Растворы высокомолекулярных веществ

14.1. Общие сведения

К высокомолекулярным веществам (ВМВ) относят вещества с молекулярной массой более 10 000. Длительное время растворы ВМВ рассматривали как лиофильные коллоиды. Считалось, что дисперсная фаза состоит из мицелл — агрегатов макромолекул. Построение фазовых диаграмм состояний «растворитель—поли­мер» и применение к ним правила фаз позволили сделать вывод, что растворы ВМВ — термодинамически обратимые системы, т. е. истинные растворы, структурной единицей которых являются мак­ромолекулы или макроионы размером 1 — 100 нм (10^-7— 10^-9 м).

Растворы ВМВ обладают рядом особенностей по сравнению с растворами низкомолекулярных веществ, что обусловлено свой­ствами макромолекул: большим размером, широким диапазоном гибкости (жесткости), большим набором конформаций, способ­ностью к копформационным перестройкам при изменении рас­творителя, температуры и других факторов. По сравнению с ис­тинными растворами низкомолекулярных веществ для растворов ВМВ характерны меньшая скорость диффузии веществ; меньшие значения осмотического давления, изменения температур замер­зания и кипения, но более высокая вязкость. Интенсивность све­торассеяния растворов ВМВ на несколько порядков больше по сравнению с другими растворами, что может проявляться как опа-лесценция растворов. Вследствие большой молекулярной массы ВМВ нелетучи и не перегоняются с водяным паром.

Высокомолекулярные вещества могут применяться как лекар­ственные (крахмал, желатин, микрокристаллическая целлюлоза и др.), а также в качестве вспомогательных веществ (крахмал, желатин, производные целлюлозы и др.).

Классификация. ВМВ классифицируют по источникам получе­ния, пространственной структуре, особенностям растворения,

применению.

По источникам получения различают: природные — белки, в том числе ферменты (пепсин, трипсин); полисахариды (крахмал, целлюлоза); синтетические и полусинтетические — поливинил-пирролидон — ПВП, поливиниловый спирт — ПВС, метил-целлюлоза — МЦ, натрийкарбоксиметилцеллюлоза — Na-КМЦ и др.

По пространственной структуре ВМВ подразделяют на линей­ные (производные целлюлозы); разветвленные (амилопектин крах­мала); сетчатые (желатин).

По особенностям растворения выделяют ВМВ, ограниченно на­бухающие при данных условиях (структурированные ВМВ: жела­тин, крахмал, производные целлюлозы и др.); неограниченно набухающие при данных условиях (глобулярные белки — биопо­лимеры: пепсин, трипсин и др.).

По применению ВМВ классифицируют на три группы: лекарст­венные вещества (растворы желатина — кровоостанавливающее средство, растворы пепсина — способствуют перевариванию пищи и др.); вспомогательные вещества: стабилизаторы, эмульгаторы, пролонгаторы, основы для мазей и суппозиториев и другие (см. гл. «Лекарственные и вспомогательные вещества»); исходные ма­териалы для изготовления тары и укупорочных средств.

Как уже было сказано в гл. 5, 12, в качестве вспомогательных веществ ВМВ часто применяют для пролонгирования действия лекарственных веществ в различных лекарственных формах. На­пример, в глазных каплях. Продление действия может быть до­стигнуто повышением вязкости водных растворов. Для этого ис­пользуют ПВС, МЦ и Na-КМЦ, полиакриламид (ПАА). Эти ве­щества не оказывают влияния на зрение и обеспечивают необхо­димый контакт препаратов с глазом, не раздражая его. Применя­емые разбавленные растворы ПВС (1—2%), Na-КМЦ (1, 5%) и МЦ (0, 5—1 %) легко стерилизуются, при хранении в холодиль­нике остаются прозрачными.

Растворы ВМВ применяют также для стабилизации суспензий и эмульсий, в качестве основ мазей, для защиты слизистой обо­лочки желудка, прямой кишки и других органов от раздражающе­го действия лекарственных веществ.

Процесс растворения ВМВ идет в две стадии: набухание и соб­ственно растворение. Характер протекания этих процессов зависит от структуры ВМВ, расположения молекул в пространстве и их взаимодействия. Если стадия набухания самопроизвольно перехо­дит в стадию собственно растворения без изменения внешних ус­ловий, такие ВМВ называют неограниченно набухающими. К ним относят глобулярные белки (пепсин), ВМВ растительных экстрак­тов (белладонны, солодки и др.), дубильные вещества, танин и некоторые другие олигомеры. Если для перехода стадии набуха­ния в стадию собственно растворения требуется изменение усло­вий растворения, такие ВМВ называют ограниченно набухающими. К ним относят: желатин, крахмал, производные целлюлозы, по-ливинол и др.

На устойчивость растворов ВМВ оказывают влияние электро­литы, дегидратирующие вещества (спирты, сиропы и др.), рН раствора, факторы окружающей среды. При добавлении к раство-

рам ВМВ электролитов, дегидратирующих веществ возможно вы­саливание, обусловленное снижением растворимости ВМВ. При этом ВМВ может выделяться в виде хлопьев, осадка. Высаливание возможно при изменении температуры, рН и других факторов.

Кроме высаливания в растворах ВМВ под действием тех же фак­торов возможна коацервация — расслоение раствора ВМВ на два слоя: один слой — концентрированный раствор ВМВ в раствори­теле, второй — разбавленный раствор того же полимера.

Под действием некоторых факторов, в основном низких тем­ператур, возможно желатинирование (застудневание) раствора ВМВ. Раствор переходит из свободнодисперсного состояния в связнодисперсное (гель), что сопровождается потерей текучести. При дальнейшем структурировании образовавшегося геля может наблюдаться сииерезис — выделение из студня растворителя (воды).

Все описанные явления необходимо учитывать при выявлении несовместимости, изготовлении препарата, хранении и примене­нии.

Общая характеристика. Пепсин — протеолитический фермент, глобулярный белок, получаемый из слизистой оболочки желудка свиньи. Относится к группе неограниченно набухающих ВМВ. Применяют 2, 3 и 4% растворы в сочетании с кислотой хлори­стоводородной. Его активность проявляется при значениях рН рас­твора 1, 8 — 2, 0. Пепсин легко инактивируется в сильнокислой сре­де. При изготовлении растворов пепсина используют разведение разбавленной хлористоводородной кислоты 1: 10.

Благодаря глобулярному строению молекулы, стадия набуха­ния быстро переходит в стадию собственно растворения. Скорость процесса растворения в этом случае почти не отличается от ско­рости растворения низкомолекулярных веществ.

Желатин — продукт частичного гидролиза коллагена, белок, линейные молекулы которого, переплетаясь, в пространстве об­разуют сетчатый каркас, поэтому при растворении желатина выра­жена стадия набухания. Растворы желатина применяют как крово­останавливающее средство внутрь, для инъекций, в качестве ос­новы для мазей и суппозиториев. В качестве основ для мазей при­меняют желатиио-глицериновые гели, которые содержат от 1 % до 3% желатина, до 30% глицерина, 70 — 80% воды очищенной. Крахмал (ограниченно набухающее ВМВ) — полисахарид, со­стоящий из не растворимого в воде, но набухающего в ней ами-лопектина (разветвленная структура) — 90 — 80% и растворимой в воде амилозы (линейная структура) — 10 — 20%. Переплетаясь, молекулы образуют сетчатый каркас. Две составляющие крахмала различаются набухающей способностью и характером растворе­ния, что обусловливает особенности изготовления растворов крах­мала.

Если концентрация раствора не указана, для внутреннего при­менения и для клизм изготавливают 2 % раствор в соответствии с прописью ГФ VII, частей:

крахмал......................................................... 2

вода холодная................................................ 8

вода горячая................................................... 90

Раствор крахмала в подобных прописях выполняет функции обволакивающего средства, снижающего раздражающие свойства бромидов, хлоралгидрата и др.

В качестве вспомогательного средства для стабилизации эмуль­сий используют 10% раствор (гель) крахмала, стабилизации су­спензий — 5% раствор, которые готовят в массовой концентра­ции по прописям, частей:

10 % раствор 5 % раствор

крахмал....................................... 10 5

вода холодная.............................. 20 10

вода горячая......................... 70 85

С лечебно-профилактической целью и в качестве вспомогатель­ного средства (гидрофильный гель-мазь, а также в качестве скле­ивающего средства при изготовлении пилюль) применяют 7% раствор крахмала в глицерине, который изготавливают в концен­трации по массе по прописи, г:

крахмал............................................................ 7, 0

глицерин.......................................................... 93, 0

вода очищенная................................................. 7, 0

М= 100, 0

Воду очищенную используют для введения крахмала в глице­рин (в виде суспензии) и в процессе нагревания глицерина и растворения крахмала она испаряется.

Эфиры целлюлозы представляют собой порошки или волокни­стые материалы без вкуса и запаха. Их гели бесцветны, фармако­логически безвредны. В аптечной практике применяют 3 — 8 % гели МЦ, 4 — 6% гели Na-КМЦ в основном как вспомогательные ве­щества.

Регенкур (аквасорб) — сшитая форма натриевой соли карбо-ксиметилцеллюлозы очищенной — гранулированный порошок кре­мового цвета, аморфный, без запаха. Набухает в воде с образова­нием полупрозрачного геля, не растворим в этаноле, эфире, хло­роформе. Применяют регенкур в виде 5—10% гелей как основу для мазей и для очистки гнойных ран.

Поливиниловый спирт — порошок или крупинки белого или слегка желтоватого цвета, нерастворимые в этаноле. В воде и гли-

церине ПВС растворим при нагревании. Водные растворы ПВС обладают высокой вязкостью. Для изготовления мазей можно при­менять поливиниловый спирт в концентрации до 15 %.

NH₄ САКАПа (аммонийная соль редкосшитого сополимера акриловой кислоты с аллиловым эфиром пентаэритрита). САКАП позднее получил название «Акмид», а аммонийная соль его — «Аксам». В соответствии с новыми ТУ 2219-005-29053342-97 ред-косшитый акриловый сополимер выпускается под названием «Ареспол». В случае применения ареспола для получения структу­рированных гелей для мазей или для стабилизации дисперсных систем применяют нейтрализующие до рН 4—12 агенты триэта-ноламин или натрия гидроксид.

NH₄ САКАПа — аморфный порошок белого цвета, набухает и растворяется в воде, этаноле, ряде других гидрофильных раство­рителей. В качестве основы для мазей применяют водные 2 % гели в смеси с ПЭО-400 (от 20 до 60 %).

⇐ Предыдущая24252627282930313233Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: