Физико-химическое исследование лекарственных средств ряда деконгестантов и адреномиметиков
Исследовательская работа
Автор проекта
Бобко Марина-ученица БИОквантума
Наставник
Дудник Елизавета Валерьевна-педагог дополнительного образования АНО ДО "Детский технопарк "Кванториум"
Актуальность
Насморк (ринит) является одним из неприятнейших симптомов ОРВИ и аллергических реакций. Он ухудшает качество жизни граждан влияя на сон и общее самочувствие. Одним из средств борьбы с симптомом являются сосудосуживающие назальные капли (по данным аналитической компании RNC Pharma, с начала 2025 года объём продаж сосудосуживающих спреев и капель в России составил 28,9 млрд рублей. За девять месяцев было реализовано более 230,9 млн упаковок. Прирост относительно аналогичного периода 2024 года достиг 9,7% в рублях и 3,2% в упаковках)
Проблематика
Хоть медицина в последние годы продвинулась далеко, но существующие методы лечения насморка (ринита) всё ещё остаются недостаточно эффективными, часто носят паллиативный эффект, могут вызывать зависимость (медикаментозный ринит) и осложнения. В связи с этим возникает необходимость поиска альтернатив-более безопасных и эффективных средств борьбы
Цель

Провести практическое исследование свойств сосудосуживающих назальных капель, выделив их недостатки и достоинства. И сформулировать критерии, которым должны соответствовать качественные и безопасные капли.

Задачи
Что сделано в рамках исследования
  • Анализ данных
    Разобраться в классификациях и механизмах действия препаратов
  • Практическая часть
    Подготовить план проведения практической части, подобрать объекты исследования, составить смету и закупить всё необходимое. А также провести сами эксперименты
  • Выводы
    Проанализировать результаты практической части, сопоставить их с данными из источников и сформулировать критерии качества капель

АНАЛОГИ ПРОЕКТА

Исследования, также посвящённые изучению симпатомиметиков проводились такими учёными как А.А. Кривопаловым (СПбНИИ уха, горла, носа и речи), Ю.Е. Мироновой (Самарский государственный медицинский университет, 2024г.) и другими.

В этих работах изучается классификация назальных препаратов, возможность применения гиалуроновой кислоты как противовоспалительной добавки и иные аспекты.

Упоминается и медикаментозный ринит, как следствие нарушения регламента приёма лекарств. Но также причиной может послужить и некачественный товар от недобросовестного производителя (+нарушение условий хранения), что делает необходимым формирование критериев качества, проверку эффективности препаратов и, возможно, их модификацию для улучшения свойств.


Также ребром встаёт и вопрос о совместимости препаратов.

Целевая аудитория
Данный проект охватывает множество заинтересованных лиц
Покупатели
Люди, которые принимают данные лекарства хотели бы больше знать о препарате
Производитель
Он будет заинтересован возможностью улучшения своего продукта, чтобы сделать его более востребованным и выделиться на фоне конкурентов
Клиники
При наличии данных о пациенте и достаточной информации о характеристиках препарата, врачи смогут лучше подбирать лекарство под каждый конкретный случай
Потенциальные спонсоры проекта
Проект мог бы быть интересен для
Медицинские центры
Могут предоставить необходимое оборудование и лабораторию
Университеты
Могут помочь с ведением и организацией проекта + наставничество и предоставление оборудования
Производства
Могут предоставить как денежные средства, так и возможность реализации

Экономика проекта


Для проведения исследования понадобились такие реагенты:

Капли ксилометазолин - 68 руб.

Оксиметазолин - 79 руб.

Гриппферон - 314 руб.

Нафтизин - 81 руб.

Азеластин-ксантис - 464 руб.

Киви 1шт - 35 руб.

Картофель 1шт - 7 руб.

Перекись водорода 1 флакон - 50 руб.

Яйца 10шт - 99 руб.

Итого: 1197 рублей


Право на использование оборудования безвозмездно предоставил "Кванториум"


Для продвижения проекта могут быть использованы научно-популярные ролики и статьи, в которых бы рассказывалось и свойствах и механизмах действия препаратов. Для продвижения готового продукта подойдёт и классическая реклама (билборды и листовки, рекомендации в клиниках и т.п.)
Классификация препаратов и механизм действия
Деконгестанты (они же симпатомиметики)-это сосудосуживающие средства, которые подразделяют на вещества используемые для системного эффекта (адреналин и др.) и для местного (топического) действия на слизистую носа (ксилометазолин и т.п.). Их действие основано на стимуляции альфа-адренорецепторов, приводящее к уменьшению отёка.
Классификация средств группы альфа-2- адреномиметиков
1. Короткого действия (4-6 ч)- нафазолин, фенилэфрин и др.
2. Среднего действия (8-10 ч)- ксилометазолин
3. Длительного действия (>12 ч)-оксиметазолин (имеется противовирусный эффект)
Механизм действия
Деконгестанты делятся на стимуляторы (миметики) альфа-1- (фенилэфрин), альфа-2- (ксилометазолин) и альфа-бета-адренергических рецепторов (адреналина гидрохлорид). Также выделяют симпатомиметик непрямого действия эфедрин
Действующие вещества и метод действия
Ксилометазолин, Нафазолин, Оксиметазолин: Действуют через α₂-рецепторы, обеспечивают более длительный эффект (до 6-12 часов). Фенилэфрин: Действует через α₁-рецепторы, эффект кратковременный (до 4 часов)
Практическая часть
  • Опыт 1
    Определение рН капель
  • Опыт 2
    Исследование среды капель (осмолярность)
  • Опыт 3
    Проверка антиоксидантного действия
  • Опыт 4
    Оценка муко-адгезивности препаратов
  • Опыт 5
    Оценка противовоспалительного эффекта
  • Опыт 6
    Определение концентрации активного вещества методом спектрофотометрии
Практическая часть
Эксперимент 1.
Определение рН капель
  • Подготовить оборудование и реагенты
    Приготовить исследуемые препараты и индикаторную бумагу
  • Измерение рН
    Опустить индикаторную бумагу в исследуемые капли и сравнить цвет со шкалой
  • Фиксация результатов
    Занести результаты в таблицу
Практическая часть
Эксперимент 2. Исследование среды капель (осмолярность)
  • Подготовить оборудование и реагенты
    Разлить капли по пробиркам и подписать, сделать контрольную пробу (вода-контроль изотоничности). И подготовить фрагменты яичной мембраны
  • Измерить осмолярность
    Опустить фрагменты в пробирки и наблюдать изменения мембраны
  • Фиксация результатов
    Занести результаты в таблицу
Практическая часть
Эксперимент 3. Проверка антиоксидантного действия
  • Подготовить оборудование и реагенты
    Выжать сок из картофеля и сделать смесь с исследуемыми каплями (+контрольная проба-чистый сок картофеля). И подготовить перекись водорода-источник активного кислорода
  • Проверить антиоксидантную активность
    Добавить равное количество перекиси в каждую пробу и наблюдать. Пена будет свидетельствовать о низкой антиоксидантной активности
  • Фиксация результатов
    Занести результаты в таблицу
Практическая часть
Эксперимент 4. Оценка муко-адгезивности
  • Подготовить оборудование и реагенты
    Окрасить капли безопасным красителем (в нашем случае метилоранж), подготовить яичный белок (модель слизи) и подготовить секундомер
  • Оценка муко-адгезивности
    Нанести на предметное стекло по капле слизи и каждого препарата, слить вместе и засечь время диффузии
  • Фиксация результатов
    Занести результаты в таблицу
Практическая часть
Эксперимент 5. Оценка противовоспалительной активности
  • Подготовить оборудование и реагенты
    Выжать сок киви (источник фермента актинидина, который будет расщеплять белок), сделать смесь с каплями и контрольную пробу (чистый сок). Подготовить яичный белок и чашки петри
  • Провести оценку противовоспалительной активности
    Нанести пробы на белок и оставить на 30 минут в тепле. Образование прозрачной области вокруг проб будет признаком расщепления белка
  • Фиксация результатов
    Занести результаты в таблицу
Практическая часть
Эксперимент 6. Исследование концентрации активного вещества (спектрофотометрия)
  • Подготовить оборудование и реагенты
    Приготовить буферный раствор под каждое активное вещество и сделать пробы с разной концентрацией капель (здесь-0,5%; 0,75%; 1%; 1,25%). Настроить спектрофотометр
  • Измерение оптической плотности
    Поместить кюветы с образцами в спектрофотометр и зафиксировать значения плотности
  • Фиксация результатов
    Построить график зависимости оптической плотности от концентрации и пересчитать по формуле Бугера-Ламберта-Бера плотность в концентрацию
Артефакты проекта

Результаты

На данной таблице представлены результаты первых 5 тестов. Из неё можно видеть, что рН капель оказался равен 6 (что вполне физиологично).

Среда всех капель кроме гриппферона изотоничная, а у него-гипертоничная (это не очень соответствует среде носа, нужно быть

осторожным). Все капли продемонстрировали высокую противовоспалительную и антиоксидантную (кроме нафтизина) активность. Время

адгезии также в таблице.
Результаты спектрофотометрии

Был проведён расчёт концентраций веществ исходя из закона Бугера-Ламберта-Бера:
А=k*c+b
A - оптическая плотность (безразмерная величина);
k - угловой коэффициент (тангенс угла наклона);
b - свободный член (отсекаемый отрезок на оси ординат);
Данные расчёта привели к тому, что для двух веществ Ксилометазолина и Гриппферона, концентрация составляет около 1-1,5 мг/мл, что сходиться с данными состава. Однако, метод показал себя не надежным, в перспективах будет подбираться другой метод количественного анализа.
Графики зависимости оптической плотности от концентрации вещества для препаратов
Выводы

На основании изученной информации и полученных данных путем экспериментов, можно сформулировать ключевые критерии для создания наших назальных капель.


1. Физиологичность

2. Долгое действие

3. Универсальная активность

4. Безопасность

5. Длительное хранение


Благодаря этому проекту я познакомилась с базовыми методами качественного и количественного анализа, а также потренировалась в менеджменте, ведении и оформлении проектов

Перспективы
В дальнейшем планируется расширение выборки объектов исследования и большее количество экспериментов. Так же в планах поиск партнёров (в особенности ВУЗов) и более качественного оборудования. Конечной же целью проекта является составление "путеводителя" по каплям и разработка собственного препарата, который обладал бы всеми важными свойствами, но был бы лишён имеющихся у аналогов недостатков.
+7 923 442 5453
@marinayamari
АНО ДО "Детский технопарк "Кванториум"