Design, Formulation And Evaluation Of  Solenostemma Argel Tablets (“Alhargal”)

Challenges facing pharmaceutical efforts aimed at utilization of medicinal plants as formulated dosage forms are: formulation of an effective, safe, elegant and stable dosage form to be used by an appropriate route of administration at a suitable dose and frequency of administration to give the required therapeutic activity for the proper period of time, without or with minimal side or toxic effects. A questionnaire was used to investigate the practice of house-hold usage of medicinal herbs, and the data collected indicated that the herb most commonly used as an antispasmodic remedy was Solenostemma argel (48%) among another four medicinal plants. Botanical and phytochemical experiments were carried out for the identification and classification of the herb as well as extraction, separation and identification of the main constituents of S. argel leaves. They included general identity tests of S. argel leaves, e.g. the macroscopical, microscopical, macro-chemical analysis, thin layer chromatography and column analysis for the presence of characteristic alkaloids and flavonoids. Detection, separation, and isolation of flavonoids involved the use of silica gel columns eluted with different solvent systems. Alkaloids were extracted from S. argel homogenised leaves in a soxlet with different solvent systems. The identification tests confirmed the presence of both alkaloids and flavonoids in these extracts. Phytochemical experiments also included detection, separation and identification of flavonoid compounds in water or methanol extracts of S. argel by using paper chromatography or thin layer chromatography, silica gel, run in B:A:W system. The chromatograms were sprayed with natural substances reagent or ninhydrin. Separation of different flavonoid compounds was carried out by using an accelerated eluted solvent passage through a polyamide chromatographic column using different solvent systems, and these portions were examined for their pharmacological effects. Pharmacological and toxicological experiments were conducted for verification and confirmation of the biological activities of the powder, extracts, and alkaloids of S. argel on different experimental models, and authentication of the effectiveness of S. argel preparations. They included using different experimental animal models, and this was followed by other experiments for further investigation of the possible toxic effects of S. argel preparations, in different dosage regimens, to ascertain the safety of these S. argel products. Solenostemma argel extract showed inhibitory effects upon the spontaneous as well as induced contractions produced by acetylcholine (1mg/ml) or barium chloride (0.002mg/ml) in contracting rabbit small intestine model or guinea pig small intestine model, and the degrees of relaxation were compared with those produced by reference drugs such as hyoscine or papaverine. Other experimental models including isolated rabbit heart and intact African toad heart showed the depressant effects on the myocardium of different S. argel extracts, perfused continuously, and reduction of the heart rate and stroke. The local anaesthetic effects of S. argel extracts were studied on African toad’s foot withdrawal reflex and compared with those of lignocaine, kaempferol, quercetin and rutin. The relative potency of S. argel alkaloids was 50% of that of lignocaine and equivalent to that of kaempferol. Solenostemma argel alkaloids diffusion across rabbit small intestine was studied before and after the addition of 0.01g of sodium fluoride. This revealed the inhibitory effects (70-90%) of sodium fluoride on S. argel alkaloids diffusion rate across the rabbit small intestine, and indicated involvement of an active transport mechanism. Median effective doses (ED50) of S. argel alkaloids (0.275mg) and hyoscine (0.035mg) were calculated by the MedUSA system used to compare their antispasmodic effects by recording the inhibitory effects of these two drugs on acetylcholine-induced contraction of guinea pig ileum model. The activity of hyoscine was eight times that of S. argel alkaloids. Toxicological investigations included evaluation of acute toxicity of S. argel by determination of lethal doses of S. argel in four Albino Canadian rats and four local species rabbits. The mean lethal dose was 6.35g/kg for the rabbits and 5.49g/kg for the rats (n=4)). The median lethal dose, (LD50), of S. argel alkaloids was determined in sixty Albino rats assigned to six groups of ten animals each. Starting from the lethal dose of 5.49g/kg, each group was given a different intra-peritoneal injection of: 25%, 37.5%, 50%, 75%, 87.5%, or 100% of the lethal dose, and the log dose was plotted versus the mean deaths; the LD50 obtained from the graph was 5.0g/kg in Albino rats. Evaluation of acute toxicity of S. argel was carried out in a group of seven young Nubian goats and compared with the control group. Individual animals in the test group were given a 5g/kg dose of S. argel syrup once daily for 45 days, and the animals were sacrificed and investigations carried out revealed: no significant (P<0.05) changes in the weight of the vital organs; but their histopathological examination revealed some tissue abnormalities including: congested heart; hyperaemia of the intestinal tissues and catarrhal inflammation with lymphocyte infiltration; liver tissue necrosis of centrilobular hepatocytes and fatty cytoplasm vacuolation; kidney tissue necrosis of renal tubules and interstitial mononuclear cells infiltration. There were changes in serum concentrations of urea, inorganic phosphorus, creatinine, calcium, total protein and albumin; alkaline phosphatase and aspartate aminotransferase had high levels. RBCs count, MCV and PCV were higher in treated animals compared to normal goats. Similar studies of toxic effects of S. argel alkaloids were conducted in white Albino Canadian rats, without significant changes occurring in their vital organs, but there were significant increases in urea, creatinine, calcium, phosphorous, alkaline phosphatase and aspartate aminotransferase. Phosphorus, creatinine, calcium, total protein, albumin concentrations, as well as alkaline phosphatase and aspartate aminotransferase activities were at high levels in animals given high dose of 0.63gm/kg of S. argel alkaloids. Changes in haematological parameters included decreases in haemoglobin and packed cell volume with the maximum dose of 640mg/kg and the effective dose of 160 mg/kg, while there was an increase with the median effective dose of 320 mg/kg. Solenostemma argel leaves preparations were designed and formulated in tablets as an oral dosage form similar to its oral use in folkloric medicine. Tablets were selected as a dosage form because of their several advantages including: improved dosage accuracy and reliable delivery of the drug; ease of their preparation, evaluation, control, storage, and dispensing; convenience of use and compliance of patients; their inherently higher chemical stability and their rapid mass production, and are the least expensive of the solid dosage forms. The general observation in treatment of gastrointestinal disturbances with Solenostemma argel tablets was the quick suppression of symptoms and relief of pain occurring immediately following drug administration. However, in the case of renal colics, pain associated with menstrual disturbances, and irritable bowel syndrome, IBS, there might be a need for repetition of the treatment. In most cases, the pain was relieved without any pronounced side effects or adverse reactions. Different types of Solenostemma argel tablets showed a very good therapeutic effectiveness (71%-100%), and a great margin of safety (98%-100%). Forty patients with diagnosed irritable bowel syndrome were treated with placebo tablets (5% pain relief), generic antispasmodic tablets (90%), and Solenostemma argel leaves (71%) or extract (88%) tablets. Solenostemma argel extract tablets had a quicker onset of action and were more effective than the equivalent leaves tablets. No side effects were recorded with extract tablets, but in two patients mild stomach upset was recorded with leaves tablets. Accordingly, Solenostemma argel tablets, especially those of the extract or alkaloid, would be useful in relieving IBS associated pain by administering two tablets half an hour before meals. Success of the present project and implementation of its findings may pave the way for other projects to be designed and conducted for further utilization of other useful medicinal plants used in folkloric practices.

يستعمل السودانيون النباتات الطبية والأدوية النباتية في حياتهم اليومية بكثرة وذلك لتواجدها وتوفرها بمختلف انواعها نسبة لتباين المناخ فى مناطق السودان المختلفة مما هيأ لها فرص النمو الطبيعى، وقد كان لهذه النباتات الاسهام الثر والكبير في المعالجة الشعبية منذ القدم، وايضا" عدم توفر الخدمات الصحية في العديد من المناطق الريفية وارتفاع تكلفة العلاج ساعدا على انتشار استعمال الادوية النباتية. و لمعرفةمدى انتشار استعمال الأدوية البلدية تم عمل استبيان فى منطقة الدروشاب بالخرطوم بحرى وبخاصة الأدوية التي تستخدم لعلاج المغص المعدي (الذي يصيب الجهاز الهضمي) و المغص الكلوى (الذى يصيب الكلي و الجهاز البولى) و الآلام المصاحبة للدورة الشهرية وهيجان القولون العصبي، و من أهم نتائج الأستبيان بروز انتشار استعمال الأدوية البلدية فى هذه المنطقة الريفية من العاصمة القومية، وأنتشار استعمال نبات الحرجل (48%) في معالجة أنواع المغص المختلفة مقارنة باربع نباتات أخرى مستخدمة (وهى الحرجل، النعناع, بذرة الخلة, الحلبة واليانسون) وفعالية الحرجل حيث أكد 80% من الذين استعملوا الحرجل أنهم شعروا بزوال الألم وفي فترة زمنية قصيرة لذلك تم عمل خطة لدراسة نبات الحرجل وتحديد المواد الفعالة الرئيسيةوذلك باستعمال مختلف المذيبات مع التركيز على الاستخلاص بالماء الذى يماثل الاستعمال الشعبى للنبات، وايضا" استعمال الفصل الطيفي البياني النوعي للون (الكروماتوغرافي) مع استخدام الشرائح المطلية بجلي السيلكا أو العمود المليء بأكسيد الألمونيوم المتعادل، مع استعمال الكواشف التي تحدد وجود القلويدات والفلافونويدات مثل كاشف دراقندروف أو المستحضر الطبيعي علي التوالي تم استخلاص المكونات الرئيسية التي يمكن أن يكون لها الأثر الفعال في إزالة وتسكين آلام المغص المختلفة حيث اتضح ان لها أثر تخدير موضعي وذلك باستعمال تجربة سحب أرجل الضفدع الانفعالى وعمل مقارنة لمستخلصات الحرجل مع المخدر الموضعى الليجنوكايين وأدوية الفلافونويدات من الكيمبفيرول والكويرسيتين والروتين ذات التأثير المخذر الموضعي المعروف فوجد ان المستخلص القلوي من الحرجل له أثر يساوي مفعول الكيمبفيرول ومساويا" لنصف مفعول الليجنوكايين والذى اعتبر مرجعا" معياريا" فى أثر التخدير الموضعى، وهذا المفعول ربما يكون مؤشرا" علي الاثر العلأجى للحرجل كمزيل للالم ومسكن للمغص عملت دراسات أقربازينية علي عضلة أمعاء الأرنب المتقلصة المنبسطة وعضلة أمعاء حيوان خنزير غينيا ووجد أن مستخلصات الحرجل لها أثار مثبطة لانقباض عضلة أمعاء الأرنب وأمعاء خنزير غينيا حتى عند أثارتها بواسطة الاستايل كولين أو كلوريد الباريوم، كذلك كانت لمستخلصات الحرجل المختلفة اثار مثبطة لعضلة القلب المعزول للأرنب وعضلة القلب المتصل للضفدعة، كل هذه الآثار المثبطة للعضلات الملساء صاحبت مختلف مستخلصات الحرجل المائية أو المواد القلودية المستخلصة منه وهذا يؤكد مفعوله كمزيل للمغص فى الاستعمال الشعبي أيضا كان من الضرورى واللازم اجراء اختبارات السمية لمختلف خلاصات الحرجل لمعرفة اى اثار سمية لهذه الخلاصات، لذلك تم استعمالها وبجرعات كبيرة ولفترات طويلة فى حيوانات متعددة شملت الاغنام الصغيرة والارانب والفئران وفروج الدواجن وتمت متابعة الاثار المترتبة على هذه الاستعمالات على مختلف خصائص الاعضاء الحيوية التى شملت المخ، القلب، الكبد، الكلى، الطوحال والآمعاء، كذلك تم رسم الخط البيانى للسمية علي أساس التركيزات المتزايدة للجرعة السمية القاتلة والتى كانت في الأرنب,35 6 جراما لكل كيلوجرام بينما وجدت في الفار الكندي الأبيض ,495 جراما/كيلوجرام. كما رصدت الآثار الجانبية الناجمة عن استعمال ثلاثة جرعات متزايدة علي الصبغة الحمراء للدم (الهيموقلوبين) و الكيمياء الحيوية لمكونات الدم، وظهر انه يؤثر تأثيرا إيجابيا علي صبغة الدم الحمراء (الهيموقلوبين)ومكونات الدم الاخرى، كذلك  يؤثر علىالبولينا والكرياتنين والكالسيوم وايضا" على الانزيمات الكبدية، مما يستوجب الحذر عند استعماله للذين يعانون من أمراض الكلي والكبد, وفي صغار الغنم النوبية التي أعطيت جرعة سامة (5جرام/كيلوجرام) يوميا" لمدة 45 يوما، لم يحدث أي تغيير في الأوزان لهذه الأنسجة مقارنة مع رصيفاتها فى الحيوانات المرجعية التي لم تعط الأدوية، كما أخذت عينات من الاعضاء الحساسة لدراسة النسيجية المرضية للاثار غير العادية التي رصدت لتوضيح الأثر السمي علي هذه الأعضاء الحساسة من قلب وكبد ومخ وطوحال وكلي، وعلي الرغم من أن معظمها لم يتأثر لكن رصدت بعض الأنسجة المتغيرة التى اثبتت تأثر الكبد والكلي، مما عزز التحذير بوجوب استعمال الحرجل بحذر وبكميات محدودة فى الافراد الذين يعانون من اى أمراض فى الكبد او الكلى .. كذلك لم يظهر أى أثر للجرعات المختبرة علي الفئران الحوامل ولا علي الجنين، ولكنه يجب ايضا" الاحتياط عند استعمال الحرجل بواسطة النساء الحوامل وعلى وجه الخصوص في الشهور الأولى من الحمل  وقد اكدت كل هذه التجارب سلامة وامان مستخلصات الحرجل فى الجرعات العلاجية العادية وان بعض الاثار السامة لهذه الخلاصات لا تحدث الا عند استعمالها بجرعات كبيرة للغاية ولفترات طويلة، وبناء" على نتائج التجارب الاقربازينية والسمية تم تحديد الجرعات الناجعة والسمية والقاتلة، وكانت الجرعة الناجعة من قلويدات الحرجل ثمانين مايكروجراما" والجرعة الناجعة من مجفف الخلاصة المائية لأوراق الحرجل ثلاثمائة وخمسة وسبعين مايكروجراما" بينما بلغت الجرعة الناجعة من مسحوق أوراق الحرجل ثمانمائة مايكروجراما" وقد استشفت هذه الجرعات من مختلف الاثار الاقربازينية والسمية وكانت متقاربة من الاستعمالات الشعبية بعد التأكد من الاثار العلاجية لمستخلصات الحرجل وخلوها من اى اثار سمية فى حدود الجرعات العادية، تم اختيار الاقراص (المضغوطات) كشكل صيدلانى يمكن صياغة الحرجل ومستخلصاته فيه، وذلك للمزايا العديدة للاقراص ومن أهمها الجرعة الأحادية المحددة، والشكل الصيدلاني المقبول، والسهل الاستعمال، والاقل تكلفة، والاكثر ثباتا"، وقد تم استعمال مختلف عمليات التقنية الصيدلانية والتى اشتملت علي الطحن والنخل(الغربلة) والاستخلاص والتجفيف وتحضير الخثيرات وتحضير الصياغات المختلفة، ثم ضغطها فى اقراص ذات قطرين 9 او 12 ميليمتر. وقد استخدم الطحن والنخل من اجل معرفة حجم الجسيمات في المسحوق ولتصنيف المسحوق حسب حجم الجزيئات و أثارها علي تفكك وتفتت الاقراص وذوبانية المواد الفعالة، فوجد ان حجم الجزيئات  ³160 ميكرون هو أنسب الأحجام بعد تعديله بواسطة عملية التخثير والمضافات من مواد مخثرة ومساعدات الانسيابية ومفتتات ومساعدات ضغط و مزلقات العمليات الصيدلانية و التقنية المستعملة اشتملت أيضا علي مختلف الخطوات التي تتطلبها صناعة الأقراص (الوزن،الخلط،التجفيف، تحضير الخثيرات، ضغط الخثيرات في أقراص، الاختبارات الطبيعية والكيميائية) ، وعليه تمت صياغة عدد كبير من تركيبات الاقراص و التى تحتوى على مختلف المواد المضافة من مواد رابطة ومفتتة بأنواعها المختلفة وتركيزاتها المتباينة، بالاضافة الى دراسة أثر حجم جزيئات مسحوق اوراق الحرجل والعمليات الموظفة لتحضير أقراص الحرجل المختلفة والتى تمت مقارنة صفاتها الفيزيائية والكيميائية والتى شملت معايرة قطر القرص، سمك القرص، صلابة القرص، زمن تفتت القرص، معدل ذوبانية محتوى القرص ومحتوى القرص من القلويدات، كذلك تم تقويم الاثر الاقربازينى والحيوى لهذه الاقراص وأثرها الانبساطي والمضاد للتشنجات علي عضلة الامعاء الدقيقة للأرنب المنقبضة والمنبسطة و مقارنة هذا الاثر مع أثر البابفيرين الباسط للعضلات الملساء والمزيل لألام وتشنجات الجهازين الهضمى والبولى. ايضا" تمت معايرة كمية القلويدات فى الاقراص وتركيز القلويدات الذائبة، فى الوسط المذيب فى اختبارات الذوبانية، بواسطة جهاز الطيف الإشعاعى عند الموجات فوق البنفسجية ذات الطول 294.5nm l معطية قراءات تتراوح بين (2500.-3500.) في الجهاز وعمل المعايرة لها مع كميات معروفة التركيز ومن رسم الخط البياني المرجعي. و تم الحصول علي الصيغة المثلي لقراص الحرجل المختلفة ذات الأثر المتساوي والمفعول الواحد عند اختيار ضبط الجودة واتباع احدي التقنيات الصيدلانية لتصنيع تلك الحبوب من القلويدات او الخلاصات المائية المجففة او بدرة أوراق نبات الحرجل أيضا" استخدمت أقراص الهايوسين كمعيار قياسي للأثر العلاجي المقارن مع ذلك الذي تحدثه أقراص قلويدات الحرجل فوجد أن 4 ميليجرام من الهايوسين تعادل فى مفعولها  40 مليجرام من القلويدات المستخلصة من الحرجل. كذلك تم اجراء كل اختبارات ضبط الجودة المنصوص عليها فى مطلوبات و مواصفات هيئة الصحة العالمية للأدوية النباتية على أقراص الحرجل المستحضرة من مسحوق الاوراق والخلاصات والقلويدات، وأيضا شملت اختبار تجانس قطر القرص، اختبار قوة احتمال القرص للكسر والضغط, اختبار قابلية القرص للفرك،اختيار زمن تفتت القرص، اختبار معدل تحرر وذوبانية المكونات الدوائية عند وضع القرص في جهاز يحتوي علي الوسط المعوي, وكل نتائج التحليل وضبط الجودة المستخلصة أكدت مطابقة الاقراص للمواصفات المنصوص عليها في دستورى الأدوية الرسمية البريطاني والأمريكي كذلك استعملت تقنية الحاسوب للتحليل الأحصايئ المناسب وعمل الصور المستنسخة من تلك المأخوذة بواسطة الكاميرا لتوضيح الصور الحقيقية بالألوان، والدراسات التحليلية كمكونات النبات بعد كشفها بالكواشف، واختبار التعمية المفردة في الدراسات الإكلينيكية و مقارنة فعالية أقراص الحرجل الثلاثة مع أقراص دواء جنسى مستخدم لعلاج المغص و هيجان القولون العصبى  وأقراص وهمية خالية من الفعالية، و رصدت نتائج هذه الفعاليات المقارنة بعد تحليلها احصائيا" تمت مناقشة هذه النتائج و الملاحظات و الاستنتاجات جميعها ومقارنتها مع نتائج و استنتاجات في تجارب مماثلة او ذات علاقة. وقد أثبتت كل نتائج هذه الدراسة سلامة وفعالية استخدام الحرجل كدواء مزيل للمغص المعوي وتقلصات العضلات الملساء وهو قليل السمية ومأمون الآثار الجانبية وذلك لكبر المدي او المؤشرالعلاجي للحرجل ومستحضراته، كما اكدت الدراسة على امكانية وفاعلية وجدوى صياغة الحرجل فى اقراص مضغوطة كشكل صيدلانى مناسب ومتعدد الفوائد لهذا النبات الفعال و المفيد