Производство суспензий и эмульсий в промышленных условиях

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Северный государственный медицинский университет» (г.Архангельск) Минздрава РФ

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине

фармацевтическая технология

 

Производство суспензий и эмульсий в промышленных условиях

 

 

 

 

Выполнила: студентка 5курса

фармацевтического факультета

1 группы Назарова Е.О.

 

Проверила: Матлаева А.С.

 

 

 

 

 

 

Архангельск-2014

Оглавление

 

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Эмульсии……………………………………………………………...………..4

1.1. Общая  характеристика……………………………………………………...4

1.2. Преимущества и недостатки эмульсий……………………………………6

1.2. Эмульгаторы………………………………………………………………..8

2. Суспензии……………………………………………………………………..14

2.1. Общая  характеристика…………………………………………………….14

2.2. Устойчивость  суспензионных препаратов при  хранении………………16

3. Способы  приготовления суспензий и эмульсий  в заводских условиях…19

3.1. Смешение фаз………………………………………………………………20

3.2. Размалывание  в жидкой среде……………………………………………29

3.3. Ультразвуковое  диспергирование……………………………………….37

4. Стандартизация  суспензий и эмульсий. Хранение………………………..42

Заключение………………………………………………………………………43

Библиографический список…………………………………………………….46

 

Введение

 

Эмульсионные и суспензионные лекарственные формы являются перспективными для применения в медицинской практике. В их состав можно вводить гидрофильные и лиофильные вещества, совмещать несмешивающиеся жидкости, маскировать неприятный вкус, регулировать биодоступность лекарственных веществ и устранять их раздражающее действие на кожу и слизистые. 
Суспензиями (взвесями) называются микрогетерогенные системы, в которых дисперсная фаза твердая, а дисперсионная среда - жидкая. Размер твердых частиц в суспензиях может варьировать в весьма широких пределах: в тонких суспензиях - в пределах 0,1-1 мкм, в более грубодисперсных суспензиях - более 1 мкм.[6]

Эмульсиями называются микрогетерогенные системы, в которых и дисперсная фаза, и дисперсионная среда образована жидкостями, взаимно нерастворимыми или весьма мало растворимыми друг в друге. Эмульсии являются грубодисперсными системами. Размер частиц (капелек) в них обычно колеблется в пределах от 1 до 50 мкм.[9]

Цель курсовой работы:

- изучение технологического процесса производства суспензий и эмульсий для наилучшего усвоения материала.

Задачи курсовой работы:

- ознакомиться с общей характеристикой и видами эмульсий и суспензий;

- изучить технологическую и аппаратурную схему производства эмульсий и суспензий.

 

1. Эмульсии.

1. Общая характеристика.

 

Эмульсия — однородная по внешнему виду лекарственная форма, состоящая из взаимно нерастворимых тонкодиспергированных жидкостей, предназначенная для: 
-внутреннего, 
-наружного, 
-парентерального применения.  
 
Эмульсиями называются микрогетерогенные системы, в которых и дисперсная фаза, и дисперсионная среда образована жидкостями, взаимно нерастворимыми или весьма мало растворимыми друг в друге. Эмульсии являются грубодисперсными системами. Размер частиц (капелек) в них обычно колеблется в пределах от 1 до 50 мкм.[3]Однако могут быть приготовлены и высокодисперсные эмульсин. Наибольшее практическое значение имеют эмульсии, в которых одна фаза является водой, а другая -- маслом. Понятие «масло» условное, ибо эта фаза может быть образована как истинными жидкими жирами или минеральными маслами, так и другими неполярными жидкостями, в химическом отношении ничего общего не имеющими ни с жирами, ни с минеральными маслами (бензол и т. п.).  Различают два основных типа эмульсий:  
 
-1-го рода – масло в воде (м/в) (прямые); 
-2-го рода – вода в масле (в/м) (обратные) 
 

Тип эмульсии определяют следующими методами: 
-парафиновой пластинки; 
-разбавления; 
- окраски.

Метод парафиновой пластинки.При нанесении испытуемой капли на стеклянную пластинку, покрытую слоем парафина, капля растекается, если дисперсионной средой служит масло (эмульсия В/М), и не растекается, если таковой является вода (эмульсия М/В).[3]

Метод разбавления.Эмульсии типа М/В сохраняют устойчивость при разбавлении их водой и становятся негомогенными при добавлении масла; эмульсии обратного типа сохраняют устойчивость при добавлении масла, но становятся негомогенными при добавлении воды. Каплю испытуемой эмульсии помещают на предметное стекло рядом с каплей воды. Слияние капель произойдет лишь при условии, если эмульсия- масло в воде. В другом опыте рядом с каплей эмульсии наносят каплю масла: капли сольются, если испытуемая эмульсия - вода в масле.

Метод окраски.Дисперсионная среда окрашивается краской, растворимой либо в воде, либо в масле. На каплю испытуемой эмульсин наносят крупинку краски, растворимой в воде, например крупинку мети-леновогосинего, и наблюдают под микроскопом. В случае эмульсии масло в воде дисперсионная среда окрасится в голубой цвет и будут видны неокрашенные «глазки» - капли масла. В случае эмульсии обратного типа крупинки метиленового синего останутся лежать на поверхности капли, так как краска не сможет проникнуть в капельки воды, а в масле она нерастворима.[3]

 

2. Преимущества и недостатки эмульсий.

 

Преимуществами эмульсийперед другими лекарственными формами являются:

- удобство применения лекарственной формы для пациентов (детей), которые не могут глотать таблетки или капсулы;

- коррекция вкуса лекарств;

- относительная стабильность лекарственных средств по сравнению с растворами. Это особенно важно при изготовлении лекарственных форм с жирорастворимыми веществами. Кроме того, в данном случае достигается некотороепролонгирование действия в сравнении с растворами.

Недостатками эмульсииявляются:

- физическая неустойчивость (агрегативная и конденсационная), поэтому пациент должен перед применением сильно перемешивать эмульсии для восстановления однородного состояния;

- микробиологическая неустойчивость и, следовательно, неудовлетворительно малый срок годности - 3 суток (приказ M3 РФ № 214).

При разработке составов и технологии эмульсий необходимо учитывать общие свойства ингредиентов, способ получения, реологические, электрические и диэлектрические свойства, а также стабильность при хранении. 
 
Проблема физической стабильности является центральной в технологии эмульсий. Различается несколько видов неустойчивости эмульсий. 
 
Термодинамическая неустойчивость — свойственна эмульсиям как дисперсным системам со значительной поверхностью раздела фаз, обладающей избытком свободной энергии. При этом выделяются отдельные фазы эмульсии. При слиянии отдельных капель дисперсной фазы в агрегаты наблюдается флокуляция, соединение всех укрупненных капель в одну большую является коалесценцией. 
 
Кинетическая неустойчивость может проявляться в виде осаждения частиц дисперсной фазы (седиментация) или их всплывание (кремаж) под влиянием силы тяжести согласно закону Стокса. 
 
Третий вид нестабильности — обращение (инверсия) фаз, т. е. изменение состояния эмульсии от м/в и в/м, или наоборот.[6]Надо отметить, что несмотря на быстрое развитие техники эмульгирования, теория эмульгирования и суспендирования до сих пор явно отстает от практики и приготовление эмульсий остается эмпирической областью. Основы знаний об эмульсиях относятся чаще к идеализированным моделям или к простым системам (например, бензол—вода). В промышленном производстве в основном готовятся эмульсии, имеющие сложный состав. 
 

 

3. Эмульгаторы.

 

С целью повышения агрегативной устойчивости в суспензии и эмульсии вводят стабилизаторы-эмульгаторы и стабилизаторы-загустители, которые:

-понижают межфазное поверхностное натяжение на границе раздела двух фаз, 
-образуют прочные защитные оболочки на поверхности частиц,  
-повышают вязкость дисперсионной среды. 
 
Значительная стабилизация, предотвращающая флокуляцию, коалесценцию и кинетическую неустойчивость, может быть достигнута, если в объеме дисперсионной среды и на границе раздела фаз возникает структурно-механический барьер, характеризующийся высокими значениями структурной вязкости. [13] 
 
Введение поверхностно-активных веществ позволяет ускорить резорбцию лекарств, они выполняют роль пластификаторов, улучшая структурно-механические свойства дисперсных систем. При выборе эмульгаторов для фармацевтических эмульсий рекомендуется учитывать:

-механизм их стабилизации,  
-токсичность, 
-величину рН, 
-химическую совместимость с лекарственными веществами. 

Для стабилизации эмульсий эмульгаторы используют в широком диапазоне концентраций от 0,1 до 25% . По способности стабилизировать эмульсии их подразделяют на эмульгаторы первого (м/в) и второго (в/м) рода. По химической природе эмульгаторы делятся на три класса:

-вещества  с дифильным строением молекул, 
-высокомолекулярные соединения, 
-неорганические вещества.[4] 
 
По способу получения они могут быть:

-синтетические, 
-полусинтетические 
-природные.  
Последние подразделяются на эмульгаторы:

-животного  происхождения; 
-растительного происхождения. 
К высокомолекулярным эмульгаторам относятся желатин, белки, поливиниловый спирт, полисахариды. На поверхности раздела фаз они образуют трехфазную сетку с определенными параметрами. Стабилизация в данном случае происходит за счет создания структурно-механического барьера в объеме дисперсионной среды.

Наибольшее значение в качестве эмульгаторов имеют низкомолекулярные ПАВ, которые по способности к ионизации в воде подразделяют на 4 класса:

-анионные,

-катионные,

-неионогенные,

-амфолитные.  
 
Из первой группы наиболее часто используют мыла и натриевые соли сульфоэфиров высших жирных кислот (натрия лаурилсульфат).  
 
Из второй группы рекомендованы соли четвертичных аммониевых и пиридиновых соединений, которые обладают еще и бактерицидным действием (бензалконий хлорид, этоний, цетилпиридиний хлорид и др.).[4] Их рекомендуют включать в состав эмульсий также в качестве консервантов и антисептиков.  
 
Из третьей группы наибольшее применение нашли ПАВ, относящиеся к высшим эфирным спиртам и кислотам — это сложные эфиры гликолей и жирных кислот, спены (полиоксиэтиленгликолевые эфиры высших жирных спиртов, кислот и спенов, жиросахара, твин-80, препарат ОС-20, пентол, эмульгаторы Т-2, спирты синтетические жирные первичные фракции С16—С21).[4]

 
Для четвертой группы ПАВ характерно содержание в молекуле нескольких полярных групп; в воде они могут ионизироваться с образованием либо длинноцепочечных анионов, либо катионов, что придает им свойства анионных или катионных ПАВ. Обычно эти ПАВ содержат одновременно аминогруппу с сульфоэфирнойкарбоксильной или сульфонатной группами (бетаин, лецитин). 
 
В последние годы большое распространение получило применение неионогенных ПАВ. Они не оказывают раздражающего действия, повышают резорбцию лекарственных препаратов, устойчивы к воздействию кислот, щелочей и солей, хорошо смешиваются с органическими растворителями и совместимы с большинством лекарственных веществ. 
 

Выбор вида и концентрации ПАВ является одним из главных вопросов технологии эмульсий. Для более точного выбора эмульгатора была предложена величина ГЛБ (гидрофильно-липофильный баланс) ПАВ, которая служит критерием их оценки и классификации. Эта величина основана на количественном соотношении в молекуле ПАВ гидрофильной и липофильной частей. Она прямо пропорциональна весовому содержанию гидрофильной части молекулы ПАВ и уменьшается с увеличением ее липофильности. Эти значения располагаются в пределах от 1 до 40: 
 
Числовые значения ГЛБ имеются в справочной литературе. 
Значение ГЛБ можно вычислить по формуле: 
 
 
 
где Е — % массовое содержание гидрофильной части; 
σ— поверхностное натяжение (н/м). 
Величина ГЛБ тесно связана со свойствами ПАВ и областью их применения.[10]

Значения ГЛБ	Области применения ПАВ
от 1,5 до 3,0	пеногасители
от 3,0 до 6,0	эмульгаторы типа в/м
от 7,0 до 9,0	смачивающие вещества
от 10,0 до 16,0	эмульгаторы типа м/в
от 13 до 15	моющие вещества
от 15 до 18	солюбилизаторы
при ГЛБ 7-8	наблюдается инверсия