Исследование ингаляционных микропорошков, полученных методом распылительной сушки
https://doi.org/10.32362/2410-6593-2024-19-4-327-336
EDN: PVTYTQ
Аннотация
Цели. Исследовать влияние типа материала, формирующего каркас частицы, концентрации вспомогательных веществ и параметров распылительной сушки на характеристики порошка для ингаляций. Проверить ингаляционный состав на стабильность в стрессовых условиях.
Методы. Для получения порошковых композиций с требуемыми характеристиками для ингаляционной терапии использовалась распылительная сушка. Были проведены микроскопические и аналитические исследования частиц сухого порошка. Статистический анализ позволил оценить влияние факторов на характеристики получаемого порошка для ингаляций и проранжировать их по значимости. Было проведено исследование стабильности порошков, полученных после распылительной сушки.
Результаты. Методами математической статистики удалось установить оптимальные параметры получения порошков для ингаляции: расход сушильного агента составил 37 м3/ч; расход сжатого воздуха, подаваемого на форсунку — 601 л/ч; температура сушильного агента на входе в камеру — 150°C; расход раствора — 45% от мощности встроенного насоса (16.3 г/мин для данного состава композиции); концентрация L-лейцина — 10 мас. %; соотношение компонентов матрицы поливинилпирролидон К-30/маннитол = 1 : 3. При данных условиях, а также при условиях 2-х экспериментов дополнительно выбранных из плана исследований, была проведена наработка композиции с изониазидом в качестве активного вещества и проведен анализ полученных порошков, что позволило подтвердить корректность рекомендованных параметров.
Выводы. Подбор состава композиций и условий распылительной сушки является многокритериальной задачей. Характеристики порошка для ингаляций могут значительно ухудшиться при длительном хранении. Оптимальные параметры были определены с применением статистического анализа и подтверждены экспериментальными данными.
Ключевые слова
Об авторах
Л. А. ЩербаковаРоссия
Щербакова Лариса Александровна - аспирант кафедры химического и фармацевтического инжиниринга.
125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
А. И. Саитгареева
Россия
Саитгареева Алсу Ильдаровна - магистр кафедры химического и фармацевтического инжиниринга.
125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
М. Г. Гордиенко
Россия
Гордиенко Мария Геннадьевна - д.т.н., профессор кафедры химического и фармацевтического инжиниринга, Scopus Author ID 8845573700, ResearcherID B-1095-2014.
125047, Россия, Москва, Миусская пл., д. 9
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
Р. Р. Сафаров
Россия
Сафаров Руслан Рафиг оглы - к.т.н., директор Департамента научно-технической политики.
125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
Список литературы
1. Ye Y., Ma Y., Zhu J. The future of dry powder inhaled therapy: Promising or discouraging for systemic disorders? Int. J. Pharm. 2022;614:121457. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2022.121457
2. Alhajj N., O’Reilly N. J., Cathcart H. Leucine as an excipient in spray dried powder for inhalation. Drug Discov. Today. 2021;26(10):2384–2396. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2021.04.009
3. AboulFotouh K., Zhang Y., Maniruzzaman M., Williams R.O., Cui Z. Amorphous solid dispersion dry powder for pulmonary drug delivery: Advantages and challenges. Int. J. Pharm. 2020;587:119711. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2020.119711
4. Stegemann S., Faulhammer E., Pinto J., Paudel A. Focusing on powder processing in dry powder inhalation product development, manufacturing and performance. Int. J. Pharm. 2022;614:121445. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.121445
5. Karimi M., Kamali H., Mohammadi M., Tafaghodi M. Evaluation of various techniques for production of inhalable dry powders for pulmonary delivery of peptide and protein. J. Drug Deliv. Sci. Technol. 2022;69(1):103186. https://doi.org/10.1016/j.jddst.2022.103186
6. Zillen D., Beugeling M., Hinrichs W., Frijlink H., Grasmeijer F. Natural and bioinspired excipients for dry powder inhalation formulations. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2021;56:101497. https://doi.org/10.1016/j.cocis.2021.101497
7. Weers J.G., Miller D.P. Formulation Design of Dry Powders for Inhalation. J. Pharm. Sci. 2015;104(10):3259–3288. https://doi.org/10.1002/jps.24574
8. Porsio B., Lentini L., Ungaro F., Di Leonardo A., Quaglia F., Giammona G., Cavallaro G. Inhalable nano into micro dry powders for ivacaftor delivery: The role of mannitol and cysteamine as mucus-active agents. Int. J. Pharm. 2020;582:119304. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2020.119304
9. Allsopp D., Seal K.J., Gaylarde C.C. Introduction to Biodeterioration: 2nd ed. Cambridge, UK: Cambridge University Press; 2004. 252 p. ISBN 0-521-82135-5; ISBN 0-521-52887-9
10. Miranda M.S., Rodrigues M.T., Domingues R.M.A., Torrado E., Reis R.L., Pedrosa J., Games M.E. Exploring inhalable polymeric dry powders for anti-tuberculosis drug delivery. Mater. Sci. Eng. C. 2018;93:1090–1103. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.09.004
11. Parumasivam T., Chang R.Y.K., Abdelghany S.M., Ye T.T., Britton W.J., Chan H.-K. Dry powder inhalable formulations for anti-tubercular therapy. Adv. Drug Deliv. Rev. 2016;102: 83–101. https://doi.org/10.1016/j.addr.2016.05.011
12. Munir M., Jena L., Kett V.L., Dunne N.J., McCarthy H.O. Spray drying: Inhalable powders for pulmonary gene therapy. Biomater. Adv. 2022;133:112601. https://doi.org/10.1016/j.msec.2021.112601
13. Chang R.Y.K., Chow M.Y.T., Khanal D., Chen D., Chan H.-K. Dry powder pharmaceutical biologics for inhalation therapy. Adv. Drug Deliv. Rev. 2021;172:64–79. https://doi.org/10.1016/j.addr.2021.02.017
14. Rignall A. ICQ1A(R2) Stability Testing of New Drug Substances and Products and ICHQ1C Stability Testing of New Dosage Forms. In: Teasdsle A., Elder D., Nims R.W. (Eds.). 1CH Quality Guidelines: An Implementation Guide. John Wiley & Sons; 2017. P. 3–44. https://doi.org/10.1002/9781118971147.ch1
15. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов. М.: Высшая школа; 1985. 327 с.
Дополнительные файлы
|
1. Фотография сканирующего электронного микроскопа образца № 2 | |
Тема | ||
Тип | Исследовательские инструменты | |
Посмотреть
(25KB)
|
Метаданные ▾ |
- Методами математической статистики установлены оптимальные параметры получения порошков для ингаляции: расход сушильного агента — 37 м3/ч; расход сжатого воздуха, подаваемого на форсунку — 601 л/ч; температура сушильного агента на входе в камеру — 150°C; расход раствора — 45% от мощности встроенного насоса (16.3 г/мин для данного состава композиции); концентрация лейцина — 10 мас. %; соотношение компонентов матрицы поливинилпирролидон К-30/маннитол = 1 : 3.
- При данных условиях, а также при условиях 2-х экспериментов дополнительно выбранных из плана исследований, была проведена наработка композиции с активным веществом изониазид и проведен анализ полученных порошков, что позволило подтвердить корректность рекомендованных параметров.
Рецензия
Для цитирования:
Щербакова Л.А., Саитгареева А.И., Гордиенко М.Г., Сафаров Р.Р. Исследование ингаляционных микропорошков, полученных методом распылительной сушки. Тонкие химические технологии. 2024;19(4):327-336. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2024-19-4-327-336. EDN: PVTYTQ
For citation:
Shcherbakova L.A., Saitgareeva A.I., Gordienko M.G., Safarov R.R. Study of inhalation micropowders obtained by spray drying. Fine Chemical Technologies. 2024;19(4):327-336. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2024-19-4-327-336. EDN: PVTYTQ