Экстракционные методы получения лекарств

В настоящее время в  медицинской практике важное место  принадлежит лекарственным средствам растительного происхождения, так как они обладают широким спектром биологического действия, что позволяет использовать их для профилактики и лечения многих заболеваний. Лекарственные средства, получаемые из растений входят более чем в 85 фармакотерапевтических групп лекарственных средств и в большинстве своем не имеют равноценных синтетических заменителей. В лекарственной терапии некоторых заболеваний используют преимущественно именно препараты растительного происхождения. Среди средств для лечения сердечно-сосудистой недостаточности доля фитопрепаратов составляет около 80%, а для лечения заболеваний печени и желудочно-кишечного тракта – около 75%. Преимущественно препаратами из лекарственного растительного сырья являются противокашлевые, отхаркивающие, слабительные, вяжущие и другие. Этот факт объясняется тем, что многие природные соединения (алкалоиды, карденолиды, флавоноидные гликозиды, ацилкумарины и др.), несмотря на высокий уровень развития органической химии, синтезировать пока либо невозможно, либо экономически невыгодно. Вместе с тем, даже при возможности синтеза таких соединений фитопрепараты обладают преимуществами благодаря наличию комплексов основных веществ с сопутствующими веществами, усиливающими их биологическую активность. Кроме того, препараты растительного происхождения содержат вещества, созданные в живой системе, и поэтому могут органично участвовать в обменных процессах человеческого организма, что позволяет применять их при хронических заболеваниях в течение длительного времени. Именно по этой причине препараты из растительного сырья, как правило, менее аллергенны, чем синтетические лекарственные средства. Они обладают рядом неоспоримых достоинств: низкой токсичностью, легкой усвояемостью человеческим организмом, возможностью длительного их применения без риска возникновения побочных явлений, мягкостью и надежностью действия. В последнее десятилетие во всем мире наблюдается повышенный интерес практической медицины к лекарственным препаратам, получаемым из растительного или животного сырья. Они входят в специфическую группу лекарственных средств называемых галеновыми препаратами. Галеновые препараты – исторически сложившийся термин, применяемый еще в средние века Парацельсом к препаратам знаменитого римского врача и фармацевта Клавдия Галена (131-201 н.э.). Гален впервые выдвинул предположение, что в лекарственном сырье растительного или животного происхождения, помимо полезных веществ, т.е. веществ, оказывающих лечебное действие, содержатся еще второстепенные или бесполезные вещества. Так возникла идея об извлечениях из тканей растений и животных, в которые переходят в основном действующие вещества. Галеновые препараты не являются химически индивидуальными веществами, а представляют комплекс веществ сложного состава. В этом их отличие от химико-фармацевтических препаратов, которые являются индивидуальными веществами. Особую подгруппу составляют новогаленовые препараты, появившиеся в 60-х годах XX века, которые представляют собой экстракты (извлечения), максимально или полностью освобожденные от балластных веществ. К достоинствам галеновых препаратов следует отнести то, что они весьма просты в изготовлении, и экономически более выгодны в производстве, чем соответствующие химически чистые вещества, в том числе и потому, что материал растительного или животного происхождения является воспроизводимым сырьем. Производство синтетических лекарственных средств, как правило, связано с потреблением большого количества химического сырья, применением сложной аппаратуры и нередко приводит к малому выходу продукции. Кроме того, не всегда удается синтезировать те или иные лекарственные вещества, например, гликозиды наперстянки, благоприятное действие которых на организм человека, известно уже давно.

Лечебное действие галеновых  препаратов обусловлено не одним  действующим веществом, а всем комплексом биологически активных веществ, усиливающих или ослабляющих действие основного вещества. В любом растении можно найти ряд веществ, начиная от неорганических и кончая белками, ферментами, пигментами, витаминами, фитонцидами. Все эти вещества переходят в экстракты, поэтому галеновые препараты оказывают разностороннее физиологическое действие и представляют собой группу ценных лекарственных средств, занимающую важное место в современном лекарственном арсенале. Значимость их возрастает в связи с производством таких уникальных препаратов, как препараты ферментов и гормонов, фитонцидов и биогенных стимуляторов, воспроизводство которых синтетическим путем невозможно или экономически нецелесообразно. Значительную долю лекарственных препаратов растительного происхождения на фармацевтических производствах получают методом экстракции, поэтому в следующих разделах данной курсовой работы рассмотрены сущность процесса экстракции, особенности экстрагирования из сырья с клеточной структурой и методы получения экстракционных препаратов. [1]

ЦЕЛЬ

ЗАДАЧИ

 

Классификация и характеристика галеновых препаратов.

Галеновые препараты представляют специфическую группу лекарственных средств, содержащих комплексы веществ сложного состава. К ним относятся: различные экстракционные препараты из растительного и животного сырья, водные и неводные растворы, сиропы, ароматные воды, препараты витаминов, фитонцидов, биогенных стимуляторов и др. В зависимости от методов получения классификацию галеновых препаратов можно представить следующей схемой:

 

 

Рис.1. Классификация галеновых  препаратов

 

В зависимости от исходного  сырья все современные галеновые

препараты можно объединить в три основные группы:

1 - фитопрепараты;

2 - органопрепараты (препараты  из сырья животного проис-

хождения, например препараты  гормонов, ферментов и др.);

3 - сложные фармацевтические  препараты разной природы и

назначения (сиропы, воды ароматные, растворы, мыльно-

крезоловые препараты и др.).

Группа фитопрепаратов включает в себя:

-настойки;

-экстракты;

- экстракты-концентраты;

- масляные экстракты;

- новогаленовые препараты;

- препараты из свежих  растений (соки, экстракты).

 

Экстракты

 

Согласно Государственной  Фармакопее XI: «Экстракты представляют собой концентрированные вытяжки  из растительного сырья». [2]

Экстракты представляют собой  более концентрированные вытяжки  биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья жидкой, твёрдой или густой консистенции. Концентрация действующих веществ в экстрактах либо соответствует концентрации их в растительном материале, либо значительно выше. [1]

К положительным качествам  экстрактивных лекарственных форм относятся:

– максимальный терапевтический  эффект от действия комплекса биологи-чески активных и сопутствующих веществ, содержащихся в растительном сырье;

– пролонгированность действия;

– отсутствие побочного  эффекта, присущего многим химическим веществам;

– для некоторых действующих  веществ, содержащихся в растительном материале, не разработаны методики выделения их в чистом виде, не установлена химическая структура, а вследствие чего их нельзя синтезировать.

– простота изготовления.

К отрицательным качествам, водных извлечений относятся:

– неустойчивость при хранении (микробная, химическая, термодинамическая);

– нестандартность извлечений из–за многочисленных факторов при приготовлении;

– длительность приготовления. [3]

 

В зависимости от природы  используемого экстрагента различают водные, спиртовые, эфирные, масляные экстракты и также экстракты, полученные с помощью сжиженных газов или сверхкритических флюидов. В зависимости от консистенции экстракты классифицируются на жидкие, густые и сухие.

Жидкие экстракты - спиртовые  или водноспиртовые извлечения, полученные в соотношении 1:1. Жидкие экстракты – это препараты, в которых, как правило, одна часть по массе или объёму эквивалентна одной части исходного высушенного лекарственного сырья. Эти препараты стандартизуют согласно фармакопейным статьям, если необходимо, на соответствие требованиям относительного содержания растворителя, действующих веществ или сухого остатка. Жидкие экстракты нашли широкое распространение в фармацевтической промышленности благодаря следующим преимуществам: одинаковые соотношения между действующими веществами, содержащимися в лекарственном сырье и в готовом препарате; удобство в отмеривании; возможность получения без

применения выпаривания  позволяет получить жидкие экстракты, содержащие летучие вещества (эфирные масла). Однако, существует

и ряд недостатков, к которым  относятся следующие: повышенное содержание сопутствующих веществ, извлеченных из растительного

сырья; появление осадков  при незначительных понижениях температуры или частичном испарении спирта; необходимость в герметичной упаковке и хранении при температуре 15-20°С; неудобство при транспортировке из-за больших объемов экстрагента.

Густые экстракты - это  концентрированные вытяжки - водные,  односпиртовые или эфирные извлечения из лекарственных растений

или животного сырья, представляющие собой густые темные массы,

не выливающиеся из сосуда. Густые экстракты это довольно вязкие массы с содержанием влаги не более 25% и должны содержать не менее 70% сухого остатка по массе.

Сухие экстракты - это концентрированные  вытяжки - водные, спиртовые или водноспиртовые извлечения из растительного или животного сырья, которые после удаления экстрагента и высушивания, представляют собой сыпучие порошки или пористые губчатые массы, содержащие около 5% влаги. Сухие экстракты обычно содержат не менее 95% сухого остатка по массе. К ним могут прибавлять соответствующие вспомогательные вещества или сухой экстракт другой концентрации, которые используются при изготовлении конкретного препарата. Положительными качествами густых и сухих экстрактов является то, что они содержат балластных веществ меньше, чем жидкие и более транспортабельны. Сухие экстракты к тому же очень технологичны - легко отвешиваются, смешиваются, растворяются. К недостаткам густых экстрактов можно отнести то, что при длительном хранении они могут высыхать и становиться более концентрированными или наоборот – отсыревать и портиться. Для изготовления густых и сухих  экстрактов используют измельченное растительное сырье - трава, корни, плоды; в качестве экстрагента используются вода, спирт, водноспиртовые смеси и в редких случаях – диэтиловый эфир. Экстракты получают также с

помощью сжиженных газов  – диоксида углерода, бутана, пропана, хладонов (фторхлорпроизводных низших углеводородов) и сверхкритических флюидов. При получении сухих экстрактов используются те же экстрагенты, что и для густых, кроме эфира и сжиженных газов.

Экстракты-концентраты - это  особая группа экстрактов, основное  назначение которых заключается в том, чтобы служить исходными материалами для быстрого приготовления настоев и отваров. В результате использования экстрактов-концентратов трудоемкие операции по приготовлению настоев или отваров сводятся к простому растворению или смешению соответствующего количества концентратов с водой. При приготовлении экстрактов-концентратов в качестве экстрагента применяются водные растворы спирта низких концентраций 20-30%. Различают жидкие экстракты-концентраты и сухие. Жидкие концентраты готовят в соотношении 1:2, сухие – в соотношении 1:1. Это означает, что из 1 части по массе растительного материала получают две объемные части жидкого экстракта-концентрата или 1 часть по массе сухого экстракта-концентрата. Технология получения жидких и сухих концентратов аналогична технологии приготовления жидких и сухих экстрактов.

Масляные экстракты или  медицинские масла - это извлечения из лекарственного растительного сырья, полученные с использованием растительных или минеральных масел. В настоящее время в медицинской практике используют масляные экстракты из листьев белены, травы зверобоя, мякоти плодов шиповника, семян шиповника, облепихи и др. [1]

 

2. ЭКСТРАКЦИЯ И ВЫБОР  ЭКСТРАГЕНТА

Значительную долю галеновых препаратов составляют экстракционные препараты – это настойки, экстракты, концентраты и новогаленовые препараты из растительного сырья, препараты гормонов, ферментов из сырья животного происхождения, препараты из свежих растений, препараты индивидуальных веществ и ряд других. Основным технологическим процессом, позволяющим извлекать биологически активные компоненты из растительного или животного сырья, является экстракция.

В средневековой Руси водные извлечения готовили, отваривая на открытом огне. Некоторые извлечения готовили, настаивая сначала без нагревания или в теплой печи, после чего варили. Сроки изготовления точно не указывали. Отдельные извлечения варили, выпаривая до или объема. Упаренные водные извлечения смешивали с мёдом или другими компонентами. Методом экстракции готовили лекарственные воды. Один из способов приготовления лекарственной воды заключался в следующем: таз повязывали полотенцем, на которое помещали свежее измельченное растительное сырье, сверху сырье покрывали листом бумаги, на бумагу насыпали слой крупного песка и ставили сковороду. В сковороде разжигали огонь. Под действием высокой температуры из сырья вытекал сок – лекарственная вода, которая процеживалась через таз в полотенце. [4]

Экстракция (лат. Extragere - извлекаю, вытягиваю) представляет собой метод извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью избирательного (селективного) растворителя (экстрагента). Различают экстракцию в системе твердое тело - жидкость и в системе жидкость - жидкость, или жидкостную экстракцию. Наиболее широко в производстве галеновых препаратов распространена экстракция в системе твердое тело - жидкость, где твердым телом является лекарственное растительное сырье или сырье животного происхождения, а жидкостью - экстрагент (растворитель).

Экстракция, как процесс, отличается определенной сложностью и

включает в себя растворение, десорбцию, диффузию и др. Процесс

извлечения из растительного  сырья осложняется, прежде всего, из-за наличия клеточной оболочки, которая  является основным препятствием при  проникновении внутрь клетки растворителя и при

выходе экстрактивных веществ наружу (см. рис. 2). С помощью

методов электронной микроскопии  и рентгеновской дифрактометрии установлено, что клеточная оболочка растений представляет собой плотную войлокоподобную перегородку, образованную

мицеллярными нитями целлюлозы состава (С6Н10О5)n, где n может

составлять от 600 до 30000. Кроме  того, имеются оболочки пектиновые, протобелковые и др.

 

 

Рис.2. Строение растительной клетки.

 

Оболочка клетки пронизана  ультрамикропорами диаметром 0,01-