Электронный учебник
Содержание
Глава 2. Таблетки (Tabulettae)
2.4. Свойства порошкообразных лекарственных субстанций
Эти свойства часто подразделяют на две большие группы: физико-химические и технологические.
2.4.1. Физико-химические свойства
Форма и размер частиц. Порошкообразные лекарственные субстанции являются грубодисперсными системами и имеют частицы различных форм и размеров. Большинство из них является кристаллическими системами; Вещества аморфные – вещества, не имеющие кристаллической структуры»>аморфное состояние встречается реже.
У многих лекарственных препаратов частицы анизодиаметрические (несимметричные, разноосные). Они могут быть удлиненной формы, когда длина значительно превышает поперечные размеры (палочки, иголки и т.п.), или пластинчатыми, когда длина и ширина значительно больше толщины (пластинки, чешуйки, таблички, листочки и т.п.). Меньшая часть порошкообразных веществ имеет частицы изодиаметрические (симметричные, равноосные) – это шаровидные образования, глыбки, многогранники и т.п.
Форма и размер частиц порошков зависят: у кристаллических веществ (химико-фармацевтические препараты) – от структуры кристаллической решетки и условий роста частиц в процессе кристаллизации, у измельченных растительных материалов – от анатомо-морфологических особенностей измельченных органов растений и типа измельчающей машины.
Размер частиц порошков определяют по их длине и ширине, которые измеряют с помощью микроскопа, снабженного микрометрической сеткой, при увеличении в 400 или 600 раз.
Форму частиц устанавливают по отношению средней длины частиц к средней ширине. При этом методе частицы условно подразделяются на три основные вида: удлиненные – отношение длины к ширине – более чем 3:1; пластинчатые – длина превышает ширину и толщину но не более чем в 3 раза; равноосные – имеют шарообразную, многогранную форму близкую к изодиаметрической.
Существует 6 кристаллических систем: кубическая, гексагональная, тетрагональная, ромбическая, моноклиническая, триклиническая.
Наибольшее количество среди кристаллических продуктов составляют вещества моноклинической системы
Обычно порошки, имеющие форму частиц в виде палочек, характеризуются мелкодисперсностью, хорошей уплотняемостью и достаточной пористостью (анальгин, норсульфазол, акрихин и др.).
Физические свойства порошков определяются удельной и контактной поверхностью и истинной Плотность – отношение массы вещества или тела к его объему»>плотностью.
Удельная поверхность – суммарная поверхность, которую занимает порошкообразное вещество, а контактная поверхность – поверхность, которая образуется при соприкосновении между собой частицами порошка.
,
где m – масса вещества, г;
ρж – плотность жидкости, г/см 3 ;
m1 – масса волюметра с веществом, г;
m2 – масса волюметра с жидкостью и веществом, г.
По коэффициенту контактного трения (f) косвенно судят об абразивности таблетируемых масс. Чем больше его значение, тем более стойким к износу должен быть Пресс-инструмент, -та, м. – составная часть таблеточного пресса, состоит из матрицы и двух пуансонов (верхний и нижний)»>пресс-инструмент таблеточных машин.
Гигроскопичность (от др.-греч. υγρος – влажный и σκοπεω – наблюдаю) – свойство некоторых веществ поглощать водяные пары из воздуха»>Гигроскопичность. Если упругость паров в воздухе больше, чем их упругость на поверхности твердых частиц, тогда порошкообразная масса, подготовленная к таблетированию, начнет поглощать пары из воздуха и расплываться в поглощенной воде. Кинетику влагопоглощения определяют весовым методом в нормальных (обычных) условиях, в экстремальных (эксикаторе над водой – 100% относительная влажность), или же в климатической камере.
Кристаллизационная вода. Молекулы кристаллизационной воды определяют механические (прочность, Пластичность, -ности, ж. – свойство твердых тел сохранять пластические (остаточные) деформации тела прекращения действия внешних сил, которые повлекли деформацию»>пластичность) и термические (отношение к температуре воздушной среды) свойства кристалла и оказывают существенное влияние на поведение кристалла под давлением. Явление «цементации» также тесно связано с наличием кристаллизационной воды в таблетируемых субстанциях.
2.4.2. Технологические свойства
Технологические свойства порошкообразных лекарственных веществ зависят от их физико-химических свойств.
Наиболее быстрым и удобным методом определения Дисперсность – характеристика размеров частиц дисперсной фазы, выраженная величиной удельной поверхности либо величиной, обратно-пропорциональной среднему диаметру частиц»>дисперсности является ситовой анализ. Техника этого анализа заключается в том, что 100,0 г исследуемого порошка просеивают через набор сит (диаметр отверстий 2,0; 1,0; 0,5; 0,25 и 0,1 мм). Навеску материала помещают на самое крупное (верхнее) сито и весь комплект сит встряхивают (вручную или на виброустановке) в течение 5 минут, а затем находят массу каждой Фракция, -и, ж. – химические частицы (твердые или жидкие) на которых распределяется смесь порошков при просеивании через набор сит»>фракции и ее процентное содержание.
Рис. 2.1. Прибор для определения максимальной насыпной Плотность – отношение массы вещества или тела к его объему»>плотности порошков
1 – измерительный цилиндр; 2 – шкала; 3 – тумблер; 4 – регулировочный винт; 5 – контргайка
Взвешивают 5,0 г порошка с точностью до 0,001 г и засыпают его в измерительный цилиндр. Устанавливают амплитуду колебаний (35-40 мм) посредством регулировочного винта и после отметки по шкале фиксируют положение контргайкой. Частоту колебаний устанавливают при помощи трансформатора в пределах 100 – 120 кол/мин по счетчику. Далее включают прибор тумблером и следят за отметкой уровня порошка в цилиндре. Когда уровень порошка становится постоянным (обычно до 10 мин), прибор отключают.
,
m – масса сыпучего материала, кг;
V – объем порошка в цилиндре после уплотнения, м 3 .
ρн > 2000 кг/м 3 – весьма тяжелые;
2000 > ρн > 1100 кг/м 3 – тяжелые;
1100 > ρн > 600 кг/м 3 – средние;
,
Пористость, -тости, ж. – наличие полостей (пор) в теле. Определяться отношением суммарного объема пор в материале к его общему объему (в частях единицы или %)»>Пористость – объем свободного п 
ространства (пор, пустот) между частицами порошка.
Определение проводят в матрице. Матричный канал заполн 
яют порошком и осуществляют Давление –
1) сила, приложенная к единице площади; обозначается Д. Единица измерения давления в системе СИ – Паскаль (Па), которая равняется одному Ньютону на квадратный метр площади;
2) принудительно осуществленное влияние.
Давление вызвано атмосферой»>давление Прессование (таблетирование) – процесс образования таблеток из гранулированного или порошкообразного материала под действием давления»>прессования 1200 кг/см 2 . Полученную Таблетки (лат. Tabulettae) – твердая дозированная лекарственная форма, получаемая прессованием (реже – формованием) порошков и гранул, содержащих одно или более лекарственных веществ с добавлением или без вспомогательных веществ»>таблетку выталкивают Пуансон, -а, м. – одна из основных деталей инструмента, используемого при штамповании и прессовании. При штамповании пуансон осуществляет непосредственное давление на обрабатываемое вещество»>пуансоном и замеряют высоту.
В приборе предусмотрена Вибрация – быстрые движения вперед и обратно»>вибрация конусной воронки путем жесткого соединения его с электромагнитным устройством, работающим от сети переменного тока. Навеску порошка (Гранула – твердая лекарственная форма в виде однородной частицы округлой, цилиндрической или неправильной формы, предназначенная, как правило, для внутреннего, реже для наружного применения»>гранул) массой 50,0 г (с точностью до 0,01 г) засыпают в воронку при закрытой заслонке, включают прибор и секундомер. После 20 с утряски, необходимой для получения стабильных показаний, открывают заслонку и фиксируют время истечения материала из воронки. Точность времени истечения – до 0,2 с.
,
m – масса навески, кг;
t – полное время опыта, с;
20 – время утряски, с.
При определении Сыпучесть, -ести, ж. – способность порошка высыпаться из воронки («течь») под воздействием собственной тяжести (силы притяжения) и обеспечивать равномерное заполнение матричного канала. Несоблюдение показателя С. приводит к неравномерной работе таблеточного пресса»>сыпучести порошков с малой насыпной Плотность – отношение массы вещества или тела к его объему»>плотностью допускается использование навески массой 30,0 г. С помощью прибора ВП-12А определяется также угол естественного откоса – угол между образующей конуса сыпучего материала и горизонтальной плоскостью. Угол естественного откоса изменяется в широких пределах – от 25 до 30°С для хорошо сыпучих материалов и 60-70°С для связанных материалов.
,
где: m – масса таблетки, г;
Н – высота таблетки, мм.
Расчет выталкивающего усилия производят по формуле:
Sпл – площадь плунжера, м 2 ;
Рис. 2.3. Зависимость объема порошка от давления прессования
В каждой из этих стадий протекают характерные для нее механические Процесс (от лат. processus – продвижение) – последовательная смена состояний объекта во времени»>процессы. В начале сжатия происходит перераспределение частиц: малые частицы укладываются в промежутках между большими и ориентируются в направлениях, обеспечивающих максимальное сопротивление сжатию (участки А и В). Усилия, преодолеваемые при этом незначительны, уплотнение становится заметным уже при малых Давление –
1) сила, приложенная к единице площади; обозначается Д. Единица измерения давления в системе СИ – Паскаль (Па), которая равняется одному Ньютону на квадратный метр площади;
2) принудительно осуществленное влияние.
Давление вызвано атмосферой»>давлениях. Прилагаемая энергия в основном расходуется на преодоление внутреннего (между частицами) и внешнего (между частицами и стенками матрицы) трения.
В действительности между тремя стадиями нет резких границ, так как процессы, протекающие во второй стадии, имеют место в первой и третьей стадиях и можно говорить только о преимущественной роли отдельных процессов в каждой из них.
Механическая теория не дает полного представления о механизме образования связей в фармацевтических композициях.
Капиллярно-коллоидная теория. Согласно теории П.А. Ребиндера, силы межповерхностного взаимодействия во многом определяются характером твердых и наличием жидких фаз. Прочность структурированных систем зависит от количества воды и ее расположения. В Вещество гидрофильное – вещество, имеющее склонность смачиваться водой»>гидрофильных веществах адсорбционная вода с толщиной пленки до 3 нм вследствие наличия на поверхности частиц ненасыщенного молекулярного силового поля является прочно связанной. Она не может свободно перемещаться и не обеспечивает адгезии между частицами, но и не препятствует силам сцепления. При увеличении влажности образуется более толстый, но менее прочный слой воды, так как через него действуют ван-дер-ваальсовы силы молекулярного притяжения, в различной степени ослабленные расстоянием. Прослойки воды в местах контакта играют также роль поверхностно-активной смазки и определяют подвижность частиц структуры и ее Пластичность, -ности, ж. – свойство твердых тел сохранять пластические (остаточные) деформации тела прекращения действия внешних сил, которые повлекли деформацию»>пластичность в целом под Давление –
1) сила, приложенная к единице площади; обозначается Д. Единица измерения давления в системе СИ – Паскаль (Па), которая равняется одному Ньютону на квадратный метр площади;
2) принудительно осуществленное влияние.
Давление вызвано атмосферой»>давлением. Чем тоньше слой жидкости, обволакивающей твердые частицы, тем сильнее проявляется действие молекулярных сил сцепления. В таком случае оказывается, что в Пористость, -тости, ж. – наличие полостей (пор) в теле. Определяться отношением суммарного объема пор в материале к его общему объему (в частях единицы или %)»>пористой структуре Таблетки (лат. Tabulettae) – твердая дозированная лекарственная форма, получаемая прессованием (реже – формованием) порошков и гранул, содержащих одно или более лекарственных веществ с добавлением или без вспомогательных веществ»>таблеток капиллярная система заполнена водой. Так как в Таблетки (лат. Tabulettae) – твердая дозированная лекарственная форма, получаемая прессованием (реже – формованием) порошков и гранул, содержащих одно или более лекарственных веществ с добавлением или без вспомогательных веществ»>таблетках диаметр капилляров составляет 10 –6 – 10 –7 см, то после снятия Давление –
1) сила, приложенная к единице площади; обозначается Д. Единица измерения давления в системе СИ – Паскаль (Па), которая равняется одному Ньютону на квадратный метр площади;
2) принудительно осуществленное влияние.
Давление вызвано атмосферой»>давления сжатые капилляры стремятся расшириться и, по закону капиллярного всасывания, поглотить выжатую воду. Поскольку всасывающая сила в капиллярных системах с радиусом 10 –6 см равняется примерно 14,7 мН/м 2 (150 кг/см 2 ), то при малой длине капилляров в них создается отрицательное Давление –
1) сила, приложенная к единице площади; обозначается Д. Единица измерения давления в системе СИ – Паскаль (Па), которая равняется одному Ньютону на квадратный метр площади;
2) принудительно осуществленное влияние.
Давление вызвано атмосферой»>давление, приводящее к сжатию стенок капилляров, а следовательно, к увеличению сил адгезии.
Электростатическая теория сцепления частиц. Капиллярно-коллоидная теория предполагает также наличие молекулярных сил сцепления, которые имеют электрическую природу и слагаются из совместного электростатического взаимодействия разноименных зарядов и квантово-механического эффекта притяжения.
Энергия адгезии, как одна из форм межмолекулярного взаимодействия, особенно проявляется при наличии полярных соединений. На поверхности частиц порошкообразных лекарственных веществ имеются активные кислородсодержащие группы, свободные радикалы и другие функциональные группы, которые обладают определенной силой взаимодействия. Поэтому в процессе формирования Таблетки (лат. Tabulettae) – твердая дозированная лекарственная форма, получаемая прессованием (реже – формованием) порошков и гранул, содержащих одно или более лекарственных веществ с добавлением или без вспомогательных веществ»>таблеток сцепление частиц под действием ван-дер-ваальсовых сил и величина адгезии будут максимальными в том случае, если молекулы соприкасающихся поверхностей могут вступить в максимальное число контактов.
Современная молекулярная физика разделяет молекулярные силы на дисперсионные, индукционные и электростатические. На долю дисперсионных приходится около 100% общей величины когезионных сил, но они являются неполярными и не зависят от наличия или отсутствия электрического заряда. Индукционные силы рассматриваются как полярные, и если полярность вещества невелика, то ими можно пренебречь. Электростатические характеризуются активностью положительных и отрицательных зарядов на поверхности молекул вещества. Они особенно активизируются при обработке поверхности проводящими электричество материалами (вода, поверхностно-активные вещества), в результате чего образуется двойной электрический слой ионов противоположного значения. Для неполярных веществ электрический механизм адгезии исключается.
Сцепление различных веществ с металлом Пресс-инструмент, -та, м. – составная часть таблеточного пресса, состоит из матрицы и двух пуансонов (верхний и нижний)»>пресс-инструмента с точки зрения электростатических сил обусловлено тем, что с приближением электрического заряда к поверхности металла он поляризуется и образующееся электрическое поле приводит к сильнейшему сцеплению. Отсюда следует, что полярные вещества дают особенно прочное сцепление с металлическими поверхностями.
Электрические свойства твердых дисперсных систем определяются их физико-химическими свойствами. У большинства порошкообразных лекарственных веществ диэлектрическая проницаемость невелика и находится в пределах 4,12-6,85, что говорит о сравнительно малой их поляризации и проводимости. По этим значениям таблетируемые вещества можно отнести к категории характерных твердых диэлектриков – асимметричных кристаллов с молекулярной связью и определенным содержанием полярных групп, в частности, гидроксилов ОН – , входящих в структуру молекулы или в состав адсорбционной пленки воды. Такие вещества в какой-то мере поляризуются при механическом воздействии и на поверхности их частиц образуются заряды. Факты явления электризации порошкообразных лекарственных веществ при их обработке и Прессование (таблетирование) – процесс образования таблеток из гранулированного или порошкообразного материала под действием давления»>прессовании позволяют сделать вывод, что диэлектрические характеристики наряду с деформационными также необходимы при рассмотрении механизма связи частиц в Таблетки (лат. Tabulettae) – твердая дозированная лекарственная форма, получаемая прессованием (реже – формованием) порошков и гранул, содержащих одно или более лекарственных веществ с добавлением или без вспомогательных веществ»>таблетках. При изучении электрических свойств порошкообразных лекарственных веществ оказалось, что в процессе Прессование (таблетирование) – процесс образования таблеток из гранулированного или порошкообразного материала под действием давления»>прессования одновременно с ориентацией частиц, трением поверхностей, сжатием в каком-либо направлении происходит их поляризация и возникновение поверхностных зарядов. При соприкосновении частиц между собой или со стенкой матрицы электрические заряды, находящиеся на поверхности, притягивают равные по величине и обратные по знаку заряды. На границе возникает контактная разность потенциалов, величина которой зависит от электропроводимости поверхностей контактирующих частиц и плотности зарядов. Увеличение контактной разности потенциалов неизменно влечет и увеличение сил когезии. Когезионная способность Вещество гидрофильное – вещество, имеющее склонность смачиваться водой»>гидрофильных веществ значительно больше так, как они обладают большей поверхностной электропроводимостью, Вещество гидрофобное – вещество, неспособное смачиваться водой»>гидрофобных – меньше.
Источник
