1 курс Лекция 21 «КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ»
Коллоидные растворы в фармации
Коллоидные растворы представляют собой дисперсные системы, широко используемые в лекарственных формах, и регулируются Государственной фармакопеей Республики Беларусь (ГФ РБ II). Актуальная версия ГФ РБ II (том 1 введен в 2013 г., том 2 — в 2016 г., с дополнениями до 2022 г.) определяет их как коллоидные дисперсии с частицами размером от 1 до 500 нм.
Определение и свойства
Коллоидная дисперсия — система, где частицы коллоидного размера (1–500 нм) твердой, жидкой или газообразной природы диспергированы в непрерывной фазе. В фармации такие растворы обладают уникальными свойствами: оптическими эффектами (тиндальтизация, броуновское движение), повышенной вязкостью и способностью к стабилизации или коагуляции
Они устойчивы благодаря гидратации частиц или наличию стабилизаторов, но чувствительны к электролитам и pH.
Классификация
- По дисперсионной фазе: лиофильные (золи желатины, крахмала) и лиофобные (металлические золи, как колларгол).
- По типу: истинные растворы переходят в коллоидные при набухании полимеров; примеры — растворы протаргола, колларгола.
- По применению: для наружного (антисептики), внутреннего и инъекционного введения.
|
Тип |
Примеры из ГФ РБ |
Свойства |
|
Лиофильные |
Желатиновый золь |
Высокая стабильность, гидрофильны |
|
Лиофобные |
Колларгол, протаргол |
Требуют стабилизаторов, коагулируют солями |
Технология приготовления
Приготовление включает набухание вещества в растворителе с контролем температуры и времени для полной гидратации. Для коллоидных растворов (колларгол, протаргол, ихтиол) применяют фильтрацию через обеззоленные бумажные или стеклянные фильтры.
Этапы:
- Взвешивание и набухание субстанции.
- Растворение с перемешиванием или нагревом.
- Фильтрация и фасовка в стерильные контейнеры
Соблюдают ГФ РБ требования к чистоте и микробиологии.
Контроль качества по ГФ РБ
ГФ РБ II требует проверки подлинности, чистоты, содержания активного вещества и микробиологической чистоты. Испытания включают визуальный осмотр (отсутствие осадка), определение размера частиц и тиндаля
- pH, вязкость, осмолярность — по общим фармакопейным статьям (ОФС).
- Стерильность для инъекционных форм.
Примеры из практики
Протаргол (2–10%) — антисептик для слизистых, готовят тритурацией с стабилизаторами. Колларгол — серебряный золь для офтальмологии, фильтруют для удаления агломератов.
В аптеке используют дистиллированную воду Р, хранят в темных флаконах при t < 25°C.
Хранение и применение
Хранить в воздухонепроницаемых контейнерх защищенных от света, при t не выше 25°C (если не указано иное). Срок годности — по частным статьям ГФ РБ, обычно 10–30 суток в аптечных условиях.
Применяют как антисептики, обволакивающие, плазмозаменители (декстран).
Протаргол и колларгол — коллоидные растворы серебра, используемые как антисептики в аптечной практике, с технологией приготовления, ориентированной на предотвращение агломерации частиц.
Технология протаргола
Протаргол (белково-серебряный комплекс, 2–10%) готовят без взбалтывания, чтобы избежать пены и комков.
- Насыпают порошок тонким слоем на поверхность воды в выпарительной чашке или флаконе, оставляют для набухания и самопроизвольного растворения (15–30 мин).
- При наличии глицерина сначала растирают протаргол с ним в ступке, затем добавляют воду.
- Фильтруют через стеклянный фильтр №1–2 или беззольную бумагу (избегать обычной бумаги из-за риска ожогов).
Готовый раствор прозрачный, слегка опалесцирующий.
Технология колларгола
Колларгол (серебряный золь, до 2%) требует измельчения для ускорения набухания из-за крупнокристаллического порошка.
- Концентрация ≤1%: В флаконе или подставке высыпают порошок в воду, встряхивают до растворения.
- Концентрация >1%: В ступке растирают с малым количеством воды (равным массе ЛВ) на 2–3 мин для набухания, затем разбавляют остальной водой.
- Процеживают через рыхлую вату или стеклянный фильтр при необходимости.
Можно добавлять глицерин для стабилизации.
Общие правила
|
Параметр |
Протаргол |
Колларгол |
|
Растворение |
Без взбалтывания, набухание |
С растиранием при >1% |
|
Фильтрация |
Стеклянная, обязательна |
Опционально, вата/стекло |
|
Вода |
Очищенная, комнатной t° |
Очищенная |
Хранят в темных флаконах, срок годности 10 суток. Контроль: отсутствие осадка, механических включений, соответствие концентрации.
Коллоидные растворы представляют собой ультрамикрогетерогенную систему, в которой структурной единицей является комплекс молекул, атомов и ионов, называемых мицеллами. Мицелла является частицей дисперстной фазы, окруженная двойным электрическим слоем. Размер мицелл находится в пределах от 1 до 100 нм.
Строение мицеллы.
|
Ядро мицеллы образуется вследствие скопления отдельных молекул гидрофобного вещества (AgI). Двойной слой ионов, которые окружают ядро (адсорбционный и диффузный) возникает в результате адсорбции ионов или вследствие диссоциации поверхностно размещенных молекул ядра под влиянием внешней среды. |
Свойства коллоидных растворов.
- элементарные структурные единицы – мицеллы, которые находятся в хаотическом движении;
- характерно броуновское движение;
- в связи с большим размером частиц: малая диффузионная способность (проходят через обычные фильтры, но не проходят через полупроницаемые); низкое осмотическое давление (коллоидные частицы больше молекул, число частиц в единице объема коллоидного раствора в десятки раз меньше числа молекул); малая способность к диализу;
- способность рассевать свет во все стороны при рассматривании растворов в отраженном свете - опалесцирующие или мутные растворы ( свет не проходит через частицы и рассевается);
- не обладают обратимостью;
- термодинамически неустойчивы: в них самопроизвольно происходит коагуляция (слипание частиц и образование более крупного комплекса) и оседание под действием собственного веса, т.е. седиментационно устойчивые системы (седиментация - процесс оседания частиц под действием силы тяжести оседанию частиц). Т.е. частицы имеющие заряд адсорбируют на своей поверхности противоположно заряженные ионы электролита, при этом резко снижается заряд частицы и происходит разрушение сольватной оболочки;
- процеживают сквозь вату или марлю или используют стеклянные фильтры (фильтровать через обычную фильтровальную бумагу нельзя, т.к. бумага при смачивании заряжает противоположным по знаку зарядом и будет адсорбировать коллоидные частицы. Кроме, необеззоленная бумага содержит примеси солей, обуславливающие коагуляцию.
Характеристика защищенных коллоидов.
Коллоидные растворы называют золями. Прибавление высокомолекулярного вещества к золю гидрофобного коллоида повышает устойчивость. Сущность этого явления, называемого коллоидной защитой, заключается в адсорбции ВМС коллоидной частицей, в результате чего эта частица окружается гидратной оболочкой, препятствующей слипанию с другими частицами.
Практическое применение в фармации нашли препараты защищенных коллоидов
|
Свойства препаратов защищенных коллоидов |
Препарат |
Поверхностно-активные вещества для защиты коллоида |
|
Зеленовато-черные пластинки с металлическим блеском, содержит 70% оксида серебра |
Колларгол Collargolum ( список Б) |
Натриевые соли лизальбиновой и протальбиновой кислот (продукты щелочного гидролиза белка)(30%) |
|
Аморфный порошок коричнево- желтого цвета, без запаха, слабо горького и слегка вяжущего вкуса, содержит 7-8% серебра оксида. |
Протаргол Protargolm |
Альбуминаты натрия (продукты щелочного гидролиза белка) около 92%. |
|
Почти черная или бурая сиропообразная жидкость своеобразного резкого запаха и вкуса, медленно растворимая в воде и глицерине. Продукт перегонки бутаминозных сланцев. |
Ихтиол Ichthyolum |
Аммониваевая соль сульфокислот сланцевого масла |
Защищенные коллоидные препараты не проходят через физиологические мембраны, поэтому они проявляют только местное действие.
Факторы, вызывающие нарушение устойчивости растворов защищенных коллоидов.
|
Изменение температуры |
|
|
|
Механическое воздействие (длительное взбалтывание) |
|
Коагуляция - ( необратимый процесс) - процесс укрупнения частиц дисперсной фазы за счет их слипания друг с другом с образованием хлопьев, выпадающих в осадок. |
|
Введение электролитов (вызывают нейтрализацию заряда) |
||
|
Различные виды излучения (свет) |
|
|
Технология приготовления растворов защищенных коллоидов.
Rp.:Sol. Protargoli 2%- 100 мл
Da. Signa: Для промывания полости носа.
- Раствор протаргола при изготовлении не рекомендуется взбалтывать, т.к. порошок слипается в комки (всплывают на поверхность) с образованием пены, которая обволакивает частицы протаргола и замедляет его пептизацию.
- Стадии растворения предшествует стадия набухания.
- Если в состав раствора , кроме воды, прописан глицерин, то протаргол сначала растирают в ступке с глицерином и после его набухания постепенно добавляют воду.
- Из-за наличия оксида серебра протаргол является окислителем и разрушает соли алкалоидов и органических оснований с выделением свободных оснований.
- При действии света окись серебра в растворе разрушается, окисляя защитный коллоид и превращаясь в металлическое серебро, поэтому растворы протаргола быстро темнеют на свету. С течением времени вследствие постепенной коагуляции ( старения) фармакологическая активность раствора падает, поэтому данные растворы не готовят в запас. Хранят растворы в склянках темного стекла в защищенном от света месте.
В широкогорлую подставку ( фарфоровую чашечку) отмеривают рассчитанное количество воды. Отвешивают на старированных кружочках пергаментной бумаги протаргол и насыпают тонким слоем на поверхность воды и оставляют в темном месте для растворения на 20 минут. Препарат набухает, и частички протаргола, постепенно растворяясь, опускаются на дно подставки, давая доступ следующим порциям воды к препарату. Полученный раствор процеживаем через ватный тампон во флакон для отпуска темного стекла.
Этикетка основная « наружное», дополнительные: « сохранять в прохладном месте» , « перед употреблением взбалтывать». Выписываем ППК.
Протаргол (Protargolum) – серебра протеинат
Фармакологические свойства
Протаргол относится к группе защищённых коллоидов — ультрагетерогенных дисперсных систем с размером частиц от 0,001 до 1 мкм . При местном применении протеинат серебра диссоциирует с образованием ионов серебра, которые оказывают:
-
Антисептическое действие – ионы серебра нарушают репликацию ДНК бактерий, подавляя размножение грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов (стафилококки, стрептококки, синегнойная палочка, кандида и др.) ;
-
Вяжущее действие – на повреждённой слизистой оболочке ионы серебра осаждают белки, образуя защитную плёнку;
-
Противовоспалительное действие – защитная плёнка способствует уменьшению чувствительности нервных окончаний и сужению кровеносных сосудов, что приводит к уменьшению отёка и торможению воспалительных реакций .
Важно: Протаргол не является антибиотиком, поэтому после его применения не развивается дисбактериоз . При этом препарат не эффективен против вирусных инфекций .
Применение в экстемпоральном изготовлении
В аптечной практике протаргол используется преимущественно в виде 2% водного раствора для местного применения .
Технология приготовления 2% раствора протаргола:
-
Растворение протаргола проводят в воде очищенной при комнатной температуре.
-
Порошок осторожно насыпают на поверхность воды и оставляют для набухания, затем перемешивают до полного растворения (без нагревания).
-
Не допускается использование в качестве растворителя растворов, содержащих ионы хлора (например, 0,9% раствор натрия хлорида) .
Дозировка и оформление:
-
Раствор отпускают во флаконах тёмного стекла с крышкой-пипеткой .
-
Срок годности готового раствора: 30 суток при хранении в холодильнике (температура 2–8°С) .
-
Условия хранения: в защищённом от света месте, при температуре не выше 25°С .
Противопоказания к применению:
-
Повышенная чувствительность к компонентам;
-
атрофический ринит;
-
беременность и период грудного вскармливания;
-
детский возраст до 3 лет .
Примечание: При длительном бесконтрольном применении возможно развитие аргирии — необратимого отложения серебра в тканях с окрашиванием кожи в серо-синий цвет .
Rp.: Sol. Collargoli 2%- 200 мл
Da. Signa: Для спринцевания
- При прописывания колларгола в концентрации до 1% его растворы готовят в подставке или флаконе для отпуска, растворяя препарат в воде очищенной при встряхивании.
- При прописывания колларгола в концентрации более 1% его растворы готовят в ступке, растирая колларгол с водой очищенной.
- Растворы колларгола легко коагулируют под действием кислот, щелочей и солей тяжелых металлов.
- Длительно хранившиеся препараты плохо пептизируются в воде и обычно не полностью, образуя мутные растворы. Готовят растворы по мере надобности.
- Хранят растворы в склянках темного стекла в защищенном от света месте.
В широкогорлую подставку отмеривают рассчитанное количество воды. Отвешивают в ступку колларгол, добавляют небольшое количество воды очищенной и оставляют на 2-3 минуты для набухания, растирают, а затем по немногу при смешивании добавляют оставшееся количество воды. Полученный раствор процеживаем через рыхлый ватный тампон, заранее промытый горячей водой, во флакон для отпуска темного стекла.
Этикетка основная « наружное», дополнительные: « сохранять в прохладном месте», « перед употреблением взбалтывать». Выписываем ППК.
Колларгол (Collargolum) – коллоидное серебро
Фармакологические свойства
Колларгол представляет собой высокодисперсное коллоидное серебро, содержащее около 70% серебра . В отличие от протаргола, который является протеинатом серебра (соединение с белком), колларгол — это чистые коллоидные частицы металлического серебра. Обладает аналогичными свойствами:
-
антисептическое и бактерицидное действие;
-
противовоспалительный эффект;
-
вяжущее действие (уменьшает образование слизи) .
Применение в экстемпоральном изготовлении
В аптечной практике колларгол применяют в виде водных растворов для наружного использования.
Технология приготовления:
-
Растворение проводят в воде очищенной при комнатной температуре, недопустимо нагревание и использование солей-коагулянтов в качестве растворителей .
-
При растворении образуется коллоидный раствор, требующий защиты от света.
-
Применяют в виде растворов, а также в составе мазей.
Показания к применению:
-
Лечение гнойных ран;
-
конъюнктивиты, блефариты;
-
риниты (в т.ч. у детей), аденоиды;
-
воспаления мочевого пузыря (циститы);
-
воспаления лимфатических узлов .
Отличие от протаргола: колларгол содержит более высокую концентрацию серебра, но его растворы менее стабильны, чем растворы защищённых коллоидов .
Rp.: Sol. Ichthyoli 2%- 100 мл
Glycerini 10.0
Misce. Da. Signa: Для тампонов.
- Вследствие значительной вязкости препарата растворение происходит сравнительно медленно.
- Коагуляцию раствора вызывают соли тяжелых металлов, щелочноземельных металлов, кислоты, электролиты.
В тарированную подставку отвешивают 10,0 глицерина и туда же отмеривают рассчитанное количество воды очищенной, взбалтывают для однородности. В ступку или в тарированную фарфоровую чашку отвешивают 2,0 ихтиола , добавляют по частям раствор из подставки и растирают с помощью пестика до полного растворения. Полученный раствор процеживают во флакон для отпуска. Фарфоровую чашку ополаскивают остатком водно-глицеринового раствора и также процеживают во флакон для отпуска.
Этикетка основная « наружное», дополнительные: « сохранять в прохладном месте», « перед употреблением взбалтывать». Выписываем ППК.
Ихтиол (Ichthyolum, ихтаммол)
Фармакологические свойства
Ихтиол (ихтаммол) — продукт переработки сланцевых пород, содержащий серу. Обладает комплексным действием:
-
Противовоспалительное действие – связано с ингибированием высвобождения медиаторов воспаления ;
-
Местноанестезирующее действие – уменьшает чувствительность нервных окончаний;
-
Антисептическое действие – подавляет рост патогенных микроорганизмов.
При ректальном введении ихтиол оказывает рефлекторное действие: раздражая слизистую оболочку прямой кишки, усиливает кровообращение в органах малого таза, улучшает обмен веществ, что способствует устранению воспалительных процессов .
Применение в экстемпоральном изготовлении
Ихтиол в аптечной практике применяется в нескольких лекарственных формах:
1. Мазь ихтиоловая (10% и 20%)
-
Используется для наружного применения при воспалительных заболеваниях кожи, фурункулах, рожистых воспалениях.
-
Обладает кератопластическим и рассасывающим действием.
2. Суппозитории ректальные (200 мг)
-
Применяются в комплексной терапии:
-
в гинекологии: сальпингоофорит, эндометрит;
-
в урологии: хронический неспецифический простатит .
-
Технология изготовления:
-
Мазь ихтиоловую готовят на вазелине или другой гидрофобной основе ( при изготовлении комбинированных мазей необходимо учитывать несовместимость с солями тяжёлых металлов и йодом).
-
Суппозитории изготавливают на жировой основе (твердый жир, витепсол) методом выливания .
Противопоказания и взаимодействия:
-
Повышенная чувствительность к компонентам;
-
детский возраст до 18 лет (для ректальных суппозиториев);
-
Несовместим с растворами солей йода, алкалоидами, солями тяжёлых металлов, оксидом цинка .
Условия хранения:
-
В защищённом от света месте;
-
при температуре не выше 15°С (для суппозиториев и мази);
-
срок годности — 2 года
Растворы полуколлоидов.
Растворы полуколлоидов – это такие системы, которые при определенных условиях являются истинными растворами, а при смене концентрации дисперсной фазы становятся золями в коллоидном состоянии. К ним относят: растворы танинов, мыл, некоторых органических оснований ( этакридина лактат).
Приготовление растворов полуколлоидов проводят по общим правилам приготовления растворов.
Оценка качества и хранение растворов защищенных коллоидов.
1. Контроль качества растворов осуществляют согласно: ГФ, действующей НД, инструкций и приказов.
2. Проверка качества включает все виды внутриаптечного контроля:
- письменный;
- опросный;
- органолептический ( цвет, запах, однородность, отсутствие механических включений);
- физический (общий объем, который не должен превышать норм допустимых отклонений)
- химический ( выборочно);
- контроль при отпуске.
3. Хранение растворов зависит от свойств лекарственных веществ, входящих в остав прописи. Если нет особых указаний, экстемпоральные растворы защищенных коллоидов хранят в прохладном, защищенном от света месте в течение 10 дней.
4. Растворы отпускаются во флаконе для отпуска оранжевого стекла с дополнительными этикетками:« Хранить в прохладном защищенном от света месте», « Перед употреблением взбалтывать».
Совершенствование растворов защищенных коллоидов.
- Повышение химической, физической и микробиологической стабильности.
- Совершенствование упаковки.
- Совершенствование существующих и разработка объективных методов оценки качества.
- Расширение ассортимента защищенных коллоидов для применения в фармации.
Принципиальное различие между коллоидными
растворами (золями) и растворами высокомолекулярных соединений (ВМС)
В контексте аптечного изготовления (экстемпоральная рецептура) принципиальное различие между коллоидными растворами (золями) и растворами высокомолекулярных соединений (ВМС) заключается в их термодинамической устойчивости и, как следствие, в технологии приготовления, фильтрации и условиях хранения.
Вот подробное сравнение по ключевым критериям, важным для провизора-технолога:
1. Термодинамическая природа и обратимость
· Коллоидные растворы (Золи):
· Это гетерогенные системы. Частицы дисперсной фазы (размер 1–100 нм) состоят из множества молекул (например, колларгол, протаргол, ихтиол).
· Они термодинамически неустойчивы. С течением времени частицы могут укрупняться (коагуляция), что приводит к выпадению осадка. Коагуляция может быть необратимой (например, при кипячении или добавлении электролитов).
· Аналогия: Взвесь мельчайших твердых частичек в воде.
· Растворы ВМС:
· Это гомогенные (истинные) растворы. Вещество находится в виде отдельных макромолекул (размер также в коллоидных пределах, но это одна молекула-гигант).
· Они термодинамически равновесны и устойчивы. Если не нарушены условия растворимости (pH, отсутствие высаливателей), они не «стареют» и не коагулируют самопроизвольно.
· Аналогия: Сахар или желатин, растворенные в воде.
2. Технология изготовления в аптеке
Это самое важное практическое отличие.
· Коллоидные растворы:
· Готовят часто в концентрации по массе (массо-объемным способом или по массе).
· Особенность: Большинство коллоидов (препараты серебра: протаргол, колларгол) не растворяются, а пептизируются. Их нельзя просто залить водой и взболтать — образуются комки («слизни»), которые медленно растворяются снаружи.
· Правильный метод: Наливают воду в подставку, высыпают порошок на поверхность воды тонким слоем и оставляют в покое (или слегка взбалтывают). Происходит самопроизвольное диспергирование (набухание и переход в коллоидное состояние).
· Растворы ВМС:
· Готовят массо-объемным способом (как и обычные растворы).
· Особенность: Многие ВМС (например, пепсин, желатин, крахмал) требуют стадии набухания. Сначала заливают водой (часто холодной для набухания), а потом нагревают или доводят до растворения. Но этот процесс именно растворения, а не пептизации.
3. Фильтрация (Критический этап)
· Коллоидные растворы:
· Не фильтруют через бумагу или плотные фильтры! Бумага (целлюлоза) обладает адсорбционными свойствами и задерживает коллоидные частицы серебра или ихтиола. Раствор пройдет обесцвеченным и с уменьшенной концентрацией.
· Метод очистки: При необходимости фильтруют через стеклянные фильтры (№1 или №2) или процеживают через несколько слоев марли (если нет механических включений).
· Растворы ВМС:
· Фильтруют через обычный бумажный фильтр или через марлю. Вязкость может быть высокой, но макромолекулы проходят через поры бумаги беспрепятственно.
4. Поведение при хранении (Явления)
· Коллоидные растворы:
· Коагуляция: Мутнеют, дают осадок. Это брак. Для защиты добавляют стабилизаторы (например, белки, желатозу). В аптеке их отпускают в склянках с притертой пробкой и часто указывают «Перед употреблением взбалтывать» (если это суспензия или допускается легкий осадок, но для истинных золей осадок — порок).
· Растворы ВМС:
· «Старение» (физико-химический процесс): изменение структуры макромолекул.
· Застудневание: При понижении температуры многие ВМС (растворы желатина, агар-агара) переходят в студень (гель). Это обратимый процесс (при нагревании снова текут).
· Высаливание: При добавлении больших количеств электролитов — потеря растворимости.
5. Примеры в аптечной рецептуре
· Коллоидные растворы:
· Sol. Collargoli 2% (Колларгол — препарат серебра, защитный коллоид — белок).
· Sol. Protargoli 1-2% (Протаргол).
· Sol. Ichthyoli (Ихтиол — продукт переработки сланцев, содержит сульфокислоты).
· Растворы ВМС:
· Sol. Gelatinae (Желатин).
· Sol. Pepsini (Пепсин — для улучшения растворения его сначала растирают с водой или кислотой).
· Sol. Methylcellulosae (Метилцеллюлоза).
· Muсilago Amyli (Слизь крахмала — хотя по сути это процесс клейстеризации, относящийся к ВМС).