Studentská vědecká konference

V oblasti moderní farmakologie a lékařství hraje výroba léčiv a jejich efektivní formulace zásadní roli při zajištění terapeutické účinnosti a bezpečnosti pacientů. Jedním z klíčových aspektů této problematiky je vývoj nosičových systémů, které umožňují cílené a kontrolované uvolňování léčivých látek, zvyšují jejich stabilitu a zlepšují jejich biologickou dostupnost. V rámci tohoto výzkumu se zaměřujeme na přípravu nosičových systémů, ve kterých je jako modelová léčivá látka využit meloxikam. Ten patří do skupiny nesteroidních protizánětlivých léčiv (NSAID) a je využíván k úlevě od bolesti a zánětu. Tato studie se zaměřila na vývoj nosičového systému s cílem zvýšit biologickou dostupnost a kontrolu uvolňování. Byl studován proces postupného nanášení léčiva na porézní nosič a následné vysoušení. Rostoucí počet nanášecích cyklů snižuje počáteční uvolňovací rychlost, ale zvyšuje množství uvolněného meloxikamu na jednotku hmotnosti nosiče. Prostudování těchto parametrů a stanovení jejich vlivu na celkovou biologickou dostupnost účinné látky, umožní přípravu formulací se specifickými profily uvolňování.  

Ochranná funkce kůže představuje hlavní limitaci pro vstup vnějších látek do organismu.  To, v jakém rozsahu může být kůže efektivně využita k podání léčiv, určuje stratum corneum, nejsvrchnější vrstva kůže, která svými vlastnostmi a složením představuje největší překážku pro prostup léčiv kůží. Snaha o překonání této bariéry vedla k vývoji systémů, které by umožnily dopravu léčiv lokálně, do jednotlivých vrstev kůže, či do systémové cirkulace. Takovými systémy mohou být různé nanočásticové nosiče, vektory nebo systémy s využitím urychlovačů transdermální absorpce.   Projekt byl zaměřen na vývoj lipozomů v kombinaci s urychlovačem transdermální absorpce Azone^® s následným hodnocením fyzikálně–chemických vlastností vzniklých formulací, optimalizací složení, snížením velikosti částic pomocí vysokotlaké homogenizace a sledováním jejich stability. Dále byl zkoumán vliv přídavku cholesterolu, množství a druh léčiva či urychlovače. V rámci práce byly provedeny permeační experimenty in vitro pro stanovení efektivity formulací. V neposlední řadě byl sledován vliv kombinovaných nanočástic na integritu kůže. Bylo prokázáno, že kombinace lipozomů s urychlovačem je efektivní pro transdermální cílení léčiva.  

Tetramethylethylendiamin (TMEDA) se uplatňuje jako katalyzátor polymeračních reakcí nebo jako ligand v homogenní katalýze. Průmyslový partner zkoumal pro účely výroby TMEDA možnosti separace azeotropické směsi TMEDA-H₂O pomocí azeotropické rektifikace. Cílem práce bylo nalézt vhodnou pomocnou látku, která by tuto separaci umožnila, a popsat příslušné fázové rovnováhy. Azeotropická rektifikace byla provedena v přítomnosti isobutylalkoholu (IBOL) a diisopropylaminu (DIPA). DIPA se ukázal jako vhodnější z důvodu účinnější separace a vyšší čistoty produktu, a proto s ním byly proměřeny fázové rovnováhy kapalina-pára a kapalina-kapalina příslušných binárních systémů. Na základě získaných dat byly pro rovnováhy kapalina-pára vytvořeny modely NRTL a pro rovnováhu kapalina-kapalina model UNIQUAC. Tyto modely lze ve vhodném simulačním programu použít k návrhu azeotropické rektifikace směsi TMEDA-H₂O.              

Stabilita liečivých látok (LL) je jedna z najdôležitejších vlastností liečivých prípravkov (LP) či už ide o stabilitu chemickú alebo fyzikálnu. Počas formulácie či skladovania liečivého prípravku môže dochádzať k degradácií liečivej látky, čo vedie k vzniku degradantov a úbytku účinnej látky. To má vplyv na zhoršenie čistoty LP, jeho bezpečnosti a môže mať vplyv aj na jeho účinnosť. Degradanty vznikajúce v LP musia byť jasne definované a ich množstvo prísne kontrolované. Liečivá látka môže byť chemicky degradovaná rôznymi degradačnými mechanizmami. Ide najmä o hydrolytickú degradáciu, termické štepenie, oxidačnú degradáciu a degradáciu svetlom. Identifikácia degradačných mechanizmov uplatňujúcich sa pri degradácií LL je preto dôležitým vodítkom pri vývoji chemicky stabilného liečivého prípravku. Cieľom tejto práce bola charakterizácia závislosti degradácie liečivej látky na pH a stanovenie hydrolytickej degradácie. Závislosť bola stanovená experimentálne na modelovej látke za využitia ôsmych rôznych stresových podmienok pH pri teplote 60°C a 75% RH. Na stanovenie prítomnosti degradantov bola použitá metóda UPLC s vlastnou vyvinutou metódou. Ukázalo sa, že zmena pH má vplyv na degradáciu LL, kde bolo možné sledovať niekoľko rôznych degradantov líšiacich sa retenčnými časmi.

Kaprolaktam je organická látka se sumárním vzorcem (CH2)5C(O)NH. Je to cyklický amid primárně využívaný při výrobě nylonu 6, který je široce používán v textiliích, a průmyslových vláknech. Kaprolaktam je jeho významným meziproduktem, protože nylon 6 se vyrábí přímo polymerací molekuly kaprolaktamu. Aby měl polymer požadované vlastnosti, je při jeho výrobě vyžadována vysoká čistota kaprolaktamu. Proto je tato práce věnována právě problematice čištění surového kaprolaktamu. V České republice se výrobou kaprolaktamu zabývá Spolana s.r.o. v Neratovicích. Pro finální čištění surového kaprolaktamu se používá extrakce do trichlorethylenu následovaná destilací. To vede k uvolňování trichlorethylenu do okolí a společnost se díky tomu dlouhodobě potýká s neschopností plnit ekologické cíle EU. Existuje však snaha o zavedení nového postupu čištění kaprolaktamu tak, aby se omezilo vypouštění chlorovaných odpadních látek. V této práci navazuji na dlouhodobý projekt laboratoře výzkumu a vývoje chemických technologií a diplomové práce Judity Fojtáchové (2019) a Valentiny Shcherbii (2019) a zabývám se vlivem teploty a tlaku při destilačním čištění na obsah síry a kvalitu přečištěného produktu.

Rakytník, latinsky Hippophae rhamnoides L., je tŕnitý opadavý ker pôvodom z Ázie a Európy. Všetky časti rastliny sú považované za vysoký zdroj biologicky aktívnych látok. Rakytník bol využívaný už v tradičnej medicíne na liečbu rôznych druhov ochorení ako napríklad na liečbu kašľa, kožných problémov, žalúdočných ťažkostí, astmy a pľúcnych porúch. Jednou z možností stanovenia biologicky aktívnych látok je HPLC-MS analýza. V rámci tejto práce bola optimalizovaná HPLC-MS metóda pre stanovenie bioaktívných látok v superkritickom extrakte z listov rakytníku. Pre získanie vhodnej metódy je nutné vziať do úvahy viacero faktorov ako napríklad výber kolóny, zloženie mobilných fázy, priebeh gradientu metódy a radu ďalších. Získané chromatogramy boli následné vyhodnocované v programe Compound Discoverer, ktorý využíva chemické knižnice k identifikácii jednotlivých separovaných látok a umožňuje zároveň i štatistické zpracovánie získaných dát. Takto bola identifikovaná celá rada zlúčenín ako napríklad kyselina medronová, kyselina myristová, lauryldimethylamín oxid, myristamín oxid a ďalšie, vďaka ktorým sa rakytníku pripisujú pozitívne účinky na ľudské zdravie.  

Práce se zabývá optimalizací podmínek aldolové kondenzace kamfolenického aldehydu s butanalem za využití heterogenních bazických katalyzátorů typu hydrotalcitů. Žádaným produktem této reakce je 2-ethyl-4-(2,2,3-trimethylcyklopent-3-en-1-yl)but-2-enal, který po následujícím zpracování lze použít pro výrobu vonných látek s odérem santalového dřeva. Cílem práce byla příprava hydrotalcitů, jejich aktivace a optimalizace podmínek aldolové kondenzace.  Byl sledován vliv rozpouštědla, teploty, množství katalyzátoru a poměru výchozích látek s cílem dosáhnout vysoké konverze kamfolenického aldehydu a selektivity k žádanému produktu. Dále byl sledován vliv poměru Mg:Al v připravených hydrotalcitech a  způsob jejich aktivace a schopnost regenerace. Jako nejvhodnější byla vybrána teplota reakce 75 °C, poměr výchozích látek 1:1, dávkování butanalu a ethanol jako rozpouštědlo. Pro reakci byly využity aktivované hydrotalcity s poměrem Mg:Al iontů 3,4:1 a hmotnostním poměrem katalyzátoru vůči kamfolenickému aldehydu 0,4:1. Za těchto podmínek po 3. hodině reakce bylo dosaženo konverze kamfolenického aldehydu 68 % a selektivity k žádanému produktu 84 %.   

Mnoho účinných látek dnešní doby se vyznačuje nevyhovující rozpustností a ve svém důsledku tak představuje problém pro jednoduché uplatnění v praxi. Zájem o využití interaktivních směsí proto každým rokem roste zejména díky možnosti optimalizace rozpouštěcí rychlosti. Použitím interaktivních směsí zahrnujících léčivo nanesené na povrchu pevného nosiče vzniká strukturovaný povrch tvořený doménami hydrofilnějšího nosiče a hydrofobního léčiva, který je klíčový pro smáčivost systému, jeho povrchovou energii a v konečném důsledku i kinetiku uvolňování léčiva a jeho biologickou dostupnost. Cílem této práce je studium interakce kapaliny s povrchem kompozitních materiálů určováním povrchové energie za pomocí měření kontaktního úhlu a následné porovnání s výsledky z disolučních testů. Modelovou interaktivní směsí zde byla směs Neusilin-meloxikam. Porovnáním výsledků pro různě strukturované směsi bylo možno získat korelaci mezi množstvím obsaženého meloxikamu na povrchu a smáčivostí povrchu a následně uvést vše do souvislosti s výsledky disolučních zkoušek. V širším kontextu je možné na základě získaných dat dospět ke zobecnění vlivu struktury povrchu na smáčivost systémů hydrofobního léčiva naneseného na hydrofilnější nosič.