Вконтакте Одноклассники Фейсбук Гугл+ Английский Испанский Итальянский Русский Украинский

Реклама

Биологическая фармация фармакологических препаратов. Биофармация лекарственных веществ



Биологическая фармация фармакологических препаратов. Биофармация лекарственных веществ

Биологическая фармация (биофармация) - наука, которая изучает диалектические взаимосвязи лекарств как физико-химических систем и макроорганизма как биологической системы с учетом переменных фармацевтических и биологических факторов, сопровождающих транспортировки лекарств и существенно влияют на эффективность фармакотерапии.

Конечное и главная задача биологической фармации связано с оптимизацией действия лекарств - повышение их терапевтической активности и безопасности путем создания оптимальных по составу, свойствам и видом лекарственной формы. Потому как научное направление она тесно связана с фармацевтической технологии (см. Фармацевтическая технология), фармакокинетикой (см. Фармакокинетика), фармакологией (см. Фармакология) и токсикологией (см. Токсикология). Термин «биофармация» принят в 1961 году главным образом благодаря работам J. Levi и J. Wagner, посвященным установлению явления терапевтической неэквивалентности лекарств, которые полностью отвечали требованиям фармакопеи и другим характеристикам, имели одинаковый состав, тождественны лекарственные формы, но отличались по методам изготовления или использованными вспомогательными веществами.

Объяснить терапевтическое неэквивалентность таких лекарств было невозможно без коренного пересмотра всего наследия фармации и формирования нового фармацевтического мышления. Такой новый взгляд на действия лекарств был впоследствии сформулирован в виде биофармацевтической концепции, основанной на точных экспериментальных данных, полученных с помощью высокочувствительных методов и внедрении новой техники (приборов) в медико-биологические и фармацевтические исследования. Этой концепцией было признано биологическую значимость влияния переменных фармацевтических факторов на проявление терапевтической эффективности лекарств, которые следует учитывать на этапе формирования их состава (см. Фармацевтическая разработка) и производства. Поэтому фармацевтические факторы часто называют «технологическим» или «производственными».

Влияние фармацевтических и биологических (физиологических, биохимических) переменных факторов можно проследить по следующей фармакокинетической схеме действия пероральных лекарств: количество лекарственного вещества в лекарственном препарате → высвобождение и ее количество в месте всасывания → биотрансформация и количество лекарственного вещества (метаболитов) в кровяном русле и тканях → экскреция лекарственного вещества (метаболитов) разными путями (через почки, органы желудочно-кишечного тракта, легкие, кожу) из организма.

Приведенная схема демонстрирует тесную взаимосвязь всех переменных факторов, а также их влияние на эффективность фармацевтических средств. Прежде чем абсорбироваться, лекарственная субстанция должна высвободиться из определенной лекарственной формы (суппозитория, таблетки, мази и т.д.), продифундировать к поверхности всасывания. Именно на этом этапе технологические факторы обусловливают скорость и полноту высвобождения вещества из фармацевтической системы, которая зависит от ее состава, технологии и свойств.

Сам процесс всасывания (см. Абсорбция лекарств) преимущественно является также диффузным и зависит от многих факторов как технологического, так и биологического (пол, возраст, состояние организма и т.д.) характера. Биохимические факторы доминируют на завершающем этапе - экскреции активного вещества (метаболитов) из организма. Изучение биохимических факторов (прерогатива фармакогенетики) является важным для оценки ферментативной полноценности и степени активности ответа организма на введение лекарственных препаратов, в состав которых входят определенные лекарственные вещества. Таким образом, эффективность лекарств может быть определена только при изучении как биологических, так и фармацевтических переменных факторов, каждый из которых приводит доминирующее влияние на отдельных этапах их «жизни», начиная с создания и производства и заканчивая рациональным использованием (см. Взаимодействие лекарств, Взаимодействие лекарств и пищи, Лечебное питание). Поэтому специальными биофармацевтических исследованиях является изучение влияния на эффективность лекарственных препаратов таких фармацевтических факторов, как химического (см. Простая химическая модификация) и физического состояния активных веществ, оптимальное использование вспомогательных субстанций, вида лекарственной формы и технологических операций и процессов.

Физическое состояние активного вещества с точки зрения биофармацевтической концепции - совокупность ее свойств: способность к полиморфизма, дисперсность; оптические, электрофизические и другие характеристики (агрегатное состояние, фильнисть, форма кристаллов и т.п.), которые обуславливают интенсивность процессов растворения, диффузии, фазового перехода, всасывания и т.д., что, в свою очередь, влияет на биодоступность (см. Биологическая доступность).

Наиболее существенными из этой группы факторов является полиморфизм, дисперсность и оптическая активность.

Полиморфизм - это способность веществ образовывать несколько кристаллических модификаций, идентичных в химическом отношении, но разных по кристаллической структуре, вследствие чего они имеют разные физические свойства. Образование многочисленных полиморфных модификаций объясняется различными условиями протекания технологических процессов (температура, давление, природа растворителя, характер имеющихся примесей и т.п.) при получении активных веществ, особенно при кристаллизации и очистке, сушке, измельчении, грануляции, таблетировании. Это подтверждает необходимость соблюдения определенных требований надлежащей производственной практики при их получении.

Явление полиморфизма имеет широкое распространение в природе среди многих органических веществ, особенно среди гормонов, антибиотиков, сульфаниламидов, производных барбитуровой и салициловой кислот и др. Так, рибофлавин и норсульфазол имеют по 2, кортизон ацетат - 5, ацетилсалициловая кислота - 6 полиморфных форм, которые имеют различную растворимость, температуру плавления, устойчивость к окислению и деструктивных процессов и тому подобное. Такое различие по физическим свойствам, в свою очередь, влияет как на скорость и степень абсорбции действующих веществ, так и на стабильность фармацевтических средств. Знание явления полиморфизма является важным разделом биофармации (биологической фармации) и позволяет активно влиять на эффективность фармакотерапии.

О том, что дисперсность активных веществ может влиять на скорость их растворения и всасывания, известно давно, но научную трактовку медицинской значимости этого фактора было сформулировано в период исследований случаев терапевтической неэквивалентности лекарств. Измельчения вещества приводит к увеличению площади поверхности, а следовательно, и к увеличению свободной поверхностной энергии (силы неуравновешенных молекулярных сил на поверхности вещества). По второму закону термодинамики каждое тело стремится к уменьшению свободной поверхностной энергии. В связи с этим измельченные действующие вещества лучше растворяются, всасываются, лучше адсорбируют выделения кожи и т.д., то есть стремятся к насыщению свободной поверхностной энергии и имеют большую терапевтическую активность независимо от того, в какой лекарственной форме они находятся.

Доказано, что анальгетическое действие микронизированных частиц ацетилсалициловой кислоты в 2 раза выше, чем частиц, полученных при обычном механическом измельчении; это справедливо и для многих активных веществ с антикоагуляционным, антисептическим, диуретическим и другим действием. При применении одинаковых доз сульфадимезина микронизированного и конечно измельченного определяется в крови на 40% больше в первом случае, а максимум концентрации наблюдается на 2 часа раньше.

Чем меньше размер частиц хлорамфеникола, тем быстрее он накапливается в кровяном русле, а при молекулярном состоянии дисперсности (в ПЭГ 400) его терапевтическая активность повышается в несколько раз. Однако в некоторых случаях повышение степени дисперсности активных веществ (при пероральном применении пенициллина, эритромицина) может привести к снижению терапевтической активности лекарств, объясняется усилением процессов их гидролитической деструкции или снижением стабильности в присутствии биологических жидкостей и других компонентов желудочно-кишечного тракта.

Наблюдаются случаи, когда с повышением дисперсности действующего вещества увеличиваются нежелательные токсические реакции (нитрофурантион) или, наоборот, когда раздражение слизистой оболочки пищеварительного тракта значительно уменьшается (ацетилсалициловая кислота).

Поэтому при производстве лекарств в каждом конкретном случае исходная субстанция должна измельчаться до такой степени, при котором обеспечивается оптимальная лечебная эффективность и оказывается минимальная нежелательна побочное действие лекарств.

Оптические, электрофизические свойства активного вещества также влияют на проявление их фармакологической активности. Между оптическими изомерами хлорамфеникола и синтомицина нет химического разницы, подтвердит и химический анализ, но в клинической практике выявлено в 2 раза выше эффективность хлорамфеникола, чем синтомицина. А левовращающий изомер пропилнорадреналина обнаруживает бронхорасширяющий эффект даже в 800 раз выше его правовращающие изомер.

Итак, фармакологическая активность вещества определяется не только строением и размером (массой) молекулы, но и ее структурными и стерически (положением отдельных заместителей молекулы в пространстве) свойствами. Так, транс-амин (гранилципромин) обнаруживает антидепрессивным действием со возбуждающим эффектом, тогда как цис-амин сохраняет антидепрессивное действие, но есть транквилизирующие компоненты и менее токсичныме, что очень ценится в практической медицине.

При всасывании через липидный барьер (стенки желудка, кишечника, кожи) заметное влияние имеет степень ионизации, коэффициент распределения действующего вещества и тому подобное. Безводные модификации теофиллина, кофеина, ампициллина, некоторых гормонов более стабильны, скорее растворяются (не тратится энергия на разрушение кристаллов) и всасываются, обеспечивая более высокую концентрацию вещества в биожидкостях сравнению с соответствующими Кристаллогидраты.

Вспомогательные вещества - это большая группа материалов синтетического и природного происхождения, с помощью которых получают различные лекарственные формы, они обусловливают технологические, потребительские, экономические характеристики и терапевтическую эффективность лекарств (см. Вспомогательные вещества). К некоторым лекарственных форм (мази, суппозитории и др.) Они входят в больших количествах и существенно влияют на проявление лечебного действия лекарств. Достижением биофармации является отказ от доминирующего понятие роли вспомогательных веществ как индифферентных формообразователем. Будучи своеобразными носителями (матрицей), вспомогательные вещества способны взаимодействовать как с действующими веществами (см. Взаимодействие вспомогательных веществ), так и внешней средой (содержанием желудочно-кишечного тракта, стенками сосудов, тканевой жидкостью, кислородом воздуха и т.д.) в процессе изготовления, хранения и применения лекарственных препаратов. В зависимости от характера взаимодействия между компонентами фармацевтической системы ее эффективность может существенно меняться либо не меняться (таблица). Поэтому недопустимо необоснованное сообщения действующих и вспомогательных веществ. Необходимо изучать их возможное взаимодействие и влияние последней на проявление эффективности и стабильности лекарственных препаратов.

Таблица. Влияние взаимодействия действующих и вспомогательных веществ на проявление эффективности лекарств (биофармация, биологическая фармация)

Действующее вещество вспомогательное вещество Эффективность фармацевтической системы
Фенобарбитал натрия ПЭГ 4000 Отсутствует
Барбитал-натрия ПЭГ 4000 Присутствует
Хлорамфеникол Поливинил-пиролидон Более низкая, нежели у антибиотика
Хлорамфеникол ПЭГ 400 Высокая в десятки разов, нежели у антибиотика

Одной из главных задач биофармацевтических исследований и биофармации в целом является изучение селективного влияния вспомогательных веществ на модификацию фармакокинетических показателей лекарственных препаратов и получения оптимальной лекарственной формы.

Научное обоснование рационального использования вспомогательных веществ имеет значение при разработке состава любого лекарства, особенно лекарств для детей и гериатрических больных, прогнозировании их действия и стабильности.

Лечебную значимость вида лекарственной формы как структурной единицы не только товароведения, но и фармакотерапии были рассмотрены во второй половине прошлого века. Ранее она характеризовала основные показатели (стабильность, тождество и количество субстанции в лекарственном препарате) официальной спецификации, а также удобство применения лекарств, точность дозирования, внешний вид, запах, вкус, экономичность (комплектность, условия транспортировки, хранения) и деструкции (распад, срок полной деформации). Сегодня, не отвергая указанных характеристик, лекарственная форма имеет новое толкование как фактор, что приводит удобство применения и хранения лекарственных препаратов, обеспечивает его оптимальный терапевтический эффект при минимальном нежелательном действии, а также оптимальные условия для высвобождения с последующим всасыванием действующего вещества. Этому подчинены все другие требования к лекарственной формы в качестве основного «реализатора» фармакотерапевтического эффекта (так запрещается ее эмпирический выбор или необоснованная замена). На сегодня известны случаи, когда только вид оптимальной лекарственной формы позволяет обеспечить желаемый результат и избежать нежелательного побочного действия лекарственного препарата (см. Лекарственная форма).

Под технологическими процессами понимают целенаправленные производственные действия технологические приемы и перколяции, связанные с обработкой (переработкой) исходного сырья (активного фармацевтического ингредиента, вспомогательных веществ, лекарственного растительного сырья), полупродуктов, которые использованы при получении лекарственных препаратов в определенной лекарственной форме.

Биологическая фармация требует теоретического обоснования влияния использованных технологических процессов на фармакокинетические и фармакодинамические показатели готового продукта (лекарственного препарата).

Доказано, что даже самые простые технологические приемы могут значительно влиять на характер действия фармакологических препаратов. Так, изменяя температуру при смешивании масляной дисперсионной среды и водной дисперсной фазы, можно получить охлаждающее действие различной силы псевдоемульсий и Кольдо кремов. Добавление ВМС в глазных капель меняет их вязкость, адгезивную способность и срок контакта со слизистой оболочкой, в результате чего увеличивается срок их терапевтического действия. Покрытие таблеток, драже, гранул оболочками позволяет избежать раздражающего действия на слизистую оболочку, защитить действующее вещество от деструктивного влияния различных факторов внешней среды, или локализовать ее место высвобождения и создать более высокую концентрацию в желудке или кишечнике, что имеет определенное значение при применении слабительных, глистогонных и других лекарственных препаратов, или получить лекарства пролонгированного действия.

Таким образом, биофармацевтическая концепция обогатила фармацевтическую технологию новыми теоретическими положениями и идеями по рациональному использованию действующего вещества с целью создания таких лекарственных препаратов, которые бы максимально соответствовали требованиям современной фармакотерапии. В образовательном направлении она требует подготовки фармацевтических кадров с широким медицинским мировоззрением и постоянного совершенствования профессиональных знаний. Исходя из этого, биофармацию необходимо считать современной фармацевтической теорией, знания основных положений которой является обязательным для всех специалистов этой отрасли.

Данная статья посвящена основным аспектам билогической фармации (биофармации).


^Наверх

Полезно знать