Совершенствование технологии культивирования штамма женьшеня, разработка капель для приема внутрь и буккальных пленок на его основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.04.01, кандидат фармацевтических наук Громова, Олеся Николаевна

• Громова, Олеся Николаевна
• кандидат фармацевтических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат фармацевтических наук Громова, Олеся Николаевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ *

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Современное применение биотехнологии

1.1.1 Биотехнология лекарственных растений — перспективное направление получения ценного лекарственного сырья

1.1.2 Нанобиотехнология в медицине и фармации

1.2 Способы получения селективных клеточных линий и методы оптимизации условий культивирования изолированных тканей растений

1.3 Фитохимический состав биомассы женьшеня

1.4 Экстрагирование лекарственного растительного сырья

1.5 Иммунотерапевтические лекарственные4 средства растительного происхождения на фармацевтическом рынке

1.5.1 Капли для приемы внутрь - перспективная жидкая лекарственная форма иммунопрепаратов

1.5.2 Трансдермальные терапевтические системы (TTC) — современные пути доставки БАВ

1.5.3 Характеристика пленок на основе лекарственного растительного сырья

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Экстрагенты и растворители

2.3 Вспомогательные вещества и реактивы

2.4 Методика приготовления питательных сред для выращивания изолированных клеток растений

2.5 Методы товароведческого анализа биомассы

2.6 Методы получения извлечений из биомассы женьшеня

2.7 Определение микробиологической чистоты капель для приема внутрь

2.8 Технология пленок с водным извлечением из биомассы женьшеня

2.9 Методы математико-статистической обработки результатов измерений

ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ СЕЛЕКТИВНОЙ КЛЕТОЧНОЙ ЛИНИИ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ БИОМАССЫ ЖЕНЬШЕНЯ

3.1 Получение селективной клеточной линии женьшеня

3.2 Товароведческий и фитохимический анализ биомассы селективной линии женьшеня

3.3 Культивирование штамма и селективной клеточной линии женьшеня на среде содержащей стекловидные минеральные добавки «AVA»

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ ШТАММОВ ЖЕНЬШЕНЯ, КАК МОДЕЛИ ЖИВОЙ СИСТЕМЫ, ДЛЯ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ НАНОМАТЕРИАЛОВ

4.1 Описание углеродных нанотрубок (УНТ)

4.2 Культивирование биомассы женьшеня на средах с УНТ

4.3 Оценка основных маркеров морфолого-физиологического состояния клеток,СД

4.4 Сравнительное исследование основных биохимических маркеров физиологического состояния клеток селективной клеточной линии женьшеня, культивируемых на средах с УНТ

4.5 Модифицирующее влияние УНТ на уровень синтеза основных действующих веществ в биомассе женьшеня

4.6 Исследования хронической токсичности биомассы женьшеня, выращенной на питательной среде с УНТ

Выводы по главе

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОДНЫХ

ИЗВЛЕЧЕНИЙ НА ОСНОВЕ БИОМАССЫ ЖЕНЬШЕНЯ

5.1 Анализ технологических свойств биомассы женьшеня

5.2 Исследование процесса экстрагирования биомассы женьшеня СД методом мацерации водой очищенной

5.3 Разработка условий экстрагирования биомассы женьшеня СД

5.4 Оценка качества и стандартизация извлечений из биомассы женьшеня Выводы по главе

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И СОСТАВА

КАПЕЛЬ ДЛЯ ПРИЕМА ВНУТРЬ

6.1 Разработка состава лекарственной формы «капли для приема внутрь»

6.2 Определение показателей качества капель для приема внутрь с извлечением из биомассы женьшеня СД

6.3 Разработка технологической схемы

6.4 Проект НД на капли для приема внутрь, полученные на основе водного извлечения из биомассы женьшеня СД

6.5 Определение сроков хранения капель для приема внутрь 126 Выводы по главе

ГЛАВА 7. РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ

БУККАЛЬНЫХ ПЛЕНОК

7.1 Выбор компонентов для матрицы пленок

7.2 Разработка технологии и выбор состава пленки на основе биомассы женьшеня СД

7.3 Определение показателей качества буккальных пленок с извлечением из биомассы женьшеня СД на основе матрицы №

7.4 Изучение гигроскопичности пленок

7.5 Разработка технологической схемы

7.6 Определение сроков хранения пленок на основе биомассы женьшеня

Выводы по главе

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии культивирования штамма женьшеня, разработка капель для приема внутрь и буккальных пленок на его основе»

Актуальность работы

По данным ВОЗ в настоящее время в комплексной терапии и профилактике различных заболеваний актуальным остается вопрос разработки новых препаратов растительного происхождения. Наибольший интерес представляют фитопрепараты, обладающие иммуномодулирующим и адаптогенным действием.

Природные запасы лекарственных растений» сокращаются вследствие часто неправильной и нерегламентированной их заготовки. Некоторые лекарственные растения на территории России не произрастают или произрастают в ограниченном количестве, что» определяет потребность в импортировании сырья. Решение проблемы« бесперебойного обеспечения фармацевтической промышленности растительным сырьём' возможно благодаря применению метода культуры изолированных органов, тканей и клеток высших растений, который характеризуют следующие преимущества: возможность получения экологически чистой биомассы ценных и редких лекарственных растений, не произрастающих на территории РФ, или имеющих ограниченный ареал и подлежащих охране; осуществлять направленный биосинтез биологически активных веществ (БАВ), а также трансформировать дешевые предшественники в ценный продукт; возможность создавать принципиально новые целевые продукты, превосходящие традиционные по своим показателям качествам (Носов A.M., 1991, 2011, Лутова Л.А., 2003).

Биотехнология растительных клеток и тканей, достигла к настоящему времени высокого технического уровня, пригодность её для решения ряда биологических, ботанических и медицинских проблем не вызывает сомнения, практическое использование его также перспективно (Строгов С.Е., 2007). Важнейшими условиями для промышленного выращивания штаммов-продуцентов БАВ является высокая продуктивность, стабильность и экономичность за счет возможности культивирования на простых питательных средах.

Культивируемые in vitro клетки растений, являясь моделью живой биосистемы, могут с успехом использоваться для решения важных теоретических, а также практических задач в медицине.

Цель и задачи исследования

Целью работы является совершенствование технологии выращивания биомассы штамма женьшеня (Panax ginseng С. А. Меу (сем. Araliaceae)), а также разработка состава и технологии капель для приема внутрь и буккальных пленок на основе водных извлечений из биомассы селективной линии женьшеня.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:

1. Оптимизировать технологию выращивания штамма женьшеня на модифицированных питательных средах с получением селективной клеточной линии.

2. Оценить стабильность селективной клеточной линии по основным показателям качества с паспортизацией полученной линии.

3. Показать возможность использования растительных клеток in vitro как модели для оценки влияния наноматериалов на биосистемы на примере углеродных нанотрубок (УНТ).

4. Научно обосновать и экспериментально разработать способ получения водных извлечений из биомассы селективной линии как матрицы для получения новых лекарственных средств (JIC).

5. Разработать состав и технологию жидкой лекарственной формы -капель для приема внутрь на основе водного извлечения.

6. Разработать состав и технологию буккальных пленок на основе водного извлечения.

7. Предложить показатели качества и разработать НД на капли для приема внутрь и буккальные пленки.

Научная новизна

1. Усовершенствована технология культивирования штамма женьшеня, в результате которой получена новая селективная гормононезависимая по кинетину клеточная линия. Доказана стабильность полученной селективной клеточной линии по основным показателям качества-на протяжении пяти лет.

2. Показана возможность применения полученной селективной клеточной линии, как модели живой биосистемы при модификации питательных сред с использованием высокоэффективных экологически чистых стекловидных минеральных добавок «AVA» (ЗАО «Агровит»), а также как тест-системы для оценки безопасности использования наноматериалов, на примере УНТ.

3. Научно обоснована и экспериментально разработана технология I водного извлечения из биомассы селективной клеточной линии женьшеня, примененного в качестве матрицы для получения новых лекарственных средств.

4. Впервые на основе водного извлечения из биомассы селективной клеточной линии женьшеня разработаны капли для приема внутрь и буккальные пленки. Установлены показатели качества новых лекарственных средств:

Практическая значимость

1. Предложена комплексная технология выращивания биомассы женьшеня на модифицированной питательной среде, позволяющая повысить эффективность процесса культивирования на 40% (за календарный год) за счет сокращения цикла культивирования на 10 суток. Разработан паспорт на полученную клеточную линию. В производственных условиях в ХБО при РАН «Фирма Вита» доказана воспроизводимость и эффективность разработанной технологии (Акт апробации от 15.09.2011г.).

2. Показана возможность использования культивируемых in vitro клеток, как биологической модели для оценки влияния наноматериалов 9

УНТ) и минеральных стекловидных добавок «AVA» (Акт апробации от 24.09.2009г.) на жизнеспособность и физиологическую активность клеток.

3: Разработана технология водного извлечения из биомассы, женьшеня; как матрицы, для- получения новых JTC с обогащенным содержанием БАВ.

4. Подобраны составы и разработаны, технологические схемы производства, капель для приема внутрь и буккальных пленок. Разработана. НД на данные ЛС.

Результаты выполненной» работы используются, в, учебном: процессе ГБОУ ВПО , СПХФА Минздравсоцразвития России, при изучении дисциплины «Биотехнология растительных тканей» по специальности: 240901 «Биотехнология»; при обучении слушателей и интернов на факультете дополнительного профессионального образования (ФДПО); (Акт о внедрении от 19.04.2011г.).

Апробация работы

Основные результаты диссертационной? работы прошли апробацию-' Hat научно-практической конференции «Фармация из века в век» (СПб, 2008), научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения в многопрофилыiых учреждениях» (CFl6j 2009) межвузовской научной конференции студентов и молодых ученых «Фармация? в XXI веке: эстафета поколений» (СПб; 2009); 64-ой региональной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической^ продукций» (Пятигорск, 2009), . международной конференции с элементами; научной школы для; молодежи; «Инновационные материалы и технологии в химической и фармацевтической? отраслях промышленности» (Москва, 2010), научно-практической конференции^ посвященной 65-летию- факультета промышленной? технологии* лекарств'. (СПб; 2010), 5-ой Всероссийской научно-практической, конференции; с международным участием: «Здоровье - основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения» (СПб, 2010), 9-ой научно-практической

• ' 10 конференции «Исследование, разработками применение высоких технологий в промышленности» (СПб, 2010), конференции «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2010), 66-ой региональной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической »продукции» (Пятигорск, 2011), XV Международном Съезде «Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения Фитофарм-2011» (Нюрнберг, 2011), Международная конференция «Topics in experimental evolution of organisms» (Алушта, 2011).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, из них 5 в журналах, входящих в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК».

Положения, выносимые на защиту

1. Технология культивирования биомассы растительных тканей на модифицированных питательных средах с получением селективной гормононезависимой по кинетину клеточной линии женьшеня, позволившая значительно сократить время культивирования, удешевить производство и повысить качество биомассы по содержанию действующих веществ.

2. Возможность использования полученной селективной клеточной линии, как модели биосистемы для оценки влияния наноматериалов на морфолого-физиологические, биохимические и фитохимические характеристики изолированных клеток растений.

3. Технология получения водного извлечения из селективной клеточной линии женьшеня, позволившая увеличить в 2,3 раза содержание водорастворимых полисахаридов по сравнению со спирто - водным извлечением.

4. Обоснование и разработка состава, технологии и стандартизация! капель для приема внутрь на основе водного извлечения из биомассы женьшеня.

5. Обоснование и разработка состава, технологии и стандартизация буккальных пленок на основе водного извлечения из биомассы женьшеня.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), экспериментальной части (главы 2-7), общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 45 таблиц, 26 рисунков. Список литературы включает 153 источника, в том числе 36 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Технология получения лекарств», Громова, Олеся Николаевна

Результаты исследования хронической токсичности извлечений из биомасс, выращенных на средах, содержащих УНТ

В период наблюдения общее состояние животных в опытной группе (группа 5) не отличалось от состояния животных из групп сравнения: крыс, которым вводили сравниваемые образцы, образец-2 (группа 3) и образец-3 (группа 4), крыс, которым вводили только воду (группа 1) и образец-1 (группа 2) в дозах и объемах, описанных в п. 4.5. Также не было отмечено различий в потреблении корма и воды между животными из этих групп. Шерстный покров в течение всего срока наблюдения оставался без изменений, не наблюдалось очагов облысения, побледнения слизистых, изменений движения, сбоев в дыхании.

1. Динамика массы тела

Изменения массы тела экспериментальных животных на протяжении эксперимента представлены в таблице 1.

В течение 56 дней опыта у крыс из контрольной группы, которым вводили воду (группа 1), и животных, которым вводили сравниваемые образцы 2и 3 и образец-1 (группы 2 - 5), наблюдалась положительная динамика массы тела: прирост массы к окончанию эксперимента составил от 33 % до 56 % по сравнению с исходными данными. Статистически достоверных различий в динамике массы тела между группами животных не выявлено.

Таким образом, тестируемый образец-4, не оказывал токсического воздействия на динамику массы опытных животных в хроническом эксперименте. Также не было замечено токсического действия образца-1 (группа 2) на динамику массы крыс в данных условиях эксперимента.