chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2023-18-3-265-279chemicallytech-1975Research ArticleMATHEMATICAL METHODS AND INFORMATION SYSTEMS IN CHEMICAL TECHNOLOGYМАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИImplementation of pharmaceutical development using multivariate analysis of multi-criteria optimization on the example of the stage of purification of oligohexamethyleneguanidine hydrosuccinateРеализация фармацевтической разработки с применением многофакторного анализа многокритериальной оптимизации на примере этапа очистки гидросукцината олигогексаметиленгуанидинаhttps://orcid.org/0000-0003-4510-1721ШаталовД. О.ShatalovD. O.

Шаталов Денис Олегович, к.фарм.н., доцент, доцент кафедры биoтexнoлoгии и пpoмышлeннoй фapмaции

119571, Mocквa, пр-т Вернадского, д. 86

ResearсherID H-9408-2013

Scopus Author ID 57060435900

Denis O. Shatalov, Can. Sci. (Pharm.), Associate Professor, Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

ResearсherID H-9408-2013

Scopus Author ID 57060435900 

shat-05@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2061-0274ТрачукК. Н.TrachukK. N.

Трачук Кирилл Николаевич, студент, кафедра биoтexнoлoгии и пpoмышлeннoй фapмaции

119571, Mocквa, пр-т Вернадского, д. 86

Kirill N. Trachuk, Student, Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571 

trachuk98@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2560-5028АйдаковаА. В.AydakovaA. V.

Айдакова Анна Викторовна, технолог

121353, Mocквa, пр-т Вернадского, д. 86

Anna V. Aydakova, Technologist

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571 

ann.reznikova2012@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0951-939XАхмедоваД. А.AkhmedovaD. A.

Ахмедова Диана Александровна, аспирант, кафедра биoтexнoлoгии и пpoмышлeннoй фapмaции

119571, Mocквa, пр-т Вернадского, д. 86

Scopus Author ID 57218775331

Diana A. Akhmedova, Postgraduate Student, Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

Scopus Author ID 57218775331 

akhmedova.diana.a@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1346-7588ИвановИ. С.IvanovI. S.

Иванов Иван Сергеевич, технолог

119571, Mocквa, пр-т Вернадского, д. 86

Scopus Author ID 57372716000

Ivan S. Ivanov, Technologist

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

Scopus Author ID 57372716000 

ivan.ivanov1994@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6432-8134МиненковД. С.MinenkovD. S.

Миненков Дмитрий Сергеевич, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник

119526, Москва, пр. Вернадского, 101, к. 1

ResearсherID M-8037-2015

Scopus Author ID 36010696700

Dmitry S. Minenkov, Cand. Sci. (Phys.-Math.)

101, Vernadskogo pr., Moscow, 119526

ResearсherID M-8037-2015

Scopus Author ID 36010696700 

minenkov.ds@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3217-473XБлажевичИ. Ю.BlazhevichI. Yu.

Блажевич Игорь Юрьевич, студент, механико-математический факультет

119234, Москва, ул. Колмогорова, 1

Igor Yu. Blazhevich, Student, Faculty of Mechanics and Mathematics

1, Kolmogorova ul., Moscow, 119234 

blazhevich-igor@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2610-8493КедикС. А.KedikS. A.

Кедик Станислав Анатольевич, д.т.н., профессор, заведующий кафедрoй биoтexнoлoгии и пpoмышлeннoй фapмaции; генеральный директор

119571, Mocквa, пр-т Вернадского, д. 86

119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Scopus Author ID 7801632547

Stanislav A. Kedik, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy; General Director

86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571

Scopus Author ID 7801632547 

doctorkedik@yandex.ruМИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова)РоссияMIREA – Russian Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)Russian FederationИнститут фармацевтических технологийРоссияInstitute of Pharmaceutical TechnologiesRussian FederationИнститут проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наукРоссияIshlinsky Institute for Problems of Mechanics, Russian Academy of SciencesRussian FederationМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияM.V. Lomonosov Moscow State UniversityRussian FederationМИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова); Институт фармацевтических технологийРоссияMIREA – Russian Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies); Institute of Pharmaceutical TechnologiesRussian Federation202302082023183265279Copyright © Shatalov D.O., Trachuk K.N., Aydakova A.V., Akhmedova D.A., Ivanov I.S., Minenkov D.S., Blazhevich I.Y., Kedik S.A., 20232023Шаталов Д.О., Трачук К.Н., Айдакова А.В., Ахмедова Д.А., Иванов И.С., Миненков Д.С., Блажевич И.Ю., Кедик С.А.Shatalov D.O., Trachuk K.N., Aydakova A.V., Akhmedova D.A., Ivanov I.S., Minenkov D.S., Blazhevich I.Y., Kedik S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/1975Objectives

Objectives. The study set out to use mathematical modeling, in particular the method of multifactorial analysis of multicriteria optimization (MAMO), in the development of a pharmaceutical product.

Methods

Methods. After carrying out experimental tests based on the proposed algorithmic sequence, the obtained data were interpreted using MAMO.

Results

Results. The possibility of using MAMO to solve the applied problem of purifying oligohexamethyleneguanidine hydrosuccinate (OHMG-HS), considered as a pharmaceutical precursor for the creation of medicines, was demonstrated.

Conclusions

Conclusions. The expediency of using the proposed algorithm as a tool for pharmaceutical development is substantiated by identifying dependencies of the influence of purification conditions on the final content of admixtures in the target product.

Цели

Цели. Данное исследование посвящено использованию математического моделирования, в частности метода многофакторного анализа многокритериальной оптимизации (МАМО), в фармацевтической разработке.

Методы

Методы. В ходе исследования была предложена алгоритмическая последовательность эксперимента и проведены необходимые испытания. Полученные данные были интерпретированы при помощи МАМО.

Результаты

Результаты. Изучена возможность применения МАМО для решения прикладной проблемы очистки гидросукцината олигогексаметиленгуанидина (ОГМГ-ГС), рассматриваемого в качестве фармацевтической субстанции для создания лекарственных средств.

Выводы

Выводы. Были выявлены зависимости влияния условий очистки на конечное содержание примесей в целевом продукте и доказана целесообразность использования предложенного алгоритма в качестве инструмента фармацевтической разработки.

фармацевтическая разработкаматематическое моделированиеантибиотикорезистентностьолигогексаметиленгуанидиныpharmaceutical developmentmathematical modelingantibiotic resistanceoligohexamethyleneguanidinesReferencesSingh K.S., Anand S., Dholpuria S., Sharma J.K., Shouche Y. Antimicrobial Resistance Paradigm and OneHealth Approach. In: Panwar H., Sharma C., Lichtfouse E. (Eds.). Sustainable Agriculture Reviews 46. Mitigation of Antimicrobial Resistance. 2020. V. 46. P. 1–32. https://doi.org/10.1007/978-3-030-53024-2_1Singh K.S., Anand S., Dholpuria S., Sharma J.K., Shouche Y. Antimicrobial Resistance Paradigm and OneHealth Approach. In: Panwar H., Sharma C., Lichtfouse E. (Eds.). Sustainable Agriculture Reviews 46. Mitigation of Antimicrobial Resistance. 2020. V. 46. P. 1–32. https://doi.org/10.1007/978-3-030-53024-2_1La-Rosa R., Johansen H.K., Molin S. Persistent Bacterial Infections, Antibiotic Treatment Failure, and Microbial Adaptive Evolution. Antibiotics. 2022;11(3):419. https://doi.org/10.3390/antibiotics11030419La-Rosa R., Johansen H.K., Molin S. Persistent Bacterial Infections, Antibiotic Treatment Failure, and Microbial Adaptive Evolution. Antibiotics. 2022;11(3):419. https://doi.org/10.3390/antibiotics11030419Давыдов Д.С. Национальная стратегия Российской Федерации по предупреждению распространения устойчивости патогенных микроорганизмов к антимикробным препаратам: трудности и перспективы сдерживания одной из глобальных биологических угроз XXI века. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2018;18(1):50–56. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-1-50-56Davydov D.S. The National Strategy of the Russian Federation for Preventing the Spread of Antimicrobial Resistance: Challenges and Prospects of Controlling One of the Global Biological Threats of the 21st Century. BIOpreparaty. Profilaktika, diagnostika, lechenie = BIOpreparations. Prevention, Diagnostics, Treatment. 2018;18(1):50–56 (in Russ.). https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-1-50-56Кедик С.А., Шаталов Д.О., Норин А.М., Беляков С.В., Иванов И.С., АйдаковаА.В. Способ получения солей разветвлённого олигогексаметиленгуанидина для их применения в качестве фармацевтических субстанций (варианты): пат. 2750869 РФ. Заявка № 20201195; заявл. 12.06.2020; опуб. 05.07.2021. Бюл. № 19.Kedik S.A., Shatalov D.O., Norin A.M., Belyakov S.V., Ivanov I.S., Aidakova A.V. Method for the separation of branched oligohexamethylenguanidine salts for their use as pharmaceutical substances (variants): RF Pat. RU2750869. Publ. 07.05.2021 (in Russ.).Шаталов Д.О., Кедик С.А., Беляков С.В., Иванов И.С., Айдакова А.В., Седишев И.П. Способ получения солей разветвленного олигогексаметиленгуанидина, имеющих степень чистоты, достаточную для их применения в качестве фармацевтической субстанции: пат. 2729421 РФ. Заявка № 2019122256; заявл. 15.07.2019; опуб. 06.08.2020. Бюл. № 22.Shatalov D.O., Kedik S.A., Belyakov S.V., Ivanov I.S., Aidakova A.V., Sedishev I.P. Method of producing branched oligohexamethylene guanidine salts having degree of purity sufficient for use thereof as pharmaceutical substance: RF Pat. RU2729421. Publ. 06.08.2020 (in Russ.).Shatalov D.O., Kedik S.A., Ivanov I.S., et al. Development of a Promising Method for Producing Oligomeric Mixture of Branched Alkylene Guanidines to Improve Substance Quality and Evaluate their Antiviral Activity Against SARS-CoV-2. Molecules. 2021;26(11):3472. https://doi.org/10.3390/molecules26113472Shatalov D.O., Kedik S.A., Ivanov I.S., et al. Development of a Promising Method for Producing Oligomeric Mixture of Branched Alkylene Guanidines to Improve Substance Quality and Evaluate their Antiviral Activity Against SARS-CoV-2. Molecules. 2021;26(11):3472. https://doi.org/10.3390/molecules26113472Беляков С.В., Кедик С.А, Крупенченкова Н.В., Деменюк П.Ю., Шаталов Д.О. Влияние разветвленного олигогексаметиленгуанидина гидрохлорида на клинически значимые патогенные микроорганизмы. Биофармацевтический журнал. 2019;11(6):28–37.Belyakov S.V., Kedik S.A., Krupenchenkova N.V., Demenyuk P.Yu., Shatalov D.O. The effect of branched oligo(hexamethylene)guanidine hydrochloride against clinically significant pathogens. Biofarmatsevticheskii zhurnal = Russ. J. Biopharml. 2019;11(6):28–37 (in Russ.).Кедик С.А., Шаталов Д.О., Панов А.В., Айдакова А.В., Иванов И.С., Беляков С.В. Комбинированное лекарственное средство в виде раствора для получения спрея для лечения заболеваний ротовой полости: пат. 2687745 РФ. Заявка № 2018109980; заявл. 21.03.2018; опуб. 16.05.2019. Бюл. № 14.Kedik S.A., Shatalov D.O., Panov A.V., Aidakova A.V., Ivanov I.S., Belyakov S.V. Combined drug preparation in form of solution for preparing spray for treating diseases of oral cavity: RF Pat. RU2687745. Publ. 16.05.2019 (in Russ.).Кедик С.А., Шаталов Д.О., Коваленко А.В., Айдакова А.В. Офтальмологический препарат в форме глазных капель для профилактики и лечения инфекционных конъюнктивитов, вызванных бактериями и вирусами: пат. 2699377 РФ. Заявка № 2019113050; заявл. 26.04.2019; опуб. 05.09.2019. Бюл. № 25.Kedik S.A., Shatalov D.O., Kovalenko A.V., Aidakova A.V. Ophthalmic preparation in the form of eye drops for preventing and treating infectious conjunctivitis caused by bacteria and viruses: RF Pat. RU2699377. Publ. 09.05.2019 (in Russ.).Ахмедова Д.А., Шаталов Д.О., Иванов И.С., Айдакова А.В., Гербст А., Грайнер Л., Каплун А.П., Журбенко А.С., Кедик С.А. Применение микрофлюидного аппаратного оснащения в синтезе производных олигогексаметиленгуанидина. Тонкие химические технологии. 2021;16(4):307–317. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2021-16-4-307-317Akhmedova D.A., Shatalov D.O., Ivanov I.S., Aydakova A.V., Herbst A., Greiner L., Kaplun A.P., Zhurbenko A.S., Kedik S.A. The use of microfluidic hardware in the synthesis of oligohexamethylene guanidine derivatives. Tonk. Khim. Tekhnol. = Fine Chem. Technol. 2021;16(4):307–317 (Russ., Eng.). https://doi.org/10.32362/2410-6593-2021-16-4-307-317Браун Д., Шердрон Г., Керн В. Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров: пер. с нем. М.: Химия; 1976. 256 с.Braun D., Sherdron G., Kern V. Prakticheskoe rukovodstvo po sintezu i issledovaniyu svoistv polimerov (A Practical Guide to the Synthesis and Study of the Properties of Polymers): transl. from German. Moscow: Khimiya; 1976. 256 p. (in Russ.). [Brown D., Sherdron G., Kern V. Praktikum der Makromolekularen Organischen Chemie. Heidelberg: Alfred Huthig, 1971.]Ефимов К.М., Гембицкий П.А., Мартыненко С.В. Способ очистки полигуанидинового дезинфицирующего средства от исходных мономеров: пат. 2237682 РФ. Заявка № 2003117422/04; заявл. 16.06.2003; опуб. 10.10.2004.Efimov K.M., Gembitskii P.A., Martynenko S.V. Method for purification polyguanidine disinfecting agent from parent monomers: RF Pat. RU2237682. Publ. 10.10.2004 (in Russ.).Antony J. Design of Experiments for Engineers and Scientists. First edition. Elsevier Science & Technology Books; 2003. 156 p.Antony J. Design of Experiments for Engineers and Scientists. First edition. Elsevier Science & Technology Books; 2003. 156 p.Гржибовский А.М. Выбор статистического критерия для проверки гипотез. Экология человека. 2008;11:48–57.Grzhibovsky A.M. The choice of a statistical criterion for testing hypotheses. Ekologiya cheloveka = Human Ecology. 2008;(11):48–57 (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.