Введение к работе
Актуальность темы. В арсенале лекарственных средств, применяемых в медицинской практике, важное место принадлежит препаратам растительного происхождения, т.к. они обладают широким спектром биологического действия, что позволяет использовать их для профилактики и лечения многих заболеваний. При этом необходимо обеспечить рациональное использование природных ресурсов, создать и внедрить безотходные, экологически чистые технологии производства лекарственных препаратов из растительного сырья.
Однако в настоящее время аптечная сеть, химико-фармацевтическая промышленность не удовлетворяет свои потребности в сырье многих, в том числе и дикорастущих лекарственных растений. Одной из причин этого является отсутствие сведений о размещении продуктивных зарослей лекарственных растений и их запасах.
В связи с этим важное значение имеет изучение географического распространения, биологической и хозяйственной продуктивности отдельных видов лекарственных растений и охрана их зарослей. Отсутствие таких данных сильно мешает организации заготовки лекарственного растительного сырья.
Одним из ценнейших промышленно-полезных растений Горно-Бадахшанской Автономной Области (ГБАО) являются плоды видов Rosa L., семейства Rosaceae. Плоды шиповника издавна применяются для получения витаминных препаратов во многих странах мира.
В то же время ГБАО располагает значительными возможностями для получения препаратов шиповника.
До настоящего времени на многие виды лекарственного растительного сырья не разработаны современные методы стандартизации, недостаточно полно изучен их химический состав, не установлено какими веществами обуславливается терапевтический эффект.
В связи с этим возникает вопрос о разработке современных методов определения основных действующих веществ лекарственных растений.
Значительным недостатком фитопроизводства издавна является высокий процент отходов и, как следствие, высокая себестоимость большинства фитопрепаратов. Примеры комплексного использования лекарственного растительного сырья, к сожалению, не многочисленны.
Совершенствование технологических процессов существующих и разрабатываемых фитопроизводств с целью уменьшения затрат и увеличения выпуска лекарственных препаратов на основе лекарственного растительного сырья является важным направлением в достижении удовлетворения спроса населения в препаратах растительного происхождения.
В этой связи значительный интерес представляет исследование и разработка технологии экстракции биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья сжиженными газами с рециркуляцией последних в замкнутой системе.
На основании вышеизложенного изучение растений как источников лекарственных средств, создание современных технологий фитопроиз-водства с использованием современных методов стандартизации, охватывающих как лекарственное растительное сырье, так и получаемые на его основе лекарственные препараты, является весьма актуальной задачей. Разработка научно-обоснованных методов стандартизации плодов шиповника и получение на их основе экстракта шиповника сухого ( гидрофильная фракция) и СОг -экстракта плодов шиповника (липофильная фракция ) позволит расширить имеющийся арсенал эффективных лечебно-профилактических средств.
Цель и задачи исследования. Целью работы являлось теоретическое обоснование возможности расширения сырьевой базы для получения кислоты аскорбиновой, флавонондов, липидов, элементов и аминокислот на основе фармакогностического изучения некоторых видов семейства Rosaceae, разработка безотходной технологии стандартизации лекарственных форм лечебно-профилактического действия.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- определить ресурсно-сырьевой потенциал плодов видов шиповника
наиболее перспективных для практического использования, провести
картирование зарослей, предложить систему рационального использова
ния видов Rosa L.
- определить биологические, эксплуатационные и возможные объемы за
готовок плодов шиповника, пригодных для промышленной эксплуата
ции;
изучить влияние некоторых эколого-метереологических факторов на содержание биологически активных веществ в плодах шиповника, с целью оценки качества сырья;
разработать методики стандартизации плодов шиповника по гидрофильной и липофильной фракциям;
исследовать кинетические закономерности процесса экстрагирования биологически активных веществ;
провести комплексные исследования, развивающие научные основы производства витаминных и других биологически активных веществ на основе С02 -технологий;
разработать показатели качества экстракта шиповника сухого, ССЬ -экстракта и их лекарственных форм, необходимые для определения сроков годности;
подготовить регламенты производства экстракта шиповника сухого, СОг -экстракта и их лекарственных форм;
обобщить полученные данные и разработать проект ВФС на плоды шиповника (ведомость изменений), экстракт шиповника сухой, СОг -экстракт шиповника, гранулы, глюкозные помадки, таблетки и суппозитории с экстрактом шиповника сухого и капсулы с СО2 -экстрактом шиповника сухого.
Научная новизна. На основании комплексного ресурсоведческого обследования видов плодов Rosa L. в Горно-Бадахшанской Автономной Области предложен методологический подход, заключающийся в "сквозной" стандартизации, обеспечивающий унификацию методов оценки качества на этапе сырье-лекарственный препарат.
Учитывая комплексный характер использования плодов шиповника подобраны условия (время реакции,количество реактива, определения предела концентрации) проведения реакции кислоты аскорбиновой с желтым фосфорномолибденовым гетерокомплексом, флавоноидов с алюминия хлоридом в уксусно-уротропиновом буферном растворе (количество реагентов, взятых для анализа, температуры и время проведения реакции); которые положены в основу разработки унифицированных методик определения флавоноидов и кислоты аскорбиновой на всех стадиях производства сырье - готовый продукт - шрот. В зависимости от высокой светочувствительности каротиноидов и токоферолов с исполь-
зованием метода ВЭЖХ разработана методика количественного определения БАВ с УФ-детектором переменной длиной волны.
В процессе экспедиционного исследования проведен ботанико-географический анализ, подтвердивший предположение о дифференциации видового состава плодов Rosa L на три подрода с преобладающим влиянием в Калайхумбском районе видов секции Canina, в Ванчском -секции Luteae, Рушанском, Шугнанском и Ишкашимском - секций Leucanthae и Cinnamomeae; разработаны методические подходы к специализации районов региона на заготовку растительного сырья, включающий определение биологических особенностей вида, эксплуатационных запасов и объема возможной ежегодной заготовки сырья, природно-экологических особенностей территории, сезонной динамики биологически активных веществ, картирования промысловых зарослей.
С использованием физико-химических методов (фотоколориметрии, СФК, ВЭЖХ) установлена закономерность увеличения кислоты аскорбиновой лишь до верхних границ массового распространения данного вида шиповника, флавоноидов в различных частях плодов и элементов от высоты произрастания над уровнем моря.
С целью существенного повышения эффективности фармацевтического производства, разработаны методические подходы на основе применения диоксида углерода в различных фазовых состояниях (докритической и сверхкритической), позволяющие осуществлять высокоинтенсивную безотходную щадящую переработку лекарственного растительного сырья получать сбалансированную по составу готовое лекарственное средство. В процессе исследования определены кинетические закономерности процесса экстрагирования (скорость извлечения биологически активных веществ), и экстракционные свойства диоксида углерода (Р до 40 МПа, Т не более 45 С), позволяющие последовательно извлекать ( фракционировать) ценные биологически активные вещества из растительного сырья изменением давления и температуры.
С учетом физико-химических свойств отходов COi -экстракции (термолабильность, влажность) разработаны технологические приемы переработки шрота шиповника, заключающегося в исключении стадии сушки и измельченное, в ступенчатом воздействии полярным растворителем - водой, температуре экстракции не выше 50 С, измельченности сырья не менее 1 мм, продолжительности не более 45 мин и кратности
экстракции - три, что позволяет получить препарат с высокой фармакологической активностью и стабильным составом.
Комплексом методов (ВЭЖХ, спектрофотометрии, ТСХ, энергодисперсионной и атомно-абсорбционной спектроскопии с использованием аминокислотного анализатора) определено содержание водо- и жирорастворимых витаминов, флавоноидов, аминокислот и элементов -жирных кислот в исходном сырье, липофильной и гидрофильной фракциях и готовых лекарственных форм плодов шиповника.
Методом сравнительного анализа данных полученных определением фотоколориметрии и ВЭЖХ, установлено, что повышение выхода комплекса биологически активных веществ из сырья плодов шиповника способствует увеличению иммуномодулирующей активности готового продукта, которая осуществляется за счет подбора температуры экстракции, способа сушки, времени экстракции, соотношения сырье-экстрагент.
На основе разработанных методических подходов с учетом физико-химических свойств экстракта шиповника сухого использовали технологический прием, отличающийся от традиционного - способом дробного введения субстанции в лекарственные формы гранулы, помадки, таблетки; изучением влияния различных комбинаций вспомогательных веществ на технологические свойства капсулируемой массы, с учетом динамической вязкости ССч-экстракта.
На основании проведенных исследований разработаны ВФС, лабораторные, технологические, опытно-промышленные регламенты и методические рекомендации плодов шиповника, субстанций и на их основе лекарственные формы.
Разработаны и защищены 5 патентами способы получения экстракта шиповника сухого, ССЬ-экстракта, способа комплексной переработки витаминосодержащего лекарственного растительного сырья и на их основе "Витаминного средства" и "Способа получения лечебно-профилактического средства", перспективные в плане создания лечебно-профилактических средств.
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработаны и внедрены:
- номенклатура дикорастущих видов шиповника, рекомендуемых для промышленной заготовки, - сведения о биологических, эксплуатационных запасах и возможных ежегодных объемах заготовок плодов шипов-
инка, карты- схемы размещения ресурсов этих видов по районам ГБАО (акт от 18.09.1989 г. Союзлекраспром);
предложения по организации приписных угодий с шиповником гунт-ским на территории Шугнанского и Ишкашимского районов (акт от 10.10. 1992 г. Памирского биологического института);
определение ресурсов шиповника создало реальные условия для развития витаминной промышленности Горно-Бадахшанской автономной области (Статья "Шиповники" Атласа лекарственных растений СССР, 1989 г.);
- методика количественного определения кислоты аскорбиновой в
плодах шиповника (проект ведомости изменения N1 к ГФ XI изд., вып.2.
ст.38 на " Плоды шиповника". Принято фармакопейным комитетом,
письмо N 29-251/122 от 04.07.95 г);
технология получения экстракта шиповника сухого разрешен для медицинского применения Фармакологическим комитетом МЗ РФ (ВФС 42-2594-93 Патент N1769429 Опытно-промышленный регламент (ОПР), утвержден НПО ВИЛ АР от 11.06 1992 г. Принят АООТ "Московская фармацевтическая фабрика", договор от 29.09. 1993 г);
состав и технология гранул экстракта шиповника сухого и параметры контроля его качества (ВФС 42-2194-93; Опытно-промышленный регламент "Разработка технологии гранул экстракта шиповника сухого" утвержден НПО ВИЛАР от 23.06 1992 г, Акт апробации от 25.02 1989 г, принят для промышленного освоения АООТ "Московская фармацевтическая фабрика", договор от 29.09 1993 г);
состав и технология таблеток "Розаскор" (Разрешен к медицинскому применению решением Фармакологического комитета МЗ республики Таджикистан, ВФС 010/94);
технология получения глюкозной помадки с экстрактом шиповника сухого (Лабораторный регламент на производство глюкозной помадки с экстрактом шиповника сухого утвержден от 10.03 1994.Г., положительное решение на выдачу патента 94025418 );
технология СО: - экстракта (субстанции) из плодов шиповника сухого, а также параметры контроля их качества,( патент РФ 93052263. ВФС 008/94 утвержден МЗ республики Таджикистан; технологический регламент "Технология получения СОг-экстракта шиповника сухого" утверж-
ден ЦНИИ "Буревестник" г.Нижний - Новгород, акт апробации от 01.02 1995. г.);
- состав и технология капсул СО^- экстракта шиповника сухого, а так
же параметры контроля их качества (ВФС N 009/94 утверждены МЗ рес
публики Таджикистан, технологический регламент "Технология получе
ния капсул с СОї -экстрактом" апробирован на Нижегородском ХФЗ, акт
апробации от 17.07 1995 г).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на республиканских научных конференциях, международных симпозиумах (г.Черновцы, 1989 г.; Москва 1989 г; 1990; 1991; 1992; 1993; 1994; 1995; Киев,1992; Пятигорск; 1993; Душанбе,1992; Дели, 1994; Анталия,1995.
Публикации. По материалам исследования опубликовано 39 работ, 5 патентов, в которых нашло отражение ее основное содержание.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематикой и планом научно-исследовательского института фармации (N государственной регистрации 0192.017260) и межведомственного совета по фармации N 47 АМН РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 469 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 6 глав собственных исследований, выводов, библиографического указателя и приложений. Работа иллюстрирована 78 таблицами, 29 рисунками и 16 схемами.