Skrytý potenciál glycerolu v individuální přípravě

Úvod

Glycerol je čirá viskózní kapalina se sladkou chutí, která díky jedinečné kombinaci fyzikálně-chemických vlastností představuje nepostradatelnou složku v magistraliter přípravě. Nachází uplatnění napříč různými lékovými formami –⁠ od roztoků a suspenzí přes polotuhé přípravky (gely, krémy, pasty) až po čípky a globule. V závislosti na konkrétní receptuře může glycerol plnit roli pomocné látky, nosiče, kosolventu, zvlhčovadla i látky s vlastním terapeutickým přínosem.

Struktura a polarita jako klíč k rozpustnosti

Molekulární struktura glycerolu, charakterizovaná přítomností 3 polárních hydroxylových skupin, podmiňuje vysokou polaritu této látky a její schopnost tvořit vodíkové můstky. Proto je glycerol neomezeně mísitelný s polárními rozpouštědly, jako jsou voda a ethanol.

V praxi se glycerol osvědčuje při přípravě přípravků s různými nároky na rozpustnost účinných látek. V nejjednodušších případech v něm lze některé látky rozpustit přímo nebo jsou s ním snadno mísitelné; typickým příkladem je kyselina boritá, ichtamol nebo 20% roztok chlorhexidin-diglukonátu. U jiných, např. tetraboritanu sodného (borax) nebo methylrosanilinium chloridu (genciánová violeť), lze proces rozpouštění výrazně usnadnit a urychlit mírným zahřátím glycerolového základu.  

Glycerol v roli kosolventu

V určitých případech má −⁠ víc než samostatné rozpouštědlo −⁠ glycerol roli kosolventu. Jeho přidání do vodného či lihového vehikula umožňuje cíleně modifikovat polaritu výsledného systému –⁠ snižuje vysokou polaritu vody a vytváří solvatační prostředí vhodnější pro rozpouštění látek se střední či nižší polaritou (tzv. semipolárních), které jsou ve vodě samotné rozpustné jen omezeně.

Tato vlastnost se využívá hlavně u složitějších receptur, které vyžadují vícekrokové zapracování účinné látky. Typickým příkladem je příprava suspenze s benzokainem, který se v glycerolu rozpouští pouze velmi obtížně. V tomto případě se aplikuje princip řízeného vysrážení –⁠ benzokain se nejprve rozpustí v malém množství ethanolu a teprve poté se tento roztok vmísí do glycerolového základu. Výsledná forma představuje jemnou a stabilní suspenzi, jíž by při pouhém vmíchání pevného benzokainu nebylo možné dosáhnout. Naopak pro přípravu roztoků s lidokainem, který je v 85% glycerolu těžce rozpustný, je k dosažení úplného rozpuštění nutné využít jiné kosolventy (makrogoly, ethanol, propylenglykol).

Obdobně sofistikovaný přístup vyžaduje příprava tzv. jodglycerolu. Elementární jod se v glycerolu prakticky nerozpouští, proto se využívá tvorba komplexu –⁠ jod se nejprve rozpustí ve vodném roztoku jodidu draselného za vzniku rozpustného trijodidového komplexu, který je již s glycerolem snadno mísitelný.

Hydratační paradox

Glycerol je ceněný hlavně pro své silné zvlhčující účinky, které vyplývají z jeho vysoké schopnosti pohlcovat a zadržovat vodu z okolí. Tato vlastnost však závisí na jeho koncentraci a relativní vlhkosti okolního prostředí. Zatímco v nízkých až středních koncentracích (typicky do 10–15 %) efektivně hydratuje sliznice i svrchní vrstvu epidermis a zlepšuje její elasticitu i vláčnost, ve velmi vysokých koncentracích (např. neředěný glycerol) a v prostředí s nízkou vzdušnou vlhkostí se paradoxně projevuje opačný efekt. Glycerol odčerpává vodu z hlubších vrstev pokožky do stratum corneum a následně do suchého okolí, což vede k jejímu vysušení. Optimální koncentrace glycerolu pro hydratační účely v kosmetických a dermatologických přípravcích se obvykle pohybuje do 10 %.

Jako „technologický“ humektant plní svou funkci také v topických přípravcích, jako jsou krémy, masti, gely či pasty, v nichž udržuje optimální obsah vody. Tím brání jejich vysychání a tvorbě nežádoucích krust přípravku na povrchu kůže.

V koncentracích > 20–25 % glycerol vykazuje bakteriostatické a fungistatické účinky. Tento efekt není primárně dán přímou toxicitou, ale hypertonickým prostředím, ve kterém je pro mikroorganismy obtížné získat dostatek volné vody pro svůj růst a metabolismus. Určitou nevýhodou však je, že koncentrace glycerolu potřebná pro spolehlivý konzervační účinek může být vyšší, než je optimální pro jiné jeho funkce, například pro hydrataci pokožky, eventuálně může ovlivňovat senzorické vlastnosti přípravku.

Role glycerolu při přípravě gelů

Při přípravě gelů na bázi derivátů celulózy, jako jsou methylcelulóza či hypromelóza, se nejen projevují zvlhčující a stabilizační vlastnosti glycerolu, ale jeho využití významně ovlivňuje samotný proces tvorby. Pokud se gelotvorná látka v něm hned na začátku disperguje a teprve poté se postupně přidává voda, lze lépe dosáhnout požadované konzistence a stability gelu. Glycerol dočasně „zadrží“ molekuly vody, zpomalí hydrataci polymerních řetězců a gelovatění je plynulejší. Tím přispívá k lepší homogenitě a předchází tvorbě hrudek. Současně působí jako plastifikátor, který zjemňuje výslednou texturu gelu a usnadňuje jeho roztíratelnost.

Jeden základ, mnoho funkcí

Glycerol v 85% koncentraci bývá součástí přípravků pro zevní i vnitřní použití. V perorálních tekutých formách, jako jsou sirupy a roztoky, díky své vyšší viskozitě přispívá k hladké konzistenci a příjemnému pocitu v ústech. Zároveň funguje jako inhibitor krystalizace cukrů –⁠ prostorově brání molekulám sacharózy v uspořádání do pravidelné krystalové struktury, a tím pomáhá udržet stabilní roztok.

Jeho sladká chuť navíc slouží jako korigens, což je důležité nejen u perorálních přípravků, ale i u těch určených k lokální aplikaci na sliznici dutiny ústní; efektivně například maskuje výrazně hořkou chuť 0,5% roztoku chlorhexidinu a zlepšuje snášenlivost nystatinu. Svou roli vehikula plní v roztocích pro ošetření aft, zánětů dásní a jiných afekcí ústní sliznice, například v glycerolových roztocích kyseliny borité a benzokainu. Jeho význam je patrný zejména u nystatinových suspenzí určených k léčbě slizničních kandidóz, kde vysoká viskozita glycerolu pomáhá vytvořit stabilní suspenzi, zlepšuje přilnutí na ústní sliznici a prodlužuje tak dobu kontaktu antimykotika s místem infekce.

Závěr

Glycerol je ve farmaceutické praxi i magistraliter přípravě nepostradatelnou pomocnou látkou s řadou technologických a farmakologických účinků. Základem pro jeho efektivní a bezpečné využití je pochopení jeho vlastností a správných postupů přípravy. 

(zemt)

Zdroje:
1. Glycerol: a review on properties, industrial and pharmaceutical applications. ChemicalBook, 2023 Apr 10. Dostupné na: www.chemicalbook.com/article/glycerol-a-review-on-properties-industrial-and-pharmaceutical-applications.htm  
2. Boddu S. H. S., Renukuntla J., Rega A., Alexander K. Excipients and non-medicinal agents as active pharmaceutical ingredients. In: Narang A. S., Boddu S. H. S. (eds.). Excipient Applications in Formulation Design and Drug Delivery. Springer International Publishing, Cham, 2015 : 613–636, doi: 10.1007/978-3-319-20206-8_21.
3. Sklenář Z. Farmaceutické inkompatibility v receptuře magistraliter. Medon-solutio.cz, 2005. Dostupné na: www.medon-solutio.cz/online2005/print.php?textID=17
4. Elektronický receptář individuálně připravovaných léčivých přípravků (IPLP). Dostupné na: www.iplprecept.cz