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【知识】用于处置精神活性药物的活性炭基系统

发布日期:2018-11-10 11:21 来源:活性炭网 作者:活性炭网 浏览数:

精神药物的滥用和不当处置是一个重大的安全和环境问题。 因此,妥善处理这些药物至关重要。 含有活性炭的药物失活系统提供了一种独特的处理方法。 在本研究中,使用三种模型精

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1.简介

精神活性药物越来越多地被用作抗抑郁药或用于治疗失眠和缓解疼痛。对于老年人来说,很大一部分处方是针对精神病,改变情绪的药物,这些药物具有滥用,滥用或依赖的可能性。根据药物滥用和精神卫生服务管理局(SAMHSA)发起的调查,处方精神病药物的非医疗用途超过了非法使用可卡因,致幻剂和海洛因作为12岁以上个人滥用的主要药物[ 1 ]。2014年,美国约有650万非法吸毒者报告在其一生中非医疗使用精神药物,包括止痛药,镇静剂,兴奋剂和镇静剂[ 2]]。这种广泛的药物滥用不仅来自医生的更大规定,而且还来自对其安全的误解。自20世纪50年代末推出以来,苯二氮卓类药物已成为医疗实践中应用最广泛的抗焦虑药和催眠药。地西泮和劳拉西泮均属于苯二氮卓类药物,可用于治疗焦虑症,诱导睡眠或减少癫痫持续状态的激动[ 3 ]。由于其效力,高生物利用度和起效,地西泮成为有史以来最畅销的药物之一。然而,同样的因素也导致依赖和滥用的高风险[ 4]。在劳拉西泮的情况下,药物滥用可导致耐受性,依赖性和一些不完全可逆的作用,因此推荐药物短期使用,因为它具有物理成瘾潜力[ 5 ]。赛宝松®含有丁丙诺啡和纳洛酮以固定比率并且被广泛地用于阿片样物质[成瘾的治疗6 ]。虽然近年来丁丙诺啡的使用一直在增加,但丁丙诺啡在许多疗效中比吗啡强约30倍,安全性仍然是一个问题,因为与其他精神药物的共同消费已被频繁报道[ 7 ]。此外,有几个报道演示赛宝松的转移和滥用®既自我药疗和用于产生欣快[ 89 ]。

另一个令人关注的严重问题是处置剩余的未使用或过期的精神活性药物。一些研究报告,导致不必要的药物[积累的因素10 ],以最小化或减少这种积累的途径以及鼓励在比较下水道药物的处置类似的回收计划[推荐手段的因素1112]。由于如此广泛的药物滥用和不充分的处置,在污水系统中发现这些药物及其代谢物是相对常见的。大多数消费者更愿意将未使用的药物扔进正常的垃圾桶或者只是将它们冲下马桶。在没有适当停用的情况下冲洗药物会污染我们的水系统并污染食物供应。1976年,在美国处理过的废水中首次报道了药物的检测[ 13 ]。近年来,在环境中检测到许多药物化合物,包括抗炎药,癌症治疗药和镇静剂[ 14]。尽管药物浓度可能很低,但它仍然会损害海洋生物并影响人类健康。对滥用/过期药物的处理不当甚至导致他们在地表水和自来水中的检测。为此目的,美国食品和药物管理局(FDA)建议将未使用的药物与猫砂或咖啡渣混合,然后将其丢弃在普通垃圾中。但这不是一种有效的失活过程,药物仍然可以提取并具有很高的滥用潜力。因此,将精神活性剂型与猫砂或咖啡粉混合不能有效防止药物被盗和滥用[ 15]。美国缉毒局(DEA),食品药品管理局(FDA)和许多其他机构建议将药物回收计划作为处理未使用或过期的精神活性药物的最佳方式。在2010年至2014年期间,尽管已经收回了超过400万磅的药物,但由于缺乏对这些计划的认识,只有约20%的人参与了回收计划[ 16 ]。这些计划利用焚烧处理可能产生有毒空气排放的药物,包括产生烟雾的气体,臭氧消耗剂和其他副产品,最终导致空气和环境污染因此,迫切需要一种更安全,更方便和更便宜的药物处理方法。

本研究中调查的药物失活系统提供了一种独特的处理方法,可以在这种情况下停用未使用的,残留的或过期的药物。该药物失活系统基于MAT 12 ™分子吸附技术,该技术可通过吸附和与活性炭牢固结合来使活性药物成分和剂型失活[ 17]]。为了本研究的目的,术语“失活”用于表示活性炭对精神活性物质的不可逆吸附。这些活性炭颗粒包含在水溶性薄膜包装中并包装在可密封的外袋中。可以通过添加温热自来水将未使用的片剂或其他剂型放入外袋中,然后可以将袋密封。在将水加入外袋中时,内部水溶性薄膜溶解并释放活性炭以与药物混合。一旦药物与活性炭混合,失活过程的效率取决于活性药物成分及其剂型的特征。本研究旨在通过使用地西泮和劳拉西泮片以及丁丙诺啡舌下膜等精神活性剂型来测试该药物失活系统的能力,以确定该系统是否为消费者提供了一种简单,安全且有前途的方式来妥善处理其未使用的残留物或过期的药物。在分析袋中的药物含量之前,进行分析方法的验证以确保该方法相对简单,准确和精确以测试该系统的效率。还进行了解吸研究,以测试从活性炭中浸出吸附的药物物质的可能性,以模拟填埋场的情况,即药物废物有可能渗入地下水供应。

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2。材料和方法

2.1。物料

在这项研究中使用的活性药物成分从Sigma-Aldrich公司(圣路易斯,密苏里州,美国),而赛宝松®舌下膜,通用地西泮片剂和通用劳拉西泮片剂和失活袋从Verde Environmental Technologies Inc.(Minnetonka,MN,USA)获得。小袋含有15克活性炭颗粒,用水溶性薄膜密封。一旦将温热的自来水加入袋中,薄膜就溶解,释放的与药物混合。乙腈,甲醇和磷酸二氢钾购自Fisher Scientific(Pittsburgh,PA,USA)。磷酸氢二钾和乙醇购自Sigma-Aldrich(St.Louis,MO,USA)。用于样品过滤的尼龙过滤器(0.22μm)购自Medsupply Partners(Atlanta,GA,USA)。

2.2。方法

 

2.2.1。HPLC验证研究

对所有药物进行了验证研究,以确保所用的分析方法是合适的。使用等度和梯度反相技术进行该方法,然后测试包括该方法的线性,特异性,准确度和精确度的验证标准。用活性成分制备新鲜原液(1mg / mL)并稀释以制备0.1至50μg/ mL的标准样品。使用浓度为1,2.5和25μg/ mL(n = 3)的三个标准样品,其在校准水平内用于测试准确度和精确度。

通过使用配备有Waters 2998 PDA(Waters Corporation,Milford,MA,USA)的Waters Alliance 2795系统(Waters Corporation,Milford,MA,USA)分析所有样品。为了分析地西泮和丁丙诺啡,一个Kinetex EVO C18(150×4.6毫米2,5微米,PHENOMENEX,托兰斯,加利福尼亚州,美国)中的溶液使用。地西泮的流动相由乙腈和20mM磷酸钾缓冲液(pH 2.5,40:60%v / v)组成。流速为1.2mL / min,UV波长为230nm。对于丁丙诺啡的HPLC分析,使用调节至pH 6(83:17%v / v)的乙腈和10mM磷酸钾缓冲液作为流动相。流速为1.0mL / min,波长为212nm [ 18]。使用在XBridge BEH Phenyl柱检测劳拉西泮(50×4.6毫米2,2.5微米,Waters公司,米尔福德,MA,USA)。乙腈和水用作梯度程序下的流动相。该组合物如表1所示流速为1.0mL / min,检测波长为229nm。

表格1

劳拉西泮的HPLC梯度法。

时间(分钟) 流速(mL / min) 乙腈
0 1.0 5% 95%
7.2 1.0 60% 40%
7.3 1.0 5% 95%
8.5 1.0 5% 95%

 

2.2.2。药物剂型的失活

使用三种模型精神活性药物测试不同剂型的失活。十个地西泮片(10毫克),10周的Suboxone ®将含有丁丙诺啡作为活性成分之一的舌下薄膜(8mg)和10个劳拉西泮片(2mg)分别放入各个小袋中,然后加入50mL温度约为43℃的自来水。为了适当地混合剂型,活性炭和温水,将袋以每秒1次摇动的速度摇动10秒,然后等待30秒以从木炭中释放气泡。在确保所有药物保留在袋的底部之后,然后将袋密封,在室温下保持直立且不受干扰。为每个时间点设置单独的小袋,并在8小时,1,2,4,7,14,21和28天从小袋(n = 2)收集样品图1图1是剂型所遵循的失活程序的示意图。设置了两个额外的袋子以便考虑研究期间的任何损失。在取样之前,从一侧到另一侧温和地摇动小袋以确保药物在小袋中均匀混合。然后用0.22μm尼龙过滤器过滤样品,并通过验证的HPLC方法分析。失活率计算如下

Related 初始药物剂型形式金额药物50 毫升            初始药物剂型形式      × 100

 

 
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图1

精神活性药物失活研究的示意图。S1:将药物添加到停用袋中; S2:向每个小袋中加入50mL温热自来水; S3:小袋在室温下直立存放并且不受干扰; S4:在不同时间点收集样品并通过HPLC分析。

 

2.2.3。解吸研究

在失活研究后进行解吸或冲洗研究,以确定从活性炭中浸出药物的可能性。图2显示了28天后进行的解吸附研究的示意图。将每个小袋的全部内容物转移到单独的容器中,然后加入200mL蒸馏水。将样品以150rpm摇动1小时,在室温下直立储存23小时,然后过滤并通过HPLC分析。然后用250mL 30%乙醇替换水,再摇动一小时并在室温下储存23小时。之后,从容器中取出样品,过滤并通过HPLC分析。

 
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图2

精神活性药物解吸研究的示意图。S5:第28天,将每个小袋的内容物转移到容器中,加入蒸馏水; S6:摇动样品,然后直立储存,在室温下静置23小时; S7:第29天收集样品; S8:用30%乙醇代替水; S9:摇动样品并在室温下不受干扰地储存另外23小时; S10:在第30天收集样品,并通过HPLC分析所有样品。

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3.结果

3.1。HPLC验证

 

3.1.1。线性

分析方法的线性表明在一定范围内样品中峰面积与分析物浓度成比例关系。地西泮,劳拉西泮和丁丙诺啡的分析方法的线性建立在0.1至50μg/ mL的范围内。用得到的峰面积与药物浓度之间良好的相关性[R 2 ≥0.99对所有三种药物(图3图4图5)。

 
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图3

高效液相色谱法测定劳拉西泮的线性。

 
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图4

高效液相色谱法测定丁丙诺啡的线性。

 
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图5

HPLC法测定地西泮的线性。

 

3.1.2。特异性

从注射的药物溶液中获得的代表性色谱图示图6图7图8中特异性用于指示分析方法检测目标分析物的能力。分析方法不应受样品中杂质或赋形剂的影响[ 19 ]。在所有药物样品的保留时间附近没有观察到来自赋形剂或杂质的干扰峰,这表明分析方法的特异性。

 
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图6

劳拉西泮药物样品的代表性色谱图。

 
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图7

丁丙诺啡药物样品的代表性色谱图。

 
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图8

地西泮药物样品的代表性色谱图。

 

3.1.3。准确度和精度

日内和日间精度和精度的结果显示在表2表3中精度和分析方法的精确度是通过计算所计算的浓度的百分比偏差与理论浓度[确定2021 ]。所有三种药物的日内准确度在100%±10%的范围内,而日内精确度不超过5%。通过使用公式计算测定精度百分比变异系数(%CV)=(SD /平均测量浓度)×100其中SD是平均测量浓度的标准偏差。表3显示了日间准确度和精度的结果,这些结果也在可接受的范围内。这些结果表明HPLC系统对不同浓度的样品具有良好的响应能力。

表2

HPLC方法的日内准确度和精确度。

药物 浓度(μg/ mL) 平均测量浓度(μg/ mL±SD) 精度(%CV) 准确性 (%)
地西泮 1 0.92±0.042 4.6 92.00
2.5 2.47±0.041 1.66 98.66
25 23.96±0.282 1.18 95.82
丁丙诺啡 1 1.19±0.048 4.06 92.00
2.5 2.42±0.134 5.57 96.72
25 25.18±0.776 3.08 100.70
劳拉西泮 1 1.11±0.023 2.11 92.00
2.5 2.42±0.083 3.43 97.00
25 24.14±1.132 4.69 96.58

表3

HPLC方法的日间准确度和精确度。

药物 浓度(μg/ mL) 平均测量浓度(μg/ mL±SD) 精度(%CV) 准确性 (%)
地西泮 1 1.07±0.091 8.46 106.73
2.5 2.49±0.05 2.17 99.60
25 24.81±1.111 4.48 99.26
丁丙诺啡 1 1.12±0.082 7.29 112.00
2.5 2.53±0.206 8.15 101.36
25 24.84±1.21 4.87 99.35
劳拉西泮 1 1.12±0.024 2.11 92.00
2.5 2.47±0.133 5.37 98.96
25 24.49±1.151 4.7 97.96

3.2。停用研究

使用活性炭进行地西泮片剂,劳拉西泮片剂和含有丁丙诺啡的舌下膜的失活。每个袋含有50个活性颗粒和任一安定或劳拉西泮或10的Suboxone的10片®加入舌下膜。加入温热的自来水后,活性炭在8小时内吸收了约70%的三种药物(图9)。在地西泮的情况下,仅约46%的药物被吸附,超过50%的地西泮仍留在水中。在8小时结束时在小袋中测量的劳拉西泮的量为6mg,这是添加到小袋中的药物总量的约30%。对于地西泮和劳拉西泮,在2天后分别使约72%和87.5%的药物失活。超过96%的丁丙诺啡在8小时结束时失活,在吸附2天后增加至99%。随着时间的推移,药物继续被吸附,到14天结束时平均总吸附量为96.44%。28天后,活性炭的吸附导致地西泮,劳拉西泮和丁丙诺啡的失活/吸附超过99%。在小袋中观察到低水平的残留药物,对于所有三种精神活性药物,小于1%。

 
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图9

地西泮,丁丙诺啡和劳拉西泮的失活特征。

3.3。解吸研究

进行解吸或冲洗研究以模拟填埋场情况并测试各种药物从活性炭中的潜在解吸附。对于洗出阶段,将吸附研究28天后的袋的内容物倒入500mL容器中,并加入过量的水以使体积达到250mL。加入过量的水有助于活性药物成分从片剂或薄膜中完全释放,并通过活性炭连续吸附。在解吸1天后浸出的地西泮,劳拉西泮和丁丙诺啡的百分比如图10所示。然后用30%乙醇代替水以确定吸附剂的浸出潜力。在这种情况下,约1.6%的地西泮从活性炭中浸出。对于丁丙诺啡和劳拉西泮,分别在24小时后仅有0.11%和0.25%的药物从活性炭中浸出,如图11所示

 
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图10

水中的解吸研究。

 
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图11

在30%乙醇中进行解吸研究。

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4。讨论

滥用精神药物是一个日益严重的问题,据估计,到2020年,约有270万成年人因依赖或娱乐目的而使用处方药[ 22]]。此外,精神药物的处方增加,一旦患者不再需要,就会引起对正确药物处置的担忧。传统/不适当的处理,例如冲洗马桶或将其倒入排水管,会增加意外接触的危害,尤其是儿童,以及导致环境污染科学家不仅在水体中检测到这些药物的存在,这些药物会影响海洋生物,也会检测到可能影响动物和人类生命的污水。已建议FDA或美国缉毒局(DEA)方法来处理处置这些未使用的药物,如用研磨咖啡或猫砂混合不能有效地停用药物[ 2324]。回收计划被认为是最安全和最环保的药物处理方法,但问题是收集地点稀缺,公众普遍意识不清以及受控物质转移引起的并发症[ 25 ]。在将不需要的/过期的药物返回到下落位置后,然后将这些药物安全地转移以进一步焚烧。即使高温焚烧符合安全处置的行业标准,它仍然会导致污染物和臭氧消耗剂的空气排放增加,从而导致环境污染。

因此,本研究中调查的药物失活系统是一种极好的替代方案,并提供了一种简单方便的方法来安全地停用和处置未使用或过期的精神活性药物。活性炭通过碳基材料如煤,椰子或木材的热分解获得。该活化程序的目的是获得高的内表面积,其有利于药物从制剂吸附到活性炭上。这个大的表面积是由于木炭上存在小的,低体积的孔[ 26其中孔径分布有助于药物吸附中活性炭的效率。与木炭相比,活性炭具有许多微孔,其为药物结合提供最大的粘合表面积。这种颗粒状活性炭已经被用于水处理过程中,用于去除微污染物,包括药物和内分泌干扰物[ 27 ]。

该研究按照Verde Technologies Inc.与国家药物滥用研究所(NIDA)联合制定的方案和指南进行,该研究涉及使用重复袋以评估模型精神活性药物的失活率。此外,由于单独的袋用于各个时间点,一式两份进行研究有助于最小化这些受控物质的处理和使用。每个小袋含有十种剂型的精神活性物质,发现它们足以分析每种剂型的失活和解吸。我们实验室先前发表的一项研究比较了各种失活剂与活性炭对各种活性药物成分失活的功效。23 ]。用于处理系统的分子吸附技术(MAT 12 TM)中和或吸附来自不同剂型的精神活性成分。因此,处理系统中的活性炭将与不同的药物制剂结合,成功地使精神活性药物失活,然后可以安全地置于常规垃圾中。

活性炭的吸附能力也与吸附剂的分子量有关。随着分子量的增加,化合物的吸附性也会增加。在该研究中,所有活性化合物的分子量小于500kDa。然而,由于丁丙诺啡的分子量高于地西泮和劳拉西泮的分子量,与其他两种药物相比,丁丙诺啡的吸附速度要快得多。在第二天结束时,超过99%的丁丙诺啡被活性炭吸附。在临床上,赛宝松®舌下膜可以在6-7分钟溶解[ 28与劳拉西泮和地西泮速释片相比,其可能有助于其更快的吸附,其可显示较慢的溶出速率。此外,活性炭的非极性表面优先吸附疏水性化合物,这也可能解释丁丙诺啡的较快失活率(超过90%),因为与苯二氮卓类药物相比,其疏水性增加[ 29 ]。

将药物与目前推荐的猫砂或咖啡渣混合使用时,仍可能会在放入垃圾填埋场时将药物提供给地下水。这些来自垃圾渗滤液的新出现的污染物可能会污染地下水数十年。因此,通过搅拌袋子并因此模拟垃圾填埋情况,通过暴露于应力条件来测试处理系统在保持吸附的精神活性药物上的稳健性。冲洗研究的结果显示超过99%的药物在水存在下失活。在用乙醇替代时,不到1%的吸附药物从活性炭中浸出,这表明由于废弃的药物产品几乎完全失活并且不溶于水,

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5。结论

使用三种模型精神活性药物检查了基于活性炭的药物处置系统的有效性。失活系统在28天内成功吸附和失活约70%的精神活性药物8小时和超过99%,并且当暴露于大量水或30%乙醇时未释放吸附的药物物质。因此,这种独特的系统对于能够在舒适的家中停用未使用或过期的精神活性药物的患者来说简单,安全且用户友好。


(责任编辑:活性炭网)
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