substancje hydrokolo..
Transkrypt
substancje hydrokolo..
Farmakoterapia Zastosowanie substancji hydrokoloidowych w lecznictwie Wiele preparatów farmaceutycznych stosowanych na błony śluzowe zawiera polimery. Dzięki dużej masie cząsteczkowej oraz specyfice wiązań w nich występujących mają one właściwości mukoadhezyjne. Nowoczesna technologia stwarza dziś wiele możliwości formułowania takich postaci leku, które poprzez odpowiedni dobór substancji bioadhezyjnych są łatwe do naniesienia na błony śluzowe i utrzymują się na nich przez długi czas. Bioadhezja to stan łączenia się dwóch różnych materiałów biologicznych lub adhezja materiału biologicznego (najczęściej komórek bądź ich wydzielin, np. śluzu) do powierzchni syntetycznej, którą może być np. warstwa polimeru. Oddziaływania różnych materiałów z błoną śluzową organizmów żywych określa się terminem mukoadhezja. Materiały o właściwościach bioadhezyjnych znajdują liczne zastosowania w lecznictwie – są wykorzystywane m.in. jako kleje chirurgiczne i stomatologiczne, natomiast w technologii farmaceutycznej korzysta się przede wszystkim z polimerów mukoadhezyjnych, które w obecności wody zapewniają odpowiednio długie utrzymanie postaci leku (systemu bioadhezyjnego) w określonym miejscu aplikacji, np. w jamie ustnej, jamie nosa, oku, żołądku lub jelicie. Śluz (łac. mucus) to hydrożel o dużej lepkości, składający się z wody (ok. 95%), lipidów, soli nieorganicznych oraz mucyny. Mucyna jest glikoproteiną zbudowaną z białkowego rdzenia i bocznych łańcuchów wielocukrów. Podstawowymi aminokwasami budującymi rdzeń są: seryna, treonina i prolina, natomiast łańcuch węglowodanowy zbudowany jest z takich monosacharydów jak: L-fukoza, N-acetyloglukozamina, D-galaktoza, N-acetylogalaktozamina i kwas sialowy. Śluz powleka błonę śluzową warstwą, której grubość zależy m.in. od lokalizacji tkanki oraz jej stanu fizjologicznego i może wynosić nawet ok. 1 mm. Warstwa ta zapewnia odpowiednie nawilżenie oraz pełni funkcję ochronną, biorąc udział w wytwarzaniu miejscowej, nieswoistej odporności, a także zabezpieczając tkankę przed szkodliwym wpływem ksenobiotyków. W fizjologicznym pH śluz zazwyczaj posiada ładunek ujemny, co jest związane z obecnością w jego składzie kwasów sialowych i estrów siarczanowych wielocukrów. Właściwość ta ma olbrzymie znaczenie dla zjawiska mukoadhezji, warunkującego kilkugodzinne utrzymanie adhezyjnych form leku w miejscu aplikacji. Proces tworzenia wiązań bioadhezyjnych pomiędzy polimerem zastosowanym w postaci leku a błoną śluzową obejmuje zawsze trzy kolejno następujące po sobie etapy: • zwilżenie i spęcznienie polimeru, • wzajemne przenikanie oraz splątanie łańcuchów polimeru i mucyny, • wytworzenie słabych wiązań chemicznych pomiędzy łańcuchami. Polimery bioadhezyjne mają zdolność do wytwarzania niekowalen- cyjnych wiązań z cząsteczkami mucyny – głównego składnika warstwy śluzowej. Polimerami szeroko wykorzystywanymi w farmacji są celuloza oraz jej pochodne. Celuloza jest polisacharydem stanowiącym podstawowy element strukturalny ścian komórkowych roślin wyższych. Zbudowana jest liniowo, z 3000 –14000 cząsteczek beta-Dglukopiranozy, połączonych wiązaniami beta-1,4-glikozydowymi. Pomiędzy cząsteczkami glukozy tworzącymi jednostki dwucukrowe (celobioza) występują wiązania wodorowe. Dzięki tym licznym wiązaniom oraz wydłużonej strukturze liniowej możliwe jest powstawanie struktur określanych jako fibryle. W ich przestrzeniach tworzą się tzw. micele, które stanowią struktury krystaliczne celulozy. Poza nimi występują także wolne przestrzenie międzymicelarne oraz celuloza bezpostaciowa. Celuloza w postaci proszku jest stosowana do produkcji kapsułek i tabletek jako substancja wypełniająca (do 50%), wiążąca (5–20%) i rozsadzająca (3–15%). Pod względem chemicznym jest nierozpuszczalna w wodzie, rozcieńczonych kwasach i większości rozpuszczalników organicznych. Degradacja kwasem solnym prowadzi do zmniejszenia ciężaru cząsteczkowego. Celuloza otrzymana na drodze hydrolizy (celuloza krystaliczna, Avicel) ma zdolność do tworzenia z wodą układów żelowych. Stosowana jest jako stabilizator emulsji oraz czynnik wiążący, zapobiegający rozdzielaniu się składników ciekłych i stałych. Tę właściwość wykorzystuje się w pastach do zębów, pudrach leczniczych oraz maseczkach do twarzy. Ze względu na obecność grup hydroksylowych celuloza może tworzyć wiązania eterowe, a także ulegać reakcji estryfikacji kwasowej. Estry kwasowe oraz etery mają szerokie zastosowanie w preparatach farma7 Farmakoterapia Pierwszy krok w prewencji alergicznego nieżytu nosa1 Zacznij terapię alergii u swojego pacjenta od StopAL ceutycznych. Spośród pochodnych celulozy o właściwościach błonotwórczych zazwyczaj stosuje się azotany, octany, octanoftalany, bursztyniany, maślany oraz propioniany. Bardzo często stosowane są również: karboksymetyloceluloza (CMC), hydro ksyetyloceluloza (HEC), metyloceluloza (MC) i etyloceluloza (EC). Jedną z pochodnych celulozy najpowszechniej wykorzystywaną w przemyśle farmaceutycznym jest hydroksypropylometyloceluloza (HPMC, Methocel, Metolose) – hypromeloza. HPMC to polimer hydrofilowy zawierający nie mniej niż 19%, a nie więcej niż 30% grup metok sylowych, natomiast nie mniej niż 4% i nie więcej niż 12% grup hydroksypropylowych w przeliczeniu na suchą substancję. W przemyśle farmaceutycznym hypromeloza występuje w kilku rodzajach. Różnią się one podstawnikami oraz lepkością 2-procentrowych roztworów w temperaturze 20°C. HPMC wykorzystywana jest jako substancja wypełniająca w procesie produkcji tabletek i kapsułek o przedłużonym działaniu. W stężeniu 2–5% stosowana jest jako substancja wiążąca, a w stężeniu 2–10% jako substancja błonotwórcza podczas procesu powlekania. Hypromeloza, ze względu na doskonałe właściwości bioadhezyjne, bardzo często znajduje zastosowanie również jako składnik zwiększający lepkość kropli do oczu. W tym celu wykorzystywane są stężenia HPMC mieszczące się w granicach 0,5–1%. W zależności od użytego stężenia i lepkości roztworu substancja może być stosowana jako tzw. sztuczne łzy lub preparat diagnostyczny (w badaniach gonioskopowych). Ze względu na wielkość cząsteczki hypromeloza nie przenika do wnętrza gałki ocznej, wykazując działanie ochronne na nabłonek rogówki i spojówkę. Dzięki właściwościom nawilżającym łagodzi dolegliwości związane z wysychaniem rogówki w zespole suchego oka, odczuwane 8 jako dyskomfort, świąd i zaczerwienienie oczu. Krople do oczu mające w składzie hypromelozę stosuje się także jako preparaty ułatwiające zakładanie oraz zdejmowanie soczewek kontaktowych. Ponadto HPMC służy jako emulgator i stabilizator w żelach oraz maściach, a także składnik opatrunków adhezyjnych. Nowym wykorzystaniem właściwości bioadhezyjnych i hydrożelowych hypromelozy jest zastosowanie w postaci sprayu do nosa. Pęczniejąc po kontakcie z wydzieliną błony śluzowej nosa, HPMC tworzy hydrożel, który zapewnia skuteczną ochronę przed czynnikami zewnętrznymi, np. przed alergenami. Jednocześnie zatrzymuje wilgoć, zapewniając błonie odpowiednie, fizjologiczne nawilżenie. Karboksymetyloceluloza (CMC) najczęściej stosowana jest w postaci soli sodowej (karmeloza sodu). W kontakcie z wodą pęcznieje, tworząc hydrokoloidy, będące czynnikiem stabilizującym w emulsjach typu O/W. Wodne roztwory soli sodowej karboksymetylocelulozy wykazują lepkość, zwiększającą się wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji. Preparaty farmaceutyczne w postaci kropli do oczu zawierają karmelozę sodową, która ma również właściwości nawilżające, wykorzystywane w leczeniu dolegliwości zespołu suchego oka. CMC jest też środkiem zagęszczającym, zapobiegającym zbrylaniu, i anionowoczynnym emulgatorem. W stężeniu 4–6% jest stosowana jako składnik maści i past oraz jako podłoże hydrożelowe. W procesie granulacji na mokro wykorzystywane są roztwory wodne w zakresie stężeń 2–6%. Karmeloza sodowa znalazła również zastosowanie w procesie tabletkowania, gdyż ma właściwości rozsadzające (choć jej słabo zasadowy odczyn może mieć wpływ na hy- drolizę substancji leczniczych), a także powlekania i drażowania tabletek. Hydroksyetyloceluloza (HEC) jest substancją o właściwościach higroskopijnych, rozpuszczalną w zimnej i gorącej wodzie. Roztwory wodne HEC w stężeniu do 5% mają zastosowanie jako lepiszcza w procesie granulacji. W produkcji tabletek o przedłużonym uwalnianiu hydroksyetyloceluloza wykorzystywana jest jako substancja błonotwórcza. Roztwory o stężeniach 0,2– 0,5% i o lepkości większej niż 10 mPas wpływają na zwiększenie bioadhezji do rogówki, dlatego wykorzystywane są jako podłoża w kroplach do oczu. Pozwala to na przedłużenie przebywania preparatu w worku spojówkowym i rzadsze stosowanie kropli. HEC ma także właściwości zagęszczające dla substancji powierzchniowo czynnych (szampony, mydła), a w stężeniu 10–15% tworzy hydrożelowe podłoża do maści i kremów. Wpływa również na właściwości reologiczne kosmetyków – jest stabilizatorem emulsji, zapobiega ich rozwarstwianiu się oraz przedłuża ich trwałość. Podobne właściwości posiadają też metyloceluloza i etyloceluloza. Sproszkowana hydroksypropylometyloceluloza w zetknięciu z wilgotną błoną śluzową nosa tworzy film ochronny, który zapobiega bezpośredniemu narażeniu na alergeny wziewne nie dopuszczając do wywołania reakcji alergicznej. naturalne pochodzenie skuteczny, bezpieczny, wygodny w stosowaniu Metyloceluloza bierze udział w produkcji żeli – używana jest jako regulator konsystencji szamponów oraz kremów do golenia, stabilizator emulsji i lepiszcze w kosmetykach. Podsumowanie Celuloza oraz jej pochodne znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu farmaceutycznego; polimery te mają wielokierunkowe działanie. Wpływają na przedłużenie kontaktu substancji leczniczych z miejscami ich aplikacji dzięki dużej lepkości, a z powodu dużej masy cząsteczkowej praktycznie nie wchłaniają się z miejsc aplikacji, tworząc na nich skuteczny film, stanowiący barierę ochronną. mgr farm. Kamila Kulbaka nie powoduje senności i działań niepożądanych zmniejsza konieczność stosowania leków przeciwhistaminowych brak ryzyka interakcji lekowej i przedawkowania preparatu Odpowiedni dla: pacjentów, u których inne metody leczenia są przeciwwskazane kobiet w ciąży i karmiących piersią dzieci powyżej 18. miesiąca życia każdego alergika (alergia wziewna) nr ref STOAJ 008/2013; data oprac. 05.13 1. Josling P., Steadman S., Adv Ther. 2003 20 (4), 213-9