Аэрозоли: характеристика, упаковка, условия хранения

Содержание

1. Введение ……………………………………………………..……..…3
2. Характеристика аэрозолей………………………………..……….…5
3. Аэрозольная упаковка……………………………………..…….…...6
4. Пропелленты ………………………………………………….….….12
5. Сравнительный анализ: спрей и аэрозоль……………………...….18
6. Технологический процесс производства аэрозолей…………...…21
7. Стандартизация и условия хранения препаратов в

аэрозольных упаковках…………………………………………..…25

8. Номенклатура аэрозолей…………………………………………...27
9. Заключение………………………………………………………..…28
10. Список литературы………………………………………………… 29

 

Введение

    Аэрозоли (от греч. «аэро» - воздух и «золь» - раствор) – мельчайшие капельки жидкости или твердые частицы, взвешенные в газообразной среде.

     Первое применение упаковок под давлением относится к концу XVII в., когда в продаже начали появляться газированные смеси. Русский химик М. С. Цвет (1872--1919 гг.) пользовался собственным приспособлением для получения аэрозольной струи. Первые патенты на устройства для получения аэрозоля выданы в Норвегии и США - авторы предложили применять хлорметил и хлорэтил в металлических или стеклянных упаковках.

     Бурный рост аэрозольной промышленности начался в 1941 г., когда во время Второй мировой войны американцы запатентовали упаковки под давлением, так называемые «бог-бомб», содержащие смеси фторводородов, хлорводородов и инсектицидов.

     В настоящее время во всех отраслях промышленности используется принцип аэрозольной упаковки для распыления жидкостей, порошков, пен, паст, кремов и др. Значительную долю среди них занимают препараты санитарно-гигиенического назначения: шампуни, средства для уничтожения бытовых насекомых, репелленты, дезодоранты, косметические средства, ветеринарные препараты.

     Интенсивное развитие науки и техники способствовали развитию производства медицинских и фармацевтических аэрозолей. Они достаточно часто используются в медицине благодаря большому количеству положительных свойств.

                  Преимущества аэрозольной лекарственной формы: 
1. Применение аэрозолей удобно, эстетично, гигиенично. 
2. Обеспечивается точная дозировка лекарства при использовании дозирующих устройств. 
3. Приводит к быстрому терапевтическому эффекту при сравнительно малых затратах лекарственных веществ. 
4. Аэрозольный баллон герметически закрыт, что исключает загрязнение лекарственного препарата извне. 
5. Аэрозольный баллон защищает препарат от высыхания, действия света и влаги. 
6. На протяжении всего срока годности аэрозоли сохраняют стерильность. 
7. При большом числе манипуляций сокращается количество обслуживающего персонала.

                        Аэрозолям присущи некоторые недостатки: 
— сравнительно высокая стоимость; 
— возможность взрыва баллона при ударе или действии высокой температуры; 
— загрязнение воздуха помещения лекарственными препаратами и пропеллентами при манипуляциях. 
     Однако, несмотря на недостатки, применение аэрозолей в медицинской практике считается прогрессивным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика  аэрозолей

     Аэрозоли - лекарственная форма, представляющая собой растворы, эмульсии, суспензии лекарственных веществ, находящиеся под давлением вместе с пропеллентами в герметичной упаковке, снабженной клапанно-распылительной системой (дозирующей или недозирующей).  (ОСТ)

     Термин  «аэрозоль» относится ко всем  аэродисперсным системам, если их  рассматривать с точки зрения  физической химии. По технологии, аэрозоль – это лекарство, находящееся в герметичном баллоне под давлением. А с медицинской точки зрения – способ применения лекарства, действие которого проявляется в диспергированном состоянии.

     Широкая  популярность применения фармацевтических аэрозолей в медицинской практике определяется, прежде всего, высокой терапевтической эффективностью, удобством применения и экономичностью.

Классификация аэрозолей

1.По типу дисперсности:

- Двухфазные (газ+жидкость или газ+порошок) - аэрозоли-растворы: «Ингалипт», «Каметон»;

- Трехфазные (газ+жидкость+порошок, газ+жидкость+жидкость) – аэрозоли-эмульсии: «Оксициклозоль», «Алупент»;

2.По назначению:

- Ингаляционные

- Дерматологические

- Гинекологические

- Проктологические

Аэрозоли специального назначения (кровоостанавливающие, перевязочные)

3.По способу применения:

- Лечебные аэрозоли для ингаляций – содержат порядка 80% пропеллента и 20% лекарственных веществ, размер частиц до 50 мкм;

- Лечебные аэрозоли для наружного применения:

a) душирующие – применяются для лечения ран, ожогов, лучевых поражений кожи в виде мази и линиментов

б) пенные – размер частиц  > 200 мкм, в основном применяются в гинекологии и проктологии;

в) пленкообразующие – используются при хирургических вмешательствах для защиты операционных швов и обеззараживания операционного поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аэрозольная упаковка

 

Для перевода лекарственных  веществ в аэрозольное состояние  используются упаковки, работающие под  давлением, называемые баллонами. 
 
Схема устройства аэрозольной упаковки приведена на рис. 1.

     Она состоит из баллона, клапана и содержимого в виде раствора, суспензии или эмульсии лекарственного препарата и пропеллента, герметически закрытого клапаном с распылительной головкой. Подача содержимого из баллона производится по сифонной трубке к отверстию штока клапана с помощью пропеллента. В случае применения в качестве пропеллента не сжатого, а сжиженного газа давление в баллоне остается постоянным, пока в нем будет находиться хотя бы одна капля жидкого пропеллента. 
 
 
 
Рис. 1. Устройство аэрозольной упаковки: 
 
а — двухфазная система; б — трехфазная система; 1 — баллон; 
2 — распылитель; 3 — клапан; 4 — сифонная трубка; 
5 - раствор лекарственного вещества; 6 - пары пропеллента; 7 - пропеллент 

      В зависимости от материала из которого изготовлен баллон их подразделяют на несколько групп: металлические, стеклянные, пластмассовые и комбинированные. Каждый вид баллонов имеет недостатки и преимущества. При их использовании учитывают в основном стоимость, наличие материалов для их изготовления, а также возможность упаковки тех или иных продуктов. 
     Вместимость упаковок может быть различной: от 3 мл до 3 л, кроме стеклянных, вместимость которых ограничена 300 мл. 
     Металлические баллоны изготавливают чаще всего из алюминия, внутреннюю поверхность которых покрывают защитными лаками, применяя различные полимерные материалы, антикоррозионные лаки или сополимеры. Большинство лекарственных веществ и многие парфюмерно-косметические продукты не могут быть внесены в металлические баллоны. Для упаковки этих веществ должны использоваться более инертные материалы. 
     Стеклянные баллоны изготавливают из нейтрального стекла марки НС-1 и НС-2, сверху покрывая их защитной полимерной оболочкой. При изготовлении стеклянных баллонов необходимо учитывать два основных условия: баллоны должны выдерживать внутреннее давление,, оказываемое пропеллентом (не менее 20 кгс/см²) и должны обладать прочностью на удар. Для обеспечения безопасности обращения со стеклянными аэрозольными баллонами их покрывают эластичными пленками. В случае разрушения осколки баллона удерживаются оболочкой. 
     Кроме того, стеклянные баллоны должны обладать химической и термической стойкостью, не иметь внутреннего напряжения стекла, иметь равномерную толщину стенок, дна и иметь минимум плоских поверхностей. 
     За рубежом применяется большой ассортимент пластмассовых баллонов из полипропилена, нейлона, полиэтилена, полиформальдегида, целкона и др.       

     Но несмотря на целый ряд преимуществ, пластмассы обладают проницаемостью для некоторых веществ и пропеллентов и плохо сохраняют свою форму при очень большом внутреннем давлении. В последние годы многими фирмами предлагаются аэрозольные упаковки, не содержащие пропеллентов. Выдача содержимого происходит сжатым воздухом с помощью микронасоса (механическим пульверизатором), навинчивающегося на горловину баллона и создающего давление воздуха в баллоне до 5 атм. Тонкодисперсную струю в таких случаях получают при сочетании высокого гидравлического давления, развиваемого насосом, с малым проходом сечения клапанов (для этого используют лазерные технологии). 
     Назначение аэрозоля, состояние содержимого баллона, его консистенция, состав и путь введения требуют применения раз личных, в каждом случае строго определенных типов клапанно-распылительных систем. Клапан аэрозольной упаковки должен обеспечивать ее герметичность при давлении в баллоне до 20 кгс/см' эвакуацию препарата из баллона. 
     Конструкции клапанных устройств классифицируют по трем признакам: принципу действия, cпocoбу крепления на баллоне и назначению. 
1. По принципу действия их классифицируют на группы: 
— пружинные, действующие при нажатии на распылительну головку вертикально вниз (пружинные, в свою очередь, делят на одноразовые и многократные; непрерывные и дозирующие); 
— качательные беспружинные, действующие при нажатии на распылительную головку сбоку; 
— клапаны с винтовым вентилем. 
2. По способу крепления на баллоне: 
— закрепляющиеся в стандартном отверстии баллона путем разжима вертикальных стенок корпуса клапана под бортик горловины баллона специальным цанговым устройством (дл металлических баллонов); 
— закрепляющиеся на горловине баллона путем завальцовки корпуса клапана или капсулы на специальных стенках (для стеклянных и пластмассовых баллонов); 
— клапаны, навинчивающиеся на горловину сосуда (для крупных баллонов многократного использования). 
3. По назначению: 
— стандартные для жидких продуктов; 
— для пен; 
— для вязких продуктов; 
— для порошков и суспензий; 
— клапаны специального назначения; 
— дозирующие клапаны.

     Отечественной фармацевтической промышленностью выпускаются четыре типа клапанов и девять типов распылителей и насадок к ним (рис.2, 3). Их подразделяют на: распылители для ингаляций 1, для лечения бронхиальной астмы 2, для суспензионных 3 и пленкообразующих 4 аэрозолей; насадки — стоматологические, ректальные, вагинальные 5 и др. 
 
 
 
 

 

 

Рис. 2. Стандартная  клапанно-распылительная система для  жидких продуктов:  
/ — распылительная головка (насадка); 

2 — шток; 

3 — пружина;

4 — резиновая манжета;                                                          

5 — корпус клапана; 

6 — сифонная трубка;

7 —прокладка; 8 — капсула (чашка)

                                                           

 

 

Рис.3. Распылители  и насадки аэрозолей

 
Пропелленты

 

- это эвакуирующие газы, с помощью которых внутри баллона создается давление.

Классификация

1. По величине давления насыщенных паров

1. Основные: способны создавать давление не < 2 атм.
2. Вспомогательные: способны создавать давление < 1 атм.

2. По агрегатному состоянию

1. Сжиженные газы:

• фторорганические соединения (хладоны и фреоны);
• углеводороды пропанового ряда (пропан, бутан, изобутан);
• хлорированные углеводороды (винил-, метилхлорид).

2. Сжатые газы (азот, закись азота, двуокись углерода);
3. Легколетучие органические растворители (метиленхлорид, этиленхлорид).

     В  технологии фармацевтических аэрозолей  чаще всего применяются сжиженные  газы – хладоны-11, 12, 114. Это газообразные  или жидкие вещества, хорошо растворимые  в органических растворителях и многих маслах, практически нерастворимые в воде, негорючие, не образующие взрывоопасных смесей с воздухом и относительно химически инертные.

 

Свойства основных типов пропеллентов и области  их применения

 

При использовании в  качестве пропеллентов сжиженных газов (если продукт смешивается с пропеллентом) дробление частиц происходит по двум механизмам.

Первый механизм состоит  в приложении механического усилия, которое действует на жидкость, когда  она выталкивается из баллона  через отверстие распылительной насадки в атмосферу.

Второй механизм заключается  в испарении сжиженных газов, которые после выхода продукта, бурно  испаряясь, дробят жидкость на мельчайшие частицы.

Если пропеллентом служит сжиженный газ, то в зависимости  от свойств жидкого продукта и пропеллента различают два случая: 1) продукт и пропеллент совмещаются и 2) продукт и пропеллент не совмещаются.

Первый случай относится  чаще всего к растворам на основе органических растворителей, совмещающихся  с фреонами (реже на основе воды). При  совмещении жидкого пропеллента с жидким продуктом в аэрозольной упаковке возникают две фазы – газовая (смесь насыщенных паров пропеллента и других летучих жидкостей, включенных в рецептуру), которая занимает свободное пространство в упаковке, и жидкая (смесь продукта и жидкого пропеллента). Под давлением газовой фазы жидкая фаза поднимается по сифонной трубке и через клапанное устройство попадает наружу, где пропеллент, бурно испаряясь, дробит жидкость на мельчайшие частицы. Так как продукт с пропеллентом совмещаются, при хранении расслоения жидкости не происходит. В случае распыления эмульсий, где активное вещество является дисперсной фазой, пропеллент должен совмещаться со смесью жидких компонентов состава, образующих дисперсионную среду. При хранении аэрозольных упаковок эмульсии расслаиваются, причем образуются одна газовая фаза и две жидкие. При открытом положении клапана, как и в предыдущем примере, насыщенные пары пропеллента выдавливают эмульсию наружу, где она дробится на мелкие частички.

В обоих случаях газовая фаза, состоящая в основном из насыщенных паров пропеллентов, служит для выдачи жидкой фазы в воздух при открытом положении клапана. Жидкая фаза, состоящая из жидкого продукта и пропеллента, после выдачи из упаковки дробится в воздухе на мелкие частицы, благодаря бурному испарению содержащегося в ней пропеллента.

Размеры распыляемых частиц зависят  от количества пропеллента в содержимом баллона, температуры кипения пропеллента, летучести растворителя, температуры  окружающей среды, вязкости продукта, конструкции клапана и т. д.

Например, характер распыления при 20 ⁰С в зависимости от количества пропеллента (фреон-12 или смесь фреонов 11 и 12) в жидкой фазе при одной и той же конструкции клапана имеет следующие особенности:

- при содержании пропеллента  в аэрозольной упаковке до 30% (от массы) выдача продукта из упаковки осуществляется в виде струи, что используется только в редких специальных случаях;