4.3. Прохождение лекарственных веществ через мембраны

В то время как в однокамерных моделях исследу­ется скорость растворения твердого вещества в воде. ил% ^г в буферных растворах, имитирующих соки желудочно-ки­шечного тракта, при измерении прохождения лекарствен­ных веществ в двух- и трехкамерных моделях определяет­ся растворение вместе с переходом растворенного вещества в жировую среду (отношение равновесия и переноса), что соответствует прохождению лекарственного вещества через липоидный кишечный барьер или прохождению лекарствен­ного вещества из водной среды пищеварительного тракта через кишечную мембрану в водную среду плазмы крови.

С физической точки зрения суть данного метода заклю­ чается в определении распределительного коэффициента между водой и жировой средой и определении константы скорости проникания. ^ч

Образование равновесия в системе двух несмешивающих-ся жидкостей зависит от скорости перемешивания, поверх­ности, вязкости растворителя, растворимости вещества в не­водной фазе и от рН.

Мембранные системы используются с целью получения систем, транспортировочные характеристики которых соот­носились бы с пассивной абсорбцией в организме человека. Такие системы позволяют проводить исследование многих переменных, действующих в условиях in vivo, а также ис-

& с

120 Глава 4. Методы оценки распадаемости, растворения и высвобождения ЛВ

пользуются для оценки способности новых лекарственных веществ проходить через пищеварительные мембраны.

Мембраны моделей для изучения проникания лекарствен­ных веществ должны обладать следующими свойствами:

а) мембрана должна быть тонкой, чтобы количество остав­ шихся в ней лекарственных веществ было минимальным;

б) транспортировка лекарственного вещества через мем-. брану должна быть основана на растворимости лекарствен­ ного вещества в мембране (мембраны, в которых возможно прохождение через поры, не пригодны для данной це^ш)р с

в) мембрана должна быть достаточно стойкой к механи­ ческим нагрузкам, чтобы во время эксперимента не нару­ шалась ее чувствительность;

г) мембрана должна позволять доказывать корреляцию между скоростью проникания и абсорбцией in vivo.

Мембраны моделей делятся на две группы: первую со­ставляют мембраны биоэкспериментальных моделей, кото­рые служат для биохимического и биофизического иссле­дований роли и функции мембраны и сконструированы на молекулярном уровне; вторую группу составляют быст-ротранспорширобочные мембраны, которые служат для исследования транспортировки. Речь идет о проникании, при котором с одной стороны мембраны возникает сорбция, а с другой — десорбция лекарственного вещества.

Искусственные липоидные мембраны можно получить тремя способами.

Первый способ заключается в высушивании разбавленно­го раствора, содержащего липоид и соответствующий носитель.

Стабильность образованной таким образом мембраны зависит от профильтрованного вещества (носителя), кото­рым, как правило, могут быть коллодий, альгинаны или син­тетические полимеры. Образовать этим способом мембрану, с одинаковой величиной пор нелегко, поскольку присутствует множество воздействующих факторов: состав исходного ве­щества и его концентрация, содержание воды в ислользуе- с мом веществе, качество и свойство поверхности, на которой образуется мембрана, температура и время сушки, влажность, способность набухания высушенной мембраны и др.

Примером мембран этого типа служит мембрана, состоя­щая из этилцеллюлозы, жидкого парафина и биологическо-

4.3. Прохождение лекарственных веществ через мембраны 121

го элемента (лецитина и холестерола), которая очень^хоро- с шо имитирует условия in vivo. Необходимой составной час­тью мембраны выступает лецитин, поскольку он является основным элементом биологических мембран. Своими гид­рофильными группами лецитин воздействует на раствори­мость лекарственного вещества в мембране. Важно отме­тить, что растворимость лекарственного вещества в лецити­не существенно отличается от растворимости в других липоидных веществах, например в жидком парафине, мас­лах, жирных кислотах и т. п.

Второй способ состоит в пропитке (импрегнации) соот­ветствующего носителя (ткани, пленки) липоидом. В каче­стве носителя использовалась льняная, шелковая ткань, цр- _с лиамид, фильтровальная бумага, пленка из ацетилцеллюло-зы, полиэтилена, поливинилхлорида и тому подобное, в качестве пропиточных липоидных веществ — жидкий па­рафин, натуральные и синтетические фосфолипиды, расти­тельные масла, жирные кислоты и их эфиры, изоамилаце-тат, диизопропиладипат, трибутилфосфат и др. При изготов­лении этих мембран важно, чтобы в их состав входило пропиточное вещество, потому что поры самого носителя должны быть больше величины молекул проникающего ве­щества. Недостаток данного способа заключается в том, что для пропитки чаще всего применяются вещества, чуждые организму (жидкий парафин, растительные масла, трибутил­фосфат). Известный пример таких мембран — мембраны с в ресорбционной модели фирмы Sartorius.

Третьим способом является использование пленки, ко­торая самостоятельно выполняет функцию липоидного барьера. Неполярной мембраной этого типа служит диме-тилполисиликон.

Скорость проникания зависит от свойств диффузионно­го слоя на поверхности мембраны, от условия медленного перемешивания, которое соответствует медленному переме­шиванию желудочного и кишечного содержимого. Суще­ственное влияние диффузионного слоя на проникание час­тично опровергает теорию распределения вещества в зави­симости от рН, поскольку в диффузионном слое движутся также ионизированная и неионизированная формы лекар­ственного вещества.

122 Глава 4. Методы оценки распадаемости, растворения и высвобождения ЛВ

Методы и устройства (двух- и трехкамерные). Методы и устройства для определения высвобождения лекарствен­ных веществ из лекарственных препаратов делятся на две группы. Первую образуют двух- и трехкамерные модели без твердой мембраны, вторую — устройства и методы, ис­пользующие одну из вышеописанных твердых мембран.

Методы и устройства без твердой мембраны. Глав­ный представитель двухкамерной модели — устройство, кото­рое изготавливается под названием ресомат. Конструкция устройства основана на сведении, что абсорбция лекарствен­ного вещества зависит от растворения в пищеварительных соках и от распределительного коэффициента данного ве­щества между липоидной и водной фазой.

В двухкамерном устройстве вещество, растворенное в водной среде, приходит в соприкосновение с липоидной фазой. Благодаря перемешиванию растворенное веществр относительно быстро распределяется между водой и липо­идной фазой. Содержание лекарственного вещества в липо­идной фазе дискретно анализируется. Эта модель позволяет исследовать влияние вспомогательных веществ, структуры лекарственного препарата, рН, вязкости.

К наиболее известным представителям трехкамерных моделей без твердой мембраны относится трубочка в форме перевернутой буквы эпсилон с водными фазами в обоих плечах и липоидной фазой, соединяющей обе фазы. Когда лекарственное вещество растворимо в одной из фаз, то при медленном перемешивании колебательным движением устройства лекарственное вещество распределяется во все три фазы. Процесс транспортировки лекарственного веще­ства можно определить количественно в любой из трех фаз.

Методы и устройства с твердой мембраной. Ядром всех устройств, в которых используются твердые мембраны, являются проницаемые ячейки, которые должны обеспечи­вать, целостность мембраны, константную температуру, по­зволять осуществлять перемешивание и взятие пробы.

Было описано и сконструировано множество проницае­мых ячеек, которые достаточно отличаются друг от друга. Основными отличительными признаками можно назвать их величину и форму.

9

ч

4.3. Прохождение лекарственных веществ через мембраны 123

Различаются три основных типа проницаемых ячеек. Относительно простой системой является горизонтальная, в которой мембрана расположена между двумя камерами. Верхняя камера бывает открыта или закрыта. Нижняя ка­мера снабжена магнитными мешалками.

Второй тип проницаемых ячеек имеет мембрану, укреп­ ленную на конце цилиндра, погруженного в емкость с боль­ шой вместимостью. ^v

Третий тип проницаемых ячеек имеет вертикальную мембрану. Среди устройств этой группы наиболее известна так называемая ресорбционная модель фирмы Sartorius, изготовляемая в промышленных условиях.

Растворение лекарственного вещества и абсорбция — это два взаимосвязанных шага, зависящих друг от друга в боль­шей или меньшей степени и воздействующих друг на дру­га: с одной стороны, прибавляется количество абсорбиро­ванного вещества пропорционально количеству лекарствен­ного вещества, находящегося в растворе; с другой стороны, растворение, особенно в труднорастворимых веществах, мо­жет зависеть, помимо прочего, от скорости транспортиров­ки в биосреду. Оба процесса определяют скорость вторже­ния лекарственного вещества в биосреду, и только один из них носит решающий характер, что следует из соотноше­ния скорости растворения и скорости абсорбции. В отли­чие от растворения, которое на основании комплексных зависимостей (например, переменных данных от формы при­менения) только изредка следует простым закономернос­тям.

Диффузия растворенных веществ в пищеварительном тракте в большей или меньшей степени тормозится пищей. При полном голоде этот эмпирический фактор имеет вели­чину, равную 1, после легкого завтрака — приблизительно 0,8, после обеда — около 0,3.

Для упомянутого устройства фирмы Sartorius было под­готовлено несколько видов мембран, причем в большинстве случаев мембранный фильтр из нитроцеллюлозы пропиты­вали лауриловым спиртом, ламиновым маслом, каприло-вой,- линоловой кислотой или смесью этих веществ в раз­личных объемных соотношениях. Проникания через эти мембраны сравнивали с результатами, полученными в опы-

1 24 Глава 4. Метода оценки распадаемости, растворения и высвобождения Л В

те in vivo. Наиболее приемлемых результатов добились с мембранным фильтром, пропитанным смесью кислоты каприловой с лауриловым спиртом. Для измерений были исцользованы две проницаемые ячейки.

В первой из них водный раствор лекарственного веще­ства находится в одной камере, вторая камера заполнена искусственной плазмой. Во время опыта ячейка вращается вокруг оси лекарственного вещества в плоскости мембраны, что обеспечивается движением металлического диска, пе­ремешивающего их содержание.

В другой — обе водные фазы (раствор лекарственного с вещества и искусственная плазма) находятся в двух подо­гретых емкостях, содержимое которых перемешивается. С помощью насоса обе эти камеры попадают в проницае­мую ячейку, и наступает проникание. Количество лекарст­венного вещества, прошедшего через мембрану, фиксирует­ся через определенные промежутки времени.

Упомянутые ячейки и мембраны использовались при конструировании ресорбционной модели Sartorius, которая служит для определения констант скорости лекарственных веществ. Полученные результаты находятся в корреляции с величинами, полученными in vivo.

» с