5.5. Пірогенні речовини у фармації

Потрібно відмітити, що забезпечення якості при проектуванні виробництва лікарських засобів залежить від багатьох чинників зовнішнього середовища таких як, наприклад: температури, вологості, реакції оточуючого середовища, контакту з іншими речовинами. Також, якість лікарських засобів і багато в чому залежить від якості сировини. Крім того, використання неефективних і небезпечних лікарських засобів може представляти загрозу для здоров’я і життя людини. Враховуючи дані обставини, властиві соціально-необхідному продукту, яким є лікарські засоби, вважаємо необхідним розробку системи управління якістю лікарських засобів, яка могла б враховувати все різноманіття чинників внутрішнього і зовнішнього середовища, що впливають на якість лікарських засобів.

На думку експертів, якість лікарських препаратів визначається в результаті дії 3 складових:

1. Початкові продукти (тобто власне лікарська субстанція і допоміжні речовини);

2. Умови виробництва;

3. Система контролю якості готового продукту.

Особлива увага приділяється вдосконаленню різних методів контролю лікарських засобів. Це пов’язано з підвищенням вимог до якості фармацевтичної продукції і забезпеченням безпеки при її використанні хворими.

Система контролю якості лікарських препаратів передбачає багатоступеневий контроль від відділів біотехнологічного (технічного) контролю (ВБТК) підприємства до сертифікації на федеральному або регіональному рівні.

Інформація про пірогенність. Відомо, що забрудненість повітря, мікробна забрудненість сировини і незадовільна якість води для ін’єкцій можуть приводити до присутності пірогенних домішок в готовій продукції. Ці чинники не тільки призводять до підвищення температури при вживанні лікарського засобу але вони вважаються індикаторними показниками, які свідчать про порушення санітарно-гігієнічних умов виробництва. Слово "піроген" було введене у вживання віденським хірургом Крістіаном Теодором Більротом у 1862 р. і запозичене з грецької мови. Слово "температура" було пов’язано з елементом "вогонь", що на грецькій мові відповідає слову "Пір" (грец. pyr).

При парентеральному, особливо при внутрішньосудинному введенні препаратів, іноді спостерігається швидке підвищення температури тіла до 40 °С, що супроводжується підвищенням частоти пульсу, лихоманкою, потовиділенням, нудотою і головним болем. У особливо важких випадках можливий летальний перебіг подій, викликаний присутністю в - розчині лікарського засобу - пірогенів — речовин бактерійного походження. Пірогенністю володіють живі мікроорганізми і продукти їх життєдіяльності, мертві бактерії, які можуть знаходитися в розчинах після стерилізації. Пірогенні речовини прийнято розділяти на екзогенні (в основному бактерійні) і ендогенні (клітинно-тканинні). Джерелом ендогенних пірогенів можуть бути лейкоцити і білки крові, які в певних умовах утворюють і виділяють біологічно активні речовини з пірогенними властивостями (лейкопірогени).

З хімічної точки зору пірогени – це складні речовини з високою молекулярною масою і розміром частинок від 50 до 1 мкм, що складаються в основному з ліпополисахаридів, адсорбованих на білковому носії. Наприклад, хімічний склад пірогенної речовини, виділеної з Рroteus vulgaris, складається з вуглеводів (25,83%), водню (6,06%), азоту (6%), фосфору (0,29%) і золи (8,33%).

Пірогени розчинні у воді, нерозчинні в спирті і ацетоні, стійкі до впливу підвищеної температури. Нагрівання в автоклаві при 120 °С протягом 20 хвилин приводить до загибелі бактерії, але не знищує пірогени. Чутливість пірогенів до високої температури різна. Зміна рН водного розчину практично не впливає на термолабільність пірогенів. У сухому вигляді їх повне розкладання відбувається тільки при температурі 200 °З протягом 30 мін; стерилізація сухим повітрям при 160 °З протягом 2 ч не гарантує повної апірогенності. Підвищення температури дозволяє скоротити час, необхідний для знищення пірогенів. При температурі 600 °С досить хвилинного нагрівання, при 450 °С — двоххвилинного, отже, звільнити від них воду і ін’єкційні розчини термічною стерилізацією практично неможливо.

Пірогенні речовини чутливі до дії окислювачів, наприклад, перекису водню або перманганату калію.

Пірогени мають дуже малі розміри і проходять через самі щільні фільтри з розмірами пір від 0,005 до 0,001 мкм.

Існують різні методи виявлення і видалення пірогенів з розчинів.

Методи виявлення пірогенів. Для практичних цілей, нарівні з методами видалення пірогенних компонентів, велике значення мають методи їх виявлення, серед яких виділяють: хімічні; фізичні; біологічні.

Хімічні методи засновані на проведенні певних кольорових реакцій. Фізичні методи засновані на вимірюванні електропровідності і полярографічних максимумів.

Через ряд недоліків перших двох методів частіше за все застосовують методи біопроб, які введені в Фармакопеї різних країн світу.

Біологічні методи. До цього часу основним і офіційно прийнятим у всіх країнах світу основним методом випробування лікарських засобів на наявність пірогенних домішок вважається метод, заснований на триразовому вимірюванні температури тіла кролика після внутрішньовенного введення досліджуваного препарату. Підвищення температури на 0,6 °С або більше, згідно з вимогою фармакопеї, вважається доказом наявності пірогенів.

Спеціальні статті Фармакопей оговорюють умови проведення цього випробування, оскільки чинники - хімічний (корм), фізичний (зміна температури навколишнього середовища), фізіологічний (збудження тварин при анальному вимірюванні температури) - можуть вплинути на результат випробування. І навіть при самому суворому дотриманні вимог до проведення випробувань неможливо уникнути випадкових помилок, пов’язаних з індивідуальною чутливістю тварин до пірогену і препарату, різними кліматичними умовами, часу постановки досліду і т. п. Все це може відбитися на показниках температури, виміряної з точністю до ±0,1 °С.

Згідно даним різних Фармакопей доза одного і того ж препарату в ряді випадків коливається в широких межах. Дуже часто при рівних або вельми близьких дозах препаратів об’єми розчинів, що вводяться розрізнюються в 5 раз. Відмічено, що спостерігається великий різниця між дозами для кроликів і для людини. Нерідко ці дози різняться в 100—6000 разів. На думку вчених, що вивчали це питання, тест-доза препарату при випробуванні пірогенності повинна підбиратися індивідуально, враховуючи його фармакологію, переносимість кроликом, і орієнтовно повинна становити 1/10 максимальної добової дози для людини.

Існує варіант умов визнання препарату пірогенним або апірогенним: воду або розчин лікарського засобу вважають апірогенним, якщо сума максимальних підвищень температур у 3 кроликів не перевищує 1,2 °С, і пірогенним, якщо вона дорівнює або більше 2,2 °С. Коли сума підвищень температури у 3 кроликів більше 1,2 °З, але менше 2,2 °С, випробування повторюють на 5 кроликах. Воду або розчин лікарського засобу вважають пірогенним, якщо сума підвищень температури у 8 кроликів рівна або більше 3,8 °С, в іншому випадку — апірогенним.

Останнім часом помітне поширення отримує метод випробування лікарських засобів на пірогенність з використанням лізату амебоцитів крабу Лімулюс. Цей метод має ряд переваг перед фармакопейным: він чутливіший в 5 – 10 разів, результат отримують швидше, можливе кількісне визначення пірогену. Крім того, з його допомогою можливий контроль препаратів, які не можна випробувати на кроликах. Одним з недоліків цього методу є його специфічність відносно ендотоксину грамнегативних бактерій, тому існує небезпека не виявити наявність в лікарських засобах пірогенів іншого походження.

Пірогени – речовини, що спричиняють в організмі підвищення температури. На сьогоднішній день відомо, що за цей процес відповідальний не одина речовина, а група різних речовин і їх співвідношення.

Пірогени не тільки спричиняють підвищення температури організму, але і пригноблюють імунну систему людини. Вони здатні викликати лихоманку, змінювати метаболізм липідів і вуглеводів, активувати комплемент, викликати агрегацію тромбоцитів, внутришньосудинне згортання крові, шок і смерть.

У цьому процесі велику роль відіграють ендотоксини (ліпополісахариди), які є компонентами зовнішньої стінки мембрани грамнегативних мікроорганізмів. Для випробування на пирогенность лікарських засобів використовують в цей час 2 методи:

-тест на присутність пірогенів на кроликах;

-бактеріологічний тест присутності ендотоксинов з допомогою лімулюс амебоцитного лізату (ЛАЛ-тест).

Біологічний метод контролю на кроликах був офіційно введений на початку 40-х років минулого сторіччя і забезпечує визначення пірогенності багатьох медичних препаратів. Однак, цей метод має досить багато недоліків. Він використовується тільки як заборонний або дозволяючий тест, тобто є якісним, результати залежать від індивідуальних особливостей тварин і їх стану. До того ж таким методом не можна перевірити деякі ліки, наприклад, седативні засоби.

Швидка кількісна оцінка пірогенних домішок при виробництві лікарських препаратів є актуальною задачею фармацевтичної промисловості. Майже 40 років опісля, на початку 80-х років минулого сторіччя ЛАЛ-тест майже скрізь замінив тест на кроликах. Практично жодна зарубіжна фармацевтична фірма для швидкого поточного тестування води і препаратів не використовує тест на кроликах, а застосовує ЛАЛ-тест. Як приклад можна привести наступні дані: якщо раніше велика фармацевтична фірма використала в рік біля 25000 пірогенних тестів на кроликах при виробництві інфузійних розчинів, то сьогодні використовується біля 1000 тестів на кроликах і паралельно біля 100000 визначень за допомогою ЛАЛ-тесту.

У основі ЛАЛ-тесту лежить здатність лізату амебоцитів (кліток гемолімфи реліктових тварин — мечехвостів) специфічно реагувати з ендотоксинами грамнегативних бактерій. Для визначення ендотоксину в зразках існує безліч напівкількісних і кількісних методик проведення ЛАЛ-тесту: гель-тромб тест, кінетико-турбідометричний, хромогенний метод, колориметричний метод.

Процес заміни температурного тесту на кроликах ЛАЛ-тестом зажадав багаторічного накопичення даних по паралельному використанню цих двох тестів. Порівняння результатів багаторічних досліджень не дозволяє повністю виключити застосування біологічного методу контролю на тваринах, тому введення ЛАЛ-тесту в приватну фармакопейну статтю для різних препаратів можливо лише як альтернативного методу.

Крім описаних вище методів, прийнятих в Фармакопеє, які є дорогими і не завжди доступними, актуальною задачею залишається створення експрес методів аналізу бактерійних ендотоксинів на різних стадіях технологічного процесу, а так само у воді для ін’єкцій. Як простий і ефективний метод був розроблений фізико-хімічний метод аналізу пірогенності, заснований на хроматографічному аналізі продуктів кислотного гідролізу ендотоксинів. Крім того, перспективним на наш погляд є використання люмінесцентних методів аналізу води, заснованих на залежності інтенсивності люмінесценції від кількості пірогенутворюючих компонентів.

Способи видалення пірогенних речовин. Способи депірогенізації поділяються на: хімічні; фізичні; ензиматичні.

Хімічні способи. Розчини, що містять пірогени, нагрівають при 100 °С протягом 2 год з добавкою перекису водню. Ряд способів заснований на застосуванні розчину перманганату калію. Для знищення пірогенних речовин можна використати підігрівання розчину з 0,1 н розчином їдкого натру або 0,1 н розчином соляної кислоти (при рН 4,0) протягом 1 год. Відбувається гідролітичне розщеплення пірогенів.

Через можливу взаємодію компонентів, хімічний і ензиматичний методи мало прийнятні при промисловому виготовленні розчинів для ін’єкцій.

Фізичні способи Засновуються на явищі адсорбції пірогенів активованим вугіллям, каоліном, азбестом, целюлозою та ін. Кількість пірогенних речовин зменшується після обробки активованим вугіллям шляхом струшування протягом 15 мін, при цьому ефективність очищення залежить від природи пірогенних речовин. Гранульоване вугілля менш ефективне. Вугілля, вживаний для очищення розчинів, повинен бути ретельно обчищений, добре промитий водою, не містити пірогенів і висушений при температурі 250 °З протягом 2 ч. Однак обробка розчинів активованим вугіллям не завжди приводить до повної депірогенізації. Крім того, даний метод не можна застосовувати для очищення розчинів лікарських речовин, що легко адсорбуються вугіллям, наприклад, солей алкалоїдів, або що легко окисляються, наприклад аскорбінової кислоти.

Ряд авторів рекомендують для очищення від пірогенів використати іонообмінні смоли (наприклад, для амінокислот), вважаючи, що вони більш ефективні, ніж активоване вугілля.

ЛІТЕРАТУРА

1. Закон України “Про лікарські засоби”. № 70/97-ВР від 14.02.97. ВВР, 1997, № 15 ст. 115.

2. Основы проектирования предприятий микробиологической промышленности / Кантере В.М., Мосичев М.С., Дорошенко М.И. и др. /М.: Агропромиздат, 1990 - 304с.

3. Промышленная технология лекарств в 2-х томах под ред. В.И.Чуешова.- Харьков. Основа, 1999.

4. Бертрам Г. Катцунг. Базисная и клиническая фармакология: в 2-х томах / Пер. с англ. – М. СПб.: Бином – Невский Диалект, 1998.

5. Надлежащая производственная практика лекарственных средств / под ред. Н.А. Ляпунова, В.П. Георгиевского, Е.П. Безуглой - К.: МОРИОН, 1999. – 896 с.

6. ГНД ГСТУ 42У-2-99. Технологічний регламент виробництва медичних імунобіологічних препаратів.

7. ОСТ 42У-2-92. Продукция медицинской и микробиологической промышленности. Технологические регламенты производства.

8. Карпов В.С., Беликов Е.А., Новиков Ю.А. Структура и принцип проектирования объектов химической техники. - М.: Высшая школа, 1984. -181с.

9. Калунянц К.А, Голгер Л.И., Балашов В.Е. Оборудование микробиологических производств. - М.: Агропромиздат, 1987 - 398с.

10. Машковский М.Д. Лекарственные средства: В 2т. 14-е изд., перераб., испр. и доп. – М.:ООО «Издательство Новая Волна»: Издатель С.Б. Дивов, 2001.

11. Методичні вказівки до виконання курсових та дипломних проектів (робіт) для студентів спец. 7.091610 "Біотехнологія" денної та заочної форми навчання. / Уклад.: А.М. Шевченко, Л.Р. Решетняк, В.М.Поводзинський, С.В. Поводзинський. К.: УДУХТ, 1999, -36с.

12. Імунобіологічні препарати: Довідник / Смірнов В.В., Сельнікова О.П., Думанський В.Д. – К.: Моріон, 2001. – 200 с.

13. Нежута А.А., Сербис Е.С. Разработка научно-обоснованных режимов сублимационной сушки биопрепаратов // Биотехнология. – 2001. - №6. – С. 59 – 67.

14. Контроль качества лекарственных средств. Справочник / Под ред. Щепина О.П. – М.: Медицина, 1986 – 368 с.

15. Государственная Фармакопея СССР XI издания, вып.1-2, М., 1987, 1989.

16. Державна Фармакопея України / Державне підприємство “Науково-експертний фармакопейний центр” – 1-е вид. – Харків: РІРЕГ, 2001. – 556с.

17. Належна виробнича практика лікарських зщасобів. Настанова 42 – 01 – 2001. К.: МОЗ України, 2001.

18. ГНД 07.006-98 “Загальні вимоги до чистих кімнат (приміщень)”.

19. МУ 42-51-(1-26)-93 “Организация и контроль производства лекарственных средств. Стерильные лекарственные средства”.

20. ГНД 08.001.98 “Проектування. Склад, порядок розроблення, погодження та затвердження проектної документації будівництва об’єктів виробництва лікарських засобів та виробів одноразового використання”. Відомчі будівельні норми. Додаткові вимоги. К.: ДЕРЖКОММЕДБІОПРОМ, 1998.

21. ДБН А.2.2-3-97 “Проектування. Склад, порядок розроблення, погодження та затвердження проектної документації для будівництва”. – К.: Укрархбудінформ, 1997.

22. Фармакологія: Підручник/І.С.Чекман, Н.О.Горчакова, В.А.Туманов,та ін.; За ред. І.С.Чекмана. – К.: Вища шк., 2001.-598с.:іл.

23. Чистые помещения./под ред. Проф. Федотова/. М.:АСИНКОМ, 2000.

24. Методичні рекомендації щодо виконання санітарно – гігієнічних вимог та проведення мікробіологічного контролю у виробництві нестерильних лікарських засобів. Харків: ФОРТ, 2002.

25. Госстандарт России. Фильтрі очистки воздуха. Классификация. Маркировка. М.:ИПК, 1999.

26. Надлежащая производственная практика лекарственных средств. Активные фармацевтические ингредиенты. Готовые лекарственные средства. Руководства по качеству. Рекомендации PIC/S / Под ред. Н.А. Ляпунова, В.А. Загория, В.П. Георгиевского, Е. П. Безуглой. – К.: МОРИОН, 2001. – 427с.

Навчальне видання