ТВЕРДАЯ ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА ИНДОЛ-3-КАРБИНОЛА
SOLID PHARMACEUTICAL FORM OF INDOLE-3-CARBINOL

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности, к технологии получения твердой пероральной лекарственной формы биологически активного соединения индол-3 карбинола (1) и касается способа ее получения для использования в качестве противоопухолевого средства.
Разработка новых лекарственных форм повышающих биодоступность и эффективность действия уже имеющихся лекарств - альтернатива внедрению новых препаратов, позволяющая существенно сократить сроки и расходы связанные с фармразработкой, приобрела в последние десятилетия несомненную практическую и научную значимость. Так, препараты на основе индол-3 карбинола являются широко используемыми средствами.
C<sub>9</sub>H<sub>9</sub>NO
М.м. 147,18
Индол-3-карбинол впервые был выделен из растений семейства крестоцветных в 1960 году. Это вещество содержится во всех видах капусты - брокколи, цветной, белокочанной, кольраби. Индол-3-карбинол (И3К) является уникальным химическим соединением, обладающим широким спектром противоопухолевой активности и способным воздействовать на самые различные механизмы канцерогенеза.
4
6
7
И3К ингибирует экспрессию онкогенов (ВГ и Е, Е), останавливая таким образом процесс канцерогеноза. Эффективен при лечении и профилактике дисплазий рака шейки матки, опухолей молочной железы, папиломатоза гортани.
Индол-3 карбинол обладает также выраженным противовирусным действием в отношении вируса папилломатоза человека (ВПЧ) и вызывает избирательную гибель клеток (апоптоз) зараженных ВПЧ, в том числе и клеток, подвергшихся опухолевой трансформации вызванной этим вирусом.
Пероральный способ применения препаратов на основе И3К является наиболее предпочтительным, поскольку он имеет целый ряд преимуществ перед другими способами дозирования, таких как наибольший комфорт для пациента, возможность применения гибких схем лечения, а также низкую стоимость лечения.
Поступление лекарственного вещества в системный кровоток происходит путем освобождения его из лекарственной формы и последующего всасывания через биологические мембраны. Освобождение биологически активного вещества из лекарственной формы определяется скоростью дезинтеграции лекарственной формы и временем растворения вещества в биологических жидкостях. Основным параметром характеризующим количество вещества усвоенного при этом организмом является его биодоступность (БД).
Одним из факторов существенно влияющих на биодоступность лекарств, предназначенных для перорального приема, является их растворимость в воде. Плохая биологическая доступность представляет значительную проблему, возникающую при разработке фармацевтических составов, особенно тех, которые содержат активный ингредиент плохо растворимый в воде. Плохо растворимые в воде лекарственные средства, т.е. те, растворимость которых составляет менее 10 мг/мл, обычно удаляются из желудочно-кишечного тракта до их поступления в систему кровообращения.
Биологическая доступность кристаллического И3К при пероральном применении сильно ограничена из-за его очень низкой растворимости в воде и биологических жидкостях и низкой степени абсорбции в тонком кишечнике, поэтому главное внимание при создании лекарственных форм индол-3 карбинола сосредоточено на создании условий, обеспечивающих увеличение растворимости, скорости растворения и соответственно биодоступности препарата.
Исследователями предпринимались попытки создания различных лекарственных форм индол-3-карбинола. Из уровня техники известен ряд решений, касающихся лекарственных форм И3К.
Так, известно лекарственное средство для лечения масталгии и эндометриоза (US 6689387, 10.02.2004), представляющее собой частицы И3К помещенные в крахмальную матрицу и используемые для изготовления твердых лекарственных форм для орального введения.
Описано средство для лечения неопластических заболеваний на основе И3К (US 6399645, 2002). Данное средство может быть выполнено в виде капсулы или таблетки, содержащей в качестве вспомогательных веществ лактозу, крахмал, производные целлюлозы.
Известны также различные лекарственные формы для лечения мастопатии и эндометриоза на основе производных И3К с повышенной степенью абсорбции, в том числе в виде таблеток, например, содержащих связующее, ПАВ и воду (US 2004/0156910.) Таблетки могут быть покрыты оболочкой.
Описано антиэстрогенное и антипролиферативное средство для лечения и профилактики заболеваний женской репродуктивной системы, представляющее собой таблетку покрытую оболочкой, содержащую индол-3-карбинол, а также вспомогательные вещества, при этом оно содержит в качестве вспомогательных веществ лактозу, микрокристаллическую целлюлозу, бутилгидроксианизол, крахмал кукурузный модифицированный, магния стеарат или кальция стеарат, а в качестве оболочки кишечнорастворимое покрытие акрилиз (RU 2315594, 27.01.2008).
Прототипом настоящего изобретения является способ получения лекарственной формы И3К в виде таблеток и капсул содержащих в качестве вспомогательных веществ лактозу, микрокристаллическую целлюлозу, крахмал кукурузный модифицированный, магния стеарат или кальция стеарат (RU 2601893, 30.11.15).
Все описанные лекарственные формы И3К имеют существенные недостатки касающиеся стабильности препарата и его достаточно низкой биодоступности. Поэтому вопрос получения более совершенных лекарственных форм препарата по-прежнему актуален.
Задачей стоявшей перед авторами являлось получение стабильной твердой лекарственной формы препарата с улучшенными фармакологическими характеристиками (увеличенной растворимостью, скоростью растворения, распадаемостью лекформы) и, как следствие, увеличенной биодоступностью.
Поставленная задача была решена путем микронизации активного инградиента (И3К) и подбора качественного и количественного состава вспомогательных веществ используемых для получения лекарственной формы И3К.
Одной из трудно решаемых задач фармации и клинической фармакологии является создание оптимальных условий для растворения и абсорбции (всасывания) препарата, принимаемого внутрь. От этого зависит и скорость наступления эффекта, и установление максимальной концентрации (во временном и абсолютном значении), и ряд других факторов.
Как правило, между скоростью растворения лекарственного вещества в биологических жидкостях и его БД имеется линейная зависимость. Для практически нерастворимых в воде лекарственных веществ, таких как ИЗК, скорость абсорбции часто определяется скоростью их растворения. Таким образом, повышение растворимости и скорости растворения лекарственного вещества будет способствовать как ускоренному высвобождению его из лекарственной формы, так и прохождению через биологические мембраны - всасыванию.
Для повышения растворимости лекарств используют различные физико-химические подходы: уменьшение размеров частиц, модификацию кристаллической структуры, получение твердых дисперсий лекарственных веществ и т.д.
Микронизация лекарственного вещества, как правило, позволяет увеличить площадь всасывания и степень проникновения препарата в сосудистое русло в десятки раз.
Существенным условием для улучшения растворимости и скорости растворения в данном изобретении является получение гранулометрического состава с определенными размерами микронизированного порошка используемой субстанции (И3К). Степень дисперсности оказывает большое влияние на процесс всасывания и терапевтическую эффективность. Как правило, последняя возрастает с уменьшением размера частиц лекарственного вещества.
Теоретически скорость растворения лекарственного вещества может быть повышена за счет уменьшением размера его частиц. Однако, это также приводит к увеличению свободной энергии и соответственно может служить причиной снижения стабильности при хранении и также негативно повлиять на технологические характеристики субстанции. При микронизации происходит резкое увеличение удельной поверхности частиц и вместе с тем усиливается притяжение между неполярными молекулами, что способствует процессам агломерации и агрегации. Кроме этого необходимо учитывать, что использование этого технологического приема может вызвать появление электростатического заряда на поверхности измельченного вещества, что неизбежно приведет к потере сыпучести, плохой смачиваемости, понижению химической стабильности и др. негативным явлениям.
Кристаллическое вещество (субстанция лекарственного вещества) должно быть микронизировано до размеров частиц, оптимальных для использования в лекарственной форме. Для кристаллических веществ микронизация, по-видимому, создает аморфный внешний слой на частице, что делает ее более чувствительной к влаге и способствует увеличению растворимости субстанции ЛВ.
Авторы для уменьшения размера частиц И3К, применили метод сухого помола на роторной мельнице Retsch, позволяющей не только осуществлять процесс размола, но и с одновременно просеивать продукт через калиброванное сито. Был установлен предел измельчения, который достигается в диапазоне 100 микрон (100000 нм), после чего материал начинает компоноваться в измельчающей камере.
Было также установлено, что процесс микронизации должен проводиться при температуре, которая не вызывает деструктивных изменений лекарственного средства. Так как И3К является лабильным соединением, то для его микронизации предпочтение было отдано температурам обработки в интервале не превышающем 30 до 40°С.
Для создания лекарственной формы практически во всех случаях необходимо применение тех или иных вспомогательных веществ. Создание эффективных лекарственных препаратов требует применения большого числа вспомогательных веществ. До недавнего времени к вспомогательным веществам предъявляли требования фармакологической и химической индифферентности. Однако выяснилось, что эти вещества могут в значительной степени влиять на фармакологическую активность лекарственных веществ: усиливать действие лекарственных веществ или снижать их активность, изменять характер действия под влиянием разных причин, а именно комплексообразования, молекулярных реакций, интерференции и др.
Природа, количество и соотношение используемых для изготовления лекарственной формы вспомогательных веществ существенно влияют на растворимость, скорость растворения и другие характеристики технологической смеси используемой для получения твердых лекарственных форм.
подобран
экспериментально
качественный
количественный
для состава 1:
В результате анализа литературных данных авторами был теоретически обоснован,  и  проверен  и  состав вспомогательных веществ для изготовления твердых лекарственных форм препарата на основе И3К (в двух вариантах) в состав которого были включены
лактоза, микрокристаллическая целлюлоза, крахмал кукурузный модифицированный, соли стеариновой кислоты кальциевая или магниевая, натрий крахмала гликолят в следующих соотношениях:
Индол-3 карбинол
0,15-0,200 г
Вспомогательные вещества:
Лактоза
0,110-0,140 г
Целлюлоза микрокристаллическая
0,034-0,064 г
Крахмал кукурузный модифицированный Starch 1500
0,06-0,095 г
Натрий крахмала гликолят
0,03-0,05 г
Соли стеариновой кислоты кальциевая или магниевая
0,001-0,04 г
Для состава 2:
лактоза, микрокристаллическая целлюлоза, крахмал кукурузный модифицированный, соли стеариновой кислоты кальциевая или магниевая, кроскармеллоза натрия в следующих соотношениях:
Индол-3 карбинол
0,15-0,200 г
Вспомогательные вещества:
Лактоза
0,110-0,140 г
Целлюлоза микрокристаллическая
0,034-0,064 г
Кроскармелоза натрия
0.030-0,004 г
Крахмал кукурузный модифицированный Starch 1500
0,06-0,095 г
Соли стеариновой кислоты кальциевая или магниевая
0,001-0,04 г
Заявляемые соотношения компонентов, найденные экспериментальным путем, являются оптимальными и позволяют при использовании микронизированного лекарственного вещества И3К получить технический результат, соответствующий поставленной задаче.
Технический результат
(состав 1)
(состав 2)
достигается созданием фармацевтических композиций (состава 1 и состава 2) на основе индол-3 карбинола в виде твердых капсул, получаемых путем микронизации И3К на мельнице Retsch с одновременным просеиванием И3К (сито с размером пор 100 микрон), последующем добавлении вспомогательных веществ: лактозы, микрокристаллической целлюлозы, крахмала кукурузного модифицированного, солей стеариновой кислоты кальциевой или магниевой, натрий крахмала гликолята  или лактозы, микрокристаллической целлюлозы, крахмала кукурузного модифицированного, солей стеариновой кислоты кальциевой или магниевой, кроскармеллозы натрия , перемешивании компонентов фармацевтической композиции и наполнении твердых желатиновых или целлюлозных капсул полученной смесью при следующем соотношении компонентов, г/ капсулу:
Состав 1
Индол-3 карбинол
0,15-0,200 г
Вспомогательные вещества:
Лактоза
0,110-0,140 г
Целлюлоза микрокристаллическая
0,034-0,064 г
Крахмал кукурузный модифицированный Starch 1500
0,06-0,095 г
Натрий крахмала гликолят
0,03-0,05 г
Соли стеариновой кислоты кальциевая или магниевая
0,001-004 г
Состав 2
Индол-3 карбинол
0,15-0,200 г
Вспомогательные вещества:
Лактоза
0,110-0,140 г
Целлюлоза микрокристаллическая
0,034-0,064 г
Кроскармелоза натрия
0.030-0,004 г
Крахмал кукурузный модифицированный Starch 1500
0,06-0,095 г
Соли стеариновой кислоты кальциевая или магниевая
0,001-004 г
Технологические особенности производства заявляемой твердой лекарственной формы И3К не создают сложностей при ее массовом производстве, а потребительская форма обладает повышенной биологической доступностью и удобством при приеме и хранении.
in vitro
Биологическую доступность полученного лекарственного средства можно установить тремя различными путями: методами  с помощью приборов; методами in vivo на животных или у здоровых людей-добровольцев.
in vitro
Установление биологической доступности методами  основано на корреляционной зависимости между скоростью всасывания и скоростью растворения лекарственного вещества. Поэтому метод определения растворимости и скорости растворения служит одним из основных методов определения эффективности лекарственного вещества.
Принцип действия созданных для этого многочисленных приборов заключается в механическом разрушении лекарственной формы и диффузии лекарственного вещества в воду или другую растворяющую среду, имитирующую биологическую жидкость. По мере высвобождения или после полного высвобождения лекарственного вещества растворяющую жидкость удаляют из прибора. Полученные пробы подвергают анализу, используя химические или физико-химические методы. Лекарственная форма признается соответствующей требованиям скорости высвобождения, если в течение установленного интервала времени в раствор переходит не менее 80% исследуемого вещества.
in vitro
(1 и 2)
Заявляемая фармацевтическая композиция успешно прошла испытания  и в результате было показано, что с помощью новых составов  фармацевтических композиций удалось существенно увеличить скорость растворения и растворимость и соответственно биодоступность действующего вещества - индол-3 карбинола (Фиг. 1).
Заявляемые фармацевтические композиции позволяют получить технический результат, соответствующий поставленной задаче: получены лекарственные препараты обладающие увеличенной степенью растворения, скоростью растворения, распадаемостью лекформы и, как следствие, увеличенной биодоступностью, по качеству отвечающие требованиям Государственной Фармакопеи XI и XII изданий, имеющие срок годности не менее 2-х лет и обеспечивающие высокий фармакотерапевтический эффект активного вещества.
Реализация заявляемого изобретения иллюстрируется конкретными примерами, но не ограничивается ими.
Пример 1
Микронизации И3К
Для размола индол-3 карбинола авторы использовали ультрацентробежную мельницу Retsch ZM-200.
За счет вибрационного питателя, который подключается к мельнице через специальный разъем гарантируется равномерное измельчение и просеивание при максимальной пропускной способности. Особое значение имеет использование циклона, которым оснащена мельница. Материал (лекарственное вещество) дополнительно охлаждается потоком воздуха, что важно для поддержания температуры размола в пределах нет превышающих 30-40°С.
В мельницу загружают индол-3 карбинол имеющий размер частиц 300-400 микрон и, предварительно установив на мельницу сито с размером пор 100 микрон при скорости 8000 об/мин, проводят процесс микронизации.
В результате получают порошок с размером частиц менее 100 микрон. (90-95% порошка И3К при этом имеют размер частиц 87-90 микрон).
Пример 2.
Получение фармацевтической композиции состава 1
В смеситель загружают 200 г микронизированного И3К и 110 г лактозы просеянной и перемешивают в течение 5 минут. Затем добавляют 64 г целлюлозы микрокристаллической просеянной, 95 г крахмала кукурузного модифицированного сухого просеянного и 30 г натрия крахмал гликолята просеянного. Смесь перемешивают в течение 7-10 минут, затем прибавляют 1,0 г магния стеариновокислого просеянного, перемешивают смесь в течение 5-7 минут.
Получают 500 г однородного порошка, содержащего 200 г ИЗК, стабильного в течение 2 лет и соответствующего требованиям предъявляемым к фармацевтическим средствам. Готовый продукт капсулируют используя твердые желатиновые или целлюлозные капсулы.
Пример 3.
Получение фармацевтической композиции состава 2
В смеситель загружают 200 г микронизированного И3К и 140 г лактозы моногидрата просеянной и перемешивают в течение 5 минут. Затем добавляют 34 г целлюлозы микрокристаллической просеянной, 95 г крахмала кукурузного модифицированного сухого просеянного и 30 г кроскармеллозы натрия просеянного. Смесь перемешивают в течение 7-10 минут, затем прибавляют 1,0 г магния стеариновокислого просеянного, перемешивают смесь в течение 5-7 минут.
Получают 500 г однородного порошка, содержащего 200 г И3К, стабильного в течение 2 лет и соответствующего требованиям предъявляемым к фармацевтическим средствам. Готовый продукт капсулируют используя твердые желатиновые или целлюлозные капсулы.
Пример 4
Методика определения скорости и степени высвобождения индол-3 карбинола из твердых желатиновых капсул.
«состава 1»
«состава 2»
Определение степени высвобождения И3К из твердых желатиновых капсул для  и  проводят используя прибор «Лопастная мешалка». Среда растворения - фосфатный буферный раствор с рН=6,8; объем - 900 мл. Скорость вращения мешалки - 100 об/мин, время растворения - 45 мин.
В сосуды для растворения помещают по 1 капсуле испытуемого препарата. Через 45 мин из каждого сосуда отбирают пробу, фильтруют через бумажный фильтр «синяя лента», отбрасывая первые порции фильтрата.
5 мл фильтрата помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора фосфатным буферным раствором с рН=6,8 до метки и перемешивают (испытуемый раствор).
Измеряют оптическую плотность каждого фильтрата относительно среды растворения на спектрофотометре в максимуме поглощения при дине волны 278±2 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.
Раствор сравнения - фосфатный буферный раствор с рН=6,8.
Параллельно измеряют оптическую плотность раствора стандартного образца И3К.
Количественное определение И3К.
Количественный анализ проводят методом УФ-спектрофотометрии. Оптическую плотность проб измеряют на спектрофотометре Cary 50, «Varian Inc.», оснащенным программой для обработки данных, при длине волны 278 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. Параллельно измеряют оптическую плотность раствора стандарта индол-3 карбинола с концентрацией 0,01 мг/мл в соответствующем буфере. В качестве раствора сравнения берут тот же буферный раствор, который использовался в качестве среды растворения.
2
. Профиль растворения.
Определяют скорость и степень высвобождение И3К из твердых желатиновых капсул.
Последовательный отбор проб проводят через 10, 15, 20, 30, 45 мин по 5 мл, причем такой же объем соответствующего буферного раствора добавляется в среду растворения для сохранения объема. Полученные пробы охлаждают до комнатной температуры в течение 20-30 мин, затем фильтруют через бумажный фильтр «синяя лента». Для получения статистически достоверных результатов исследование проводили 12 раз для каждого вида капсул
Результаты
. Данные, полученные в результате тестов (Табл. 1-3) отвечают заданным критериям приемлемости.