Подходы к оценке качества жирных масел и лекарственных препаратов, представляющих собой масляные растворы

ВВЕДЕНИЕ

В лекарственных препаратах (ЛП) масла жирные растительные (МЖР) могут использоваться как в качестве действующих, так и в качестве вспомогательных веществ. Наиболее часто МЖР используют в качестве вспомогательных веществ при производстве различных лекарственных форм: растворов для парентерального применения, растворов для приема внутрь и для наружного применения, суппозиториев, капсул, линиментов, мазей и т.д. При этом в качестве вспомогательных веществ, как правило, используют не обладающие выраженной фармакологической активностью МЖР (например, подсолнечное, касторовое масло и др.). Их применяют, если активная фармацевтическая субстанция не растворима в воде (ЛП, содержащие в качестве действующего вещества жирорастворимые витамины) или если необходимо обеспечить пролонгированное действие ЛП.

В качестве растворителей МЖР используют при производстве ЛП, содержащих нейролептики, гестагены, андрогены, эстрогены, поливитамины, слабительные и местнораздражающие средства и др. [1]. Большинство ЛП, относящихся к нейролептикам и гормональным средствам, обычно представляют собой лекарственные формы для парентерального применения.

Масляные растворы поливитаминов выпускают как в виде парентеральных лекарственных форм, так и в виде растворов для приема внутрь, а слабительные средства производят в виде растворов для приема внутрь. Содержание МЖР в таких ЛП составляет 50% и более (в некоторых случаях более 90%), в некоторых случаях ЛП может на 100% состоять из МЖР (касторовое масло). Следовательно, качество используемого МЖР и его стабильность в процессе хранения будут определять качество готового ЛП.

При анализе нормативной документации производителей на ЛП, в составе которых МЖР составляют более 50%, были выявлены различия в подходе к контролю качества этих препаратов. Неблагоприятные условия при производстве ЛП в форме масляных растворов могут приводить к разложению и окислению исходного МРЖ и стать причиной увеличения примесей в препарате. Поскольку в настоящее время в Государственной фармакопее Российской Федерации (ГФ РФ) отсутствуют фармакопейные статьи на ЛП, представляющие собой масляные растворы, возникла необходимость стандартизации фармакопейных требований к оценке примесей в наиболее часто используемых МЖР и ЛП на их основе.

Цель работы — анализ фармакопейных требований к контролю примесей в маслах жирных растительных и их обобщение в виде рекомендаций для производителей лекарственных препаратов, представляющих собой масляные растворы с содержанием МЖР от 50 до 100%.

Задачи исследования:

• провести сравнительный анализ требований ведущих зарубежных фармакопей (Европейская фармакопея¹ (Ph. Eur.), Фармакопея США² (USP)) к оценке примесей в маслах, наиболее часто используемых в качестве растворителей в производстве жидких лекарственных форм (кунжутное, оливковое, подсолнечное, соевое, рапсовое, касторовое);
• проанализировать подходы к оценке примесей в МЖР и ЛП, принятые в ГФ РФ и Фармакопее Евразийского экономического союза (ФЕАЭС);
• обобщить подходы к выбору методов анализа примесей в ЛП, представляющих собой масляные растворы, и сформулировать рекомендации производителям по составлению спецификаций на ЛП.

Исследование было проведено информационно-аналитическим методом.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Согласно требованиям общей фармакопейной статьи (ОФС) «Масла жирные растительные»³ МЖР — это природные смеси, состоящие из триглицеридов (сложных эфиров глицерина и высших жирных кислот). В зависимости от состава триглицеридов МЖР подразделяют на невысыхающие, полувысыхающие, высыхающие. Степень ненасыщенности жирных кислот характеризуется значением йодного числа масла, и это значение позволяет оценить способность масел к высыханию. Если в составе масла преобладает олеиновая кислота и значение йодного числа составляет менее 100, то такие масла будут относиться к невысыхающим (оливковое, касторовое и др.). Если в составе масла преобладает линолевая кислота и значение йодного числа составляет 100–140, то масло будет относиться к полувысыхающим (подсолнечное, соевое, рапсовое и др.). Если же в составе масла преобладает линоленовая кислота, значение йодного числа составляет 140 и более, то масло будет относиться к высыхающим (кунжутное, льняное и др.) [2].

При выборе МЖР в качестве вспомогательного вещества необходимо принимать во внимание функциональные характеристики масла, способные оказывать влияние на стабильность, биодоступность или технологический процесс производства ЛП [2].

Для приготовления нестерильных масляных растворов используют как невысыхающие, так и полувысыхающие масла. В качестве растворителей для стерильных масляных растворов должны использоваться невысыхающие, легкоподвижные и маловязкие жирные масла (ЖМ), которые относительно легко проходят через каналы инъекционных игл (например, оливковое масло) [2].

Примеси, определяемые в МЖР, имеют различное происхождение: образуются в процессе роста и развития растения и извлекаются вместе с маслом (например, белки) или могут оставаться в маслах после проведения экстракции и очистки (например, остаточные органические растворители, вода и мыла). Впоследствии остаточная вода индуцирует гидролиз, в результате которого в процессе хранения и транспортировки масла могут образоваться гидропероксидные соединения.

В процессе получения и хранения МЖР подвергаются самоокислению, а также окислению на свету, что приводит к образованию соединений, ухудшающих вкус и качество масла, и токсичных продуктов окисления⁴. Окисление ненасыщенных жирных кислот с образованием пероксидных и гидропероксидных соединений — одна из основных причин порчи масел [2]. Физико-химическая стабильность МЖР в процессе производства и хранения является важной характеристикой, так как определяет качество масла и срок его годности.

Загрязненность масла гидропероксидами (показатель «Пероксидное число») является характеристикой ранней порчи масла. Позднюю стадию порчи масла характеризует показатель «Анизидиновое число», позволяющий оценить загрязненность масла альдегидами, образующимися при окислении гидропероксидов [3][4]. «Кислотное число» позволяет оценить количество свободных жирных кислот и других нейтрализуемых щелочью примесей. Свободные жирные кислоты, образующиеся при гидролизе триацилглицеридов, ухудшают органолептические свойства масла. Их присутствие указывает на протекающие в масле процессы окислительного прогоркания [3][4].

Содержание остаточных органических растворителей определяют, если они были использованы в процессе производства масла. Мыла используются в процессе очистки масла и, следовательно, могут остаться в нем. Цианиды и синильную кислоту определяют в маслах, полученных с использованием семян семейства розоцветных (например, миндаля) [3]. Вода, используемая в процессе производства масел при щелочной очистке и оставшаяся после сушки, способствует реакциям ферментативного гидролиза, в результате которых увеличивается количество свободных жирных кислот в масле, поэтому определение содержания воды в масле является важным показателем.

Присутствие белков ускоряет порчу растительных масел, ухудшает их товарный вид, увеличивает потери при рафинировании и хранении. Белки способны вступать в химическое взаимодействие с другими веществами МЖР⁵.

К факторам, влияющим на окисление масел, относят: жирнокислотный состав масел (более ненасыщенные масла окисляются быстрее, чем менее ненасыщенные); используемый технологический процесс производства (стабильность к окислению МЖР, полученного методом экстракции, в некоторых случаях выше, чем полученного прессованием); влияние температуры и света (автоокисление масел и распад гидропероксидов ускоряются с увеличением температуры [5], хранение масел в прозрачных пластиковых бутылках на свету способствует окислению масел, особенно нерафинированных); присутствие кислорода (влияние кислорода на окисление масла возрастает при высокой температуре и на свету [6]); содержание металлов (железо, медь ускоряют автоокисление масла путем разложения гидропероксидов [7]); остаточные компоненты масел (свободные жирные кислоты, моно- и диглицериды, металлы, фосфолипиды, пероксиды, хлорофиллы, каротиноиды, фенольные соединения и токоферолы [8] — некоторые из них ускоряют окисление масел, а некоторые действуют в качестве антиоксидантов). Свободные жирные кислоты имеют функциональные группы, более способные к окислению, а также снижающие поверхностное натяжение масел, что увеличивает скорость диффузии кислорода из пространства над маслом в объем, ускоряя этим его окисление⁶.

Сырое растительное масло содержит около 2% веществ, не являющихся глицеридами: фосфолипиды, токоферолы, стеролы, смолы, углеводороды, пестициды, белки, металлы, пигменты (госсипол, каротин и хлорофилл), свободные жирные кислоты. Состав триглицеридов и примесей зависит от вида лекарственного растительного сырья и условий его произрастания: климата, типа почвы, сезона созревания, возраста растения, его состояния, микробиологической среды, генетических вариаций [3].

По результатам сравнительного анализа требований ведущих зарубежных фармакопей к МЖР рафинированным⁷, гидрогенизированным⁸ и полученным путем прямого отжима, наиболее часто используемым для приготовления ЛП (табл. 1–3), выявлены различия в профиле примесей.

При анализе требований Ph. Eur.⁹ и USP¹⁰ к допустимому содержанию примесей в рафинированных маслах (кунжутное, соевое, касторовое и оливковое) были выявлены различия установленных норм по показателям «Кислотное число» и «Пероксидное число» в зависимости от предполагаемого использования МЖР (табл. 1). Так, для рафинированного кунжутного, соевого и оливкового масел, предназначенных для производства парентеральных ЛП, согласно Ph. Eur. по показателю «Пероксидное число» установлены требования «Не более 5,0», для производства других лекарственных форм — «Не более 10,0». При этом для касторового, подсолнечного и рапсового рафинированных масел по показателю «Пероксидное число» установлены единые нормативные требования вне зависимости от варианта дальнейшего использования масла. Требования USP для кунжутного, соевого и оливкового рафинированных масел по показателю «Пероксидное число» едины — «Не более 10,0» и применимы для масла, используемого в производстве как ЛП для парентерального применения, так и других лекарственных форм. Однако для рафинированного касторового масла, предназначенного для производства ЛП для парентерального применения, в монографии USP по показателю «Пероксидное число» предусмотрены более жесткие нормативные требования — «Не более 5,0» (для применения в производстве других лекарственных форм — «Не более 10,0»). Таким образом, требования Ph. Eur. и USP для рафинированного касторового масла, предназначенного для производства инъекционных лекарственных форм, одинаковы — «Не более 5,0».

По показателю «Кислотное число» деление нормативных требований Ph. Eur. отсутствует для рафинированных кунжутного, соевого, касторового, подсолнечного и оливкового масел, предназначенных для производства как парентеральных ЛП, так и других лекарственных форм (табл. 1). При этом в USP для рафинированного касторового масла, если оно используется для производства парентеральных ЛП, предусмотрены требования «Не более 0,8», в то время как для касторового масла, предназначенного для производства других лекарственных форм, — «Не более 2,0». Требования по показателю «Кислотное число» в монографиях Ph. Eur. и USP для рафинированного соевого масла различны (не более 0,5 и не более 0,3 соответственно), тогда как для рафинированного оливкового масла требования обеих фармакопей идентичны: не более 0,3. Требования по показателю «Кислотное число» не зависят от лекарственной формы, для производства которой будет использоваться масло. Нормирование неомыляемых веществ согласно Ph. Eur. и USP различается только для кунжутного рафинированного масла (табл. 1). Для рапсового масла провести сравнение требований невозможно, так как в USP описано только гидрогенизированное рапсовое масло.

При анализе требований Ph. Eur. и USP к качеству гидрогенизированных МЖР (соевое, касторовое и рапсовое) отмечено, что по показателям «Пероксидное число» и «Кислотное число» не предусмотрено отдельных требований к маслу, если оно предназначено для использования в производстве ЛП для инъекций (табл. 2). Для гидрогенизированного соевого масла требования Ph. Eur. и USP идентичны по всем перечисленным показателям качества.

Для гидрогенизированного касторового масла согласно Ph. Eur. предусмотрен контроль по показателям «Кислотное число» и «Пероксидное число», тогда как требования USP по показателю «Пероксидное число» отсутствуют, а требования для показателя «Кислотное число» в Ph. Eur. и USP различны и составляют «Не более 4,0» и «Не более 3,1» соответственно.

Монография на гидрогенизированное рапсовое масло Ph. Eur. отсутствует, а требования USP для данного масла значительно отличаются от аналогичных требований к качеству других гидрогенизированных масел. Так, по показателю «Кислотное число» установлена норма «Не более 6,0», а для касторового и соевого масел — «Не более 3,1» и «Не более 0,5» соответственно (табл. 2). При этом по показателю «Пероксидное число» для гидрогенизированного рапсового масла в USP установлены более высокие требования в сравнении с аналогичным соевым маслом.

В таблице 3 представлены требования Ph. Eur. и USP к качеству касторового и оливкового масел, полученных путем холодного отжима (virgin). Согласно USP требования к качеству касторового масла, предназначенного для производства парентеральных лекарственных форм, по показателям «Кислотное число» и «Пероксидное число» более жесткие, чем к маслу для производства других лекарственных форм. При этом согласно Ph. Eur. требования для касторового масла одинаковы независимо от его дальнейшего использования в производстве. Оливковое масло, полученное путем холодного отжима, описано только в Ph. Eur.

Таким образом, исходя из представленных в таблицах 1–3 данных, можно сделать вывод, что к маслам, применяемым для производства ЛП для парентерального применения, в большинстве случаев предъявляются более высокие требования к содержанию примесей, чем если бы это же масло применялось для производства нестерильных лекарственных форм.

В ГФ РФ ХIV изд. включена фармакопейная статья «Клещевины обыкновенной семян масло жирное»¹³, другие МЖР, не описанные в ГФ РФ, должны соответствовать требованиям ОФС¹⁶. Для включения в ГФ РФ ХV изд. разработаны проекты фармакопейных статей на клещевины обыкновенной семян масло жирное рафинированное, клещевины обыкновенной семян масло жирное гидрогенезированное, подсолнечника однолетнего семян масло жирное рафинированное и рапса семян масло жирное рафинированное.

При оценке качества МЖР согласно ГФ РФ определяют органолептические свойства (цвет, запах, вкус), физико-химические показатели (растворимость, температура плавления и (или) затвердевания, плотность, показатель преломления, рН, йодное число, гидроксильное число), а также контролируют содержание примесей.

Согласно ОФС «Масла жирные растительные»¹⁷ для оценки примесей предусмотрены показатели «Анизидиновое число», «Кислотное число», «Пероксидное число», «Число омыления», «Неомыляемые вещества», «Посторонние жирные масла», «Летучие вещества», «Цианиды, синильная кислота», «Фосфорсодержащие вещества», «Мыла», «Остаточные органические растворители», «Тяжелые металлы», «Мыла», «Парафин, воск, смоляные и минеральные масла», «Альдегиды», «Белки», «Вода».

Для ЛП в виде масляных растворов согласно требованиям ГФ РФ²⁰ и Фармакопеи Евразийского экономического союза (ФЕАЭС)²¹ в спецификации должен быть предусмотрен контроль качества по показателю «Кислотное и пероксидное число», что позволит характеризовать органолептические свойства масла, входящего в состав ЛП, степень его окисленности и возможной порчи.

При анализе нормативной документации российских производителей касторового масла для приема внутрь было установлено, что согласно спецификации контроль качества ЛП проводят по показателям «Кислотное число», «Число омыления», «Йодное число», «Гидроксильное число», «Пероксидное число», «Неомыляемые вещества», «Посторонние масла», «Хлорсодержащие соединения», «Летучие вещества», «Белки», «Мыла» и др. Это представляется избыточным, поскольку данный ЛП на 100% состоит из активной фармацевтической субстанции, для которой контроль качества по перечисленным показателям уже был проведен перед розливом ЛП. В дальнейшем при разработке частных фармакопейных статей на лекарственные формы, которые получают путем розлива активных фармацевтических субстанций, представляющих собой МЖР, для оценки примесей следует ограничиться показателями «Кислотное число» и «Пероксидное число», поскольку они характеризуют раннюю порчу масла. Исключение избыточности контроля окажет положительное влияние на конечную себестоимость ЛП.

В ГФ РФ указано²², что при производстве ЛП, представляющих собой масляные растворы, как правило, предусмотрен процесс нагревания. Поскольку МЖР содержат в своем составе жирные кислоты, то повышение температуры и длительности термообработки ускоряет цепные реакции образования первичных продуктов окисления (неустойчивые пероксидные соединения различных типов). Большая часть данных продуктов обусловливает посторонние привкус и запах масла [9].

Согласно документации производителей для ЛП, содержащих в составе кунжутное масло, растворение действующего вещества в масле осуществляют при температуре от 30 до 50 ºС. Производители для снижения риска порчи таких ЛП стараются исключить стадию нагревания из технологического процесса производства. Было выявлено, что для ряда ЛП, представляющих собой растворы для парентерального применения, в состав которых входит касторовое, кунжутное или оливковое масло, технологический процесс производства не всегда предусматривает процесс нагревания.

Активные фармацевтические субстанции рассмотренных ЛП представляли собой кристаллический порошок, для растворения действующего вещества и его равномерного распределения по всему объему применимы различные технологические приемы, например использование сорастворителей (этанола). Действующее вещество растворяют в этаноле, а затем полученный раствор смешивают с маслом. Такой способ широко используют при производстве парентеральных ЛП, действующими веществами которых являются ципротерон, тестостерон, фулвестрант, а в качестве основного растворителя применяют касторовое масло.

Некоторые производители используют другой способ получения масляных растворов для парентерального применения без нагревания: добавление действующего вещества непосредственно в масло и затем перемешивание полученной суспензии до полного растворения действующего вещества. При этом дополнительно может быть предусмотрено барботирование суспензии азотом или же перемешивание осуществляют в реакторе, воздух в котором замещают азотом. Такую технологию используют при производстве ЛП, содержащих оливковое или кунжутное масла. Перемешивание в атмосфере азота, а также использование барботирования предусмотрено для того, чтобы вытеснить кислород из реакционной массы и свести к минимуму химические процессы, протекающие в масле под действием кислорода.

Технология производства ЛП, представляющих собой нестерильные масляные растворы, также включает в себя стадию нагревания. Большинство таких растворов содержат в качестве действующего вещества жидкие жирорастворимые витамины, в качестве растворителя используют масло подсолнечное, нагревание осуществляют до 50–70 ºС. Для ЛП, в составе которых содержится более 50% масла, предпочтительным является использование технологических приемов, исключающих нагревание, чтобы минимизировать процессы порчи масла и обеспечить длительность хранения ЛП.

Анализ спецификаций, сертификатов качества, паспортов входного контроля на МЖР, используемых при производстве ЛП, показал, что контроль по показателям «Кислотное число» и «Пероксидное число» проводится производителями МЖР в обязательном порядке и гарантирует, что МЖР, используемое в производстве ЛП, соответствует требованиям ГФ РФ²³. Однако при анализе спецификаций ЛП, содержащих МРЖ (растворы для приема внутрь масляные, растворы для парентерального применения масляные), было выявлено, что на срок годности ЛП предусмотрен контроль только по показателю «Кислотное число», при этом контроль по показателю «Пероксидное число» не всегда присутствует в спецификации таких ЛП. Следовательно, контроль гидропероксидов, свидетельствующих о ранней порче масла, отсутствует. Некоторые производители считают, что поскольку контроль по показателю «Пероксидное число» предусмотрен спецификацией на используемое МЖР, то контроль ЛП по данному показателю является избыточным. Однако в технологическом процессе производства ЛП может быть предусмотрена стадия нагревания или длительного перемешивания без замещения воздуха в реакторе азотом, при этом перед фасовкой в тару раствор может некоторое время находится в реакторе. Совокупность указанных факторов может оказать существенное влияние на качество ЛП в процессе его хранения, и, следовательно, контроль по показателям «Кислотное число» и «Пероксидное число» является обязательным для таких ЛП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведен анализ требований ведущих зарубежных фармакопей к оценке примесей в наиболее часто используемых маслах жирных растительных. Показано, что в зависимости от лекарственной формы, в которой будет использовано то или иное масло, подходы к оценке примесей и нормы по показателям «Кислотное число» и «Пероксидное число» могут быть различны. Если масло предназначено для производства лекарственных форм для парентерального применения, то к нему предъявляются более высокие требования.

При анализе нормативной документации на лекарственные препараты (ЛП), полученные путем розлива активной фармацевтической субстанции (т.е. на 100% состоящим из масла), выявлена избыточность перечня контролируемых показателей. Рекомендуется для ЛП, полученных путем розлива, составлять спецификацию с учетом того, что контроль по основным показателям качества уже был проведен при анализе фармацевтической субстанции и повторный контроль по идентичным показателям не требуется. При подготовке частных фармакопейных статей на ЛП, представляющие собой масляные растворы, в спецификацию следует включать показатели «Кислотное число» и «Пероксидное число», характеризующие раннюю порчу масла.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: А.А. Пономаренко — написание текста рукописи, анализ технологических особенностей производства и состава лекарственных препаратов, ответственность за все аспекты работы и целостность всех частей рукописи; Л.И. Панова — разработка концепции исследования, анализ и систематизация нормативных требований, написание и редактирование текста рукописи, формулировка заключения.

Authors’ contributions. All the authors confirm that they meet the ICMJE criteria for authorship. The most significant contributions were as follows. Anna A. Ponomarenko drafted the manuscript, analysed the specifics of the production process and composition of the relevant medicinal products, and agreed to be accountable for all aspects of the work and the academic integrity of the article. Lyudmila I. Panova conceptualised the study, analysed and systematised regulatory requirements, drafted and edited the manuscript, and formulated the conclusions.