Пояснити основні фізико-хімічні способи мікрокапсулювання лікарських засобів

Фізико-хімічні методи мікрокапсулування ґрунтуються на фазовому розділенні в системі рідина — рідина і відзначаються простотою апаратурного оформлення, високою продуктивністю, можливістю поміщати в оболонку лікарські речовини в будь-якому агрегатному стані (тверді речовини, рідина, газ).

Ці методи дозволяють одержувати мікрокапсули різних розмірів і з заданими властивостями, а також використовувати винятково різноманітний асортимент плівкоутворювачів і одержувати плівки з різними фізико-хімічними параметрами (товщина, пористість, еластичність, розчинність тощо).

До цієї групи методів належать:

1) коацервація, яка може бути простою або складною (комплексною);

2) осадження нерозчинником;

3) утворення нової фази при зміні температури;

4) розпарювання леткого розчинника;

5) затвердіння розплавів у рідких середовищах;

6) екстракційне заміщення;

7) висушування розпиленням;

8) фізична адсорбція.

Процес мікрокапсулювання методами розділення фаз умовно можна поділити на чотири стадії. При одержанні мікрокапсул цими методами лікарську речовину диспергують у розчині або розплаві речовини, що утворює плівку. При зміні якогось параметра такої дисперсної системи (температури, складу, рН, уведення хімічних добавок та інших) домагаються утворення дрібних крапельок (коацерватів) навколо частинок речовини, що диспергується у вигляді «намиста», потім коацервати зливаються й утворюють тонку оболонку. Оболонки надалі піддають затвердінню для підвищення механічної міцності мікрокапсул і відокремлюють їх від дисперсійного середовища. Підвищення механічної міцності оболонок здійснюють й іншими способами: охолодженням, випаровуванням розчинника, екстракцією тощо.

Один із перших розроблених способів мікрокапсулування базується на явищі коацервації. Явище коацервації (від лат. coacervatio — скупчення, або об’єднання) полягає у виникненні у водному розчині поліелектролітів крапель, збагачених розчиненою полімерною речовиною. Злиття (коалесценція) крапель, що утворюються, спричиняє розділення системи на два рівноважні рідкі шари з чіткою поверхнею розділу між ними: шар з незначним вмістом поліелектроліту і шар з підвищеною його концентрацією, названого коацерватним шаром, або коацерватом.

Як плівкоутворювачі в цьому випадку використовують високомолекулярні колоїдні речовини, здатні дисоціювати у водному розчині на іони, тобто поліелектроліти. Вихідна коацерваційна система може містити одну високомолекулярну колоїдну речовину (проста коацервація) або, принаймні, дві (складна коацервація). Просту коацервацію одержують

додаванням неорганічних солей і зміною температури та концентрації системи, а складну — останніми двома чинниками або зміною рН.

Метод простої коацервації. Процес утворення микрокапсул простої коацервації протікає таким чином (рис. 206). Капсулюєму речовину (масло, масляні розчини вітамінів, гормонів та ін ЛР) емульгують в розчині желатину при 50°С.

Виходить емульсія М/В з можливим ступенем дисперсності 2-5 мкм (мал. 206, а). В розчин плівкоутворювача (останній в даній системі є зовнішнім середовищем) при постійному помішуванні додають 20% водний розчин натрію сульфату. Дегідратуючі властивості натрію сульфату викликають коацервацію желатину. Утворюється гетерогенна рідка система з неоднорідним розподілом в ній розчиненої речовини (мал. 206,6), що складається з двох фаз - збагаченої і збідненої молекулами розчиненої речовини (желатин). Мікрокраплі коацервата з пониженням температури починають концентруватися навкруги крапель масла, утворюючи спочатку «намисто» з мікрокрапель коацервата (мал. 206, в). Потім мікрокраплі зливаються, покриваючи краплю масла суцільною тонкою та поки що рідкою плівкою желатину (мал. 206, г) - утворюється мікрокапсула. Для застудневання оболонок мікрокапсул суміш швидко виливають в місткість з холодним розчином натрію сульфату (18-20°С). Фільтрують мікрокапсули і промивають водою з метою видалення розчину натрію сульфату. Ця операція може бути проведена на.нутч-фільтрах, рамних фільтрпресах або за допомогою центрифуг. Оболонки мікрокапсул містять 70-80% води. Сушка мікрокапсул може бути теплова (поличні конвенктивні сушарки, апарати з виброкиплячим шаром) або вона може бути здійснена за допомогою адсорбентів (силікагельні сушарки), обробкою віднимаючими воду рідинами (міцний етанол) і іншими способами. Методом простої коацервації можна мікрокапсулювати також тверді, водонерозчинні лікарські речовини (сульфаниламіди, антибіотики, люмінал і ін.).

Проста коацервація є результатом видалення водної оболонки, що сольватує, з оточення молекули розчиненого поліелектроліту. Складна коацервація спостерігається при взаємодії двох і більше полімерів, макромолекули яких несуть протилежні заряди, і їх взаємної нейтралізації.

Складні коацерватні системи поділяють на три основні типи:

— однокомплексні;

— двокомплексні;

— трикомплексні.

На відміну від простих коацерватів, в яких відбувається об’єднання молекул одного й того самого поліелектроліту, утворення складних коацерватів зумовлене взаємодією між позитивним і негативним зарядами різних молекул.

Суть способу висушування розпиленням полягає в розбризкуванні дисперсії речовини, що капсулується, в розчині матеріалу, який утворює плівку, потоком нагрітого газу-носія в спеціальних установках. Одержувані дрібні краплі «твердіють» в результаті видалення розчинника й затвердіння оболонок мікрокапсул.

Видалення розчинника з оболонок може бути досягнуто не тільки випарюванням, але й обробкою іншою рідиною, що змішується з розчинником, але не розчиняє матеріал, який утворює плівку. На цьому принципі базується метод екстракційного заміщення, однак, на відміну від методу утворення нової фази шляхом уведення нерозчинника, систему з речовиною, що капсулується, і розчином полімеру в цьому разі вводять у нерозчинник у вигляді попередньо сформованих крапель.

Мікрокапсулування, засноване на розділенні фаз, здійснюється в реакторах з опуклими днищами і обладнаними тихохідними мішалками з пристроєм для регулювання кількості обертів. При використанні органічних розчинників процес ведуть в атмосфері вуглекислого газу (під тиском). Для відділення мікрокапсул від рідкого середовища використовують центрифуги і фільтри (нутч-фільтри, рамні фільтр-преси). Сушіння отриманих мікрокапсул здійснюється на полицевих конвективних сушарках або в апара-тах із шаром, що віброкипить. Одночасно із висушуванням у таких апаратах відбувається сепарація мікрокапсул за розмірами. Іноді сепарацію проводять на подвійних вібраційних ситах періодичної або безперевної дії. Ще одним способом висушування мікрокапсул є використання адсорбентів (силікагель, дубильні кислоти), а також полімеризацією — одержанням щільно зшитих сіток полімерів із «вичавленням» води з оболонки.

3. Пояснити принцип роботи обладнання для стерилізації заповнених ампул (флаконів) та методи перевірки ампул (флаконів) на герметичність

Стерилізація заповнених ампул (флаконів)

У стерилізаторах (автоклавах) насиченою водяною парою під надлишковим тиском 0,11 МПа й температурі 120 ⁰С.

Стерилізація ампул сполучена зі стадією перевірки їх на герметичність Стерилізатор - апарат (посудина), працює під високим тиском. Двері обладнані запірним пристроєм із запобіжником (перешкоджають відкриттю дверей, якщо в автоклаві хат тиск). Внутрішні стінки стерилізатора - з високолегованої жароміцної сталі з електрополіруванням. СТЕРИЛІЗАТОР ОСНАЩЕНИЙ МАНОМЕТРОМ, ТЕРМОГРАФОМ, ЗАПОБІЖНИМ КЛАПАНОМ. ПОДАЧА ПАРИ - У НИЖНІЙ ЧАСТИНІ СТЕРИЛІЗАТОРА. АМПУЛИ НА ПЕРФОРОВАНИХ ПОЛКАХ ВІЗКА вкочують у стерилізатор. У стерилізаторі здійснюють стерилізацію, перевірку ампул на герметичність у пофарбованому розчині, мийку й ополіскування ампул знесоленою водою, сушіння.

Після стерилізації в камері за допомогою вакуумного насоса створюється розрядження і йде його заповнення забарвленим розчином (метиленовим синім). Потім забарвлений розчин відкачується з камери, а ампули двічі промивають водою очищеної. Далі - сушіння ампул. У камері створюється розрядження й сушіння здійснюється при невисокій температурі. По закінченні сушіння припиняється подача пари, у камеру надходить очищене повітря. Цикл стерилізації - триває близько 3 годин і він повністю автоматизований.

 

 

Білет № 14