pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2022-11-2-94-101pharmjournal-1222Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯPHARMACEUTICAL TECHNOLOGYФармацевтико-технологическое исследование адсорбированного жидкого растительного экстракта антимикробного действияРharmaceutical-technological Study of Adsorbed Liquid Plant Extract of Antimicrobial Activityhttps://orcid.org/0000-0002-1532-9330ГуленковА. С.GulenkovA. S.

117216, г. Москва, ул. Грина, д. 7, стр. 1

7/1, Grin str., Moscow, 117216

gulenkov@vilarnii.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6510-9603МизинаП. Г.MizinaP. G.

117216, г. Москва, ул. Грина, д. 7, стр. 1

7/1, Grin str., Moscow, 117216

https://orcid.org/0000-0001-8695-0346БахрушинаЕ. О.BakhrushinaE. O.

119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

8/2, Trubetskaya str., Mosсow, 119991

https://orcid.org/0000-0002-4749-3231БардаковА. И.BardakovA. I.

119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

8/2, Trubetskaya str., Mosсow, 119991

https://orcid.org/0000-0002-8028-1636НюдочкинА. В.NyudochkinA. V.

119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

8/2, Trubetskaya str., Mosсow, 119991

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» (ФГБНУ ВИЛАР)All-Russian Scientific Research Institute of Medicinal and Aromatic PlantsФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)I. M. Sechenov First MSMU of the Ministry of Health of the Russian Federation (Sechenov University)20223005202211294101Copyright © Гуленков А.С., Мизина П.Г., Бахрушина Е.О., Бардаков А.И., Нюдочкин А.В., 20222022Гуленков А.С., Мизина П.Г., Бахрушина Е.О., Бардаков А.И., Нюдочкин А.В.Gulenkov A.S., Mizina P.G., Bakhrushina E.O., Bardakov A.I., Nyudochkin 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.pharmjournal.ru/jour/article/view/1222Введение

Введение. Использование комбинированного растительного экстракта цветков ромашки, календулы и травы тысячелистника (патент RU 1 561 262 С) может быть эффективно против различных штаммов микроорганизмов, в том числе вызывающих воспалительные заболевания полости рта. В статье представлены результаты сравнительного фармацевтико-технологического исследования адсорбированного жидкого растительного экстракта на сорбентах различной природы, для последующего введения в состав таблеток для рассасывания.

Цель

Цель. Выбрать с помощью метода SeDeM expert system оптимальный сорбент для комбинированного жидкого растительного экстракта цветков ромашки, календулы и травы тысячелистника, обеспечивающий его пригодность для прямого прессования.

Материалы и методы

Материалы и методы. В качестве активной фармацевтической субстанции использовали адсорбированный на органических (микрокристаллические целлюлозы различных марок) и неорганических (кремния диоксиде коллоидном различных марок) сорбентах жидкий комбинированный растительный экстракт противовоспалительного и антибактериального действия цветков ромашки аптечной, цветков календулы лекарственной и травы тысячелистника обыкновенного. Фармацевтико-технологический анализ включал в себя изучение таких технологических параметров, как: насыпная плотность до уплотнения (Da = m/Vа), насыпная плотность после уплотнения (Dc = m/Vc), межчастичная пористость (Ie = (Dc – Da)/(Dc · Da)), индекс Карра (IC = (Dc – Da)/(Dc · 100)), прессуемость (Icd), индекс Хауснера (IH = Dc/Da), угол естественного откоса (Tgα = h/r), сыпучесть (t), влажность (%LoD), гигроскопичность (%H), содержание частиц менее 50 мкм (%Pf), индекс гомогенности (IΘ = Fm/100 + ∆Fmna).

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Провели комплексное фармацевтико-технологическое исследование сорбентов жидкого растительного экстракта до и после адсорбции, результаты которого обработали и представили методом SeDeM expert system, который позволяет охарактеризовать сыпучие материалы с позиции пригодности для прямого прессования, установить факторы, которые первостепенно требуют корректировки путём введения вспомогательных веществ. Установили, что адсорбция экстракта положительного влияет на объемный фактор (D = (VDa + VDc)/2) всех изученных сорбентов, что может быть связано с изменением фракционного состава вследствие агрегации мелких частиц при адсорбции и деструкции крупных при просеивании готовых смесей через сито с диаметром ячеек 200 мкм (рекомендованный размер нерастворимых частиц для применения в полости рта). Отрицательное влияние на фактор устойчивость (S = (V%LoD + V%H)/2) зафиксировали также для всех образцов, вне зависимости от их природы, что вероятно объясняется остаточной влагой после высушивания и высокой гигроскопичностью адсорбированных комплексов растительных биологически активных веществ. Изменения фактора сжимаемость (C = (VIe + VIC + VIcd)/3), фактора сыпучести (F = (VIH + Vα + Vt)/3) и фактора дозирование (Dos = (V%Pf +VIΘ)/2) носят индивидуальный характер.

Заключение

Заключение. В результате проведенных исследований, для введения комбинированного жидкого растительного экстракта цветков ромашки аптечной, цветков календулы лекарственной и травы тысячелистника обыкновенного в состав таблеток, предназначенных для рассасывания, можно рекомендовать неорганический сорбент Aeroperl 300 и органический сорбент Pharmacel 112.

Introduction

Introduction. The use of a combined herbal extract of chamomile flowers, calendula flowers and yarrow herb (patent RU 1 561 262 C) can be effective against various microbial strains, including those causing inflammatory diseases of the oral cavity. The article presents the results of a comparative pharmaceutical and technological study of an adsorbed liquid plant extract on sorbents of various nature for subsequent introduction into the composition of orodispersible tablets.

Aim

Aim. To select the optimal sorbent of liquid plant extract of chamomile flowers, calendula and yarrow herb ensuring the suitability of the active pharmaceutical ingredient for direct compression, by analyzing using the SeDeM expert system method.

Materials and methods

Materials and methods. Active pharmaceutical ingredient was adsorbed on organic (microcrystalline celluloses of various brands) and inorganic (colloidal silicon dioxide of various brands) sorbents, a liquid combined plant extract of anti-inflammatory and antibacterial action of chamomile flowers, calendula flowers and yarrow herb. Pharmaceutical-technological analysis included the study of such technological parameters as: Bulk Density (Da = m/Va), Tapped Density (Dc = m/Vc), Inter-particle Porosity (Ie = (Dc – Da)/(Dc · Da)), Carr index (IC = (Dc – Da)/(Dc · 100)), Cohesion Index (Icd), Hausner Index ratio (IH = Dc/Da), Angle of Repose (Tgα = h/r), Powder Flow (t), Loss of Drying (%LoD), Hygroscopicity (%H), Particles <50 μm (%Pf), Homogeneity Index (IΘ = Fm/100 + ∆Fmna).

Results and discussion

Results and discussion. A comprehensive pharmaceutical-technological study of sorbents of liquid plant extract before and after adsorption was carried out, the results of which were processed and presented by the SeDeM expert system method. It was found that the adsorption of the extract has a positive effect on the Dimension (ID = (Da · Dc)/2) of all studied sorbents which may be related to change in the fractional composition due to the aggregation of small particles during adsorption and destruction of large ones when sifting the finished mixtures through a sieve with a mesh diameter of 200 μm (recommended insoluble particle size for use in the oral cavity). A negative effect on the Stability (IS = (%LoD · %H)/2) was also recorded for all samples, regardless of their nature, which is probably explained by residual moisture after drying and high hygroscopicity of adsorbed plant bioactive substances. Changes in the Compressibility (IC = (Ie · IC · Icd)/3), Flowability (IF = (IH · α · t)/3) and Dosage (IDos = (%Pf · IΘ)/2) are individual.

Conclusion

Conclusion. The SeDeM expert system method makes it possible to characterize bulk materials from the point of view of suitability for direct compression, to establish the factors that need to be primarily corrected by the introduction of auxiliary substances. As a result of the conducted studies, Aeroperl 300 (inorganic sorbent) and Pharmacel 112 (organic sorbent) can be recommended for the introduction of liquid plant extract of chamomile flowers, calendula flowers and yarrow herb into the composition of orodispersible tablets.

SeDeM expert systemротокансорбцияадсорбциявспомогательные веществапрямое прессованиетвердые лекарственные формыромашка аптечнаякалендула лекарственнаятысячелистник обыкновенныйSeDeM expert systemsorptionadsorptionexcipientsdirect compressionsolid dosage formsMatricaria chamomillaCalendula officinalisAchillea millefoliumРабота выполнена в рамках темы НИР № FNSZ-2019-0010 «Поиск активных фракций природных соединений, разработка способов их получения из растительного сырья, методик стандартизации и создание на их основе современных лекарственных форм».The work was carried out within the framework of the research project No FNSZ-2019-0010 "Search for active fractions of natural compounds, development of methods for their production from plant materials, standardization methods and the creation of modern dosage forms based on them."ReferencesYu L. X., Amidon G., Khan M. A., Hoag S. W., Polli J., Raju G. K., Woodcock J. Understanding pharmaceutical quality by design. The AAPS journal. 2014;16(4):771–783. DOI: 10.1208/s12248-014-9598-3.Yu L. X., Amidon G., Khan M. A., Hoag S. W., Polli J., Raju G. K., Woodcock J. Understanding pharmaceutical quality by design. The AAPS journal. 2014;16(4):771–783. DOI: 10.1208/s12248-014-9598-3.Chattoraj S., Sun C. C. Crystal and particle engineering strategies for improving powder compression and flow properties to enable continuous tablet manufacturing by direct compression. Journal of pharmaceutical sciences. 2018;107(4):968–974. DOI: 10.1016/j.xphs.2017.11.023.Chattoraj S., Sun C. C. Crystal and particle engineering strategies for improving powder compression and flow properties to enable continuous tablet manufacturing by direct compression. Journal of pharmaceutical sciences. 2018;107(4):968–974. DOI: 10.1016/j.xphs.2017.11.023.Gallo L., Ramírez-Rigo M. V., Piña J., Palma S., Allemandi D., Bucalá V. Valeriana officinalis dry plant extract for direct compression: preparation and characterization. Scientia pharmaceutica. 2012;80(4):1013–1026. DOI: 10.3797/scipharm.1206-05.Gallo L., Ramírez-Rigo M. V., Piña J., Palma S., Allemandi D., Bucalá V. Valeriana officinalis dry plant extract for direct compression: preparation and characterization. Scientia pharmaceutica. 2012;80(4):1013–1026. DOI: 10.3797/scipharm.1206-05.Mura P., Valleri M., Baldanzi S., Mennini N. Characterization and evaluation of the performance of different calcium and magnesium salts as excipients for direct compression. International journal of pharmaceutics. 2019;567:118454. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118454.Mura P., Valleri M., Baldanzi S., Mennini N. Characterization and evaluation of the performance of different calcium and magnesium salts as excipients for direct compression. International journal of pharmaceutics. 2019;567:118454. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118454.Юдина Д. В., Блынская Е. В., Алексеев К. В., Минаев С. В., Марахова А. И. Разработка состава таблеток ГМЛ-1, полученных методом влажного гранулирования: выбор наполнителя и связующего. Фармация. 2018;67(3):35–40. DOI: 10.29296/25419218-2018-03-07.Yudina D. V., Blynskaya E. V., Alekseev K. V., Minaev S. V., Marakhova A. I. Development of the composition of GML-1 tablets obtained by wet granulation: the choice of filler and binder. Pharmacy. 2018;67(3):35–40. (In Russ.) DOI: 10.29296/25419218-2018-03-07.Suñe Negre J., Roig Carreras M., Fuster García R., Hernández Pérez C., Ruhí Roura R., García Montoya E., Ticó Grau J. R. Nueva metodología de preformulación galénica para la caracterización de sustancias en relación a su viabilidad para la compresión: Diagrama SeDeM. Pharmaceutical Science and Technology. 2005;15(3):125–136.Suñe Negre J., Roig Carreras M., Fuster García R., Hernández Pérez C., Ruhí Roura R., García Montoya E., Ticó Grau J. R. Nueva metodología de preformulación galénica para la caracterización de sustancias en relación a su viabilidad para la compresión: Diagrama SeDeM. Pharmaceutical Science and Technology. 2005;15(3):125–136.Коцур Ю. М., Флисюк Е. В. Применение метода SeDeM для оптимизации состава таблеток (обзор). Химико-фармацевтический журнал. 2021;55(3):38–42. DOI: 10.30906/0023-1134-2021-55-3-38-42.Kotsur Yu. M., Flisjuk E. V. Application of SeDeM method for optimization of the formulation of tablets (a review). Khimikofarmatsevticheskii zhurnal. 2021;55(3):38–42. (In Russ.) DOI: 10.30906/0023-1134-2021-55-3-38-42.Imad F., Anis Z., Mohamed M. Assessment of the effects of land use/land cover changes on soil loss and sediment yield using WaTEM/SEDEM model: case study of ziz upper watershed in SE-Morocco. Current Applied Science and Technology. 2021:337–350.Imad F., Anis Z., Mohamed M. Assessment of the effects of land use/land cover changes on soil loss and sediment yield using WaTEM/SEDEM model: case study of ziz upper watershed in SE-Morocco. Current Applied Science and Technology. 2021:337–350.Dai S., Xu B., Shi G., Liu J., Zhang Z., Shi X., Qiao Y. SeDeM expert system for directly compressed tablet formulation: A review and new perspectives. Powder Technology. 2018;342:517–527. DOI: 10.1016/j.powtec.2018.10.027.Dai S., Xu B., Shi G., Liu J., Zhang Z., Shi X., Qiao Y. SeDeM expert system for directly compressed tablet formulation: A review and new perspectives. Powder Technology. 2018;342:517–527. DOI: 10.1016/j.powtec.2018.10.027.Zhang Y., Li Y., Wu F., Hong Y., Shen L., Lin X., Feng Y. Texture and surface feature-mediated striking improvements on multiple direct compaction properties of Zingiberis Rhizoma extracted powder by coprocessing with nano-silica. International Journal of Pharmaceutics. 2021;603:120703. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2021.120703.Zhang Y., Li Y., Wu F., Hong Y., Shen L., Lin X., Feng Y. Texture and surface feature-mediated striking improvements on multiple direct compaction properties of Zingiberis Rhizoma extracted powder by coprocessing with nano-silica. International Journal of Pharmaceutics. 2021;603:120703. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2021.120703.Mamidi H. K., Mishra S. M., Rohera B. D. Application of modified SeDeM expert diagram system for selection of direct compression excipient for liquisolid formulation of Neusilin® US2. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2021;64:102506. DOI: 10.1016/j.jddst.2021.102506.Mamidi H. K., Mishra S. M., Rohera B. D. Application of modified SeDeM expert diagram system for selection of direct compression excipient for liquisolid formulation of Neusilin® US2. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2021;64:102506. DOI: 10.1016/j.jddst.2021.102506.Соколов С. Я., Багинская А. И., Сакович Г. С., Белова Л. Ф., Лескова Т. Е., Колхир В. К., Городнюк Т. И., Рыбалко К. С., Коновалова О. А., Мартынова Р. Г. Состав, обладающий противовоспалительной активность «Ротокан». Патент РФ на изобретение RU 1 561 262 С. 13.10.1980. Доступно по: https://patents.google.com/patent/RU1561262C/ru/ Ссылка активна на 14.04.2022.Sokolov S. Ya., Baginskaya A. I., Sakovich G. S., Belova L. F., Leskova T. E., Kolhir V. K., Gorodnuk T. I., Rybalko K. S., Konovalova O. A., Martynova R. G. The composition with anti-inflammatory activity "Rotokan". Patent RUS № 1 561 262 С. 13.10.1980. Available at: https://patents.google.com/patent/RU1561262C/ru/ Accessed: 14.04.2022. (In Russ.)Гуленков А. С., Мизина П. Г. Сорбция и десорбция жидкого растительного экстракта. Фармация. 2019;68(4):27–31. DOI: 10.29296/25419218-2019-04-04.Gulenkov A. S., Mizina P. G. Sorption and desorption of liquid plant extract. Pharmacy. 2019;68(4):27–31. (In Russ.) DOI: 10.29296/25419218-2019-04-04.Bowles B. J., Dziemidowicz K., Lopez F. L., Orlu M., Tuleu C., Edwards A. J., Ernest T. B. Co-processed excipients for dispersible tablets–part 1: Manufacturability. AAPS PharmSciTech. 2018;19(6):2598–2609. DOI: 10.1208/s12249-018-1090-4.Bowles B. J., Dziemidowicz K., Lopez F. L., Orlu M., Tuleu C., Edwards A. J., Ernest T. B. Co-processed excipients for dispersible tablets–part 1: Manufacturability. AAPS PharmSciTech. 2018;19(6):2598–2609. DOI: 10.1208/s12249-018-1090-4.Dziemidowicz K., Lopez F. L., Bowles B. J., Edwards A. J., Ernest T. B., Orlu M., Tuleu C. Co-Processed Excipients for Dispersible Tablets—Part 2: Patient Acceptability. AAPS PharmSciTech. 2018;19(6):2646–2657. DOI: 10.1208/s12249-018-1104-2.Dziemidowicz K., Lopez F. L., Bowles B. J., Edwards A. J., Ernest T. B., Orlu M., Tuleu C. Co-Processed Excipients for Dispersible Tablets—Part 2: Patient Acceptability. AAPS PharmSciTech. 2018;19(6):2646–2657. DOI: 10.1208/s12249-018-1104-2.

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