Analiza układu centrów paramagnetycznych w termicznie sterylizowanym diklofenaku

Wolne rodniki mogą powstawać m.in. w procesie fotolizy, radiolizy, termolizy i sonolizy oraz w wybranych reakcjach chemicznych [1-3]. Termoliza jest procesem polegającym na hemolitycznym rozpadzie wiązania kowalencyjnego w cząsteczce w wyniku zaabsorbowanej energii cieplnej [2,3]. Zjawisko takie może zachodzić podczas termicznej sterylizacji leków, a produkty rozpadu cząsteczki, w tym szczególnie niebezpieczne wolne rodniki, mogą zanieczyszczać sterylizowaną substancję leczniczą. Wolne rodniki zawarte w substancji leczniczej mogą powodować w organizmie efekty toksyczne. Nie znane są właściwości wolnych rodników w większości sterylizowanych substancji leczniczych. W niniejszej pracy wykonano analizę układu wolnych rodników w sterylizowanym termicznie diklofenaku.
Diklofenak należy do grupy niesteroidowych leków przeciwzapalnych - NLPZ [4]. Wykazuje silne działanie przeciwzapalne, przeciwbólowe, przeciwgorączkowe. Diklofenak wiąże się z dwoma izoformami cyklooksygenazy (COX1 i COX 2) poprzez co blokuję syntezę prozapalnych prostaglandyn z kwasu arachidono- wego.
Techniką pozwalającą na ocenę koncentracji wolnych rodników zanieczyszczających termicznie sterylizowane substancje lecznicze jest spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego EPR. 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 15B, aby uniknąć nasycenia mikrofalowego linii. W pracy wykonano badania wolnych rodników w diklofenaku sterylizowanym termicznie. Sterylizację termiczną leku prowadzono w sterylizatorze z wymuszonym obiegiem powietrza w temperaturze180oC. Próbkę ogrzewano w czasie 30 minut.
Dla diklofenaku wyjściowego nie poddanego obróbce termicznej nie rejestrowano widm EPR. Oznacza to, że w badanej substancji leczniczej nie występują wolne rodniki. Widma EPR diklofenaku ogrzewanego w temperaturze 180°C charakteryzowała wysoka asymetria. W pracy zbadano zmiany tej asymetrii w zależności od stosowanej mocy mikrofalowej. Zdefiniowano następujące parametry asymetrii poddane analizie: A1/A2, A1-A2, B1/B2, B1-B2. Zasady wyznaczania parametrów asymetrii pokazano na RYSUNKU 1.
Na RYSUNKU 1 a i b przedstawiono zależność parametrów A1/A2 i B1/B2, od mocy mikrofalowej wyrażonej w jednostkach względnych (M/M0).
Widać wyraźnie, że parametry te zależą w znacznym stopniu od mocy mikrofalowej. Wszystkie zbadane parametry maleją ze wzrostem mocy mikrofalowej. Zmiana parametrów asymetrii kształtu linii EPR wskazuje na występowanie więcej niż jednej grupy wolnych rodników w sterylizowanym termicznie diklofenaku. Średni współczynnik rozszczepienia spektroskopowe¬go g wynoszący 2,0027 świadczy, że niesparowane elektrony zlokalizowane są na atomach tlenu.
Zarejestrowano również wpływ mocy mikrofalowej na podstawowe parametry linii EPR termicznie sterylizowanego diklofenaku. Amplituda linii EPR rośnie ze wzrostem mocy mikrofalowej, osiąga wartość maksymalną, a następnie maleje ze wzrostem mocy mikrofalowej. Szerokość linii EPR diklofenaku rośnie ze wzrostem mocy mikrofalowej. Zależności te są charakterystyczne dla wolnych rodników rozmieszczo¬nych jednorodnie w próbce. Oznacza to, że wykonany proces sterylizacji termicznej powoduje generowanie wolnych rodników w całej objętości próbki.
Otrzymane wyniki badań spektroskopowych z wykorzystaniem metody elektronowego rezonansu paramagnetycznego wskazują na silne oddziaływania magnetyczne spin-spin w sterylizowanym diklofenaku. Oddziaływania te poszerzają linie EPR (ABpp=0,80mT) i są charakterystyczne dla wolnych rodników położo¬nych blisko siebie w strukturze molekularnej leku.
Przeprowadzone analizy pozwalają wyciągnąć następujące wnioski: sterylizacja termiczna diklofenaku w temperaturze 180°C powoduje powstawanie wolnych rodników w leku. Wolne rodniki nie występują w diklofenaku nie poddanym sterylizacji. Zmian asymetrii linii EPR wraz ze wzrostem mocy mikrofalowej jest charakterystyczna dla złożonego układu wolnych rodników w próbce. Wolne rodniki w sterylizowanym termicznie diklofenaku są rozmieszczone jednorodnie, na co wskazuje charakter zmian parametrów linii EPR wraz ze wzrostem mocy mikrofalowej. Wolne rodniki w sterylizowanym termicznie diklofenaku są rozmieszczone blisko siebie, na co wskazuje poszerzenie dipolowe linii EPR. W diklofenaku sterylizowanym termicznie zachodzą wolne procesy relaksacji spin- sieć. Spektroskopia EPR jest metodą przydatną do oceny właściwości wolnordnikowych sterylizowanego termicznie diklofenaku.

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