CZ20058A3

CZ20058A3 - Polotovar pro výrobu silymarinu jako farmaceutické substance a zpusob jeho výroby

Info

Publication number: CZ20058A3
Application number: CZ20050008A
Authority: CZ
Inventors: Brínek@Josef; Brínek@Vratislav
Original assignee: Moravikum Spol. S R. O.
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2006-08-16

Abstract

Vynález se týká polotovaru o vhodném slození a fyzikálních vlastnostech, který je urcen pro extrakci a následnou izolaci silymarinu jako farmaceutické substance. Polotovar obsahuje 3 az 8 % hmotn. farmakologicky úcinných flavonolignanu a pripraví sedezintegrací susených plodu ostropestrce mariánského a aglomerací primárne vzniklých cástic, napr. lisováním pri teplote +35 az +110 .degree.C.

Description

Polotovar pro výrobu silymarinu jako farmaceutické substance a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká polotovaru pro výrobu silymarinu jako farmaceutické substance a způsobu jeho výroby z plodů ostropestřce mariánského standardizovaným postupem, který zajišťuje vhodné složení a vlastnosti takto upravené drogy.

Dosavadní stav techniky

Ostropestřec mariánský je léčivá rostlina původem ze Středomoří, která byla doporučována v tradičním evropském i asijském lékařství při jaterních onemocněních již od starověku. Plodem této léčivé rostliny (Fructus Cardui Mariae, Sylibum Marianum) je oválná, mírně zploštěná nažka délky asi 6 - 7 mm, šířky asi 3 mm a tloušťky 1,5-2 mm. Zralý plod má hladký povrch a tmavě hnědou barvu, zatímco nezralé nažky jsou světlehnědé nebo béžové zbarvené.

Plody ostropestřce mariánského obsahují farmakologicky účinné látky - flavonolignany, jejichž zastoupení a celkový obsah závisí na chemovarietě a na stupni zralosti plodů, přičemž u světle zbarvených plodů může být jejich obsah výrazně nižší, a to až poloviční (Tomko, J. a kol., Farmakognózia, vyd. Osvěta, 1989). Složení extraktu z plodů ostropestřce mariánského je vedle výše uvedeného závislé na způsobu a podmínkách zpracování plodů počínaje jejich dezintegrováním přes separaci tukové frakce a izolaci směsi chemicky blízkých látek označovaných jako silymarinový komplex, sestávající z frakcí nízkomolekulárních látek (70-80 % hmotn.) a frakcí polymerních, polyfenolických sloučenin (20-30 % hmotn.), až po získání přečištěné směsi flavonolignanů.

Běžným způsobem úpravy plodů ostropestřce mariánského pro extrakci silymarinu je např. rozdrcení drogy mezi válci opatřenými rýhami. Podle autorů užitného vzoru CZ 13523 U1, však tímto postupem vzniká látka se širokou distribucí částic „bez vzájemně definovaného poměru“, vyžadující další zpracování použitím systému extrakčních baterií určitého typu. Vedle nízké produktivity, způsobené přerušováním extrakce v důsledku zanášení extrakčních baterií, je dalším nedostatkem tohoto postupu obtížnost izolace tukové frakce obsažené v extrakčním rozpouštědle aceton + voda a nutnost její ekologické likvidace. Nevýhodou takto upravených plodů ostropestřce mariánského je nemožnost dalšího zpracování ve výkonném kontinuálním extraktoru, u kterého by docházelo k ucpávání zařízení jemnými částicemi. Uvedené nedostatky se však autorům údajně podařilo odstranit za pomoci zařízení, které zahrnuje odkaménkovač, magnetickou skříň k oddělení anorganických nečistot, řezací stolici s dvojicí ·· «··· • * # • · ··· ♦ · · · • · ·

- 2poháněných válců s různou obvodovou rychlostí, sítový vysévač k separaci tukového epitelu a lis k zajištění konečné struktury upravené drogy a akceptovatelného podílu v ní obsažené tukové frakce. Stejní autoři ve svém užitném vzoru CZ 13524 U1 uvádějí, že danému účelu vyhovuje výše popsané zařízení i bez řezací stolice.

V patentu US 6309678 je popsán postup získávání silymarinu z plodů ostropestřce mariánského (Silybum Marianum), přičemž prvním stupněm výroby je mletí plodů vychlazených po dobu 24 hodin na teplotu -20 °C a druhým je odtučnění prášku extrakcí hexanem. Nevýhodou tohoto postupu je zejména jeho energetická i technologická náročnost a náklady na ekologickou likvidaci tukové frakce.

Výsledkem širší rešerše je zjištění, že předextrakční úprava plodů ostropestřce mariánského není v patentové ani odborné literatuře konkrétněji popsána. Z dostupných dokumentů a informací lze však usuzovat, že obdobně jako v případě jiných olejnatých semen, jako je např. slunečnice, mák, řepka, apod., lze za určitých podmínek získávat částečně odtučněnou látku o vhodné velikosti částic lisováním za studená, např. za použití šnekového lisu (WO 02/20705 A1, EP 1279723 A1).

Výše uvedené postupy úpravy plodů ostropestřce mariánského za použití popsaných zařízení však mají společný nedostatek spočívající v tom, že jejich proklamovaná vhodnost se opírá pouze o povrchní podchycení změn jimiž droga v průběhu zpracování prochází. V nalezených dokumentech nejsou uvedeny žádné údaje, které by s využitím běžných fyzikálních veličin jako je teplota, tlak, vlhkost, měrný povrch, atd., alespoň naznačily, které faktory mohou iniciovat významnější změny v chemickém složení a ovlivnit tak kvalitu upravené drogy určené k extrakci.

Přitom je všeobecně známo, že různé procesy vedoucí k dezintegraci plodů mohou být za určitých podmínek doprovázeny nezanedbatelným tepelným efektem, ovlivňovat průběh chemických reakcí v systému a tím i složení polotovaru farmaceutické substance silymarinu. Vzhledem k tomu, že silymarin je velmi účinným lapačem volných radikálů a vyznačuje se vysokou antioxidační aktivitou, v procesu jeho získávání, počínaje dezintegrací plodů ostropestřce, může za určitých podmínek významnou roli hrát také obklopující atmosféra obsahující kyslík, takže i z tohoto důvodu musí být podmínky a postup předextrakční úpravy plodů drogy pro farmaceutické využití standardizován.

Je tedy zřejmé, že vzhledem k tomu, že v nalezených a výše popsaných dokumentech nejsou charakterizovány, dokonce ani naznačeny žádné chemické změny během zpracování a nejsou dostatečně definovány ani fyzikální parametry mechanických procesů, nemohou tyto postupy •9 9999

9 • 999

- 39 9 9

9 9

999 a zařízení garantovat standardní průběh prvního stupně výroby farmaceutické substance silymarinu, tj. předextrakční úpravy plodů ostropestřce a tím ani standardní kvalitu této léčivé látky a z ní vyráběných léčivých přípravků, potravinových doplňků, nebo kosmetik (WO 03/035087, CZ 293046, WO 01/13879).

Podstata vynálezu

S cílem odstranit výše popsané i další nedostatky u dosud prováděných postupů úpravy plodů ostropestřce mariánského při získávání polotovaru vhodného pro extrakci farmakologicky účinných látek, byla provedena studie zaměřená na hodnocení vlivu podmínek provádění předextrakční úpravy plodů na vyvolané chemické změny v upravené droze. K dezintegraci plodů a ke konečné úpravě částic bylo použito zařízení různého typu, charakteru laboratorního i provozního. Probíhající chemické procesy byly vedle běžně užívaných laboratorních metod analýzy hodnoceny především pomocí vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC) a v případě identifikace jednotlivých zástupců flavonolignanů bylo zařízení doplněno o hmotový spektrometr (HPLC-MS). Dále byly posouzeny některé reakce za účasti enzymů obsažených v plodech. Výsledky byly mimo jiné hodnoceny i s využitím programu vhodného pro modelování chemických reakcí v složitých systémech.

Z provedené studie vyplývají následující závěry:

1. Vysokého stupně uvolnění tukové frakce ze středového epitelu plodů ostropestřce mariánského za vhodně zvolených podmínek dosáhnout za použití různých zařízení a jejích kombinací určených k drcení, mletí a lisování olejnatých semen.

2. Částice dezintegrovaných plodů ostropestřce mariánského lze upravit do vhodného tvaru a velikosti v nejrůznějších zařízeních a případně za použití farmakologicky přípustných pomocných látek, výhodně pak jedno- nebo vícestupňovým procesem lisování za vhodných podmínek a za současné separace tukové frakce.

3. Podíl jednotlivých farmakologicky účinných flavonolignanů v polotovaru pro výrobu silymarinu, získaného postupy podle bodů ad) 1 a 2, závisí nejen na chemovarietě použité drogy, ale do značné míry i na podmínkách provádění dezintegrace plodů ostropestřce mariánského a aglomerace primárně vzniklých částic.

4. Chemické změny pozorované během získávání polotovaru silymarinu vyplývají zejména z hydrolytických, oxido-redukčních, enzymatických, izomeračních a polymeračních reakcí probíhajících za účasti flavonolignanů při teplotě do 110 °C v přítomnosti vodní páry uvolněné z vlhkých plodů. Vliv těchto podmínek je příznivý a projevuje se dosud ·· ···* • · • ··· • · • · · *· ·»»

- 4• « * · ··· *e nepopsaným zvýšením podílu některých biologicky aktivních flavonolignanů. Přítomnost vodní páry přispívá k omezení oxidačních reakcí, které probíhají v přítomnosti vzdušného kyslíku.

5. Kovový povrch výrobního zařízení, přicházející během zpracování plodů ostropestřce mariánského do styku s částicemi polotovaru může ovlivňovat průběh chemických reakcí, rozsah změn a tím i kvalitu polotovaru určeného pro výrobu silymarinu.

Na základě výše uvedených zjištění byly nalezeny podmínky, za kterých lze první stupeň výroby farmaceutické substance silymarinu provádět standardizovaným postupem a získávat polotovar, který svými vlastnostmi splňuje požadavky správné výrobní praxe (SVP) ve farmaceutické výrobě.

Předností vynálezu je možnost získávání polotovaru pro výrobu silymarinu, jehož složení, konzistence, tvar a distribuce částic dle velikosti nejlépe odpovídá potřebám jednotlivých způsobů extrakce farmakologicky účinných flavonolignanů. Částice blížící se dolní hranici rozmezí 1.10‘² až 1.10² mm jsou např. vhodné pro provádění extrakce v suspenzi, zatímco pro kontinuální postup jsou výhodné agregáty polotovaru o rozměrech 1 až 50 mm, avšak s dostatečně velkým měrným povrchem. Takové částice lze získat aglomerací primárně vzniklých malých částic, např. lisováním. Obsah farmakologicky účinných flavonolignanů v polotovaru může v závislosti na podmínkách dezintegrace a aglomerace prováděné při teplotě +30 až +110 °C dosahovat hodnot 0,03 až 0,08 hmotn. dílů, obsah vody 0,001 až 0,08 hmotn. dílů a obsah tukové frakce 0,025 až 0,4 hmotn. dílů v 1 hmotn. dílu polotovaru.

Obsah jednotlivých nejvýznamnějších farmakologicky účinných flavonolignanů - silybinu A, B, isosilibinu A, B, silychristinu a silydianinu obvykle dosahuje 0,001 až 0,05 hmotn. dílů a jejich celkový obsah 0,03 až 0,08 hmotn. dílů v 1 hmotn. dílu polotovaru. Polotovar může dále obsahovat až 0,05 hmotn. dílů, s výhodou méně než 0,02 hmotn. dílů vody a až 0,15 hmotn. dílů, s výhodou méně než 0,05 hmotn. dílů tukové frakce v 1 hmotn. dílu polotovaru.

Aglomerované částečky polotovaru získané slisováním nebo granulací menších částic mohou mít nepravidelný tvar, tloušťku 1 až 5 mm a v nich obsažené buňky mají přinejmenším z poloviny narušeny buněčné stěny. Polotovar určený pro další zpracování v kontinuálním režimu je s výhodou hrubozrnný a podíl částic menších než 1 mm v něm nepřesahuje 0,1 hmotn. dílu, s výhodou 0,06 hmotn. dílů v 1 hmotn. dílu polotovaru.

Polotovar výše uvedeného složení a konzistence se vyrobí tak, že se sušené plody ostropestřce mariánského dezintegrují drcením, mletím nebo extruzi na šnekovém lisu a

- 5«· 9999 • 9 • 9 99

99

9

9 9

999 vzniklé částice se aglomerují, např. lisováním nebo extruzí při tlaku vyšším než 50 bar a teplotě +30 až + 110 °C, s výhodou při teplotě +70 °C až + 100 °C tak, aby do 1 hmotn. dílu separované tukové frakce přešlo nejvýše 0,002 hmotn. dílů flavonolignanů a částice horkého polotovaru po mechanické dezintegraci a aglomeraci se ochladí.

V případě, že se dezintegrace a aglomerace částic provádí za podmínek·, kdy polotovar vystupuje ze zařízení při teplotě přesahující +50 °C, je výhodné, aby jejich ochlazení proběhlo co nejrychleji a s výhodou v inertní atmosféře tvořené dusíkem a/nebo oxidem uhličitým, obsahující méně než 5 % obj., s výhodou méně než 0,5 % obj. kyslíku.

Polotovar pro výrobu silymarinu se vyrobí za pomoci zařízení obdobného typu, jaké se používají při zpracovávání olejnatých semen, avšak je výhodné, aby části zařízení přicházející do styku s polotovarem o teplotě vyšší než 50 °C, byly zhotoveny z inertního materiálu, který nekatalyzuje zejména oxidační reakce silymarinu. Vhodným materiálem je např. titan, nerezavějící oceli s nízkým obsahem železa, oceli pokovené chromém nebo niklem, oceli s keramickým nebo polymerním nánosem nebo se smaltovaným povrchem. Je výhodné, aby zařízení na dezintegraci a aglomeraci částic polotovaru bylo vybaveno krytem umožňujícím udržování vhodné atmosféry nad zahřátými částicemi polotovaru.

Příklady provedení

Příklad 1

Polotovar pro výrobu silymarinu ve formě pokrutin obsahující 0,0615 hmotn. dílů flavonolignanů, 0,02 hmotn. dílů vody a 0,085 hmotn. dílů tukové frakce.

100 kg usušených zralých plodů ostropestřce mariánského zbarvených převážně tmavě hnědě bylo samospádem dávkováno do lisu olejnin předehřátého na +70 °C, unášeno a pozvolna stlačováno šnekem tak, aby tlak v pracovní zóně byl vyšší než 50 bar a teplota dezintegrované a lisované hmoty dosahovala +85 °C až +90 °C. Z částic takto dezintegrovaných plodů se tlakem uvolňovala tuková frakce, která ve formě oleje protékala podélnými otvory mezi nastavitelnými lištami separačního koše lisu do zásobníku. Dezintegrovaný a pod tlakem aglomerovaný pevný produkt vypadával z pod krytu nastavitelné závěrné hlavy lisu ve formě pokrutin o velikosti od jednoho do několika desítek milimetrů. Souběžně s pokrutinami o teplotě až 70 °C unikala z lisu vlhkost obsažená v původní droze ve formě vodní páry.

Metodou HPLC, jejíž chyba stanovení byla ± 2 % relat., bylo zjištěno, že celkový hmotnostní obsah flavonolignanů zůstal v polotovaru zachován. Zastoupení jednotlivých flavonolignanů bylo následující: silydianin : isosilybin B : isosilybin A : silybin A : silychristin : silybín B = 1:1:2:2:6:8. Separovaná tuková frakce ve formě oleje neobsahovala flavonolignany ve

4444

4 4

4 444

4 4

444

44 4 4 4 44 • 4 4 4 4 4

4444 444 4

4 4 4 4

444 4 44 444 stanovitelném množství a podíl jemných pevných částic v oleji zjišťovaný ultrafiltrací nepřesáhl 2 % hmotn.

Příklad 2

Polotovar pro výrobu silymarinu ve formě pokrutin obsahující 0,063 hmotn. dílů flavonolignanů, 0,01 hmotn. dílů vody a 0,07 hmotn. dílů tukové frakce.

Násada plodů byla stejná jako v příkladě 1, podmínky úpravy drogy se však lišily tím, že zúžením štěrbin mezi lištami separačního koše a zvýšením otáček šnekového lisu byly dezintegrované částice plodů při 100 °C vystaveny přibližně o 30 % vyšším tlakům. Pokrutiny na výstupu ze zařízení měly teplotu přibližně 85 °C a padaly do krytého zásobníku s inertní atmosférou vytvořenou z drceného tuhého oxidu uhličitého, který současně působil jako chladivo. U takto získaného polotovaru byl v porovnání s příkladem 1 zjištěn nižší obsah vody i tukové frakce a vyšší obsah flavonolignanů, přičemž jejichž celková výtěžnost a vzájemný poměr se nezměnil. V oleji nebyla prokázána přítomnost flavonolignanů a obsah jemných pevných částic se pouze nepatrně zvýšil, nikoliv však na hodnotu přesahující 2 % hmotn.

Konzistence upravené drogy získané podle obou příkladů 1 a 2 má vyvážený poměr mezi pevností aglomerovaných primárních částic a porozitou získaných pokrutin, což umožňuje snadné pronikání extrakčního rozpouštědla k částicím. Polotovar získaný za uvedených podmínek je proto výhodný pro navazující extrakci silymarinu v kontinuálním režimu.

Příklad 3 kg sušeného ostropestřce mariánského zbarveného béžové až hnědě, bylo v odstředivém mlýnu, jehož funkční části přicházející do styku s materiálem byly zhotoveny z oceli pokovené chromém, podrobeno předextrakční úpravě mletím za účelem získání hrubě práškované drogy. Během mletí stoupla teplota hmoty až na +45 °C a vytvořily se částice - aglomeráty polotovaru o velikosti převážně menší než 0,8 mm.

Obsah flavonolignanů v polotovaru byl 0,035 hmotn. dílů, obsah vody 0,06 hmotn. dílů a obsah tukové frakce 0,29 hmotn. dílů. Modelovou zkouškou bylo zjištěno, že upravená droga polotovar pro výrobu farmaceutické substance silymarinu má vhodné vlastností pro další zpracování extrakcí v diskontinuálním režimu.

• · · · · ·

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný k výrobě polotovaru o vhodném složení a fyzikálních vlastnostech pro přípravu substance silymarinu standardizovanou průmyslovou předextrakční úpravou plodů ostropestřce mariánského, která umožňuje následnou efektivní extrakci farmakologicky účinných látek.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Polotovar pro výrobu farmaceutické substance silymarinu z plodů ostropestřce mariánského, vhodný pro extrakci farmakologicky účinných látek, vyznačující se tím, že je tvořen dezintegrovanými částicemi plodů ostropestřce mariánského a jejich aglomeráty o velikosti částic od 0,01 do 100 mm, obsahující 0,03 až 0,08 hmotn. dílů farmakologicky účinných flavonolignanů, 0,001 až 0,08 hmotn. dílů vody a 0,025 až 0,4 hmotn. dílů tukové frakce.
2. Polotovar podle nároku 1, vyznačující se tím, že hlavními složkami v něm obsažených flavonolignanů jsou silybin A a B, isosilybin A a B, silychristin a silydianin, přičemž obsah jednotlivých složek dosahuje 0,001 až 0,05 hmotn. dílů v 1 hmotn. dílu polotovaru.
3. Polotovar podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje méně než 0,05 hmotn. dílů, s výhodou méně než 0,02 hmotn. dílů vody a méně než 0,15 hmotn. dílů, s výhodou méně než 0,05 hmotn. dílů tukové frakce v 1 hmotn. dílu polotovaru.
4. Polotovar podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň polovina buněk obsažených v dezintegrovaných částicích plodů ostropestřce mariánského a v jejich aglomerátech má narušené buněční stěny.
5. Polotovar podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že obsah jeho částic o velikosti pod 1 mm nepřesahuje 0,1 hmotn. dílu, s výhodou 0,06 hmotn. dílu v 1 hmotn. dílu polotovaru.
6. Způsob výroby polotovaru pro výrobu silymarinu podle nároků 1až5, vyznačující se tím, že plody ostropestřce mariánského se v zařízení dezintegrují drcením, a/nebo mletím a/nebo extruzí a vzniklé částice se aglomerují lisováním nebo extruzí při teplotě +30 °C až +110 °C, s výhodou +70 °C až +100 °C při tlaku nejméně 50 bar tak, aby do 1 hmotn. dílu separované tukové frakce přešlo nejvýše 0,002 hmotn. dílů flavonolignanů, přičemž dezintegrované částice a aglomeráty se po výstupu ze zařízení ochladí na teplotu pod +50 °C.

• ·

- 97. Způsob výroby polotovaru podle nároku 6, vyznačující se tím, že se dezintegrované částice a aglomeráty po výstupu ze zařízení se chrání do vychlazení pod +50 °C inertní atmosférou, kterou tvoří dusík a/nebo oxid uhličitý, obsahující méně než 5 % obj., s výhodou méně než 0,5 % obj. kyslíku.
8. Způsob výroby polotovaru podle nároků 6 a 7, vyznačující se tím, že části zařízení, přicházející během výroby do styku s polotovarem pro výrobu silymarinu při teplotě vyšší než +50 °C, jsou zhotoveny z materiálu, který nekatalyzuje degradační reakce silymarinu.
9. Způsob výroby podle nároku 8, vyznačující se tím, že vhodným materiálem pro části zařízení, která přicházejí do styku s polotovarem za zvýšené teploty jsou materiály vybrané ze skupiny: titan, nerezavějící ocel s nízkým obsahem železa, ocel pokovená chromém nebo niklem, ocel s keramickým nánosem, ocel s nánosem polymeru, ocel se smaltovaným povrchem.