Файл: Занятие растворы высокомолекулярных соединений и защищенных коллоидов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 21
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ
Растворы высокомолекулярных соединений и защищенных коллоидов
ЗАДАНИЕ 1: Используя, теоретический материал в тетради письменно ответьте на вопросы:
1. Характеристика высокомолекулярных соединений, их классификация, свойства, применение в фармацевтической практике.
2. Механизм растворения неограниченно и ограниченно набухающих ВМС.
3. Характеристика растворов защищенных коллоидов, их свойства и механизм стабилизации.
4. Общие свойства и различия растворов ВМС и защищенных коллоидов.
5. Правила добавления лекарственных веществ к растворам ВМС и защищенных коллоидов.
6. Оценка качества растворов ВМС и коллоидов в соответствии с требованиями ГФ X РФ и другими нормативными документами.
Теоретический материал:
РАСТВОРЫ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Высокомолекулярными соединениями называются природные или синтетические вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч (не ниже5 — 10 тысяч) до миллиона и более.
Молекулы этих соединений представляют гигантские образования, состоящие из сотен и даже тысяч отдельных атомов, или групп атомов, поэтому такие молекулы принято называть макромолекулами. Макромолекулы высокомолекулярных соединений (ВМС) чаще всего представляют собой длинные нити, переплетающиеся между собой или свернутые в клубки, причем длина их значительно больше поперечника. Так, длина молекулы целлюлозы равна 400 — 500 нм, а поперечник 0,3 — 0,5 нм. Следовательно, эти молекулы резко анизодиаметричны и при соприкосновении с соответствующим растворителем образуют истинные (молекулярные) растворы.
Характерная особенность большинства ВМС — наличие в их молекулах многократно повторяющихся звеньев. Это повторение зависит от степени полимеризации. Отсюда эти вещества имеют еще и второе название — полимеры.
Растворы ВМС — термодинамически равновесные системы, которые длительное время являются устойчивыми, если нет воздействия внешних факторов (свет, тепло, растворы электролитов).
ВМС классифицируют по способу получения и по применению
1. – по способу получения
1.1 Природные ВМС белки высшие полисахариды животные (крахмал, полисахариды, целлюлоза) растительные (пепсин, трипсин, дезокси – 83 рибонуклеаза, желатин, желатоза)
1.2 Синтетические ВМС карбоцепные гетероцепные (поливиниловый спирт, полистирол, (МЦ, карбоксилметил поливинилпирролидон) целлюлоза, полигликоли, 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 высокой температуры.
Характерной особенностью ВМС является наличие длинных цепных молекул, утрата цепного строения влечет 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.
Чем больше полярных участков в молекуле ВМС, тем лучше оно растворимо в воде. Свойства ВМС зависят от величины и от формы их макромолекул. ВМС, обладающие сферическими молекулами (гемоглобин, гликоген, пепсин, трипсин, панкреатин и др.), обычно представляют собой порошкообразные вещества и при растворении почти не набухают. Растворы этих веществ обладают малой вязкостью даже при сравнительно больших концентрациях и подчиняются законам диффузии и осмотического давления. ВМС с сильно асимметричными линейными (разветвленными), вытянутыми молекулами (желатин, производные целлюлозы) при растворении сильно набухают и образуют высоковязкие растворы, не подчиняющиеся закономерностям, присущим растворам низкомолекулярных веществ. Растворение ВМС с линейными молекулами протекает в две стадии: первая (сольватация-гидратация) при этом происходит разрушени связей между отдельными макромолекулами. Во второй стадии набухания растворитель просто диффузно всасывается в петли сетки, образуемой спутанными нитями макромолекул. В этой стадии происходит поглощение большого количества растворителя и увеличение объема набухающего ВМС в 10 — 15 раз.
Набухание может быть неограниченным и ограниченным. Неограниченное набухание заканчивается растворением. Соединение сначала поглощает растворитель, а затем при той же температуре переходит в раствор. При ограниченном набухании высокомолекулярное соединение поглощает растворитель, а само в нем не растворяется, сколько бы времени оно не находилось в контакте. Ограниченное набухание такого соединения всегда заканчивается образованием эластичного геля (студня). Однако ограниченное набухание, обусловленное ограниченным растворением, часто при изменении условий переходит в неограниченное.
Так желатин и агар-агар, набухающие ограниченно в холодной воде, в теплой воде набухают неограниченно, чем пользуются при растворении этих веществ. Набухание ВМС носит избирательный характер. Они набухают лишь в жидкостях, которые близки им по химическому строению. Соединения, имеющие полярные группы, набухают в полярных растворителях, а углеводородные — только в неполярных жидкостях. Выделение из раствора ВМС происходит при добавлении больших количеств электролита. При этом может происходить:
Коагуляция связана с простым уменьшением растворимости ВМС в концентрированном растворе электролита и принято называть, высаливание. При приготовлении растворов ВМС по прописям, включающим осадители, целесообразно последние добавлять к раствору ВМС в виде раствора. ВМС необходимо обязательно растворять в чистом растворителе, так как в растворе солей растворение этих веществ происходит трудно. Под действием перечисленных факторов наблюдается также явление коацервации – разделение системы на два слоя. Коацервация отличается от высаливания следующим. Вещество, то есть дисперсная фаза, не отделяется от растворителя в виде твердого хлопьевидного осадка, а собирается сначала в невидимые невооруженным глазом жирные капли, которые постепенно сливаются в капли большого размера, а затем происходит расслаивание на два слоя: первый — концентрированный слой полимера и растворителя; второй — разбавленный раствор того же полимера.
Под действием низких температур возможны и такие явления, как желатинирование или застудневание, и синерезис. От высаливания застудневание отличается тем, что не происходит разделения системы с образованием осадка, а вся система в целом переходит в особую промежуточную форму своего существования — студень, или гель, причем это состояние характеризуется полной утратой текучести. Процесс застудневания может происходить в самом студне, что может привести к разделению системы на две фазы: концентрированный студень и растворитель, который содержит молекулы ВМС. Это явление застудневания, которое происходит в студне, называется синерезис, характерно для растворов крахмала.
Приготовление растворов неограниченно набухающих ВМС
К неограниченно набухающим ВМС, чаще всего применяемым в фармацевтической практике, относятся пепсин, экстракты солодки, красавки и др.
При приготовлении растворов неограниченно набухающих веществ руководствуются общими правилами приготовления растворов низкомолекуляриых веществ, принимая во внимание свойства лекарственных веществ и растворителей.
Rp.: Pepsini 2,0
Acidi hydrochlorici 5 ml
Aquae purificatae 200 ml
Misce. Da. Signa. По 1 – 2 столовых ложки 2 – 3 раза в день во время еды
Данная лекарственная форма микстура-раствор, в состав которой входит неограниченно набухающее ВМС (фермент) – пепсин, хорошо растворимый в воде, и сильнодействующее вещество – кислота хлороводородная.
Особенность технологии микстур с пепсином – соблюдение последовательности смешивания компонентов. Так как пепсин инактивируется в сильных кислотах, то смешивание прописанных компонентов производят в такой последовательности: вначале готовят раствор кислоты и в нем растворяют пепсин.
Микстуры с сухими и густыми экстрактами.
Технология микстур с сухими экстрактами не отличается от технологии микстур из порошкообразных лекарственных веществ. При приготовлении микстур из густых экстрактов их добавляют к жидкостям двумя способами в зависимости от количества прописанного экстракта. В связи с тем, что промышленностью выпускается два экстракта солодки – густой и сухой, при отсутствии в рецепте точного указания подразумевают густой экстракт.
Приготовление растворов ограниченно набухающих ВМС
Примером ограниченно набухающих веществ в холодной воде и неограниченно набухающих при нагревании являются желатин и крахмал.
Rp.: Solutionis Gelatinae 5 % 50,0
Da. Signa. По 1 столовой ложке через 2 часа
Отвешивают 2,5 г сухого желатина, помещают в тарированную 87 фарфоровую чашку, заливают 10-кратным количеством холодной воды и оставляют набухать на 30 — 40 минут. Затем добавляют остальную воду, смесь ставят на водяную баню (температура 60 — 70 °С ) и при перемешивании достигают полного растворения желатина и получения прозрачного раствора. Доводят водой до требуемой массы.
Полученный раствор при необходимости процеживают во флакон и отпускают с этикеткой «Хранить в прохладном месте», потому что под влиянием микроорганизмов может происходить порча раствора. Больному надо объяснить, что перед применением лекарственную форму следует подогреть, так как раствор может уплотниться.
Для внутреннего употребления и клизм готовят 2 %-ный раствор крахмала согласно прописи ГФ ХIV. Растворы такой концентрации готовят в тех случаях, когда их концентрация не обозначена в рецепте.
Раствор готовят по массе следующим образом:
2 части крахмала смешивают с 8 частями холодной воды и при перемешивании добавляют к 90 частям кипящей воды. Помешивают, нагревая до кипения. В случае необходимости можно процедить через марлю.
Растворы нестойкие, подвергаются микробной порче, поэтому их готовят ex tempore. Внутрь применяют растворы крахмала как обволакивающее средство для защиты чувствительных окончаний слизистой оболочки от воздействия раздражающих веществ.
КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ
Коллоидные растворы представляют собой ультрамикрогетерогенпую систему, в которой структурной единицей является комплекс молекул, атомов и ионов, называемых мицеллами. Размер частиц дисперсной фазы коллоидных растворов находится в пределах от 1 до 100 нм. Ядро мицеллы образуется вследствие скопления отдельных молекул гидрофобного вещества. Двойной слой ионов, которые окружают ядро (адсорбционный и диффузный), возникает в результате или адсорбции ионов, или же вследствие диссоциации поверхностно размещенных молекул ядра под влиянием внешней среды. Соединения, из которых образуются ионы двойного слоя, называются ионогенными группами. В фармацевтической практике применяются главным образом гидрозоли, то есть дисперсные системы где дисперсионной средой является вода.
В связи с большим размером частиц коллоидные растворы обладают характерными свойствами: малая диффузионная способность низкое осмотическое давление, малая способность к диализу, способность рассеивать свет во все стороны при рассматривании раcтвopов в отраженном свете. Мицеллы в коллоидном растворе находятся в хаотическом движении. Для них характерно броуновское движение. Коллоидные растворы являются седиментационно устойчивыми системами. Седиментация - это процесс оседания частиц под действием силы тяжести.
Различают 3 вида устойчивости гетерогенных систем:
1 – седиментационную
2 – агрегативную
3 – конденсационную
Седиментационная устойчивость – способность частиц дисперсной фазы находится во взвешенном состоянии, т.е. не оседать под действием силы тяжести.