Науково-технічні принципи стандартизації та управління ризиками інвазивного медичного виробу із простатопротекторною дією

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorГалкін, Олександр Юрійович
dc.contributor.advisorГолембіовська, Олена Ігорівна
dc.contributor.authorДмитренко, Олександра Василівна
dc.date.accessioned2025-05-02T13:06:57Z
dc.date.available2025-05-02T13:06:57Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractДмитренко О.В. Науково-технічні принципи стандартизації та управління ризиками інвазивного медичного виробу із простатопротекторною дією. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 163 – Біомедична інженерія. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. Дисертаційна робота присвячена комплексному дослідженню науковотехнічних аспектів розробки, стандартизації та управління ризиками інвазивних медичних виробів для ректального застосування, що містять біологічно активні речовини рослинного походження. У роботі досліджено фізико-хімічні, фармакотехнологічні та біологічні властивості медичних виробів із комбінованим складом, їхню відповідність сучасним міжнародним стандартам та регуляторним вимогам. У першому розділі проведено систематичний аналіз сучасних підходів до оцінки безпеки та ефективності медичних виробів. Розглянуто особливості нормативної бази України, гармонізованої з міжнародними стандартами ISO 10993 (оцінка біосумісності), ISO 14971 (управління ризиками) та положеннями Регламенту (ЄС) 2017/745. Описано сучасні тенденції в розробці медичних виробів ректального застосування, що містять біологічно активні речовини. Особливу увагу приділено проблемі розмежування медичних виробів і лікарських засобів на основі їхнього механізму дії. Визначено значущість випробувань біосумісності, зокрема цитотоксичності, сенсибілізації, які є необхідними для медичних виробів, що містять біологічно активні компоненти. Акцент зроблено на комплексній стратегії оцінки безпечності, яка поєднує лабораторні дослідження in vitro та доклінічні випробування in vivo з метою зниження потенційних ризиків при клінічному використанні. У другому розділі роботи детально описано матеріали та методи, які використовувалися для дослідження. Зокрема, подано характеристику рослинних екстрактів (карликова пальма, любисток лікарський, календула лікарська), отриманих методом надкритичної рідинної екстракції CO2, та основ для супозиторіїв (масло какао, Suppocire® AML, Witepsol® H15, поліетиленгліколі). Для оцінки фізико-хімічних властивостей та якості супозиторіїв було застосовано широкий спектр методів: візуальний огляд, вимірювання розмірів, визначення однорідності маси, межі міцності, часу плавлення, розм'якшення та розпадання. Крім того, проведено кількісне визначення вмісту активних речовин у супозиторіях та дослідження їхньої мікробіологічної чистоти. Для оцінки цитотоксичної дії препаратів використано методи культивування клітин та МТТ-тест. Отримані результати статистично оброблено з використанням t-критерію Стьюдента та ANOVA. Третій розділ присвячено розробці оптимальної рецептури ректальних супозиторіїв із використанням рослинних компонентів, які демонструють протизапальну, антиандрогенну та антиоксидантну активність. На основі аналізу літературних даних і попередніх експериментів було відібрано три основні біологічно активні інгредієнти: екстракт ягід карликової пальми (Saw palmetto), екстракт коренів любистку лікарського (Levisticum officinale) та екстракт квіток нагідок лікарських (Calendula officinalis). Досліджено вплив комбінацій цих компонентів на фізико-хімічні властивості супозиторіїв, їх стабільність і рівномірність розподілу активних речовин. Обрано допоміжні речовини, такі як жирова основа, яка забезпечує стабільність і зручність застосування. У четвертому розділі оцінено біосумісність розроблених супозиторіїв відповідно до стандарту ISO 10993. Проведено тести на: - Цитотоксичність – оцінено вплив активних компонентів на клітинні культури, що підтвердило відсутність у них токсичної дії. - Сенсибілізацію – перевірено алергічну реактивність супозиторіїв, яка виявилася мінімальною. - Подразнення – встановлено, що супозиторії не викликають подразнення шкіри та слизових оболонок. Результати свідчать про високу біосумісність розроблених супозиторіїв, що дозволяє рекомендувати їх для подальших доклінічних досліджень. Також у цьому розділі наведено результати клінічного оцінювання терапевтичної ефективності ректальних супозиторіїв на моделі хронічного запалення. Застосування поєднання активних компонентів у формі супозиторіїв забезпечує виражений синергетичний ефект, що проявляється у: - Зниженні набряку та запальної реакції – встановлено значне зменшення рівня запального процесу в зоні застосування, що підтверджується гістологічними даними. - Відновленні мікроциркуляції – вивчено вплив активних компонентів на покращення кровопостачання у зоні запалення. - Антиоксидантній активності – проведено аналіз рівня окислювальних маркерів, який показав зниження вільнорадикального окислення під дією супозиторіїв. - Зменшенні больового синдрому – встановлено, що застосування супозиторіїв сприяє швидкому зняттю больових симптомів. Порівняння з традиційними методами лікування (пероральні препарати, ін’єкційні форми) показали перевагу ректальних супозиторіїв у зниженні побічних ефектів, зокрема з боку шлунково-кишкового тракту, та забезпеченні локальної дії. Це свідчить про перспективність розроблених виробів для лікування хронічного простатиту та інших запальних станів. У цьому розділі акцентується увага на важливісті систематичного підходу до управління ризиками, пов’язаними з використанням медичних виробів ректального застосування. На основі стандарту ISO 14971 розроблено модель управління ризиками, яка включає: - Ідентифікацію ризиків – виявлено потенційні ризики, пов’язані з біологічно активними речовинами (варіабельність сировини, можливість алергічних реакцій, взаємодія з чутливими тканинами). - Оцінку ризиків – проаналізовано вплив кожного ризику на безпеку та ефективність супозиторіїв. Для цього використано матрицю оцінки ризиків із визначенням їхньої ймовірності та серйозності наслідків. - Мінімізацію ризиків – розроблено заходи, спрямовані на зниження ризиків, включаючи контроль якості сировини, вдосконалення технологічного процесу та проведення випробувань в процесі виробництва та при випуску готового продукту. Система управління ризиками може бути впроваджена виробниками для покращення якості продукції та забезпечення її відповідності сучасним міжнародним стандартам. Практичне значення роботи полягає у створенні медичних виробів, які відповідають сучасним міжнародним вимогам щодо безпеки та ефективності. Запропоновані підходи до розробки, стандартизації та управління ризиками сприяють вдосконаленню терапії хронічного простатиту та інтеграції українських виробників у міжнародний ринок. Рекомендації роботи можуть бути використані регуляторними органами та виробниками для вдосконалення процесів розробки, оцінки відповідності та впровадження медичних виробів на ринок. Таким чином, виконані дослідження закладають основу для подальшої розробки інноваційних медичних виробів, що поєднують високу ефективність із безпекою та відповідають найвищим стандартам сучасної медицини.
dc.description.abstractotherDmytrenko O.V. Scientific and technical principles of standardisation and risk assessment of an invasive medical device with prostate-protective effect. – Qualification scientific work as a manuscript. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in Specialty 163 – Biomedical Engineering. – National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute,” Kyiv, 2025. The dissertation is devoted to a comprehensive study of the scientific and technical aspects of development, standardization, and risk management of invasive medical devices for rectal application containing biologically active substances of plant origin. The study investigates the physicochemical, pharmacotechnological, and biological properties of medical devices with a combined composition, their compliance with modern international standards, and regulatory requirements. The first chapter systematically analyzes modern approaches to assessing the safety and effectiveness of medical devices. It examines the peculiarities of the Ukrainian regulatory framework harmonized with international standards ISO 10993 (biocompatibility assessment), ISO 14971 (risk management), and the provisions of Regulation (EU) 2017/745. Current trends in the development of rectal medical devices containing biologically active substances are described, with particular attention to the issue of distinguishing medical devices from medicinal products based on their mechanism of action. The importance of biocompatibility testing, including cytotoxicity, sensitization, which are essential for medical devices containing biologically active components, is highlighted. Emphasis is placed on a comprehensive safety assessment strategy that combines in vitro laboratory studies and in vivo preclinical trials to minimize potential risks during clinical use. The second chapter details the materials and methods used in the study. It provides a characterization of plant extracts (saw palmetto, lovage root, and calendula flower), obtained through supercritical CO2 extraction, and the bases for suppositories (cocoa butter, Suppocire® AML, Witepsol® H15, and polyethylene glycols). A wide range of methods was employed to evaluate the physicochemical properties and quality of suppositories: visual inspection, measurement of dimensions, determination of mass uniformity, strength, melting time, softening time, and disintegration time. Additionally, the quantitative determination of active substances in suppositories and their microbiological purity was conducted. Cytotoxic effects were evaluated using cell culture methods and the MTT assay. The results were statistically processed using Student’s t-test and ANOVA. The third chapter focuses on developing the optimal formulation of rectal suppositories using plant components that demonstrate anti-inflammatory, antiandrogenic, and antioxidant activities. Based on a literature review and preliminary experiments, three main biologically active ingredients were selected: saw palmetto berry extract (Saw palmetto), lovage root extract (Levisticum officinale), and calendula flower extract (Calendula officinalis). The effects of these combinations on the physicochemical properties, stability, and uniform distribution of active substances in the suppositories were studied. Excipients, such as a fatty base ensuring stability and ease of use, were selected. In the fourth chapter, the biocompatibility of the developed suppositories was evaluated in accordance with ISO 10993 standards. The following tests were conducted: - Cytotoxicity – confirming no toxic effects of the active components on cell cultures. - Sensitization – demonstrating minimal allergic reactivity of the suppositories. - Irritation – showing that the suppositories do not cause skin or mucous membrane irritation. This chapter also indicate high biocompatibility of the developed suppositories, enabling their recommendation for further preclinical studies. The fourth section presents the results of clinical evaluation of the therapeutic efficacy of rectal suppositories in a model of chronic inflammation. The use of a combination of active ingredients in the form of suppositories provides a pronounced synergistic effect, which is manifested in: - Reduction of swelling and inflammation – demonstrated by a significant decrease in the inflammatory process, confirmed by histological data. - Restoration of microcirculation – showing improved blood supply in the inflamed area. - Antioxidant activity – indicated by reduced oxidative markers due to the suppositories. - Pain relief – revealing rapid alleviation of pain symptoms. Results with traditional treatment methods (oral and injectable forms) showed the advantage of rectal suppositories in reducing side effects, particularly gastrointestinal issues, and ensuring localized action. This highlights the potential of the developed products for treating chronic prostatitis and other inflammatory conditions. The chapter also emphasizes the importance of a systematic approach to risk management for rectal medical devices. Following ISO 14971, a risk management model was developed, including: - Risk identification – identifying potential risks associated with biologically active substances (e.g., variability in raw materials, allergic reactions, interaction with sensitive tissues). - Risk assessment – the impact of each risk on the safety and effectiveness of the suppositories has been analyzed. A risk assessment matrix was used to determine the probability and severity of potential consequences. - Risk minimization – measures have been developed to reduce risks, including raw material quality control, improvement of the technological process, and testing during production and at the release of the final product. The risk management system can be implemented by manufacturers to improve product quality and ensure compliance with modern international standards. The practical significance of this work lies in creating medical devices that meet modern international safety and efficacy requirements. The proposed approaches to development, standardization, and risk management contribute to improving chronic prostatitis therapy and integrating Ukrainian manufacturers into the international market. The study’s recommendations can be utilized by regulatory authorities and manufacturers to enhance the processes of development, conformity assessment, and market implementation of medical devices. Thus, the completed research forms a foundation for further development of innovative medical devices that combine high effectiveness with safety and meet the highest standards of modern medicine.
dc.format.extent198 с.
dc.identifier.citationДмитренко, О. В. Науково-технічні принципи стандартизації та управління ризиками інвазивного медичного виробу із простатопротекторною дією : дис. … д-ра філософії : 163 – Біомедична інженерія / Дмитренко Олександра Василівна. – Київ, 2025. – 198 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73650
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectмедичні вироби
dc.subjectсупозиторії ректальні
dc.subjectбіологічно активні речовини
dc.subjectрослинні екстракти
dc.subjectкарликова пальма
dc.subjectлюбисток лікарський
dc.subjectкалендула лікарська
dc.subjectпростатопротектор
dc.subjectдизайн виробу
dc.subjectстандартизація
dc.subjectбіосумісність
dc.subjectуправління ризиками
dc.subjectmedical devices
dc.subjectrectal suppositories
dc.subjectbiologically active substances
dc.subjectplant extracts
dc.subjectsaw palmetto
dc.subjectlovage
dc.subjectcalendula
dc.subjectprostate protector
dc.subjectproduct design
dc.subjectstandardization
dc.subjectbiocompatibility
dc.subjectrisk management
dc.subject.udc615.47 + 615.454.2 + 65.018.2 + 616.65-002
dc.titleНауково-технічні принципи стандартизації та управління ризиками інвазивного медичного виробу із простатопротекторною дією
dc.typeThesis Doctoral

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Dmytrenko_dys.pdf
Розмір:
7.31 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Дисертації (ТМБ)
Дисертації (вільний доступ)