Vplyv kvartérnej amóniovej soli na liberáciu liečiva s antiseptickým účinkom

Overview

V príspevku sa hodnotil vplyv troch tenzidov (karbetopendecínium halogenidov) na uvoľňovanie liečiva chlórhexidínium dichlorid (CHX) v 0,1 % (m/m) koncentrácii z liekovej formy – gél. Predmetom štúdie boli aj tokové vlastnosti gélov. Hodnotenými tenzidmi boli: karbetopendecínium bromid (SB), karbetopendecínium chlorid (SC) a karbetopendecínium iodid (SI). Koncentrácia tenzidov bola zvolená pod kritickou micelovou koncentráciou – 0,01 % (m/m). Ako gélotvorná látka bol použitý biopolymér – chitosan (CHIT) v 2,5 % (m/m) koncentrácii. Na základe štúdie tokových vlastností hodnotených gélov sa zistilo, že použité tenzidy nemali vplyv na zmenu charakteru sústavy. Gély vykazovali charakter plastických sústav s časovo nezávislým tokom. Uvoľňovanie liečiva sa sledovalo pri teplotách 20; 30 a 40 °C. Zistili sa štatisticky významné rozdiely (P < 0,05) v množstve uvoľneného CHX medzi jednotlivými typmi tenzidov. S rastúcou teplotou rástla rýchlostná konštanta uvoľňovania CHX, čo sa prejavilo aj na stúpajúcom množstve uvoľneného liečiva. Na základe dosiahnutých výsledkov bol vyhodnotený prídavok tenzidu SI ako najvhodnejší. Z gélu s obsahom tohto tenzidu sa uvoľnilo najviac CHX s najvyššou hodnotou rýchlostnej konštanty uvoľňovania.

Kľúčové slová:
chlórhexidínium dichlorid, tenzidy, chitosan, liberácia

Úvod

Kvartérne amóniové soli tvoria významnú skupinu povrchovoaktívnych látok – katiónových tenzidov. Majú schopnosť disociovať na kladne nabitý organický ión, ktorý je nositeľom povrchovej aktivity. Základ je obyčajne kvarterizovaný atóm dusíka, ktorý je nositeľom kladného náboja. Dusík môže byť súčasťou aromatického cyklu. Kvartérne amóniové zlúčeniny sú stále v kyslom a nestále v alkalickom prostredí. Ich rozpustnosť vo vode závisí od povahy substituentov na atóme dusíka¹⁾.

Medzi bežne používané katiónové tenzidy patria benzododecínium bromid (Ajatín) a karbetopendecínium bromid (Septonex). Je známe, že disponujú antiseptickým a dezinfekčným účinkom a používajú sa ako konzervanty²⁾. Účinkujú hlavne na grampozitívne baktérie, huby, améby. Ich účinok spočíva v deštrukcii bunkovej membrány bielkovín. Používajú sa ako emulgátory v kyslých krémoch a telových mliekach¹⁾.

Karbetopendecínium bromid je povrchovoaktívne antiseptikum, ktorý patrí medzi kvartérne amóniové soli. Má výraznejší baktericídny účinok na grampozitívne ako na gramnegatívne baktérie, nie je účinný na spóry. Má variabilnú antifungálnu aktivitu a pri dlhšej expozícii je účinný proti niektorým vírusom. Účinnosť kvartérnych amóniových solí je najväčšia v neutrálnych alebo slabo alkalických roztokoch³⁾. Septonex sa používa aj ako stabilizátor liekových foriem. V predchádzajúcej štúdii sa hodnotila jeho kritická micelová koncentrácia (CMC)⁴⁾. Je to biely až žltkastý prášok, ľahko rozpustný vo vode, etanole 96% a chloroforme⁵⁾. Jeho vodný roztok pri trepaní silne pení. Používa sa ako 0,5–1% roztok alebo tinktúra, na kožu k povrchovej dezinfekcii⁶⁾. Používa sa na dezinfekciu drobných kožných poranení, na začínajúce prejavy kožného hnisania (impetigo) s prejavmi začervenania, mokvania a následne vzniknutými chrastami, na dezinfekciu pooperačných jaziev a fistúl³⁾.

Cieľom tejto práce bolo sledovať vplyv kvartérnych amóniových solí karbetopendecínium halogenidov na liberáciu liečiva chlórhexidínium dichloridu z chitosanových gélov pri troch teplotách. Hodnotili sa tri soli karbetopendecínia – bromid, chlorid a iodid. Na základe známych hodnôt CMC⁷⁾ použitých tenzidov bola zvolená ich koncentrácia v géloch pod CMC v celom teplotnom rozsahu.

Pokusná časť

Použité chemikálie

Chlórhexidínium dichlorid (CHX) – (Chlorhexidini dihydrochloridum) – 1,1’-hexamethylenebis-[5-(p-chlorophenyl-biguanide)]dihydrochloride – Imperial chemical industries, Geshire, GB; Chitosan – stredná molekulová hmotnosť, stupeň deacetylácie 75–85 % (CHIT) – Sigma-Aldrich, USA; Karbetopendecínium bromid – (Carbethopendecinii bromidum) – [1-(ethoxycarbonyl)- -pentadecyl]-trimethylammonium bromide (Septonex bromid – SB) – Saneca Pharmaceuticals, a.s., Hlohovec, SR; Karbetopendecínium chlorid – (Carbethopendecinii chloridum) – [1-(ethoxycarbonyl)-pentadecyl]-trimethylammonium chloride (Septonex chlorid – SC), Karbetopendecínium iodid – (Carbethopendecinii iodidum) – [1-(ethoxycarbonyl)-pentadecyl]-trimethylammonium iodide (Septonex iodid – SI) – Výskumný ústav liečiv, Modra, SR; kyselina mliečna – Interpharm, SR; čistená voda – FaF UK, Bratislava, SR.

Použité prístroje a materiál

Permeačná aparatúra vyrobená na KGF, FaF, UK, Bratislava, SR; Permeačná membrána (celofán hrúbky 0,24 μμm) – EKOZ s. r. o, SR; Spektrofotometer – Philips Pyll Unicam 8625 Ltd., Cambridge, GB; Termostat U 10-Prüfgeräte – Werk Medingen, D; Viskotester VT 500 Haake Mess-Technik GmbH, Karlsruhe, D.

Zloženie a príprava hydrogélov

Boli pripravené gély na báze 2,5 % (m/m) CHIT. Nakoľko CHIT sa rozpúšťa a tvorí gély len v kyslom prostredí, použila sa kyselina mliečna v 1% (m/m) koncentrácii. Liečivo chlórhexidínium dichlorid bolo použité v koncentrácii 0,1 % (m/m). Vo funkcii tenzidu sa použili tri soli karbetopendecínia (SB, SI, SC) v koncentrácii 0,01 % (m/m). Pre porovnanie výsledkov boli pripravené blanky.

vzorka č. 1: 2,5 % (m/m) CHIT + 0,1 % (m/m)

                     CHX + 0,01 % (m/m) SC

vzorka č. 2: 2,5 % (m/m) CHIT + 0,1 % (m/m)

                     CHX + 0,01 % (m/m) SB

vzorka č. 3: 2,5 % (m/m) CHIT + 0,1 % (m/m)

                     CHX + 0,01 % (m/m) SI

Liberácia liečiv z hydrogélov a stanovenie obsahu liečiv

Liberácia liečiv sa sledovala použitím permeačnej aparatúry v 6 komôrkach. Do ich donorovej časti sa navážilo 3 g gélu a do akceptorovej časti 20 ml aqua purificata. Aparatúra sa temperovala na 20; 30 a 40 ± 0,2 °C. V časovom rozsahu 3 hodín t.j. po 15, 30, 45, 60, 90, 120 a 180 minúte sa odoberala vzorka. Ako semipermeabilná membrána bol použitý celofán. Vykonalo sa 6 paralelných stanovení. Uvoľnené množstvo CHX sa stanovilo spektrofotometricky pri vlnovej dĺžke maxima CHX: λ_CHX = 254 nm.

Stanovenie reologických parametrov

Reologické vlastnosti hydrogélov sa hodnotili 48 h po príprave hydrogélov pomocou rotačného viskozimetra VISCOTESTER VT 500 pri teplote 20 ± 0,2 °C.

Výsledky

Cieľom tejto štúdie bolo vyhodnotiť vplyv zloženia tenzidu na liberáciu liečiva CHX z hydrogélov pri rôznej teplote. V práci sa hodnotili tiež tokové vlastnosti pripravených gélov.

Prvým hodnoteným tenzidom bol SC. Ako vidieť z grafu 1 so vzrastajúcou teplotou sa uvoľnilo väčšie množstvo liečiva. Medzi teplotami 20–40 °C boli zistené štatisticky významné rozdiely (P < 0,05) v uvoľnenom množstve CHX. Najviac liečiva sa uvoľnilo pri 40 °C 95,83 % (m/m). Z tabuľky 1 je zrejmé, že s rastúcou teplotou rástla aj rýchlostná konštanta uvoľňovania CHX. V ďalšej etape výskumu sa hodnotil tenzid SB (graf 2). S rastúcou teplotou sa zistili štatisticky významné rozdiely (P < 0,05) v množstve uvoľneného CHX. Najviac liečiva sa uvoľnilo pri 40 °C 84,47 % (m/m). S nárastom teploty vzrastalo množstvo uvoľneného CHX ako aj rýchlostná konštanta jeho uvoľňovania (tab. 1).

Ďalším sledovaným tenzidom bol SI. Ako vidieť z priebehu grafu 3 z tejto vzorky sa najlepšie uvoľňoval CHX v porovnaní so vzorkou č. 1 a 2. Po 180 min sa najviac liečiva uvoľnilo pri 40 °C 97,08 % (m/m) s najvyššou hodnotou rýchlostnej konštanty (tab. 1).

V poslednej časti výskumu sa hodnotili tokové vlastnosti pripravených gélov. Gély vykazovali charakter nenewtonovských, časovo nezávislých plastických sústav. Použitý typ tenzidu neovplyvnil charakter sústavy (obr. 4).

Záverom možno konštatovať, že použitý typ tenzidu môže ovplyvniť uvoľňovanie CHX. Dosiahli sa štatisticky významné rozdiely (P < 0,05) v množstve uvoľneného CHX medzi jednotlivými typmi tenzidov. Príčinou zmeny liberácie CHX môže byť vplyv teploty na rozpustnosť liečiva ako aj tenzidov. Uvoľňovanie liečiva súvisí aj so zmenou CMC, ktorá sa mení jednak vplyvom teploty, tak aj pre jednotlivé soli Septonexu. Zistilo sa, že s rastúcou teplotou narastala rýchlostná konštanta uvoľňovania CHX, čo sa prejavilo aj na rastúcom množstve uvoľneného liečiva. Najrýchlejšie a najviac sa uvoľňoval CHX z gélu nasledovného zloženia:

2,5 % (m/m) CHIT + 0,1 % (m/m) CHX + 0,01 % (m/m) SI (vzorka č. 3).

Stret záujmov: žiadny.

Došlo 16. září 2013

Přijato 12. listopadu 2013

Z. Vitková • PharmDr. Petra Herdová, PhD. (∗) • K. Tóthová

Katedra galenickej farmácie Farmaceutická fakulta UK

Odbojárov 10, 832 32 Bratislava, Slovenská republika

e-mail: herdova@fpharm.uniba.sk

J. Oremusová

Katedra fyzikálnej chémie liečiv, Farmaceutická fakulta, Univerzita Komenského, Bratislava

J. Čižmárik

Katedra farmaceutickej chémie, Farmaceutická fakulta, Univerzita Komenského, Bratislava