технология лек 2. Учебник соответствует учебной программе и предназначен для студентов фармацевтических высших учебных заведений и факультетов
 Скачать 5.32 Mb.
|
|
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 преиму- щественной роли отдельных процессов в каждой из них. Дальнейшее увеличение давления приводит к разрушению кристаллов и образованию новых плоскостей и поверхностей контактов. Многие исследователи считают, что механическая связь в таблетке обусловлена площадью контактирующих поверхностей, а также взаимным переплетением и зацеплением поверхностных выступов и неровностей частиц под давлением. В результате приложенного давления частицы сдвигаются, скользят по отношению друг к другу и вступают в более тесный контакт; симметричные скользят легче, чем шероховатые и анизодиаметри- ческие, но последние создают большее количество зацеплений и поэтому придают прессованной таблетке большую прочность. Следствием уплотнения порошка под давлением является увеличение контакта между частицами, вызванного необратимой деформацией частиц. Необратимые деформации могут быть плас- тическими и хрупкими. При пластической деформации изменяется форма частиц, но не нарушается их структурная целостность, при хрупких деформациях обламываются выступы на поверхности частиц или сами частицы дробятся на более мелкие. В этом случае, чем прочнее и эластичнее частица, тем больше вероятность, что даже при высоких давлениях она сохранит свою целостность. Прочность связей частиц в структуре таблеток из мягких элементов значительно ниже прочности из твердых. В первом случае после деформации частиц ярче проявляются тиксотропные явления, т. е. тиксотропное восстановление разрушенных связей под давлением интенсивного броуновского движения. Во втором — 328 прочность сцепления определяется зацеплениями и пере- плетениями при пластической деформации твердых частиц, обусловливающих жесткий каркас таблетки с меньшим кинетическим уравнением тиксотропного восстановления связей. Механическая теория не дает полного представления о механизме образования связей в фармацевтических композициях. К механической теории структурообразования таблеток примыкает теория «сцепления». Согласно этой теории некоторые вещества обладают низкой температурой плавления. В результате разогревания пресс-инструмента в процессе прессования и трения частиц между собой эти вещества частично подплавляются, что способствует слипанию частиц. Капиллярно-коллоидная теория. Согласно теории П. А. Ре- биндера силы межповерхностного взаимодействия во многом определяются характером твердых и наличием жидких фаз. Прочность структурированных систем зависит от количества воды и ее расположения. В 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 в целом, под давлением. Чем тоньше слой жидкости, обволаки- вающей твердые частицы, тем сильнее проявляется действие молекулярных сил сцепления. В таком случае оказывается, что в пористой структуре таблеток капиллярная система заполнена водой. Так как в таблетках диаметр капилляров составляет 10 –6 —10 –7 см, то после снятия 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, приводящее к сжатию стенок капилляров, а следовательно, к увеличению сил адгезии. Электростатическая теория сцепления частиц. Капиллярно- коллоидная теория предполагает также наличие молекулярных сил сцепления, имеющих электрическую природу и слагающихся из совместного электростатического взаимодействия разноимен- ных зарядов и квантово-механического эффекта притяжения. Энергия адгезии как одна из форм межмолекулярного взаимодействия особенно проявляется при наличии полярных 329 соединений. На поверхности частиц порошкообразных лекарственных веществ имеются активные кислородсодержащие группы, свободные радикалы и другие функциональные группы, обладающие определенной силой взаимодействия. Поэтому в процессе формирования 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 силы 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-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. Диэлектри- ческая проницаемость большинства порошкообразных лекарст- венных веществ 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 прессовании позволяют сделать вывод, что диэлектрические характеристики наряду с деформационными также необходимы при рассмотрении механизма связи частиц в таблетках. При изучении электрических свойств порошко- образных лекарственных веществ оказалось, что в процессе прессо- 330 вания 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 гидрофильных веществ значительно больше, так как они обладают большей поверхностной электропроводимостью, гидрофобных — меньше. 14.5. Основные группы вспомогательных веществ в производстве таблеток Вспомогательные вещества в таблеточном производстве предназначены придать таблеточной массе необходимые технологические свойства, обеспечивающие точность дозирования, механическую прочность, распадаемость и стабильность таблеток в процессе хранения. Вспомогательные вещества, используемые в производстве таблеток, подразделяются на группы в зависимости от назначения. Основные группы и номенклатура вспомогательных веществ приведены в табл. 14.4. Требования к вспомогательным веществам: — они должны быть химически индифферентными; — не должны оказывать отрицательного воздействия на организм больного, а также на качество таблеток при их приготовлении, транспортировке и хранении. Наполнители (разбавители) добавляют для получения опреде- ленной массы таблеток. При небольшой дозировке лекарственного вещества (обычно 0,01—0,001 г) или при таблетировании сильнодействующих, ядовитых и других веществ их можно использовать с целью регулирования некоторых технологических показателей (прочности, распадаемости и т. д.). Наполнители определяют технологические свойства массы для таблетирования и физико-механические свойства готовых таблеток. Связывающие вещества. Частицы большинства лекарствен- ных веществ имеют небольшую силу сцепления между собой, поэто- му их таблетирование требует высокого давления, которое часто является причиной несвоевременного износа пресс-инструмента таблеточных машин и получения некачественных таблеток. Для достижения необходимой силы сцепления при сравнительно небольших давлениях к таблетируемым веществам прибавляют связывающие вещества. Заполняя межчастичное пространство, они 331 увеличивают контактную поверхность частиц и когезионную способность. Таблица 14.4 Вспомогательные вещества, применяемые в производстве таблеток 332 Особое значение имеют связывающие вещества при прессова- нии сложных порошков. В процессе работы таблеточной машины они могут расслаиваться, что приводит к получению таблеток с разным содержанием входящих ингредиентов. Применение вида связывающих веществ, их количество зависит от физико- химических свойств прессуемых веществ. Функции связывающих веществ могут выполнять различные вещества. Воду применяют во всех случаях, когда простое овлажнение обеспечивает нормальное гранулирование порошкообразной массы. Спирт этиловый используют для гранулирования гигроскопич- ных порошков, чаще всего тогда, когда в состав массы для таб- летирования входят сухие экстракты из растительного сырья — эти вещества с водой и водными растворами образуют клейкую, оплывающую, плохо гранулируемую массу. Концентрация приме- няемого спирта обычно тем выше, чем более гигроскопичен порошок. Для порошков, образующих с водой и спиртом рассыпаю- щиеся, не гранулируемые массы, применяют растворы ВМС, Окончание табл. 14.4 333 механизм действия которых установлен и теоретически решен Е. Е. Борзуновым. В данном случае связывающая способность высокомолекулярных соединений определяется не только их кон- центрацией и вязкостью, но и величиной молекулы. Разрыхляющие вещества. При прессовании лекарственных веществ резко уменьшается пористость и тем самым затрудняется проникновение жидкости внутрь таблетки. Для улучшения распадаемости или растворения применяют разрыхляющие вещества, обеспечивающие механическое разрушение таблеток в жидкой среде, что необходимо для скорейшего высвобождения действующего вещества. Разрыхлители добавляют в состав таблеток также в том случае, если препарат нерастворим в воде или если таблетка способна цементироваться при хранении. В случае использования в качестве разрыхлителя смеси натрия гидрокарбоната с лимонной или винной кислотами необходимо учитывать их взаимодействие во влажной среде, а следовательно, правильно выбирать порядок их введения при влажной грануляции в таблеточную массу. Эффективность действия разрыхляющих веществ определяется тремя способами: — путем определения скорости поглощения и количества поглощенной воды порошкообразной массой; — временем распадаемости таблеток, содержащих различные концентрации разрыхляющих веществ; — путем определения скорости набухания и максимальной водной емкости разрыхлителей, путем высокоскоростной фотосъемки под микроскопом. В целом все разрыхляющие вещества обеспечивают разрушение таблеток на мелкие частички при их контакте с жидкостью, в результате чего происходит резкое увеличение суммарной поверхности частиц, способствующей высвобождению и всасыванию действующих веществ. Антифрикционные вещества. Одной из проблем таблеточного производства является получение хорошей текучести гранулята в питающих устройствах (воронках, бункерах). Полученные гранулы или порошки имеют шероховатую поверхность, что затрудняет их всасывание из загрузочной воронки в матричные гнезда. Кроме того, гранулы могут прилипать к стенкам матрицы и пуансонам вследствие трения, развиваемого в контактных зонах частиц с пресс-инструментом таблеточной машины. Для снятия или уменьшения этих нежелательных явлений применяют антифрикционные вещества, представленные группой скользящих и смазывающих. Скользящие вещества, адсорбируясь на поверхности частиц (гранул), устраняют или уменьшают их шероховатость, повышая их текучесть (сыпучесть). Наибольшей эффективностью скольжения обладают частицы, имеющие сферическую форму. 334 Смазывающие вещества облегчают выталкивание таблеток из матрицы. Их еще называют антиадгезионными, или противосклеивающими веществами. Смазывающие вещества не только снижают трение на контактных участках, но значительно облегчают деформацию частиц вследствие адсорбционного понижения их прочности за счет проникновения в микрощели. Функция смазывающих средств заключается в преодолении силы трения между гранулами и стенкой матрицы, между спрессованной таблеткой и стенкой матрицы в момент выталкивания нижним пуансоном из матрицы. Тальк — одно из веществ, представляющих тип пластинчатых силикатов, в основе которых лежат слои плотнейшей гексагональ- ной упаковки. Слои связаны друг с другом остаточными ван-дер- ваальсовыми силами, наислабейшими из всех химических связей. Благодаря этому свойству и высокой дисперсности частиц они способны к деформации и хорошему скольжению. Корригирующие вещества добавляют в состав таблеток с целью улучшения их вкуса, цвета и запаха. Красители вводят в состав таблеток прежде всего для придания им товарного вида, а также с целью обозначения тера- певтической группы лекарственных веществ, например снотворных, ядовитых. Кроме того, некоторые красители являются стабили- заторами светочувствительных лекарственных веществ. Красители, разрешенные к применению в фармацевтической технологии, классифицируют на группы: — минеральные пигменты (титана диоксид, железо оксид). Используются в виде тонкоизмельченных порошков; — красители природного происхождения (хлорофилл, каротиноиды), имеющие следующие недостатки: низкая красящая способность, невысокая устойчивость к свету, окислителям и восстановителям, к изменению рН, температурным воздействиям. Широкое применение в фармацевтической промышленности нашли синтетические красители: индиго-кармин, тартразин, тропеолин 00, кислотный красный 2С и др. Окрашенные материалы на основе сахарозы — руберозум, флаворозум, церулезум были разработаны в ГНЦЛС под руководством проф. Б. Г. Ясницкого. Известно, что видимый спектр радуги состоит из семи цветов, причем цвета расположены в строгой последовательности: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Для лучшей ориентации с целью получения любо- го цвета из двух соседних цветов существует непи- саное правило, представленное в виде диаграммы. Например, для получения зеленого цвета нужно смешать желтый и голубой красители. ? ? ? ? ? ? ? 335 14.6. Технологический процесс производства таблеток При изготовлении лекарственных форм из порошкового материала, помимо смешения и прессования, проводятся операции измельчения, грануляции и таблетирования. Измельчение препарата используется для достижения однородности смешения, устранения крупных агрегатов в комкующихся и склеивающихся материалах, увеличения технологических и биологических эффектов. Измельчение порошков приводит к определенному увеличе- нию прочности и числа контактов между частицами и в результа- те — к образованию прочных конгломератов. Используя это свойство, в угольной промышленности методом обкатки получают прочные гранулы из измельченного порошка. Тонкое измельчение лекарственных порошков, несмотря на возможные преимущества биодоступности, не нашло широкого применения, за исключением отдельных случаев, в технологии производства твердых лекарственных форм. Это обусловлено тем, что кристалл представляет собой жестко сформированную структуру с минимальной свободной и высокой внутренней энергией и для его разрушения требуются значительные внешние усилия. В системе кристаллов одновременно с измельчением усиливается трение, уменьшающее прилагаемую внешнюю нагрузку до величин, способных вызвать только эластическую или незначительную пластическую деформацию. Поэтому эффектив- ность измельчения, особенно в кристаллических веществах с высокой температурой плавления, быстро падает. Для увеличения пластической деформации в измельчаемый порошок вводят некоторое количество жидкой фазы. Увеличение свободной энергии кристаллов при измельчении может служить причиной механохимической деструкции препаратов и уменьшения их стабильности при хранении. Измельчение высокопластичных материалов с низкими температурами плавления, таких, как скользящие и смазывающие вещества, может привести к значительному увеличению их эффективности при изготовлении таблеток. Некоторые мягкие конгломераты порошков устраняют просеиванием их или протиранием через перфорированные пластины или сита с определенным размером отверстий. В других случаях просеивание является неотъемлемой частью измельчения для получения смеси с определенным гранулометрическим составом. Измельчение применяется также для переработки неконди- ционных гранул и таблеток. |