Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové RIGORÓZNÍ PRÁCE 2015 Mgr. Julie Strážnická
Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra farmaceutické technologie Formulace a hodnocení stability perorální suspenze s nitrofurantoinem pro pediatrii Formulation and stability evaluation of the oral nitrofurantoin suspension in paediatrics RIGORÓZNÍ PRÁCE 2015 Autor: Mgr. Julie Strážnická Školitel: Doc. PharmDr. Zdeňka Šklubalová, Ph.D.
Prohlášení Prohlašuji, že tato práce je mým původním autorským dílem. Veškerá literatura a další zdroje, z nichž jsem při zpracování čerpala, jsou uvedeny v seznamu použité literatury a v práci řádně citovány. Práce nebyla využita k získání jiného nebo stejného titulu. V Hradci Králové dne 18. 3. 2015 Mgr. Julie Strážnická
Poděkování Poděkování za pomoc při tvorbě této rigorózní práce patří paní doc. PharmDr. Zdeňce Šklubalové, Ph.D.
Obsah 1 Abstrakt... 1 2 Abstract... 2 3 Zadání... 3 4 Úvod... 4 5 Seznam zkratek a symbolů... 5 6 Teoretická část... 6 6.1 Dětská populace... 6 6.2 Perorální aplikace u dětských pacientů... 6 6.3 Perorální tekutiny... 7 6.4 Suspenze... 7 6.5 Fyzikální stabilita suspenzí... 7 6.6 Pomocné látky v dětských suspenzích... 7 6.6.1 Protimikrobní přísady... 8 6.6.2 Látky zvyšující viskozitu... 8 6.6.3 Korigencia chuti... 9 6.7 Infekce močových cest u dětí... 9 6.7.1 Původ infekce... 9 6.7.2 Symptomy... 9 6.7.3 Rizikové faktory... 10 6.7.4 Terapie... 10 6.8 Nitrofurantoin... 11 6.8.1 Vlastnosti... 11 6.8.2 Krystalické formy... 11
6.8.3 Stabilita... 11 6.8.4 Spektrum účinku... 12 6.8.5 Nežádoucí účinky... 12 6.8.6 Kontraindikace... 13 6.8.7 Dávkování... 13 6.9 Perorální suspenze s nitrofurantoinem... 14 7 Experimentální část... 17 7.1 Použité suroviny... 17 7.2 Použité přístroje... 17 7.3 Použité metody... 17 7.3.1 Příprava suspenzí v preformulační studii... 17 7.3.2 Měření hustoty... 20 7.3.3 Měření viskozity... 20 7.3.4 Měření ph... 21 7.3.5 Sledování roztřepatelnosti sedimentu... 21 7.3.6 Měření turbidity... 21 7.3.7 Centrifugace vzorku... 22 7.3.8 Hodnocení organoleptických vlastností... 22 8 Výsledky a diskuse... 23 8.1 Preformulační studie... 23 8.1.1 Suspenze 1... 23 8.1.2 Suspenze 2 5... 25 8.1.3 Suspenze 6 13... 27 8.1.4 Suspenze 14... 30 8.1.5 Suspenze 15 18... 31
8.1.6 Stanovení obsahu NIF ve vzorcích suspenzí... 32 8.2 Stabilitní studie perorální suspenze s nitrofurantoinem... 33 8.2.1 Měření ph... 34 8.2.2 Měření turbidity... 37 8.2.3 Sledování roztřepatelnosti sedimentu... 43 8.2.1 Hodnocení organoleptických vlastností... 43 9 Závěry... 45 10 Použitá literatura... 47
1 Abstrakt Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra: Farmaceutická technologie Školitel: Doc. PharmDr. Zdeňka Šklubalová, Ph.D. Posluchač: Mgr. Julie Strážnická Název rigorózní práce: Formulace a hodnocení stability perorální suspenze s nitrofurantoinem pro pediatrii Cílem této práce je navrhnout složení suspenze s nitrofurantoinem 5 mg/ml pro využití v pediatrii. U vybraných receptur byla sledována stabilita pomocí měření ph a sledování roztřepatelnosti sedimentu. Obsah léčiva v odebrané dávce byl stanoven turbidimetricky Byla formulována suspenze s obsahem methylcelulosového slizu, suchého lékořicového extraktu, sorbanu draselného jako protimikrobní přísady a kyseliny citronové upravující ph suspenze. Na základě výsledků stabilitní studie je doporučeno skladovat přípravek v chladu a za nepřístupu světla s doporučenou dobou spotřeby 14 dní. 1
2 Abstract Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of: Pharmaceutical technology Consultant: Doc. PharmDr. Zdenka Šklubalová, Ph.D. Student: Mgr. Julie Strážnická Title of Thesis: Formulation and stability evaluation of the oral nitrofurantoin suspension in paediatrics The aim of this thesis is to devise the composition of 5 mg/ml nitrofurantoin suspension to be utilized in paediatrics. In selected recipes the stability was observed by measuring ph and monitoring the ability of suspension sediment particles to raise. The drug content in the taken dose was determined by turbidimetric method. There was formulated a suspension containing methylcellulose slime, dry licorice extract, pottasium sorbate as an antimicrobial preservative and citric acid modifying the ph of the suspension. Based on the results of stability studies, it is recommended that the product be stored in a cool and dark place, and used within 14 days. 2
3 Zadání Cílem teoretické části rigorózní práce bylo zpracovat literární rešerši zaměřenou na infekce močových cest u dětí, složení suspenzí a přehled dostupných receptur suspenzí s nitrofurantoinem. V experimentální části bylo pracovním úkolem: 1) Vývoj receptury pediatrické suspenze s nitrofurantoinem pro magistraliter přípravu s ohledem na: a) volbu stabilizujícícho vehikula vhodného pro děti od 1 měsíce b) formulaci suspenze s vhodným korigens chuti c) volbu vhodné protimikrobní látky pro vícedávkový přípravek 2) Vývoj metody hodnocení množství léčiva v dávce odebrané standardním postupem pomocí perorální pipety 3) Zhodnocení stability suspenze s nitrofurantoinem po dobu 30 dní při teplotě místnosti a v chladu. 3
4 Úvod Infekci močových cest řadíme mezi nejčastější bakteriální onemocnění, kterému je potřeba věnovat zvýšenou pozornost nejen u dospělých, ale rovněž u dětí, kde byla prokázána až u 5 % horečnatých dětí ve věku do dvou let. 1 U dětí mladších 3 měsíců je výskyt častější u chlapců a u šestiměsíčních dětí je odhadovaný poměr 10:1 pro dívky. Nejméně jednu epizodu infekce močových cest prodělá ve školním věku (od 6 do 15 let) 5 % dívek a 0,5 % chlapců, v první dekádě života je riziko infekce močových cest 1 % u chlapců a 3 % u dívek. 2, 3 Hlavním cílem léčby je pak odstranění symptomů zahájením podávání antibakteriálních léčiv, kdy se používají zejména širokospektrá antibiotika a chemoterapeutika. 3 Kvůli omezené možnosti přijímání určitých lékových forem dětmi je u dětí dávána přednost perorální aplikaci, u závažnějších infekcí a hospitalizace parenterální aplikaci léčiv. 3 Vhodným a často využívaným chemoterapeutikem k terapii infekcí močových cest je nitrofurantoin, na českém trhu dostupný jako hromadně vyráběný přípravek ve formě tobolek. S ohledem na věk pacientů a dostupnou lékovou formu hraje významnou roli v terapii infekce močových cest u dětí v České republice použití nitrofurantoinu ve formě individuálně připravované perorální suspenze. 4
5 Seznam zkratek a symbolů Zkratka Význam Jednotka NRF německý receptář USP Americký lékopis NIF nitrofurantoin KS sorban draselný AC kyselina citronová MC % methylcelulosový sliz o dané koncentraci SS prostý sirup AP čištěná voda P80 polysorbát 80 P20 polysorbát 20 ELS suchý lékořicový extrakt V vehikulum ν kinematická viskozita mm 2 /s η dynamická viskozita mpa s h hustota g/cm 3 Š šarže C cold, uchovávání v chladu TP pokojová teplota, uchovávání za pokojové teploty 5
6 Teoretická část 6.1 Dětská populace Tradičně je dávkování léčiv u dětí založeno na jejich věku nebo váze a poměrně je dávka snížena oproti dospělé dávce. Důvodem je jasná odlišnost mezi dětmi a dospělými nejen v absorpci, ale rovněž v distribuci, metabolismu a vylučování léčiv, znatelně se uplatňuje vliv změn v organismu způsobených přirozeným vývojem jedince. Jako příklad ovlivnění absorpce věkem lze uvést jeho vliv na kapacitu všech fyziologických funkcí gastrointestinálního traktu jako je žaludeční kyselost, vyprazdňování žaludku, střevní motilita, aktivita gastrointestinálních enzymů, funkce žlučníku, povrchová plocha a vývoj slizniční membrány, který může ovlivnit rychlost a rozsah absorpce léčiv závislé na fyzikálně-chemických vlastnostech léčiva a jeho lékové formě. V distribuci hraje významnou roli rozdíl v obsahu tělesné vody, tuků a proteinů mezi dospělými a dětmi, v metabolismu se vyskytují nejvíce zaznamenatelné změny v prvním roce života a dále v pubertě. 4 6.2 Perorální aplikace u dětských pacientů Při terapii infekce močových cest je u dětí dávána přednost perorální aplikaci v tabletách, tobolkách, sirupu nebo kapkách, parenterálně jsou aplikovány léky jen u těžkých stavů. 5 Aplikace léčiv v pevné lékové formě je velmi obtížná zejména u dětí mladších pěti let, které mají buď potíže, nebo nedokážou spolknout pevnou lékovou formu, další nevýhodou je rovněž obtížnost individuálního dávkování. Z tohoto důvodu jsou u menších dětí preferovány především tekuté lékové formy, jako jsou perorální roztoky a suspenze, které umožňují individuální dávkování dětské populaci přizpůsobené různé váze, fyzickým schopnostem apod. Tekuté lékové formy s sebou však nesou nevýhody jako je často jejich menší stabilita a kratší doba expirace, k aplikaci léčiva jsou potřeba vhodné dávkovací systémy, jejichž ovládání by mělo být snadné, ale znemožněné pro dítě. U velikosti dávek se má za to, že děti mladší pěti let by neměly dostat více než 5 ml a že velikost dávky u starších dětí by neměla být větší než 10 ml. 6 6
6.3 Perorální tekutiny Dle ČL 2009 jsou perorální tekutiny definovány jako roztoky, emulze nebo suspenze, které obsahují jednu nebo více léčivých látek ve vhodném vehikulu. V perorálních tekutinách mohou být obsaženy vhodné protimikrobní látky, antioxidanty, dispergační přísady, stabilizátory suspenzí, látky zvyšující viskozitu, emulgátory, tlumivé přísady, smáčedla, solubilizátory, stabilizátory, aromatické přísady, sladidla a barviva. 7 6.4 Suspenze Suspenze jsou dvoufázové disperzní soustavy tvořené tuhými práškovanými látkami v tekutém prostředí. 8 Suspenze jsou charakteristické svou nestabilitou, která se projevuje především tak, že nerozpuštěná pevná fáze v průběhu skladování sedimentuje. Cílem přípravy, která by měla probíhat podle ověřeného předpisu, je zajištění snadné roztřepatelnosti vzniklého sedimentu a dostatečné stability získané suspenze po dobu odběru dávky. Pro zachování fyzikální stability přípravku je velmi důležitá i teplota uchovávání. 9 6.5 Fyzikální stabilita suspenzí Fyzikální charakteristiky, které hrají důležitou roli v určování stability suspenzí, zahrnují fyzikální formu, velikost částic dispergované fáze a interakce mezi částicemi. Tyto charakteristiky určují, zda bude suspenze tvořit neroztřepatelný nebo roztřepatelný sediment. 10 Hlavním důsledkem fyzikální nestability suspenze je tvorba hůře roztřepatelného sedimentu, což vede k problémům s přesností dávkování. V případě fyzikální nestability dochází u suspenzí k sedimentaci částic s následným rozvrstvením suspenze. Tento jev může doprovázet změna velikosti dispergovaných částic, charakteru sedimentu či změna viskozity. 9 6.6 Pomocné látky v dětských suspenzích Kvůli zlepšení kvality se do suspenzí přidávají různé stabilizační a jiné přísady jako jsou protimikrobní přísady, látky zvyšující viskozitu, vehikula, korigencia chuti a další látky. U pediatrických pacientů by měly být používány pouze látky vhodné pro dětské pacienty. Pro děti mladší jednoho měsíce věku by měly být v roztocích 7
obsaženy pouze nejnutnější komponenty, neměl by být obsažen ethanol, protimikrobní látky ani korigencia chuti. Rovněž by se u této věkové skupiny neměly používat hyperosmotické roztoky, jako je prostý sirup, glycerol, 70 % roztok sorbitolu a další. U kojenců, batolat a menších dětí už neplatí vyloučení hyperosmotických roztoků. K ethanolu a protimikrobním látkám zůstává citlivost dětského organismu. 9 6.6.1 Protimikrobní přísady Pro zabránění mikrobiálního růstu v disperzním prostředí suspenzí se často využívá přídavku protimikrobních přísad o příslušné koncentraci. Nejčastěji používanou protimikrobní přísadou u pediatrických perorálních tekutin je benzoan sodný, u pediatrických přípravků lze rovněž použít kyselinu benzoovou, methylparaben, propylparaben, kyselinu sorbovou nebo sorban draselný. Při přípravě vodných perorálních roztoků bez protimikrobních přísad je potřeba realizovat přípravu aseptickým postupem v třídě čistoty A za použití sterilní lékovky a vody na injekci, aby se minimalizovala možnost kontaminace v průběhu přípravy. U vícedávkových perorálních vodných roztoků bez protimikrobních látek je dle NRF v Německu doporučena doba použitelnosti 1 týden v závislosti na ph, obsažených látkách a teplotě uchovávání. Dle USP je doporučena u vodných perorálních tekutin bez protimikrobních látek, připravených ze substance léčiva, maximální doba použitelnosti 14 dní při uchovávání při 2-8 C. 9 6.6.2 Látky zvyšující viskozitu Účelem viskozitních přísad v suspenzi je zvýšení viskozity disperzního prostředí a tím zpomalení sedimentace dispergovaných částic v suspenzi, případně ovlivnění vazby mezi částicemi tuhé fáze a tím zvýšení celkové stability suspenze. Nejčastěji využívanou viskozitní přísadou v České republice je 1,5 % methylcelulosový sliz, v lékopisné kvalitě je možné použít sodnou sůl karmelosy nebo hypromelosu. 9 Při použití methylcelulosového slizu je potřeba věnovat pozornost výběru vhodných protimikrobních látek a brát v úvahu údaje o jeho inkompatibilitě s parabeny. 11 Výhodou methylcelulosového slizu je jeho stabilita při širokém rozmezí ph od 3 do 12, možnost jeho využití do přípravků sugar-free a rovněž jeho nízká náchylnost k mikrobiální kontaminaci. 12 Jako viskozitní přísady do suspenzí je 8
možné použít i přírodní polymery jako je akáciová klovatina nebo tragant, jejich nevýhodou je však velká náchylnost k mikrobiální kontaminaci a časté inkompatibility. 9 6.6.3 Korigencia chuti Při ochucování pediatrických lékových forem je často využíván prostý sirup, který lze rovněž použít i pro zvýšení viskozity suspenzí. Nevýhodou prostého sirupu je jeho možný vliv na zvýšení kazivosti zubů a kontraindikace u nemocných diabetem či osob s intolerancí fruktosy. Dle USP jsou jako korigencia chuti dostupné i tzv. sugar-free sirupy, ve kterých je často používán sorbitol. Z umělých sladidel lze použít sodnou sůl sacharinu. 9 6.7 Infekce močových cest u dětí 6.7.1 Původ infekce Nejčastějším původcem infekce močových cest jsou gramnegativní tyčky, z nich nejčastěji Escherichia coli. Grampozitivní organismy se uplatňují přibližně u 5 7 % infekcí močových cest a to nejčastěji kmeny Enteroccocus a Staphyloccocus. 2 U recidivujících infekcí močových cest jsou vedle E. coli častými původci kmeny Klebsiella, Proteus, popř. Pseudomonas. Spíše v adolescenci se můžeme setkat s infekcemi způsobenými mykoplazmaty a chlamydiemi, viry mohou být příčinou cystitid. U některých pacientů po urologických operacích, při dlouhodobé katetrizaci nebo drenáži močových cest, při dlouhodobé antimikrobní terapii a u imunodeficientních stavů nacházíme jako etiologické agens infekce močových cest kvasinkovité mikroorganismy, nejčastěji Candida albicans. Uroinfekce u dětí mohou být smíšené. 5 6.7.2 Symptomy Příznaky infekce močových cest závisí na věku dítěte, mohou probíhat symptomaticky nebo asymptomaticky a nejsou specifické. 2,3 Přehled symptomů dle věku dítěte je uveden v Tabulce 1: 2,3 9
Tabulka 1: Symptomy infekce močových cest dle věku dítěte Věk Symptomy < 6 týdnů obraz sepse, zvracení, průjem, nechutenství, zvýšená dráždivost, apatie < 6 měsíců gastrointestinální příznaky, příznaky abdominální koliky, zvracení, průjem, nechutenství, žloutenka, přerušovaná mikce, dysurie 2 6 roků specifické příznaky, vztah k močovým cestám školní věk až dospívající horečka, bolest v podbřišku, častá mikce, dysurie, inkontinence 6.7.3 Rizikové faktory lze přesně rozlišit, zda se jedná o zánět dolních nebo horních močových cest (přesná lokalizace bolestí a popis příznaků) Významnou roli ve vzniku infekcí močových cest hraje věk pacienta a pohlaví, kdy je u dětí do 3 měsíců věku vyšší výskyt infekcí močových cest u chlapců, v pozdějším věku je častější výskyt u dívek. Častou příčinou infekcí močových cest jsou vrozené vady močového ústrojí, významný počet infekcí způsobuje i chronická zácpa. Rovněž u jedinců se sníženou imunitou, pánevní neuropatií nebo dysfunkční mikcí, kdy se pacienti špatně vyprazdňují, je zvýšené riziko vzniku infekcí močových cest. Při instrumentaci močových cest se na vzniku infekce mohou podílet 2, 3, 5 i tzv. iatrogenní faktory. 6.7.4 Terapie Terapie infekce močových cest u dětí musí být komplexní a musí vycházet z přesné diagnostiky. Obecně se terapie sestává z antibakteriální léčby, podpůrné léčby a terapeutických opatření. 5 Mezi hlavní cíle terapie patří odstranění symptomů, léčba urologických vad, předcházení recidivující infekci močových cest a možnosti zjizvení ledvinového parenchymu. 3 Antibakteriální léčba je zpravidla zahajována ihned po odběru moči a při výběru léku je potřeba brát ohled na věk dítěte, klinický stav, lokalizaci zánětu, přítomnost anatomických a funkčních anomálií a funkci ledvin. V terapii se využívají zejména 10
širokospektrá baktericidní antibiotika a dále chemoterapeutika. Kromě antibakteriální léčby jsou podle potřeby podávána antipyretika a analgetika, u malých dětí případně diazepam jako prevence febrilních křečí. Z režimových opatření je potřeba dodržovat dostateční přísun tekutin denně, klid a teplo. 5 6.8 Nitrofurantoin 6.8.1 Vlastnosti Jedná se o žlutý krystalický prášek nebo žluté krystaly, bez pachu nebo téměř bez pachu. Je velmi těžce rozpustný ve vodě a v ethanolu 96 %, dobře rozpustný v dimethylformamidu. 7,13 Rozpustnost nitrofurantoinu ve vodě se pohybuje od 0,17 do 0,19 mg/ml. Ve vodném roztoku při ph 7,2 je rozpustnost kolem 0,37 mg/ml. 14 Nitrofurantoin je nitrofuranové bakteriostatické chemoterapeutikum, které má úzké antibakteriální spektrum. V ledvinách dosahuje vysokých koncentrací a vylučuje se jak ve formě metabolitů, tak i v nezměněné formě prakticky úplně močí. 15 6.8.2 Krystalické formy Nitrofurantoin je dostupný ve dvou krystalických formách jako mikrokrystalický (přípravek Furadantin suspenze) a makrokrystalický (přípravek Macrodantin kapsle). 16,17 Velikost částic se u makrokrystalického nitrofurantoinu pohybuje v rozmezí 90 200 µm. 18 Obě formy mají srovnatelný účinek, avšak liší se v rychlosti jeho nástupu a výskytu gastrointestinálních nežádoucích účinků. Zatímco je mikrokrystalický nitrofurantoin spojen s vysokým výskytem gastrointestinálních nežádoucích účinků jako je nauzea a zvracení, u makrokrystalické formy je výskyt těchto účinků nižší. V porovnání s mikrokrystalickou formou je makrokrystalický nitrofurantoin absorbován pomaleji. 17,19 6.8.3 Stabilita Nitrofurantoin a jeho roztoky mění barvu působením alkálií a vystavením světlu a jsou rozkládány na základě kontaktu s jinými kovy než hliníkem nebo nerezovou 13, 14 ocelí. 11
U individuálně připravovaných perorálních suspenzí s nitrofurantoinem o koncentraci 10 mg/ml ve směsi Ora-Sweet a Ora-Plus 1:1 nebyly zaznamenány žádné významné změny v ph nebo barvě při uchovávání při 4 C a 25 C po 91 dní. Nitrofurantoinové suspenze byly tradičně připravovány v methylcelulosovém vehikulu a na základě empirických poznatků byla stanovena doba expirace u individuálně připravovaných přípravků na 8 dní. 20 Výrobky s touto účinnou látkou by měly být chráněny před teplotami 40 C a vyššími a suspenze by měly být chráněny před zmrznutím. Obecně mají perorální suspenze s nitrofurantoinem ph mezi hodnotami 4,5 6,5. 14 6.8.4 Spektrum účinku Nitrofurantoin se ve formě Furadantinu suspenze ukázal být aktivní proti většině kmenů následujících bakterií in vitro i u klinických infekcí. Z grampozitivních aerobů se jedná o Staphylococcus aureus, Enterokoky (např. Enterococcus faecalis), z gramnegativních aerobů je účinný proti Escherichia coli. Některé kmeny druhu Enterobacter a Klebsiella jsou rezistentní k nitrofurantoinu. Tato účinná látka není rovněž účinná proti většině kmenů druhu Proteus nebo Serratia a nevykazuje žádnou aktivitu proti druhu Pseudomonas. 21 6.8.5 Nežádoucí účinky Poměrně často se při užívání nitrofurantoinu objevují gastrointestinální nežádoucí účinky jako je nechutenství, nauzea, bolesti břicha, meteorismus a průjem, dále se často objevují reakce přecitlivělosti jako je horečka, zimnice, alergické kožní reakce, svědění, bolest svalů a kloubů, angioedém a velmi vzácně anafylaktický šok. Četné zastoupení má rovněž tmavě žluté až hnědé zbarvení moči a pneumonitida. Méně často se jako nežádoucí účinky při terapii nitrofurantoinem objevují zvracení, neurotoxicita, útlum krvetvorby, vzácně pak nitrolební hypertenze, hepatotoxicita a hemolytická anémie. Mezi velmi vzácné nežádoucí účinky nitrofurantoinu patří pankreatitida, erythema multiforme, exfoliativní dermatitida, Stevensův-Johnsonův syndrom. Z nežádoucích účinků se může rovněž projevit rozvoj slizniční kandidózy, pseudomembranózní kolitidy nebo jiné superinfekce. 15 12
6.8.6 Kontraindikace Protože se nitrofurantoin vylučuje z těla močí, je potřeba věnovat pozornost funkci ledvin léčených pacientů. U pacientů s anurií, oligurií nebo těžší poruchou funkce ledvin (clearance kreatininu pod 60 ml/min. nebo klinicky signifikantně zvýšená hladina sérového kreatininu) je použití nitrofurantoinu kontraindikováno. Z důvodu rizika vzniku hemolytické anémie je podání nitrofurantoinu kontraindikováno u dětí mladších 1 měsíce, dále u těhotných v prvním trimestru gravidity a v období 4 týdnů před vypočteným termínem porodu a během porodu i podání kojícím ženám v průběhu prvního měsíce po porodu. U závažného respiračního onemocnění, periferní neuropatie a deficitu glukózo 6 fosfát dehydrogenázy je třeba dbát při podání nitrofurantoinu opatrnosti. Kontraindikací při podání nitrofurantoinu je 15, 21 rovněž přecitlivělost na nitrofurany. 6.8.7 Dávkování Pro děti mladší 14 let je terapeuticky dávkováno 5 7 mg/kg/den ve 4 dílčích dávkách po 6 hodinách a délka terapie je individuální, obvykle trvá 7 10 dnů. Profylakticky je dětem mladším 14 let dávkován 1 mg/kg každých 24 hodin (na noc) po dobu i několika měsíců. Z důvodu rizika vzniku hemolytické anémie je podání dětem mladším 1 měsíce kontraindikováno. U dospělých pacientů a pacientů starších 14 let je terapeuticky dávkováno 100 mg každých 6 hodin, délka terapie je individuální, obvykle trvá 7 10 dnů. Profylakticky dospělí a dospívající starší 14 let užívají 100 mg každých 24 hodin (na noc) po dobu i několika měsíců. 15 U Furadantinu suspenze je možné dávkování pro děti vypočítat dle následující tabulky, která je založená na průměrné váze v každém rozmezí s dávkou 5 6 mg/kg/den rozdělené do čtyř dílčích dávek: 21,22 Tabulka 2: Dávkování Furadantin suspenze dle kilogramů hmotnost v kilogramech počet čajových lžiček 4x denně 7 11 ½ (2,5 ml) 12 21 1 (5 ml) 22 30 1 ½ (7,5 ml) 31 41 2 (10 ml) * jedna 5 ml čajová lžička Furadantin suspenze obsahuje 25 mg nitrofurantoinu 13
6.9 Perorální suspenze s nitrofurantoinem Perorální suspenze obsahující nitrofurantoin mají ph mezi 4,5 a 6,5. U přípravku Furadantin suspenze (výrobce Norwich-Eaton) bylo změřeno ph 6,2. 14 V Americkém lékopise je uvedena suspenze o koncentraci 25 mg/5 ml, která je dostupná jako hromadně vyráběný přípravek pod názvem Furadantin. I přesto jsou však často předepisovány a vyráběny jako individuální přípravky suspenze s nitrofurantoinem o různé koncentraci a různém složení, často není výjimkou kombinace hmotnostních a objemových jednotek při přípravě, což komplikuje výpočet správné dávky pro pacienta. K porovnání složení vybraných suspenzí s nitrofurantoinem poslouží Tabulka 3. 14
Tabulka 3: Dostupné receptury suspenzí s nitrofurantoinem Receptura 1 21 Mikrokrystalický nitrofurantoin Karmelosa sodná sůl Kyselina citronová Glycerol Křemičitan hořečnato-hlinitý Methyl a propyl paraben Čištěná voda Citrát sodný Sorbitol Ochucovadla Receptura 2 23 Nitrofurantoini 0,6 Methylcellulosi 1,0 Glyceroli 85% 5,0 Sir. simplicis 50,0 Aq. purif. ad 100,0 ml Uchovávání: v chladu 14 dní Receptura 3 24 Nitrofurantoini 0,56 Tylosae 1% Sir. simplicis aa ad 78,0 Uchovávání: v chladu 14 dní Receptura 4 25 Nitrofurantoin tbl. 50 mg 30 tbl. Ora-Plus 75 ml Ora-Sweet 75 ml seu Ora-Plus /Ora-Sweet q.s. 150 ml Uchovávání: za pokojové teploty Expirace: 60 dní Receptura 5 26 Nitrofurantoin 50 mg tbl. 10 tbl. Ora-Blend q.s. ad 50,0 ml Uchovávání: v chladu Expirace: 91 dní při uchovávání v chladu nebo za pokojové teploty 15
Tabulka 4: Složení Ora-Plus, Ora-Sweet, Ora-Blend Ora-Plus Vehicle for Oral Suspension 27 - v Ora-Plus místo Simeticonu obsažen Dimeticon Ora-Sweet 28 Ora-Blend 29 čištěná voda sacharosa glycerol sorbitol ochucovadla pufr kyselina citronová a fosforečnan sodný konzervanty - methylparaben a sorban draselný čištěná voda sacharosa glycerol sorbitol ochucovadla mikrokrystalická celulosa karmelosa sodná sůl xanthanová klovatina karagenan síran vápenatý fosforečnan sodný pufr k. citronová a fosforečnan sodný dimethicon konzervanty - methylparaben a sorbát draselný 16
7 Experimentální část 7.1 Použité suroviny Nitrofurantoinum (mikrokrystalický), Ph. Eur. 6.0 Dr. Kulich Pharma, s. r. o. Kalii sorbas, Ph. Eur. 7.0 Dr. Kulich Pharma, s. r. o. Sirupus simplex, ČL 2009 Dr. Kulich Pharma, s. r. o. Methylcellulosum (jmenovitá zdánlivá viskozita 447 mpa s), Ph. Eur. 7.0 Dr. Kulich Pharma, s. r. o. Čištěná voda Rodem 6 Slavimex; VOŠZ a SZŠ Hradec Králové 7.2 Použité přístroje Hustoměr DMA 4100M, Anton Paar, Rakousko Viskozimetr UBBELOHDE, sklárny Kavalier, Česká republika Turbidimetr Turb 550 IR, HF Scientific, inc., USA ph metr CPH 52, Elteca, Turnov, ČR Centrifuga Jouan B4, Jouan Inc., Anglie Laboratorní váhy analytické Voyager Pro, OhausCorporation, USA (d = 0,1 mg) Laboratorní váhy KERN PLS 420-3F, KERN & Sohn GmbH, Německo (d = 1 mg) Pipeta dávkovací s kanylou 5 ml Dr. Kulich Pharma, s. r. o. 7.3 Použité metody 7.3.1 Příprava suspenzí v preformulační studii V rámci preformulačních studií jsem se snažila vytvořit suspenzi s obsahem nitrofurantoinu s optimálními vlastnostmi jako je především roztřepatelnost, chuť a ph. Pro lepší přehlednost jsem jednotlivým recepturám přidělila číslo. O jednotlivých experimentálních složeních a jejich hodnocení je pojednáno níže. Jednotlivým složkám suspenze jsem přidělila zkratky, kde NIF představuje nitrofurantoin, KS sorban draselný, AC kyselinu citronovou, MC % methylcelulosový sliz o dané koncentraci, SS prostý sirup, AP čištěnou vodu, P80 nebo P20 Polysorbát 80 nebo Polysorbát 20 a ELS suchý lékořicový extrakt. 17
Tabulka 5: Složení suspenzí Název suspenze Suspenze 1 NIF 0,5; AP ad 100,0 Složení Suspenze 2 NIF 0,44; KS 0,05; AC 0,005; SS 50,0; MC 0,5 % ad 100,0 Suspenze 3 NIF 0,44; KS 0,05; AC 0,005; SS 50,0; MC 1 % ad 100,0 Suspenze 4 NIF 0,44; KS 0,05; AC 0,005; SS 50,0; MC 1,5 % ad 100,0 Suspenze 5 NIF 0,44; KS 0,05; AC 0,005; SS 50,0; MC 2 % ad 100,0 Suspenze 6 NIF 0,5; P80 0,05; AP ad 100,0 Suspenze 7 NIF 0,5; P80 0,1; AP ad 100,0 Suspenze 8 NIF 0,5; P80 0,15; AP ad 100,0 Suspenze 9 NIF 0,5; P80 0,05; SS 25,0; AP ad 100,0 Suspenze 10 NIF 0,5; P80 0,1; SS 75,0; AP ad 100,0 Suspenze 11 NIF 0,5; P80 0,05; SS ad 100,0 Suspenze 12 NIF 0,5; P80 0,1; Sacharin 6 tbl.; AP ad 100,0 Suspenze 13 NIF 0,5; P80 0,1; Sacharin 3 tbl.; AP ad 100,0 Suspenze 14 NIF 0,5; P20 0,05; AP ad 100,0 Suspenze 15 NIF 0,5; ELS 1,0; KS 0,1; AC 0,005; AP ad 100,0 Suspenze 16 NIF 0,5; ELS 1,0; KS 0,1; AC 0,005; MC 1 % 20,0; AP ad 100,0 Suspenze 17 NIF 0,5; ELS 0,5; KS 0,1; AC 0,005; MC 1 % 20,0; AP ad 100,0 Suspenze 18 NIF 0,5; ELS 0,2; KS 0,1; AC 0,005; MC 1 % 20,0; AP ad 100,0 Příprava suspenze 1 Na úvod preformulačních studií jsem připravila suspenzi s nitrofurantoinem o složení: Nitrofurantoinum 0,5 g Aqua purificata ad 100,0 g Navážený nitrofurantoin jsem nejprve rozetřela s malým množstvím čištěné vody v třence, poté jsem převedla obsah třenky do lékovky a doplnila čištěnou vodou do 100,0 g. Suspenzi jsem roztřepala a poté nechala sediment klesnout. 18
Příprava suspenzí s methylcelulosovým slizem Suspenze s methylcelulosovým slizem odpovídají zařazení v tabulce 5 pod názvem Suspenze 2 5. Nejprve jsem připravila methylcelulosový sliz o čtyřech rozdílných koncentracích. Navážila jsem 0,05 g sorbanu draselného a doplnila potřebným množstvím čištěné vody. Po rozpuštění sorbanu draselného jsem přibližně polovinu roztoku zahřála na 85 C na vodní lázni. Na hladinu vody jsem navrstvila příslušné množství methylcelulosy odpovídající zvolené koncentraci a počkala, až částice klesnou ke dnu. Poté jsem částice rozvířila a doplnila roztok zbylou vodou pokojové teploty do potřebného množství. Mícháním do vychladnutí jsem připravila sliz, který jsem uložila na 24 hodin do chladu. Poté jsem smísením s prostým sirupem připravila vehikula, u kterých jsem dále měřila fyzikálně-chemické vlastnosti. Po změření hustoty jednotlivých vehikul jsem z výsledků vypočítala navážku nitrofurantoinu pro suspenze tak, aby koncentrace byla 5 mg/ml. Pro jednotlivé suspenze jsem navážila 0,44 g nitrofurantoinu, ke kterému jsem přidala část prostého sirupu a v porcelánové třence promísila. Poté jsem přeplnila směs do lékovky a doplnila prostým sirupem a připraveným methylcelulosovým slizem o příslušné koncentraci do 100,0 g U vzniklých suspenzí jsem poté upravila ph pomocí kyseliny citronové. Příprava suspenzí s Polysorbátem 80 a Polysorbátem 20 Suspenze s Polysorbátem 80 a Polysorbátem 20 odpovídají zařazení v tabulce 5 pod názvem Suspenze 6 14. Nejprve jsem navážila 0,5 g nitrofurantoinu, který jsem rozetřela s příslušným množstvím Polysorbátu 80 nebo Polysorbátu 20. Poté jsem směs rozetřela s malým množstvím čištěné vody. Po rozptýlení částic jsem doplnila čištěnou vodu do 100,0 g. Suspenzi jsem protřepala a poté nechala sediment klesnout. U suspenzí s obsahem prostého sirupu jsem navážený nitrofurantoin rozetřela s Polysorbátem 80 a malým množstvím čištěné vody. Poté jsem přimísila prostý sirup a doplnila čištěnou vodou do 100,0 g. Příprava suspenzí s lékořicovým extraktem Suspenze s obsahem suchého lékořicového extraktu odpovídají zařazení v tabulce 5 pod názvem Suspenze 15 18. 19
Nejprve jsem v čištěné vodě rozpustila sorban draselný a kyselinu citronovou, poté jsem vzniklý roztok rozetřela se suchým lékořicovým extraktem. Po rozpuštění extraktu jsem navážený nitrofurantoin rozetřela s methylcelulosovým slizem a částí vzniklého roztoku, poté jsem doplnila roztokem do konečného množství, přeplnila do lékovky a protřepala. 7.3.2 Měření hustoty Na hustoměru jsem měřila hustotu vehikula při teplotě 20 C ± 0,01 C. Po tom, co jsem nechala přístroj po zapnutí 15 minut stabilizovat, jsem zkontrolovala nastavení hustoty vzduchu a vody při 20 C. Poté jsem na přístroji nastavila teplotu měření, celu přístroje nejprve promyla přibližně 5 ml měřeného vehikula a poté ji naplnila 1 ml měřeného vzorku. Po spuštění měření jsem zadala název vzorku. Jakmile přístroj dosáhl požadované teploty, automaticky změřil hustotu vzorku. Po změření hustoty jsem celu naplnila novým vzorkem a měření opakovala. Každý vzorek jsem při stejné teplotě proměřila pětkrát a následně vyjádřila průměrnou hustotu. Ukončila jsem měření, celu propláchla vodou a vysušila. Vyjádřila jsem průměrnou hustotu pro vehikula bez obsahu a s obsahem kyseliny citronové. Výsledky měření jsou uvedeny v Tabulce 6 a 7, kde V značí vehikulum, číslo příslušnou koncentraci methylcelulosového slizu a AC kyselinu citronovou. 7.3.3 Měření viskozity Viskozitu vehikula jsem měřila na Ubbelohdeho kapilárním viskozimetru při 20 ± 0,5 C. Trubici viskozimetru jsem naplnila měřenou kapalinou tak, aby hladina kapaliny byla mezi ryskami zásobní baničky. Naplněný viskozimetr jsem nechala 30 minut temperovat na požadovanou teplotu. Po temperaci jsem nasála kapalinu přibližně 8 mm nad horní rysku a poté měřila na stopkách dobu, za kterou klesla hladina kapaliny od jedné rysky ke druhé. Pro každý vzorek jsem opakovala měření třikrát s přesností ± 1 sekunda a určila jsem průměrný čas průtoku. Dále jsem vypočítala kinematickou viskozitu ν (mm 2 /s) podle rovnice, kde A je konstanta viskozimetru v mm 2 /s 2, t představuje aritmetický průměr změřených průtokových dob (s) (pro vzorek 1: A = 0,02996 mm 2 /s 2 ; pro vzorek 2: A = 0,09926 mm 2 /s 2 a pro vzorek 3: A = 0,3006 mm 2 /s 2 ) a výraz B/t vyjadřuje korekci na kinematickou energii 20
pro použitý viskozimetr (u vzorku 1: B = 0,24, pro vzorek 2: B = 0,06 a pro vzorek 3: B = 0,03): (1) Dále jsem pomocí hustoty h (g/cm 3 ) roztoku určila dynamickou viskozitu η (mpa s) (2) Výsledky měření jsou uvedeny v Tabulce 6 a 7. 7.3.4 Měření ph ph jsem měřila pomocí ph metru CPH 52. ph metr jsem půl hodiny před každým měřením zapnula a nechala ustálit. Poté jsem provedla kalibraci přístroje pomocí pufrů tak, že jsem sondu vyjmula z ukládacího roztoku, opláchla destilovanou vodou a vložila do roztoku pufrů o ph 7,01 a ph 4,01. Na ph metru jsem nastavila hodnotu uvedenou na pufru (ph 7,01), poté jsem sondu opláchla a vložila do druhého pufru. Po tom, co se mi zobrazila správná hodnota ph, jsem sondu opláchla destilovanou vodou a vložila do vzorku. Měření ph jsem prováděla pro každý vzorek třikrát. Získané průměrné hodnoty jsem zpracovala do Tabulky 6 a 7. 7.3.5 Sledování roztřepatelnosti sedimentu Roztřepatelnost sedimentu jsem sledovala tak, že jsem suspenze 15 sekund důkladně protřepávala. Po protřepání jsem sledovala, zda v lékovce zůstal neroztřepaný sediment. 7.3.6 Měření turbidity Přístroj jsem před vlastním měřením vždy nechala 30 minut zapnutý a nechala vytemperovat. Před prvním měřením jsem přístroj nakalibrovala pomocí formazinové suspenze7, poté jsem na začátku každého dne měření prováděla kalibraci pomocí kalibračních roztoků dodaných výrobcem k přístroji o hodnotě 1000 NTU, 10 NTU a 0,02 NTU. Po provedení kalibrace jsem řádně označila kyvety, aby byly správně orientované. Lékovku se vzorkem jsem důkladně protřepala a čistou kyvetu jsem vypláchla vzorkem tak, že jsem do ní nalila přibližně 20 ml vzorku, zavřela ji, chvíli s ní otáčela a poté vzorek vylila. Celou proceduru jsem opakovala dvakrát. Poté jsem do kyvety odměřila 30 ml suspenze a uzavřela ji tmavou čepičkou. Čistou kyvetu bez otisků prstů jsem zasunula do kyvetového 21
prostoru, orientovala polohu kyvety podle značky na polohovacím kroužku a po 10 sekundách odečetla hodnotu NTU uvedenou na displeji přístroje. Poté jsem vzorek z kyvety vylila zpět do zbytku suspenze tak, aby na stěnách kyvety ulpělo co nejméně dispergovaných částic, a celý postup opakovala ještě devětkrát. Ze získaných deseti hodnot turbidity jsem sestavila tabulku s dopočítaným průměrem a směrodatnou odchylkou. Ze získaných průměrných hodnot jsem poté vypočítala koncentraci nitrofurantoinu v jednotlivých dávkách pomocí rovnice lineární regrese: (1) Kde NTU představuje experimentálně naměřenou hodnotu pomocí turbidimetru v nefelometrických jednotkách, c koncentraci suspenze v mg/ml, k a q koeficienty určené z lineární závislosti NTU na koncentraci suspenze (k = -119,74; q = 1473,6). Po dosazení hodnot koeficientů a úpravě rovnice získáme rovnici pro výpočet koncentrace NIF v suspenzi: (2) Získané hodnoty jsem zpracovala do Tabulky 9 a 10, dále do Tabulky 11-22. 7.3.7 Centrifugace vzorku Pro zjištění množství suspendovaných částic ve vzorku jsem provedla centrifugaci vzorku tak, že jsem nejprve kyvetu o známé hmotnosti naplnila 5 ml vzorku, vložila do centrifugy a nechala odstředit 10 minut při rychlosti 2000 otáček/min. Po získání jednotlivých frakcí jsem pipetou odsála oddělené vehikulum a následně zvážila zbylý pevný podíl v kyvetě i množství odebraného vehikula. Získané hodnoty jsem zaznamenala do Tabulky 8. 7.3.8 Hodnocení organoleptických vlastností Z organoleptických vlastností jsem sledovala ve stanovených časových intervalech barvu, chuť a zápach suspenze a jejich změnu. 22
8 Výsledky a diskuse Cílem preformulačních studií bylo vytvořit recepturu pediatrické suspenze s nitrofurantoinem určenou pro magistraliter přípravu s ohledem na volbu vehikula vhodného pro děti od 1 měsíce, vhodného korigens chuti a volbu vhodné protimikrobní látky pro vícedávkový přípravek. V průběhu preformulačních studií bylo nutné řešit problematiku rozpustnosti nitrofurantoinu ve vehikulu a volbu vhodného vehikula, které by zajistilo dostatečnou fyzikální stabilitu suspenze, ale zároveň umožnilo snadné roztřepání sedimentu kvůli rovnoměrnému dávkování přípravku. Zároveň bylo z důvodu zajištění stability protimikrobní přísady potřeba upravit ph suspenze do vhodného rozmezí. S ohledem na využití suspenze s nitrofurantoinem v pediatrii byla řešena i vhodná chuť připravené suspenze. Při stabilitních studiích byla sledována především změna ph v časových intervalech, rovnoměrnost dávek pomocí turbidimetrického měření, roztřepatelnost sedimentu a organoleptické vlastnosti hodnocených přípravků. 8.1 Preformulační studie 8.1.1 Suspenze 1 V rámci preformulačních studií jsem připravila suspenzi s nitrofurantoinem o koncentraci 5 mg/ml, jako vehikulum jsem použila čištěnou vodu. U této suspenze jsem sledovala roztřepatelnost a rychlost sedimentace částic nitrofurantoinu, zároveň jsem proměřovala turbiditu suspenze. Z pozorování vyplývá, že nitrofurantoin ve vodě vytváří po redispergaci vločky, jak je ilustrováno na Obrázku 1 až 3. Ihned po přípravě suspenze před sedimentací částic byly částice nitrofurantoinu dokonale rozptýleny ve vehikulu, po 5 minutách stání se vytvořil sediment. Při roztřepání sedimentu se vytvářely shluky částic a sediment nebyl dokonale roztřepatelný. Po znovuvytvoření sedimentu a následném roztřepání po deseti minutách se tvořily vločky větší velikosti než při prvním roztřepání, jak vyplývá z Obrázku 3. Turbidita se u čerstvě připravené suspenze pohybovala mimo měřitelný rozsah turbidimetru. Po usazení sedimentu jsem rovněž zjistila, že se uplatňuje částečná 23
rozpustnost nitrofurantoinu ve vehikulu. 14 Pro zjištění množství rozpuštěných částic jsem suspenzi přefiltrovala a po vysušení filtru zvážila částice na něm zachycené. Při zanechání filtrátu při pokojové teplotě z filtrátu po hodině stání až do druhého dne vypadávaly krystalky nitrofurantoinu. Metoda hodnocení obsahu částic pomocí vážení filtračního koláče je pro suspenzi s nitrofurantoinem nevhodná. Obrázek 1: Sediment suspenze 1 Obrázek 2: Sedimentace suspenze 1 Obrázek 3: Shluky částic v suspenzi 1 24
8.1.2 Suspenze 2 5 Vzhledem k tvorbě vloček nitrofurantoinu jsem pro další preformulační studie zvolila složení vehikul, které by zabránilo shlukování částic a tím bylo zajištěno rovnoměrné dávkování přípravku. V souladu s již používanými recepturami 21,23,24,25,26 jsem vytvořila vehikula s obsahem prostého sirupu a methylcelulosového slizu o různé koncentraci. Před přípravou suspenzí s různým obsahem methylcelulosového slizu jsem u jednotlivých vehikul měřila hustotu, viskozitu a ph. Z výsledků v Tabulce 6 vyplývá, že vehikula s obsahem 1,0 g až 2,0 g methylcelulosy mají ph vyšší než 6. Pro optimální účinnost sorbanu draselného jako protimikrobní přísady je nutné ph menší než 5-6.9 Z tohoto důvodu jsem v rámci preformulačních studií zjišťovala množství kyseliny citronové potřebné k úpravě ph jednotlivých vehikul a následně upravila jejich složení. V průběhu zjišťování množství kyseliny citronové bylo zjištěno, že 0,09 g kyseliny citronové snížilo ph vehikula přibližně na polovinu (výsledné ph bylo 3,10). Pro optimální snížení ph vehikul se tudíž navážky kyseliny citronové na 100 g vehikula pohybují v tisícinách gramu na 100 g vehikula. Tabulka 6: Fyzikálně-chemické vlastnosti vehikul s methylcelulosou Vlastnosti V1 V1,5 V2 h [g/cm3] 1,1376 1,1388 1,1394 ν [mm 2 /s] 25,02 121,88 213,60 η [mpa s] 28,46 138,88 243,25 ph 6,63 6,60 6,73 25
Tabulka 7 Fyzikálně-chemické vlastnosti vehikul s methylcelulosou a kyselinou citronovou Vlastnosti V0,5 AC V1 AC V1,5 AC h [g/cm3] 1,1367 1,1384 1,1388 ν [mm 2 /s] 9,27 35,98 71,75 η [mpa s] 10,54 40,96 81,71 ph 5,08 5,77 5,68 Na základě zjištěných vlastností vehikul jsem vypočítala navážky nitrofurantoinu a po přípravě suspenzí jsem sledovala roztřepatelnost sedimentu. Při sledování roztřepatelnosti sedimentu jsem suspenze 15 sekund důkladně protřepávala. Poté jsem sledovala, zda v lékovce zůstal neroztřepatelný sediment. Sediment nebyl dokonale roztřepatelný u suspenze s obsahem 2 % methylcelulosového slizu (Suspenze 5), z tohoto důvodu byla tato suspenze z dalšího testování vyřazena. Suspenze s obsahem 0,5 % methylcelulosového slizu vykazovala rychlou sedimentaci částic, zatímco u suspenze s obsahem 1,5 % methylcelulosového slizu byl po třech dnech sediment obtížně roztřepatelný, jak je ilustrováno na Obrázku 6. Při skladování suspenze 2 a suspenze 3 jsem po třech dnech skladování v chladu zaznamenala horší roztřepatelnost sedimentu, jak je ilustrováno na Obr. 4 a 5. Methylcelulosa je známá svým tenzidovým chováním. 30 U všech suspenzí s obsahem methylcelulosového slizu jsem pozorovala při roztřepávání sedimentu výraznou tvorbu bublin, které byly obtížně odstranitelné vzhledem k viskozitě přípravků. To může silně komplikovat dávkování, a především u suspenze pro perorální použití významně ovlivnit dávku. U perorálních dětských přípravků je osvědčen methylcelulosový sliz 1,5 %. 9 Na základě výsledků této preformulační studie je vhodnější 1 % methylcelulosový sliz, ve kterém jsou částice rovnoměrně rozptýleny a nedochází k jejich rychlé sedimentaci ani tvorbě shluků. Zároveň je u této suspenze snáze roztřepatelný 26
sediment než u suspenze s obsahem 1,5 % methylcelulosového slizu. Ke snížení roztřepatelnosti sedimentu může však dojít v případě skladování v chladu. Při měsíčním skladování suspenzí s methylcelulosovým slizem za pokojové teploty a přístupu světla se v suspenzích objevila plíseň, pro prodloužení životnosti suspenzí bych proto zvolila spíše skladování v chladu místo za pokojové teploty. Obrázek 4: Roztřepatelnost suspenze 2 Obrázek 5: Roztřepatelnost suspenze 3 Obrázek 6: Roztřepatelnost suspenze 4 8.1.3 Suspenze 6 13 Díky výše zmíněným problémům při stabilizaci suspenzí methylcelulosou jsem pro další formulační studie zvolila nové složení suspenzí s obsahem Polysorbátu. Nejprve jsem při přípravě suspenzí s Polysorbátem 80 a poté s Polysorbátem 20 zkoušela připravit tyto suspenze kápnutím Polysorbátu do již vzniklé suspenze nitrofurantoin-čištěná voda. Polysorbát 80 však vzhledem k vyšší viskozitě a nižší mísitelnosti s vodou po protřepání plaval na hladině. Proto jsem Polysorbát rozetřela nejprve s nitrofurantoinem v porcelánové misce a následným vypláchnutím a doplněním čištěnou vodou do celkové hmotnosti jsem připravila suspenze. Při 27
použití Polysorbátu 80 byly částice nitrofurantoinu nejlépe v suspenzi rozptýleny při obsahu 0,15 %, tj. 0,15 g na 100 g suspenze (Obrázek 8 a Obrázek 9). Vzhledem k hořké chuti suroviny je nutné pro perorální přípravky také modifikovat chuť přípravku. K úpravě jsem použila prostý sirup. Ten kromě svého vlivu na chuť také zvyšuje viskozitu přípravku. To je výhodné pro suspenze s obsahem 0,05 g a 0,10 g Polysorbátu 80 na 100 g přípravku, kde docházelo bez přítomnosti sirupu ke shlukování částic, jak je ilustrováno na Obrázku 7 V suspenzích s různým obsahem prostého sirupu jsem bohužel pozorovala snížení kvality suspenze v přítomnosti sirupu. Částice nitrofurantoinu tvořily vločky, což je z hlediska dávkování suspenze nežádoucí, zároveň docházelo u obsahu prostého sirupu v množství 75, 0 g a 99,45 g na 100 g přípravku k obtížnému roztřepání sedimentu, jak je patrné z Obrázku 11 a Obrázku 12. Ve snaze řešit vzniklé projevy nestability jsem vytvořila novou řadu suspenzi (Suspenze 12 a 13), kde byl prostý sirup nahrazen sodnou solí sacharinu v množství 0,1 g na 100 g suspenze, což odpovídá 6 tabletám sladidla. Vzhledem k velmi sladké chuti vzniklé suspenze a tvorbě vloček do 1 minuty po přidání sacharinu jsem vytvořila druhou suspenzi s polovičním množstvím sacharinu. Stejně jako u předchozí suspenze však velmi rychle (do 1 minuty po přidání sacharinu) docházelo k projevům inkompatibility, které se projevovaly tvorbou vloček. Po přibližně dvouhodinovém stání suspenzí jsem v suspenzích zaznamenala velké vločky nitrofurantoinu. 28
Obrázek 7: Shluky částic v suspenzi 6 Obrázek 8: Suspenze 8 Obrázek 9: Roztřepaná suspenze 8 Obrázek 10: Suspenze 9 Obrázek 11: Suspenze 10 po protřepání Obrázek 12: Suspenze 11 po protřepání 29
Obrázek 13: Suspenze 12 Obrázek 14: Suspenze 13 8.1.4 Suspenze 14 Polysorbát 80 jsem se v rámci preformulačních studií pokusila nahradit Polysorbátem 20. Při přípravě suspenze s obsahem 0,05 g Polysorbátu 20 docházelo zpočátku k tvorbě vloček, po vytvoření sedimentu a jeho roztřepání se vytvořila koláčová vrstva sedimentu, kterou již nešlo roztřepat, jak je ilustrováno na Obrázku 15. Suspenze s obsahem Polysorbátu 20 jsem z tohoto důvodu vyřadila z receptur vhodných pro použití v praxi. Obrázek 15: Sediment po redispergaci u suspenze 14 30
8.1.5 Suspenze 15 18 Řešení pozorované inkompatibility sladidel s použitými tenzidy umožňuje využití lékořicového extraktu. Jeho hlavní předností je současná úprava chuti přípravku a povrchová aktivita extraktu díky obsahu saponinů. 31,32 Při použití samotného suchého extraktu byly částice rovnoměrně rozptýleny, po protřepání však rychle sedimentovaly. Proto jsem zvýšila viskozitu vehikula přísadou 1 % methylcelulosového slizu (přídavek 20,0 g/100 g suspenze). Přísadou methylcelulosového slizu se sice mírně zvýšila pěnivost suspenze po protřepání, zpomalila se ale rovněž sedimentace částic v suspenzi, což umožnilo její snazší dávkování. Při použití lékořice jako ochucovadla je maximální povolená denní dávka méně než 100 mg glycyrrhizinu. 33 U osob, které konzumují 100 g lékořice denně, po dobu 4 týdnů, odpovídá denní spotřeba glycyrrhizinu 150 mg. 34 Vzhledem k opatrnosti dávkování u dětí jsem upravila obsah v suspenzi na 0,2 g suchého lékořicového extraktu na 100,0 g přípravku. Obrázek 16: Suspenze 16 31
8.1.6 Stanovení obsahu NIF ve vzorcích suspenzí Nevýhodou perorálních suspenzí je nízká fyzikální stabilita. Proto je požadováno, že suspenze musí být dobře roztřepatelná a dostatečně stabilní po dobu odběru dávky. Pro hodnocení dávkové stejnoměrnosti jsem uvažovala o stanovení množství sedimentu v odebrané dávce pomocí odstředění (centrifugace). Postup měření je uveden v kapitole 7.3.7. V rámci preformulačních studií jsem stanovovala podmínky centrifugace tak, že jsem vzorky centrifugovala při 1000 otáčkách/minutu po dobu 2 minut, 35 1500 otáčkách/minutu po dobu 5 minut a při 2000 otáčkách/minutu po dobu 10 minut. Nejlepší výsledky jsem dosáhla při posledním jmenovaném režimu. Pro stanovení množství sedimentu ve zkumavce jsem odsála kapalinu nad sedimentem pipetou a zbytek jsem zkusila usušit, Bohužel nebylo snadné tekutinu rovnoměrně odsát; pozorovala jsem ulpívání vzorku ve špičce pipety (především u suspenzí 2 5), zároveň bylo problematické odsátí vehikula po centrifugaci z důvodu zvýšené tvorby pěny. Vzhledem k použití plastových zkumavek nebylo možné ani sediment dokonale vysušit v sušárně (při 60 C po dobu 3 hod. došlo k úbytku hmotnosti v řádu tisícin gramu). Při pokusu o kvantitativní převedení sedimentu na filtrační papír, kde by došlo snáze k vysušení, se při vyplachování kyvety projevila částečná rozpustnost nitrofurantoinu ve vodě a nebylo možné přesně určit hmotnost filtračního koláče. Všechny uvedené nesnáze vedly k tomu, že centrifugaci jsem jako metodu kvantitativního stanovení množství sedimentu z dalšího zkoušení vyřadila. 32
Suspenze 3 Suspenze 2 Tabulka 8: Určení optimálních podmínek centrifugace 1000 ot./min. 2 minuty 1500 ot./min. 5 minut 2000 ot./min. 10 minut 8.2 Stabilitní studie perorální suspenze s nitrofurantoinem Na základě výsledků preformulačních studií byly pro hodnocení stability vybrány dva přípravky, které svými vlastnostmi odpovídaly předem očekávanému zadání vzhledem k formulačním i aplikačním požadavkům: Suspenze 3 s obsahem prostého sirupu a methylcelulosového slizu a Suspenze 18 s obsahem lékořicového extraktu a methylcelulosového slizu (dále jen SUS 3 a SUS 18). 33
Od každé suspenze jsem připravila dvě šarže, které jsem rozdělila vždy na dva díly a následně na tři dílčí vzorky (n=12); vzorky obou šarží (n=6) byly paralelně skladovány v chladu (2-8 C) a při pokojové teplotě (20-25 C), chráněny před světlem. Výjimkou byl vzorek SUS 18 skladovaný při pokojové teplotě, kde byla hodnocena pouze jedna šarže (n=3). V předem zvolených časových intervalech 0 1 3 7 14 30 dní (t 0 t 30 ) jsem u suspenzí sledovala zvolené parametry: ph, roztřepatelnost, barvu a obsah částic pomocí turbidimetrie. 8.2.1 Měření ph Sledování popřípadě nastavování ph na určitou hodnotu je důležité nejen při formulaci nových suspenzí, ale zároveň při sledování jejich stability. ph vehikula ovlivňuje stabilitu účinné látky, účinnost a stabilitu protimikrobních přísad v daném přípravku. 9 Zaznamenání změn v průběhu skladování může upozornit na mikrobiální kontaminaci přípravku, což může dále ovlivnit fyzikální či chemickou stabilitu přípravku. Před vlastním měřením ph vzorků jsem vzorky důkladně protřepala tak, aby došlo k roztřepání sedimentu a nevznikly bubliny. Následně jsem odlila přibližně 30 ml suspenze do kádinky, nastavila na ph metru teplotu 8 C (vzorky uchovávané v chladu), případně 20 C (vzorky uchovávaných za pokojové teploty) a do vzorku vložila elektrodu. Po ustálení hodnoty ph jsem výsledky zaznamenala do tabulky a vypočítala průměrné hodnoty k jednotlivým šaržím. Výsledky jsem zaznamenala graficky jako změny ph v čase. 34
Graf 1: Výsledky měření ph vzorků SUS 3 skladovaných v chladu Během skladování vzorků SUS 3 v chladu po dobu 30 dnů byl zaznamenán mírný pokles ph z původní hodnoty 5,42 (SD = 0,05) na hodnotu ph 5,24 (SD = 0,03) u první šarže, u druhé šarže byl zaznamenán mírný pokles ph z hodnoty 5,37 (SD = 0,05) na hodnotu ph 5,21 (SD = 0,01). Graf 2: Výsledky měření ph vzorků SUS 3 skladovaných za pokojové teploty 35
ph Vzorky SUS 3 uchovávané za pokojové teploty byly první tři dny měření charakterizovány stabilním ph bez velkých výkyvů. Mezi 3. a 7. dnem sledování ph došlo u obou šarží k poklesu ph, na hodnotu ph 5,37 (SD = 0,02) u šarže 1 a na hodnotu ph 5,31 (SD = 0,01) u šarže 2. K dalšímu poklesu došlo mezi 7. a 14. dnem. Z grafů je patrné, že větší výkyvy v ph vykazuje v daném časovém úseku suspenze uchovávaná za pokojové teploty, naopak stabilnější je z hlediska změn ph suspenze skladovaná v chladu. Pro správné fungování sorbanu draselného by se mělo ph pohybovat v rozmezí 5-6, z tohoto hlediska lze předpokládat, že změna ph aktivitu protimikrobní látky neovlivní. 6,00 5,90 5,80 5,70 5,60 5,50 5,40 5,30 5,20 5,10 5,00 Šarže 1 Šarže 2 0. den 1. den 3. den 7. den 14. den 30. den Graf 3: Výsledky měření ph vzorků SUS 18 skladovaných v chladu Na rozdíl od předchozí formulace nedocházelo u SUS 18 po dobu prvních 14 dnů k výrazným změnám ph. Mezi 14. a 30. dnem sledování se však hodnota ph obou šarží mírně zvyšovala na hodnotu 5,78 (SD = 0,09) u šarže 1 a 5,86 (SD = 0,19). u šarže 2. Rovněž při skladování suspenze 18 za pokojové teploty docházelo v průběhu měření k postupnému vzestupu ph. 36