Estudio de toxicidad aguda en animales del excipiente farmacéutico hidroxipropilmetilcelulosa

Resumen: Objetivo: Investigar la toxicidad aguda de la hidroxipropilmetilcelulosa en ratones. MÉTODOS: Los ratones recibieron hidroxipropilmetilcelulosa tres veces en un día, con una dosis total de 3,15 g/(kg pc), y se observaron los comportamientos de los ratones todos los días durante los siguientes 14 días, peso corporal, frecuencia respiratoria, pupilar. condición, ingesta de alimentos y mortalidad. Luego, los ratones sobrevivientes fueron sacrificados y se les realizó una autopsia para observar si había lesiones en los tejidos y órganos viscerales de los ratones. Resultados: En el caso de una dosis total de 3,15 g/(kg pc), las actividades conductuales, la frecuencia respiratoria, el estado de la pupila y la ingesta de alimentos de los ratones durante el período de observación de 14 días no fueron anormales, y el peso corporal fue similar a la del grupo control. Durante el período de observación, ningún ratón murió y no hubo cambios patológicos evidentes en la morfología de los órganos principales durante la autopsia. Conclusión La hidroxipropilmetilcelulosa es un excipiente farmacéutico de baja toxicidad y alta seguridad.

Palabras clave: hidroxipropilmetilcelulosa; toxicidad aguda; ratones

1. Introducción

En los últimos años, la industria de excipientes farmacéuticos se ha desarrollado rápidamente y se han desarrollado nuevos excipientes farmacéuticos de más de 40 tipos, incluidos materiales de encapsulación, materiales de recubrimiento, tensioactivos y materiales de administración de fármacos dirigidos, de liberación controlada y de liberación sostenida. Esta variedad proporciona nuevas ideas y direcciones para la investigación y el desarrollo de nuevos fármacos. Debido a la rica variedad de excipientes farmacéuticos y sus fuentes complejas y diversas, su aplicación debe someterse a estrictas pruebas toxicológicas y evaluación de seguridad. En la actualidad, existen muchos métodos para estudiar la toxicidad aguda de fármacos y excipientes en el país y en el extranjero. Los clásicos incluyen el experimento de dosis semiletal representado por el método de Horn y el método de Cole, así como el experimento de dosis letal aproximada, el método de clasificación de toxicidad aguda, el experimento de acumulación de dosis, los métodos de detección de toxicidad aguda como el método de dosis fija y la prueba de límite. 

La hidroxipropilmetilcelulosa (Hidroxipropilmetilcelulosa, HPMC), Sr. aproximadamente 86000, es un excipiente farmacéutico polimérico, que se obtiene por eterificación de celulosa de algodón de alta pureza en condiciones alcalinas. La apariencia de HPMC es un polvo blanco, que tiene una fuerte estabilidad al calor, la luz y la humedad. HPMC se disuelve en agua fría para formar una solución de gel viscoso. La solución acuosa tiene alta transparencia y fuerte actividad superficial. La solubilidad de HPMC en agua generalmente disminuye con el aumento de la viscosidad de la solución, pero no se ve afectada por el valor del pH. Debido a su inercia química, HPMC no afectará las propiedades del medicamento en sí y, al mismo tiempo, tiene buenas propiedades antialérgicas y se usa ampliamente como varios excipientes farmacéuticos en preparaciones farmacéuticas. HPMC se puede utilizar como material formador de película de recubrimiento, lo que puede mejorar de manera efectiva la estabilidad de los medicamentos; como material de matriz de liberación lenta o de liberación controlada para fármacos, para bloquear o controlar la liberación de fármacos; como aglutinante o disgregante para mejorar la solubilidad de las tabletas; También se puede utilizar como agente de suspensión. Las partículas de floculación formadas son finas y fáciles de redispersar sin adherirse a la pared. La dosis habitual es de 0,5% a 1,5%.

Como excipiente farmacéutico, la hidroxipropilmetilcelulosa se usa a menudo como excipiente o excipiente en fármacos orales. Para su investigación de toxicidad aguda, se debe prestar atención a su ruta medicinal. La prueba de toxicidad oral aguda es un experimento básico para evaluar y detectar el efecto tóxico de la sustancia de prueba. Puede obtener los datos de peligro para la salud de la sustancia de prueba expuesta a la sustancia de prueba en un período corto de tiempo y también puede usarse como base para clasificar la toxicidad aguda de la sustancia de prueba. Entre ellos, la dosis letal mediana (dosis letal mediana, LD50) es un indicador clave de las pruebas tradicionales de toxicidad aguda. En los experimentos tradicionales de toxicidad aguda, los valores LD50 precisos se obtienen a menudo mediante el método de Horn o el método de Cole. Para la evaluación de seguridad de excipientes farmacéuticos con baja toxicidad, es necesario referirse a otros parámetros como el experimento de dosis máxima y el método de dosis fija.

El propósito de este estudio es determinar la toxicidad aguda de la hidroxipropilmetilcelulosa en ratones, estudiar el rendimiento de seguridad de la hidroxipropilmetilcelulosa en el uso de fármacos y determinar la toxicidad aguda de la hidroxipropilmetilcelulosa en la administración oral. Llevar a cabo investigaciones para proporcionar una base para datos experimentales en términos de medicamentos de seguridad clínica.

2. Materiales e Instrumentos

2.1 Reactivos

La hidroxipropilmetilcelulosa doméstica (SH-K4M) fue donada por KIMA CHEMICAL CO.,LTD;

La hidroxipropilmetilcelulosa importada (grado METHOCEL K4M CR) fue donada por KIMA CHEMICAL CO.,LTD;

Fosfato dihidrógeno de potasio (Xilong Chemical Co., Ltd.); pancreatina (Beijing Suolaibao Technology Co., Ltd.).

2.2 Instrumentos

Juegos de sonda para ratones, balanzas, fórceps, jaulas para ratones, utensilios de disección y varios otros artículos de vidrio.

2.3 Animales de experimentación

Se compraron ratones Kunming sanos y limpios del Centro de Experimentación Animal de la Universidad de Shandong (número de certificado: SCXK (Lu) 2014 0007), con un peso aproximado de 20 g, y se alimentaron de manera adaptativa durante una semana antes del experimento, con una dieta normal.

3. Método experimental

3.1 Preparación de la solución

Preparación de jugo intestinal artificial: Pesar 6,8 g de dihidrogenofosfato de potasio, agregar agua destilada a 500 mL y después de que esté completamente disuelta, usar solución de hidróxido de sodio al 4% para ajustar el pH a 6,8. Pesar 10 g de pancreatina, agregar una cantidad adecuada de agua destilada para disolverla, mezclar los dos líquidos, agregar agua hasta completar 1000 mL y obtener jugo intestinal artificial.

Preparación de hidroxipropilmetilcelulosa: Pesar 5 g, 6 g y 7 g de hidroxipropilmetilcelulosa respectivamente, agregarlos a 200 ml de agua destilada, remover una pequeña cantidad varias veces hasta que se disuelva, y cuando haya burbujas en la solución, permanecer quieto hasta que se disuelva. desaparecen las burbujas y se agita varias veces para preparar soluciones de 25 g•L-1, 30 g•L-1, 35 g•L-1 de hidroxipropilmetilcelulosa.

3.2 Pre-experimento

Se realizaron experimentos preliminares para observar la toxicidad aguda de la hidroxipropilmetilcelulosa para determinar si se podía obtener un valor exacto de dosis semiletal (DL50). Divida los ratones en 3 grupos, observe la muerte de los ratones administrando diferentes concentraciones de soluciones de hidroxipropilmetilcelulosa y determine el método experimental del experimento formal.

Tome 12 ratones, mitad macho y mitad macho. Cada ratón se marcó, pesó y ayunó durante 18 horas antes del experimento. Los ratones se dividieron en 3 grupos con 4 ratones en cada grupo y se marcaron como grupo 1, grupo 2 y grupo 3. Los grupos 1, 2 y 3 se distribuyeron mediante administración intragástrica de solución de hidroxipropilmetilcelulosa a dosis de 1000 mg/(kg·bw ), 1200 mg/(kg·bw) y 1400 mg/(kg·bw), y observaron la muerte y los síntomas patológicos de los ratones dentro de una semana de la administración intragástrica del fármaco de prueba.

3.3 Experimento de dosis máxima

De acuerdo con los resultados del experimento previo, la toxicidad aguda de la hidroxipropilmetilcelulosa es pequeña y la dosis semiletal exacta no puede medirse mediante administración intragástrica. Por lo tanto, se usó el experimento de dosis máxima para dividir a los ratones en diferentes grupos de control y después del grupo experimental, se administró la dosis máxima de solución de hidroxipropilmetilcelulosa por administración intragástrica.

Tome 40 ratones, mitad machos y mitad machos, y verifique que todos los ratones hembra no estén preñados. Los ratones se mantuvieron en ayunas durante 18 horas, y cada ratón se marcó y pesó. Agrupados aleatoriamente según el sexo y el peso corporal, dividieron a los ratones en 4 grupos con 10 ratones en cada grupo y los marcaron como grupo de control de agua destilada (sonda con el mismo volumen de agua destilada), grupo de control de jugo intestinal artificial (sonda con el mismo volumen de jugo intestinal artificial), Grupo experimental de hidroxipropilmetilcelulosa nacional (dosis de administración gástrica 1050 mg/(kg pc)) y grupo experimental de hidroxipropilmetilcelulosa importada (dosis de administración gástrica 1000 mg/(kg pc)), según las diferencias anteriores Las dosis de agrupación se administraron por vía intragástrica 3 veces en 24 horas, y el intervalo entre cada vez no fue inferior a 6 horas. La dosis intragástrica acumulativa final de cada ratón fue de 3150 mg/(kg pc), que fue de 3,15 g/(kg pc).

Desde la primera administración por sonda, observe y registre el comportamiento, la frecuencia respiratoria, la ingesta de alimentos y la actividad de los ratones en cada grupo, observe continuamente durante dos semanas y registre el comportamiento de los ratones al principio, tercer día, séptimo día y décimo día Peso corporal por cuatro días.

Durante el período de observación experimental, los ratones fueron alimentados normalmente y sus comportamientos, como comer y beber, no se restringieron.

Después del final del período de observación, los ratones que no murieron se pesaron y sacrificaron para la autopsia, y se observó a simple vista si había algún cambio patológico en la morfología de los órganos principales de los ratones.

4. Resultados y discusión

4.1 Resultados preexperimentales

Ninguno de los ratones de los 3 grupos murió o mostró síntomas de envenenamiento, por lo que se utilizó la prueba de dosis máxima en el experimento formal.

4.2 Resultados experimentales de la dosis máxima

Durante el período de observación, ninguno de los ratones de los cuatro grupos murió, por lo que no se pudo medir la DL50.

Los resultados de este experimento mostraron que la dosis máxima tolerada de hidroxipropilmetilcelulosa en ratones fue de 3,15 g/(kg pc).

1) Actividades conductuales

Comparando los 4 grupos de ratones, observando las condiciones de los ratones en cada grupo, se encontró que las condiciones de vida de los ratones en el grupo de administración eran buenas y no había anormalidades en las actividades de comportamiento, pelaje brillante, alergias y falta de brillo. a estímulos externos, y sin pelo suelto, cianosis, hiperemia y erupción cutánea y otros fenómenos adversos. Los ratones de cada grupo no experimentaron irritabilidad ni inhibición.

2) peso

Durante el experimento, el peso de los ratones de cada grupo aumentó de forma natural y no hubo ralentización del crecimiento, estancamiento ni pérdida de peso. En comparación con el grupo de control, el peso corporal de los ratones en el grupo experimental HPMC no tuvo una diferencia significativa.

3) Frecuencia respiratoria y pupila

Comparando los 4 grupos de ratones, observando las condiciones de los ratones en cada grupo, la respiración y la frecuencia respiratoria de los ratones tanto en el grupo de control como en el grupo experimental fueron normales, y no se encontró una respiración anormal obvia en los ratones durante la observación. período. Observe las pupilas de los ratones, las pupilas de ambos lados tienen el mismo tamaño, aún son sensibles a la luz y no hay fenómenos adversos como párpados caídos o hiperemia del globo ocular.

4) Ingesta de alimentos

Durante el período del experimento, se observó la ingesta de alimentos y agua de los ratones en cada grupo y se encontró que no había una diferencia significativa entre el grupo experimental y el grupo de control.

5) Forma organizativa

Después del experimento, los ratones fueron ejecutados para la autopsia, ya sea nacional o importada, se observó por desnudo la morfología de los tejidos de los órganos principales (corazón, hígado, bazo, pulmón, riñón) de los ratones en los dos grupos de hidroxipropilmetilcelulosa. ojos, No se encontraron cambios patológicos evidentes. Después de comparar con el grupo de control, no se encontraron diferencias obvias.

4.3 Discusión

El rendimiento de seguridad de los excipientes farmacéuticos es una parte importante del desarrollo de excipientes farmacéuticos. Para garantizar de manera más integral la aplicación segura de los medicamentos, los métodos de prueba de seguridad de los excipientes farmacéuticos también avanzan con el tiempo. Debido a que los métodos de prueba de toxicidad aguda tradicionales, como el método de Horn y el método de Kou, necesitan medir el valor LD50 preciso, lo que da como resultado una gran cantidad de animales de experimentación, más adelante se desarrolló un método alternativo, como el método de prueba de dosis máxima, método arriba-abajo (UDP), método de dosis fija, método de clasificación de toxicidad aguda, etc., pueden minimizar la muerte de animales de experimentación y son más adecuados para su aplicación. Los resultados de este estudio mostraron que la hidroxipropilmetilcelulosa no causó la muerte en ratones en dos semanas bajo la condición de una dosis oral diaria de 3,15 g/(kg·bw), y no produjo toxicidad aguda evidente, incluyendo No hubo cambios patológicos visibles en las actividades fisiológicas y la morfología de los tejidos de los órganos. Por lo tanto, a los ratones se les administró hidroxipropilmetilcelulosa por vía oral.

La DL50 del elemento es superior a 3,15 g/ (kg·bw). Como excipiente farmacéutico, la hidroxipropilmetilcelulosa básicamente no es tóxica y es segura. En el proceso de evaluación preclínica de la seguridad de un fármaco, será más completo y razonable realizar una evaluación de la toxicidad basada en las características de los excipientes farmacéuticos. La investigación en profundidad sobre las propiedades, la seguridad y la nueva tecnología de formulación de la hidroxipropilmetilcelulosa ayudará a la aplicación de excipientes farmacéuticos de hidroxipropilmetilcelulosa en nuevas formas de dosificación y nuevos sistemas de administración de fármacos.