Модифицированные крахмалы

Крахмалы могут быть модифицированы несколькими способами с целью изменения их технологических и физико-химических свойств.

При нагревании с кислотой или в результате ферментативного гидролиза длинные цепи крахмала разрушаются на более простые молекулы с образованием низкомолекулярных декстринов, растворимых в воде (декстрин, полидекстрин и мальтодекстрин). Декстрины могут быть поперечно сшиты - так, что цепи образуют петлю. Циклодекстрины - вещества, используемые в качестве солюбилизаторов гормонов и жирорастворимых витаминов.

Крахмалы преглютеинезируют (предварительно клейстреризуют) путем высокотемпературной экструзии для получения препарата мгновенной клейстеризации. Известен окисленный крахмал, полученный в реакции с натрием гипохлоритом, отличающийся образованием прозрачных и маловязких растворов. Введение карбоксиметильной группы делает крахмал менее склонным к разрушению при высокой температуре и бактериями. Карбоксиметилированный крахмал (рис. 5.19) также называется крахмала гликолятом.

Рис. 5.19. Карбоксиметилированный (растворимый) крахмал

Карбоксиметильные группы увеличивают смачиваемость и растворимость крахмала, поэтому его часто используют в качестве дезинтегранта таблетированных лекарственных форм.

Введение более длинных углеродистых цепей (карбоксиэтильной или карбоксипропильной) уменьшает тенденцию крахмала к пов- торной кристаллизации. Это обстоятельство важно для увеличения срока стойкости фармацевтических гелей.

Крахмалы могут быть этерифицированы уксусной кислотой. Ацетилированный крахмал является отличным пленкообразователем.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Синтетические вспомогательные вещества отличаются тем, что их молекулы получены синтетическим путем. Они имеют те же достоинства и недостатки, что и полусинтетические. Ниже представлены отдельные представители синтетических вспомогательных веществ.

Поливинол

Поливинол (Polyvinolum) - полимер винилацетата. Поливинол (поливиниловый спирт - ПВС) относится к синтетическим полимерам алифатического ряда, содержащим гидроксильные группы (рис. 5.20). Поливинолы различают по молекулярной массе: олигомеры (4000-10 000); низкомолекулярные (10 000-45 000); среднемолекулярные (45 000-150 000); высокомолекулярные (150 000-500 000).

В технологии изготовления лекарственных форм 1,4-2,5 % растворы ПВС применяют в качестве эмульгатора, загустителя и стабилизатора суспензий; связующего компонента для таблетирования; 10% раствор - в качестве мазевых основ и глазных пленок.

Поливинилпирролидон

Поливинилпирролидон (ПВП) (Polyvinylpyrrolidonum) представляет собой полимер N-винилпирролидона. ПВП получают поли- меризацией мономера винилпирролидона (рис. 5.21). Наиболее часто применяется ПВП, имеющий молекулярную массу 12 600-35 000. Он растворим в воде, спиртах, глицерине, легко образует комплексы с лекарственными соединениями: витаминами, антибиотиками, йодом.

Рис. 5.20. Поливиниловый спирт

Рис. 5.21. Поливинилпирролидон

ПВП используется в медицине и фармацевтической технологии как стабилизатор эмульсий и суспензий, про- лонгирующий компонент, связующее вещество и дезинтегратор для таблеток. Он также входит в состав плаз-

мозаменителей, аэрозолей, глазных

лидон

лекарственных пленок. Гели на основе ПВП используют для приготовления мазей, в том числе предназначенных для нанесения на слизистые оболочки.

Рис. 5.22. Полиакриламид

Полиакриламид

Полиакриламид (ПАА) (Polyacrilamidum) (рис. 5.22) - полимер белого цвета, без запаха, растворим в воде, глицерине. Водные растворы ПАА являются типичными псевдопластическими жидкостями.

Получен и биорастворимый полимер, широко используемый для создания лекарственных биорастворимых глазных пленок, которые обеспечивают максимальное время контакта с поверхностью конъюнктивы.

1% растворы ПАА используют для пролонгирования действия глазных капель. Успешно применяют ПАА для создания пролонгированных таблетированных лекарственных форм гормонов, анти- ферментных препаратов, кардиотоников. Водные растворы ПАА совместимы со многими электролитами, ПАВ и консервантами. ПАА перспективен для создания новых лекарственных форм.

Эфиры полиакрилатов являются основой для создания суспензионных покрытий таблеток, резистентных к действию желудочного сока. Современные пленкообразователи ойдрагит, колликут - коллоидные растворы сложных эфиров акриловых кислот.

Рис. 5.23. Полиэтиленоксид

Полиэтиленоксиды

Полиэтиленоксиды (ПЭО) (Polyaethy- lenoxyda), или полиэтиленгликоли (ПЭГ), (рис. 5.23) получают путем полимериза-

ции этиленоксида в присутствии воды и калия гидроксида.

Консистенция ПЭО зависит от степени полимеризации. В нашей стране выпускают ПЭО с различной степенью полимеризации (м.м. 400-4000).

ПЭО-400 представляет собой вязкую прозрачную бесцветную жидкость, ПЭО-1500 - воски (температура плавления - 35-41?С), ПЭО-4000 - твердое вещество белого цвета (температура плавления - 53-61?С).

Характерной особенностью ПЭО является хорошая растворимость в воде, этаноле. Они не смешиваются с углеводородами и жирами, образуя с ними эмульсию; малочувствительны к изменению рН, стабильны при хранении. ПЭО обладают крайне малой токсичностью, что обусловливает весьма широкое их применение в фармацевтической практике - при изготовлении мазей, эмульсий суспензий, суппозиториев и других лекарственных форм. Основы для мазей чаще всего представляют собой композицию жидких и твердых ПЭО, имеющих вязкопластичную консистенцию. Однако они оказывают высушивающее действие на слизистые оболочки. ПЭО удобно использовать также для суппозиторных основ.

Спены

Спены (Spans) (рис. 5.24) - эфиры сорбитана с высшими жирными кислотами:

- спен-20 - эфир лауриновой кислоты;

- спен-40 - эфир пальмитиновой кислоты;

- спен-60 - эфир стеариновой кислоты;

- спен-80 - эфир олеиновой кислоты.

Рис. 5.24. Химическая формула эфиров сорбитана с жирными кислотами

Спены являются липофильно-гидрофильными соединениями. Растворимы в маслах, а также в этаноле, образуют эмульсии типа вода/масло. В связи с неионогенным характером совместимы со многими лекарственными веществами.

Твины

Твины (Twins) - моноэфиры полиоксиэтилированного сорбитана (спена) и высших жирных кислот (рис. 5.25). Твины получают путем

Рис. 5.25. Моноэфиры полиоксиэтилированного сорбитана (спена) и высших жирных кислот

обработки спенов этиленоксидом в присутствии натрия гидроксида (катализатор). Этерификация происходит по месту свободных гидроксилов. Твины хорошо растворяются в воде и органических растворителях. К медицинскому применению разрешен твин-80, представляющий собой моноэфир олеиновой кислоты.

Твин-80 является неионогенным ПАВ. Он хорошо растворим в воде, маслах растительных и минеральных. Служит хорошим эмуль- гатором с высоким значением ГЛБ (15-16), поэтому применяется и как солюбилизатор. Как эмульгатор и стабилизатор твин-80 применяют для стабилизации эмульсий и суспензий, в том числе и для инъекционного введения.

Силиконы

Силиконы - неорганические полимеры.

Основа силиконов - цепь чередующихся атомов кислорода и кремния. Каждый силикон имеет 3 группы, свободные для органи- ческих заместителей - метильную (полиметилсилоксан), метильную и фенильную (полиметилфенилсилоксан), фенильную (полидифенилсилоксан) (рис. 5.26), которые используются для производства многих изделий медицинского назначения, в том числе и для детей.

Рис. 5.26. Химическая формула силиконов

Силиконы образуют хорошие эластомеры, потому что цепь основы очень гибка; связи между кремниевым атомом и 2 атомами кис- лорода легко вращаются. Угол, сформированный в соответствии с

этими связями, может открыться и закрыться подобно ножницам, без напряжения. Это делает целую цепь основы гибкой (рис. 5.27).

Рис. 5.27. Способность молекулы силиконов изгибаться

В смеси с борной кислотой полидиметилсилоксан (рис. 5.28) меняет свойства. Смесь является мягкой и гибкой, ее можно лепить как пластилин, однако затем она затвердевает. Это свойство используется во многих областях - от изготовления игрушек до матриц протезов (рис. 5.29).

Рис. 5.28. Полиметилсилоксан; полиметилфенилсилоксан; полидифенилсилоксан

Рис. 5.29. Олигомер силиконов - октаметилсиликон и механизм полимеризации

Силиконы используются в фармацевтической химии для иммобилизации других химических молекул. Присоединение молекул или клеток к цепи силикона по названной выше реакции меняет их свойства. Делает их нерастворимыми в воде, что используется для иммобилизации (пролонгирования действия) ферментов, создания биокатализаторов для синтеза ампициллина, всех цефалоспориновых антибиотиков, гормонов. Силиконы служат основой лекарств для выведения холестерина из организма, иммобилизации ряда противоопухолевых препаратов, простагландинов.

Силиконовые эластомеры применяются в производстве:

- трубок;

- катетеров;

- сердечных клапанов;

- поршней шприцев;

- зондов (катетеров);

- искусственных вен;

- смазки для суставов;

Рис. 5.30. Изделия из силикона

- контактных линз;

- дыхательного оборудования.

Силиконы обладают рядом ценных свойств; используются в технологии твердых лекарственных форм (порошки, пилюли, таблетки и др.), основ для мазей, суппозиториев.

Наиболее широкое применение получили диэтилполиоргано- силоксановые жидкости. Силиконовые жидкости используют для защиты кожи в качестве кремов, лосьонов и мазей. Среди дисперсионных сред для приготовления данных лекарственных форм наиболее часто в смеси с силиконами используются вода, этанол, глицерин.