Spectrophotometric quantitative analysis of metronidazole and itraconazole in a combined preparation made on the basis of Tizol gel

Full Text

Введение

В настоящее время метронидазол активно используется в комбинированных препаратах для местного применения (вагинальные свечи, таблетки, капсулы) с миконазололом (Клион Д, Гинокапс, Метромикон НЕО), флуконазолом (Вагисепт), клотримазолом (Кломегель, Метрогил Плюс). Препараты оказывают противомикробное, антимикотическое, противопротозойное и противогрибковое действие [1, 8]. Кроме них применяется новый оригинальный гель с интерфероном и тербинафином (Микоферон) для лечения грибковых инфекций кожи микозов стоп [6].

Сочетание метронидазола с препаратами других фармакологических групп (антисептики, сульфаниламиды, противогрибковые, иммуномодулирующие) позволяет обеспечить потенцированный синергизм с оптимизацией фармакологического эффекта [2]. Следует отметить, что на терапевтическую эффективность мазей влияет выбор подходящей основы. Поэтому активно появляются новые малотоксичные основы, обладающие фармакологическими свойствами. К данным основам можно отнести титансодержащий гель «Тизоль» [3, 7].

Нами предложена мягкая лекарственная форма, состоящая из 0,1 г метронидазола, 0,1 г итраконазола и 9,8 г геля «Тизоль», условно названная «Метроитраконазоль». Данная лекарственная форма может найти перспективное применение в дерматологии, офтальмологии и гинекологии, как бактерицидное и противогрибковое средство. При этом за счет включения в состав лекарственной формы геля «Тизоль» мазь также будет обладать противовоспалительным, местным анальгезирующим, антисептическим и противозудным действием. Гель, являющийся отличным проводником лекарственных средств через кожу и слизистые, будет доводить метронидазол и итраконазол до очага поражения. При внедрении новых лекарственных средств в медицинскую практику необходимо разрабатывать методики анализа, позволяющие устанавливать качество их изготовления [4, 5].

Цель исследования — разработка способа количественного спектрофотометрического определения метронидазола и итраконазола в мягкой лекарственной форме на титансодержащей основе.

Материалы и методы

В работе применяли субстанции метронидазола и итраконазола, соответствующие по качеству нормативной документации. В качестве мазевой основы применяли гель «Тизоль», выпускаемый ООО «Олимп». Объектом исследования является мягкая лекарственная форма «Метроитраконазоль», содержащая по 1,0 % метронидазола и итраконазола в геле «Тизоль». Экспериментальную работу осуществляли применяемым в фармацевтическом анализе методом спектрофотометрии с помощью спектрофотометра отечественного производства СФ-2000 в кварцевых кюветах.

Для разработки способа анализа метронидазола и итраконазола в мягкой лекарственной форме готовили эталонную спиртовую смесь с точной концентрацией ингредиентов мази. При получении эталонной смеси учитывали очень малую растворимость итраконазола в 96 % этиловом спирте. Исследование проводили следующим образом: точную массу итраконазола и метронидазола (по 0,1 г) переносили в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяли исследуемые вещества в этаноле и этанолом доводили объем жидкости в колбе до метки V_общ. К 1 мл полученной смеси в мерной колбе емкостью 25 мл добавляли этанол до метки и получали разбавленную смесь. Далее к 2 мл разбавления прибавляли 8 мл этанола и измеряли оптические плотности при длинах волн 262 и 312 нм с помощью спектрофотометра в кювете с толщиной рабочего слоя 1 см по отношению к этанолу. Массовую долю и массу метронидазола и итраконазола рассчитывали по формулам:

$$\begin{gathered} W_{п}=\frac{C_{п}·M_{п}·V_{общ}·V_2·V_3·100}{V·V_1·1000·a_{п}}, \\ {m}_{п}=\frac{C_{п}·M_{п}·V_{общ}·V_2·V_3}{V·V_1·1000}, \end{gathered}$$

где W_п — массовая доля лекарственного препарата, %; m_п — масса лекарственного препарата, г; С_п — концентрация лекарственного препарата, моль/л; М_п — молярная масса метронидазола (171,16 г/моль) и итраконазола (705,64 г/моль); V_общ — объем мерной колбы, мл (100 мл); V — объем лекарственной смеси, взятый из мерной колбы емкостью 100 мл на анализ, мл (1 мл); V₁, V₂, V₃ — фактор (кратность) разбавления, мл (2, 25 и 10 мл соответственно); а_п — навеска лекарственного препарата, г.

Для установления точности и воспроизводимости количественного анализа лекарственных препаратов провели восемь параллельных определений и полученные результаты опытов статистически обработали (табл. 1).

 

Таблица 1. Статистическая обработка результатов анализа итраконазола и метронидазола в эталонной смеси / Table 1. Statistical processing of the analysis findings of itraconazole and metronidazole in the reference mixture

Найдено				Метрологические характеристики
итраконазол		метронидазол
С, моль/л	х, %	С, моль/л	х, %
1,16 · 10–5	102,32	4,71 · 10–5	100,77	Итраконазол $\overline{x}$ = 100,11 %; S =1,825; S$\overline{x}$ = 0,645; εα = 1,52; А = ±1,52 %; ∆ = $\overline{x}$ ± εα = 100,11 ± 1,52 % Метронидазол $\overline{x}$ = 99,97 %; S = 2,003; S$\overline{x}$ = 0,708; εα = 1,67; А = ±1,67 %; ∆ = $\overline{x}$ ± εα = 99,97 ± 1,67 %
1,13 · 10–5	99,67	4,70 · 10–5	100,53
1,15 · 10–5	101,43	4,79 · 10–5	102,48
1,12 · 10–5	98,79	4,60 · 10–5	98,42
1,14 · 10–5	100,55	4,79 · 10–5	102,48
1,11 · 10–5	97,91	4,61 · 10–5	98,63
1,16 · 10–5	102,32	4,60 · 10–5	98,42
1,11 · 10–5	97,91	4,58 · 10–5	97,99

 

На основании проведенных опытов количественное определение препаратов в мази предложено проводить следующим образом: к навеске лекарственной формы около 0,1 г (точная масса) добавляют 50 мл 95 % этанола и смесь перемешивают до получения дисперсной системы. После растворения лекарственных препаратов полученную смесь фильтруют через бумажный складчатый фильтр (синяя лента), отбрасывая первую порцию фильтрата. Далее к 4,0 мл фильтрата прибавляют этанол до общего объема 10 мл и измеряют оптические плотности полученного раствора при длинах волн 262 и 312 нм по отношению к раствору сравнения (этанольная вытяжка геля «Тизоль», полученная в аналогичных условиях). Содержание лекарственных препаратов в граммах находят по формуле:

$m_{п}=\frac{C_{п}·M_{п}·V_{общ}·V_2·P}{1000·a_{мази}·V_1},$

где С_п — концентрация лекарственного препарата, найденная по методу Фирордта или упрощенной системе уравнений, моль/л; V_общ — объем этанола, в котором растворена навеска мази (50 мл); а_мази — навеска лекарственной формы, г; V₁, V₂ — фактор разбавления (4 и 10 мл соответственно); P — масса лекарственной формы (10 г).

Результаты и их обсуждение

Для количественного определения двух соединений в лекарственной форме с гелем «Тизоль» изучили спектры поглощения в УФ-области. Для этого приготовили этанольные растворы метронидазола и итраконазола. Оба лекарственных препарата поглощают свет в пределах длин волн 215–340 нм (рис. 1).

 

Рис. 1. УФ-спектры поглощения метронидазола (1 – С = 1,0 · 10^–4 моль/л) и итраконазола (2 – С = = 2,0 · 10^–5 моль/л) в этаноле / Fig. 1. UV absorption spectra of metronidazole (1 – С = 1.0 · 10^–4 mol/l) and itraconazole (2 – С = = 2.0 · 10^–5 mol/l) in ethanol

 

Спектры поглощения двух соединений перекрываются, поэтому каждое из них в смеси количественно определять, применив основной закон светопоглощения, невозможно. Как показали предварительные данные этанольные растворы метронидазола и итраконазола подчиняются основному закону светопоглощения (ε = const). Поэтому для аналитических целей нами использован метод К. Фирордта, основанный на законе аддитивности оптических плотностей.

При выполнении метода нами измерены оптические плотности растворов исследуемых веществ при двух аналитических длинах волн, рассчитаны молярные показатели поглощения и составлена система уравнений. Для выбора аналитических длин волн при количественном определении исследуемых лекарственных препаратов в смеси спектрофотометрическим методом строили кривую ε_итр – ε_мет = f (λ) (рис. 2). Максимум и минимум на кривой соответствует аналитическим длинам волн.

 

Рис. 2. График зависимости ε_итр – ε_мет от длины волны / Fig. 2. Graph of the dependence of ε_itr – ε_met on the wavelength

 

Из рис. 2 видно, что экстремальная точка на кривой (максимум) наблюдается при длине волны 262 нм, который соответствует максимуму светопоглощения итраконазола. На кривой зависимости ε_итр – ε_мет от длины волны резко выражен минимум при длине волны 316 нм, который находится вблизи второго максимума поглощения метронидазола (λ = 312 нм). По полученным результатам опытов за оптимальные длины волн выбраны 262 и 312 нм.

В подтверждение результатов исследований, приведенных на рис. 2, нами построена кривая в координатах ε_итр/ε_мет – λ нм (рис. 3), где также имеется экстремальная точка при 261–262 нм. Поэтому за аналитические длины волн в спектрофотометрическом анализе метронидазола и итраконазола в смеси нами приняты λ = 262 нм и λ = 312 нм, соответствующие максимумам в спектрах итраконазола и метронидазола.

 

Рис. 3. График зависимости ε_итр/ε_мет от длины волны / Fig. 3. Graph of the dependence of ε_itr/ε_met on the wavelength

 

Обозначив молярные концентрации итраконазола через C₁, моль/л, молярные показатели поглощения ε₁ (262), ε₁ (312), а метронидазола — С₂, моль/л, ε₂ (262), ε₂ (312), систему уравнений К. Фирордта выразили:

А (260) = ε₁ (262) · С₁ + ε₂ (262) · С₂; А (312) = ε₁ (312) · С₁ + ε₂ (312) · С₂.

При решении системы представленных уравнений концентрации итраконазола и метронидазола в моль/л находили по формулам:

$$\begin{gathered} C_1=\frac{{\epsilon }_2\left(312\right)·A\left(262\right)-{\epsilon }_2\left(262\right)·A\left(312\right)}{{\epsilon }_1\left(262\right)·{\epsilon }_2\left(312\right)-{\epsilon }_1\left(312\right)·{\epsilon }_2\left(262\right)}, \\ {C}_2=\frac{{\epsilon }_1\left(262\right)·A\left(312\right)-{\epsilon }_1\left(312\right)·A\left(262\right)}{{\epsilon }_1\left(262\right)·{\epsilon }_2\left(312\right)-{\epsilon }_1\left(312\right)·{\epsilon }_2\left(262\right)}. \end{gathered}$$

Значения молярных показателей поглощения для расчета концентраций С₁ и С₂ приведены в табл. 2.

 

Таблица 2. Молярные коэффициенты поглощения метронидазола и итраконазола / Table 2. Molar absorption coefficients of metronidazole and itraconazole

Лекарственный препарат	С, моль/л	А (262 нм)	ε (262 нм)	А (312 нм)	ε (312 нм)
Итраконазол	2,0 · 10–5	0,427	21350	0,029	1450
Метронидазол	1,0 · 10–4	0,163	1630	0,814	8140

 

Масса итраконазола в эталонной смеси, рассчитанная по системе уравнений, содержится в пределах 0,0953–0,1050 г, метронидазола — 0,1006–0,1061 г. Этанольные растворы итраконазола практически не поглощают свет при длине волны 312 нм при концентрациях меньших, чем 2,0 · 10^–5 моль/л. Поэтому метронидазол количественно определяли в присутствии итраконазола. Предлагаемую выше систему уравнений при ε₁ (312) = 0 выразили в следующем виде:

А (262) = ε₁ (262) · С₁ + ε₂ (262) · С₂; А (312) = ε₂ (312) · С₂.

После решения системы уравнений концентрации С₁ и С₂ равны:

$C_1=\frac{A\left(260\right)-{\epsilon }_2\left(260\right)·C_2}{{\epsilon }_1\left(260\right)}·C_2=\frac{A\left(312\right)}{{\epsilon }_2\left(260\right)}.$

Результаты параллельных опытов количественного определения лекарственных веществ в эталонной смеси приведены в табл. 3.

 

Таблица 3. Результаты анализа лекарственных веществ в эталонной смеси / Table 3. Results of the analysis of medicinal substances in the reference mixture

А (262)	А (312)	Концентрация, моль/л		m1 итр, г	m2 мет, г
		С1 итр	С2 мет
Метод Фирордта
0,32	0,41	1,13 · 10–5	4,84 · 10–5	0,0997	0,1036
0,32	0,42	1,12 · 10–5	4,96 · 10–5	0,0988	0,1061
0,31	0,41	1,08 · 10–5	4,84 · 10–5	0,0953	0,1036
0,32	0,40	1,14 · 10–5	4,71 · 10–5	0,1006	0,1008
0,33	0,40	1,19 · 10–5	4,70 · 10–5	0,1050	0,1006
Упрощенный метод Фирордта
0,31	0,40	1,08 · 10–5	4,91 · 10–5	0,0953	0,1051
0,30	0,41	1,02 · 10–5	5,04 · 10–5	0,0900	0,1078
0,33	0,40	1,17 · 10–5	4,91 · 10–5	0,1032	0,1051
0,33	0,39	1,18 · 10–5	4,79 · 10–5	0,1041	0,1025
0,32	0,39	1,13 · 10–5	4,79 · 10–5	0,0997	0,1025

 

Масса метронидазола, найденная по методу К. Фирордта и упрощенной системе уравнений (табл. 3), находится в пределах от 0,1025 до 0,1078 г, итраконазола от 0,0900 до 0,1041 г при допустимой норме 0,085–0,115 г.

Проведенные исследования позволили разработать и предложить способ количественного определения итраконазола и метронидазола в мази «Метроитраконазоль» спектрофотометрическим методом. Согласно полученным результатам (табл. 4) установлено, что масса итраконазола, найденная по методу Фирордта и упрощенной системе уравнений, находится в пределе 0,0925–0,1055 г, метронидазола — 0,0987–0,1057 г. Это соответствует допустимым отклонениям в граммах и процентах, предусмотренных нормативной документацией по фармацевтическому анализу мягких лекарственных форм.

 

Таблица 4. Результаты анализа лекарственных веществ в мази / Table 4. Results of analysis of medicinal substances in the ointment

Взято		Найдено				Допустимые нормы
mмази, г	mтиз, г	С1 итр, моль/л	С2 мет, моль/л	m1 итр, г	m2 мет, г	г	%
Метод Фирордта
0,1023	0,1019	1,09 · 10–5	4,72 · 10–5	0,0940	0,0987	0,085–0,115	±15,0
0,1023	0,1019	1,12 · 10–5	4,96 · 10–5	0,0966	0,1037
0,1023	0,1019	1,17 · 10–5	4,95 · 10–5	0,1009	0,1035
0,1023	0,1019	1,13 · 10–5	4,84 · 10–5	0,0974	0,1012
0,1023	0,1019	1,18 · 10–5	4,83 · 10–5	0,1017	0,1010
Упрощенный метод Фирордта
0,1020	0,1018	1,08 · 10–5	4,91 · 10–5	0,0934	0,1029	0,085–0,115	±15,0
0,1020	0,1018	1,07 · 10–5	5,04 · 10–5	0,0925	0,1057
0,1020	0,1018	1,22 · 10–5	4,91 · 10–5	0,1055	0,1029
0,1020	0,1018	1,13 · 10–5	4,79 · 10–5	0,0977	0,1005
0,1020	0,1018	1,21 · 10–5	5,04 · 10–5	0,1046	0,1057

 

Выводы

По результатам изучения оптических свойств этанольных растворов метронидазола и итраконазола установлено, что их спектры поглощения перекрываются.

Определены оптимальные условия проведения анализа и выбраны аналитические длины волн 262 нм и 312 нм для количественного спектрофотометрического определения лекарственных средств в прописи с использованием приема К. Фирордта.

Проведены исследования по анализу эталонной смеси и разработан способ, позволяющий количественно определять изучаемые соединения с относительной ошибкой ±1,52–1,67 %.

Предложена методика спектрофотометрического анализа метронидазола и итраконазола в мягкой лекарственной форме на титансодержащей основе с ошибкой, не превышающей нормативные отклонения.

Разработанный способ анализа метронидазола и итраконазола в мягкой лекарственной форме «Метроитраконазоль» может быть рекомендован для включения в нормативную документацию по установлению качества изготовления мази.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Anna I. Zamaraeva

Tyumen State Medical University

Author for correspondence.
Email: anyuta.zamaraeva@yandex.ru

Post-graduate Student of the Department of Chemistry

Russian Federation, Tyumen

Natalya S. Bessonova

Tyumen State Medical University

Email: Bessonova@tyumsmu.ru

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Chemistry

Russian Federation, Tyumen

Tatyana A. Kobeleva

Tyumen State Medical University

Email: kobeleva@tyumsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1004-8721
https://eos.tyumsmu.ru/

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Head of the Department of Chemistry

Russian Federation, Tyumen

Alik I. Sichko

Tyumen State Medical University

Email: sichko@tyumsmu.ru

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor of the Department of Chemistry

Russian Federation, Tyumen

References

Supplementary files