Фактори, що впливають на стійкість гетерогенних систем

План.

Тема: СУСПЕНЗІЇ (SUSPENSIONES).

ЛЕКЦІЯ 10.1

1. Загальна характеристика суспензій.
2. Фактори, що впливають на стійкість суспензій.
3. Емульгатори та стабілізатори,їх класифікація, характеристика.
4. Приготування суспензій в аптеці
4.1. Технологічні стадії виготовлення суспензій дисперсійним методом.
4.1.1. Технологія суспензій гідрофільних речовин
4.1.2. Технологія суспензій гідрофобних речовин
4.2. Технологічні стадії виготовлення суспензій конденсаційним методом
5. Особливості виготовлення суспензій гідрофобних речовин з різко та нерізко вираженими властивостями.
6. Оцінка якості, збереження й удосконалення суспензій.

Суспензії – рідка лікарська форма, що містить як дисперсну фазу одну чи декілька подрібнених порошкоподібних лікарських речовин, розподілених у рідкому дисперсійному середовищі.
Залежно від величини часток суспензії розрізняють:
- грубі, які називають збовтаними мікстурами, мають розмір часток дисперсної фази більше 1 мкм, при стоянні швидко осідають, тому їх не проціджують;
- тонкі, які називають мутними чи опалесцентними мікстурами, розмір часток яких від 0.1 до 1 мкм, відрізняються від грубих суспензій тим, що в них осад утворюється повільніше.
Залежно від способу застосування суспензії розрізняють для
- внутрішнього,
- зовнішнього і
- парентерального застосування.
Якщо у формі суспензій прописуються ЛР для внутрішнього застосування, то їх називають мікстурами-суспензіямн. Як зовнішні засоби суспензії прописують для змазувань, спринцювань та ін. Рідше суспензії застосовують для ін’єкцій, в основному дом'язевих (для довенного введення не використовується).
В аптечній практиці найбільше використовуються суспензії, у яких дисперсійним середовищем є вода, водні витяжки з ЛРС, гліцерин, жирні олії.
Суспензії утворюються в наступних випадках:

• при призначенні в складі рідких ліків твердих інгредієнтів, нерозчинних в прописаному розчиннику;
• при призначенні твердих розчинних речовин у кількостях, що перевищують межу їх розчинності;
• коли в результаті протікання хімічних реакцій утворюються нові речовини, нерозчинні в прописаному розчиннику;
• коли при змішуванні двох розчинників погіршуються умови розчинності (наприклад, при додаванні нашатирно-анісових крапель до водних розчинів солей виділяється анетол).

У медичній практиці суспензії мають певне значення:

• надають можливість вводити тверді нерозчинні речовини у рідину, де вони мають високий ступінь дисперсності і здатні швидше і повніше виявляти свою лікувальну дію, що доведено численними біофармацевтичними дослідженнями;
• Дозволяють забезпечити пролонгування дії і регулювати її тривалість шляхом зміни величини часток лікарської речовини. Наприклад, суспензія аморфного цинк-інсуліну з частками близько 2 мкм викликає короткочасне зниження рівня цукру в крові. Суспензія кристалічного препарату з частками 10-40 мкм проявляє тривалу терапевтичну дію.

Суміш аморфного і кристалічного препарату забезпечує раннє настання терапевтичного ефекту і його тривалість. Необхідно відзначити, що суспензії – це важко дозовані лікарські препарати. Отруйні й сильнодіючі речовини через труднощі їх дозування в суспензіях, як правило, не відпускаються. Виключення складає випадок, коли кількість речовини списку Б, виписана у рецепті, не перевищує вищу разову дозу у всьому об’ємі лікарської форми. Суспензії не відпускаються і в тому випадку, колив результаті хімічної взаємодії між лікарськими речовинами утворюються отруйні осади.

Суспензії не мають здатності дифундувати, не мають осмотичного тиску, в них не спостерігається мимовільний хаотичний рух частинок. Характерна риса суспензій - здатність до відстоювання. Тому важливою вимогою, що висувається до суспензій є їх стійкість.
Стійкість суспензій залежить в першу чергу від властивостей лікарських речовин, що містяться в них, а саме: чи є ці речовини поверхнево гідрофільними чи гідрофобними. Суспензії гідрофільних речовин стійкіші, бо гідрофільні частки змочуються дисперсійними середовищем і навколо кожної з них утворюється гідратна оболонка, що перешкоджає агрегації дрібних часток у більші.
Гідрофобні частинки не захищені такою оболонкою, бо при зіткненні з водою вони не можуть утворювати стабілізуючу гідратну оболонку, а тому легко і мимовільно (під дією молекулярних сил) злипаються, утворюючи агрегати-пластівці (коагуляція), що швидко осідають. Якщо при коагуляції суспензій утворюються пластівці, погано змочувані водою, то вони спливають на поверхню. Спливання великих пластівчастих агрегатів гідрофобної речовини на поверхню води називається флокуляцією. Флокуляція підсилюється при збовтуванні, бо поверхня гідрофобної речовини погано змочується і це сприяє фіксації пухирців повітря біля твердої фази.
Стійкість суспензій залежить також від ступеня дисперсності (подрібнення) часток дисперсної фази та їх електричного заряду, який перешкоджає укрупненню і коагулюванню часток. Чим більш подрібнена речовина, тим стійкіша суспензія, тим точніше її дозування, ефективніша дія.
Стійкість залежить від відношення густини диспергованих частин дисперсної фази і дисперсійного середовища. Якщо густина дисперсної фази більша густини дисперсійного середовища, то частки швидко осідають. Якщо густина дисперсної фази менша від густини дисперсійного середовища, то частки спливають. Якщо густина дисперсної фази приблизно дорівнює густині дисперсійного середовища, то суспензія найбільш стійка.
Розрізняють седиментаційну і агрегативну стійкість суспензій.
Агрегативна стійкість – це стійкість проти злипання частинок. При седиментації суспензій можуть спостерігатися два різних випадки:
1) Частки осідають окремо, не з’єднуючись одна з одною. Осідання при цьому відбувається повільніше. Така агрегативна система називається агрегативно стійкою.
2) Тверді частинки суспензії коагулюють під дією молекулярних сил протягування й осідають у вигляді цілих пластивців. Такі системи називаються агрегативно нестійкими.
Седиментаційна стійкість – це стійкість проти осідання частинок, пов’язана тільки з їх розміром.
У будь - якій суспензії тверді речовини будуть седиментувати (осідати) зі швидкістю, що залежить від ступеню дисперсності твердих частинок та інших факторів.
Закон Стокса. Швидкість седиментації відображається формулою Стокса. При радіусі часток дисперсної фази менше 0.5 мкм формула Стокса не використовується, бо броунівський рух перешкоджає осадженню частинок для кулястих часток діаметром від 0.5 до 100 мкм швидкість осідання підпорядковується формулі Стокса.
Швидкість осідання прямо пропорційно залежить від радіуса часток дисперсної фази, різниці густин дисперсної фази і дисперсійного середовища і обернено пропорційна в’язкості дисперсійного середовища.

де V – швидкість руху (осідання), см/с,
r – радіус часток дисперсної фази,
d₁ – густина часток дисперсної фази, г/см³
d₂ - густина часток дисперсійного середовища, г/см³
ŋ – абсолютна в’язкість дисперсійного середовища, г/см^.с;
g – прискорення вільного падіння, м/с².
При використанні формули Стокса потрібно мати на увазі, що частки дисперсної фази повинні бути строго кулястої форми, абсолютно тверді і гладенькі; крім того, формула Стокса не відображає явищ, що відбуваються на межі розподілу фаз і залежить від того, чи є речовини гідрофобними чи гідрофільними.
Оскільки стійкість є величиною оберненою до швидкості седиментації, формулу Стокса можна дещо змінити і отримати:

де U – стійкість суспензій.

Стійкість суспензій буде тим більша, чим менший радіус часток дисперсної фази, чим ближче значення густини фази і дисперсійного середовища, чим більша в’язкість дисперсійного середовища. І тому, щоб підвищити стійкість суспензій, використовують такі прийоми:
підвищення в’язкості дисперсійного середовища, що досягається шляхом введення ПАР, в’язких рідин (гліцерину, сиропу), гідрофільних колоїдів, крохмалю та ін.;
диспергування твердих частинок до найменших розмірів; це досягається ретельним подрібненням речовин в ступці спочатку в сухому вигляді, а потім у присутності невеликої кількості рідини.
При подрібненні речовини у сухому вигляді ступінь дисперсності знаходиться в межах до 50 мкм, а якщо їх додатково подрібнювати в присутності рідини, то розмір часток зменшується до 0.1–5 мкм.
Необхідність додавання рідини пояснюється тим, що знижується твердість речовини, що подрібнюється, а рідини проникають у дрібні тріщини твердих часток, що утворюються при розтиранні речовин і створюють розклинюючий тиск, що є протидією лапласівському тиску. Мікротріщини розширюються і відбувається подальше подрібнення речовини.
Б.В. Дерягін встановив, що максимальний ефект диспергування в рідкому середовищі спостерігається при додаванні 0.4-0.6 мл рідини на 1 г твердої речовини. Відповідно до цього в технології ліків існує правило Дерягіна: для кращого подрібнення речовини рідини беруть у половинній кількості від маси речовини, що подрібнюється.
Гідрофільні речовини легше подрібнюються в присутності води, ніж в присутності неполярних рідин. Для полегшення диспергування гідрофобних речовин вигідніше брати спирт або ефір.
Стабілізація суспензій. Агрегативну стійкість суспензії отримують тоді, коли їх частки покриті сольватними оболонками, що складаються з молекул дисперсійного середовища. Такі оболонки перешкоджають укрупненню часток, будучи для розведених суспензій фактором стабілізації.
Для підвищення стійкості суспензій гідрофобних речовин, які на своїй поверхні не утворюють захисних гідратних шарів, їх треба ліофілізувати, тобто додати гідрофільний колоїд (стабілізатор), надаючи їм властивість змочуваності. Як стабілізатори застосовують природні чи синтетичні високомолекулярні сполуки:
Камеді
Білки
Желатозу
Рослинні слизи
Природні полісахаридні комплекси
Метилцелюлозу
Натрій-карбоксиметилцелюлозу
Полівінілпіролідон
Поліглюкін
Твіни
Спени
Бентоніти
Усі зазначені ПАР зменшують запас поверхневої енергії в системі. Найсильніше виявляється захисна дія в суспензіях ВМС. Розчини цих речовин не лише самі мають володіють значною стійкістю, але і передають цю властивість гідрофобним часткам. Стабілізуюча дія цих речовин полягає в утворені гідратних шарів на поверхні часток суспензії, а також в охоплені цих часток довгими ланцюжкоподібними макромолекулами.
Співвідношення між твердою фазою суспензії і захисними ВМС залежить від ступеню гідрофобності препарату і гідрофілізуючих властивостей захисної речовини і встановлюється експериментальним шляхом.

Таблиця 4

Кількість стабілізатора залежно від ступеню гідрофобності речовини

Стабілізатор	На 1.0 г речовини
З різко вираженими гідрофобними властивостями	З нерізко вираженими гідрофобними властивостями
Абрикосова камедь	0.5	0.25
Желатоза	1.0	0.5
5% розчин метилцелюлози	2.0	1.0
Твін – 80	0.2	0.1

Дата добавления: 2014-01-07