Разработка технологии и стандартизация дозированных порошков синбиотиков на основе бифидобактерий

На правах рукописи

Григорян Людмила Георгиевна

Разработка технологии и стандартизация

дозированных порошков синбиотиков

на основе бифидобактерий

Специальность 14.04.01 – технология получения лекарств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата фармацевтических наук

Пермь – 2013

Работа выполнена на кафедре промышленной технологии лекарств с курсом биотехнологии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава РФ

Научный руководитель: Научный консультант:	доктор фармацевтических наук, профессор Молохова Елена Игоревна доктор медицинских наук Несчисляев Валерий Александрович
Официальные оппоненты:	доктор фармацевтических наук, профессор Сульдин Александр Владимирович кафедра фармацевтической технологии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава РФ доктор фармацевтических наук, профессор Петров Александр Юрьевич кафедра фармации ГБОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия» Минздрава РФ (г. Екатеринбург)
Ведущая организация:	ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава РФ

Защита состоится «14» мая 2013 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная
фармацевтическая академия» Минздрава РФ по адресу: 614500, Пермь, ул. Полевая, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава РФ по адресу: 614070, г. Пермь, ул.Крупской, 46

Дата размещения объявления о защите диссертации на сайте Министерства образования и науки Российской Федерации http://www.mon.gov.ru «__» апреля 2013 г. и на сайте ГБОУ ВПО ПГФА Минздрава России http://pfa.ru «__» апреля 2013 г.

Автореферат разослан «9» апреля 2013 года.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 208.068.01 канд. фарм. н.

Н.В. Слепова

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Современные приемы коррекции микробных биоценозов макроорганизма включают использование пробиотиков, пребиотиков, а также их сочетаний в составе комбинированных препаратов. Разработка комплексных препаратов на основе специально подобранных композиций бактериальных штаммов (симбиотики), сочетание компонентов пре- и пробиотического происхождения (синбиотики), а также добавления продуктов метаболизма микрофлоры является одним из актуальных направлений повышения биологической эффективности соответствующих лекарственных средств и биологически активных добавок (А.В. Алешкин, 2010, В.М. Бондаренко, 2011).

Одним из перспективных направлений развития практической микробиотологии является создание лекарственных препаратов, содержащих бифидобактерии и лактулозу. Среди веществ с пребиотическим эффектом лактулоза заслуживает особого внимания, так как является идеальным питательным субстратом для сахаролитических бактерий, которые растут и быстро размножаются при ее использовании (С.Ф. Блат, А.И. Хавкин, 2008).

Для отечественных производителей представляют интерес новации в технологии востребованной лекарственной формы – дозированных порошков, содержащих бифидобактерии и лактулозу. К достоинствам данной лекарственной формы можно отнести удобство при приеме, транспортировке и хранении.

Важным этапом технологии бифисодержащих препаратов является сублимационная сушка. Полученные данным методом порошки обладают высокой гигроскопичностью, низкой насыпной плотностью и неудовлетворительной сыпучестью. В технологических исследованиях при создании препаратов – синбиотиков на основе лиофилизатов возникает необходимость выбора вспомогательных веществ и производственных условий, улучшающих данные показатели. В ранее проведенных исследованиях (М.И. Демешева, Е.И. Молохова, 2005, В.А. Несчисляев, 2010) показана целесообразность использования в составе дозированных порошков в качестве наполнителей лактозы и микрокристаллической целлюлозы, обладающих бифидогенными свойствами. При организации промышленного производства актуализируется проблема выбора определенных марок этих наполнителей, широко представленных на рынке вспомогательных веществ.

Цель исследования – выбор состава вспомогательных веществ, оптимизации технологии и стандартизация дозированных порошков синбиотиков на основе бифидобактерий.

Реализация данной цели достигалась решением следующих задач:

- получение лиофилизированной биомассы бифидобактерий и модификация ее технологических свойств, влияющих на качество дозированных порошков;

- выбор вспомогательных веществ и дозы пребиотического компонента;

- исследование технологических свойств (сыпучесть, насыпная плотность, гигроскопичность) дозированных порошков и определение составов, перспективных для промышленного производства;

- разработка технологических схем и стандартизация дозированных порошков на основе бифидобактерий;

- оценка качества дозированных порошков.

Степень личного участия

Автор участвовала в планировании, проведении, обработке и интерпретации экспериментальных данных по выбору состава вспомогательных веществ, технологических режимов получения дозированных порошков, содержащих бифидобактерии и лактулозу. Биологическая оценка дозированных порошков проведена на базе отделения препаратов бактериотерапии «Пермского НПО «Биомед», разработка методики газохромато-масс-спектрометрии лактулозы - на базе лаборатории «Фарматест» ГБОУ ВПО «ПГФА» Минздрава РФ (зав. лаб., канд. фарм.н. Т.Л. Малкова) при непосредственном участии автора диссертации.

Научная новизна

В работе реализован научно-методологический подход к выбору вспомогательных веществ, направленный на создание технологически адаптированной структуры лиофилизированных биомасс бифидобактерий и позволяющий получать однородные смеси с удовлетворительными параметрами для дозирования в пакеты с учетом фракционного состава используемого наполнителя и соотношения компонентов препарата.

По результатам изучения свойств ксеропротекторов технологически обосновано введение в состав защитной среды лактулозы, позволяющее снизить гигроскопичность и повысить показатели сыпучести и насыпной плотности лиофилизированной биомассы бифидобактерий.

При оценке эффективности пребиотических препаратов с помощью экспресс-теста ингибирования индикаторного штамма Escherichia coli lum + C-50 определена зависимость биолюминесценции сенсора от концентрации лактулозы.

Установлены основные условия проведения газохромато-масс-спектрометрии для определения лактулозы в составе дозированных порошков синбиотиков на основе бифидобактерий.

Практическая значимость работы. Предложены экономичные технологические приемы, позволяющие оптимизировать процесс получения дозированных порошков на основе лиофилизатов бифидобактерий в сочетании с веществами, обладающими бифидогенными свойствами (лактозы, микрокристаллической целлюлозы, лактулозы).

Технологические схемы получения дозированных порошков на основе лиофилизатов бифидобактерий апробированы с положительным результатом в условиях отделения препаратов бактериотерапии «Пермского НПО «Биомед». Результаты проведенных исследований использованы при составлении нормативной документации на дозированный порошок «Бифибад».

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре промышленной технологии лекарств с курсом биотехнологии ГБОУ ВПО ПГФА Минздрава РФ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации обсуждены на XVI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, 2010, Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биотехнология и биомедицинская инженерия», Курск, 2010, Всероссийской научно-практической конференции «Вакцинология 2010. Совершенствование иммунобиологических средств профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней», Москва, 2010, Всероссийской научно-практической конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции», Пятигорск, 2011, научно-практических конференциях Пермской государственной фармацевтической академии, Пермь, 2009, 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях Перечня ВАК.

Связь задач исследования с проблемным планом научно-исследовательских работ. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно–исследовательских работ ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава РФ (номер государственной регистрации 01.9.50007417).

На защиту выносятся следующие положения:

- модификация технологических свойств лиофилизированной биомассы бифидобактерий;

- состав и оптимальные условия получения дозированных порошков на основе лиофилизатов биомассы бифидобактерий и лактулозы;

- технологические схемы и показатели стандартизации вышеуказанных порошков ;

- результаты изучения стабильности дозированных порошков синбиотиков на основе бифидобактерий и лактулозы.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, иллюстрирована 43 таблицами и 35 рисунками. Состоит из введения, обзора литературы, 4 глав экспериментальных исследований, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 176 источников, из них 103 отечественного и 73 зарубежных авторов, приложений на 9 с.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.01 – технология получения лекарств. Результаты проведенного исследования соответствуют области исследования специальности, конкретно пунктам 2,3.4 паспорта специальности – технология получения лекарств.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава содержит анализ отечественной и зарубежной литературы, отражающий характеристику бифидобактерий как основного компонента нормофлоры кишечника и препаратов для ее восстановления. Отмечено, что бифидобактерии являются необходимым элементом питания детей групп риска: недоношенных, с родовыми травмами, находящихся на искусственном или смешанном вскармливании, родившихся от матерей с отягченным акушерским анамнезом и неблагоприятным анамнезом в отношении дисбактериоза. Показана актуальность разработки российских технологий препаратов комбинированного состава (синбиотиков) в виде дозированных порошков.

Рассмотрены перспективные комбинации про- и пребиотиков, обеспечивающие усиление биологического эффекта и позволяющие улучшить состояние микрофлоры в толстом кишечнике. Показаны преимущества лактулозы как эффективного пребиотика в составе препаратов на основе бифидобактерий.

Вторая глава посвящена описанию объектов и методов исследования, в том числе характеристики производственного штамма B. bifidum и вспомогательных веществ, используемого в экспериментальных исследованиях. В главе также представлены физико-химические, технологические, биологические и статистические методики изучения лиофилизированных биомасс бифидобактерий и экспериментальных составов порошков.

Для анализа лактулозы разработана методика хроматомасс-спектрометрии О-триметилсилиловых эфиров углевода на газовом хроматографе Agilent 7890 A с масс-спектрометром Agilent 5975 С ( внутренний стандарт – фенил--D-глюкопиранозид).

Выбор состава дозированных порошков на основе бифидобактерий (глава 3).

В главе приведены результаты исследований по изучению технологических свойств лиофилизатов бифидобактерий, установлению влияния технологических факторов на процесс получения дозированных порошков, включающего фракционный состав наполнителей, количеству антифрикционных веществ и режимов перемешивания.

При сравнительном анализе изотерм сорбции лиофилизированных биомасс рис. 1 и 2, составы которых представлены в табл. 1, было установлено существенное увеличение количества влаги, поглощаемой биомассами, что потверждает необходимость тщательного контроля за технологическими параметрами ведения процесса, в том числе и временными. Точка перегиба в районе значения относительной влажности 0,67 для всех вариантов биомасс указывает на необходимость проведения технологического процесса при получении дозированных порошков в условиях регулируемой влажности окружающей среды, которая не должна превышать 60 %.

Таблица 1

Состав бактериальных суспензий при лиофилизации биомассы бифидобактерий

Серия экспериментального образца биомассы	Состав бактериальной суспензии для розлива
	Бактериальная взвесь, частей	Содержание компонентов защитной среды, части
		Обезжиренное молоко	Сахароза	Желатин	Лактулоза
I	9	2 части	0,5 части	0,5 части	-
II	9	2 часть	1 часть	-	-
VII	9	1 часть	1 часть	-	1 часть

Рис. 1. Изотермы сорбции влаги поверхностей биомасс бифидобактерий (через 5 ч)

Рис. 2. Изотермы сорбции влаги поверхностей биомасс бифидобактерий (через 24 ч)

Таблица 2

Составы защитных сред для лиофилизации бактериальных культур*

№ биомассы	Содержание компонентов
	Обезжиренное молоко		Сахароза		Желатин	Лактулоза
	1 часть	2 части	1 часть	0,5 части	0,5 части	1 часть	2 части
		+		+	+
		+	+
	+		+	+	+
V				+	+		+
V	+			+	+	+
V		+				+
V	+		+			+
VI	+						+