Схема изготовления порошков в аптечных условиях
Изготовление порошков состоит из нескольких технологических операций (рис. 9):
| Измельчение (порошкование) |
| Просеивание |
| Смешивание |
| Дозирование |
| Упаковка и оформление |
| СЛОЖНЫЕ ПОРОШКИ |
| Простые порошки |
Измельчение (Pulveratio)
Порошки в зависимости от медицинского назначения, как было уже упомянуто выше, должны иметь различный размер частиц.
Учитывая, что прописываемые в рецепте лекарственные вещества могут отличаться друг от друга по своим физико-химическим свойствам (кристаллические и аморфные, могут иметь разную плотность, твёрдость, цвет, запах и др.) измельчение их будет проводиться по определённым правилам.
Теоретические основы измельчения
При измельчении преследуют следующие цели: достижение более быстрого и полного терапевтического эффекта, обеспечение необходимой точности дозирования лекарственных веществ и получение их равномерной, однородной смеси. Твёрдые вещества можно механически измельчить до частиц желаемого размера раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, резанием, ударом, распиливанием, истиранием и различными их комбинациями. При приготовлении порошков чаще всего используют истирание и раздавливание.
Рисунок 10. Способы измельчения: а – раздавливание; б,в – раскалывание; г – разламывание; д – резание; е – распиливание; ж – истирание; з – жесткий удар; и – свободный удар.
|
|
|
сжатию, разрушается. В результате получаются частицы различного размера и формы. При истирании тело измельчается под действием сжимающих и растягивающих сил. В результате получается мелкий порошкообразный продукт (рис. 10). В основе процесса измельчения лежат общие теоретические положения этого механического процесса, присущего не только изготовлению порошков. В процессе измельчения твёрдое тело испытывает упругие и пластические деформации. Упругие (обратимые) деформации после снятия нагрузки практически полностью
исчезают, когда внутреннее напряжение в нём превысит предел прочности Прираздавливании – измельчаемое тело под воздействием нагрузки деформируется во всём объёме, и При пластических (необратимых) деформациях прекращение внешнего воздействия не приводит к восстановлению формы и размеров твёрдого тела. Прочность материала, то есть свойство материала противостоять разрушению, нарушается, форма его изменяется и оно измельчается.Согласно теории академика П.А. Ребиндера на измельчение материала затрачивается энергия, равная сумме работы деформации твёрдого тела и работы образования новых поверхностей:
|
|
|
, где
А – полная работа измельчения, Дж;
K – коэффициент пропорциональности, равный работе деформирования единицы объёма измельчаемого тела, Дж;
DV – изменение объёма измельчаемого тела, м3;
d – поверхностное натяжение (энергия образования единицы поверхности), Дж;
DS – новая поверхность, образующаяся при разрушении тела, м2.
Из этой формулы следует, что работа измельчения увеличивается пропорционально как объёму измельчаемого материала, так и величине образовавшейся поверхности. Это означает, что с уменьшением конечного размера частиц расход энергии резко возрастает, что требует применения значительных усилий. Однако, при совместном измельчении, например, солей, возникает эффект понижения прочности веществ, что используют при изготовлении сложных порошков. Например, измельчение серы протекает значительно легче в присутствии водорастворимых веществ, поэтому их измельчают вместе. Кроме того, в качестве веществ снижающих прочность используют жидкости, в частности, в аптечных условиях используют этанол и диэтиловый эфир.
Работами академика П. А. Ребиндера был раскрыт механизм понижения прочности, и это явление получило название «эффект Ребиндера». Эффект Ребиндера заключается в том, что добавляемые вещества, будь то порошки или жидкости, адсорбируются в местах дефектов кристаллической решётки твёрдых тел, например, в микротрещинах. Адсорбция веществ-добавок, с одной стороны, вызывает снижение поверхностной энергии, чем облегчается диспергирование, а с другой стороны, приводит к возникновению сил взаимного электростатического отталкивания адсорбционных слоёв, расположенных на противоположных стенках микротрещин (рис. 11). В связи с этим появляется расклинивающий эффект, усиливающий разрушающее действие.
|
|
|
Рисунок 11. Схема расклинивающего действия жидкостей («эффект Ребиндера»)
В результате такого расклинивающего эффекта значительно снижаются внешние энергетические затраты на процесс измельчения. Положительная роль добавок состоит и в том, что их адсорбционные слои препятствуют слипанию вновь образовавшихся частиц, это особенно важно для веществ, обладающих ярко выраженными свойствами адгезии и когезии (камфора, ментол, борная кислота и др.), называемых труднопорошкуемыми, измельчение их проводят с обязательным добавлением вспомогательных жидкостей.
Необходимо отметить, что адгезия (прилипание) – это молекулярное притяжение между поверхностями двух соприкасающихся разнородных твёрдых или жидких фаз, склеивание за счёт действия физических и химических межмолекулярных сил. Она проявляется в прилипании лекарственных веществ к ступке, в которой проводят измельчение и к пестику.
|
|
|
Когезия – это сцепление однородных молекул, атомов или ионов, которое включает все силы межмолекулярного и межатомного притяжения внутри одной фазы.
Б. В. Дерягин установил оптимальное количество жидкости, которое необходимо добавить для достижения расклинивающего эффекта.
Правило Дерягина звучит следующим образом: максимальный эффект диспергирования в жидкой фазе наблюдается при добавлении от 40 до 60% жидкости от массы измельчаемого вещества, то есть 0,4-0,6 мл жидкости на 1 г.
Необходимо отметить, что увеличение поверхности порошка сопровождается возрастанием поверхностной энергии системы, так называемой энергии Гиббса. Её появление объясняется различным состоянием молекул вещества в объёме частицы и в его поверхностном слое. Наличие поверхностной энергии Гиббса обусловлено неполной компенсированностью межмолекулярных сил притяжения у молекул поверхностного слоя вследствие их слабого взаимодействия с граничащей фазой (например, воздухом). Мерой измельчённости веществ является характеристика, называемая величиной удельной поверхности, которую можно выразить следующим уравнением:
, где
Sуд – удельная поверхность 
;
К – коэффициент пропорциональности;
D – дисперсность порошка, равная 
, то есть величина обратная размеру частиц, м;
S – поверхность частиц, м2;
V – объём частиц, м3;
Из этого уравнения следует, что удельная поверхность возрастает с ростом раздробленности порошка, с увеличением его мелкости, то есть чем мельче порошок, тем его удельная поверхность больше.
Важно отметить, что увеличение поверхностной энергии Гиббса, и удельной поверхности порошка способствует активизации физико-химических свойств твёрдых тел, таких как растворимость, адсорбционная активность и др. Улучшение растворимости приводит к повышению терапевтической активности порошков, поскольку как следствие, улучшается всасывание лекарственных веществ. Абсорбционные явления в порошках проявляются в том, что при максимальном измельчении на поверхности твёрдых частиц из окружающего воздуха адсорбируются газы и влага, в результате чего порошковая смесь становится рыхлой, частицы слипаются, образуя крупные агрегаты. Это явление при изготовлении порошков является нежелательным.Таким образом, мелкость порошка должна быть оптимальной в зависимости от физико-химических свойств лекарственных веществ и от назначения порошков.
В аптечной практике измельчение проводят в аптечных ступках пестиками, которые чаще всего готовят из фарфора. Внутренняя поверхность ступки пористая, шероховатая, что улучшает измельчение веществ. Ступки выпускают семи номеров в зависимости от рабочего объёма ступки (табл. 10). Пестик, с помощью которого измельчают находящиеся в ступке лекарственные вещества, должен соответствовать размеру ступки. При выборе необходимого номера ориентируются на оптимальные загрузки ступок. Общая масса порошка должна быть близка к оптимальной загрузке и не должна превышать максимальную загрузку ступки. При подсчёте общей массы порошков, в состав которых входят лёгкие (легкоподвижные, «пылящие», с малой объёмной массой) лекарственные вещества, количество последних теоретически удваивается.
Таблица 10-Параметры аптечных ступок
| № ступки | Диаметр | Рабочая поверхность | Рабочий объем, см2 | Время измельчения | Максимальная загрузка, г | Оптимальная загрузка, г | |
| см2 | коэффициент | ||||||
| 1 | 50 | 45 | 1 | 20 | 60 | 1,0 | 0,5 |
| 2 | 75 | 90 | 2 | 80 | 90 | 4,0 | 1,5 |
| 3 | 86 | 90 | 2 | 80 | 90 | 4,0 | 1,5 |
| 4 | 110 | 135 | 3 | 160 | 120 | 8,0 | 3,0 |
| 5 | 140 | 225 | 5 | 320 | 150 | 16,0 | 6,0 |
| 6 | 184 | 450 | 10 | 360 | 210 | 48,0 | 18,0 |
| 7 | 243 | 765 | 17 | 2240 | 300 | 112,0 | 42,0 |
Учитывая, что рабочая поверхность ступок шероховатая, при измельчении небольшое количество измельчаемого первым вещества остаётся в этих порах, т. е. теряется в порах ступки. Это явление необходимо учитывать, выбирая их всего состава порошка то вещество для внесения первым в ступку, которое меньше теряется в порах.
При этом следует учитывать относительные потери веществ в порах ступки. И. А. Муравьёвым и В. Д. Козьминым экспериментально определены размеры абсолютных потерь для многих лекарственных веществ при их измельчении в ступке №1, они представлены в таблице 11. Для ступок других размеров величину потерь, найденную для ступки №1, умножают на коэффициент рабочей поверхности ступки (табл. 10). Причём, учитывают относительные потери вещества, то есть потери вещества, найденные в процентах, по отношению к общему его количеству, выписанному в рецепте.
Время измельчения порошка определяется необходимостью получить порошок достаточной степени измельчения, оптимальное время измельчения для каждого номера ступки приведено в Приложении.
При отсутствии специальных указаний в частных фармакопейных статьях лекарственные вещества в соответствии с требованиями ГФ XI измельчают до размера частиц не более 0,160 мм.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 2084; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!