Медико-биологическое значение пены

В виде пен в настоящее время используются некоторые лекарственные препа­раты. Например, смесь из облепихового масла, антибиотиков и рыбьего жира в виде пены используется для лечения ожогов. Использование пены позволяет проводить лечение открытым способом, обеспечивает наименьшую травматизацию тканей и сводит до минимума болевые ощущения.

В виде твёрдых пен используются гомеостатические губки (твёрдые пены на основе коагулятов крови). Они применяются для остановки диффузных кровотече­ний, например при разрывах печени.

Иногда образование пен нежелательно.

Так, пена образуется при травмах грудной клетки, сопровождаю­щихся ране­нием лёгкого. Воздух, поступающий из раненого лёгкого, вспе­нивает кровь. Обра­зующаяся пена закрывает операционное поле и мешает проведению операции. Обычно её разрушают механическим путём с помощью тампонов и элек­троотсоса

Образование пены в лёгких всегда наблюдается при отёке лёгких. Она возни­кает из-за пропотевания жидкости в альвеолы лёгких, при этом из 200 мл жидкости образуется 2-3 л пены. Она вызывает закупорку альвеол и бронхиол и острую дыха­тельную недостаточность. Для гашения пены в лёгких используется или аэрозольная ингаляция или внутривенное введение 30% спирта.

Аэрозоли.

Аэрозоли– это дисперсные системы с газообразной дисперсионной средой и жидкой (туманы), твёрдой (дым, пыль), смешанной (смог) дисперсной фазой. Аэро­золи противоположны пенам.

Ж/Г и Т/Г

Аэрозоли охватывают большой диапазон дисперсности – от грубодисперсных до ультрамикрогетерогенных систем, но чаще всего встречаются микрогетерогенные системы.

Получают аэрозоли также двумя методами:

Конденсационным – физическими методами, например, охлаждением пара при разбавлении его холодным газом или при быстром расширении и

химическими методами – с помощью химических реакций. Так, при получении серной кислоты образование аэрозоля нежелательно, поэтому аб­сорбцию SО₃ ведут концентрированной серной кислотой.

Н₂О(г) + SO₃ (г) → Н₂SO₄ (ж)

Диспергационным – путём измельчения крупных частиц. Например, образование угольной, мучной, сахарной пыли; пневматическое распыление жидкости в аэро­зольных баллончиках (лаки, инсектициды).

Свойства аэрозолей:

1. Оптические. Образуют конус Фарадея-Тиндаля, причём рассеивают свет интен­сивнее, чем коллоидные растворы из-за большой разницы в показателях преломления фазы и среды. Это используется для образования дымовых завес.

2. Молекулярно-кинетические свойства выражены сильнее из-за малой плотно­сти газа (диффузия, броуновское движение, седиментация).

3. Термодинамически неустойчивее, чем коллоиды. Газообразная дисперси­онная среда не может создать ДЭС, т.е. фактор агрегативной устойчивости. Частицы дисперсной фазы могут адсорбировать на поверхности некоторое число ионов из газовой среды или за счёт трения и приобретать при этом не­устойчивый заряд.

Специфические свойства: термофорез – движение частиц в сторону понижения температуры, так как там интенсивность ударов молекул среды меньше.

Интересно, что мелкие и крупные частицы одного и того же аэрозоля имеют про­тивоположный заряд (атмосферное электричество). Когда в атмосфере такие частицы из-за разных размеров распределяются на разной высоте, возникает очень большая разность потенциалов и разряд большой силы – молния.

Из-за отсутствия стабилизирующих факторов в аэрозолях происходит быстрая коагуляция, частицы укрупняются и оседают под действием силы тяжести (идёт дождь).

Медико-биологическое значение

Применение аэрозолей распространено в медицине и в быту. В медицине аэро­золи используют для ингаляционной терапии, для аэрозольтерапии, при дезин­фекции, при нанесении лекарственных препаратов на раневую поверхность, например, при ожогах.

Иногда образование аэрозолей нежелательно, например, образование биологиче­ских аэрозолей, дисперсная фаза которых содержит биологически ак­тивный субстрат в виде микроорганизмов или их токсинов. Они образуются при выделении больными воздушно-капельным путём возбудителей инфекционных заболеваний и являются одним из путей передачи таких заболеваний. Биологиче­ские аэрозоли, содержащие пыльцу или споры растений, являются источниками аллергических заболеваний.

С образованием аэрозолей связаны многие профессиональные заболевание: си­ликоз у шахтёров, гемосидероз у сварщиков и металлургов.

Суспензии и порошки

Представляют интерес, поскольку многие лекарственные средства применя­ются в виде порошков или суспензий.

Суспензии – это микрогетерогенные системы с твёрдой дисперсной фазой и жид­кой дисперсионной средой Т/Ж (т.е. это лиофобные коллоиды с более грубой дисперсной фазой).

В зависимости от дисперсности фазы различают

Суспензии

Тонкие Грубые

10ˉ⁷ - 10ˉ⁵ м >10ˉ⁵ м

Суспензии с вязкой дисперсионной средой в фармакологии называют мазями, а с высоким содержанием дисперсной фазы – пастами.

Получают – конденсационными и диспергационными методами.

Свойства суспензий:

1. Оптические свойства проявляются слабее, чем у золей. Внешне - мутные.

2. Молекулярно-кинетические свойства из-за большого размера частиц выражены слабее (диффузия, броуновское движение), но сильнее происходит седиментация.

3. Могут иметь ДЭС

Для достижения агрегативной устойчивости необходимо выполнение хотя бы одного из двух условий:

1. Смачиваемость дисперсной фазы дисперсионной средой;

2. Наличие стабилизатора: ПАВ или ВМС.

Если частицы дисперсной фазы смачиваются средой, на их поверхности возни­кает сольватная оболочка, обладающая упругими свойствами (суспензия кварца в воде, сажи в бензоле).

Если стабилизатором является ПАВ, растворимое в дисперсионной среде, то его молекулы по­крывают поверхность дисперсной фазы мономолекулярным слоем, в зависимо­сти от полярности среды - гидрофильным или гидрофобным, увеличивает сма­чиваемость поверхности с образованием сольватной оболочки

вода масло

а)в воде б) в масле

Рис 4.3. Схемы стабилизации суспензий с помощью ПАВ.

Если в качестве стабилизатора применяют ВМС, то механизм их защитного дей­ствия аналогичен механизму действия коллоидной защиты золей, т.е. этот за­щитный слой придаёт им свойства макромолекул ВМС, чьи растворы являются истинными и термодинамически устойчивыми.

В фармакологии суспензиями являются различные линименты: синтамицино­вый, стрептоцидовый и др .

Порошки – можно рассматривать как осажденные аэрозоли (с полидисперс­ным составом). Т/Г

В зависимости от размеров частиц для них приняты разные названия:

2·10ˉ³ ÷10ˉ⁵ м 2·10^–5 ÷10ˉ⁶ м < 2·10ˉ⁶ м

Пески Пыль Пудра

Свойства и характеристики порошков:

1. Сыпучесть (текучесть) – подвижность частиц относительно друг друга.

2. Гигроскопичность.

3. Смачиваемость

4. Слёживаемость (слипаемость).

5. Абразивность (твёрдость).

6. Горючесть (температура самовоспламенения).

7. Взрываемость.

8. Способность к гранулированию.