Общая cxejvia технологии растворов
Технология растворов включает следующие стадии: проверку доз веществ списков А и Б; расчет количества растворителя, растворение; фильтрование (процеживание); упаковку; укупорку; контроль качества готового препарата (схема 10.1).
СХЕМА 10.1. Технология растворов
Растворы водные
X
Проверка доз веществ списков А и Б |
Определение: объема,
Расчет количества растворителя |
общего числа доз, разовых и суточных доз
Растворение |
Измельчение вещества
Нагревание
I Перемешивание
- 1 Фи. |
Фильтрование (процеживание) |
льтры стеклянные |
Вата
Упаковка и укупорка i |
Приназ Министерства здравоохранения СССР |
Оформление |
Бумага фильтровальная
К |
н |
Отклонения в объеме |
Нонтроль качества |
Орган олептичесний контроль
Сначала необходимо остановиться на проверке доз веществ списков А и Б,т. е. ядовитых и сильнодейст-
вующих веществ в растворах, поскольку эта стадия относится ко всем жидким лекарственным формам и имеет свою специфику.
В отличие от порошков при выписывании жидких лекарственных форм в рецепте доза лекарственного вещества не указывается, а только отмечается способ применения (чаще всего ложками) и число приемов
Rp.: Solutionis Amidopyrini 3 % 200 ml
D. S. По 1 столовой ложке 3 раза в день
В данном случае проверяют дозу амидопирина (список Б), для которого высшая разовая доза равна 0,5 г, высшая суточная доза равна 2,0 г. Объем раствора амидопирина равен 200 мл. Число приемов — 200:15= 13. Количество амидопирина на один прием— 6,0:13 = 0,46 (доза не завышена), в сутки — 0,46-3= 1,38 (доза не завышена).
Расчет количества растворителя см, 10.1.
Растворение
Растворениеявляется основной стадией изготовления растворов. Знание свойств растворяемых веществ и растворителей позволяет провести эту стадию с наименьшей затратой времени. Среди всех физико-химических свойств веществ первостепенное значение имеет способность их растворяться в воде или других растворителях, что принято характеризовать растворимостью. Растворимость количественно определяется концентрацией насыщенного раствора при данных условиях. Численно растворимость может быть выражена теми же способами, что и концентрация раствора: например, в процентах растворенного вещества или в молях на литр раствора. Часто растворимость выражают числом граммов растворенного вещества, растворяющихся в 100 мл растворителя при данной температуре. Следует отметить, что ГФ XI под растворимостью подразумевает не определенную величину в указанном выше смысле, а свойство, которое может служить для ориентировочной характеристики растворяемого вещества.
В фармакопее под растворимостью подразумевают свойство вещества растворяться в разных растворителях, принятых ГФ XI. Показатели растворимости в
Таблица 10.1. Растворимость веществ по ГФ XI
Условный термин | Количество растворителя. |
необходимое для растворения 1,0 г | |
вещества, мл | |
Очень легко растворим | До 1 |
Ле_гко растворим | От 1 до 10 |
Растворим | От 10 до 30 |
Умеренно растворим | От 30 до 100 |
Мало растворим | От 100 до 1000 |
Очень мало растворим | От 1000 до 10000 |
Практически не растворим | От 10 000 |
разных растворителях приведены в частных статьях. Для обозначения растворимости веществ в фармакопее приняты условные термины (в пересчете на 1,0 г) значения, которые приведены в табл. 10.1. В отдельных случаях приводятся конкретные соотношения веществ и растворителя.
Лекарственное вещество считают растворившимся, если в растворе при наблюдении в проходящем свете не обнаруживают его частицы. Для веществ, образующих при растворении мутные растворы, соответствую-,щее указание приведено в частной статье фармакопеи.
Абсолютно нерастворимых веществ не существует, однако растворимость различных веществ очень сильно колеблется. С повышением температуры растворимость многих твердых веществ увеличивается, но изменение растворимости обычно происходит неравномерно и для каждого вещества различно. Некоторые данные из «Таблицы растворимости лекарственных препаратов» позволяют судить о различной, растворимости отдельных веществ в наиболее часто применяемых растворителях (табл. 10.2).
Из данных табл. 10.2 также видно, что с повышением температуры растворимость отдельных веществ в воде увеличивается резко (кислота борная, фенацетин, хинина сульфат), а других незначительно (аммония хлорид, барбитал натрия). Сравнительно редко повышение температуры ведет к уменьшению растворимости (кальция глицерофосфат). Некоторые жидкости, например этанол, глицерин, смешиваются в воде в любых соотношениях. Большинство жидкостей ограниченно растворяются друг в друге. При повышении
Таблица 10.2. Растворимость некоторых лекарственных веществ
Количество растворителя, | необходимое для | |||||
растворения | 1,0 г вещества при | 20 °С, | л л | |||
Лекарственное | ||||||
вещество | воды | этанола | эфира | хлоро- | гли- | |
90—70 % | форма | цери- | ||||
комнат- | кипя- | на | ||||
ной тем- | щей | |||||
пературы | ||||||
Калия бромид | 1,7 | _ | _ | |||
Барбитал | 15(7»%) | — | ||||
Аммония хлорид | 1,3 | — | — | |||
(90 %) | ||||||
Тимол | — | 1 (90 %) | 1,5 | 1,1 | — | |
Фенацетин | 16(90%) | — |
температуры взаимная растворимость многих жидкостей повышается. Растворимость газов при нагревании уменьшается. Поэтому кипячением жидкостей обычно удается полностью освободить их от растворенных газов. Этим пользуются для удаления из воды кислорода и углерода диоксида при изготовлении растворов веществ, изменяющихся при воздействии этих газов (эуфиллин и др.). Растворы газов в воде (водорода хлорида, аммиака, формальдегида и др.) поступают обычно в аптеки в готовом виде. Их лишь разбавляют водой или другим растворителем до требуемой концентрации.
Способность веществ растворяться в том или другом растворителе определяется их химической природой. При выборе растворителя чаще всего руководствуются давно известным правилом: «Подобное растворяется в подобном» (Similia similibus solventur). В свете современных взглядов на строение молекулы это означает, что полярные вещества лучше растворяются в полярных растворителях, неполярные вещества — в неполярных. К полярным веществам относят вещества с ионной (ионные кристаллы) и полярной (полярные молекулы) связями. Примером первых является натрия хлорид, вторых — вода. Неполярные вещества — это вещества строго симметричной структуры, без электрических полюсов (парафин, скипидар, камфора, тимол и др.).
Однако приведенное выше правило не всегда действительно, особенно в применении к сложным органическим соединениям, которые содержат как полярные группы (—ОН, —SO3OH, —NH2, —NO2,
_ СООН, —COONa), так и неполярные (алкильные
или арильные радикалы). К таким соединениям относятся углеводы, спирты, кетоны, органические кислоты, амины и др. Растворимость этих веществ в различных растворителях зависит от преобладания полярных или неполярных групп. Например, этанол С2Н5ОН смешивается с водой в любых соотношениях, амиловый спирт С5Н11ОН растворяется в воде не более чем на 10 %, а спирт цетиловый С^НззОН практически в воде не растворяется.
В аптечной практике обычно приходится готовить растворы твердых веществ. Важнейшей особенностью процесса растворения является его самопроизвольность (спонтанность). При внесении твердого вещества в растворитель от его поверхности в результате взаимодействия с молекулами растворителя постепенно отрываются отдельные ионы или молекулы. В растворах, как и в газах, но только гораздо медленнее, протекают процессы диффузии, благодаря которым создается и поддерживается одинаковая во всем объеме концентрация растворенного вещества. Разрушение кристаллической решетки и распределение ионов или молекул по всей массе растворителя требуют затраты энергии (охлаждение раствора). В некоторых же случаях наблюдается обратный эффект. Например, при растворении аммония хлорида происходит нагревание раствора. Эти факты показывают, что одновременно с разрушением кристаллической решетки твердого тела происходит взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом (сольватация, образование химических соединений), при котором выделяется больше тепла, чем его расходуется на разрушение кристаллической решетки.
Д. И. Менделеев впервые стал рассматривать растворение не только как физический процесс, но и как процесс химического взаимодействия растворенного вещества с растворителем. Однородность растворов, выделение или поглощение тепла, которое сопровождает растворение веществ, изменение объема при растворении — все это приближает растворы к химическим соединениям. В настоящее время установ-
лено, что при растворении многих веществ молекулы их связываются с молекулами растворителя, образуя сольваты. Если растворителем является вода, то эти соединения называются гидратами. Образование соль-ватов обусловливается полярностью молекул растворяемого вещества, благодаря которой они притягивают к себе полярные молекулы растворителя. Гидраты — довольно неустойчивые соединения, во многих случаях разлагающиеся уже при выпаривании растворов. Но иногда гидратная вода настолько прочно связана с молекулами растворенного вещества, что при выделении последнего из раствора она входит в состав его кристаллов. К таким лекарственным веществам относятся глюкоза, терпингидрат, магния сульфат, меди сульфат, квасцы, кодеин и др., которые являются кристаллогидратами с различным содержанием кристаллизационной воды.
Некоторые лекарственные вещества, хотя и обладают довольно высокой растворимостью, растворяются медленно (меди сульфат, амидопирин, кислота борная) . Для ускорения растворения подобных веществ применяют такие приемы, как нагревание, предварительное измельчение растворяемого вещества и перемешивание. При нагревании уменьшается прочность кристаллической решетки, увеличивается скорость диффузии, уменьшается вязкость растворителей. Сила диффузии действует положительно при растворении. Особенно в неполярных растворителях диффузионные силы имеют основное значение, так как образование сольватов в данном случае не происходит. Скорость диффузии увеличивается при нагревании и перемешивании. Но повышение температуры иногда вызывает и нежелательные явления: возможны потери летучих веществ (ментол, камфора и др.).
При растворении крупнокристаллических веществ (квасцов, магния сульфата и т.д.) прибегают к предварительному измельчению, которое ускоряет растворение за счет увеличения поверхности контакта вещества с растворителем. Перемешивание при растворении облегчает доступ растворителя к веществу, способствует изменению концентрации раствора у его поверхности, создает благоприятные условия для растворения.
10.2.2. Фильтрование
После приготовления растворы обязательно освобождают от взвешенных частиц путем фильтрования или процеживания через плотные (фильтровальная бумага, асбест, стеклянные фильтры) или процеживания через рыхлые (вата, ткани) материалы. Фильтрование предусматривает освобождение жидкой фазы от всех взвешенных частиц. Скорость фильтрования зависит от давления, при котором идет процесс, величины пор фильтрующего материала, вязкости жидкости и других факторов. При фильтровании вязких жидкостей скорость меньше, так как сопротивление фильтрующего материала пропорционально вязкости жидкости. Фильтрование в аптечных условиях можно проводить при нормальном или пониженном давлении (вакууме). Последнее чаще используют для очистки инъекционных и глазных растворов.
В зависимости от свойств и количества фильтруемой жидкости применяют различные материалы, к которым предъявляют ряд требований. Фильтровальные материалы должны обладать определенной прочностью, иметь структуру, обеспечивающую эффективное задержание частиц при высокой проницаемости. Материал фильгров не должен выделять в раствор волокна или частицы, взаимодействовать с лекарственными веществами; при этом он должен выдерживать термическую стерилизацию, давление или разряжение в процессе фильтрования. Материал фильтров должен быть биологически индифферентен.
Фильтровальные материалы имеют следующие недостатки: набухают, обладают недостаточной прочностью, адсорбируют некоторые вещества и ионы за счет диссоциации в водной среде, приобретая отрицательный заряд. Процесс фильтрования трудоемок, протекает с небольшой, скоростью.
Выбор метода очистки раствора зависит от его назначения. Растворы для внутреннего и наружного применения процеживают, глазные капли и инъекционные растворы фильтруют. Для процеживания жидкостей наиболее часто применяют гигроскопичную вату; марлю, сложенную в несколько слоев; реже — полотно, холст, шелк, капрон и другие ткани. Для фильтрования растворов используют фильтровальную бумагу, стеклянные фильтры.
i
В зависимости от механизма задержания частиц различают фильтры глубинные (пластинчатые) и мембранные (экранные). В глубинном фильтре частицы обычно задерживаются в месте пересечения волокон фильтра, т. е. механически или в результате адсорбции на материале фильтра. В качестве глубинных фильтров используют хлопковолокнистые материалы (вату, марлю), стекло в виде спекшегося порошка или волокон, целлюлозно-асбестовые фильтры, материалы из полимерных волокон. Мембранные фильтры представляют собой сита со средними размерами пор в узком диапазоне. Эти фильтры быстро засоряются, поэтому для фильтрования растворов используют комбинированные фильтры с применением ваты медицинской гигроскопической, бумаги фильтровальной лабораторной, марли бытовой хлопчатобумажной. Для задержания волокон, вымываемых из фильтровальной бумаги, под бумажный фильтр в устье воронки подкладывают небольшой тампон медицинской гигроскопической ваты.
Все фильтрующие материалы по своему качеству должны полностью удовлетворять требованиям, приведенным в соответствующей нормативно-технической документации. Вата должна быть обезжиренной, длинноволокнистой, не содержать кислых, щелочных и восстанавливающихся веществ; хлориды, сульфаты, соли кальция допускаются только в минимальных количествах. Наиболее пригодной для процеживания является медицинская вата сорта «глазная» (не ниже I сорта). Марля бытовая хлопчатобумажная может применяться только обезжиренная, не содержащая примесей крахмала и других веществ. Марлевые фильтры обладают большой пропускной способностью и почти не дают механических загрязнений.
Бумага фильтровальная лабораторная является основным фильтрующим материалом в условиях аптеки. Она должна состоять из чистой клетчатки, без темных или просвечивающихся пятен, примесей древесины, хлоридов, солей железа — марка Ф-IM. Поскольку бумажный фильтр и ватный тампон смачиваются этой же жидкостью, неизбежно происходит некоторая потеря раствора. Отсюда количество ваты и размеры фильтра должны быть минимальными. Потери за счет фильтра при фильтровании более 100 мл раствора укладываются в установленные нор-
мы, для фильтрования 10—30 мл жидкости используют особые приемы (см. ниже). Для фильтрования растворов (натрия салицилат, адреналина гидрохлорид), разлагающихся при фильтровании через бумагу, содержащую примеси железа, следует применять только беззольные фильтры, изготовленные из дополнительно очищенной фильтровальной бумаги марки Ф-ОМ. При фильтровании через бумагу может происходить адсорбция веществ. Это объясняется тем, что поверхность бумаги при фильтровании водных растворов приобретает отрицательный заряд в результате диссоциации молекул целлюлозы. Катионы щелочных и щелочноземельных металлов адсорбируются слабо, катионы тяжелых металлов — сильнее. По адсорбционной способности их можно расположить в определенном порядке (ряд Кольтгоффа):
Pb2+ > Hg2+ > Са2+ > Ag'+ > Zn2+
Значительная адсорбция имеет место при фильтровании растворов алкалоидов, красящих веществ (метиленового синего, этакридина, бриллиантового зеленого), пигментов (растительных сиропов), ферментов (пепсина). Следует иметь в виду, что растворы, содержащие окислители (калия перманганат, серебра нитрат и т.д.) восстанавливаются клетчаткой. В щелочных же растворах фильтровальная бумага набухает.
Метод фильтрования через бумагу является малопроизводительным и трудоемким вследствие недостаточной скорости фильтрования и частого отслаивания волокон от фильтрующего материала.
С целью совершенствования процесса фильтрования жидких лекарственных форм в аптеках предложено использование фильтров стеклянных. Они представляют собой пористые стеклянные пластинки, полученные путем сплавления стеклянного порошка, вставленные в воронки конической или цилиндрической формы. При их применении значительно снижается адсорбция растворенных веществ, уменьшается большая потеря фильтруемого раствора. Стеклянные фильтры удобны для фильтрования растворов алкалоидов, красящих веществ, ферментов, растворов окислителей, растворов защищенных коллоидов. Фильтры отличаются разными диаметрами пор: № 1—90—
150 мкм (размер пор соответствует ватному тампону); № 2—40—90 мкм (размер пор соответствует рыхлой фильтровальной бумаге); № 3—20—40 мкм (размер пор соответствует плотной фильтровальной бумаге); № 4—10—20 мкм (размер пор соответствует очень плотной фильтровальной бумаге).
При фильтровании растворов для внутреннего и наружного применения (исключение составляют глазные капли) обычно используют фильтры № 1 и 2, через которые жидкость проходит самопроизвольно. Работа с фильтрами № 3 и 4 требует создания вакуума. Их используют для фильтрования глазных и инъекционных растворов.
Перед фильтрованием стеклянные фильтры, которые еще не были в употреблении, промывают теплой (50—60 °С) водой дистиллированной. При содержании в промывных водах большого количества стеклянной пыли фильтры обрабатывают концентрированной кислотой серной в течение 15—20ч, после чего многократно промывают теплой водой дистиллированной до получения отрицательной реакции на сульфат-ионы в промывных водах. После употребления фильтры тщательно моют, сильно загрязненные обрабатывают кислотой серной концентрированной с добавлением 1 % натрия нитрата или перхлората с соблюдением правил техники безопасности. Недостатком стеклянных фильтров является хрупкость. Они неудобны при фильтровании концентрированных растворов, в этом случае поры фильтров быстро засоряются.
После фильтрования (процеживания) чистоту растворов, предназначенных для внутреннего и наружного применения, контролируют путем легкого встряхивания и просматривания укупоренного флакона с раствором в прямом и отраженном свете. При обнаружении взвешенных частиц растворы перефильтро-вывают.
10.2.3. Упаковка, укупорка, оформление и контроль качества готового продукта Упаковка и укупоркаготового раствора является одним из завершающих этапов технологии растворов. Уровень жидкости во флаконе не должен быть выше его плечиков. Для укупорки флаконов применяют корковые и пластмассовые пробки. Лучши-
ми сортами корковых пробок являются бархатные иполубархатные, отличающиеся мелкой пористостью, чистотой и упругостью. Корковую пробку подбирают несколько большего размера, чем отверстие флакона. Ее обжимают с помощью пробкомялки, чем достигается лучщая герметизация отверстия. Пробка на '/з своей высоты должна оставаться снаружи. Пластмассовые пробки выпускаются размерами, соответствующими отверстию флаконов. Пробку вставляют, держа флакон на весу за горлышко (во избежание ранений).
Под корковую пробку обязательно подкладывают кружок пергаментной или вощеной бумаги, а в некоторых случаях для укрепления пробки и поступления лекарственного препарата к больному в «запечатанном» виде горлышко флакона закрывают гофрированным бумажным колпачком, который снизу обвязывают прочной ниткой. Концы нитки выводят на верхнюю поверхность колпачка и приклеивают к ней с помощью круглой марки с реквизитом аптеки. Пробку можно закреплять также с помощью клеевой смолки разных составов.
При оформлениина флаконы наклеиваются этикетки в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.
Контроль качестваготового препарата (раствора) проводят в соответствии с требованиями нормативно-технической документации. Обращают внимание на прозрачность растворов, цвет, запах, вкус (детские), отклонение в объеме и т. д.
10.3. ЧАСТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
Приготовление растворов из легко- и быстрорастворимых веществтрудностей не представляет, например:
Rp.: Solutionis Analgini 3 % 200 ml
D. S. По 1 столовой ложке 3 раза в день
Растворимость анальгина составляет 1:1,5. Объем раствора равен 200 мл. В подставку, сполоснутую водой дистиллированной, отмеривают 200 мл воды (твердое вещество составляет до 4%), отвешивают 6,0 г
V 187
анальгина, растворяют и процеживают во флакон. Флакон оформляют.
При медленной растворимости вещества,вызванной прочностью кристаллической решетки, малой скоростью диффузии тяжелых ионов или относительно плохой смачиваемостью лекарственного вещества растворителем, для ускорения растворения используют нагревание или измельчают вещество в ступке.
Медленно растворяющиеся в холодной воде, термостойкие вещества (кислота борная, натрия тетра-борат, квасцы алюмокалиевые, амидопирин, кальция глюконат и др.) растворяют в горячем растворителе или при подогревании.
Rp.: Solutionis Acidi borici 3,0 150 ml D. S. Полоскание
Кислота борная растворима в25 частях холодной воды или 3 частях кипящей.
Крупнокристаллические вещества(натрия сульфат, магния и меди сульфаты, квасцы алюмокалиевые, свинца ацетат и др.) для ускорения растворения предварительно измельчают в ступке без растворителя или с добавлением части выписанного в рецепте растворителя.
Rp.: Solutionis Cupri sulfatis 2 % 200 ml D. S. Для спринцеваний
Меди сульфат хорошо растворяется в воде (1:3), но вследствие плохой смачиваемости кристаллов процесс проходит медленно. В ступке растирают меди сульфат, добавляя постепенно 200 мл воды дистиллированной. Помешивают до растворения вещества. Раствор процеживают во флакон через ватный тампон и оформляют.
Растворы окислителей(серебра нитрата, калия перманганата) легко разрушаются в присутствии органических веществ, в частности при фильтровании. Кроме того, фильтровальная бумага значительно адсорбирует ионы серебра (до 3 мг на 1,0 г бумаги). Поэтому окислители целесообразно растворять в предварительно профильтрованной воде, а при необходимости фильтровать через стеклянный фильтр № 1 или 2. Установлено, что разрушение окислителей снижается с уменьшением концентрации растворов, и осо-
бенно если фильтры и вату предварительно промыть горячей водой. Концентрация 1 % растворов серебра нитрата при процеживании в этих условиях почти не изменяется. Для получения стойких растворов окислителей необходимо применять свежеприготовленную воду дистиллированную, не содержащую органических веществ.