Термогравіметричні дослідження назального засобу з антагоністом інтерлейкіну-1β (IL-1Ra) - Бурлака, Богдан Сергійович; Burlaka, B. S.; Бурлака, Б. С. (Запорізький державний медичний університет, 2021)
Антагоніст рецепторів інтерлейкіну-1 (ІL-1Ra) – активний фармацевтичний інгредієнт, який отримують методом генної трансформації Escherichia coli, забезпечує нейропротекторний ефект, як-от гальмування процесів окислювальної модифікації білків, нормалізацію функціональної активності мітохондрій, енергетичного обміну, неврологічного статусу в постішемічному періоді. Впродовж попередніх комплексних фізико-хімічних, мікробіологічних і біофармацевтичних досліджень розробили склад нової інтраназальної форми, рецептура включає ІL-1Ra, натрій КМЦ, D-пантенол, бензалконію хлорид, трилон Б, твін-80, фосфатний буферний розчин – рН 6.0 (ДФУ 2). Враховуючи особливості технологічного процесу, під час створення нової гелевої лікарської форми необхідно обґрунтувати температурний режим виготовлення основи-носія, введення діючої речовини в основу, а також спрогнозувати можливу хімічну взаємодію окремих компонентів. Тому актуальним є застосування термогравіметричного аналізу в фармацевтичній технології. Мета роботи – здійснити термогравіметричне дослідження нової назальної форми з антагоністом інтерлейкіну-1β (IL-1Ra). Матеріали та методи. Як об’єкти термогравіметричних досліджень використовували напівфабрикат-розчин рецепторного антагоніста інтерелейкіну-1 (IL-1Ra). Використали допоміжні речовини: натрій карбоксиметилцелюлозу, твін-80, D-пантенол, трилон Б, бензалконію хлорид. Для забезпечення відповідного значення рН застосовували фосфатний буферний розчин (рН 6.0) за рецептурою згідно з ДФУ 2 видання. Крім окремих компонентів готового назального гелю, готували назальний гель без IL-1RA, а також гель з IL-1Ra. Термографічний аналіз виконали на дериватографі Shimadzu DTG-60 (Японія) з платиново-платинородієвою термопарою при нагріванні зразків в алюмінієвих тиглях (від 15 ºС до 250 ºС). Як еталонну субстанцію використовували α-Al2O3. Швидкість нагрівання – 10 ºС за хвилину. Маса зразків – від 19,22 мг до 52,91 мг. Результати дериватограф графічно фіксував як криві T, DTA, TGA. Крива Т на дериватограмі показує зміну температури, крива TGA – зміну маси зразка в період дослідження. Крива DTA показує диференціювання теплових ефектів, містить інформацію про ендотермічні та екзотермічні максимуми, її можна використовувати для якісного оцінювання дериватограми. Результати. Дослідження складалося з двох етапів. На першому вивчали дериватограми дослідних зразків, окремих інгредієнтів готового назального гелю (діюча та допоміжні речовини: IL-1Ra, натрій карбоксиметилцелюлоза, твін-80, D-пантенол, трилон Б, бензалконію хлорид, фосфатний буферний розчин – рН 6.0). На другому етапі готували зразки назальних гелів: назальний гель із необхідною кількістю допоміжних речовин, крім діючої речовини – IL-1Ra, а також назальний гель, що містив IL-1Ra та необхідну кількість допоміжних речовин. У результаті отримали окремі параметри термогравіметричного аналізу у вигляді графічного зображення – дериватограми, які потім аналізували. Висновки. Під час термогравіметричних досліджень окремих компонентів назального гелю з IL-1Ra, а також назальних гелів із діючою речовиною та без неї встановили: технологічний процес виготовлення гелю з IL-1Ra доцільно проводити, враховуючи термолабільні сполуки. Спочатку потрібно приготувати основу без консерванта й IL-1Ra. Далі за температури не більше ніж 40 ºС розчинити консервант, а потім при охолодженні до 20 ºС додати IL-1Ra. Розроблена лікарська форма гелю з IL-1Ra – суміш діючих і допоміжних речовин, інгредієнти яких не взаємодіють і можуть поєднуватися. Interleukin-1 receptor antagonist (IL-1Ra) is an active pharmaceutical ingredient obtained by the method of gene transformation of Escherichia coli, provides a neuroprotective effect, namely – inhibition of oxidative modification of proteins, normalization of functional activity of mitochondrial energy, mitochondrial energy. Early complex physical-chemical, microbiological, and biopharmaceutical studies have developed a new intranasal formulation, the formulation of which contains: IL-1Ra, sodium carboxymethyl cellulose, D-panthenol, benzalkonium chloride, trilon B, Tween-80, phosphate buffer solution. Given the peculiarities of the technological process, when creating a new gel dosage form, it is necessary to justify the temperature of the carrier base, the introduction of the active substance into the base, as well as to predict the possible chemical interaction of individual components in the dosage form. Therefore, the application of thermogravimetric analysis in pharmaceutical technology is relevant. The aim of the work is to conduct thermogravimetric studies of a new nasal form with an antagonist of interleukin-1β (IL-1Ra). Materials and methods. The objects of thermogravimetric studies were: semi-finished product-solution of the receptor antagonist of interleukin-1 (IL-1Ra). Excipients were: sodium carboxymethylcellulose, tween-80, D-panthenol, trilon B, benzalkonium chloride. To ensure the appropriate pH value used phosphate buffer solution (pH 6.0), according to the recipe to State Pharmacopoeia 2 ed. In addition to the individual components of the finished nasal gel, also prepared nasal gel without IL-1Ra, as well as gel with IL-1Ra. The thermographic analysis was performed on a derivatograph – Shimadzu DTG-60 (Japan) with a platinum-platinum-rhodium thermocouple when heating the samples in aluminum crucibles (from 15 ºC to 250 ºC). Al2O3 was used as a reference substance. The heating rate was 10 °C per minute. The weight of the test samples ranged from 19.22 mg to 52.91 mg. The derivatograph graphically recorded the obtained data in the form of curves T, DTA, TGA. The T curve on the derivatogram shows the change in temperature, and the TGA curve shows the change in mass of the sample during the study period. The DTA curve reflects the differentiation of thermal effects, contains information about endothermic and exothermic maxima, can be used for qualitative evaluation of the derivatogram. Results. The study consisted of two stages. At the first stage, we studied the derivatograms of experimental samples – individual ingredients of the finished nasal gel – active and excipients, namely: IL-1Ra, sodium carboxymethylcellulose, tween-80, D-panthenol, trilon B, benzalkonium chloride, phosphate buffer solution 6.0. In the second stage, samples of nasal gels were prepared: nasal gel with the required amount of excipients, in addition to the active substance – IL-1Ra, as well as a nasal gel containing IL-1Ra and the required amount of excipients. As a result, we obtained some parameters of thermogravimetric analysis in the form of a graphical image – derivatograms, which were then analyzed. Conclusions. Thermogravimetric studies of individual components of nasal gel with IL-1Ra, as well as nasal gels with active substance and without active substance, were found that the manufacturing process of gel with IL-1Ra should be carried out taking into account thermolabile compounds. First, you need to prepare the base without preservative and IL-1Ra. Then at a temperature not exceeding 40 ºC dissolve the preservative, and then when cooled to 20 ºC add IL-1Ra. It was found that the developed dosage form of the gel with IL-1Ra is a mixture of active and excipients, the ingredients of which do not interact with each other and can be combined in one dosage form. Антагонист рецепторов интерлейкина-1 (IL-1Ra) – активный фармацевтический ингредиент, который получают методом генной трансформации Escherichia coli, обеспечивающий нейропротекторный эффект, а именно торможение процессов окислительной модификации белков, нормализацию функциональной активности митохондрий, энергетического обмена, неврологического статуса в постишемическом периоде. В ходе предварительных комплексных физико-химических, микробиологических и биофармацевтических исследований разработан состав новой интраназальной формы, рецептура которой включает IL-1Ra, натрий КМЦ, D-пантенол, бензалкония хлорид, трилон Б, твин-80, фосфатный буферный раствор – рН 6.0 (ГФУ 2). Учитывая особенности технологического процесса, при создании новой гелевой лекарственной формы необходимо обосновать температурный режим изготовления основы-носителя, введение действующего вещества в основу, а также спрогнозировать возможное химическое взаимодействие отдельных компонентов. Поэтому актуальным является применение термогравиметрического анализа в фармацевтической технологии. Цель работы – проведение термогравиметрических исследований новой назальной формы с антагонистом интерлейкина-1β (IL-1Ra). Материалы и методы. В качестве объектов термогравиметрических исследований использовали полуфабрикат-раствор рецепторного антагониста интерелейкина-1 β (IL-1Ra). Использовали вспомогательные вещества: натрий карбоксиметилцеллюлозу, твин-80, D-пантенол, трилон Б, бензалкония хлорид. Для обеспечения соответствующего значения рН использовали фосфатный буферный раствор (рН 6.0) по рецептуре согласно ГФУ 2 издания. Кроме отдельных компонентов готового назального геля готовили назальный гель без IL-1Ra, а также гель с IL-1Ra. Термографический анализ выполнен на дериватографе Shimadzu DTG-60 (Япония) с платиново-платинородиевый термопарой при нагревании образцов в алюминиевых тиглях (от 15 °С до 250 °С). Как эталонную субстанцию использовали α-Al2O3. Скорость нагрева составляла 10 ºС в минуту. Масса исследуемых образцов – от 19,22 мг до 52,91 мг. Полученные данные дериватограф графически фиксировал в виде кривых T, DTA, TGA. Кривая Т на дериватограмме показывает изменение температуры, кривая TGA – изменение массы образца в период исследования. Кривая DTA отражает дифференцирование тепловых эффектов, содержит информацию об эндотермических и экзотермических максимумах, может быть использована для качественной оценки дериватограммы. Результаты. Исследование состояло из двух этапов. На первом изучали дериватограммы опытных образцов – отдельных ингредиентов готового назального геля (действующие и вспомогательные вещества: IL-1Ra, натрий карбоксиметилцеллюлоза, твин-80, D-пантенол, трилон Б, бензалкония хлорид, фосфатный буферный раствор – рН 6.0)). На втором этапе готовили образцы назальных гелей: назальный гель с необходимым количеством вспомогательных веществ, без действующего вещества – IL- 1Ra, а также назальный гель, содержащий IL-1Ra и необходимое количество вспомогательных веществ. В результате получили некоторые параметры термогравиметрического анализа в виде графического изображения – дериватограмм, которые затем анализировали. Выводы. В ходе термогравиметрических исследований отдельных компонентов назального геля с IL-1Ra, а также назальных гелей с действующим веществом и без него установлено: технологический процесс изготовления геля с IL-1Ra целесообразно проводить с учетом термолабильных соединений. Сначала нужно приготовить основу без консерванта и IL-1Ra. Далее при температуре не выше 40 °С растворить консервант, а затем при охлаждении до 20 °С добавить IL-1Ra. Разработанная лекарственная форма геля с IL-1Ra – смесь действующих и вспомогательных веществ, ингредиенты которых не взаимодействуют и могут сочетаться.
Thermogravimetric studies of a nasal preparation with an interleukin-1β (IL-1Ra) antagonist
Термогравиметрические исследования назального средства с антагонистом интерлейкина-1β (IL-1Ra)
Бурлака Б. С. - ORCID ID: 0000-0003-4539-7331
Keywords: рецепторний антагоніст інтерлейкіну-1 β (IL-1Ra); термогравіметрія; назальна лікарська форма; IL-1Ra; thermogravimetry; nasal dosage form; рецепторный антагонист интерлейкина-1 β (IL-1Ra); термогравиметрия; назальная лекарственная форма