66404

Теоретичне та експериментальне обґрунтування застосування сучасних гелеутворювачів природного та синтетичного походження у технології м’яких лікувально-косметичних засобів

Автореферат

Химия и фармакология

Однак відомостей щодо її складу біологічної дії у науковій літературі практично немає що робить актуальним комплексне дослідження бодяги та розробку засобів місцевої дії на її основі для специфічного догляду та корекції патологічних станів шкіри.

Украинкский

2014-08-18

1.71 MB

7 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Баранова інна іванівна

УДК 615.454: 54.03.04: 665.58: 687.55

Теоретичне та експериментальне обґрунтування

застосування сучасних гелеутворювачів природного та синтетичного походження у технології м’яких

лікувально-косметичних засобів

15.00.01 – технологія ліків, організація фармацевтичної справи та

судова фармація

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фармацевтичних наук

Харків – 2011


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі косметології і аромології Національного фармацевтичного університету Міністерства охорони здоровя України,

м. Харків.

Науковий консультант:  доктор фармацевтичних наук, професор

   Башура Олександр Геннадійович,

   Національний фармацевтичний університет,

   завідувач кафедри косметології і аромології.

Офіційні опоненти:   доктор фармацевтичних наук, професор

 Зайцев Олександр Іванович,

 Національний фармацевтичний університет,

 завідувач кафедри процесів і апаратів

 хіміко-фармацевтичного виробництва;

доктор фармацевтичних наук, старший науковий співробітник

АлмакаєвА ЛюдмилА ГригорівнА,,, Державне підприємство «Державний науковий центр лікарських засобів і медичної продукції»,ИХАЙЛОВИЧ

завідувачка лабораторії парентеральних та рідких оральних лікарських засобів, м. Харків;й університет

    

ї;    доктор фармацевтичних наук, професор

Гладишев ВіталіЙ Валентинович,

Запорізький державний медичний університет, завідувач кафедри технології ліків.

Захист дисертації відбудеться " 20 " травня 2011 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.605.02 при Національному фармацевтичному університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Пушкінська, 53.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного фармацевтичного університету (61168, м. Харків, вул. Блюхера, 4).

Автореферат розісланий "20"   квітня  2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради професор                    Д.І. Дмитрієвський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Найбільш розповсюдженою формою лікарських та косметичних засобів для місцевої дії є гідрогелі, які забезпечують необхідну пенетрацію активних речовин при місцевому застосуванні, не виявляють комедогенного та парникового ефекту, мають задовільні споживчі властивості. Основним компонентом гелів є гелеутворювачі, які, крім створення колоїдної структури, підвищують стабільність, збільшують термін придатності готових засобів та ін. На сьогоднішній день у фармацевтичній та косметичній промисловості використовується безліч гелеутворювачів різної природи походження. Незважаючи на широку номенклатуру гелеутворювачів, українські розробники найчастіше використовують карбомери (це пояснюється досить великою кількістю марок із різними характеристиками) або похідні целюлози (метилцелюлозу або натрію карбоксиметилцелюлозу). В окремі періоди найбільш відомі науково-дослідницькі роботи проводили і продовжують працювати у даному напрямку до цього часу українські науковці Г.С. Башура, Д.І., Дмитрієвьский, В.І. Чуєшов, О.І. Тихонов, А.О. Аркуша, Є.В. Гладух, В.В. Гладишев, Л.Л. Давтян, М.О. Ляпунов та ін.

Однак за кордоном використовується низка сучасних гелеутворювачів комплексної природи зі значними перевагами перед карбомерами та похідними целюлози. Також останнім часом за кордоном, зокрема при створенні лікувально-косметичних засобів, широко використовують природні загусники. Вони не чинять негативного впливу на шкіру, сумісні з більшістю активних речовин, створюють стабільні основи у кислому та лужному середовищі та ін. Ці гелеутворювачі, на жаль, є групою речовин виключно імпортного виробництва, для отримання дозволу на появу яких на ринку України фірмі-постачальнику необхідне тільки проходження токсикологічної експертизи у відповідних органах МОЗ України. Необхідно зазначити, що, незважаючи на широку номенклатуру гелеутворювачів, відсутнє наукове обґрунтування використання даної групи речовини з точки зору фармако-технологічних, структурно-механічних та інших досліджень. При розробці лікувально-косметичних засобів м’якої форми випуску, зокрема гелів, досить часто присутній тільки емпіризм. Вітчизняні розробники часто нехтують проведенням всебічних досліджень, що, безперечно, впливає на якість готового засобу, який, відповідно, не є конкурентоспроможним у порівнянні з імпортними аналогами, не кажучи про розробку вітчизняних оригінальних засобів. У цьому аспекті актуальним є дослідження властивостей сучасних синтетичних гелеутворювачів, а також більш повного вивчення гелеутворювачів природного походження з метою обґрунтування науково-методичних підходів їх застосування при розробці вітчизняних гелів.

У лікувальній косметології і дерматології одним із найбільш важливих напрямків є створення оригінальних засобів місцевої дії з речовинами природного походження. Безперечно, це пов’язано із зростаючою кількістю алергічних реакцій на синтетичні засоби, які не тільки проявляються на шкірі, але й негативно впливають на організм в цілому. За рахунок наявності великої кількості біологічно активних речовин (амінокислоти, вітаміни та ін.) природні компоненти виявляють високу синергічну активність і, в той же час, м'якше діють на шкіру. Ці речовини також можуть використовуватися як допоміжні речовини (зволожувачі, гелеутворювачі та ін.). Засоби з природними речовинами викликають у споживача найбільшу довіру. У цьому напрямку класичні дерматологічні препарати та лікувальна косметика на сьогодні, як ніколи, зблизились. Це видно з асортименту лікувальної косметики, що зростає, а також з підвищеного попиту на лікувальні препарати місцевої дії.

Як активна речовина нами обрана сировина природного походження – бодяга, яка здавна використовується у народній медицині та косметології як засіб із розсмоктувальною, помірною подразливою дією. Однак відомостей щодо її складу, біологічної дії у науковій літературі практично немає, що робить актуальним комплексне дослідження бодяги та розробку засобів місцевої дії на її основі для специфічного догляду та корекції патологічних станів шкіри.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Національного фармацевтичного університету за темою «Створення лікувальної косметики» (№ державної реєстрації 0103U000482) і проблемної комісії «Фармація» МОЗ та АМН України.

Мета та завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка науково-методичного підходу до створення гелевих основ на базі гелеутворювачів різної природи, поглиблене дослідження природної субстанції бодяги та створення гелів на її основі.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

– провести аналіз та узагальнення джерел літератури щодо номенклатури, характеристики та особливостей використання гелеутворювачів різної природи при розробці гелів у косметичній і фармацевтичній промисловості;

– вивчити структурно-механічні, фізико-хімічні та технологічні властивості гелевих носіїв з гелеутворювачами природного, синтетичного та модифікованого походження та їх комбінаціями;

– провести комплексне (технологічне, хімічне та ін.) дослідження бодяги (Spongilla lacustris L.) як перспективної речовини для розробки вітчизняних оригінальних засобів місцевої дії, опрацювати та затвердити технічні умови й отримати гігієнічний висновок на дану субстанцію;

– обґрунтувати науково-методичний підхід до створення гелів з бодягою на різних гелевих основах;

– розробити склад та технологію гелів з бодягою (для обличчя та волосся), для чого провести комплекс фармакотехнологічних, фізико-хімічних, мікробіологічних та біологічних досліджень з метою обґрунтування концентрації бодяги та допоміжних речовин;

– розробити методики аналізу БАР бодяги у запропонованих гелях;

– вивчити специфічну активність та біологічну нешкідливість запропонованих гелів з бодягою;

– вивчити стабільність розроблених гелів, обґрунтувати терміни придатності та умови зберігання;

– розробити технологічні інструкції на виробництво гелів з бодягою; одержати гігієнічний висновок санітарно-епідеміологічної експертизи на розроблені рецептури та впровадити їх у промислове виробництво.

Об’єкти дослідження. Об’єктами дослідження є гелеутворювачі різного походження, гелеві основи, порошок бодяги (Spongilla lacustris L.), дослідні зразки гелів з бодягою, процес одержання гелів.

Предмет дослідження. Предметом дослідження є комплексне вивчення властивостей гелеутворювачів різного походження та науково-методичне обґрунтування підходів до їх вибору при розробці складу та технології гелів з бодягою.

Методи дослідження. Для вирішення поставлених у роботі завдань були використані:

– фізико-хімічні, мікроскопічні, технологічні, мікробіологічні та біологічні методи при дослідженні порошку бодяги;

хімічні та фізико-хімічні методи (хроматографія на папері, у тонкому шарі сорбенту, газова та колонкова, тривимірна флуоресцентна та атомно-емісійна спектроскопія) для якісного і кількісного визначення класів речовин і окремих сполук в порошку бодяги;

– структурно-механічні та технологічні методи (структурна в’язкість, напруга зсуву, наявність тиксотропії, механічна стабільність, визначення коефіцієнтів динамічного і температурного розрідження) при дослідженні гелевих основ та гелів з бодягою;

– потенціометричний метод визначення показника рН гелевих основ та гелів з бодягою;

– метод діалізу крізь напівпроникну мембрану при дослідженні осмотичної активності зразків гелів.

Дослідження специфічної активності та біологічної нешкідливості розроблених засобів проводили за методиками, рекомендованими Фармакологічним центром МОЗ України та ДсанПІНом 2.2.9.027-99 «Санітарні правила і норми безпеки продукції парфумерно-косметичної промисловості. Державні санітарні норми».

Обробку експериментальних даних проводили за допомогою методів математичної статистики, згідно з вимогами ДФУ, з використанням прикладних комп’ютерних програм STATISTIKA 6.0 та MS EXEL 7.0.

Наукова новизна одержаних результатів. Експериментально встановлено та теоретично обґрунтовано залежність показників якості, структурно-механічних властивостей гелевих основ від природи досліджуваних гелеутворювачів (або гелевих композицій) та їх концентрації, наявності низки допоміжних речовин, рівня рН та технологічних параметрів виробництва, на підставі чого розроблено науково-методичний підхід до вибору гелеутворювача для оптимізації розробки м’яких косметичних та лікарських засобів.

Вперше за допомогою хімічних, фізико-хімічних, кристалографічних, біологічних та мікробіологічних досліджень проведено поглиблене дослідження хімічного складу та властивостей порошку бодяги. Отримані дані у подальшому були використані при розробці складу та технології гель-масок з бодягою (для обличчя та волосся).

Вперше запропоновано науково-методичні підходи до розробки складу та технології засобів з бодягою гелеподібної форми випуску. Розроблено склад і технологію гель-масок з бодягою (для шкіри та волосся). Проведено поглиблені дослідження технологічних, структурно-механічних та фізико-хімічних властивостей дослідно-промислових серій цих засобів. Опрацьовано показники якості розроблених гелів, досліджено їх стабільність у процесі зберігання, експериментально обґрунтовано умови зберігання та термін придатності. Доведено біологічну активність та безпеку розроблених гель-масок з бодягою.

Одержано 2 патенти України на корисні моделі (пат. № 40008 «Гель-маска для волосся з бодягою» від 25.03. 2009 р., бюл. № 6; пат. № 40643 «Гель-маска для обличчя» від 27.04.2009 р., бюл. № 8).

Практичне значення одержаних результатів. На підставі проведених комплексних досліджень обґрунтовано склад і розроблено технологію гелів з бодягою (для шкіри та волосся).

Запропоновано види паковання та умови зберігання, встановлено терміни придатності даних засобів.

Розроблено та затверджено ТУ У 05.0-30192477-002-2002 на порошок бодяги «Бодяга косметична» та отримано гігієнічний висновок на технічні умови (№ 05.03-02/15590 від 21.04.2003 р.) і на дану субстанцію (№ 05.02-04/33148 від 08.08.2003 р.) .

Розроблені та узгоджені з органами МОЗ України рецептури на гель-маску для волосся та гель-маску для обличчя, технологічні інструкції на виробництво запропонованих засобів; на ці засоби отримано гігієнічний висновок санітарно-епідеміологічної експертизи м. Харкова (№ 05.02.03.02-04/43538 від 29.08.2007 р.), який регламентує якість і безпеку розроблених гелів у процесі приготування, застосування та зберігання. Розроблено і впроваджено в промислове виробництво підприємства ПП «Євро-плюс» гель-маску для обличчя та гель-маску для волосся з бодягою (м. Дніпропетровськ, акт впровадження від 18.01.09 р.).

Окремі фрагменти наукових досліджень впроваджено у навчальний процес кафедри технології біологічно активних сполук, фармації та біотехнології Національного університету «Львівська політехніка», кафедри технології ліків і біофармації Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького, курсу технології ліків Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я. Горбачевського, кафедри технології ліків, організації та економіки фармації Луганського державного медичного університету, кафедри фармакогнозії, технології ліків та медичної ботаніки Донецького національного медичного університету ім. М. Горького, кафедри технології ліків Запорізького державного медичного університету, кафедри фармацевтичної технології і біофармації НМАПО імені П.Л. Шупика, кафедри фармацевтичної технології з курсом факультету підвищення кваліфікації та перепідготовки кадрів Вітебського державного ордена Дружби народів медичного університету, кафедри технології лікарських засобів Одеського державного медичного університету, кафедри технології органічних речовин та фармацевтичних препаратів ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет (м. Дніпропетровськ), кафедри технології органічних речовин Інституту хімічних технологій СНУ ім. В. Даля (м. Рубіжне), кафедри промислової фармації Національного фармацевтичного університету (акти впровадження від 21.10.2009 р., 10.11.2009 р., 16.01.2009, 19.01.2009 р., 22.01.2009 р., 22.01.2009 р., 20.10.2010 р., 15.04.2010 р., 15.04.2010 р., 09.09.2010 р., 09.10.2010 р., 06.12.2010 р. відповідно).

Особистий внесок здобувача. У комплексному дослідженні, над яким працював творчий колектив співавторів публікацій, особисто дисертантом:

– визначено мету, завдання та методологічні підходи, згідно з якими відібрані об’єкти та методи дослідження;

– вивчено, проаналізовано та узагальнено дані наукової літератури за визначеним напрямком;

– досліджено структурно-механічні, фізико-хімічні та технологічні властивості низки гелеутворювачів різного походження, а також гелевих композицій на основі деяких з них;

– вивчено фізико-хімічні, кристалографічні, технологічні (вологовміст, змочуваність, плинність, насипна маса, пресуємість) властивості порошку бодяги;

– розроблено склад і технологію гелів з бодягою (для обличчя та волосся);

– проведено технологічні, структурно-механічні та фізико-хімічні дослідження розроблених засобів;

– розроблено та затверджено аналітичну нормативну документацію та технологічні інструкції на виробництво гелів;

– узагальнено результати експериментальних досліджень з вивчення специфічної активності й нешкідливості розроблених гелів;

– оброблено, систематизовано та проаналізовано результати структурно-механічних, фізико-хімічних, фармакотехнологічних, мікробіологічних та біологічних досліджень.

Персональний внесок у всіх опублікованих зі співавторами працях (Башурою О.Г., Гладухом Є.В., Кисличенко В.С., Целюбою Ю.С., Осолодченко Т.П., Яковлєвою Л.В., Шаміним І.М.) вказується за текстом дисертації, а також у авторефераті у списку фахових публікацій (№ 7-8,

№ 11-17, № 19 -22).

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені та обговорені на: Всеукраїнському конгресі «Сьогодення та майбутнє фармації» (Харків, 2008), Першій науково-практичній конференції «Сучасні досягнення фармацевтичної технології» (Харків, 2008), науково-практичній конференції «Фармацевтичне право у системі правовідносин: - держава – закон – виробник – лікар – пацієнт – провізор – ліки – контролюючі правоохоронні органи» (Харків, 2009), 3-й Міжнародній науково-практичній конференції «Науково-технічний прогрес і оптимізація технологічних процесів створення лікарських препаратів» (Тернопіль, 2009), VIII з’їзді фармацевтичних працівників республіки Бєларусь (Вітебськ, 2010), Міжнародній науковій конференції студентів та молодих вчених (Одеса, 2010), Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів та молодих вчених «Актуальні питання створення нових лікарських засобів» (Харків, 2010), Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених та студентів з міжнародною участю «Сучасні аспекти медицини і фармації-2010» (Запоріжжя, 2010), VI регіональній науково-практичній конференції молодих вчених та студентів «Фармацевтична наука: сторічні аспекти формування та шляхи удосконалення» (Луганськ, 2010), науково-практичній конференції «Фармація України. Погляд у майбутнє» (Харків, 2010), VI Міжнародній науково-практичній конференції «Найновите постиження на европейската наука» (Софія, 2010), VI Міжнародній науково-практичній конференції «Dynamika naukowych badaň – 2010» (Перемишль, 2010), VI Міжнародній науково-практичній конференції «Wschodnie partnerstwo – 2010» (Перемишль, 2010), VII Міжнародній науково-практичній конференції «Судова фармація, доказова фармація та фармацевтичне законодавство як складові фармацевтичного права у програмі реалізації державної політики в сфері боротьби із злочинністю та порушеннями правил обігу психоактивних речовин на 2011-2017 рр.» (Харків, 2010), VI Міжнародній науково-практичній конференції «Veda a vznik – 2010/2011» (Прага, 2010/2011).

Публікації. За матеріалами дисертації одержано 2 патенти на корисну модель, опубліковано 38 наукових праць, у тому числі 22 статті, з них 20 у фахових виданнях (9 одноосібних), 16 тез доповідей на з’їздах, симпозіумах та конференціях.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація викладена на 308 сторінках машинопису, складається зі вступу, шести розділів, висновків, додатків, списку використаних джерел, що містить 360 позицій, серед яких 114 іноземних. Робота ілюстрована 45 таблицями і 104 рисунками. Обсяг основного тексту – 272 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дисертаційної роботи визначені об’єкт, предмет та методи досліджень, обґрунтовано актуальність теми досліджень, сформульовано мету та основні завдання досліджень, наведено опис основних наукових результатів, їх новизни, практичної цінності, відомості про впровадження, апробацію результатів роботи, а також її структуру.

У першому розділі «Гелі. Сучасний погляд на дану форму при розробці косметичних та фармацевтичних препаратів» проаналізовано дані літератури з питань класифікації, номенклатури та особливостей застосування сучасних гелеутворювачів різної природи. Наведені переваги та недоліки гелеутворювачів природного, напів- та синтетичного походження. Визначені основні теоретичні та практичні напрямки технології гелів. За допомогою проведеного аналізу косметичного та фармацевтичного ринку доведено, що гелі є перспективною формою при розробці косметичних та лікарських засобів для місцевого застосування. Як активна речовина обрана речовина природного походження – бодяга. Відмічено, що з даних народної медицини порошок бодяги завдяки помірній шкірноподразливій дії має перспективи при створенні лікувально-косметичних засобів, зокрема гелеподібної форми випуску для зовнішнього застосування. В доступній літературі не було знайдено результатів всебічного дослідження цієї сировини, тому актуальним було проведення комплексного вивчення бодяги.

У другому розділі «Обґрунтування загальної концепції досліджень, об’єкти та методи» наведено методику дослідження гелеутворювачів (рис.1), що були використанні для цього. Також надана коротка характеристика активної речовини (бодяги), допоміжних речовин, які використовувалися при розробці гель-масок.

З метою комплексного дослідження активної речовини – порошку бодяги, а також розроблених гелевих основ та гелів з бодягою відібрані відповідні методи аналізу, деякі з них були адаптовані для кожного окремого випадку. Наведені та описані методи фізико-хімічних, хімічних, структурно-механічних, мікробіологічних, біологічних та інших досліджень.

У третьому розділі «Структурно-механічні, технологічні та фізико-хімічні дослідження гелів на основі гелеутворювачів різного походження» представлені результати з розробки методологічного підходу щодо вибору гелеутворювача при розробці косметичного або лікарського засобу певної направленості дії з активною речовиною з певними фізико-хімічними та фармакологічними властивостями. Такий підхід спирається на вивченні технологічних, фізико-хімічних, структурно-механічних властивостей найбільш перспективних гелеутворювачів різної природи походження (природних, синтетичних, модифікованих), дослідженні

поведінки утворення гелевих систем з урахуванням будови їх макромолекул та можливості їх взаємодії з активними субстанціями, носіями яких вони можуть бути обрані. Для цього за вищенаведеною у розділі 2 схемою були виготовлені розчини (гелі) відібраних для дослідження гелеутворювачів, досліджена їх поведінка у різних умовах (вплив температури, рН, присутність електролітів тощо) і на підставі аналізу одержаних даних сформульовані загальні підходи до практичного їх використання.

Для проведення досліджень з ксантаном нами були приготовані гелеві зразки с концентрацією цього гелеутворювача від 0,2 % до 3 % (рис. 2). У зразках, які містили концентрацію в інтервалі 0,1 % до 1,2 %, структурна в’язкість була низькою й практично не змінювалася. Далі в’язкість досліджуваних гелів різко підвищувалась відповідно до зростання концентрації гелеутворювача. Зразки з концентрацією від 1,4 % до 2,0 % мали добрі споживчі характеристики (легко наносилися та намазувалися, не залишаючи липкої плівки). Однак при підвищенні концентрації ксантану від 2 % до 3 % зразки гелів мали дуже високу в’язкість та незадовільні споживчі характеристики (густа грудкоподібна липка маса) і тому у подальшому не досліджувалися. Для досліджень використовували зразки гелю з 2 % ксантану, оскільки вони мали найкращі споживчі характеристики та структурно-механічні властивості.

При дослідженні впливу температури на стабільність ксантанових гелів доведено, що експериментальні зразки практично не залежать від коливань температури в інтервалі від 13 °С до 50 °С, що пов’язано з жорсткою спіралеподібною структурою макромолекул ксантану (рис. 3).

Рис. 2. Залежність структурної в’язкості зразків гелів від концентрації ксантану

Рис. 3. Залежність структурної в’язкості зразків гелів від температури, де концентрація ксантану, %: 1 –2,0; 2 – 1,0

Наступним етапом наших досліджень було вивчення впливу показника рН на структурну в'язкість ксантанових гелів. Як видно з рис. 4, ці гелі практично не спроможні реагувати на рН однозначно; цю перевагу необхідно використовувати у подальшому. Цей факт є актуальним при розробці засобів, терапевтична активність яких залежить від максимальних (критичних) значень рН, наприклад, хімічні пілінги (оптимальне значення рН є кислим) або при лікуванні псоріазу (оптимальним є лужне значення рН). Максимальне значення в’язкості досліджуваного зразка спостерігалося при рН близько 5,0. В’язкість плавно знижується при кислих та нейтральних значеннях рН, а в інтервалі рН від 8 до 12 спостерігається більш різке її падіння. Однак оскільки ці зміни відбуваються в невеликому інтервалі в’язкості: 2000-3200 мПа∙с, то великого впливу на в’язкість коливання рН у подальшому не матиме.

Також будували реограми гелевих основ з ксантаном, які зберігалися при різних температурних режимах (рис. 5). Як видно з рис. 5, ксантанові гелі мають неньютонівський тип течії та пластичні властивості. При зниженні напруги зсуву в’язкість практично зразу відновлюється, що свідчить про незначну тиксотропність.

Рис. 4. Залежність структурної в’язкості зразка гелю з 2 % ксантану від значення рН

Рис. 5. Реограми зразка гелю з 2 % ксантану при різних температурах: 2 – 34 °С; 3 – 20 °С; 4 –13 °С; 1,5 – межі реологічного оптимуму

Пластичність є наслідком формування складного агломерату молекулами з великою молекулярною масою шляхом утворення водневих зв’язків та закручених ланцюгів полімерів. Зміна температури у вивченому інтервалі не впливає на тип течії та об’єм петлі гістерезису, що пов’язано саме з наявністю високоупорядкованої сітки спіральних жорстких молекул. Тому ксантан може далі використовуватися для опрацювання складу препаратів, які можуть зберігатися за різних умов. Зафіксовано, що отримані криві знаходяться у межах реологічного оптимуму, що передбачає у подальшому необхідні реологічні та споживчі показники готового засобу на основі даного гелеутворювача.

Додатково нами був розрахований показник, який відображає ступінь руйнування внутрішньої структури гелю, що важливо при технологічних операціях (гомогенізації, перемішуванні та ін.) – механічну стабільність (МС). У вивчених зразках гелів значення МС були близькі до оптимального – близько 1, що свідчить про незначний ступінь руйнування структурного каркаса гелю (що підтверджує наявність жорсткої спіралеподібної структури ксантану). Таким чином, у досліджуваному інтервалі температур ступінь руйнування структурної сітки даного гелю в процесі механічних дій є мінімальним.

Також було проведено дослідження впливу концентрації натрію хлориду на стабільність ксантанових гелів. Доведено, що електроліти практично не впливають на в’язкість цих основ – вони залишалися стабільними навіть при додаванні концентрації натрію хлориду до 10 %.

Таким чином, ксантан є перспективним гелеутворювачем при розробці засобів м’якої форми випуску, особливо при критичних значеннях рН та в присутності електролітів, оскільки ксантанові основи стабільні при даних умовах.

Для досліджень нами була також вибрана гелева основа з камеддю ріжкового дерева (КРД) у концентрації 2 %, оскільки що при означеній концентрації ця гелева основа мала задовільні споживчі та структурно-механічні властивості.

Як видно з побудованих реограм, гель з КРД мав незначні тиксотропні властивості. При підвищенні температури показники реопараметрів гелів з КРД залишалися стабільними (рис. 6). Порівняльний аналіз площі петель гістерезису свідчить про те, що зміна температури призводить до незначного руйнування структури гелю у вивченому діапазоні температур від 10 °С до 50 °С. Основи з КРД були стабільними у досліджуваному інтервалі температур, що дозволяє готувати та зберігати засоби з КРД при різних температурних режимах (від 10 °С до 50 °С).

При вивченні впливу значення рН на структурну в'язкість гелів з КРД було відмічено, що основи не втрачали в'язкісних характеристик у широкому діапазоні значень рН (рис. 7). 

Рис. 6. Реограма гелю з 2 % КРД при різних температурах: 2 – при 50 °С; 2 – при 20°С; 3 – при 30 °С; 4 – при 40 °С; 5 – при 10 °С; 1,6 – межі реологічного оптимуму

Рис. 7. Залежність структурної в’язкості гелю з 2 % вмістом КРД від значення рН

Причому високі показники структурної в'язкості спостерігалися як в кислому середовищі, так і в лужному. Значення в'язкості було практично постійним при рН від 2,0 до 5,0, що дає можливість розробляти «кислі» гелі або креми з вираженим десквамативним ефектом. Найбільш високі показники в'язкості спостерігалися в досить широкому інтервалі рН від 5 до 10, що можна пояснити природою гелеутворювача, який вивчається (первинне значення рН зразків гелів з КРД було 6,0 ± 0,3).

З метою вивчення впливу електролітів на стабільність гелів з КРД до досліджуваного зразка додавали натрію хлорид у концентрації від 0,5 % до 2,5 %. Доведено, що при збільшенні концентрації натрію хлоріду вязкість гелів з КРД зменшувалася (особливо в інтервалі концентрації 0,5  – 1 %). За результатами аналізу одержаних даних можна зробити припущення, що при нанесенні на поверхню шкіри гелевої основи з КРД її в’язкість при контакті з солями секрету потових залоз буде поступово падати, відповідно, препарат буде рівномірно розподілятися по шкірі, що сприятиме проникненню активних речовин.Крім того, гелі з КРД мають досить стабільну структуру (значенння МС близько 1), однак у них менше переваг, ніж у ксантанових гелів: вони мають специфічний виражений запах сировини, їх необхідно отримувати при нагріванні.

На сьогодні відмічається тенденція більш широкого використання природних гелеутворювачів. Однак вартість природних гідроколоїдів досить висока, що примушує розробників шукати заміни на більш дешеві аналоги. Відомо, що при комплексному використанні двох згущувачів можливе виявлення синергічного ефекту: суміш гелеутворювачів може підвищити структурну в’язкість кінцевого продукту у декілька разів більше, ніж очікувана в’язкість кожного окремо взятого компонента.

Метою нашого подальшого дослідження була розробка та вивчення комбінованих гелевих композицій ксантану з галактомананами (КРД, гуар) та іншими гелеутворювачами. Відомо, що ксантанова камедь виявляє синергізм гелеутворення з галактомананами, тому це явище можна використати при створенні високов’язких стабільних гелевих систем.

Нами були виготовлені експериментальні зразки гелів ксантану з КРД, гуаром, модифікованим крохмалем марки «Structura XL» (у подальшому крохмаль), пектином яблучним (у подальшому пектин), натрію альгінатом взятих у таких співвідношеннях: 0:1,5; 1:0,5; 0,5:1; 1,5:0 відповідно. Сумарна концентрація гелеутворювачів була постійною – 1,5 %. Властивості гелевих зразків вивчали при значеннях рН 3 і 6.

Результати дослідження свідчать, що комбінування ксантану з галактомананами (КРД, гуар) по-різному впливає на властивості створюваних систем. Відомо, що галактоманани складаються з лінійних ланцюгів β-(1,4)-зв’язаних мананопіранозних ланок з α-(1,6)-зв’язаними галактопіранозними ланками у різному порядку, тобто маноза основи частково заміщена галактозою в бокових ланцюгах. Залежно від їх типу, заміщення структури відбувається нерівномірно – окремі ділянки манозних ланцюгів не мають замісників. Галактоманани з меншою кількістю бокових ланцюгів галактоз і більшою – незаміщених ділянок більш ефективно взаємодіють із ксантаном. У КРД співвідношення маноза:галактоза – 4,5:1, а в гуару відповідно 2:1. У результаті взаємодії галактомананів із ксантаном формується поперечнозв´язана тримірна сітка гелю, властивості якого значною мірою залежать від співвідношення гелеутворювальних компонентів та інших факторів, що впливають на їх взаємодію між собою та розчинником. Таким чином, представлений механізм дії пояснює, чому в´язкісні характеристики гелевих композицій ксантан/КРД вищі, ніж у гелю ксантан/гуар (табл. 1). Необхідно зазначити, що значення рН також впливає на в’язкісні характеристики в обох випадках: при кислих значеннях рН в’язкість у зразках ксантан/КРД була вищою, ніж у зразках ксантан/гуар.

При досліджені властивостей гелів, одержаних за допомогою комбінації ксантан/крохмаль, відмічено, що структурна в’язкість гелевих систем при досліджуваних співвідношеннях (табл. 1) залежить від концентрації ксантану, присутність крохмалю має другорядне значення.

Таблиця 1

Порівняльна характеристика структурної в’язкості комплексних гелевих основ з різними гелеутворювачами

Назва гелеутворювача

Значення структурної в’язкості,η (мПа·с)

рН

6,0

рН

3,0

рН

6,0

рН

3,0

рН

6,0

рН

3,0

рН

6,0

рН

3,0

Співвідношення

гелеутворювачів

1,5/0

1/0,5

0,5/1

0/1,5

Ксантан :

КРД

2300

2325

3200

3100

3000

2800

1700

1300

Ксантан :

гуар

2300

2325

3000

2800

1800

1500

1200

1000

Ксантан : крохмаль

2300

2325

1300

1220

520

150

140

225

Ксантан :

натрію альгінат

2300

2325

2800

2400

1320

1200

800

700

Ксантан :

пектин яблучний

2300

2325

1400

1200

700

1000

700

900

Максимальний показник в’язкості ця система мала при рН 6,0, а при рН 3,0 вона знижувалась. Причому при збільшенні концентрації крохмалю і відповідному зменшенні ксантану реологічні показники системи знижувалися як при рН 6,0, так і при 3,0. Таку поведінку можна пояснити впливом коротких лінійних макромолекул амілази, зростаюча присутність яких знижує гелеутворювальні властивості ксантану, концентрація якого знижується. Таким чином, можна зробити висновок, що використання крохмалю у суміші з ксантаном не є раціональним.

Наступним етапом було вивчення властивостей комбінацій ксантан/натрію альгінат та ксантан/пектин яблучний. У результаті вивчення впливу рН на структуру цих гелевих композицій встановлено, що структурна в'язкість гелю ксантан/натрію альгінат при рН 6 вища, ніж у кислому середовищі, а суміші ксантан/пектин, навпаки, в'язкість вища при рН 3. Це пов'язано з тим, що гелі з максимальною в'язкістю на основі пектинів утворюються при кислих значеннях рН. Максимальне значення структурної в’язкості спостерігалося у гелевої композиції ксантан/натрію альгінат при концентрації 1:0,5 відповідно (при рН 6), а при збільшенні концентрації натрію альгінату і одночасному зменшенні концентрації ксантану спостерігався різкий спад. При рН 3 значення в’язкості у досліджуваних зразках було нижчим, проте спостерігалось більш повільне зростання та падіння величини цього показника. Значення в’язкості при рН 6 у комплексах ксантан/пектин практично удвічі нижче, ніж у комплексах ксантан/натрію альгінат. Це пов’язано із впливом рН: відомо, що гелі з пектином мають максимальні в’язкісні характеристики при кислих значеннях, у той час як ксантан – при значенні рН близько 6-7. Структурна в'язкість гелю пектину в цих межах занадто низька, а в суміші з ксантаном повинна підвищитися. Як видно з даних табл. 1, це припущення підтвердилося. Однак визначення кращого з цих двох вивчаємих комплексів показало, що застосування гелевої комбінації ксантан/пектин є не зовсім раціональним, оскільки вона не забезпечує необхідного зростання сумарної в’язкості. Вплив рН практично не має принципового значення, тому що в'язкісні характеристики гелевих композицій незначно змінюються при зміни величини рН.

Виходячи з аналізу отриманих експериментальних даних можна зробити висновок, що використання комбінацій полісахаридів: ксантан/КРД та ксантан/гуар є доцільним, бо їх структурна в’язкість є більш високою, ніж моногелів. Винятком є суміш ксантану з гуаром у співвідношенні 0,5/1 відповідно. Комбінування ж ксантану з пектином та натрію альгінатом, як із крохмалем (за винятком комбінації ксантан/натрію альгінат зі співвідношенням 1/0,5), є недоцільним, оскільки не приводило до одержання гелів з більш високими реопараметрами у порівнянні з моногелеутворювачем (ксантан).

Перспективним напрямом при розробці засобів місцевої дії є використання сучасних комплексних полімерів. Нами були досліджені гелі на основі таких гелеутворювачів: «Aristoflex AVC» (співполімер акриламідометилпропансульфонової кислоти і вінілпіролідону) фірми «Clariant Surfactants», «Rapithix А-60» (натрію поліакрилат і гідрогенізований полідецен і тридецет-6) і «Salcare-80» (цетеарет-10 аліловий ефір/акриловий співполімер) фірми «Ciba». Також були досліджені гелі на основі гелеутворювачів модифікованої природи: «Structure XL» (гідропропільований крохмаль кукурудзи) та «AMAZE XT» (ксантан аніонної природи) фірми National Starch. Вивчення структурно-механічних, фізико-хімічних та технологічних властивостей гелів, одержаних з використанням вищенаведених гелеутворювачів, проводили за тією схемою, що й ксантану.

До переваг гелеутворювача «Aristoflex AVC» (далі аристофлекс) належить його миттєва здатність диспергуватися у воді з утворенням прозорої гелевої основи. Доведено, що для створення гелевих основ різної в’язкості достатньо 0,5 – 1 % концентрації аристофлексу. Як видно з рис. 8, в’язкість досліджуваних систем з підвищенням концентрації гелеутворювача у межах від 0,5 % до 1,2 % різко збільшувалася в декілька разів, що можна пояснити відомим механізмом утворення акрилових гелів на основі високомолекулярних речовин. Зразки, які містили 0,1 – 0,5 % аристофлексу, були занадто рідкими, а з концентрацією більше 1,2 % мали вигляд грудкоподібної маси (відбувається перекривання сфер макромолекул у результаті конкурентної боротьби за розчинник і набрякання макромолекул проходить не повністю), тому ці гелі в подальшому не досліджувалися. З точки зору технології та зручності нанесення на шкіру раціональним є використання зразків з 0,8 – 1 % концентрацією аристофлексу (значення МС близько 1, задовільні споживчі властивості).

Рис. 8. Залежність структурної в’язкості зразків гелів від концентрації аристофлексу

Рис. 9. Реограми зразків гелів з аристофлексом, де його концентрація: 2 – 0,8 %; 3 – 1,0 %; 1,4 – межі реологічного оптимуму

Для подальших досліджень було обрано зразки гелів з 1 % аристофлексу. Як видно з рис. 9, обидва зразки повністю вкладалися в межі  реологічного оптимуму, однак зразок № 2 більше наближався до межі оптимуму. Це дає змогу припустити, що при введенні активних речовин засіб із вказаною концентрацією може повністю або частково вийти за ці межі. При вивченні залежності в’язкості від температури було встановлено, що значення в’язкості в діапазоні температур від 13 °С до 20 °С були максимальними, а при збільшенні температури до 50 °С починали різко знижуватися (рис. 10). З підвищенням температури до 50 °С не відбувався гель-золь перехід, гель зберігав неньютонівський тип течії, що пояснюється наявністю просторової сітки, яка має певні термостабільні властивості. Одержані дані в подальшому необхідно враховувати при обґрунтуванні температурного режиму зберігання готового засобу.

При дослідженні впливу показника рН на структурну в’язкість гелів на основі аристофлексу встановлено, що максимальна їх в’язкість знаходилася у широкому діапазоні значень pH: від 4,0 до 8,0, тобто в інтервалі рН, в якому розробляється більшість засобів (рис. 11). У цьому інтервалі значень рН в’язкість виходить на плато і мало змінюється зі збільшенням рН гелів. В’язкість досліджуваних зразків повільно підвищується при рН від 3,0 до 5,5 і різко знижується в діапазоні від 8,5 до 10. Зниження значення pH нижче 4 призводитиме до кислого «розколу» сітки полімеру при тривалому зберіганні й, відповідно, до поступової втрати в’язкості.

Рис. 10. Залежність структурної в’язкості зразка гелю з 1 % аристофлексом від температури

Рис. 11. Залежність структурної в’язкості зразка гелю з 1 % аристофлексом від значення рН

Також нестійкими будуть гелі при значенні pH вище 9. Це пов’язано з тим, що аристофлекс є амонієвою сіллю і при підвищенні показника рН буде виділятися аміак. Таким чином, аналіз вивчених властивостей довів, що гелева основа з 1 % аристофлексом має високі споживчі, структурно-механічні та технологічні властивості.

У результаті проведення комплексних досліджень доведено, що з точки зору технології комплексні акрилові гелеутворювачі «Salcare-80» і «Rapithix А-60» мають переваги перед відомим карбомером (карбополом). Основи з «Salcare-80» і «Rapithix А-60» – миттєво утворюються без додаткового диспергування, що пов’язано з консистенцією цих полімерів (обидві речовини являють собою рідину). Результати проведених досліджень доводять, що найкращі в’язкісні характеристики мають гелі з «Salcare-80» в інтервалі значень рН від 7,0 до 12,0, а гелі з «Rapithix A-60» в інтервалі рН від 5,5 до 8,0. Значення МС гелів у даному інтервалі рН було близько 1. Встановлено, що структурна в’язкість обох гідрогелів залежить від концентрації гелеутворювача. При досліджуваних значеннях температур (34 °С, 20 °С, 13 °С) гелі з даними гелеутворювачами не змінювали тип течії, що свідчить про наявність певної структурної полімерної сітки. Реопараметри гелів при підвищенні температури незначно знижувалися, а порівняльний аналіз петель гістерезису підтверджує, що зміна температури практично не впливає на структуру гелю. При вивченні впливу електролітів на структурну в’язкість гелевих основ з цими полімерами було зазначено, що при додаванні натрію хлориду (у концентрації від 0,5 % до 2,5 %) в’язкість різко знижувалася практично до нуля. Це пов’язано з тим, що ці гелеутворювачі містять акрилову кислоту, гелеві основи якої досить чутливі до впливу електролітів.

На сьогодні при розробці гелів все частіше використовуються модифіковані гелеутворювачі. Головною перевагою цих речовин є їх швидке диспергування у холодній воді та утворення стабільних основ. 

Як видно з рис. 12, зі зростанням концентрації гелеутворювача «Structure XL» в’язкість різко збільшувалася: у зразках з концентрацією 5 % вона була 800 мПа·с, при 6 % – 1680 мПа·с, а при 7 % – 7500 мПа·с. Значення рН основ було в межах 7,2 ± 0,3. Для наступних досліджень нами був обраний зразок з концентрацією гелеутворювача 7 %, оскільки він мав задовільні споживчі та структурно-механічні властивості. Також доведено, що величина структурної в’язкості зразків з «Structure XL» мало залежить від рН гелів. Найбільш в’язкі гелі утворювалися в інтервалі рН від 6,0 до 8,0, однак високі значення в’язкості були навіть при рН 2,5 і рН 9,0 (рис. 13).

Рис. 12. Залежність структурної в’язкості зразків гелів із «Structure XL» від його концентрації

Рис. 13. Залежність структурної в’язкості зразків гелів з 7 % «Structure XL» від рН

Для вивчення зміни структури гелів під впливом рН вимірювали реопоказники, на підставі яких були побудовані реограми (рис. 13). Аналіз реограм течії гелів показав, що реологічні характеристики гелів однакові, про що свідчить ідентичний характер петель гістерезису, при цьому ширина петель трохи збільшилася у зразків з критичними значеннями рН, що пов’язано з незначною зміною ступеня структурованості гелю. Таким чином, гелі з цим гелеутворювачем показали стабільність в широкому інтервалі рН, що пов’язано з неіоногенною природою «Structure XL». При вивченні впливу температури на структурну в’язкість зразків гелів із «Structure XL» було відмічено, що стабільні значення були у досить великому інтервалі від 13 °С до 40 °С, при подальшому підвищенні температури структурна в’язкість дослідного зразка гелю різко знижувалася (рис. 15).

Рис. 14. Реограми зразків гелів з 7 % «Structure XL»; де 1 – рН 3; 2 – рН 7,2; 3 – рН 12,4

Рис. 15. Залежність структурної в’язкості зразків гелів з 7 % «Structure XL» від температури

Також нами було вивчено залежність гелів із «Structure XL» від впливу електролітів: було доведено, що гелі були стабільними при додаванні натрію хлориду у концентрації до 2 %.

При дослідженні гелевих систем, утворених «AMAZE XT» (модифікований ксантан), було встановлено, що зразки з цим гелеутворювачем мали значення в’язкості значно вищі, ніж у випадку із ксантаном (рис. 16).

Рис. 16. Залежність структурної в'язкості зразків гелів з «AMAZE XT» від концентрації гелеутворювача

Рис. 17. Залежність структурної в’язкості зразків гелів з 1,4 % «AMAZE XT» від температури

Для подальших досліджень обрано зразки гелів з концентрацією «AMAZE XT» 1,4 % (структурна в’язкість 6000 мПа·с, тобто середньовіддалене від пограничних значень в’язкості гелів з оптимальними структурно-механічними властивостями – (2000-10000 мПа·с при 20 об/хв). При вивченні залежності в’язкості від температури відмічено, що в’язкість гелів практично не змінювалась в інтервалі від 13 °С до 34 °С, але різко зменшувалась в інтервалі від 34 °С до 50 °С (рис. 17).

Необхідно зазначити, що модифікований ксантан має менш міцну структуру, ніж природний. Отримані дані підтверджують розраховані значення МС: 1,10 (при 13 °C), 1,27 (при 20 °C), 0,83 (при 34 °C).

З метою оцінки поведінки гелів у різних умовах вимірювали реопоказники при різних значеннях рН (рис. 18, 19). Як видно з рис. 18, зразки гелевих основ з «AMAZE XT» мають високі значення структурної в’язкості в інтервалі рН 4,5-7,5. Відмічено, що при зниженні значення рН прозорість зразків зменшується, а при зростанні значення рН - збільшується.

Усі зразки мали пластичний тип течії та незначні петлі гістерезису, що свідчить про стабільну і пластичну систему, здатну до намазування на шкіру, видавлювання з туб та забезпечення необхідної стабільності в процесі технологічних операцій (рис. 19). При вивченні впливу електролітів на стабільність гелів з «AMAZE XT» доведено, що основи з «AMAZE XT» дуже чутливі до електролітів: починаючи з концентрації натрію хлориду від 0,4 % гелі розшаровувалися (на відміну від ксантану).

Рис. 18. Залежність структурної в’язкості експериментальних зразків гелів з 1,4 %  «AMAZE XT» від рН

Рис. 19. Реограми гелів з 1,4 %  «AMAZE XT» при різних значеннях рН: 1 – 5,2; 2 – 3,4; 3 – 12,6

Таким чином, аналіз одержаних результатів довів, що досліджуємі модифіковані полісахариди дуже технологічні, мають високі значення структурної в’язкості і стабільні у широкому інтервалі рН та температур, але по-різному реагують на присутність електролітів, що, безперечно, повинно бути враховано при їх практичному застосуванні.

У результаті проведених досліджень були обґрунтовані науково-методичні підходи до вибору гелеутворювачів для створення гелевих основ з необхідними структурно-механічними та споживчими параметрами з урахуванням властивостей активних субстанцій та призначення. Для подальших досліджень було обрано 10 складів основ, які мали задовільні структурно-механічні, фізико-хімічні та споживчі властивості (табл. 2).

Таблиця 2

Порівняльна характеристика структурно-механічних властивостей

гелевих основ


зра
зка

Назва
гелеутворювача (чів)

Концентрація гелеутворювача, %

Структурна в’язкість,
η (мПа·с)

МС

1

«Aristoflex AVC»

1,0

6200

1,09

2

«Rapithix A-60»

1,0

3000

1,00

3

«Salcare-80»

5,0

4000

1,02

4

«Structure XL»

7,0

7500

1,19

5

«AMAZE XT»

1,4

6000

1,24

6

Ксантан

2,0

3000

1,06

7

Ксантан:КРД (0,5:1)

1,5

3200

1,00

8

Ксантан:гуар (1:0,5)

1,5

3000

1,18

9

Ксантан:пектин яблучний (1:0,5)

1,5

1400

1,58

10

Ксантан:натрію альгінат (1:0,5)

1,5

2800

1,58

Вибір гелевої основи при створенні конкретного лікувального або косметичного засобу повинен бути здійснений за результатами аналізу комплексу факторів фізико-хімічного, технологічного та економічного характеру, що показано у наступних розділах роботи.

У четвертому розділі «Комплексне дослідження бодяги (Spongilla lacustris L.)» було проведено вивчення основних параметрів порошку бодяги, його стандартизацію та розробку і затвердження технічних умов на цю сировину. Предметом дослідження стало вивчення фармакотехнологічних, мікроскопічних та фізико-хімічних властивостей порошку бодяги (українського та китайського походження, найбільш поширених на ринку України) з метою порівняння і подальшого вибору. Отримані дані використані для обґрунтування вибору гелевих основ та розробки технології засобів м’якої форми випуску.

Губка висушеної бодяги являє собою легкі, пористі та крихкі, дрібно- або великочарункові уламки різної форми та розміру, які легко розсипаються при розтиранні пальцями з відчуттям шершавості від голок кремнезему. Колір губки і, відповідно, порошку бодяги від зеленувато-сірого до зеленувато-бурого, запах своєрідний, властивий даній сировині. В подальшому вивчали подрібнену бодягу. На рис. 20, 21 представлено зовнішній вигляд бодяги (голки кремнезему), який вивчали за допомогою біолюмінесцентного мікроскопа «Люмам-Р1» (збільшення у 400 разів).

Рис. 20. Зовнішній вигляд порошку бодяги української

Рис. 21. Зовнішній вигляд порошку бодяги китайської

Як видно, порошок бодяги є частинками різної форми у вигляді безформних грудок та їх уламків двох форм: пластинчастої та голчастої. Спонгіни (фрагменти м’якої пористої тканини) мають вигляд плоских пластин, а спікули – одновісних двобічних загострених голок. При додаванні до порошку бодяги рослинної олії добре проглядається пориста структура сполучної тканини. Голки кремнезему (спікули) та їх уламки мають ізодіаметричну форму, про що свідчить значення формфактора К = 0,1 та розмір від 50 до 350 мкм. Частинки спонгіну – анізодіаметричні, поверхня частинок ледь шершава, а їх розмір сягає до 100 мкм. Обидві субстанції є дрібнодисперсними, склад та розмір їх часток наведено у табл. 3. Наявність голочок пов’язана з біологічною дією: при розтиранні на шкірі порошку бодяги голочки активно укорінюються у верхній шар епідермісу, миттєво викликаючи подразнення шкірного покриву та розширення капілярів. Необхідно зазначити, що співвідношення структур у дослідних зразках неоднакове: у зразку № 2 спостерігається переважання спікул, а у зразку № 1 – навпаки, спонгіну, що може свідчити про різну терапевтичну активність, тобто у порошку бодяги китайського походження вона може бути вищою.

Таблиця 3

Порівняльна характеристики порошку бодяги різного походження

№ зразка

Походження

субстанції

Розмір частинок, мкм

Співвідношення спонгіну та спікул

Спонгіну

Спікул

1

Українська

20 – 50

50 – 350

2:1

2

Китайська

20 – 100

50 – 200

1:2

Як видно з даних табл. 4, значення практично всіх фармакотехнологічних та фізико-хімічних параметрів дослідних зразків порошку бодяги майже не відрізняються. Також звернули увагу на те, що насипна маса у всіх дослідних зразках незначна, що і вплинуло на відсутність плинності порошків. Перш за все це пов’язано з наявністю в порошку бодяги голчастих структур. Результати експерименту будуть використані для обґрунтування технології засобів з бодягою.

Таблиця 4

Основні технологічні параметри дослідних зразків бодяги (n = 5)

Параметри

Порошок бодяги

українського походження

китайського походження

Питома маса, г/см3

1,24 ± 0,01

1,22 ± 0,02

Об'ємна вага, г/см3

0,79 ± 0,01

0,76 ± 0,04

Насипна маса, г/см3

0,32 ± 0,02

0,33 ± 0,01

Пористість сировини

0,36 ± 0,03

0,38 ± 0,04

Порізність шару

0,59 ± 0,01

0,56 ± 0,01

Вільний об'єм шару

0,74 ± 0,03

0,73 ± 0,02

Плинність, с

відсутня

відсутня

Одним з важливих етапів було вивчення фітохімічного складу бодяги. Дослідження були проведені в лабораторії кафедри хімії природних сполук НФаУ під керівництвом проф. Кисличенко В.С.

Порівняльне вивчення амінокислотного складу зразків бодяги, які були заготовлені в українських (українська бодяга) та китайських (китайська бодяга) водоймах, здійснювали за допомогою амінокислотного аналізатора Т339М Mikrotechna–Praha (табл. 5). Була встановлена наявність у бодяги 17 вільних і зв’язаних амінокислот. У значних кількостях у досліджуваних об’єктах містяться: гліцин, аспарагінова та глутамінова кислоти, аланін, валін, треонін, серин, лейцин. Бодяга українська, порівнюючи з бодягою китайською, у зв’язаному стані переважно містить такі амінокислоти: треонін, серин, глутамінову кислоту, аланін, валін, цистеїн та лейцин; а у вільному стані: серин, аспарагінову і глутамінову кислоти. Бодяга китайська у вільному стані містить лізин.

Таблиця 5

Амінокислотний склад досліджуваних зразків бодяги

Аміно-кислоти

Бодяга

українського походження

Бодяга

китайського походження

вільні амінокислоти

зв’язані амінокислоти

вільні амінокислоти

зв’язані амінокислоти

мг/ 100 мг

мг/ 100 мг

мг/ 100мг

мг/ 100мг

мг/ 100мг

мг/ 100мг

мг/ 100мг

мг/ 100мг

Аспарагінова кислота

3,75

0,6

8,25

1,0

0,65

0,03

7,35

0,97

Треонін

1,4

0,24

9,0

1,0

1,4

0,17

4,85

0,58

Серин

3,5

0,34

6,3

0,66

1,35

0,15

4,8

0,5

Глутамінова кислота

6,4

1,0

11,0

1,6

2,9

0,42

8,8

1,3

Пролін

1,3

0,16

3,7

0,42

1,15

0,13

2,3

0,27

Гліцин

5,0

0,4

10,0

0,74

5,0

0,35

10,0

0,75

Аланін

1,6

0,05

10,7

0,95

2,0

0,2

5,6

0,5

Цистеїн

2,3

0,14

4,4

0,26

1,15

0,06

2,3

0,14

Валін

1,0

0,05

8,35

0,95

1,6

0,22

4,6

0,32

Метіонін

1,7

0,25

2,47

0,37

1,25

0,2

1,75

0,26

Ізолейцин

0,6

0,08

6,0

0,8

1,0

0,1

2,5

0,34

Лейцин

2,4

0,3

8,43

1,1

1,2

0,15

4,25

0,55

Тирозин

0,4

0,02

5,4

0,98

0,6

0,1

2,4

0,44

Фенілаланін

1,0

0,18

4,5

0,745

0,7

0,1

2,2

0,36

Гістидин

1,4

0,22

1,3

0,2

0,3

0,05

1,4

0,215

Лізин

-

-

7,7

1,12

2,0

0,28

4,0

0,6

Аргінін

0,7

0,11

3,4

0,6

1,0

0,17

2,0

0,36

Також нами було досліджено мінеральний склад зразків бодяги за допомогою атомно-емісійного спектрографічного методу з фотографічною реєстрацією (табл. 6). 

Таблиця 6

Результати аналізу елементного складу досліджуваних зразків бодяги

Назва

елемента

Вміст елемента в бодязі українській , мг/100 г

Вміст елемента в бодязі китайській, мг/100 г

Fe

715

830

Si

19040

22200

P

405

470

Mn

355

415

Al

475

555

Pb

0,24

0,28

Sr

4,7

5,5

Mg

1430

1665

Zn

47

55

Ni

2,4

2,8

Ca

3810

4440

Mo

0,24

0,83

Cu

4,7

8,3

Na

260

275

K

475

555

Примітка. В усіх зразках: Со < (0,03 мг/100 г; Cd < 0,01 мг/100 г; As < 0,01 мг/100 г; Hg < 0,01 мг/100 г).

У результаті дослідження визначено наявність 15 елементів, з яких 6 є макроелементами, 9 – мікроелементами, встановлено їх кількісний вміст. Відмічено, що у бодяги китайського походження більший кількісний вміст досліджуєваних елементів, ніж у бодяги українського походження. Значний вміст мають такі елементи, як кремній, магній, кальцій. Цей факт необхідно враховувати у подальшому при розробці засобів з бодягою.

Аналіз жирнокислотного складу бодяги здійснювали методом газової хроматографії метилових ефірів жирних кислот на газовому хроматографі «Селміхром-1». Метою дослідження було вивчення ліпофільної фракції порошку бодяги, яку одержували шляхом екстракції гексаном. Результати визначення складу жирних кислот бодяги української, які були ідентифіковані, наведені у табл. 7.

Таблиця 7

Результати якісного та кількісного визначення жирних кислот

ліпофільного екстракту бодяги

Назва кислоти

Індекс (кількість атомів С у скелеті: кількість подвійних зв’язків)

Кількісний

вміст, %

Каприлова (октанова)

8:0

5,59

Капринова (деканова)

10:0

1,84

Лауринова (додеканова)

12:0

0,93

**

0,69

Міристинова (тетрадеканова)

14:0

8,16

Міристолеїнова

14:1

1,76

***

1,03

Пальмітинова (гексадеканова)

16:0

19,50

Пальмітинолеїнова

16:1

11,84

*-*

2,76

******

1,71

Стеаринова (октадеканова)

18:0

7,36

Олеїнова (октадеценова)

18:1  

15,31

Лінолева (октадекадієнова)

18:2

1,49

*--*

0,72

Ліноленова (октадекатрієнова)

18:3

3,62

Арахінова (ейкозанова)

20:0

0,97

Гондоїнова (ейкозенова)

20:1

2,18

******

Бегенова (докозанова)

22:0

1,17

Ерукова (докозенова)

22:1

4,32

********

7,05

Разом

Насичених

45,52

Ненасичених

40,52

Неідентифіковані

13,96

Примітка: **, ***, *-*, ******, *--*,******,******** – компоненти, які не ідентифіковані.

Дані, які були отримані при дослідженні порошку бодяги китайської, є ідентичними, тому нами не наводяться. Встановлено, що до складу ліпофільної фракції бодяги входять 22 речовини, серед яких ідентифіковано: 8 насичених кислот; 7 ненасичених кислот; 7 речовин не було ідентифіковано. У складі бодяги переважають насичені жирні кислоти, сума яких становить 45,52 %. Ці кислоти відрізняються високою біологічною активністю.

За допомогою УФ-спектроскопії був визначений кількісний вміст каротиноїдів та хлорофілів у ліпофільних фракціях бодяги. Визначення оптичної густини проводилося шляхом деконволюції спектрів поглинання рослинних екстрактів на складові смуги. Доведено, що кількісний вміст каротиноїдів у ліпофільному екстракті бодяги (Китай) склав 12,81 мг/г, хлорофілів – 12,79 мг/г, а у ліпофільному екстракті бодяги (Україна) каротиноїдів – 8,65 мг/г, хлорофілів – 6,71 мг/г. Загальний вміст пігментів (хлорофілів та каротиноїдів) у бодяги (Китай) склав 2,6 % від маси екстракту, а у бодяги (Україна) – 1,5 % від маси екстракту.

На основі проведених на кафедрі фізіології з основами патології НФаУ під керівництвом проф. Малоштан Л.М. біологічних досліджень встановлено, що порошок бодяги має помірну шкірноподразливу дію, доведено відсутність гострої та хронічної токсичності – за класифікацією Сидорова бодяга належить до відносно нетоксичних речовин (V клас токсичності). Встановлено, що обидва види бодяги взаємозамінні, оскільки мають подібний склад та дію. На підставі проведених досліджень розроблено та затверджено технічні умови ТУ У 23911595-001-2002 «Бодяга косметична» та отримано гігієнічний висновок № 05.03.02-07/15590 від 21.04.2003 р., що підтверджує відповідність порошку бодяги санітарно-гігієнічним нормам і вимогам, встановленим на території України, та дозволяє її використання як сировини для виготовлення засобів місцевої дії.

У п’ятому розділі «Розробка складу, технології та дослідження гелів з бодягою» наведені результати досліджень зі створення гель-масок з бодягою для обличчя та волосся.

Першим кроком у вирішенні цього прикладного завдання стало вивчення спорідненості відібраних у попередніх дослідженнях (розд. 3) гелевих основ з порошком бодяги. Для цього до складу кожної з десяти гелевих основ (табл. 2, с.19) було введено у вигляді суспензії 10 % порошку бодяги. Результати досліджень структурно-механічних властивостей одержаних гелів наведено в табл. 8.

Як видно з даних табл. 8, додавання порошку бодяги знизило значення структурної в’язкості зразка № 2. Припускаємо, що розшарування пов’язано з наявністю у складі бодяги достатньої кількості двовалентних іонів кальцію та кремнію, які руйнують акрилову структуру «Rapithix A-60». Також зниження показників в’язкості спостерігалось у зразках № 9 та № 10, поперечнозв´язана тримірна сітка яких утворена в результаті взаємодії ксантану з натрію альгінатом або пектином. Це пов’язано зі зміною властивостей вказаних зразків, що залежать від значення рН: ці гелеві основи є найбільш стабільними у кислому рН, а додавання бодяги змінило його значення в лужний бік і в результаті призвело до руйнування гелів.

Таблиця 8

Порівняльна характеристика структурно-механічних властивостей

гелевих зразків з порошком бодяги

№ зразка

Структурна в’язкість гелю, η (мПа·с)

МС

1

6480

1,03

2

720

1,14

3

4660

1,17

4

Зразок розшарувався

5

Зразок розшарувався

6

3500

1,02

7

3300

1,04

8

3000

1,15

9

1260

0,96

10

2000

1,16

У зразках №№ 1, 3, 6, 7, 8 значення структурної в’язкості зросло, що пов’язано з утворенням стабільних гелевих систем у вигляді високоупорядкованої сітки спіральних жорстких молекул, які конкурували з бодягою за розчинник (воду), який у результаті залишився в гелевій системі. Зразки № 4 і № 5 через 3 години розшарувалися через те, що крохмаль («Structure XL») та ксантан (AMAZE XT») чутливі до електролітів, джерелом яких є іонізовані атомні групи бодяги, концентрація яких у 10 % системах досить значна.  Таким чином, зразки гелів №№ 2, 4, 5, 9, 10 були виключені з подальших досліджень. Для подальших досліджень (вивчення їх стабільності протягом передбачуваного терміну зберігання) були відібрані зразки №№ 1, 3, 6, 7, 8. Розраховані значення показника МС у даних зразках також підтверджують незначний ступінь руйнування гелю. Близькі значення МС для цих гелевих основ та зразків з бодягою свідчать про відсутність небажаної взаємодії між діючою речовиною та самою основою.

Метою подальшого дослідження було вивчення стабільності та інших показників відібраних зразків (№№ 1, 3, 6, 7, 8) протягом двох років. Як видно з даних табл. 9. зразок гелю № 8 через 6 місяців розшарувався, тому він був виключений з подальших досліджень. Значення структурної в’язкості гелю на основі комплексу гелеутворювачів ксантан : КРД у співвідношенні 0,5:1 (№ 7) протягом року значно збільшилось, що різко погіршило екструзійну здатність зразка. Збільшення структурної в’язкості зумовлено посиленням утворення асоціатів і утворенням вторинної внутрішньої структури.

Також були відмічені незадовільні споживчі характеристики цього зразка гелю: маса стала значно густішою, грудкоподібною, важко та нерівномірно наносилась на поверхню шкіри. Зразок із ксантаном (№ 6) показав стабільні значення фізико-хімічних показників, що вивчалися, зовнішній вигляд гелів також не мінявся.

Таблиця 9

Органолептичні та фізико-хімічні показники зразків гелів з бодягою

Термін спосте-рігання

зразку

Зовнішній вигляд

зразків гелів

Структурна в’язкість*,

η (мПа·с)

МС

рН

Колоїдна стабіль-ність

Свіжоприготовлені зразки

1

В’язка маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

6500

1,05

7,2±0,5

Стабі-

льний

3

«-«

4700

1,54

6,9±0,3

«-«

6

«-«

3500

1,1

6,8±0,2

«-«

7

Грудкоподібна маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

3200

1,17

7,0±0,1

«-«

8

В’язка маса темно-зеленого кольору зі запахом бодяги

3000

1,12

6,7±0,2

«-«

Через 6 місяців

1

В’язка маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

6480

1,05

7,2±0,5

Стабі-

льний

3

«-«

4700

1,54

6,9±0,3

«-«

6

«-«

3450

1,1

6,8±0,2

«-«

7

Грудкоподібна маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

3000

1,17

7,0±0,1

«-«

8

Зразок розшарувався

Через 1 рік

1

В’язка маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

6000

1,1

7,2±0,5

Стабі-

льний

3

«-«

4610

1,58

6,8±0,4

«-«

6

«-«

3410

1,08

6,8±0,4

«-«

7

В’язка комкоподібна маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

2200

1,25

6,9±0,4

«-«

Через 2 роки

1

В’язка маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

4570

1,1

7,1±0,5

Стабі-

льній

3

«-«

3400

1,34

6,8±0,3

«-«

6

«-«

-

1,1

6,9±0,4

«-«

7

Грудкоподібна маса темно-зеленого кольору із запахом бодяги

5200

6,9±0,3

Примітка. * – дослідження проводили при 20 об/хв, 20 °С, шпиндель SC 4-21.

У зв’язку з тим, що у зразках №№ 6, 7 і 8 був присутній ксантан, така різна поведінка гелів при додаванні бодяги пов’язана з наявністю або відсутністю галактомананів (гуару, КРД). Відомо, що здатність галактомананів до загущення залежить від асоціації макромолекул і, відповідно, від їх молекулярної маси. При сумісному застосуванні ксантану з КРД спостерігається кращий синергізм в’язкості, ніж у ксантану з гуаром. Це пояснюється тим, що в гуаровій камеді вміст галактози складає 33-40 %, а в КРД – 17-26 %. Тому при введенні порошку бодяги в композиції ксантан-гуар відбувається їх руйнування.

Зразок № 3 мав задовільні характеристики протягом терміну спостереження, однак розраховані значення МС свідчать про певний ступінь руйнування системи гель + бодяга у процесі механічної дії, тому цей зразок був виключений з подальших досліджень. На підставі аналізу даних табл. 9 оптимальними є зразки гелів № 1 (на основі гелеутворювача «Aristoflex AVC») та № 3 (на основі гелеутворювача ксантану). Вони протягом всього терміну спостереження не змінювали зовнішній вигляд, мали задовільні споживчі властивості. Фізико-хімічні показники, що досліджувалися, також були стабільними протягом всього терміну спостереження, що і стало підставою для їх вибору як носіїв (основ) при розробці гель-масок для обличчя та волосся.

Гель-маска для обличчя призначена для регулювання роботи сальних залоз, розсмоктування комедонів (пілінг), а також для посиленої десквамуючої дії за рахунок місцевого подразнення рецепторів шкіри. З двох відібраних гелевих основ («Aristoflex AVC» і ксантан) для даної гель-маски оптимальним буде гель ксантану, який  утворює більш щільну плівку, що не буде відразу всмоктуватися та дозволить без мікротравм активно втирати гель-маску в шкіру.

У результаті проведених біологічних досліджень (див. розд. 6) встановлена оптимальна концентрація порошку бодяги – 15 %. Така концентрація забезпечує необхідний місцевоподразливий ефект на шкіру, не пошкоджуючі її. Однак додавання такої значної кількості порошку бодяги може викликати часткову дегідратацію основи, що, відповідно, призведе до погіршення структурно-механічних, споживчих та інших властивостей гелю. Іншим, небажаним фактором при застосуванні гідрофільних гелів є випаровування вологи на теплій поверхні шкіри. Для зменшення впливу цих небажаних факторів нами здійснювалося змішування порошку бодяги з гідрофільними неводними розчинниками (ГНР). Виходячи з результатів проведених досліджень зі змочування порошку бодяги, раціональним є використання комбінації ГНР: гліцерин – пропіленгліколь (ПГ) у загальній концентрації 15 %. З метою вибору оптимального співвідношення цих розчинників, були приготовані зразки з  використанням ГНР. Вологоутримувальну здатність цих зразків досліджували термогравіметричним методом. Як видно з рис. 22 втрата маси у всіх випадках знижується прямо пропорційно вмісту ГНР.

Проведений експеримент показав, що раціональним є використання комплексу гліцерин-ПГ у співвідношенні 7,5:7,5, оскільки в даному випадку була відмічена найменша втрата вологи у гелі.

Рис. 22. Дослідження вологоутримувальної здатності гелів: 1 – зразок без ГНР; 2 – зразок, що містить гліцерин : ПГ (5:10); 3 зразок, що містить гліцерин : ПГ (7,5:7,5); 4 – зразок що містить гліцерин : ПГ (10:5)

З метою визначення впливу ГНР на структурно-механічні характеристики гелів були розраховані значення МС та коефіцієнти динамічного розрідження (Кd). Встановлено, що оптимальне значення МС (тобто близьке до 1) було у зразка № 3 – 1,05, значення Кd даного зразка значно перевищує цей коефіцієнт для основи та зразків з іншим співвідношенням обраних ГНР (табл. 10).

Таблиця 10

Структурно-механічні характеристики досліджуваних зразків гелів

Показник

Зразок

№ 1

Зразок

№ 2

Зразок

№ 3

Зразок

№ 4

Структурна в’язкість,

η, мПа∙с

3890

3800

3300

2680

МС

1,32

1,23

1,05

1,78

Коефіцієнт динамічного розрідження, Кd

70,69

68,42

78,42

70,5

Таким чином, зразок № 3 забезпечував більш якісний розподіл уведених до гелевої основи активних речовин та краще наносився на шкіру. Слід зазначити, що структурна в’язкість усіх зразків гелів при додаванні ГНР збільшилась, тобто ці розчинники незначно впливають на гнучкість макромолекул гелеутворювача та його взаємодію з розчинником, що також є позитивним. Отже, на підставі проведених досліджень зразків гелів з різнім співвідношенням ГНР було обрано зразок № 3 (гліцерин - пропіленгліколь 7,5 : 7,5). Цей зразок мав найкращі структурно-механічні та споживчі властивості.

У зв’язку з тим, що гель-маска наноситься на обличчя і, за рекомендаціями косметологів, після втирання засіб необхідно залишити на місці нанесення на 30 хв, доцільним є введення до її складу віддушки з метою маскування специфічного запаху бодяги. Для позиціювання засобу як «натурального» як віддушка була обрана природна речовина – олія розмарину в кількості 0,5 %. Ця концентрація обрана на підставі даних літератури та органолептичних досліджень. Відомо, що для введення у гідрофільні гелі з метою розчинення обраної олії раціонально додавання солюбілізатора (оптимальне співвідношення 1:1). Нами були приготовлені зразки з твіном-80 (зразок № 1) та з ПЕГ-40 гідрогенізованою рициновою олією (зразок № 2). З метою вибору солюбілізатора та вивчення змін реопараметрів при додаванні комплексу олія розмарину + солюбілізатор будували порівняльні реограми плину експериментальних зразків (рис. 23).

Рис. 23. Реограми зразків (при 20 °С): 1 – гель без додавання комплексу олія+солюбілізатор; 2 – гель з комплексом олія+твін-80; 3 гель з комплексом олія+ПЕГ-40 гідрогенизована рицинова олія

Як видно з побудованих реограм, при введенні комплексу ефірна олія + солюбілізатор тип течії та площа петель гістерезису практично не змінилися. Однак зразки з твіном-80 були більш липкими, до того ж вартість цього солюбілізатора вища, ніж ПЕГ-40 гідрогенизирована рицинова олія. Виходячи з наведених даних як солюбілізатор був обраний ПЕГ-40 гідрогенізована рицинова олія.

На підставі проведених комплексних досліджень теоретично й експериментально обґрунтовано склад гель-маски для обличчя, % : порошок бодяги 15,00; ксантан 2,00; гліцерин 7,50; пропіленгліколь 7,50; бронопол 0,1; олія розмарину 0,50; ПЕГ-40 гідрогенізована рицинова олія 0,50; вода очищена до 100,00. Склад гель-маски для обличчя з бодягою захищений патентом України № 40643.

Виробництво розробленого засобу складається із таких стадій: 1 – відважування компонентів гелю; 2 – диспергування порошку бодяги з пропіленгліколем та гліцерином; 3 – розчинення олії розмарину у солюбілізаторі; 4 – отримання основи (необхідну кількість гліцерину та порошку ксантану перемішують, а далі додають воду очищену; перемішують при малих обертах (не більш 70 об/хв) протягом 20 хв при кімнатній температурі з увімкнутою мішалкою до отримання однорідної гелеподібної маси жовтого кольору); 5 – одержання гель-маски (до попередньо приготовленої гелевої основи вводять послідовно суміш бодяги з пропіленгліколем та гліцерином, ретельно перемішують, додають розчин олії розмарину у солюбілізаторі і перемішують протягом 30 хв до отримання однорідної маси; додають необхідну кількість бронополу і за допомогою рамної мішалки перемішують (не більше 70 об/хв) до повного його розчинення); 6 – гомогенізація гелю; 7 – фасування гелю у туби; 8 – упаковка туб у пачки; 9 – упаковка пачок у коробки.

Метою нашої подальшої роботи була розробка ефективного засобу у вигляді гель-маски для стимулювання росту та профілактики випадання волосся. За допомогою біологічних досліджень обрана концентрація бодяги, яка забезпечує легкий місцевоподразливий ефект на шкіру голови – 10 % (див. розд. 6). Попередніми дослідженнями були обрані дві гелеві основи, з якими бодяга створювала стабільні гелі – «Aristoflex AVC» та ксантан. Однак гель із ксантаном дає більш щільну плівку, яка гірше змивається зі шкіри голови, особливо у жінок з довгим волоссям. Гелеутворювач «Aristoflex AVC» є сучасним загусником, який створює міцні, пластичні, нежирні гелі. До його переваг належить миттєва здатність створювати гелі, що дає економію часу ведення технологічного процесу. Безперечно, як і при розробці засобу для обличчя, додавання порошку бодяги до основи викличе її часткову дегідратацію та зниження споживчих, технологічних та інших властивостей. Для запобігання цьому при розробці засобу для волосся у його склад введено пропіленгліколь (при його введенні нівелюється відчуття липкості та «важкості» на волоссі) у загальноприйнятій у косметології концентрації (до 15 %). З метою вибору необхідної його концентрації були досліджені зразки, що містили 5 %, 10 % і 15 % ПГ. У результаті дослідження було встановлено, що втрата маси у всіх випадках знижується прямо пропорційно вмісту ПГ. Втрата вологи у зразків з концентарцією ПГ 10 % і 15 % була практично однаковою, тобто додавання цього ГНР у концентрації 15 % нераціонально.

Значення МС у досліджуваних зразках практично наближені до ідеального – 1 (табл. 11). Це пов’язано з тим, що гелеутворювач «Aristoflex AVC», на основі якого була розроблена гель-маска для волосся, являє собою міцний комплекс, який складається із вінілового та нейтралізованого акрилового полімерів. При разрахуванні коефіцієнта динамічного розрідження відмічено, що найбільше значення Кd – 56,8 було у зразка № 3.

Таблиця 11

Структурно-механічні характеристики досліджуваних зразків гелів

Показник

Зразок

з ПГ 5 %

Зразок

з ПГ 10 %

Зразок

з ПГ 15 %

Зразок

без ПГ

Структурна в’язкість, η, мПа∙с

5100

5200

5500

5000

МС

0,96

0,96

1,02

1,095

Коефіцієнт динамічного розрідження, Кd

53,4

55,65

56,8

54,1

Таким чином, на підставі проведеного експерименту була обрана концентрація пропіленгліколю 10 %.

Як і при розробці попереднього засобу — гель-маски для обличчя, у складі гель-маски для волосся бажано використання віддушки. На підставі даних літератури та органолептичних досліджень було обрано комплекс ефірних олій: розмарину і грейпфрута по 0,5 %. Їх уведення до складу гелю проводиться за наступною технологією: ефірні олії розмарину і грейпфрута при постійному перемішуванні змішують з ПЕГ-40 гідрогенізованою рициновою олією до отримання однорідного прозорого в’язкого розчину, який потім безпосередньо вводять до складу гелю з бодягою.

За допомогою проведених комплексних досліджень теоретично й експериментально обґрунтованотакий склад гель-маски для волосся, %: порошок бодяги 10,00; «Aristoflex AVC» 1,00; пропіленгліколь 10,00; бронопол 0,1; олія грейпфрута 0,50; олія розмарина 0,50; ПЭГ-40 гідрогенізована рицинова олія 1,0; вода очищена до 100,00. Склад гель-маски для волосся з бодягою захищено патентом України № 40008.

Виробництво розробленого засобу складається з таких стадій: 1 – відважування компонентів гелю; 2 – диспергування порошку бодяги з пропіленгліколем; 3 - розчинення ефірних олій у солюбілізаторі; 4 - отримання основи (необхідну кількість порошку «Aristoflex AVC» змішують з водою очищеною та перемішують при малих обертах (не більше 70 об/хв) протягом 5-10 хв при кімнатній температурі до отримання однорідної гелеподібної безбарвної маси); 5 - одержання гель-маски (у попередньо приготовлену гелеву основу вводять послідовно суміш бодяги з пропіленгліколем, перемішують, додають розчин олій у солюбілізаторі і перемішують протягом 30 хв до отримання однорідної маси; потім додають необхідну кількість бронополу і знову перемішують (не більше 70 об/хв) до повного його розчинення); 6 - гомогенізація гелю; 7 - фасування гелю у туби; 8 - упаковка туб у пачки; 9 - упаковка пачок у коробки.

З метою вибору консерванта для введення до складу гелів проводили дослідження ефективності таких антимікробних консервантів: бронопол, натрію бензоат, ніпагін, «Гермабен II». Проведені дослідження довели, що найкращі консервувальні властивості має бронопол у концентрації 0,1 %. Така концентрація обраного консерванта забезпечувала мікробну чистоту зразків гелів з бодягою протягом 2,5 років зберігання.

На підставі проведених структурно-механічних досліджень розроблених гель-масок з бодягою розраховані показники механічної стабільності та коефіцієнти динамічного розрідження, які свідчать про позитивні екструзійні властивості даних засобів та підтверджують їх стабільність у процесі зберігання. Експериментально доведено стабільність розроблених засобів протягом терміну спостереження при кімнатній температурі та у прохолодному місці у тубах алюмінієвих. Це дозволило встановити термін придатності гелів при кімнатній температурі – 2 роки.

У шостому розділі «Стандартизація гелів з бодягою та обговорення результатів фармакологічних досліджень» наведені результати порівняльного вивчення показників контролю якості лабораторних та дослідно-промислових зразків розроблених засобів, а також розроблені методики ідентифікації активної речовини – порошку бодяги, та фармакологічні властивості запропонованих гель-масок.

Доведено, що за вивченими показниками якості (зовнішній вигляд, колір, запах, колоїдна та термостабільність, рН 10 % розчину, реологічні показники, маса вмісту туби, мікробіологічна чистота) дослідно-промислові зразки гель-масок з бодягою ідентичні лабораторним та відповідають вимогам нормативної документації. У дослідно-промислових зразках розроблених гель-масок також були перевірені структурно-механічні властивості. Як видно з рис. 24, реограми зразків гель-масок, одержаних у лабораторних і промислових умовах, не відрізняються одна від одної, що свідчить на користь обраної технології.

Рис. 24. Реограми зразків: 1 і 1.1 – гель-маска для обличчя; 2 і 2.2 – гель-маска для волосся (зразок: - лабораторний, - - дослідно-промисловий)

Для бодяги, як активної речовини у гель-масках, були розроблені методики якісного та кількісного визначення. Для дослідження використовували зразки гель-маски для обличчя (15 % бодяги) та гель-маски для волосся (10 % бодяги). Оскільки основним елементом бодяги, який обумовлює її біологічну дію, є кремній, то для ідентифікації використовували такі якісні реакції на силікати: 1). з баритовою водою (спостерігається випадання сірого осаду); 2). з амонію оксалатом при нагріванні (також випадання сірого осаду).

Кількісне визначення порошку бодяги проводили гравіметричним методом після повного відмивання порошку бодяги від інших компонентів. За наведеною методикою проаналізували по 5 серій зразків гель-масок.

Фармакологічні дослідження розроблених гелів проводили на базі ЦНДЛ НФаУ (керівник – проф. Яковлєва Л.В.). На першому етапі проводили дослідження впливу гелів з бодягою на тканинно-судинну проникність та поліпшення мікроциркуляції поверхневих судин (табл. 12). Ця модель характеризує швидкість розсмоктування та резорбції мікронабряку шкіри, викликаного внутрішньошкірним уведенням розчину синього Еванса, під впливом препаратів за рахунок розширення поверхневих судин і поліпшення капілярної проникності.

Дизайн дослідження включав формування 5 груп тварин по 6 особин у кожній, яким на один бік наносили: 1 – гель № 1; 2 – гель № 2; 3 – гель № 3; 4 – гель № 4; 5 – референс-зразок мазь «Еспол». Зразки гелів відрізнялися концентрацією бодяги : № 1 – 5 %, № 2 – 10 %, № 3 –15 %, № 4 – 20 %.

Таблиця 12 

Дослідження впливу зразків гелів на вираженість проникності судин шкіри

Експериментальна група

Діаметр плями, мм (M±m)

Різниця між діаметром плям, мм (M±m)

На інтактному боці

На боці після нанесення тест-зразка

Гель № 1

5,3 ± 0,2

7,0 ± 0,3*

1,7 ± 0,3

Гель № 2

5,4 ± 0,2

7,2 ± 0,3*

1,8 ± 0,3**

Гель № 3

5,5 ± 0,2

8,2 ± 0,2*

2,7 ± 0,2

Гель № 4

5,4 ± 0,3

7,5 ± 0,4*

2,1 ± 0,4**

Мазь «Еспол»

5,35 ± 0,2

7,9 ± 0,2*

2,55 ± 0,3

Примітки: відхилення статистично значуще відносно інтактного контролю, р < 0,05 (за критерієм Стьюдента); ** – відхилення статистично значуще відносно групи тварин, яким наносили гель з бодягою (гель № 2), р < 0,05 (за критерієм Ньюмана-Кейлса).

Нижче наведені результати дослідження на зразках гель-маски для обличчя (результати дослідження гель-маски для волосся були ідентичними). Вивчення впливу гелю з бодягою у різних концентраціях дозволило встановити наявність стійкої фармакологічної дії, яка характеризувалась поліпшенням кровообігу поверхневих судин та більш інтенсивним розповсюдженням барвника по капілярах шкіри. При розширенні судин зменшується опір кровотоку в артеріях, через мікроциркуляторне русло, яке вони забезпечують, протікає більше крові, ніж зазвичай. У мікросудинах підвищується кров’яний тиск, збільшується кількість функціонуючих капілярів, за рахунок чого покращується трофіка тканин. Найбільш виражену дію встановлено у гель-маски з бодягою у концентрації 15%, яка статистично значуще відрізнялась від інших зразків (включаючи тенденцію відносно гелю № 1) та не відрізнялась від референс-зразка. Відомо, що поліпшення припливу крові до волосяних цибулин передбачає позитивний вплив на стан волосся та стимулювання його росту. Однак волосиста частина шкіри голови має більшу чутливість, тому для гель-маски для волосся було обрано 10 % концентрацію бодяги. За експериментальними даними, максимальний ефект розвивається приблизно через 60 хв хоча виражену дію спостерігали вже через 30 хв після нанесення гелів з бодягою. Необхідно зазначати, що силу подразливого ефекту можна регулювати тривалістю втирання гелю та часом контакту зі шкірою до змивання. Проведений літературний пошук та виконані дослідження дозволили нам рекомендувати таку методику застосування: наносити та втирати (для «укорінення» кременевих голок) гель-маску з бодягою слід по масажних лініях (для обличчя) або круговими рухами (для волосся), залишачи на шкірі протягом 15 хв; маску, яка підсохла, активно втирати у шкіру й залишаюти ще на 10-15 хв (до повного висихання); потім змивати теплою водою (при змиванні може бути відчуття болю та поколювання – реакція природна).

З метою вивчення антиексудативної дії гель-маски для обличчя з бодягою (15 %) використовували модель венозного застою у хвості щурів (табл. 13).

Таблиця 13

Вивчення антиексудативної активності гелю з бодягою для обличчя

Умови досліду

Термін спостереження, години

1

2

3

4

Позитивний контроль

∆V (M ± m)

6,71

±0,87

10,71±

1,17

11,57±

1,91

11,29±

1,23

Гель-маска для обличчя

∆V (M ± m)

2,86

±0,80*

5,29±

0,94*

5,29±

0,52*

6,00±

0,85*

Активність, %

57,4

50,7

54,3

46,8

Препарат порівняння «Синяк off»

∆V(M ± m)

4,43

±0,87

4,57±

1,46*

5,29±

1,62

6,14±

1,16*

Активність, %

27,7

53,3

50,6

41,8

Примітка. *– відмінності статистично значущі щодо групи позитивного контролю, p<0,05 (за критерієм Ньюмана-Кейлса).

Як видно з наведених даних, оклюзія хвоста щурів групи позитивного контролю впродовж 4-х годин викликає веностаз, який супроводжується розвитком транссудативного набряку м’яких тканин. Протягом всього експерименту приріст об’єму хвоста у тварин, яким на уражену ділянку наносили у лікувально-профілактичному режимі за 3 дні до експерименту гель-маску з бодягою 15 % та референс-зразок гель «Синяк off» (Медичне НВО «Біокон»), статистично значуще відрізнявся від аналогічного показника у тварин групи позитивного контролю, що не отримували лікування.

Вивчення гострої токсичності проведено за умов нашкірного застосування, а саме: гель-маски з бодягою для обличчя у дозі 2810 мг/кг та гель-маски з бодягою для волосся у дозі 2660 мг/кг відносно маси тіла тварин. Доведено, що LD50 розроблених гель-масок з бодягою лежить за межами 2810 мг/кг, динаміка маси тварин відповідає фізіологічній нормі, а порівняння масових коефіцієнтів внутрішніх органів щурів не показало статистично значущих відхилень. Отримані дані дозволяють класифікувати досліджувані зразки як "практично нетоксичні" відповідно до загальноприйнятої класифікації.

ВИСНОВКИ

Уперше на підставі комплексних структурно-механічних, фізико-хімічних та технологічних досліджень обґрунтовано науково-методичний підхід до створення гелевих основ на базі гелеутворювачів різної природи, проведено поглиблене дослідження природної речовини бодяги та розроблені гелі на її основі.

1. За результатами літературних та проведених комплексних експериментальних досліджень встановлено, що:

  •  номенклатура вивчених гелеутворювачів різного походження (природні: ксантан, камедь ріжкового дерева, гуар; комплексні співполімери:  «Aristoflex AVC», «Salcare 80», «Rapithix А-60»; модифіковані: «Structura XL», «AMAZE XT») дозволяє обрати оптимальний загусник при розробці сучасного засобу м’якої форми випуску з необхідними фізико-хімічними, технологічними та іншими властивостями;
  •  перспективним є створення гелевих композицій шляхом комбінування ряду гелеутворювачів, зокрема природних;
  •  технологічні особливості отримання гелевих основ, вплив різних факторів (температура, механічна обробка, значення рН та ін.), на їх стабільність, фізико-хімічні та споживчі властивості необхідно враховувати при їх виборі та розробці препаратів м’якої форми випуску.

2. Бодяга (Spongilla lacustris L.) стандартизована як сировина з метою подальшого використання як самостійного засобу у вигляді порошку «Бодяга косметична», так і субстанції для розробки засобів місцевої дії. Для вхідного контролю цієї сировини розроблені методики аналізу бодяги та опрацьовані ТУ У 23911595-001-2002 «Бодяга косметична» і технологічна інструкція. На цю субстанцію отримано гігієнічний висновок  № 05.03.02-07/15590, який підтверджує відповідність бодяги санітарно-гігієнічним нормам і можливості виробництва та використання її на території України:

  •  вперше вивчено основні технологічні властивості порошку бодяги (питома та насипна маса, об’ємна вага, вологість, пористість, порізність та вільний об'єм шару), за допомогою сучасних методик аналізу досліджено його хімічний склад (амінокислоти, жирні кислоти, мікро- та макроелементи, каротиноїди, хлорофіли);
  •  за допомогою методів оптичної мікроскопії встановлена голчаста структура спікул бодяги, яка забезпечує миттєвий шкірноподразливий ефект та розширення капілярів. Така дія підтверджена проведеними біологічними дослідженнями; також встановлено відсутність токсичності у порошку бодяги при місцевому застосуванні.

3. Уперше теоретично обґрунтовані та експериментально підтверджені загальні принципи розробки гель-масок на основі бодяги:

  •  за допомогою реологічних та фізико-хімічних досліджень обрано оптимальні гелеутворювачі (ксантан та «Aristoflex AVC»), на основі яких розроблено стабільні гелеві системи з бодягою;
  •  за допомогою фармакологічних досліджень обрана оптимальна концентрація бодяги (для гель-маски для обличчя – 15 %, для гель-маски для волосся –10 %). Біологічним дослідженнями доведена наявність місцевоподразливої, антиексудативної та протизапальної дії;
  •  за результатами фізико-хімічних та біофармацевтичних досліджень доведена необхідність уведення до складу запропонованих гелів гідрофільних неводних розчинників (гліцерин, пропіленгліколь);
  •  з метою покращення запаху розроблених засобів до їх складу введено ефірні олії за допомогою солюбілізатора; доведено необхідність застосування консерванта для забезпечення необхідного терміну зберігання (бронопол 0,1 %);

4.  Розроблено раціональну технологію гель-масок з бодягою, на підставі чого складено технологічні інструкції на виробництво даних засобів. Технологію апробовано в умовах промислового виробництва на базі ПП «Евро-плюс», м. Дніпропетровськ (акт впровадження від 02.08.09 р).

5.  Експериментально доведено стабільність розроблених засобів протягом двох років при зберіганні у тубах алюмінієвих у прохолодному місці при кімнатній температурі.

6.  За допомогою біологічних досліджень встановлено, що гель-маски з бодягою чинять помірну подразливу та виражену протизапальну дію, поліпшують тканинно-судинну проникність та кровообіг поверхневих судин, а також є біологічно нешкідливими.

7. Наукова новизна одержаних результатів захищена деклараційними патентами України на корисну модель: № 40643 (гель-маска для обличчя) та № 40008 (гель-маска для волосся); на ці засоби отримані гігієнічні висновки № 05.02.03.02-04/3752 та № 05.02.06/3752 відповідно.

8.  Фрагменти дисертаційної роботи впроваджено у навчальний процес низки вищих медичних і фармацевтичних навчальних закладів України III-IY рівня акредитації.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Статті у наукових фахових виданнях

  1.  Баранова И. И. Изучение структурно-механических и физико-химических свойств гелевых основ с ксантаном / И. И. Баранова // Запорожский мед. журн. 2008. № 5. С. 106108.
  2.  Баранова І. І. Особливості отримання гелів, утворених за допомогою полімерної композиції «Salcare-80» / І. І. Баранова // Вісник фармації. 2009. № 2 (58). С. 40–42.
  3.  Баранова І. І. Вивчення фізико-хімічних та структурно-механічних властивостей гідрогелів на основі полімерної композиції «Salcare-80»/ І. І. Баранова // Український журнал клінічної та лабораторної медицини. 2009. № 1. С. 16–18.
  4.  Баранова И. И. Особенности технологии и реологическое изучение гелевих основ с камедью рожкового дерева / И. И. Баранова // Запорожский мед. журн. – 2009. – Т. 11, № 2. – С. 58–60.
  5.  Баранова І. І. Створення оптимальних гелевих композицій за допомогою галактомананів / І. І. Баранова // Вісник фармації. – 2009. – № 3 (59). – С. 46 – 48.
  6.  Баранова І. І. Вивчення фізико-хімічних та реологічних властивостей гелів з камеддю ріжкового дерева / І. І. Баранова // Зб. наук. праць співробітників НМАПО ім. П. Л. Шупика. – 2009. – Вип. 18, Кн. 3. – С. 311–315.
  7.  Баранова І. І. Вибір оптимальної технології та вивчення фізико-хімічних властивостей гелів з «Rapithix A-60» / І. І. Баранова, О. Г. Башура // Вісник фармації. 2009. № 4 (60). С. 46–49. (Особистий внесок: виготовлення зразків гелів, дослідження реологічних та фізико-хімічних властивостей гелів, опрацювання одержаних даних, підготовка статті).
  8.  Баранова І. І. Дослідження гідрогелів на основі сучасного гелеутворювача «Rapithix A-60» / І. І. Баранова, О. Г. Башура // Запорожский медицинский журнал. 2009. № 4. С. 46–48. (Особистий внесок: проведення технологічних, реологічних досліджень, обробка одержаних даних, написання статті).
  9.  Баранова І. І. Розробка гелевих композицій на основі ксантану з природними гелеутворювачами / І. І. Баранова // Український журнал клінічної та лабораторної медицини. – 2009. – Т.4, № 3. – С. 79–81.
  10.  Баранова І. І. Розробка та вивчення гелевих систем на основі комплексного співполимеру «Aristoflex AVC» / І. І. Баранова // Фармац. журн. – 2009. – № 5. – С. 112–116.
  11.  Баранова І. І. Вивчення впливу ряду допоміжних речовин на реологічні властивості гелів з «Structure XL» / І. І. Баранова, О. Г. Башура // Український журнал клінічної та лабораторної медицини. – 2010. – № 1. С. 58–60. (Особистий внесок: виготовлення зразків гелів, проведення реологічних та фізико-хімічних досліджень, аналіз одержаних даних, підготовка статті).
  12.  Баранова І. І. Експериментальне вивчення фізико-механічних властивостей гелів на основі  модифікованого полімеру «Amaze XT» / І. І. Баранова, О. Г. Башура // Вісник фармації. 2010. № 1 (61). С. 10–12. (Особистий внесок: планування та проведення експерименту, обробка результатів досліджень, написання статті).
  13.  Баранова І. І. Розробка та вивчення властивостей комбінованих гелів / І. І. Баранова, О. Г. Башура // Фармацевтичний часопис. 2010. № 1. С. 35–37. (Особистий внесок: розробка складів та технології зразків гелів, обробка результатів досліджень, написання статті).
  14.  Баранова І. І. Вивчення технологічних параметрів порошку бодяги звичайної (Spongilla lacustris L.) / І. І. Баранова, Є. В. Гладух, Ю. С. Целюба // Актуальні питання фармацевтичної і медичної науки та практики. 2010. № 1. С. 1113. (Особистий внесок: проведення досліджень, аналіз результатів досліджень, написання статті).
  15.  Баранова И. И. Изучение реологических параметров гелей на основе модифицированного крахмала / И. И. Баранова, А. Г. Башура // Запорожский мед. журн. 2010. № 2. С. 81–84. (Особистий внесок: виготовлення зразків, проведення реологічних досліджень, аналіз та узагальнення результатів досліджень, написання тез).
  16.  Баранова І. І. Мікробіологічне обґрунтування вибору консерванта при розробці гелів з бодягою / І. І. Баранова, О. Г. Башура, Т. П. Осолодченко // Клінічна фармація. 2010. № 3. С. 50–53. (Особистий внесок: підготовка зразків, планування експерименту, аналіз та узагальнення результатів досліджень, підготовка статті до друку).
  17.  Целюба Ю. С. Дослідження жирнокислотного складу бодяги (Spongilla lacustris) / Ю. С. Целюба, І. І. Баранова, В. С. Кисличенко // Український журнал клінічної та лабораторної медицини. 2010. Т.5, № 3. – С. 114 – 116. (Особистий внесок: підготовка зразків, планування експерименту, узагальнення результатів досліджень та підготовка статті).
  18.  Баранова І. І. Особливості опрацювання гелів на основі бодяги / І. І. Баранова // Зб. наук. праць співробітників НМАПО ім. П. Л. Шупика. 2010. Вип. 19, Кн. 3. С. 584588.
  19.  Целюба Ю. С. Вивчення амінокислотного складу бодяги / Ю. С. Целюба, В. С. Кисличенко, І. І. Баранова // Фітотерапія. Часопис. 2010. № 3. С. 5456. (Особистий внесок: підготовка зразків, аналіз та узагальнення експериментальних даних та підготовка статті).
  20.  Баранова І. І. Обґрунтування складу та технології гелю-маски з бодягою / І. І. Баранова, О. Г. Башура, Є. В. Гладух // Вісник фармації. 2010. № 4 (64). С. 15–17. (Особистий внесок: планування та проведення експерименту, обробка результатів досліджень, написання статті).

Патенти

  1.  Пат. на корисну модель № 40643 (Україна). МПК 2009 А 61 К 35/00. Гель-маска для обличчя / Баранова І. І., Шамін І. М.  № 11125; заявл. 15.09.2008; опубл. 27.04.2009, Бюл. № 8. (Особистий внесок: здійснення патентного пошуку, проведення дослідження, узагальнення та інтерпретація отриманих даних, підготовка заявки).
  2.  Пат. на корисну модель № 40008 (Україна). МПК 2009 А 61 К 35/00. Гель-маска для волосся з бодягою / Баранова І. І., Шамін І. М. – № 11131; заявл. 15.09.2008; опубл. 25.03.2009, Бюл. № 6. (Особистий внесок: здійснення патентному пошуку, розробка складу та технології розробленого засобу, підготовка формули винаходу та опису до патенту, оформлення патенту).

Наукові статті

  1.  Баранова И. И. Бодяга / И. И. Баранова // Косметология и аромология. – 2007. – № 1 – С. 43–45.
  2.  Баранова І. І. Бодяга в косметології та народній медицині / І. І. Баранова // Les nouvelles Україна. 2010. № 3 (61) С. 7679.

Тези доповідей

  1.  Баранова И. И. Изучение физико-химических, реологических и технологических свойств гелевых основ / И. И. Баранова // Сьогодення та майбутнє фармації : тез. доп. Всеукр. конгр., м. Харків, 16-19 квіт. 2008 р. Х. : Вид-во НФаУ, 2008. С. 74.
  2.  Баранова І. І. Розробка гелевих основ з ксантаном для м'яких косметичних і лікарських засобів / І. І. Баранова // Сучасні досягнення фармацевтичної технології : тез. доп. Першої наук.-практ. конф. з міжнар. участю, м. Харків, 20 – 21 листоп. 2008 р. Х.: Вид-во НФаУ, 2009. С. 50.
  3.  Баранова І. І. Вивчення фізико-хімічних властивостей композицій на основі гелеутворювачів рослинного походження / І. І. Баранова // Науково-технічний прогрес і оптимізація технологічних процесів створення лікарських препаратів : матеріали 3-ї наук.-практ. конф., м. Тернопіль, 1-2 жовт. 2009 р. Тернопіль : Вид-во ТДМУ «Укрмедкнига», 2009. – С. 45.
  4.  Баранова І. І. Порівняльне вивчення реологічних та фізико-хімічних властивостей гелевої композиції комплексу ксантан/модифікований крохмаль // І. І. Баранова, О. Г. Башура // Український вісник психоневрології. – Т. 17, вип. 2 (59), додаток. – 2009. – С. 165–166. 
  5.  Баранова И. И. Сравнительная оценка загущающей способности акриловых гидрогелей / И. И. Баранова, А. Г. Башура // Мат. VIII съезда фарм. работников Республики Беларусь, г. Витебск, 8-9 апр. 2010 г. Витебск : Витебский государственный медицинский университет, 2010. – С. 65–68.
  6.  Баранова І. І. Перспективи створення засобів м’якої форми випуску на основі модифікованих гелеутворювачів / І. І. Баранова, О. Г. Башура // Молодь - медицині майбутнього : тез. доп. міжнар. наук. конф. студентів та молох вчених, м. Одеса, 22-23 квіт. 2010 р. Одеса : Одеський державний медичний університет, 2010. С. 8990. 
  7.  Баранова І. І. Вивчення властивостей гелів з гідроколоїдами / І. І. Баранова, О. Г. Башура // Сучасні аспекти медицини і фармації-2010 : тез. доп. 70 Ювілейної Всеукр. наук.-практ. конф. молодих вчених та студ. з міжнар. участю, м. Запоріжжя, 13-14 тр. 2010 р. Запоріжжя : Запорізький державний медичний університет, 2010. С. 85. 
  8.  Целюба Ю. С. Бодяга як перспективна сировина для використання у косметології / Ю. С. Целюба, І. І. Баранова, В. С. Кисличенко // Молодь - медицині майбутнього : тез. доп. міжнар. наук. конф. студентів та молодих вчених, м. Одеса, 22-23 квіт. 2010 р. Одеса : Одеський державний медичний університет, 2010. С. 98. 
  9.  Баранова І. І. Дослідження стабільності гелів з бодягою / І. І. Баранова // Фармацевтична наука: сторічні аспекти формування та шляхи удосконалення : тез. доп. VI регіональної наук.-практ. конф. молодих вчених та студентів, м. Луганськ, 29 квіт. 2010 р. Луганськ : ТОВ «Віртуальна реальність», 2010. С. 40–42.
  10.  Баранова І. І. Вивчення основних параметрів та властивостей бодяги / І. І. Баранова, Є. В. Гладух // Актуальні питання створення нових лікарських засобів: тез. доп. Всеукр. наук. конф. студентів та молодих вчених, м. Харків, 22-23 квіт. 2010 р. Х. : Вид-во НФаУ, 2010. С. 149.
  11.  Баранова І. І. Вивчення макро- і мікроелементного складу бодяги / І. І. Баранова, Ю. С. Целюба, В. С. Кисличенко // Найновите постиження на европейската наука - 2010: материали VI междунар. науч.-практ. конф., г. София, 17-25 юни 2010 г. София : ООД «Бял ГРАД-БГ», 2010. Т. 18. С. 3–5. 
  12.  Баранова І. І. Обґрунтування концентрації бронітролу при розробці гелів з бодягою / І. І. Баранова, О. Г. Башура, Т. П. Осолодченко // Dynamika naukowych badac – 2010 : mаtеrіаĺy VI miedz. nakowi-prakt. konf., м. Przemysl, 07-15 lipca 2010 r. Przemysl : Wydawca «Nauka і studia», 2010. Vol. 9. С. 50–53. 
  13.  Баранова І. І. Особливості створення гелю-маски для волосся з бодягою / І. І. Баранова, Є.В. Гладух, О.Г. Башура // Wschodnie partnerstwo – 2010 : mаtеrіаĺy VI miedz. nakowi-prakt. konf., м. Przemysl, 07-15 września 2010 r. Przemysl : Wydawca «Nauka і studia», 2010. Vol. 5. С. 58–60. 
  14.  Баранова І. І. Розробка складу та технології гель-маски з бодягою для обличчя / І. І. Баранова, О. Г. Башура, Є. В. Гладух // Фармація України. Погляд у майбутнє : матеріали VII Нац. з’їзду фармацевтів України, м. Харків, 15-17 верес. 2010 р. Х. : Вид-во НФаУ, 2010. Т. 1. С. 15. 
  15.  Баранова І. І. Вивчення гострої токсичності гелю з бодягою / І. І. Баранова, Л. В. Яковлєва // Український вісник психоневрології. Т. 18, вип. 2 (63), додаток – 2009. – С. 97.
  16.  Баранова І. І. Вивчення антиексудативної та протизапальної дії гелю з бодягою / І. І. Баранова, Л. В. Яковлєва Л.В. // Veda a vznik – 2010/2011 : mаtеrіĺy VI mezin. vedecko-prakt. konf., м. Praha, 27 pros. 2010 р. – 05 ledna. 2011 р. – Praha : Vydáno Publishing House «Education and Science», 2010/2011. – Dil. 15. С. 9 – 11.

Баранова І. І. Теоретичне та експериментальне обґрунтування застосування сучасних гелеутворювачів природного та синтетичного походження у технології м’яких лікувально-косметичних засобів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.01 – технологія ліків, організація фармацевтичної справи та судова фармація. – Національний фармацевтичний університет, Харків, 2011.

Робота присвячена комплексному вивченню властивостей гідрогелевих основ з гелеутворювачами природного та синтетичного походження, а також з гелевими композиціями на основі деяких вивчених природних гелеутворювачів. Обгрунтовано раціональні технології отримання гелевих основ з досліджуваними гелеутворювачами.

З метою розробки гелів місцевої дії як активна речовина було досліджено порошок бодяги (Spongilla lacustris L.). Уперше вивчено основні властивості та хімічний склад даної сировини. Доведено, що порошок бодяги за рахунок наявності у скелеті голочок кремнезему визначає основну біологічну дію – помірну шкірноподразливу.

На основі проведених фармакотехнологічних, структурно-механічних, фізико-хімічних, мікробіологічних та інших досліджень розроблено склад та технологію гель-масок з порошком бодяги (для обличчя та волосся). За результатами біологічних досліджень підтверджено специфічну активність і нешкідливість розроблених гель-масок. Доведено їх стабільність у процесі зберігання протягом двох років при кімнатній температурі у тубах алюмінієвих. Розроблені засоби впроваджені у промислове виробництво.

Ключові слова: природні та синтетичні гелеутворювачі, гелеві основи, порошок бодяги, гель-маска, склад, технологія, місцева дія.

Баранова И. И. Теоретическое и экспериментальное обоснование применения современных гелеобразователей природного и синтетического происхождения в технологии мягких лечебно-косметических средств. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук по специальности 15.00.01 – технология лекарств, организация фармацевтического дела и судебная фармация. – Национальный фармацевтический университет, Харьков, 2011.

С использованием научно-методического подхода впервые проведены комплексные исследования по созданию гидрогелей на основе гелеобразователей разного происхождения. Изучены технологические, структурно-механические, физико-химические свойства гелевых основ с природными гелеобразователями (камедь ксантана, камедь рожкового дерева), комплексными сополимерами («Aristoflex AVC», «Salcare 80», «Rapithix А-60»), гелеобразователями модифицированной природы («Structura XL», «AMAZE XT»). Разработаны, а также исследованы гелевые  основы с использованием комбинации гелеобразователей (камеди ксантана с гуаром, натрием альгината, пектином яблочным и др.). Изучена зависимость показателей качества, структурно-механических свойств исследуемых гелевых основ от природы гелеобразователя и его концентрации, влияния других вспомогательных веществ, значения рН и технологических параметров производства. Полученные данные будут использоваться при разработке оригинальных средств на их основе.

Впервые проведены комплексные исследования порошка бодяги (Spongilla lacustris L.). Изучены основные технологические и физико-химические показатели (удельная и насыпная масса, объемная плотность, влажность, пористость, порозность и свободный объем слоя). Изучен химический состав данного сырья (аминокислоты, макро- и микроэлементы, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты и пр.). С помощью оптической микроскопии в порошке бодяги обнаружено наличие игольчатой структуры, присутствие которой обеспечивает мгновенный кожно-раздражающий эффект и расширение капилляров. Данное действие подтверждено проведенными биологическими исследованиями, доказано, что порошок бодяги относится к практически безвредным веществам. Проведена сравнительная оценка бодяги украинского та китайского происхождения и установлено, что по изученным параметрами оба вида имеют хорошие показатели.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены принципы разработки гель-масок с бодягой для местного применения. Доказано, что порошок бодяги, введенный в состав изученных гелевых основ, значительно влияет (за счет наличия в составе губки кремния и кальция) на их структурно-механические свойства .

В результате изучения стабильности ряда гелевых основ с введенным в их состав поршком бодяги были выбраны следующие гелеобразователи: для лица – ксантан, для волос – «Aristoflex AVC». Основы с данными гелеобразователями имели удовлетворительные технологические, структурно механические, физико-химические и потребительские свойства в течение предполагаемого срока годности (два года). С помощью фармакологических исследований выбрана оптимальная концентрация бодяги (для гель-маски для лица – 15 %, для гель-маски для волос – 10 %). В результате проведенных физико-химических и биофармацевтических исследований доказана необходимость введения в состав гелей гидрофильных неводных растворителей: для лица – глицерин: пропиленгликоль (7,5:7,5 %), для волос – пропиленгликоль (10 %). С помощью микробиологических исследований обосновано введение в разработанные средства консерванта – бронопола и обоснована его концентрация – 0,1 %. С целью придания разработанным средствам приятного запаха в их состав в качестве отдушки введены эфирные масла. В связи с гидрофобной природой эфирных масел, их введение в состав гидрофильных гелей осуществлено с помощью солюбилизатора – ПЭГ 40-гидрогенизированного касторового масла в соотношении 1:1 к концентрации отдушки.

Проведено обоснование технологических параметров приготовления гель-масок и оптимального пути введения порошка бодяги в их состав. Структурно-механическими исследованиями установлено, что гели имеют необходимые потребительские свойства (способность к намазыванию на кожу, экструзию из туб). Изучены осмотические свойства данных средств. Доказано, что гели имеют умеренные осмотические свойства. Установлено, что по органолептическим, физико-химическим (коллоидная стабильность, рН) и микробиологическим показателям предложенные гель-маски с бодягой соответствуют требованиям разработанной нормативной документации.

Предложено количественное определение действующего вещества в гелях проводить гравиметрически по содержанию основного элемента бодяги – кремния.

Фармакологическими исследованиями доказана выраженная  специфическая активность (наличие антиэкссудативного, противовоспалительного и умеренного кожнораздражающего действия), а также биологическая безвредность разработанных средств при их местном применении. В связи с высокой концентрацией порошка бодяги в гелях разработана оригинальная методика нанесения разработанных средств.

Проведены исследования стабильности разработанных гель-масок при хранении. По результатам исследований установлен срок годности и условия хранения препаратов – 2 года в алюминиевых тубах при комнатной температуре. Установлено, что опытно-промышленные образцы гелей идентичны лабораторным по кристаллографическим, физико-химическим и реологическим показателям и полностью соответствуют требованиям нормативной документации. Разработанные гель-маски внедрены в промышленное производство.

Ключевые слова: природные и синтетические гелеобразователи, гелевые основы, порошок бодяги, гель-маска, состав, технология, местное действие.

Baranova I. I. Theoretical and experimental ground of application of modern thickeners agents of natural and synthetic origin in technology of soft medicinal and cosmetic preparations. – Manuscript.

The dissertation for the Doctor of science degree in speciality 15.00.01 –technology of drugs. organization of pharmacy and judicial of pharmacy.– National University of Pharmacy, Kharkov, 2011.

Work is devoted a study scientific-methodigical to going near the choice of thickeners agents for optimization of development of gels. By structurally and mechanical, technological but other researches the row of natural and synthetic thickeners agents, and also gels compositions, is studied on the basis of some studied thickeners agents.

First by physical and chemical, crystallography, pharmako-technological researches deep research of powder of fresh-water sponge is conducted (Spongilla of lacustris of L.). On the basis of the conducted researches are developed and hygienical conclusions are got on powder of fresh-water sponge. It is well-proven that this substance has moderate dermic-irritating operate. Findings were subsoil for development of composition and technology of masks of gels with powder of fresh-water sponge. Investigational technological, structurally and mechanical, physical and chemical properties of the developed gels and their stability is well-proven in the process of storage during two years at a room temperature and in a cool place in tubas aluminums. It allowed to set the term of fitness of the developed facilities at a room temperature - 2 years. As a result of biological researches specific activity and harmlessness of the developed facilities is well-proven.

Key words: natural and synthetic thickeners agents, gel's basis, powder's fresh-water sponge, masks of gels, composition, technology, local action.

 

Підписано до друку 14.04.2011. Формат 60х84/16.

Папір офсетний. Гарнітура Times ET. Друк ризографія.

Ум. друк. арк. 1,7. Наклад 100 пр. Зам. 19/04.

Надруковано з оригінал-макета в друкарні ФО-П Азамаєва В.П.

Свідоцтво про державну реєстрацію ВО2 № 229277 від 06.06.2001 р.

Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до державного реєстру

видавців, виготівників і розповсюджувачів видавничої продукції

серія ХК № 134 від 23.02.2005 р.

вул. Познанська, 6, к. 84, м. Харків, 61111. Тел. (057) 362-01-52


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1911. НЕРАВНОМЕРНОЕ КВАНТОВАНИЕ 60.88 KB
  Неравномерным называется квантование, если шаг квантования изменяется в допустимых пределах амплитудных значений, возрастая с увеличением уровня сигнала.
1912. Структура временного цикла и сверхцикла 32.45 KB
  В ЦСП цифровой групповой сигнал представляет собой непрерывную последовательность следующих друг за другом циклов.
1913. Регенератор однополярного цифрового сигнала 29.34 KB
  Искаженный ЦЛС подается на КУ, который обеспечивает частичную или полную коррекцию формы импульса. РУ построен в виде пороговой схемы, которая срабатывает, если уровень сигнала на его входе превышает пороговый уровень РУ.
1914. Типы и задачи функциональных модулей SDH 23.08 KB
  Концентратор позволяет уменьшить общее число каналов непосредственно подключенных к основной транспортной сети SDH. Коммутатор позволяет устанавливать связь между разными каналами принадлежащими определенным пользователям сети.
1915. Теоретические аспекты изучения радиоэлектронного оборудования 161.66 KB
  Генераторное оборудование ЦСП. УТС активной фильтрации с непосредственным воздействием на ЗГ. УТС активной фильтрации с непосредственным воздействием на промежуточный преобразователь. Линейный кодер для двухполярного сигнала.
1916. Формы воспитательной работы 18.81 KB
  В словаре С.И. Ожегова дается девять значений слова форма. Это и внешнее сочетание, и установленный образец и т. п. Говоря о форме воспитательной работы, мы прежде всего имеем в виду выражение содержания воспитательной работы через определенную структуру отношений педагогов и учащихся.
1917. Педагогические закономерности в трудовом воспитании учащихся 20.97 KB
  Ознакомление с педагогическими закономерностями в ТВУ. Понятие закономерности и закономерности воспитания учащихся. Морально-воспитательная и нравственно-практическая деятельность. Художественно эстетическая деятельность.
1918. Профессия – наше будущее 21.2 KB
  Цель мероприятия: сформировать представление о разнообразии профессий, а также уметь находить между ними существенные отличия и сходства, что в дальнейшем позволит более глубже оценивать каждую профессию.
1919. Квантовая механика. Квантование на искривленных поверхностях 1.2 MB
  Метод Гамильтона, квантование на искривленных поверхностях, квантование на плоских поверхностях, обобщенная гамильтонова динамика, скобки Дирака в геометрии.