Расчет количества лекарственных веществ и воды



Тема занятия: Растворы высокомолекулярных соединений и коллоидные растворы.

 

Учебный материал.

ВМС – это вещества, состоящие из больших молекул (макромолекул) с молекулярной массой от нескольких тысяч до миллионов и более. Размер макромолекул весьма велик по сравнению с размерами обычных молекул. Например, длина одной молекулы этана равна нескольким нанометрам (нм), то длина линейной молекулы целлюлозы достигает 800 нм (при поперечном разрезе 0,7 нм). Моделью подобной молекулы может служить нить длиной до 1600 мм и диаметром 1 мм.

ВМС классифицируются по способу получения и по применению.

1. – по способу получения

 

Природные ВМС

Белки:                                                             Высшие полисахариды

 растительные, животные                            (крахмал, полисахариды, целлюлоза)

 

(пепсин, трипсин, дезокси-

рибонуклеаза, желатин, же-

латоза)

 

СинтетическиеВМС

карбоцепные                                              гетероцепные

( поливиниловый спирт, поли-                (МЦ, карбоксилметил-

стерол, поливинилпирролидон)                целлюлоза, полигли-

                                                                      коли, полиамиды)

2. - по применению высокомолекулярных веществ.

2.1. Лекарственные вещества

2.2. Вспомогательные вещества (основы или компоненты основ для мазей и суппозиториев, эмульгаторы, стабилизаторы, пролонгаторы и др.)

 

Вследствие большой молекулярной массы все ВМС имеют свойства:

1. нелетучи

2. не перегоняются с водяным паром,

3.  отличаются высокой вязкостью,

4. чувствительны к факторам внешней среды,

5. разлагаются под влиянием высоких температур.

 

Характерной особенностью ВМС является наличие длинных цепных молекул, утрата цепного строения влечёт за собой исчезновение всего комплекса специфических для этих веществ свойств.

Растворы ВМС занимают промежуточное положение между истинными и коллоидными растворами.

 

Свойства общие с коллоидными растворами:

1. Большая молекулярная масса.

2.  Слабая степень диффузии.

3.  Непрозрачны в отраженном свете.

 

Свойства общие с истинными растворами:

1. Молекулярная степень дисперсности,

2. Физико-химическая природа растворения,

3. Агрегативная и термодинамическая устойчивость,

4. Процесс растворения происходит самопроизвольно.

 

Свойства ВМС зависят не только от размера, но и от формы молекул.

ВМС с изодиаметрическими молекулами (гликоген, пепсин, трипсин) обычно представляют собой порошкообразные вещества. При растворении они почти не набухают, а растворы этих веществ не обладают высокой вязкостью даже при сравнительно больших концентрациях.

ВМС с сильно асимметрическими вытянутыми молекулами (например – желатин, целлюлоза, и её производные) при растворении очень сильно набухают и образуют высоковязкие растворы.

В связи со значительной вязкостью растворов ВМС их процеживают, как правило, через крупнопористый материал - марлю, вату, крупнопористые стеклянные фильтры.

Встречаются также разветвленные и пространственные, или трехмерные ВМС. Макромолекулы разветвленных ВМС имеют вид длинных цепей с боковыми ответвлениями, число, длина и взаимное расположение которых могут меняться в широких пределах, оказывая существенное влияние на свойства (например, амилопектин крахмала).

Пространственные ВМС обычно состоят из макромолекулярных цепей, соединенных между собой, в них невозможно различить отдельные молекулы и понятие «молекула» теряет свой обычный смысл и приобретает известную условность.

Молекула ВМС дифильна. Часть звеньев состоит из атомных групп, имеющих полярный характер (-СООН, -ОН и т.д.), хорошо взаимодействующих с водой, часть из неполярных гидрофобных радикалов (-СН3, - СН2 ,-С6Н5 и др.), которые могут сольватироваться неполярными жидкостями. В молекуле ВМС всегда преобладают полярные группы, в связи с чем, попадая в воду, они ведут себя как гидрофильные вещества.

Растворению ВМС всегда предшествует набухание. Набухание - это самопроизвольный процесс увеличения объема высокомолекулярного вещества за счет поглощения низкомолекулярного растворителя. На стадии набухания растворитель проникает между макромолекулами ВМС, заполняя свободные пространства. Сначала проникновение растворителя обусловлено капиллярными силами. Далее, в результате гидратации полярных групп ВМС, происходит ослабление межмолекулярных связей и образующиеся просветы заполняются новыми молекулами растворителя. Раздвиганию звеньев и цепей макромолекул способствует и осмотические явления.

Процесс сопровождается выделением теплоты набухания и сжатием системы; далее происходит диффузия молекул растворителя в высокомолекулярное вещество, сопровождающаяся значительным увеличением объема последнего, т.е. набуханием. Одновременно макромолекулы начинают медленно диффундировать в растворитель.

Если энергии выделяющейся при сольватации достаточно для разрыва межмолекулярных связей, то процесс набухания заканчивается образованием однородной гомогенной системы, т.е. растворением. В таком случае набухание называют неограниченным. Если энергии, выделяющейся при сольватации, недостаточно для разрыва межмолекулярных связей, то происходит только увеличение объема высокомолекулярного вещества и набухание называют ограниченным, оно заканчивается образованием геля. В этом случае для получения раствора используют дополнительную энергию, обычно тепловую.

На этом основании деление высокомолекулярных веществ на ограниченно (желатин, крахмал, МЦ, NаКМЦ и др.) и неограниченно (пепсин, камеди, экстракты) набухающие.

 

На величину набухания оказывают влияние следующие факторы:

- форма макромолекул высокомолекулярного вещества: с изодиаметрическими макромолекулами (пепсин, лидаза, трипсин) при растворении набухают незначительно; с ассиметрическими макромолекулами - при комнатной температуре только набухают,

- температура: для получения растворов желатина и крахмала необходимо повышение температуры, что способствует переходу нерастворимого при комнатной температуре студня в раствор, а для получения раствора МЦ необходимо понижение температуры,

- наличие в прописи электролитов и водоотнимающих веществ, представляющих собой лекарственные вещества, при этом величина набухания уменьшается,

- степень измельченности высокомолекулярного вещества: предварительное измельчение увеличивает скорость набухания.

Растворы ВМС устойчивые системы, однако, при определенных условиях возможно нарушение устойчивости, что приводит к высаливанию, коацервации, застудневанию. Провизор-технолог должен это учитывать, т. к. лекарственные препараты с нарушенной устойчивостью отпуску не подлежат.

Высаливание – это выпадение в осадок ВМС, вызываемое добавлением низкомолекулярных электролитов или водоотнимающих веществ (сахарный сироп, спирт, глицерин). Высаливание наступает, когда ионы добавляемых солей, гидратируясь, отнимают воду у молекул ВМС. Для предотвращения высаливания низкомолекулярные электролиты и водоотнимающие вещества следует добавлять к раствору ВМС в виде растворов и небольшими порциями при перемешивании.

Коацервация – образование двух жидких фаз, одна из которых концентрированный раствор ВМС, а вторая разбавленный раствор ВМС. Коацервация наступает после добавления к раствору ВМС низкомолекулярного электролита (простая коацервация) или высокомолекулярного электролита (комплексная коацервация).

Застудневание – происходит со временем и при определенных условиях в результате образования пространственной структуры за счет взаимодействия несольватированных участков макромолекул. В начальной стадии студнеобразования возможен переход студня в раствор под действием механических сил (встряхивание, перемешивание) – явление тиксотропии. Поэтому при отпуске лекарственного препарата следует сделать предупредительную надпись «Перед употреблением взбалтывать».

Коллоидные растворы

 

Коллоидные растворы – ультрамикрогетерогенные системы, состоящие по крайней мере из 2-х фаз. Каждая частица – это агрегат атомов и молекул, называемый мицеллой. Коллоидные растворы оптически активны, т. е. способны рассеивать свет, имеют малую скорость диффузии. Поперечные размеры частиц значительно меньше пор обычных фильтров, поэтому коллоидные растворы можно фильтровать, если отсутствует их адсорбция фильтрующими перегородками. Через полунепроницаемую мембрану коллоидные частицы не проходят. С технологической точки зрения наиболее важным свойством коллоидных растворов является высокая степень их лабильности, которая ограничивает их применение в качестве лекарственных препаратов. В фармацевтической практике находят применение лекарственные вещества, представляющие собой защищенные коллоиды, которые состоят из коллоидного компонента и высокомолекулярного вещества. Например, колларгол, протаргол, ихтиол. Защищенные коллоиды характеризуются обратимостью, спонтанностью растворения и относительной ной устойчивостью.

Коллоидные растворы термодинамически неустойчивые системы. В них сильно развита межфазная поверхность, поэтому наблюдается максимальный запас свободной поверхностной энергии, а система стремится снизить запас свободной поверхностной энергии (следствие из второго закона термодинамики).

Различают три вида устойчивости гетерогенных систем:

1 – седиментационную

2 – агрегативную

3 – конденсационную

Седиментационная устойчивость – способность частиц дисперсной фазы находиться во взвешенном состоянии, т. е. не оседать под действием силы тяжести.

Агрегативная устойчивость – способность частиц дисперсной фазы не изменять свои размеры во времени, т.е. противостоять слипанию (агрегации).

Конденсационная устойчивость – способность коллоидных частиц сохранять свою индивидуальность в образовавшемся агрегате, т.е. противостоять конденсации.

Относительная устойчивость коллоидных растворов обусловлена наличием двойного электрического слоя на поверхности частиц дисперсной фазы, сольватацией противоионов, а также наличием высокомолекулярного гидрофильного вещества.

Потеря агрегативной устойчивости коллоидных растворов называется коагуляцией. В результате происходит укрупнение частиц (потеря конденсационной устойчивости) и образование хлопьев, выпадающих в осадок или всплывающих (потеря седиментационной устойчивости). Исходя из этого, коагуляцию классифицируют на скрытую и явную. Скрытая коагуляция заключается в потере агрегативной устойчивости и слипании частиц. Явная коагуляция, когда агрегаты частиц выпадают в осадок или всплывают. Скрытая коагуляция не всегда переходит в явную, этот процесс может продолжаться длительное время. В начальной стадии процесс коагуляции может быть обратимым.

Чтобы получить устойчивые коллоидные растворы, необходимо знать факторы, вызывающие коагуляцию:

1 – наличие и количество в прописи низкомолекулярных электролитов и неэлектролитов (сахарный и фруктовые сиропы, глицерин, спирт);

2 – изменение температур;

3 – механическое воздействие;

4 – различные виды излучения (свет);

К лекарственным веществам, образующим коллоидные растворы, относятся протаргол, колларгол, ихтиол и другие растворы – танин, мыла и др. Протаргол – оксид серебра, защищенный продуктами гидролиза белка, содержит 7,7-8,3 % серебра оксида. Колларгол содержит не менее 70% серебра оксида и до 30% белковых веществ.

Протаргол легко набухает и самопроизвольно переходит в раствор. Раствор для наружного применения процеживают или фильтруют через беззольный фильтр, чтобы не произошло коагуляции.

Колларгол медленно набухает и поэтому его растворы готовят при растирании его с небольшим количеством воды и последующим разбавлением растворителем. Растворы процеживают через вату. Оба растворы светочувствительны.

Ихтиол – смесь сульфидов, сульфатов и сульфонатов, получаемых из продуктов сухой перегонки битуминизированных сланцев.
Это сиропообразная жидкость растворимая в воде и частично в этаноле. Процеживают растворы ихтиола через вату.

 

 

Растворы полуколлоидов

 

Это системы, в которых вещество находится одновременно как в истинно растворенном, так и в коллоидном состоянии. Большинство полуколлоидов – электролиты, способные давать при растворении простые и ассоциированные ионы. К числу полуколлоидов, применяемых в фармации, относятся мыла, препараты дубильных веществ и др.

Приготовление растворов ВМС и коллоидных растворов складывается из следующих последовательных стадий:

- расчет количества лекарственных веществ и воды;

- растворение с учетом физико-химических свойств лекарственных веществ;

- процеживание и фильтрация;

- упаковка и оформление к отпуску;

- оценка качества растворов ВМС и коллоидных растворов.

 

Расчет количества лекарственных веществ и воды

Растворы ВМС и защищенных коллоидов готовят в массообъемной концентрации в соответствии с требованиями «Инструкции по приготовлению жидких лекарственных форм в аптеках», утвержденной приказом МЗ РФ № 308 от 21.10.97. Исключение составляют растворы крахмала, которые готовят по массе. Причем, если концентрация раствора не указана, то готовят 2% раствор по прописи ГФ VII: крахмала 1 ч, воды холодной 4 ч, воды горячей 45 ч.

Растворение неограниченно набухающих ВМС (пепсин, трипсин, химотрипсин и др.) не отличается от растворения низкомолекулярных веществ. Растворение проводят в подставке по общим правилам приготовления растворов массобъемным способом.

В технологии растворов ограниченно набухающих ВМС и защищенных коллоидов на стадии растворения имеются существенные особенности, зависящие от физико-химических свойств этих веществ и требующие использования дополнительных приемов (например, изменение температуры, предварительное растирание с частью растворителя).

Фильтрация (процеживание) водных растворов ВМС и защищенных коллоидов проводится через рыхлый тампон ваты, марлю, стеклянный фильтр № 1 и № 2. При фильтрации растворов белков (пепсина), защищенных коллоидов не рекомендуется пользоваться фильтровальной бумагой (кроме обеззоленной), т. к. происходит адсорбция макромолекул веществ на фильтровальной бумаге, что вызывает изменение концентрации лекарственного вещества в растворе.

Упаковку растворов ВМС и защищенных коллоидов проводят во флаконы бесцветного или оранжевого стекла (для светочувствительных веществ). Закрывают пластмассовыми или резиновыми пробками и завинчивающейся крышкой.

Оформление растворов ВМС и защищенных коллоидов должно соответствовать приказу МЗ РФ № 376 от 13.11.96. «Об утверждении единых правил оформления лекарств, приготовляемых в аптеках».

Предупредительные надписи: «Хранить в прохладном месте» (быстро подвергаются микробной порче), «Перед употреблением взбалтывать» (для обеспечения точности дозирования гетерогенных систем), «Беречь от детей». Для растворов желатина концентрацией выше 15% необходима предупредительная надпись «Перед употреблением подогреть до образования раствора», т. к. раствор желатина при хранении теряет свою текучесть и переходит в студень.

Оценку качества водных растворов ВМС и защищенных коллоидов проводят по следующим показателям: анализ документации, правильность упаковки и оформления, органолептический контроль, отсутствие механических включений, отклонения в объеме (массе).

 

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 793;