Растворы Суспензии Эмульсии Инъекционные и инфузионные ЛФ. Реферат: Пасты, эмульсии
Система ДФРаз- мер СвойстваЛФ Истинные растворы НМС Ионы, молекулы 1 нм Гомогенные системы, диффундируют Р-ры NaCl, глюкозы, MgSO 4 Истинные растворы ВМС Макро- ионы, макро- молекулы нм Молекулярно- дисперсные системы, движение молекул аналогично броуновскому, не способны к диализу, слабо диффундируют, образуют молекулярные комплексы Растворы пепсина желатина крахмала
Система ДФ Раз- мер СвойстваЛФ Коллоидные растворы Мицеллы нм Гетерогенные системы, задерживаются в ультрафильтрах, не способны к диализу, слабо диффундируют прозрачны в проходящем свете, частицы видны под электр. микроскопом Растворы колларгола протаргола Суспензии Твердые частицы 0,1-50 мкм и более Гетерогенные грубодисперсные системы, частицы видимы, возможна седиментация, неспособны к диализу и диффузии Суспензия серы, талька, MgO
Система ДФРаз- мер СвойстваЛФ Эмульсии Капли мкм Гетерогенные грубодисперсные системы, белого цвета склонны к коацервации, возможно расслаивание, не фильтруются, неспособны к диализу и диффузии Масляные эмульсии Комбинирован- ные системы все Получаются в результате сочетания ЛВ, по-разному распределяющихся в жидкой среде Настои, отвары из ЛРС
Воду (воду для инъекций, воду очищенную)воду для инъекций, воду очищенную Спирт этиловый различной концентрации Летучие Эфир Хлороформ Глицерин Масла жирные и минеральные (персиковое, подсолнечное) Вязкие ПЭО-400 ДМСО (диметилсульфоксид, димексид) Полиорганосилоксановые жидкости (эпсилон) и другие разрешенные к медицинскому применению жидкости
Требования, предъявляемые к ДС: 1. Приемлемая растворяющая способность 2. Обеспечение биологической доступности ЛВ 3. Химическая индифферентность 4. Биологическая безвредность 5. Оптимальные органолептические свойства 6. Устойчивость к микробной контаминации 7. Экономическая доступность Экстрагенты должны обладать: избирательной растворяющей способностью высокими диффузионными способностями (для проникновения в поры ЛРС и десорбции)
Классификации дисперсионных сред По происхождению: 1. Природные Неорганические (вода очищенная, вода для инъекций) Органические (этанол, глицерин, масла жирные и минеральные). 2. Синтетические и полусинтетические - Органические (димексид, ПЭО-400) - Элементорганические (полиорганосилоксановые жидкости)
По величине молекул ДС: Низкомолекулярные вещества (вода, глицерин, этанол); Высокомолекулярные вещества и олигомеры (полиэтиленоксиды) По степени гидрофильности ДС: Гидрофильные (вода, глицерин) Липофильные (жирные и минеральные масла, хлороформ, полиорганосилоксановые жидкости, эфир) Дифильные (этанол, димексид)
Раствор – ЖЛФ, получаемая путем растворения одного или более ЛВ, предназначенная для инъекционного, внутреннего или наружного применения ЛФ растворов Растворы для наружного применения Микстуры – ЛФ для внутреннего применения, дозированные ложками Капли–ЛФ для внутреннего и наружного применения, прописываемые в небольших количествах и дозированные каплями Инъекционные/инфузионные растворы – лекарства, вводимые в организм при помощи шприца с нарушением целостности кожных и слизистых покровов
Растворение стальные, чугунные эмалированные, стеклянные реакторы; лопастная, турбинная, рамная мешалка; растворение в вязких жидкостях при температуре (паровая рубашка) Очистка растворов фильтрование (друк-фильтр) Стандартизация растворов Концентрация действующих веществ; Плотность Содержание этанола (спиртовые р-ры)
1. Ускорить терапевтическое действие ЛВ, диспергированных в неполярной жидкой фазе - маслах 2. Обеспечить всасывание масляной фазы в желудке из эмульсий первого рода (М/В), ускорить гидролиз диспергированных жиров ферментами ЖКТ 3. Ускорить всасывание масел в мелкодисперсном состоянии при парэнтеральном применении 4. Облегчить прием вязких жидкостей (масло касторовое и др.) за счет снижения вязкости масляной фазы 5. Замаскировать неприятный вкус и запах ЛВ и масел 6. Смягчить раздражающее действие на кожу и слизистые некоторых ЛВ (хлоральгидрата, бромидов, метилурацила) 7. Использовать как основу для создания комбинированных препаратов, т.к. в их состав можно вводить гидрофильные и гидрофобные ЛВ. 8. Возможность совмещения в одной ЛФ двух несмешивающихся жидкостей 9. Регуляция биодоступности ЛВ
По применению: Для наружного (клизмы, очищающие эмульсии, косметическое молочко и др.); Для внутреннего (микстуры); Для инъекционного (эмульсии для парэнтерального питания) – промышленное производство. Эмульсионные композиции входят в МЛФ (эмульсионные мази, кремы, линименты) Пенообразующие аэрозоли
Эмульсии первого рода (м/в) ДФ (масло) в виде капелек распределена в водной ДС. Эмульсии этого типа – более жидкие, по внешнему виду напоминают молоко. Применяются: внутрь, наружно, инъекционно. Эмульсии второго рода (в/м) ДФ (вода) в виде капелек распределена в масляной ДС. Эмульсии этого типа – более вязкие, густые. По внешнему виду напоминают мягкое сливочное масло. В основном применяются наружно: мази, линименты, кремы. «Множественные» эмульсии, в каплях ДФ диспергирована жидкость, являющаяся ДС, например, в/м/в или м/в/м
1 масло 2 вода 3 ПАВ I две несмешивающиеся жидкости (вода и масло) II прямая эмульсия «м/в» (частицы масла окружены слоем эмульгатора) первого рода III обратная эмульсия «в/м» (частицы воды окружены слоем эмульгатора) второго рода IV сложная эмульсия «вода/масло/вода»
Виды нестабильности эмульсий: Обращение фаз (инверсия) - изменение типа эмульсии от в/м к м/в и наоборот. На инверсию влияют соотношение фаз, природа, концентрация и гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) эмульгаторов, способ приготовления эмульсииГЛБ Кинетическая, проявляется вследствие осаждения (седиментации) или всплывания (кремаж) частиц дисперсной фазы под влиянием силы тяжести, согласно закону Стокса; Кинетическая Термодинамическая (агрегативная) - проявляется в виде коалесценции (слияния) капелек. Коалесценция протекает в две стадии: первая флокуляция (слипание), когда капельки дисперсной фазы образуют агрегаты; вторая собственно коалесценция, когда агрегировавшие капли соединяются в одну большую; Термодинамическая (агрегативная)
Способность системы сохранять равномерное распределение частиц ДФ по все объему или массе препарата: Закон Стокса V -скорость оседания частиц, м/с; r- радиус частиц, м ρ тв - плотность ДФ, г/м 3 ; ρ ж - плотность ДС, г/м 3; η - вязкость среды, Па·с g -ускорение свободного падения, м/с 2 Скорость седиментации прямо пропорциональна разности плотности ДФ ДС d 1 >d 2 оседание частиц d 1
d 2 оседание частиц d 1
Скорость седиментации обратно пропорциональна вязкости ДС Повышают вязкость: сироп сахарный, глицерин, растворы ВМС Скорость седиментации прямо пропорциональна размеру частиц ДФ Размер частиц изменяют измельчением Уменьшение свободной поверхностной энергии происходит за счет агрегации частиц. Необходимо сохранить максимальное значение G сохранив наибольшее значение площади удельной поверхности и снизив σ, что будет препятствовать слипанию частиц G = ΔS x σ G – изменение свободной поверхностной энергии, н/м ΔS – изменение поверхности, м 2 ; σ – поверхностное натяжение, н/м
Способность частиц ДФ противостоять слипанию (агрегации) за счет: 1. Заряд на поверхности частиц ДФ 2. Сольватный слой, оболочка из ВМС, ПАВ вокруг частиц ДФ Нарушение агрегативной устойчивости ведет нарушению седиментационной устойчивости Для повышения агрегативной устойчивости в состав эмульсий вводят стабилизаторы- эмульгаторы и стабилизаторы загустители стабилизаторы- эмульгаторы
Механизм стабилизирующего действия ПАВ обусловлен их способностью: адсорбироваться на поверхности твердых частиц или капелек жидкости. Ориентация ПАВ происходит по принципу «подобное к подобному», т. е. полярные части молекул ПАВ будут обращены к полярному веществу, а неполярные части молекул соответственно, к неполярной фазе. ; снижать межфазное натяжение на границе раздела фаз, снижать запас поверхностной энергии образовывать защитную пленку (моно – или полимолекулярный слои); сольватный слой; двойной электрический слой (в случае ионогенных ПАВ); повышать вязкость (ВМВ – производные целлюлозы, крахмал).
Стабильность ЛВ и отсутствие химических реакций между ЛВ и ВВ. Химическая неустойчивость может отражаться на физической стабильности эмульсий, которые могут разрушаться вследствие омыления, окисления, гидролиза составных компонентов, их взаимодействия между собой и с материалом упаковки.
Зависит от: микробной контаминации ВВ и упаковки, условий изготовления, гигиены обслуживающего персонала. Следует предъявлять повышенные требования к микробной чистоте таких эмульгаторов, как бентониты, альгинаты, желатин и желатоза. Эмульсии содержат воду, являющуюся благоприятной средой для развития микроорг. В эмульсионные ЛФ вводят консерванты: эфиры пара-оксибензойной кислоты (парабены), спирты (этиловый, бензиловый, хлорбутанолгидрат), кислоты (бензойная, сорбиновая), фенолы и др.
Суспензии - жидкая лекарственная форма, содержащая в качестве дисперсной фазы одно или несколько измельченных порошкообразных ЛВ, распределенных в жидкой дисперсионной среде. По применению: 1. Суспензии для внутреннего применения, 2. Суспензии для наружного применения (в том числе капли глазные) 3. Суспензии для парентерального введения (внутримышечного) Суспензии выпускаются в готовом к применению виде, или в виде порошков или гранул, к которым перед применением прибавляют воду или другую жидкость.
1. Высокая терапевтическая активность по сравнению с таблетками и порошками (при размере частиц ДФ менее 10 мкм); 2. Более высокая дисперсность твердых веществ, чем в таблетках и порошках; 3. Выраженное пролонгированное действие по сравнению с растворами (при наличии частиц ДФ размером 40 мкм) 4. Более удобны в применении, чем таблетки и порошки; 5. Снижение отрицательного воздействия желудочного сока на ЛВ; 6. Возможность отпуска суспензий в виде сухого полуфабриката (гранул), суспендируемого при добавлении воды непосредственно перед применением, что увеличивает срок хранения.
Суспензии должны обладать: Высокой агрегативной устойчивостью (способностью противостоять укрупнению частиц, образованию агрегатов) Высокой конденсационной устойчивостью (способностью противостоять оседанию частиц, сохранять равномерное распределение частиц по всему объему или массе суспензии) Низкой скоростью седиментации (оседания частиц и образования осадка). Частицы должны оседать настолько медленно, чтобы суспензию можно было точно дозировать при приеме.
Размера частиц (величины свободной поверхностной энергии, энергии Гиббса), величины межфазного натяжения вязкости среды, соотношения плотностей ДФ и ДС, наличия электрического заряда на поверхности частиц, степени сродства частиц ДФ к ДС и интенсивности взаимодействия частиц со средой
В качестве ВВ в ЛФ «Суспензии» ГФ ХI разрешает использование в-в: повышающих вязкость дисперсионной среды, ПАВ, буферных веществ, корригентов, консервантов, антиоксидантов, красителей, и других ВВ, разрешенные к медицинскому применению. В качестве стабилизаторов суспензий используются: желатоза, камеди, р-ры полисахаридов: крахмала, производных целлюлозы (МЦ, NaKMЦ, микрокристаллическая целлюлоза), ксантан, аубазидан, бентонит (3-4 %), твины, спены и др.
Получение суспензий и эмульсий осуществляется несколькими способами: интенсивным механическим перемешиванием с помощью быстроходных мешалок и РПА (роторно- пульсационными аппаратами) – дисперсионный метод; размолом твердой фазы в жидкой среде на коллоидных мельницах, ультразвуковым диспергированием с использованием магнитострикционных и электрострикционных излучателей; микрокристаллические взвеси получают конденсационным способом или направленной кристаллизацией при смешивании растворов в определенных температурных условиях и значениях рН.
ВР 1.3. Санитарная подготовка технологической одежды ВР 1.4. Подготовка воздуха ВР.2.1. Взвешивание или отмеривание ЛВ и ВВ УМО Фасовка Кх Км Готовый продукт Карантинное хранение ВР 1. Санитарная Кт Км обработка производства УМО 4. Фасовка и упаковка На склад ТП 3. Приготовление линимента-эмульсии (линимента – суспензии) ВР 1.1 Санитарная обработка производствен. помещений ВР 1.2. Санитарная обработка оборудования ВР 1.5. Получение очищенной воды ВР.2. Подготовка исходных материалов Кт Км Потери механические Потери механические УМО Упаковка ВР.2.2. Подготовка эмульгатора ВР.2.3. Подготовка ЛВ (диспергирование) Стандартизация
Измельчение ЛВ и ВВ Приготовление концентрированной суспензии в смесителях Многократное механическое диспергирование (аппараты с пропеллерными или турбинными мешалками закрытого типа; роторно- пульсационные аппараты): процесс проводят в вакууме, т.к. воздух понижает устойчивость суспензии
На границе раздела фаз возникают зоны сжатия и разрежения, которые создают давление. Избыточное давление УЗ-волны накладывается на постоянное гидростатическое давление и в сумме составляет до нескольких атмосфер. В фазу разрежения во всем объеме жидкости, особенно у границы раздела фаз, образуются полости (кавитационные пузырьки). При повторном сжатии кавитационные пузырьки схлопываются, развивая давление до сотен атмосфер, образуя ударную волну, приводящую к разрушению твердых частиц.
Источники ультразвука: Механические излучатели жидкостный свисток 1 – металлическая пластина; 2 – сопло Частота колебаний 30 к Гц Используется для получения эмульсий электромеханические излучатели (кГЦ) электродинамические (высокочастотный ротационный аппарат) магнитострикционные Электрострикционные ВАЖНО! УЗ обладает бактерицидным действием, т.е. суспензии становятся стерильными! жидкость
ВАЖНО! Растворимость ЛВ должна изменяеться в зависимости от условий процессса (температуры, характера перемешивания, рН среды, растворителя и др.) Этапы приготовления: Приготовление раствора ЛВ в растворителе, в котором оно хорошо растворимо; Раствор добавляют в дисперсионную среду (часто в воду), при необходимости создают условия, приводящие к уменьшению растворимости. При непрерывном перемешивании в ДС происходят процессы кристаллизации, растворения, и перекристаллизации, в результате образуются кристаллы с размерами, зависящими от условий процесса. Пример, получение суспензии цинк-инсулина кристаллического для инъекций.
Ресуспендируемость (скорость оседания частиц дисперсной фазы суспензий). При наличии осадка суспензия должна восстанавливать равномерное распределение частиц по всему объему препарата при взбалтывании в течение секунд. Время отстаивания – величина отстоявшегося слоя за определенное время. Чем она меньше, тем устойчивость больше. Определение размера частиц и однородности твердой фазы в суспензиях и капель эмульсий проводится методом микроскопии. Размер частиц дисперсной фазы не должен превышать размеров, указанных в нормативных документах (ФСП). Сухой остаток – высушивание и определение массы сухого остатка для определения точности дозирования. Регламентируется значения рН среды. Контролируется термостабильность и морозостойкость эмульсий: при выдерживании пробы эмульсии (30,0 г) в термостате при 45°С в течение 8 ч отделившийся масляный слой не должен превышать 25% общей высоты эмульсии. При охлаждении до 20°С в течение 10 ч и после отстаивания при комнатной температуре не должно быть расслоения. К суспензиям и эмульсиям для парентерального введения предъявляются дополнительные требования, указанные в статье ГФ XI «Инъекционные лекарственные формы».
1. Название препарата на русском языке 2. MHН на русском языке 3. Состав 4. Описание (внешний вид, цвет) 5. Подлинность 6. Значение рН 7. Плотность 8. Вязкость 9. Посторонние примеси (родственные соединения) 10. Размеры частиц (в случае суспензии, эмульсии) 11. Определение объема 12. Микробиологическая чистота 13. Количественное определение 14. Упаковка 15. Маркировка 16. Транспортирование 17. Хранение 18. Срок годности 19. Фармакологическая группа
Качество воды очищенной зависит от: Качества исходной воды: ФЗ «О питьевой воде», Сан ПиН «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»; Используемой аппаратуры и правильности ее эксплуатации; Соблюдения условий получения, сбора и хранения воды очищенной в соответствии с инструкцией по санитарному режиму (309)
Перед получением воды очищенной возникает необходимость проведения водоподготовки, что предполагает освобождение: От летучих веществ (отстаивание, кипячение); От механических примесей (отстаивание, фильтрование); От временной жесткости, обусловленной присутствием гидрокарбонатов кальция и магния (кипячением или обработкой 5%-ным раствором Ca(OH) 2 ; От постоянной жесткости, обусловленной присутствием СаСl 2, MgСl 2, СаSO 4, MgSO 4, (обработка 5%-ным растворами Na 2 CO 3 ; От органических веществ (обработка в течение 8 часов 1 %-ным раствором KMnO 4).
Питьевую воду или воду, прошедшую водоподготовку помещают в аквадистиллятор, состоящий из испарителя, конденсатора и сборника. В испарителе воду нагревают до кипения, образующийся пар поступает в конденсатор, где он сжижается и в виде дистиллята поступает в сборник. Все нелетучие примеси, находившиеся в исходной воде, остаются в испарителе.
Основан на использовании сетчатых полимеров различной структуры, ковалентно связанных с ионогенными группами При диссоциации этих групп в воде или растворе образуется ионная пара фиксированный на полимере ион и подвижный противоион, который и обменивается на ионы одноименного заряда из р-ра. По знаку заряда обменивающихся ионов ионообменные смолы делятся на катиониты и аниониты. В катионообменной смоле подвижными ионами являются ионы Nа+ и Н+, В анионообменной ионы С1- и ОН-
Основан на удалении солей из раствора под действием постоянного электрического тока с помощью избирательно проницаемых мембран Воду помещают в ванну, разделенную на три части селективными ионообменными мембранами Мембраны, имеющие отрицательный заряд (катиониты) проницаемы для катионов. Мембраны, имеющие положительный заряд (аниониты) проницаемы для анионов. Через ванну пропускается постоянный электрический ток, все ионы солей, находящихся в воде, начинают передвигаться к мембранам, имеющим противоположный заряд: катионы - к катоду; анионы – к аноду
Осмос – самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую мембрану из р-ра с низкой концентрацией в р-р с более высокой концентрацией. Установка состоит из насоса высокого давления, пермиаторов и блока регулирования, поддерживающего оптимальный рабочий режим. Каждый из пермиаторов содержит большое количество полых волокон (до 1 млн.), мембранами служат эфиры целлюлозы. Вода подается в пермиатор, омывая волокна с внешней стороны. Под давлением выше осмотического (~1274 Па) проникает внутрь полых трубок, т.е. уходит от солей, содержащихся в ней и собирается внутри трубок. «Концентрат» солей выливается в сток.
ПАВ имеют дифильное строение, т.е. содержат в молекуле гидрофильные и гидрофобные группы. Соотношение между гидрофильной и гидрофобной частью молекул есть величина, характеризующая гидрофильно- липофильный баланс (ГЛБ), числовые значения которого имеются в справочной литературе. ГЛБ = Е / σ где Е - % массовое содержание гидрофильной части; σ - поверхностное натяжение (н/м) Значение 1-20, (это не показатель эффективности эмульгирования, а показатель типа образующейся эмульсии) Эмульсии в/м ГЛБ 3-6 Эмульсии м/в ГЛБ 8-18
По способности стабилизиро- вать эмульсии 1. эмульгаторы первого рода (м/ в/ в) - для прямого типа эмульсий; 2. эмульгаторы второго рода (в/ в/ м) - для обратного типа эмульсий По химической природе вещества с дифильным строением молекул: ПАВ твины, спены и др.; ВМС: желатин, белки, поливиниловый спирт, полисахариды и др; неорганические вещества: бентонит, аэросил и др. По способу получения синтетические и полусинтетические (МЦ, ПЭГ, спены, твины, эмульгатор Т-2) природные: животного происхождения (желатин, белки); растительного происхождения (полисахариды, крахмал, камеди, альгинаты)
Катионактивные ПАВ Четвертичные аммониевые и пиридиновые соединения (бензалкония хлорид, цетилпиридиний хлорид, этоний) Анионактивные ПАВ соли высших жирных кислот (олеат натрия) соли сульфоэфиров высших жирных спиртов (натрия лаурилсульфат) Амфотерные ПАВ Белки (желатин, желатоза, казеин, казеинат Na)Белки (желатин, желатоза, казеин, казеинат Na) Липиды (лецитин, кефалин, бетаин, стерины)Липиды (лецитин, кефалин, бетаин, стерины) Неионогенные ПАВ Высшие жирные спирты и кислоты (олеинавая к-та, спирты синтетические первичные С16-С21) Сложные эфиры гликолей и жирных кислот (спены, жиросахара, твины, пентол, эмульгатор Т2)
Лекция 8. Понятие о грубодисперсных системах. Общая характеристика эмульсий, суспензий, пен, порошков.
Системы, в которых размер частиц дисперсной фазы не менее 10-5см, называются грубодисперсны-ми. Это гетерогенные системы и обладают сильно развитой поверхностью раздела фаз. К ним отно-сятся эмульсии, пены, порошки, суспензии.
1. Эмульсии. Эмульсия – система «жидкость – жидкость» (ж/ж). Для образования эмульсии обе жидкости должны быть нерастворимы или мало растворимы друг в друге, а в системе должен присутствовать стабилизатор, называемый эмульгатором. Эмульсия тем седиментаци-онно устойчивее, чем ближе плотность обоих фаз. Отличительной особенностью эмульсий является сферическая форма частиц (капель). Эмульсии классифицируются:
1.По состоянию дисперсной среды и дисперсной фазы:
А) масло в воде (м/в) – например, молоко, мясной бульон, сливки, соусы;
Б) вода в масле (в/м) – например, майонез, масляный крем, масляные пасты, маргарин. Для эмульсий характерным является свойство обращения фаз. При введении в эмульсию в условиях интенсивного перемешивания большого количества поверхностно-активных веществ (ПАВ), являю-щегося стабилизатором эмульсии противоположного типа, первоначальная эмульсия может обра-щаться, т.е. дисперсная фаза становится дисперсионной средой и наоборот (масло + вода = вода + масло)
2.По концентрации:
а) Разбавленные 0,01 – 0,1%;
б) Концентрированные до 74%;
в) Высоко концентрированные до 90%. Все эмульсии термодинамически нестабильные структуры, за исключением критических эмульсий. Это структуры двух ограниченно растворимых жидкостей при температуре, близкой к критической. Седиментационная устойчивость эмульсий аналогична суспензиям. Агрегативная неустойчивость проявляется в самопроизвольном образовании агрегата капелек с последующим их слиянием (коа-лесценция). Количественно это характеризуется скоростью расслоения или временем жизни отдель-ных капелек в контакте с другими. Велико значение эмульсий и эмульгирования в кулинарной практике. Физиология питания ставит перед технологией приготовления пищи задачу не только увеличить усвояемость пищи, но и умень-шит энергетические затраты на её усвоение и облегчить процесс биохимических процессов в пище-варительном тракте.
2. Пены. Типичные пены представляют собой сравнительно весьма грубые высоко концентри-рованные дисперсии газа в жидкости. Пузырьки газа имеют размер порядка от несколько миллиметров, а иногда и сантиметров. Благодаря избытку газовой фазы и взаимному сдавли-ванию пузырьков, они имеют не сферическую, а полиэдрическую форму. Стенки их состоят из весьма тонких пленок жидкой дисперсионной среды. Вследствие этого пены имеют сото-образную структуру, большой размер отдельных пузырьков и тесное расположение их исклю-чают возможность броуновского движения. Кроме того, в результате особой структуры пены обладают некоторой механической прочностью. Пены образуются при диспергировании газа в жидкости в присутствии стабилизатора. Без стабилизатора устойчивые пены не получаются. Прочность и продолжительность существования пены зависит от свойств и содержания пенообразователя, адсорбированного на межфазной границе. Устойчивость пен зависит от следующих основных факторов:
а) Природы и концентрации пенообразователя.
Б)Температуры (чем выше температура, тем ниже устойчивость, т.к. уменьшается вязкость межпу-зырьковых слоев и происходит десорбция стабилизатора, т.е. увеличивается растворимость поверх-ностно-активных веществ (ПАВ) в воде). К пенам относятся в пищевой промышленности следующие пищевые продукты: хлеб, суфле, мусс, зефир, пастила и др.
3. Суспензии. Формально суспензии от лиозолей (коллоидных растворов) отличаются только размерами частиц дисперсной фазы. Размеры твердых частиц в суспензиях (более 10-5 см.) могут быть на несколько порядков больше, в лиозолях (10-7-10-5 см). Это количественное различие обусловливает чрезвычайно важную особенность суспензий: в большинстве суспен-зий частички твердой фазы не участвуют в броуновском движении. Поэтому свойства суспензий существенно отличаются от свойств коллоидных растворов; их рассматривают как самостоятельный вид дисперсных систем. Суспензии классифицируются по нескольким признакам:
1. По природе дисперсионной среды: органосуспензии (дисперсионная среда - органическая жид-кость) и водные суспензии.
2. По размерам частиц дисперсной фазы: грубые суспензии (d > 10-2 см), тонкие суспензии (-5Ч10-5< d < 10-2 см), мути (1Ч10-5< d < 5Ч10-5 см).
3. По концентрации частиц дисперсной фазы: разбавленные суспензии (взвеси) и концентрирован-ные суспензии (пасты). В разбавленных суспензиях частицы свободно перемещаются в жидкости, сцепление между части-цами отсутствует и каждая частица кинетически независима. Разбавленные суспензии - это свобод-нодисперсные бесструктурные системы. В концентрированных суспензиях (пастах) между частица-ми действуют силы, приводящие к образованию определенной структуры (пространственной сетки). Таким образом, концентрированные суспензии - это связнодисперсные структурированные системы. Конкретные значения концентрационного интервала, в котором начинается структурообразование, индивидуальны и зависят, в первую очередь от природы фаз, формы частиц; дисперсной фазы, тем-пературы, механических воздействий. Механические свойства разбавленных суспензий определяют-ся, главным образом, свойствами дисперсионной среды, а механические свойства связнодисперсных систем определяются, кроме того, свойствами дисперсной фазы и числом контактов между частица-ми. Суспензии, так же как и любую другую дисперсную систему, можно получить двумя группами методов: со стороны грубодисперсных систем - диспергационными методами, со стороны истинных растворов - конденсационными методами. Наиболее простым и широко распространенным как в промышленности, и в быту методом получе-ния разбавленных суспензий является взбалтывание соответствующего порошка в подходящей жид-кости с использованием различных не перемешивающих устройств (мешалок, миксеров и т. д.). Для получения концентрированных суспензий (паст) соответствующие порошки растирают с небольшим количеством жидкости. Так как суспензии отличаются от лиозолей только тем, что частицы в них на несколько порядков больше, все методы, которые используются для получения золей, можно применять и для получения суспензий. При этом необходимо, чтобы степень измельчания диспергациониыми методами была меньше, чем при получении лиозолей. При конденсационных методах конденсацию необходимо проводить так, чтобы образовывались частицы, имеющие размеры 10-5 – 10-2 см. Размер образую-щихся частиц зависит от соотношения скоростей образования зародышей кристаллов и их роста. При небольших степенях пресыщения обычно образуются крупные частицы, при больших - мелкие. Предварительное введение в систему зародышей кристаллизации приводит к образованию практически монодисперсных суспензий. Уменьшение дисперсности может быть достигнуто в результате изотермической перегонки при нагревании, когда мелкие кристаллы растворяются, а за их счет растут крупные. При этом должны соблюдаться условия, ограничивающие возможности значительного разрастания и сцепления частиц дисперсной фазы. Дисперсность образующихся суспензий можно регулировать также введением ПАВ. Суспензии очищают от примесей растворенных веществ диализом, электродиализом, фильтровани-ем, центрифугированием. Суспензии образуются также в результате коагуляции лиозолей. Следовательно, способы осуществ-ления коагуляции - это одновременно и методы получения суспензий. Отсутствие структуры в раз-бавленных суспензиях и наличие ее в концентрированных обусловливает резкое различие в свойст-вах этих систем.
Суспензии и эмульсии для внутреннего, наружного и парентерального введения Промышленное производство суспензий и эмульсий. Аппаратура для диспергирования в жидких средах (быстроходные мешалки, фрикционные и коллоидные мельницы. РПА, ультразвуковые генераторы).
В зависимости от путей введения, различают лекарственные формы:
- пероральные - растворы, суспензии, сиропы, эмульсии, эликсиры, настои, настойки, отвары, порошки, таблетки, драже, пилюли, желе, гранулы, капсулы, микрокапсулы; инъекционные - растворы, суспензии, эмульсии, порошки и таблетки для растворения, таблетки и капсулы для имплантации;
- ингаляционные - газы, пары, аэрозоли; сублингвальные - порошки, драже, таблетки, капсулы, растворы, таблетки для жевания; перкутанные - мази, растворы, кремы, пластыри, линименты, пасты, гели, аэрозоли обычные, пенные и пленкообразующие; ректальные - суппозитории, мази, капсулы, аэрозоли, пены, растворы, суспензии, эмульсии, микроклизмы; вагинальные - суппозитории, шарики, таблетки, растворы, эмульсии, суспензии; глазные - растворы, мази, пленки, гели.
Суспензия - жидкая лекарственная форма, содержащая в качестве дисперсной фазы одно или несколько измельченных порошкообразных веществ, распределенных в жидкой дисперсионной среде. Суспензии выпускаются готовыми к применению или в виде порошков и гранул, предназначенных для приготовления суспензий, к которым перед применением прибавляют воду или другую жидкость. Размер частиц дисперсной фазы в суспензиях может быть в пределах от 0,1 до 1 мкм (в тонких суспензиях) или более 1 мкм (в грубодисперсных суспензиях).
По способу применения суспензии классифицируют: для внутреннего, наружного и парентерального. Суспензии для парентерального применения вводят в организм только внутримышечно. Не допускается изготовление суспензий, содержащих сильнодействующие и ядовитые вещества, употребление которых при неточном дозировании может привести к нежелательным последствиям.
Промышленное производство суспензий и эмульсий
При приготовлении в заводских условиях суспензий и эмульсий находят применение следующие способы: смешение, размалывание в жидкой среде, раздробление с помощью ультразвука.
Выбор способа приготовления этих лекарственных форм зависит от ожидаемой степени дисперсности входящих лекарственных и вспомогательных веществ. Микрокристаллические взвеси можно получить конденсационным способом или направленной кристаллизацией при смешивании растворов в определенных температурных условиях и значениях pH и др.
Смешение фаз. Простым смешением фаз могут быть получены лишь легко образующиеся эмульсии. Они, как правило, грубо- и полидисперсны и для повышения устойчивости нуждаются в дополнительной гомогенизации. Для этих целей используют различные мешалки общего типа - якорные, планетарные, пропеллерные и другие. Кроме мешалок общего типа, в некоторых случаях применяются различные конструкции специальных мешалок, например дисковые, барабанные.
Дисковые мешалки представляют собой конструкцию из двух дисков, укрепленных на небольшом расстоянии друг от друга на вертикальном валу и вращающихся с большой скоростью в направляющих цилиндрах. Каждый из дисков снабжен отверстиями специальной формы и представляет собой сплошной плоский или сужающийся к периферии диск, диаметр которого составляет 1/0,1-0,15 от диаметра аппарата. Для того чтобы устранить вращение жидкости, на крышке сосуда, в котором ведут перемешивание, укреплены три вертикальные перегородки. При вращении дисков слои жидкости, находящиеся под нижним диском, поднимаются с большой скоростью по оси нижнего направляющего цилиндра, а слои жидкости, находящиеся выше верхнего диска, опускаются вниз по оси верхнего направляющего цилиндра. Столкновение потоков вызывает завихрения во всем объеме жидкости, что соответствует интенсивному перемешиванию. Окружная скорость очень велика - 5-35 м/сек. Эти мешалки применяются для перемешивания частиц твердых материалов с вязкими жидкостями, или жидкостей с разным удельным весом.
Барабанная мешалка представляет собой барабан типа беличьего колеса. Такие мешалки создают интенсивное перемешивание жидкостей при соблюдении следующих соотношений - диаметра барабана к диаметру сосуда от 1:4 до 1:6, диаметра барабана к высоте - 2:3. Для приготовления эмульсий и суспензий высоту заполнения сосуда принимают десятикратной диаметру барабана.
Следует подчеркнуть, что эти мешалки применяются для приготовления эмульсий и суспензий с твердыми частицами, имеющими большой удельный вес. Барабанный смеситель является аппаратом периодического действия. Он прост по устройству, но требует значительного времени для смешивания, что является его недостатком.
Вибрационные мешалки имеют вал с закрепленными на нем одним или несколькими перфорированными дисками. Диски совершают возвратно-поступательное движение, при котором достигается интенсивное перемешивание содержимого аппарата. Энергия, потребляемая мешалками этого типа, невелика, поэтому они используются для перемешивания жидких смесей и суспензий преимущественно в аппаратах, работающих под давлением. При использовании вибрационных мешалок время, необходимое для растворения, гомогенизации и диспергирования, значительно сокращается, поверхность жидкости остается спокойной, воронки не образуется. Вибрационные мешалки изготовляются диаметром до 300 мм и применяются в аппаратах емкостью не более 3 м 3 .
Тонкодисперсные эмульсии получают с помощью турбинных установок. В турбинном распылителе дисперсная фаза подается по трубе 2 снизу, а дисперсионная среда 3 сверху. При вращении турбины 1 обе фазы перемешиваются, с большой скоростью вылетают, распыляясь, через сопла 4 и образуют эмульсию.
Размалывание в жидкой среде. Для приготовления суспензий и эмульсий, содержащих твердые вещества, применяются роторно- пульсационные аппараты и коллоидные мельницы различных конструкций.
При получении дисперсных систем РПА могут быть погружены в реактор с обрабатываемой средой или вне реактора.
Гомогенизация в РПА достигается путем интенсивного механического воздействия на частицы дисперсной фазы, вызывающего турбулизацию и пульсацию смеси. Существуют усовершенствованные конструкции РПА с раздельной подачей компонентов обрабатываемой среды по специальным каналам статора, с лопастями и диспергирующими телами (шары, кольца и др.) на роторе или статоре, с роликовыми подшипниками в обоймах, с рифлеными поверхностями рабочих частей и различного рода зазорами между ними. Чем меньше зазор между вращающимися и неподвижными цилиндрами, тем выше получаемая степень дисперсности.
В РПА таких конструкций намного повышается эффективность диспергирования. С увеличением содержания твердой фазы в суспензиях повышается эффективность диспергирования в РПА, так как дополнительно имеет место интенсивное механическое трение частиц дисперсной среды друг с другом. Затем полученная концентрированная суспензия смешивается с остальной частью дисперсионной среды.
С помощью РПА можно совмещать операции диспергирования и эмульгирования, что обеспечивает получение многофазных гетерогенных систем, таких, как эмульсионно-суспензионные линименты стрептоцида, синтомицина и др. В современных коллоидных мельницах размалывание происходит в жидкой среде при помощи удара и растирания. Чаще всего в промышленности используют бильные и виброкавитационные мельницы.
Для гомогенизации эмульсий применяют также специальные аппараты-гомогенизаторы, имеющие различное устройство. Так, грубодисперсная эмульсия под высоким давлением может продавливаться через узкие каналы и щели гомогенизатора, либо под воздействием центробежной силы, возникающей при вращении диска, находящегося в гомогенизаторе другого типа, проходить через его щели, распыляясь до состояния тумана.
Ультразвуковое диспергирование. При воздействии ультразвуковых волн на жидкость возникает явление кавитации, т. е. ультразвуковые волны обладают собственным давлением на жидкость, которое накладывается на постоянное гидростатическое давление. Если в жидкость распространяется звуковая волна, оказывающая давление в 1 атм, то в момент сжатия суммарное давление в жидкости будет равно 2 атм. Жидкости устойчивы против сжатия и очень чувствительны к растягивающим условиям, поэтому в момент разрежения в них образуется большое количество разрывов в местах, где их прочность ослаблена, например, у посторонних твердых частиц. Эти полости, называемые кавитационными пузырьками, сохраняются неизменными некоторое время, после чего «захлопываются». В это время развивается местное давление, достигающее сотен атмосфер и приводящее к разрушению твердых тел, находящихся вблизи пузырька. Ультразвуковая кавитация достигается с помощью механических, электромеханических и магнитострикционных излучателение.
Механические излучатели . Для получения мощного ультразвука применяют жидкостные свистки, в которых пучки ультразвука создаются колебаниями пластин, возникающими под действием струи жидкости, входящей под давлением из сопла и разбивающейся о край пластинки. Он работает в диапазоне от 400 до 30 ООО Гц и обладает полезной мощностью в несколько десятков ватт.
Электромеханические излучатели . Из электромеханических излучателей наиболее перспективны магнитострикционные излучатели. Магнитострикция - свойство некоторых материалов изменять свои размеры под действием сильного магнитного поля. Если магнитное поле непостоянно по величине и изменяется с определенной частотой, то с такой же частотой будут изменяться размеры тела, находящегося в этом поле. Изменение магнитного поля с ультразвуковой частотой (100 кГц) вызывает ультразвук.
Магнитострикционные излучатели обычно имеют вид сплошного или полого стержня с обмоткой, которую питает ток необходимой частоты. Материалами для стержня могут быть никель, нержавеющая сталь и некоторые сплавы. Мощность стержня зависит от мощности тока, проходящего по обмотке излучателя.
Устойчивость суспензий и эмульсий. Вспомогательные вещества в производстве суспензий и змульсий, их значение в обеспечении рациональной биологической доступности. Стандартизация. Сухие суспензии.
Суспензии как лекарственная форма микрогетерогенной системы, относятся к неустойчивым системам и со временем расслаиваются. Устойчивость суспензий прямо пропорциональна вязкости дисперсионной среды, обратно пропорциональна квадрату диаметра взвешенных частиц, разности плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды и ускорению силы тяжести. Поэтому на некоторые величины можно влиять в направлении достижения максимальной устойчивости суспензий.
Гидрофобные частицы легко слипаются, образуя агрегаты- хлопья, которые быстро оседают или всплывают, если плохо смачиваются водой, - такое явление называется флоккуляцией.
Эмульсия - однородная по внешнему виду лекарственная форма, состоящая из взаимно нерастворимых тонкодиспергирован- ных жидкостей, предназначенная для внутреннего, наружного или парентерального применения. Эмульсии относятся к микрогетеро- генным системам, состоящим из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Различают два основных типа эмульсий - дисперсии масла в воде (м/в) и воды в масле (в/м).
Проблема физической стабильности является центральной в технологии эмульсий. Различается несколько видов неустойчивости эмульсий.
Термодинамическая неустойчивость - свойственна эмульсиям как дисперсным системам со значительной поверхностью раздела фаз, обладающей избытком свободной энергии. При этом выделяются отдельные фазы эмульсии. При слиянии отдельных капель дисперсной фазы в агрегаты наблюдается флоккуляция, соединение всех укрупненных капель в одну большую является коалесценцией.
Кинетическая неустойчивость может проявляться в виде осаждения частиц дисперсной фазы (седиментация) или их всплывание (кремаж) под влиянием силы тяжести согласно закону Стокса.
Третий вид нестабильности - обращение (инверсия) фаз, т. е. изменение состояния эмульсии от м/в в в/м, или наоборот. Введение ПАВ позволяет ускорить резорбцию лекарств, они выполняют роль пластификаторов, улучшая структурно-механические свойства дисперсных систем. При выборе эмульгаторов для фармацевтических эмульсий рекомендуется учитывать механизм их стабилизации, токсичность, величину pH, химическую совместимость с лекарственными веществами.
К высокомолекулярным эмульгаторам относятся желатин, белки, поливиниловый спирт, полисахариды. На поверхности раздела фаз они образуют трехфазную сетку с определенными параметрами. Стабилизация в данном случае происходит за счет создания структурно-механического барьера в объеме дисперсионной среды.
Наибольшее значение в качестве эмульгаторов имеют низкомолекулярные ПАВ, которые по способности к ионизации в воде подразделяют на 4 класса: анионные, катионные, неионогенные и амфолитные. Из первой группы наиболее часто используют мыла и натриевые соли сульфоэфиров высших жирных кислот (натрия лаурилсульфат). Из второй группы рекомендованы соли четвертичных аммониевых и пиридиновых соединений, которые обладают еще и бактерицидным действием (бензалконий хлорид, этоний, цетилпиридиний хлорид и др.). Из третьей группы наибольшее применение нашли ПАВ, относящиеся к высшим эфирным спиртам и кислотам - это сложные эфиры гликолей и жирных кислот, спены (полиоксиэтиленглико- левые эфиры высших жирных спиртов, кислот и спенов, жиросахара, твин-80, препарат ОС-20, пентол, эмульгаторы Т-2).
Для четвертой группы ПАВ характерно содержание в молекуле нескольких полярных групп; в воде они могут ионизироваться с образованием либо длинноцепочечных анионов, либо катионов, что придает им свойства анионных или катионных ПАВ. Обычно эти ПАВ содержат одновременно аминогруппу с сульфоэфирной карбоксильной или сульфонатной группами (бетаин, лецитин).
В последние годы большое распространение получило применение неионогенных ПАВ. Они не оказывают раздражающего действия, повышают резорбцию лекарственных препаратов, устойчивы к воздействию кислот, щелочей и солей, хорошо смешиваются с органическими растворителями и совместимы с большинством лекарственных веществ.
Для повышения химической стабилизации эмульсий и суспензий их рекомендуется хранить при низких температурах, защищать от воздействия воздуха и света, вводить антиоксиданты: бутилокситолуол, бутилоксианизол, пропилгаллат и др.
Природа и полярность масляной фазы также влияют на эмульгирующую способность ПАВ и стабильность эмульсий. Так, эмульсии, содержащие длинноцепочечные алканы, более устойчивы: эмульсии с растительными маслами менее стабильны, чем с минеральными. Соотношения между маслом, водой и ПАВ влияет на тип эмульсий, реологические свойства и стабильность.
На высвобождение и биодоступность лекарственных веществ из эмульсий и суспензий влияют многие факторы, важнейшими из которых являются: тип эмульсий, свойства дисперсной среды,вид эмульгатора, дисперсность частиц. Для целенаправленного влияния на биодоступность необходимо учитывать гидрофильность и лиофильность лекарственных веществ; фазу локализации лекарственного вещества (вода, масло и др.). В зависимости от этих факторов необходимо подбирать технологические приемы приготовления эмульсий и суспензий.
Стандартизация суспензий и эмульсий
Оценка качества готовой продукции проводится путем оценки уровня требований, заложенных в НТД по содержанию действующих веществ. Регламентируется также показатель значения pH среды, степень дисперсности частиц твердой фазы в суспензиях и капель эмульсий, скорость оседания частиц дисперсной фазы суспензий. Контролируется термостабильность и морозостойкость эмульсий: при выдерживании пробы эмульсии (30,0 г) в термостате при 45 °С в течение 8 ч отделившийся масляный слой не должен превышать 25% общей высоты эмульсии. При охлаждении до 20 °С в течение 10 ч и после отстаивания при комнатной температуре не должно быть расслоения. К суспензиям для парентерального введения предъявляются дополнительные требования, указанные в статье ГФ XI «Инъекционные лекарственные формы».
Хранение. Суспензии и эмульсии хранят в стеклянных флаконах или банках темного стекла, плотно закрытых крышкой, в прохладном, защищенном от света месте, с указанием на этикетке срока действия препарата. Суспензии и эмульсии выпускаются фармацевтической промышленностью как самостоятельные лекарственные формы, а также входят в состав линиментов (жидких мазей).
Суспензии
Суспензия (suspensium) - жидкая лекарственная форма, представляющая собой дисперсную систему, в которой твердое вещество взвешено в жидкости. Суспензии состоят из дисперсионной среды (воды, растительных масел, глицерина и т.п.) и дисперсной фазы (частиц твердых лекарственных веществ, практически нерастворимых в данной жидкости). От коллоидных растворов суспензии отличаются большими размерами взвешенных частиц (более 0,1 мкм). Поперечник частиц дисперсной фазы в суспензии находится в пределах 0,1-100 мкм. В зависимости от величины частиц различают тонкие (0,1 - 1 мкм) и грубые (более 1 мкм) суспензии. Суспензии образуются в случае, если вещество не растворяется в данной среде (например, магния окись, цинка окись нерастворимы в воде), вводится в количестве, превышающем предел его растворимости (например, гидрокортизон в концентрации выше 0,2 %) или при взаимодействии веществ, растворимых порознь, но образующих нерастворимые соединения (например, при растворении бензилпенициллина раствором новокаина образуется нерастворимая новокаиновая соль бензилпенициллина). Кроме того, суспензии могут возникать и при замене растворителя, т.е. жидкой среды (например, при разбавлении спиртовых растворов водой или наоборот). Назначают суспензии для внутреннего и наружного употребления; реже - внутримышечно или в полости тела, т.е. в брюшную или грудную полости
Приготовление суспензий
Суспензии готовят двумя способами: дисперсионным, при котором производят измельчение относительно крупных частиц нерастворимых веществ, и конденсационным. Это укрупнение исходных частиц (ионов, молекул) растворенного вещества до нерастворимых частиц.
Дисперсионный метод приготовления суспензий
Суспензии гидрофильных ненабухающих веществ изготавливают методом суспендирования, или взмучивания. При суспендировании в ступку помещают твердое вещество, которое предварительно тщательно растирают в сухом виде, а затем с небольшим количеством смачивающей жидкости (по правилу Дерягина на 1 г вещества берут 0,4-0,6 мл дисперсионной среды). Полученную массу смывают остальным количеством жидкости во флакон для отпуска.
Конденсационный метод приготовления суспензий
Этот метод нашел широкое применение в аптечной практике. С его помощью суспензии получаются в результате химического взаимодействия растворенных веществ или замены растворителя, чаще всего при добавлении к водным растворам настоек и жидких экстрактов. При приготовлении суспензий конденсационным методом используют технологические приемы, обеспечивающие получение взвешенных тонко диспергированных частиц.
Эмульсии
Эмульсия (emulsium) - однородная по внешнему виду лекарственная форма, состоящая из взаимно нерастворимых тонко диспергированных жидкостей, предназначенных для внутреннего, наружного и парентерального применения. Как и суспензии, эмульсии являются гетерогенными системами: одна из жидкостей существует в виде мельчайших капелек размером от 0,1 до 50 мкм (дисперсная фаза), а другая представляет собой жидкость, в которой эти капельки распределены (дисперсионная среда). Различают два типа эмульсий: если дисперсной фазой является масло, а дисперсионной средой вода, то эмульсия относится к первому типу, “масло в воде”. В эмульсии типа “вода - масло” дисперсной фазой является вода, а дисперсионной средой соответственно масло. Эмульсии первого типа называются прямыми, а второго типа - обратными. Тип эмульсии (“вода - масло” или “масло - вода”) имеет в фармацевтической практике существенное значение. Эмульсии первого типа легко смешиваются с водой и многими водными растворами, но не смешиваются с маслом, маслянистыми жидкостями или масляными растворами. Напротив, эмульсии второго типа легко смешиваются с маслом и другими неполярными жидкостями и практически не смешиваются с водой и большинством водных растворов. Различные типы эмульсий при приеме внутрь действуют по-разному. Так, эмульсии типа “вода - масло” быстро смешиваются с пищеварительными соками и обычно легко усваиваются организмом. Эмульсии противоположного типа ведут себя аналогично жиру (для их равномерного распределения в пищеварительных соках требуется дополнительное эмульгирование и длительное время). Эмульсии в зависимости от концентрации дисперсной фазы могут быть разбавленными и концентрированными. В разбавленных эмульсиях концентрация дисперсной фазы составляет от 0,01 до 0,1 %. Они образуются, например, при приготовлении вод ароматных (мятной, укропной), добавлении к микстурам капель нашатырно-анисовых. Разбавленные эмульсии характеризуются большой устойчивостью, а очень разбавленные эмульсии (0,01 %) сохраняют свою устойчивость даже без добавления стабилизаторов. В концентрированных эмульсиях содержание дисперсной фазы может достигать 75 %.
Приготовление семенных эмульсий . Семенные эмульсии готовят из различных семян масленичных путем растирания их с водой. В большинстве случаев используют семена сладкого миндаля, арахиса, тыквы, мака и др. Кроме того, хорошей основой, обладающей прекрасными вкусовыми качествами, высокой питательностью, содержащей ряд витаминов и поэтому весьма привлекательной в детской практике, являются орехи (грецкие, фундук, кедровые). Эти материалы содержат значительное количество жирного масла и белковых веществ (например, в миндале содержится 35-45 % жира и 20-25 % белковых веществ, в тыкве соответственно 20-35 и около 22 %, в маке - 50 и 12 %). Характерно, что жирные масла находятся в семенах в виде микроскопических капель, т.е. в виде естественной эмульсии. А белки, слизи и камеди, также содержащиеся в ткани семян, играют роль эмульгаторов. В связи с этим при приготовлении семенных эмульсий специальные эмульгаторы не добавляют. Если в рецепте не даны другие указания, то для изготовления 100 г эмульсии берут 10 г семян. Перед тем как приступить к приготовлению эмульсии, производят предварительную подготовку семян. Так, семена сладкого миндаля и земляного ореха очищают от наружной оболочки бурого цвета, которая содержит большое количество дубильных веществ, придающих готовой эмульсии буроватую окраску и терпкий вкус. Удаление кожуры с семян производят только по мере надобности непосредственно перед взвешиванием. Для этого семена обливают горячей водой (примерно 60 °С) в фарфоровой чашке или в ступке и оставляют в воде в течение 10 мин. После этого разбухшая кожура легко отделяется от семян при протирании тканью. Нельзя удалять кожуру руками во избежание микробного загрязнения будущей эмульсии. Семена тыквы освобождают только от твердой оболочки в сухом виде. Маковые семена используют для приготовления эмульсии без предварительного удаления оболочек. Подготовленный материал в нужном количестве помещают в фарфоровую ступку, смачивают небольшим количеством воды (примерно 0,1 % от массы семян) и при помощи пестика измельчают до получения тонкой однородной кашицеобразной массы. Необходимо помнить, что долгое измельчение может привести к коалесцированию (конденсации) капелек масла в результате механического разрушения защитного адсорбционного слоя естественного эмульгатора семян. Полученную однообразную кашицу размешивают с 50-70 % воды, добавляемой небольшими порциями. Эмульсию процеживают через холст или двойной слой марли (за исключением эмульсий из семян тыквы), слегка отжимая нерастворимый осадок, который переносят обратно в ступку, размешивают с недостающим количеством воды и вновь процеживают через ту же ткань. Готовую эмульсию доводят до массы, указанной в рецепте, водой.
Приготовление масляных эмульсий . Для приготовления масляных эмульсий используют миндальное, оливковое, персиковое, подсолнечное, касторовое, вазелиновое, эфирные масла, рыбий жир, а также бальзамы и другие не смешивающиеся с водой жидкости. Если прописана эмульсия без обозначения масла, то ее готовят из миндального, оливкового, подсолнечного или персикового масла. При отсутствии в рецепте указаний о количестве масла для приготовления 100 г эмульсии берут 10 г масла. Получение масляных эмульсий требует обязательного применения эмульгатора. Выбор эмульгатора и его количество зависят прежде всего от природы и свойств эмульгатора и масла, концентрации эмульсии и ее применения. В качестве эмульгаторов, как уже было сказано, используют анионные ПАВ (мыла), неионогенные (твин-80), некоторые гидрофильные природные вещества (желатозу, пектин), полусинтетические (МЦ, Na-КМЦ), синтетические (эмульгатор Т-2) и другие ПАВ, а также полимеры, разрешенные к медицинскому применению. При необходимости в состав эмульсии вводят консерванты (нипагин, нипазол, кислоту сорбиновую и др.). Технология приготовления масляных эмульсий сводится к растиранию в ступке эмульгатора с маслом и водой. Процесс включает две стадии - получение первичной эмульсии и разбавление ее водой. При получении первичной эмульсии необходимо строго придерживаться количественных соотношений составляющих ее компонентов: масла, эмульгатора и воды. Так, на 10 г масла берут 5 г желатозы и 7,5 мл воды (половинное количество от массы масла и эмульгатора). Первичная эмульсия может быть изготовлена несколькими способами, отличающимися последовательностью смешивания компонентов. Обычно в сухой ступке смешивают при тщательном растирании эмульгатор и масло, после чего к полученной массе добавляют воду и продолжают растирание до появления характерного потрескивания, что является признаком готовности первичной эмульсии. Готовность подтверждается следующей пробой: капля воды при стекании по стенке ступки оставляет широкий след. Готовую первичную эмульсию собирают целлулоидной пластинкой со стенок ступки и головки пестика в центр ступки, после чего добавляют при помешивании оставшееся количество воды. Другой способ заключается в том, что эмульгатор растирают с водой и к массе при тщательном перемешивании добавляют масло.
К полученной первичной эмульсии добавляют необходимое количество воды. Еще один способ: к растертому в ступке эмульгатору приливают смесь масла и воды, быстро растирают до образования эмульсии, после чего при помешивании добавляют оставшуюся воду. Первый способ является оптимальным, так как обеспечивает получение устойчивой эмульсии в более короткий отрезок времени. В процессе эмульгирования движение пестика должно быть направлено в одну сторону и по спирали. Капли масла в этом случае будут вытягиваться в нити и пленки, которые разрываются на более мелкие капли. Беспорядочное движение пестика замедляет процесс эмульгирования.
Линименты
Линиментами (linimenta) называется обособленная группа жидких лекарственных веществ для наружного употребления. Их название (от лат. linire - “втирать, натирать”) указывает на способ применения - путем втирания в кожу, реже в виде повязок и тампонов. В некоторых случаях линименты относят к категории жидких мазей и рассматривают в соответствующих разделах. Однако большинство этих лекарственных форм представляет собой текучие жидкости, обладающие различной степенью вязкости (от легкоподвижных до имеющих консистенцию жидкой сметаны или густых сливок). Лишь некоторые линименты обладают сравнительно плотной консистенцией и представляют собой механически непрочные системы, легкоплавящиеся при температуре человеческого тела.
Линименты в большинстве случаев назначают в качестве раздражающего или анальгезирующего средства. Реже их применяют как вяжущее, противовоспалительное, высушивающее, инсектицидное или дезинфицирующее.По физико-химической природе линименты являются дисперсными системами, образованными в жидких дисперсионных средах.Они относятся к группе жидких или легкоразжижающихся лекарственных средств.Многие линименты отличаются высокой степенью устойчивости при хранении и изготавливаются в заводских условиях. Лекарственные вещества в линименты вводятся по тому же принципу, что и в мази.Соответственно получают гомогенные, суспензионные, эмульсионные и комбинированные линименты.По характеру дисперсионной среды линименты классифицируют на четыре группы - жирные, спиртовые, мыльно-спиртовые и вазолименты.
Жирные линименты (Linimenta pinguia) имеют в своем составе жир или жироподобного вещества. Чаще всего для этих целей используются жирные масла или приготовленные на них растворы, реже - парафиновое масло, сплавы вазелина или ланолина. Жирные линименты также делятся на две группы: они могут быть гомогенными или гетерогенными.
Гомогенные жирные линименты содержат хлороформ, скипидар, метилсалицилат, эфир и разнообразные медикаменты, растворимые в жирах или их смесях с перечисленными веществами. Так как они представляют собой жидкие смеси взаиморастворимых компонентов, то фактически их можно отнести к неводным растворам в нелетучих растворителях. К гомогенным жирным линиментам относятся хлороформное масло, салинимент, сложный скипидарный линимент и др. Готовят гомогенные линименты по массе в сухом флаконе для отпуска по правилам приготовления неводных растворов и смешивания жидкостей.
При изготовлении этих препаратов придерживаются следующих правил:
вначале во флакон помещают сухие лекарственные вещества, растворяют в соответствии с их растворимостью в компонентах основы;
летучие и пахучие жидкости, такие как скипидар, метилсалицилат, эфирные масла, добавляют в последнюю очередь;
жирорастворимые лекарственные вещества (камфору, ментол, тимол, анестезин) в концентрации до 3 % помещают во флакон для отпуска, добавляют растворитель (масло) и нагревают на водяной бане при температуре не выше 50 °С.
Гетерогенные линименты классифицируют на суспензионные и эмульсионные.
Суспензионные жирные линименты в аптечной практике встречаются достаточно редко в связи с трудностями равномерного распределения твердых осадков в вязких жирных средах при взбалтывании. При изготовлении суспензионных линиментов лекарственные вещества вначале диспергируют с одним из имеющихся в прописи жидких компонентов, наименее вязким и нелетучим.
В отличие от мазей суспензионные линименты характеризуются невысокой седиментационной устойчивостью, поэтому для ее повышения используют загустители (в первую очередь аэросил в количестве 3-5 % от общей массы линимента).
Пасты - это суспензионные мази, содержащие порошкообразные лекарственные вещества в количестве свыше 25 %, характеризующиеся более плотной и густой по сравнению с обычными суспензионными мазями консистенцией. При температуре человеческого тела пасты не плавятся, а лишь размягчаются, поэтому могут длительное время находиться на коже. Так как пасты характеризуются высокой вязкостью и трудно размазываются, они применяются чаще всего путем нанесения на марлю, которую прикладывают на пораженные участки кожи. Эти лекарственные формы применяются при лечении различных кожных заболеваний, а также в зубоврачебной практике. Для обеспечения высокой дисперсности и однородности смешивания действующих веществ при изготовлении паст компонентов (их в составе паст обычно несколько) помещают в теплую ступку и растирают в мельчайший порошок. После этого измельчение порошков продолжают с частью расплавленной основы (примерно с половиной от массы твердой фазы), а затем добавляют остальное количество расплавленной основы. Измельчение и смешивание нужно производить до полного охлаждения мази, так как при охлаждении резко возрастает вязкость и уменьшается возможность оседания и слипания частиц твердой фазы.
Зубоврачебные пасты - это смесь порошкообразных веществ, к которым добавлена жидкость до консистенции пасты. Зубные пасты представляют собой гигиеническое средство для ухода за полостью рта. Они являются разновидностью суспензионных мазей. Cодержат в основном (как и зубные порошки) кальция карбонат, часто с примесью магния карбоната основного и глицерогель водный (трагакант, агар-агар и т.п.). Для улучшения запаха и вкуса к ним добавляют мятное масло, иногда другое эфирное масло и ментол. В процессе приготовления порошки вводят в пасту в тончайшем виде, чтобы при пользовании не повредить зубную эмаль. Различные порошкообразные вещества, используемые для их приготовления, склеиваются в тестообразную массу при помощи жидкостей, прописываемых quantum satis (q.s.) до получения готовой массы. Из жидкостей в состав зубоврачебных паст входят, как правило, глицерин или гвоздичное масло. Жидкости добавляют по каплям до получения однородных масс. После изготовления массу собирают в комок и упаковывают в стеклянную банку (для предотвращения высыхания и рассыпания массы). Зубоврачебные пасты применяются в стоматологической практике для введения в полости больных зубов и пломбирования каналов. Зубоврачебные пасты готовят в небольших ступках или на толстых стеклянных пластинках при помощи узкого плоского шпателя или скальпеля.
Дерматологические пасты. Бывают лечебными и защитными. Дерматологические пасты готовят по правилам изготовления суспензионных мазей, содержащих твердую фазу в количестве более 5 %, т.е. путем смешивания порошкообразных лекарственных веществ с расплавленной основой. При этом добавления жидкостей для растирания лекарственных веществ избегают, что чревато размягчением пасты. Если прописана паста без указания основы, готовят на основе цинковой пасты. Если твердые лекарственные вещества, входящие в пропись пасты, нерастворимы, их растирают в мельчайший порошок, смешивают в нагретой ступке и постепенно добавляют расплавленную основу. При очень большом количестве входящих в состав пасты порошков может наблюдаться рассыпание смеси вследствие того, что жир перестает быть сплошной фазой и превращается в мелкие частицы, прилипающие к частицам порошка.
Суппозитории
Суппозитории (Suppositoria) представляют собой твердую при комнатной температуре и расплавляющуюся или растворяющуюся при температуре тела дозированную лекарственную форму. Первое упоминание о суппозиториях относится к 2600 г. до н.э. Уже в папирусе Эберса описаны суппозитории слабительные и применяемые при геморрое. Суппозитории общего действия (антиастматические, содержащие анис, мирру, мед, гусиный жир) были введены Гиппократом. Термин “суппозиторий” появился только в XVII в. Он был образован от латинского слова “supponere”, что означает “заменять”. Это связано с тем, что именно в 1650 г. были созданы мыльные суппозитории, широко используемые вместо очистительных клизм.
Технология приготовления суппозиториев
Технология изготовления суппозиториев включает несколько стадий: подготовку лекарственных веществ и основы, введение лекарственных веществ и получение суппозиторной массы, дозирование, формирование суппозиториев, упаковку, оформление. Суппозитории в рецепте прописывают в основном распределительным способом: обозначают количество ингредиентов для каждого суппозитория в отдельности и указывают, какое количество таких доз следует отпустить.
Пасты
Пасты – это высоко концентрированные суспензии, обладающие структурой. Структура – это пространственная сетка, образованная частицами дисперсной фазы, в петлях которой находится дисперсионная среда.
Можно сказать, что пасты занимают промежуточное положение между порошками и разбавленными суспензиями. Их получают, соответственно:
растирая порошок в жидкости, обладающей достаточно большой вязкостью; например, некоторые сорта зубной пасты готовят путем смешивания мела с вязкой жидкостью, полученной путем варки крахмала в глицериновом водном растворе с добавлением небольшого количества ПАВ;
в результате седиментации разбавленной суспензии.
Так как пасты – структурированные системы, определяющим является их структурно – механические свойства, которые характеризуются такими параметрами, как вязкость, упругость, пластичность. Пасты обладают упруговязкопластическими свойствами.
Пасты имеют коагуляционную структуру, поэтому их механические свойства определяются, главным образом, механическими свойствами межчастичных жидких прослоек. Через эти прослойки действуют силы притяжения между частицами, зависящие от расстояния между ними (толщина прослоек) и обусловлена ван – дер – ваальсовыми и водородными связями. Прочность коагуляционного контакта составляет величину порядка 10 -10 Н и ниже. Причем, прочность контакта могут уменьшать силы отталкивания между частицами, обеспечивающими агрегатную устойчивость суспензии, именно по этому структуры в агрегативно устойчивых суспензиях не образуются или, если и образуются, то очень непрочные.
Таким образом, механические свойства паст обусловливаются совокупностью двух различных основных причин:
· молекулярным сцеплением частиц дисперсной фазы друг с другом в местах контакта, там, где толщина прослоек дисперсионной среды между ними минимальна. В предельном случае возможен полный фазовый контакт. Коагуляционное взаимодействие частиц вызывает образование структур с выраженными обратимыми упругими свойствами;
· наличие тончайшей пленки в местах контакта между частицами.
Коагуляционные структуры отличаются резко выраженной зависимостью структурно – механических свойств от интенсивности механических взаимодействий. Примером исключительной чувствительности структурно механических свойств коагуляционных структур к механическим воздействиям является зависимость равновесной эффективной вязкости h(р) от скорости деформации g или напряжения сдвига Р. Уровень h(р) отвечает вполне определенной степени разрушения трехмерного структурного каркаса в условиях деформации системы. Диапазон изменений h(р) = ¦(Р) может достигать 9 – 11 десятичных порядков.
Для паст, так же как и для любой коагуляционной структуры, характерны следующие свойства: невысокая механическая прочность (обусловлена малой прочностью коагуляционного контакта – порядка 10 -10 Н и ниже), тиксотропия, синерезис, ползучесть, пластичность, набухание.
Никакие массообменные процессы в структурированных системах нельзя осуществить, не разрушив предварительно в них структуру.
Разрушение пространственных структур в пастах – достаточно сложный процесс, характеризуемый тем, что по мере увеличения степени разрушения существенно изменяется и сам механизм распада структуры.
Можно выделить три основных этапа разрушения структуры:
разрушение сплошной структуры сетки, сопровождающиеся распадом структуры на отдельные, достаточно крупные агрегаты;
разрушение агрегатов, сопровождается уменьшением их размера и увеличением их числа, высвобождением из агрегатов и увеличением числа отдельных частиц, образованием новых агрегатов;
предельное разрушение структуры при полном отсутствии агрегатов из частиц.
Четкая граница между этими этапами размыта, т.е. переход из одного состояния структуры в другое по мере постепенного увеличения интенсивности внешних воздействий, разрушающих структуру, происходит постепенно.
Однако каждый из этих этапов специфичен, условия разрушения сплошной структурной сетки кардинальным образом отличаются от условий разрушения агрегатов, «плавающих» в дисперсионной среде, а значит, и параметры внешних воздействий, необходимых для разрушения сплошной структурной сетки и отдельных агрегатов их частиц, не могут не быть существенно различными.
Количественно изменения состояния структуры пасты оценивается совокупностью реологических характеристик, прежде всего вязкостью h, напряжением сдвига Р, упругостью Е и периодом релаксации q. Наиболее резкое, на много десятичных порядков, изменения с разрушением структуры претерпевают вязкость и период релаксации.
Для разрушения структуры используются следующие воздействия:
· механическое помешивание;
· вибрация с частотой от 10 Гц до10 кГц;
· ультразвук;
· нагревание;
· электрические и магнитные поля;
изменение природы поверхности твердых частиц (главным образом, путем добавления коллоидных ПАВ).
Часто сочетают механические вибрационные воздействия с ультразвуком, тепловыми воздействиями.
Такое сочетание не только существенно меняет энергию активации процесса разрушения структуры, но в значительной степени сказывается на свойствах конечного продукта.
Совместное действие на пасту вибрации и, например, ультразвука приводит к гораздо большему разрушению структуры и вместе с тем к достижению существенно более высокой ее однородности, чем под влиянием каждого из этих видов воздействия с той же интенсивностью в отдельности.
Важным является сочетание механических воздействий с физико–химическим управлением прочностью сцепления в контактах между частицами путем изменения природы поверхности частиц.
Модифицирование твердых фаз добавками ПАВ различного строения является универсальным методом регулирования силы и энергии взаимодействия в контактах между частицами. Этот эффект – следствие сочетания двух факторов:
раздвижения частиц на двойную толщину адсорбционного слоя;
снижение поверхностного натяжения на поверхности частиц.
В последние годы все шире стали применяться методы модифицирования поверхности частиц не индивидуальными ПАВ, а смесями ПАВ различных видов, например, иогенных и неиогенных.
При правильном подборе нескольких видов ПАВ обнаруживается синергизм, т.е. взаимные усиления их действия.
Исключительная эффективность совместного действия вибрации и ПАВ объясняется характером разрушения структуры при вибрации и особенностями действия ПАВ. ПАВ, адсорбируются в первую очередь на наиболее энергетически активных участках микромозаичной поверхности частиц, ослабляют преимущественно наиболее прочные коагуляционные контакты. Введение в систему ПАВ из расчета образования монослоя на поверхности частиц позволяет почти в 500 раз понизить интенсивность вибрации, необходимую для достижения предельного разрушения структуры.
Не менее эффективно для ряда систем сочетание вибрации, добавок ПАВ и температурных воздействий. В тех случаях, когда вязкость структурированных систем весьма чувствительна к изменению температуры, такое комплексное взаимодействие наиболее целесообразно. Многие пищевые, в особенности кондитерские массы (шоколадные, пралиновые и т.п.), относятся именно к такого рода системам.
Эмульсии
Эмульсия – система «жидкость – жидкость» (ж/ж). Для образования эмульсии обе жидкости должны быть нерастворимы или мало растворимы друг в друге, а в системе должен присутствовать стабилизатор, называемый эмульгатором. Эмульсия тем седиментационно устойчивее, чем ближе плотность обоих фаз. Отличительной особенностью эмульсий является сферическая форма частиц (капель).
Эмульсии классифицируются:
1. По состоянию дисперсной среды и дисперсной фазы.
Различают:
Масло в воде
Вода в масле
Для эмульсий характерным является свойство обращения фаз. При введении в эмульсию в условиях интенсивного перемешивания большого количества поверхностно-активных веществ (ПАВ), являющегося стабилизатором эмульсии противоположного типа, первоначальная эмульсия может обращаться, т.е. дисперсная фаза становится дисперсионной средой и наоборот (масло + вода = вода + масло)
2. По концентрации:
а) Разбавленные 0,01 – 0,1%;
б) Концентрированные до 74%;
в) Высоко концентрированные до 90%.
Все эмульсии термодинамически нестабильные структуры, за исключением критических эмульсий. Это структуры двух ограниченно растворимых жидкостей при температуре, близкой к критической.
Седиментационная устойчивость эмульсий аналогична суспензиям. Агрегативная неустойчивость проявляется в самопроизвольном образовании агрегата капелек с последующим их слиянием (коалесценция). Количественно это характеризуется скоростью расслоения или временем жизни отдельных капелек в контакте с другими. Агрегативная устойчивость определятся следующими факторами:
· Соотношением поверхностного натяжения на поверхности раздела фаз;
· Присутствием в растворе электролита. Поэтому прямые эмульсии, стабилизированные мылами, характеризуются всеми свойствами, присущими типичным гидрозолям, т.е. соблюдается правило Шульце – Гарди, перезаряжание частиц поликовалентными ионами и т.д.
· Наличием эмульгатора.
Стабилизация эмульсии с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ) обеспечивается благодаря адсорбции и определенной ориентации молекулы поверхностно-активного вещества (ПАВ), что вызывает понижение поверхностного натяжения. Кроме этого поверхностно-активные вещества (ПАВ) с длинными радикалами на поверхности капелек могут образовывать пленки значительной вязкости (структурно-механический фактор). Для эмульгаторов справедливо правило Ван – Крофта: эмульгаторы, растворимые в углеводороде, образуют эмульсии типа «вода в масле»; эмульгаторы, растворимые в воде, образуют эмульсии типа «масло в воде».