлозы очищенной (NaКМЦ) и воды.
Методики контроля на указанный препарат до наших разработок отсутствовали.
Цель работы
Настоящее исследование посвящено изучению химических, физических и физико-химических свойств иттрия ортотанталата и разработке методик анализа и стандартизации нового лекарственного препарата «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%», с учетом современных требований к фармацевтическому анализу.
Задачи исследования
Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Изучить в фармацевтическом аспекте химические, физические и физико–химические свойства субстанции иттрия ортотанталата, используемой в производстве суспензии для рентгеноскопии.
2. Изучить и выбрать оптимальный способ предварительной обработки, разложения иттрия ортотанталата.
3. Разработать методики качественного и количественного определения иттрия и тантала в иттрия ортотанталате.
4. Изучить физические, химические и физико–химические свойства нового препарата «Суспензии иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3 %», разработать методики анализа и установить нормы качества.
5. Валидировать разработанные методики и апробировать их на сериях препарата, наработанных для клинических испытаний.
7. Разработать проект фармакопейной статьи предприятия на новый лекарственный препарат «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%».
Научная новизна работы
Впервые проведено изучение химических и физико-химических свойств иттрия ортотанталата в фармацевтическом аспекте.
Изучены и выбраны оптимальные условия предварительной обработки – разложения иттрия ортотанталата. Экспериментально подтверждено, что иттрия ортотанталат обладает химической устойчивостью к концентрированным минеральным кислотам и щелочам. Разработана методика его разложения с помощью нагревания с концентрированными фтористоводородной и серной кислотами.
Экспериментально изучены различные способы определения количественного содержания иттрия, тантала, иттрия ортотанталата (гравиметрический, титриметрические и спектрофотометрические) с целью выбора методики количественного определения иттрия ортотанталата в субстанции и суспензии.
В результате проведенных исследований для количественной оценки иттрия ортотанталата в субстанции были разработаны спектрофотометрические методики определения, основанные на образовании окрашенных комплексов: иттрия – с арсеназо III, тантала – с пирогаллолом; для определения иттрия ортотанталата в суспензии – гравиметрический метод (для рутинного анализа), а в качестве альтернативных предложены указанные выше спектрофотометрические методики.
Изучены ИК спектры иттрия и тантала оксидов, иттрия ортотанталата, механической смеси оксидов, модельной смеси суспензии и раствора NaКМЦ в таблетках с калия бромидом. Показано, что метод может быть использован для установления подлинности иттрия ортотанталата в субстанции и лекарственной форме – суспензии.
Получены и исследованы рентгенограммы субстанции иттрия ортотанталата, тантала оксида, иттрия оксида, механической смеси тантала и иттрия оксидов, NaКМЦ, входящей в состав препарата в количестве 1,5% и образцов суспензии иттрия ортотанталата, а также модельной смеси суспензии.
Показано, что метод может быть использован как альтернативный для установления подлинности иттрия ортотанталата в субстанции и лекарственной форме – суспензии.
Практическая значимость работы
На основании проведенных исследований разработаны:
- методики определения подлинности и количественного содержания иттрия ортотанталата по иттрию и танталу в субстанции, которые рекомендованы для включения в соответствующий проект фармакопейной статьи предприятия и могут быть использованы как альтернативные в анализе лекарственной формы;
- методики определения подлинности и количественного содержания иттрия ортотанталата в новом отечественном препарате «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%»;
- методики анализа и допустимые нормы качества по другим показателям лекарственной формы – суспензии.
Подготовлен проект фармакопейной статьи предприятия на лекарственную форму.
Положения, выдвигаемые на защиту
1. Результаты исследований по выбору оптимальных условий предварительной обработки – разрушения субстанции иттрия ортотанталата и суспензии.
2. Результаты исследований по разработке методик установления подлинности и количественного содержания иттрия ортотанталата в субстанции.
3. Результаты исследований по разработке методик анализа, установлению требований к допустимым нормам препарата «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3% ».
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы:
- доложены на научно – практической конференции ФГУ "НЦЭСМП" «Современные методы стандартизации и контроля качества лекарственных средств» (Москва, 2006г.); научной конференции ИСКЛС ФГУ "НЦЭСМП" (Москва, 2006г.);
- представлены на II Всероссийском съезде фармацевтических работников (Сочи, 2005г.); ХII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2006г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Связь исследований с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертация выполнена в соответствии с комплексной темой ИСКЛС ФГУ «НЦЭСМП» «Разработка и пересмотр нормативных документов для контроля качества, стандартизации и выпуска лекарственных средств из группы органических и неорганических соединений».
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста (без приложения), состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальной части, общих выводов, списка литературы. Диссертационная работа содержит 14 таблиц и 17 рисунков. Список литературы включает 124 источника, из них 54 на иностранном языке.
Во введении сформулирована актуальность темы, определены цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе из анализа литературных источников установлено, что в настоящее время создано, используется и разрабатывается множество рентгеноконтрастных средств, но необходимость в получении новых контрастных агентов для рентгеноконтрастных композиций остается достаточной актуальной. Не менее актуальным является их стандартизация и контроль качества на всех этапах производства и дальнейшего использования.
Во второй главе приведены объекты исследования, используемые реактивы и оборудование.
В третьей главе представлены результаты по разработке оптимальной методики количественного определения иттрия в иттрия ортотанталате.
Четвертая глава содержит данные по разработке оптимальной методики количественного определения тантала в иттрия ортотанталате.
Пятая глава посвящена разработке методик анализа и стандартизации лекарственной формы «Суспензии иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3 %».
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
- Объекты и методы исследования
Объектами исследования являлись:
- «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%», производства ООО «Бюро экологических экспертиз», Россия. В работе использовали три сериии (010206, 020206, 030206) препарата, наработанные для клинических испытаний;
- Субстанция иттрия ортотанталата, производства ООО «КРЭЙН», партия 35;
- Тантала оксид, производства ООО «КРЭЙН», партия 214;
- Иттрия оксид, производства ООО «КРЭЙН», партия 158.
В процессе исследования были использованы методы: ИК-спектроскопический, спектрофотомерический в видимой области спектра, рентгеноскопический, титриметрический, гравиметрический, определение антимикробного действия и стерильности лекарственных средств по ГФ ХI изд.
- Исследования по разработке методик определения подлинности субстанции иттрия ортотанталата
2.1. Метод рентгеноскопии
Из источников литературы известно, что определение подлинности иттрия ортотанталата возможно проводить методом рентгеноскопии. Использование рентгеновского порошкового дифракционного анализа дает возможность определить характер вещества.
Рентгенодифракционные данные были получены на автоматизированном порошковом дифрактометре Stoe Stadi P в геометрии / (образец расположен горизонтально, трубка и детекто р перемещаются по кругам гониометра). Режим генератора 40 кВ, 30 мА, Cu K, монохроматор на вторичном пучке, точечный сцинтилляционный детектор, съемка с шагом 0.05о в интервале 2 4–64о, время регистрации в точке 4 с (для суспензий с шагом 0.1о, 8-10 с в точке). По программному комплексу Stoe проводились стандартные процедуры сглаживания, вычитания фона и определения положений рефлексов.
Были получены дифрактограммы субстанции иттрия ортотанталата, тантала оксида, иттрия оксида, механической смеси тантала и иттрия оксидов, NaКМЦ, входящей в состав препарата в количестве 1,5% и образцов суспензии иттрия ортотанталата, а также модельной смеси суспензии. Иттрия ортотанталат имеет характерные рефлексы, приведенные в таблице 1, которые отличаются от рефлексов иттрия оксида, тантала оксида, а также от их механической смеси (рис. 1). При снятии дифрактограмм суспензии иттрия ортотанталата, а также модельной смеси суспензии видны характерные рефлексы иттрия ортотанталата при слабом (в масштабе их интенсивностей) увеличении фона в области 2 = 15 – 30o, вызванным присутствием NaКМЦ. Сухой порошок NaКМЦ является рентгеноаморфным; его дифрактограмма содержит широкое асимметричное гало в области 2 = 10 – 50o с максимумом около 20о, без идентифицируемых рефлексов (рис. 2).
Таблица 1.
Положения рефлексов на дифрактограмме иттрия ортотанталата
| Угол в 2 | 23,5 | 23,9 | 28,2 | 30,6 | 32,9 | 34,1 | 35,4 | 37,1 | 42,2 | 46,8 | 48,0 | 49,0 |
| Относительная интенсивность линий, % | 14 | 10 | 100 | 85 | 20 | 25 | 18 | 12 | 14 | 20 | 25 | 30 |
Рис.1. Дифрактограммы иттрия Рис. 2. Дифрактограммы суспензии
ортотанталата, мех. смеси оксидов, иттрия ортотанталата, модельной иттрия оксида. тантала оксида. смеси суспензии и NaКМЦ.
Таким образом, описанная методика может быть использована для определения подлинности исследуемых веществ, но в качестве альтернативной, поскольку для рутинного фармацевтического анализа указанный метод практически недоступен.
2.2. Метод ИК-спектроскопии
Для установления подлинности иттрия ортотанталата изучена возможность применения метода ИК-спектроскопии. В доступной литературе информации по использованию данного метода для иттрия ортотанталата не обнаружено.
Были сняты ИК спектры субстанции иттрия ортотанталата, тантала и иттрия оксидов, механической смеси тантала и иттрия оксидов, NaКМЦ, входящей в состав препарата в количестве 1,5%, образцов суспензии иттрия ортотанталата, а также модельной смеси суспензии. Образцы суспензии, модельной смеси суспензии и раствора NaКМЦ предварительно высушивали до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 100-105С. ИК спектры пропускания исследуемых веществ в таблетках с калия бромидом (1:300) регистрировали на однолучевом ИК-Фурье спектрометре, в области измерения от 400 до 4000 см-1, базовую линию проводили по воздуху.
Установлено, что для иттрия оксида, тантала оксида и иттрия ортотанталата наиболее информативной является область от 400 до 1000 см-1, в которой имеются характеристические полосы поглощения указанных соединений: иттрия оксида – 561, 464 и 416 см-1, тантала оксида – 894, 832 и 577 см-1, иттрия ортотанталата – 807, 633, 545 и 443 см-1(рис.3).
ИК спектр иттрия ортотанталата отличается от спектров иттрия и тантала оксидов и их механической смеси. Это подтверждает индивидуальность иттрия ортотанталата, который не является механической смесью иттрия и тантала оксидов.
Полученный ИК спектр NaКМЦ, входящей в состав препарата, совпадает с ИК спектром, имеющимся в библиотеке спектров. В спектрах модельной смеси препарата и раствора NaКМЦ в области от 400 до 1000 см-1 имеются характерные полосы NaКМЦ, которые маскируют полосы иттрия ортотанталата и, следовательно, мешают его определению (рис.4). Было предложено освобождаться от NaКМЦ сжиганием навески суспензии иттрия ортотанталата в муфельной печи при 850С в течение 2 часов. Полученные ИК спектры «Суспензии иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3 %» и модельной смеси суспензии в области от 400 до 1000 см-1 совпадали и соответствовали спектру иттрия ортотанталата (рис.5).
Разработанная методика является специфичной и может быть использована для подтверждения подлинности иттрия ортотанталата в лекарственной форме – суспензии, а также для отличия иттрия ортотанталата от простой механической смеси тантала оксида, иттрия оксида, и от других соединений, состоящих из иттрия, тантала и кислорода, но в другом стехиометрическом соотношении.
Рис.3. ИК спектры: 1. Иттрия оксида; 2. Тантала оксида; 3. Иттрия ортотанталата.
Рис.4. ИК спектры: 1. Модельная смесь суспензии иттрия ортотанталата; 2. NaКМЦ.
Рис.5. ИК спектры: 1. Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3 %; 2. Модельная смесь суспензии; 3. Субстанция иттрия ортотанталата.
- Исследования по разработке методики количественного определения иттрия в субстанции иттрия ортотанталата
3.1 Выбор метода предварительной обработки – разложения иттрия ортотанталата.
Анализ данных литературы и наши исследования показали, что для количественного определения иттрия ортотанталата необходимо предварительно его разложить и далее количественно оценивать либо по иону иттрия, либо по иону тантала.
Известно из литературных источников и подтверждено нашими исследованиями, что иттрия ортотанталат химически устойчив к концентрированным кислотам и щелочам и его можно разрушить только путем обработки попеременно концентрированными фтористоводородной и серной кислотами при нагревании, завершая обработку упариванием смеси досуха. Сухой остаток содержит иттрия фторид и тантала фторид. Выбраны оптимальные условия разложения иттрия ортотанталата (навеска, количества минеральных кислот, режим нагревания).
Достижение полноты разрушения по разработанной методике подтверждено экспериментально при анализе стандартного образца иттрия ортотанталата, в качестве которого использован образец квалификации «ОСЧ», имеющий паспорт завода-изготовителя.
3.2. Изучение и выбор оптимальных условий образования комплекса иттрия с арсеназо III.
Из описанных в литературе методов количественного определения иттрия, в основном титриметрических и спектрофотометрических, был выбран метод, основанный на образовании прочного внутрикомплексного окрашенного соединения иттрия с индикатором арсеназо III, который поглощает в видимой области спектра.
На первом этапе получали тантала и иттрия фториды, как описано выше, в п.3.1. Полученный остаток сплавляли с калия пиросульфатом в муфельной печи при 750С в течение двух часов. Данные условия были выбраны при экспериментальном исследовании (подбор температуры и времени сплавления) и являются оптимальными для образования плава. К охлажденному плаву прибавляли при нагревании раствор натрия лимоннокислого для образования растворимой соли иттрия и осаждения соли тантала, доводили до значения рН=2,8 концентрированной серной кислотой. При добавлении к надосадочной жидкости 0,1 % раствора индикатора арсеназо III в среде ацетатного буферного раствора с рН 3,6 в присутствии натрия молибденовокислого получали комплекс зеленовато-синего цвета.
Были сняты спектры поглощения полученного комплекса в области длин волн 400-750 нм на спектрофотометре Agilient 8453, США, в кювете с толщиной слоя 1 см. В качестве раствора сравнения использовали раствор, содержащий все компоненты конечного раствора за исключением препарата, в качестве стандартного вещества – иттрия оксид квалификации «ОСЧ», обработанный аналогично иттрию ортотанталату.
Установлено, что образовавшийся комплекс характеризуется максимумами поглощения при длинах волн 625±2нм и 675±2нм и минимумами при 550±2нм, 595±2нм, 645±2нм. В качестве рабочего был выбран максимум при длине волны 675 нм.
Параллельно методика была апробирована на образцах субстанций иттрия оксида, тантала оксида, иттрия ортотанталата и модельной смеси суспензии иттрия ортотанталата после предварительного их разложения. Спектры полученных растворов представлены на рис. 6 и 7, из которых видно, что спектры комплексов иттрия оксида, модельной смеси суспензии иттрия ортотанталата и субстанции иттрия ортотанталата очень близки, что свидетельствует о воспроизводимости методики. Тантал не взаимодействует с арсеназо III и не мешает определению иттрия (рис.7).
Таким образом, разработанная методика является специфичной и может быть использована также для подтверждения подлинности иттрия в субстанции иттрия ортотанталата, так как тантал не образует окрашенного комплекса с индикатором арсеназо III (раствор малиновый – цвет индикатора) в отличие от иттрия, который в описанных условиях образует комплекс, окрашенный в зеленовато-синий цвет.
Рис.6. Спектры комплексов с арсеназо III: 1. Иттрия оксида; 2. Субстанции иттрия ортотанталата; 3. Модельной смеси суспензии.
Рис.7. Спектры комплексов с арсеназо III: 1. Иттрия оксида; 2. Субстанции иттрия ортотанталата. 3. Спектр смеси растворов арсеназо III и соли тантала.
- Разработка методики количественного определения тантала в иттрия ортотанталате
4.1. Изучение и выбор оптимальных условий образования окрашенного комплекса тантала с пирогаллолом
Анализ литературных источников показал, что существуют различные методы количественного определения тантала: гравиметрический, экстракционно – гравиметрический, спектрофотометрический.
Нами была выбрана и изучена методика, основанная на способности тантала образовывать окрашенный комплекс с пирогаллолом, поглощающий в видимой области спектра.
Выбраны оптимальные условия образования окрашенного комплекса и разработана методика количественного определения тантала в субстанции иттрия ортотанталата.
На первом этапе проводили разложение иттрия ортотанталата концентрированными кислотами и получали плав с пиросульфатом калия, как было указано выше (п.3.1.).
К охлажденному плаву прибавляли раствор аммония оксалата при нагревании (400 0С), при этом иттрий переходит в осадок в виде оксалата, а оксалат тантал остается в растворе. Доводили рН раствора до 1,0. Кислая среда, как показали исследования, является необходимым условием для получения комплекса тантала с пирогаллолом. Затем прибавляли 0,5 % раствор пирогаллола. Получали комплекс желтого цвета с максимумом поглощения при длине волны 400 нм. В качестве раствора сравнения использовали воду, а в качестве стандартного образца – тантала оксид квалификации «ОСЧ», обработанный аналогично иттрию ортотанталату.
На основании проведенных исследований была разработана методика спектрофотометрического количественного определения тантала в ортотанталате иттрия. Параллельно методика была апробирована на образцах субстанций иттрия оксида, тантала оксида, иттрия ортотанталата и модельной смеси суспензии иттрия ортотанталата после предварительной обработки. Спектры полученных растворов представлены на рис. 8 и 9, из которых видно, что спектры комплексов тантала оксида и субстанции иттрия ортотанталата с пирогаллолом очень близки, что свидетельствует о воспроизводимости методики. Иттрий не взаимодействует с пирогаллолом и не мешает определению тантала (рис.9).
Разработанная методика может быть использована также для подтверждения подлинности тантала в иттрия ортотанталате. Иттрий не образует окрашенного раствора с пирогаллолом (раствор остается бесцветным) в отличие от тантала, который образует комплекс, окрашенный в желтый цвет.
Рис.8. Спектры поглощения комплексов с пирогаллолом: 1. Тантала оксида; 2.Субстанции иттрия ортотанталата. 3. Спектр смеси растворов пирогаллола и соли иттрия.
Рис.9. Спектры поглощения комплексов с пирогаллолом: 1. Тантала оксида; 2.Суспензии иттрия ортотанталата. 3. Спектр смеси растворов пирогаллола и соли иттрия.
4.2. Валидация методик
Обе методики были валидированы, т.е. доказано, что конкретная методика позволяет получать результаты, отвечающие заранее установленным критериям приемлемости. Характеристиками валидации аналитической методики количественного определения, как известно, являются специфичность, линейность в данном диапазоне, аналитическая область методики, правильность и воспроизводимость результатов.
Специфичность оценивали путем апробации методики на модельных смесях, состоящих из иттрия или тантала оксидов. Как было указано выше, иттрий не образует окрашенного раствора с пирогаллолом, а тантал не образует окрашенного комплекса с индикатором арсеназо III.
Для подтверждения линейности была изучена зависимость величины навески иттрия ортотанталата (концентрации иттрия и тантала) от оптической плотности. Для этого был построен трехуровневый эксперимент (для обоих ингредиентов) по три опыта на каждом уровне. Предварительно был выбран диапазон измерения, исходя из возможного варьирования навесок исследуемого вещества: 0,0154 ± 0,0038 г (для иттрия оксида) и 0,0300 ± 0,0060 г (для тантала оксида). Результаты проверены на однородность и установлено, что для полученных выборок значения рассчитанного контрольного критерия Qi меньше табличного (Q 9,95 % = 0,51), т.е. все результаты не отягощены грубой ошибкой. Статистическую обработку результатов эксперимента проводили по ГФ XI изд., установлено, что обе методики дают точные результаты на каждом уровне диапазона измерений, а также в целом диапазоне. Данные представлены в таблицах 2, 3.
Таблица 2
Результаты определения степени линейности между оптической плотностью и концентрацями иттрия и тантала оксидов
| Уровень диапазона | Навески иттрия ортотанталата в пересчете на оксиды, г | Содержание в конечном разбавлении в пересчете на оксиды, мг/мл | Оптическая плотность комплексов | Найденное количество оксидов, % | ||||
| иттрия | тантала | иттрия | тантала | иттрия | тантала | иттрия | тантала | |
| Нижний | 0,0119 | 0,0236 | 1,917 | 2,363 | 0,507 | 0,341 | 98,87 | 99,56 |
| 0,0120 | 0,0241 | 1,922 | 2,412 | 0,506 | 0,350 | 99,25 | 99,15 | |
| 0,0122 | 0,0245 | 1,958 | 2,446 | 0,512 | 0,352 | 100,05 | 99,87 | |
| Среднее значение | - | 1,932 | 2,407 | 0,508 | 0,348 | 99,39 | 99,53 | |
| Средний | 0,0152 | 0,0296 | 2,432 | 2,956 | 0,637 | 0,428 | 99,90 | 99,25 |
| 0,0153 | 0,0302 | 2,450 | 3,021 | 0,640 | 0,435 | 100,15 | 100,02 | |
| 0,0154 | 0,0304 | 2,466 | 3,042 | 0,651 | 0,440 | 98,97 | 99,68 | |
| Среднее значение | - | 2,449 | 3,006 | 0,642 | 0,434 | 99,67 | 99,65 | |
| Верхний | 0,0179 | 0,0356 | 2,875 | 3,558 | 0,762 | 0,512 | 98,64 | 100,07 |
| 0,0180 | 0,0359 | 2,883 | 3,589 | 0,753 | 0,520 | 100,16 | 99,24 | |
| 0,0184 | 0,0363 | 2,936 | 3,631 | 0,773 | 0,525 | 99,36 | 99,48 | |
| Среднее значение | - | 2,898 | 3,593 | 0,763 | 0,519 | 99,39 | 99,60 | |
Таблица 3
Метрологические характеристики результатов
количественного определения
| Метрологические характеристики | ||||||||
| Уровень диапазона | Иттрий | |||||||
| х, % | S2 | S | Sх | ± х |  | ±, % | ±, % | |
| Нижний | 99,39 | 0,363 | 0,60 | 0,35 | 2,59 | 1,50 | 2,61 | 1,50 |
| Средний | 99,67 | 0,387 | 0,62 | 0,36 | 2,67 | 1,54 | 2,68 | 1,55 |
| Верхний | 99,39 | 0,578 | 0,76 | 0,44 | 3,27 | 1,89 | 3,29 | 1,90 |
| Весь диапазон | 99,48 | 0,332 | 0,58 | 0,19 | 1,36 | 0,45 | 1,37 | 0,46 |
| Тантал | ||||||||
| Нижний | 99,53 | 0,130 | 0,36 | 0,21 | 1,55 | 0,90 | 1,56 | 0,90 |
| Средний | 99,65 | 0,149 | 0,39 | 0,22 | 1,66 | 0,96 | 1,67 | 0,96 |
| Верхний | 99,60 | 0,182 | 0,43 | 0,25 | 1,84 | 1,06 | 1,84 | 1,06 |
| Весь диапазон | 99,59 | 0,115 | 0,34 | 0,11 | 0,80 | 0,27 | 0,81 | 0,27 |
При построении линии тренда по точкам, соответствующим средним значениям результатов, полученных на трех уровнях диапазона, и продлении её до пересечения осей координат, установлено, что линия тренда проходит через начало координат. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии систематической погрешности в методиках.
Рис.10. Зависимость оптической плотности от содержания иттрия в навеске иттрия ортотанталата.
Рис.11. Зависимость оптической плотности от содержания тантала в навеске иттрия ортотанталата
Характер зависимости между навеской вещества и оптической плотностью в аналитической области измерения методик был изучен с помощью коэффициента регрессии (r) и установлено, что зависимость имеет линейный характер и описывается уравнениями:
у = 42,116х – 0,0009 – для тантала (r=0,999958)
у = 14,422х + 0,0007 – для иттрия (r=0,999998)
В результате проверки значимости коэффициентов уравнений с помощью коэффициента Стьюдента установлено, что свободный член в уравнении незначим tа < t95%,8 (t95%,8 = 2,36) и может быть исключен из него, что также свидетельствует об отсутствии систематической ошибки в методике.
Таким образом, проведенная валидация характеризует разработанные методики как достаточно чувствительные, точные, воспроизводимые и не отягощенные систематической ошибкой.
- Анализ и стандартизация «Суспензии иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%»
5.1. Определение подлинности суспензии
Активным веществом суспензии является иттрия ортотанталат. NaКМЦ введена в препарат в качестве стабилизатора. На основании фактических данных, препарат охарактеризован как суспензия белого цвета без запаха.
Анализ требований отечественных и зарубежных нормативных документов к качеству препаратов, аналогичных объекту исследования, позволил выбрать показатели качества к лекарственной форме – суспензия: описание, подлинность, рН, плотность, размер частиц, количественное определение, стерильность.
Подлинность иттрия ортотанталата может быть подтверждена, как указано выше, качественными реакциями на тантал и иттрий, основанными на образовании окрашенных комплексов иттрия с красителем арсеназо III и тантала с пирогаллолом, а также методами ИК-спектроскопии и рентгеноскопии.
Метод ИК-спектроскопии выбран в качестве основного, а метод рентгеноскопии и качественные реакции рекомендованы в качестве альтернативных.
Для подтверждения подлинности NaКМЦ предложена качественная реакция с -нафтолом приведенная в USP 31.
5.2 Разработка методики количественного определения, валидация методики
С целью выбора метода количественной оценки иттрия ортотанталата в препарате были апробированы методики определения по иттрию и танталу, описанные в разделах 3 и 4.
Однако, эти методики предполагают работу с концентрированными кислотами при нагревании, сплавление с пиросульфатом калия и дальнейшую обработку. Поэтому для определения иттрия ортотанталата в рутинном контроле суспензии была выбрана методика гравиметрического определения иттрия ортотанталата без предварительного разложения. Спектрофотометрические методики предложены как альтернативные.
Определение проводилось на модельной смеси, приготовленной в условиях лаборатории по методике, максимально приближенной к технологической схеме производства.
Исследовалась возможность определения иттрия ортотанталата после предварительного удаления NaКМЦ. С этой целью было изучено два способа удаления NaКМЦ, основанные на:
- растворении NaКМЦ в воде и отделении полученного раствора от иттрия ортотанталата путем центрифугирования и декантации;
- сжигании NaКМЦ путем прокаливания суспензии в муфельной печи при температуре 700 С.
Отмывание NaКМЦ проводилось водой при энергичном встряхивании на приборе для встряхивания с числом колебаний около 200 в мин в течение 10 мин и последующем центрифугировании в течение 10 мин при 5000 об/мин. Полноту отмывания проверяли по методике, приведенной в USP 31, по отсутствию реакции с -нафтолом. Были получены заниженные результаты (от 1,15 до 2,15 %), что можно объяснить потерями активного вещества в результате многократного отмывания навески от NaКМЦ.
Сжигание и прокаливание проводили по методике ГФ Х1 изд. в кварцевом или платиновом тигле при красном калении (700°С) до постоянной массы.
Изучено влияние натрия, входящего в молекулу стабилизатора препарата, на результаты определения с использованием прокаливания (влияние натрия на прокаленную навеску препарата). С этой целью количество NaКМЦ, соответствующее ее содержанию в навеске препарата, прокаливали в условиях, описанных выше. Установлено, что вещество сгорает практически полностью, количество натрия, входящего в состав NaКМЦ, находится в пределах ошибки определения и не влияет на навеску при количественном определении иттрия ортотанталата.
Таким образом, метод прокаливания менее трудоемок, более прост в выполнении, поэтому является предпочтительным для количественного анализа. Разработанная методика определения количественного содержания иттрия ортотанталата является унифицированной, поскольку может служить пробоподготовкой для определения подлинности методом ИК-спектроскопии.
Разработанная методика количественного определения иттрия ортотанталата в «Суспензии иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%» была валидирована. Для этого был построен трехуровневый эксперимент по три опыта на каждом уровне. Предварительно был выбран диапазон измерения, исходя из возможного варьирования навесок исследуемого вещества: 2,0000 г ± 0,4000 г.
Статистическую обработку результатов эксперимента проводили по ГФ XI изд., которая показала, что методика дает точные результаты на каждом уровне диапазона измерений, а также в целом диапазоне. Данные представлены в таблицах 4, 5.
При построении линии тренда по точкам, соответствующим средним значениям результатов, полученных на трех уровнях диапазона, и продлении её до пересечения осей координат, установлено, что линия тренда проходит через начало координат. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии систематической погрешности в методике.
Характер зависимости между навеской ортотанталата иттрия в модельной смеси до и после прокаливания в аналитической области измерения методики был изучен с помощью коэффициента регрессии (r) и установлено, что зависимость имеет линейный характер (r=0,999995) и описывается уравнением: у = 0,9949х + 0,0002.
Таким образом, проведенная валидация характеризует разработанную методику как достаточно чувствительную, точную, воспроизводимую и не отягощенную систематической ошибкой.
Таблица 4
Результаты определения степени линейности между взятой навеской иттрия ортотанталата и его количеством после прокаливания
| Уровень диапазона | Навеска модельной смеси суспензии, г | Содержание иттрия ортотанталата в навеске модельной смеси, г | Найденное количество иттрия ортотанталата в навеске модельной смеси после прокаливания | Найденное количество иттрия ортотанталата в модельной смеси, % | |
| г | % (х) | ||||
| Нижний | 1,5893 | 0,0480 | 0,0477 | 99,48 | 2,98 |
| 1,6004 | 0,0483 | 0,0485 | 100,31 | 3,01 | |
| 1,6128 | 0,0487 | 0,0485 | 99,73 | 2,99 | |
| Среднее значение | - | 0,0483 | 0,0482 | 99,84 | 2,99 |
| Средний | 1,9672 | 0,0594 | 0,0594 | 100,12 | 3,00 |
| 2,0240 | 0,0611 | 0,0606 | 99,25 | 2,98 | |
| 2,1351 | 0,0644 | 0,0642 | 99,68 | 2,99 | |
| Среднее значение | - | 0,0616 | 0,0614 | 99,68 | 2,99 |
| Верхний | 2,3895 | 0,0721 | 0,0720 | 99,76 | 2,99 |
| 2,4015 | 0,0725 | 0,0724 | 99,92 | 3,00 | |
| 2,4126 | 0,0728 | 0,0725 | 99,54 | 2,99 | |
| Среднее значение | - | 0,0725 | 0,0723 | 99,74 | 2,99 |
Таблица 5
Метрологические характеристики результатов
количественного определения иттрия ортотанталата
| Уровень диапазона | Метрологические характеристики | |||||||
| х, % | S2 | S | Sх | ± х |  | ±, % | ±, % | |
| Нижний | 99,84 | 0,181 | 0.43 | 0,25 | 1.83 | 1,06 | 1,83 | 1,06 |
| Средний | 99,68 | 0,189 | 0,44 | 0,25 | 1,87 | 1,08 | 1,88 | 1.08 |
| Верхний | 99,74 | 0,036 | 0,19 | 0,11 | 0,82 | 0.47 | 0,82 | 0,47 |
| Весь диапазон | 99,75 | 0,102 | 0,32 | 0.11 | 0,85 | 0,25 | 0,75 | 0.25 |
Рис.12. Линейная зависимость между взятой навеской иттрия ортотанталата и его количеством после прокаливания
Методика апробирована на образцах трех серий препарата опытно-промышленного производства ООО «Бюро экологических экспертиз», наработанных для клинических испытаний. Данные представлены в таблице 6, из которой видно, что содержание иттрия ортотанталата в образцах колеблется от 2,72 % до 3,20 %.
Исходя из полученных данных, определены нормы количественного содержания иттрия ортотанталата в суспензии от 2,70 % до 3,30%.
Таблица 6
Результаты определения количественного содержания иттрия ортотанталата в образцах суспензии опытно-промышленного производства
| Серия | Навеска препарата, г | Вес прокаленного остатка, г | Найдено иттрия ортотанталата,% |
| 010205 | 2,0543 | 0,0606 | 2,95 |
| 2,0200 | 0,0622 | 3,08 | |
| 2,0158 | 0,0608 | 3,02 | |
| 020205 | 1,9637 | 0,0534 | 2,72 |
| 2,0240 | 0,0578 | 2,85 | |
| 2,0471 | 0,0698 | 3,12 | |
| 030205 | 2,0260 | 0,0649 | 3,20 |
| 2,0342 | 0,0618 | 3,03 | |
| 1,9908 | 0,0617 | 3,10 |
Разработанные методики включены в проект нормативного документа на «Суспензию иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%».
5.4. Изучение качества суспензии иттрия ортотанталата по показателям «рН», «Плотность», «Размер частиц», «Стерильность»
рН
Показатель рН является важным для объекта исследования, так как суспензия используется парентерально, а также вводится в полости. Для характеристики препарата по данному показателю были измерены значения рН препарата – суспензии иттрия ортотанталата, модельной смеси суспензии иттрия ортотанталата, воды для инъекций, раствора NaКМЦ и установлено влияние последней (в сторону увеличения рН) на готовый препарат. Значения рН представлены в таблице 7.
Плотность
Определение плотности является специфичным показателем для данной лекарственной формы.
Для характеристики препарата по этому показателю была измерена плотность суспензии иттрия ортотанталата, модельной смеси суспензии иттрия ортотанталата, раствора NaКМЦ. Измерения проводили с помощью пикнометра в соответствии с ГФХI. Полученные данные представлены в таблице 7.
Размер частиц
Суспензия иттрия ортотанталата – жидкая лекарственная форма, содержащая в качестве дисперсной фазы измельченное порошкообразное лекарственное вещество иттрия ортотанталат, распределенное в жидкой дисперсионной среде. В соответствии с требованиями ГФ ХI проводилось определение размера частиц твердой фазы модельной смеси препарата и суспензии.
Согласно данным литературы лучшее отображение рельефа слизистой на бронхограммах получено при размере частиц от 30 до 60 мкм, так как клиническими наблюдениями и серией опытов на муляжах, имитирующих бронхи, установлено, что мелкодисперсный препарат (с диаметром частиц менее 30 мкм), прилипая к слизистой оболочке, образует крупные конгломераты, которые неравномерно покрывают поверхность в виде отдельных «глыбок». Конгломераты частиц являются, вероятно, результатом излишнего измельчения дисперсной фазы. Точно также неравномерное покрытие дает и крупнодисперсный (с размером частиц 60 – 90 мкм) препарат, который трудно удерживается на стенках трахеи и бронхов.
Таким образом, наиболее приемлемый размер частиц препарата для контрастирования трахеи и бронхов находится в интервале 30 – 60 мкм, поэтому целесообразно регламентировать размер частиц дисперсной фазы – иттрия ортотанталата: в поле зрения микроскопа должны отсутствовать частицы по размерам менее 30 и более 60 мкм. Данные по определению размера частиц представлены в таблице 7.
Таким образом, на основании полученных данных при исследовании препарата «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%» диапазон измерения рН можно регламентировать в пределах от 7,0 до 8,3, плотности - от 1,020 до 1,035 г/см3, размера частиц не менее 30 и не более 60 мкм.
Таблица 7
Результаты определения рН, плотности, размера частиц
| Объект | Значение рН (п=3) | 20 г/см3 (п=3) | Размер частиц, мкм (п=5) | |
| Вода для инъекций | 6,15 | |||
| 1,5% раствор Na КМЦ | 7,06 | 1,0010 | ||
| Модельная смесь суспензии иттрия ортотанталата | 7,30 | 1,0319 | От 32,6 до 45,0 | |
| Суспензия иттрия ортотанталата* | Серия 010206 | 7,88 | 1,0307 | От 33,4 до 58,5 |
| Серия 020206 | 7,78 | 1,0244 | От 32,8 до 60,5 | |
| Серия 030206 | 7,92 | 1,0240 | От 34,6 до 57,1 | |
Стерильность
Учитывая способ применения суспензии – введение в полые органы – были проведены исследования по разработке методики определения стерильности препарата «Суспензия ортотанталата иттрия для рентгеноскопии 3 %».
Предварительно было исследовано антимикробное действие препарата. Установлено, что препарат в условиях испытания на стерильность не обладал антимикробным действием (таблица 8).
Определение стерильности образцов препарата проводили методом прямого посева с предварительным разведением препарата 1:10 в фосфатном буферном растворе с добавлением 2,5% твина-80. Установлено, что образцы испытанных серий препарата соответствовали требованиям ГФ ХI изд. вып. 2 по показателю «Стерильность». Результаты представлены в таблице 9.
Таблица 8
Результаты определения антимикробного действия
| Разведение препарата | Тест – микроорганизмы по ГФ ХI изд. вып. 2 | |||
| В питательной среде | B.subtilis ATCC 6633 | S.aureus ATCC 6538-P | E.coli ATCC 25922 | C.albicans ATCC 885-653 |
| 1:100 | + | + | + | + |
| 1:200 | + | + | + | + |
| Контроль роста тест – культуры микроорганизма | + | + | + | + |
Обозначение: + - наличие роста тест – микроорганизмов.
Таблица 9
Результаты определения по показателю «Стерильность»
| №№ серий | Тиогликолевая среда | Среда Сабуро |
| 010206 | Стерильно | Стерильно |
| 020206 | Стерильно | Стерильно |
| 030206 | Стерильно | Стерильно |
Таким образом, на основании проведенных исследований был разработан проект нормативного документа на препарат «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%» с включенными в него показателями качества и допустимыми нормами (таблица 10).
Таблица 10
Показатели и требования к качеству препарата «Суспензия иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%», включенные в проект ФСП
| Показатель | Метод | Норма |
| Описание | Визуально | Суспензия белого цвета без запаха |
| Подлинность - иттрий - тантал - NaКМЦ | ИК спектр | ИК спектр препарата снятый в области от 1000 см-1до 400 см-1, должен иметь полное совпадение с прилагаемым спектром по положению и относительной интенсивности полос |
| - иттрий - тантал - NaКМЦ | Качественные реакции (альтернативный метод) | - должно наблюдаться зеленовато-синее окрашивание; - должно наблюдаться желтое окрашивание; - должно наблюдаться малиновое окрашивание |
| - иттрий - тантал | Рентгенофазовый анализ (альтернативный метод) | На рентгенограмме должны присутствовать рефлексы иттрия ортотанталата |
| рН | ГФ ХI изд., потенциом. | От 7,0 до 8,3 |
| Номинальный объем | ГФ ХI изд., в.2, с.140 | Не менее номинального |
| Стерильность | ГФ ХI изд., в.2, с.187 | Должен быть стерильным |
| Плотность | ГФ ХI изд., в.1, с.24 | От 1,020 до 1,035 г/см3 |
| Размер частиц | ГФ ХI изд., в.2, с.146 | Не менее 30 мкм и не более 60 мкм |
| Содержание иттрия ортотанталата | Гравиметрический метод | От 2,7 до 3,3 % |
| Упаковка | Во флаконы из дрота по 10 мл, в бутылках для крови и кровезаменителей по 100, 200, 400 мл | |
| Маркировка | В соответствии с проектом ФСП | |
| Хранение | При температуре не выше 25С, в защищенном от света месте | |
| Срок годности | 2 года | |
ВЫВОДЫ
- Изучены в фармацевтическом аспекте физические, химические и физико-химические свойства субстанции иттрия ортотанталата, используемой в производстве суспензии для рентгеноскопии.
- Получены рентгенограммы и ИК-спектры субстанций иттрия ортотанталата, иттрия оксида, тантала оксида, суспензии для рентгеноскопии и 1,5% раствора NaКМЦ. Показано, что метод ИК-спектроскопии может быть использован для идентификации иттрия ортотанталата в субстанции и лекарственной форме.
- Экспериментально подтверждено, что иттрия ортотанталат химически устойчив к концентрированным минеральным кислотам и щелочам. Предложен оптимальный способ предварительной обработки, разложения иттрия ортотанталата в субстанции.
- Разработаны спектрофотометрические методики количественного определения иттрия ортотанталата в субстанции по иттрию – с арсеназо III и по танталу – с пирогаллолом. Показано, что разработанные методики могут быть использованы также для подтверждения подлинности иттрия ортотанталата.
- Разработаны методики идентификации и количественного определения иттрия ортотанталата в суспензии для рентгеноскопии. Определены показатели качества лекарственной формы.
- Составлен проект фармакопейной статьи предприятия на препарат «Суспензию иттрия ортотанталата для рентгеноскопии 3%».
Список опубликованных работ по теме диссертации
- Герникова Е.П., Манвелова Е.А., Боковикова Т.Н. / Качественное определение танталата в новом препарате «Суспензия ортотанталата иттрия для рентгеноскопии» // II Всероссийский съезд фармацевтических работников: сборник материалов, Сочи, 5-7 июня 2005 г. – М., 2005. – С.66 – 67.
- Васильев В.Г., Герникова Е.П., Манвелова Е.А. и др. / Получение и стандартизация нового препарата – Суспензия ортотанталата иттрия 3 % // Ведомости НЦ ЭСМП. 2006. - № 1. – С.68 – 69.
- Васильев В.Г., Герникова Е.П., Манвелова Е.А. и др. / Новое рентгеноконтрастное средство – Суспензия ортотанталата иттрия 3 % // Материалы заочной международной конференции «Приоритеты фармацевтической науки и практики», Изд-во Российского университета дружбы народов М., 2006г – С. 345 – 347.
- Манвелова Е.А., Герникова Е.П., Боковикова Т.Н. и др./ Разработка методики количественного определения танталата иттрия в новом препарате для рентгеноскопии // ХIII Российский национальный конгресс «Человек и лекарство», М., 3-7 апреля 2006. – С.26.
- Мамашина Е.А., Боковикова Т.Н., Герникова Е.П. / Методы идентификации нового рентгеноконтрастного фармакологического средства // Химико – фармацевтический журнал. – 2008. – № 7. – С.48 – 50.
- Мамашина Е.А., Титова А.В., Герникова Е.П. и др. / Идентификации иттрия ортотанталата в новом препарате «Суспензия иттрия ортотанталата 3% для рентгеноскопии» методом ИК – спектроскопии // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. – 2008. – № 4. – С.27– 29.
