chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2025-20-4-297-309ZFDCMSchemicallytech-2274Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF MEDICINAL COMPOUNDS AND BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCESХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙDevelopment of technology for producing submicron emulsion of propofol using a high-pressure homogenizerРазработка технологии получения субмикронной эмульсии пропофола с помощью гомогенизатора высокого давленияhttps://orcid.org/0009-0009-0598-6992МошковГ. Д.MoshkovHerman D.

Мошков Герман Дмитриевич, аспирант, кафедра биотехнологии и промышленной фармации

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78

Herman D. Moshkov, Postgraduate Student, Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy

78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454

hdmannihalation@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0004-7720-6530НормовА. М.NormovAndrey M.

Нормов Андрей Максимович, лаборант, кафедра биотехнологии и промышленной фармации; технолог производственного отдела

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78; 121353, Москва, Сколковское ш., д. 21, оф. 1

Andrey M. Normov, Laboratory Assistant, Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy; Technologist of the Production Department

78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454; of. 1, 21, Skolkovskoe sh., Moscow, 121353

a.m.normov@ipt.ru.comhttps://orcid.org/0000-0001-8560-7060ШнякЕ. А.ShnyakElizaveta A.

Шняк Елизавета Александровна, к.фарм.н., доцент, кафедра биотехнологии и промышленной фармации; старший инженер-технолог

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78; 121353, Москва, Сколковское ш., д. 21, оф. 1

ResearcherID H-9402-2013

Elizaveta A. Shnyak, Can. Sci. (Pharm.), Associate Professor, Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy; Senior Process Engineer

78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454; of. 1, 21, Skolkovskoe sh., Moscow, 121353

ResearcherID H-9402-2013

 

elizaweta__@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1603-143XПановА. В.PanovAlexey V.

Панов Алексей Валерьевич, к.х.н., доцент, кафедра биотехнологии и промышленной фармации; директор по наук

119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78; 121353, Москва, Сколковское ш., д. 21, оф. 1

Scopus Author ID 59339673200

Alexey V. Panov, Can. Sci. (Chem.), Associate Professor, Department of Biotechnology and Industrial Pharmacy;; Director of Science

78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454; of. 1, 21, Skolkovskoe sh., Moscow, 121353

Scopus Author ID 59339673200

panov@mirea.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 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 Federation202502092025204297309Copyright © Moshkov H.D., Normov A.M., Shnyak E.A., Panov A.V., 20252025Мошков Г.Д., Нормов А.М., Шняк Е.А., Панов А.В.Moshkov H.D., Normov A.M., Shnyak E.A., Panov A.V.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/2274Objectives

Objectives. Currently, propofol emulsions are widely used in clinical practice due to their rapid action, low toxicity, and ease of administration, including control of anesthetic depth and rapid recovery of the patient following anesthesia. The market offers drugs from both foreign and domestic manufacturers containing imported pharmaceutical substances. The study set out to develop a technology for obtaining a fat emulsion of propofol for parenteral purposes using a high-pressure homogenizer based on pharmaceutical propofol obtained by alkylation and subsequent decarboxylation of 4-hydroxybenzoic acid, as well as to study the physicochemical properties of the obtained submicron emulsions.

Methods

Methods. A submicron propofol emulsion was prepared using a high-pressure homogenizer. pH was determined using a pH meter equipped with a combined glass electrode. Particle size and zeta potential of the submicron emulsion were determined on a laser particle analyzer using the dynamic and electrophoretic light-scattering methods, respectively. Quantitative propofol content in the resulting emulsion was determined using high-performance liquid chromatography.

Results

Results. Optimal technological parameters of the high-pressure homogenization process were selected. The method of adding the oil phase directly into the high-pressure homogenizer is shown to entail lower time and energy costs as compared to the homogenization method involving a preliminary stage of obtaining a pre-emulsion. The physicochemical characteristics of the obtained submicron emulsions were subsequently determined to correspond to the characteristics required for the original drug Propofol-Lipuro®.

Conclusions

Conclusions. The proposed technology for obtaining a submicron propofol emulsion for parenteral use is based on dispersion of the aqueous and oil phases using a high-pressure homogenizer. As a result of the study, it was found that adding the oil phase directly into the high-pressure homogenizer at 20 MPa, including further dispersion at 60 MPa for 8 cycles, is optimal for obtaining a submicron propofol emulsion with the required characteristics.

Цели

Цели. В настоящее время в клинической практике активно используются эмульсии пропофола, обладающие быстрым действием, низкой токсичностью, легкостью введения, контролем глубины анестезии и быстрым восстановлением пациента после наркоза. На рынке представлены лекарственные препараты как иностранных, так и российских производителей, содержащие импортные фармацевтические субстанции. Целью данной работы являлась разработка технологии получения жировой эмульсии пропофола для парентерального применения с помощью гомогенизатора высокого давления на основе фармацевтической субстанции пропофола, полученной по методу алкилирования и последующего декарбоксилирования 4-гидроксибензойной кислоты, а также изучение физико-химических свойств полученных субмикронных эмульсий.

Методы

Методы. Субмикронную эмульсию пропофола получали с помощью гомогенизатора высокого давления. Значения pH определяли с использованием рН-метра, оснащенного комбинированным стеклянным электродом. Определение размера частиц и дзета-потенциала субмикронной эмульсии проводили на лазерном анализаторе частиц методом динамического светорассеивания и методом электрофоретического светорассеивания соответственно. Количественное содержания пропофола в полученной эмульсии определяли с помощью высоко эффективной жидкостной хроматографии.

Результаты

Результаты. Подобраны оптимальные технологические параметры процесса гомогенизации высокого давления. Установлено, что методика введения масляной фазы напрямую в гомогенизатор высокого давления осуществляется с меньшими временными и энергетическими затратами по сравнению с методикой гомогенизации с предварительной стадией получения предэмульсии. Определено, что физико-химические характеристики полученных субмикронных эмульсий соответствуют характеристикам, предъявляемых оригинальному препарату Пропофол-Липуро®.

Выводы

Выводы. Предложена технология получения субмикронной эмульсии пропофола для парентерального применения, основанная на диспергировании водной и масляной фазы с помощью гомогенизатора высокого давления. В результате проведенного исследования было установлено, что введение масляной фазы напрямую в гомогенизатор высокого давления при 20 МПа, а также дальнейшее проведение процесса диспергирования при 60 МПа в течение 8 циклов является оптимальным для получения субмикронной эмульсии пропофола с требуемыми характеристиками.

пропофолПропофол-Липуро®предэмульсиясубмикронная эмульсиягомогенизатор высокого давленияpropofolPropofol-Lipuro®pre-emulsionsubmicron emulsionhigh-pressure homogenizerReferencesSahinovic M.M., Struys M.M.R.F., Absalom A.R. Clinical Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Propofol. Clin. Pharmacokinet. 2018;57:1539–1558. https://doi.org/10.1007/s40262-018-0672-3Sahinovic M.M., Struys M.M.R.F., Absalom A.R. Clinical Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Propofol. Clin. Pharmacokinet. 2018;57:1539–1558. https://doi.org/10.1007/s40262-018-0672-3Kotani Y., Nakajima Y., Hasegawa T., et al. Propofol Exerts Greater Neuroprotection with Disodium Edetate than without It. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2008;28(2):354–366. https://doi.org/10.1038/sj.jcbfm.9600532Kotani Y., Nakajima Y., Hasegawa T., et al. Propofol Exerts Greater Neuroprotection with Disodium Edetate than without It. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2008;28(2):354–366. https://doi.org/10.1038/sj.jcbfm.9600532Kotani Y., Shimazawa M., Yoshimura S., Iwama T., Hara H. The experimental and clinical pharmacology of propofol, an anesthetic agent with neuroprotective properties. CNS Neurosci. Ther. 2008;14(2):95–106. https://doi.org/10.1111/j.1527-3458.2008.00043.xKotani Y., Shimazawa M., Yoshimura S., Iwama T., Hara H. The experimental and clinical pharmacology of propofol, an anesthetic agent with neuroprotective properties. CNS Neurosci. Ther. 2008;14(2):95–106. https://doi.org/10.1111/j.1527-3458.2008.00043.xWalsh C.T. Propofol: Milk of Amnesia. Cell. 2018;175(1): 10–13. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.031Walsh C.T. Propofol: Milk of Amnesia. Cell. 2018;175(1): 10–13. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.031Baker M.T., Naguib M., et al. Propofol: The challenges of formulation. Anesthesiology. 2005;103(4):860–876. https://doi.org/10.1097/00000542-200510000-00026Baker M.T., Naguib M., et al. Propofol: The challenges of formulation. Anesthesiology. 2005;103(4):860–876. https://doi.org/10.1097/00000542-200510000-00026Thompson K., Goodale D. The Recent Development of Propofol (DIPRIVAN®). Intensive Care Med. 2000;26(3): 400–404. https://doi.org/10.1007/PL00003783Thompson K., Goodale D. The Recent Development of Propofol (DIPRIVAN®). Intensive Care Med. 2000;26(3): 400–404. https://doi.org/10.1007/PL00003783Kam E., Abdul-Latif M.S., McCluskey A. Comparison of Propofol-Lipuro with propofol mixed with lidocaine 10 mg on propofol injection pain. Anaesthesia. 2004;59(12):1167–1169. https://doi.org/10.1111/j.1365-2044.2004.03964.xKam E., Abdul-Latif M.S., McCluskey A. Comparison of Propofol-Lipuro with propofol mixed with lidocaine 10 mg on propofol injection pain. Anaesthesia. 2004;59(12):1167–1169. https://doi.org/10.1111/j.1365-2044.2004.03964.xСорокина Е.Ю. Пропофол в современной поликомпонентной общей анестезии. Медицина неотложных состояний. 2014;3(58)69–75.Sorokina Ye.Yu. Propofol in modern multicomponent general anesthesia. Meditsina neotlozhnykh sostoyanii = Emergency Medicine. 2014;3(58):69–75 (in Russ.).Pramanik C., Kotharkar S.A., Patil P., Gotrane D., More Y.W., Borhade A.S., Chaugule B., Khaladkar T.P., Neelakandan K., Chaudhari A., Kulkarni M.G., Tripathy N.K., Gurjar M.K. Commercial Manufacturing of Propofol: Simplifying the Isolation Process and Control on Related Substances. Org. Process Res. Dev. 2014;18(1):152–156. https://doi.org/10.1021/op400300tPramanik C., Kotharkar S.A., Patil P., Gotrane D., More Y.W., Borhade A.S., Chaugule B., Khaladkar T.P., Neelakandan K., Chaudhari A., Kulkarni M.G., Tripathy N.K., Gurjar M.K. Commercial Manufacturing of Propofol: Simplifying the Isolation Process and Control on Related Substances. Org. Process Res. Dev. 2014;18(1):152–156. https://doi.org/10.1021/op400300tOnugwu A.L., Nwagwu C.S., Onugwu O.S., Echezona A.C., et al. Nanotechnology based drug delivery systems for the treatment of anterior segment eye diseases. J. Control. Release. 2023; 354:465–488. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2023.01.018Onugwu A.L., Nwagwu C.S., Onugwu O.S., Echezona A.C., et al. Nanotechnology based drug delivery systems for the treatment of anterior segment eye diseases. J. Control. Release. 2023;354:465–488. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2023.01.018Honary S., Zahir F. Effect of Zeta Potential on the Properties of Nano-Drug Delivery Systems – A Review (Part 1). Tropical J. Pharmaceutical Res. 2013;12(2):19. https://doi.org/10.4314/tjpr.v12i2.19Honary S., Zahir F. Effect of Zeta Potential on the Properties of Nano-Drug Delivery Systems – A Review (Part 1). Tropical J. Pharmaceutical Res. 2013;12(2):19. https://doi.org/10.4314/tjpr.v12i2.19Гунар О.В., Доренская А.В. Определение размеров жировых капель в эмульсиях для парентерального применения. Фармация. 2022;71(5):11–17. https://doi.org/10.29296/25419218-2022-05-02Gunar O.V., Dorenskaya A.V. Determination of the size of fat droplets in emulsions for parenteral use. Farmatsiya = Pharmacy. 2022;71(5):11–17 (in Russ.). https://doi.org/10.29296/25419218-2022-05-02Алексеев К.В., Кедик С.А. Фармацевтическая технология. М.: АО ИФТ; 2025. 592 c.Alekseev K.V., Kedik S.A. Farmatsevticheskaya tekhnologiya (Pharmaceutical Technology). Moscow: IFT; 2025. 592 p. (in Russ.).Alison G.F. Top ten considerations in the development of parenteral emulsions. Pharm. Sci. Technol. Today. 1999;2(4): 134–143. https://doi.org/10.1016/S1461-5347(99)00141-8Alison G.F. Top ten considerations in the development of parenteral emulsions. Pharm. Sci. Technol. Today. 1999;2(4): 134–143. https://doi.org/10.1016/S1461-5347(99)00141-8Kumar M., Bishnoi R.S., Shukla A.K., Jain C.P. Techniques for Formulation of Nanoemulsion Drug Delivery System: A Review. Prev. Nutr. Food Sci. 2019;24(3):225–234. https://doi.org/10.3746/pnf.2019.24.3.225Kumar M., Bishnoi R.S., Shukla A.K., Jain C.P. Techniques for Formulation of Nanoemulsion Drug Delivery System: A Review. Prev. Nutr. Food Sci. 2019;24(3):225–234. https://doi.org/10.3746/pnf.2019.24.3.225Çinar K. A Review on Nanoemulsion: preparation method and method stability. Tarkya University J. Eng. Sci. 2017;18(1):73–87.Çinar K. A Review on Nanoemulsion: preparation method and method stability. Tarkya University J. Eng. Sci. 2017;18(1):73–87.Prasetyo B., Shamsuddin A., Azmi N. Preparation and Physical Stability Evaluation of Palm Oil-Based Nanoemulsion as a Drug Delivery System for Propofol. Jurnal Sains Kesihatan Malaysia (Malaysian J. Health Sci.). 2018;16(02):5–13. https://doi.org/10.17576/JSKM-2018-1602-02Prasetyo B., ShamsuddinA., Azmi N. Preparation and Physical Stability Evaluation of Palm Oil-Based Nanoemulsion as a Drug Delivery System for Propofol. Jurnal Sains Kesihatan Malaysia (Malaysian J. Health Sci.). 2018;16(02):5–13. https://doi.org/10.17576/JSKM-2018-1602-02Rooimans T., Damen M., Markesteijn C.M.A., Schuurmans C.C.L., de Zoete N.H.C., van Hasselt P.M., Hennink W.E., van Nostrum C.F., Hermes M., Besseling R., Vromans H. Development of a compounded propofol nanoemulsion using multiple non-invasive process analytical technologies. Int. J. Pharm. 2023;640:122960. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2023.122960Rooimans T., Damen M., Markesteijn C.M.A., Schuurmans C.C.L., de Zoete N.H.C., van Hasselt P.M., Hennink W.E., van Nostrum C.F., Hermes M., Besseling R., Vromans H. Development of a compounded propofol nanoemulsion using multiple non-invasive process analytical technologies. Int. J. Pharm. 2023;640:122960. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2023.122960Prasetyo B., Azmi N., Shamsuddin A. In vivo characterization of less painful propofol nanoemulsion using palm oil for intravenous drug delivery. Int. J. Appl. Pharm. 2019;11(4): 98–102. https://doi.org/10.22159/ijap.2019v11i4.33039Prasetyo B., Azmi N., Shamsuddin A. In vivo characterization of less painful propofol nanoemulsion using palm oil for intravenous drug delivery. Int. J. Appl. Pharm. 2019;11(4): 98–102. https://doi.org/10.22159/ijap.2019v11i4.33039

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