Ocena koncentracji, trwałości i typu wolnych rodników powstających w tramadolu pod wpływem wysokiej temperatury

Wpływ wysokiej temperatury na substancje biologicznie czynne jest szczególnie istotny w kontekście termicznej sterylizacji leków. Wysoka temperatura, zabójcza dla mikroorganizmów, może powodować zrywanie się wiązań chemicznych a co za tym idzie powstawanie produktów rozpadu. Wśród produktów rozpadu powstających pod wpływem działania wysokiej temperatury w substancjach leczniczych szczególne miejsce zajmują wolne rodniki. Ich wyjątkowa pozycja wynika z faktu, iż nawet niewielkie koncentracje wolnych rodników mogą powodować niebezpieczne następstwa podczas farmakoterapii zanieczyszczonymi substancjami leczniczymi. Ważny jest fakt, że wolne rodniki mogą negatywnie wpływać na pacjenta nawet w bardzo niewielkich stężeniach. Dotyczy to zwłaszcza leków podawanych parenteralnie, między innymi tramadolu.
Tramadol jest syntetycznym lekiem przeciwbólowym o opioidowym i nieopioidowym mechanizmie działaniu [1-2].
Metodą, która pozwala na ilościowe oraz jakościowe pomiary wolnych rodników w termicznie sterylizowanych lekach jest spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego EPR. Sterylizację termiczną tramadolu wykonano w suszarce z wymuszonym obiegiem powietrza w temperaturze 180°C. Czas sterylizacji wynosił 30 minut. Próbki miały postać sproszkowaną. Pomiary EPR wykonano za pomocą spektrometru elektronowego rezonansu paramagnetycznego na pasmo X (9.3GHz) produkcji RADIOPAN - Poznań. Zastosowano modulację pola magnetycznego wynoszącą 100kHz. Częstotliwość promieniowania mikrofalowego rejestrowano miernikiem MCM 101 produkcji RADIOPAN - Poznań.
Widma EPR rejestrowano w postaci pierwszej pochodnej absorpcji przy wysokim tłumieniu 15dB, aby uniknąć nasycenia mikrofalowego linii. Całkowita moc mikrofalowa wytwarzana przez klistron wynosiła około 2.2mW. Wyznaczono następujące parametry widm EPR: amplitudę linii, szerokość linii oraz współczynnik rozszczepienia spektroskopowego g. Określono również koncentrację wolnych rodników oraz ich stabilność. Wzorcem zewnętrznym służącym wyznaczeniu koncentracji wolnych rodników w termicznie sterylizowanym tramadolu była ultramaryna. Natomiast wzorcem pomocniczym na trwale umieszczonym we wnęce rezonansowej był kryształ rubinu. Określono także wpływ mocy mikrofalowej na podstawowe parametry widm EPE - amplitudę i szerokość linii EPR.
Dla tramadolu nie poddanego obróbce termicznej, nie obserwowano widm EPR. Oznacza to, że w badanej substancji leczniczej nie występują trwałe centra paramagnetyczne.
Widma EPR badanego leku sterylizowanego w temperaturze 180°C stanowią asymetryczne szerokie linie (RYS. 1), co wskazuje na silne oddziaływania magnetyczne spin-spin w sterylizowanym termicznie tramadolu. Oddziaływania te poszerzają linie EPR i są charakterystyczne dla wolnych rodników położonych blisko siebie w strukturze molekularnej leku.
Zarejestrowano wpływ mocy mikrofalowej na amplitudę i szerokość linii EPR. Taki charakter zmian (RYS. 2) wskazuje, że wolne rodniki w termicznie sterylizowanym tramadolu są rozmieszczone jednorodnie w całej objętości próbki. Zaobserwowano wpływ czasu przechowywania na koncentracje wolnych wodników (proporcjonalną do wartości amplitudy linii EPR) w termicznie sterylizowanym tramadolu (RYS. 3). Ilość wolnych rodników maleje w kolejnych dniach pomiarowych. Zjawisko to może być związane z procesami rekombinacji pomiędzy blisko siebie położonymi wolnymi rodnikami oraz interakcji z paramagnetycznym tlenem atmosferycznym.
Nie zaobserwowano wpływu czasu przechowywania na szerokość linii EPR tramadolu.
Wyznaczono współczynnik rozszczepienie spektroskopowego g świadczący o typie wolnych rodników znajdujących się w próbce. Otrzymany wynik g=0,0027 sugeruje, że niesparowane elektrony zlokalizowane są na atomach tlenu. Nie zaobserwowano wpływu czasu przechowywania na średni współczynnik rozszczepienia spektroskopowego g.
Wszystkie przedstawione dane wskazują, że wysoka temperatura (180°C) powoduje generowanie się dużej ilości wolnych rodników. Asymetryczne, złożone linie EPR wskazują na istnienie kilku typów wolnych rodników w tramadolu poddanemu obróbce termicznej. Poszerzenie dipolowe linii EPR sugerują niewielkie odległości pomiędzy wolnymi rodnikami. Nasycenie mikrofalowe widm EPR wskazuje na jednorodne rozmieszczenie wolnych rodników w sterylizowanym termicznie tramadolu. Wraz z czasem przechowywania koncentracja wolnych rodników maleje.

Czasopismo: Engineering of Biomaterials
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne
Dyscypliny: inżynieria materiałowa