Растворы высокомолекулярных соединений

(В.М.С.)

План:

1. Характеристика В.М.С. и их классификация;

2. Частная технология растворов неограниченно набухающих В.М.С.;

3. Частная технология растворов ограниченно набухающих В.М.С.;

4. Хранение растворов В.М.С.

Высокомолекулярными соединениями (В.М.С.) называются вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до 1 миллиона и более. Молекулы представляют собой гигантские образования, состоящие из сотен отдельных атомов, связанных друг с другом силами главных валентностей.

По форме молекул ВМС делят на 2 группы:

1. с изодиаметричными (сферическими) молекулами (белки: пепсин, трипсин, панкреатин), которые при растворении практически не набухают;

2. с анизодиаметричными (линейными) молекулами (крахмал, производные целлюлозы). Пример: длина молекулы целлюлозы 400 -500 нм, в то время как поперечник 0,3 - 0,5 нм. Растворение данных веществ протекает в 2 стадии: набухание и растворение.

Полярные группы гидратируются: карбоксильные группы удерживают 4 молекулы воды, гидроксильные - 3, кето- и альдегидная по 2. Молекулы воды более подвижны, поэтому просходит диффузия воды внутрь В.М.С., гидратируется В.М.С. и образуется мономолекулярный слой. В.М.С. набухает, увеличиваясь в объеме в 10 - 15 раз. Когда связь между молекулами В.М.С. ослабляется, они диффундируют в воду, образуя истинный раствор. Набухание может быть ограниченным и неограниченным. Для неограниченно набухающих веществ стадия набухания заканчивается растворением. Процесс растворения ограниченно набухающих В.М.С. заканчивается образованием студня. При нагревании, например, студень желатина переходит в раствор.

Все ВМС по природе делят на:

1. природные (белки);

2. синтетические (поливиниловый спирт);

3. полусинтетические (производные целлюлозы: метилцеллюлоза, натрий карбоксиметилцеллюлоза Na-К.М.Ц.).

По процессу растворения ВМС делят на:

1. ограниченно набухающие;

2. неограниченно набухающие.

По применению в фармации ВМС делят на:

1. Лекарственные вещества (пепсин, трипсин и т. д.);

2. Вспомогательные вещества: основы для суппозиториев и мазей, пролонгаторы, солюбилизаторы, эмульгаторы и стабилизаторы, корригирующие вещества, добавки к кровезаменителям, упаковочный материал.

Макромолекулы ВМС не обнаруживаются в ультрамикроскопе. Растворы обладают способностью к опалесценции и некоторой мутностью, не подчиняются закону Вант - Гоффа. Характеризуются небольшим (по абсолютной величине), но аномально высоким осмотическим давлением. Растворы ВМС отличаются высокой вязкостью.

Частная технология неограниченно набухающих В.М.С. Растворы пепсина.

Пепсин - протеолитический фермент, получаемый из слизистой оболочки желудка свиней. Фермент пепсин - это специфический белок с молекулярной массой 35000. Это высоко гидрофильное вещество, хорошо растворимое в воде с образованием слабо опалесцирующих растворов слабо кислой реакции. Активность пепсина проявляется при значении рН раствора 1,8 - 2,0. Поэтому растворы пепсина обычно готовят в концентрации 2% - 4% на растворе кислоты хлористоводородной разведенной.

Rp.: Pepsini 4,0

Acidi hydrochlorici diluti 4 ml

Aquae purificatae 200 ml

M. D. S. По 1 ст. л. во время еды

Пепсин легко инактивируется в сильно кислой среде, поэтому готовят раствор кислоты хлористоводородной.

В подставку помещают 200 мл воды очищенной и 4 мл кислоты разведенной хлористоводородной 8,3 %. В растворе растворяют 4,0 пепсина, процеживают в случае необходимости через ватный тампон, так как бумага, заряжаясь отрицательно, может адсорбировать на себе положительно заряженный белок. В растворе допускается наличие тяжей.

Кроме кислоты хлористоводородной разведенной можно использовать рабочий раствор этой кислоты 1:10.

В данном случае берут 164 мл воды очищенной и 40 мл раствора кислоты хлористоводородной разведенной 1:10.

Растворы с экстрактами.

В составе экстрактов, в особенности густых и сухих, в большем или меньшем количестве находятся слизистые и камедистые вещества, растительные белки. Большинство экстрактов растворимо в воде, но сухие экстракты при растворении в подставке комкуются и медленно растворяются в воде. Густые экстракты образуют концентрированные, вязкие растворы, поэтому густые и сухие экстракты растворяют в ступке под пестиком, постоянно разбавляя водой. В теме: «Настои, отвары, слизистые извлечения» мы сталкиваемся с экстрактами сухими стандартизированными (горицвета, термопсиса, алтея).

Частная технология ограниченно набухающих В.М.С. Раствор желатина.

Это продукт частичного гидролиза коллагена, содержащегося в соединительной ткани кожи, хрящах животных. Не измельченный желатин представляет собой желтоватые просвечивающиеся листочки. Порошок имеет белый или желтоватый цвет. Благодаря наличию химических связей - «мостиков» цепи молекул желатина сшиваются между собой, лишаясь возможности перейти в раствор. Образуется упругий студень. При нагревании водородные мостики разрываются и желатиновый студень плавится и превращается в раствор, который смешивается с водой и глицерином. Не застудневают только растворы желатина с концентрацией менее 0,9 %. Растворы желатина применяют в основном для остановки кровотечений (желудочно-кишечных, легочных, а также при гемофилии). Желатин содержит соли кальция, что способствует повышению свертываемости крови. Перед вливанием раствора желатина медицинского его необходимо подогреть до температуры тела. На место подкожного введения накладывают компресс, при кишечных кровотечениях применяют в клизмах по 50 - 100 мл слабо подогретого 5 - 10 % раствора.

Rp.: Gelatinae medicinalis 10,0

Aquae purificatae 100 ml

M. D. S. Ha 2 клизмы в теплом виде.

10,0 тонко измельченного желатина заливают в фарфоровой чашке 50 мл воды очищенной, дают набухнуть 2 часа, добаляют остальной объем воды и нагревают на водяной бане до температуры 40 - 50° С. При необходимости раствор процеживают, перед применением разогревают. Расплавление и застудневание может происходить множество раз.

Растворы крахмала.

Крахмал получают из:

1. зерновок пшеницы - пшеничный крахмал (Amylum Tritici),

2. кукурузы (Amylum Maydis),

3. риса (Amylum Ozyzae),

4. из клубней картофеля (Amylum Solani).

Крахмал состоит из 2-х основных фракций 10-20 % растворимой в воде амилозы, имеющей нитевидное строение, и 90 - 80 % не растворимого в воде, но набухающего в ней амилопектина.

В холодной воде крахмал не растворим, при обработке горячей водой склеивается в комки, поэтому имеется специальная технология приготовления крахмального клейстера.

Для клизм и для внутреннего употребления готовят 2 % раствор крахмала по массе, в соответствии с Государственной Фармакопеей VIII издания.

2 части крахмала взмучивают с 8 частями холодной воды и взвесь выливают в кипящую воду (90 мл), тщательно помешивая, до просветления раствора. При необходимости массу раствора доводят до 100,0.

Метилцеллюлоза растворимая (Methylcellulosum solubile).

Растворы готовят следующим образом. Навеску препарата заливают водой, нагретой до температуры 80-90°С в объеме 1/2 от требуемого объема получаемого раствора. После понижения температуры до комнатной, добавляют остальную холодную воду и раствор ставят в холодильник. При повышении температуры выше 50°С водные растворы М.Ц. коагулируют, но при охлаждении гель снова переходит в раствор. М.Ц. и натрий-К.М.Ц. применяют в качестве вспомогательных веществ в мазях, линиментах, пролонгаторов глазных капель и инъекционных растворов.

Поливинилпирролидон (Polyvinyl pyrrolidonum)

Молекулярная масса 10 тысяч – 100 тысяч - это полимер N-винилпирролидона. Широко применяется П.В.П., имеющий молекулярную массу 12600 - 35000. Он растворим в воде, спиртах, глицерине, легко образует комплексы с лекарственными соединениями (витаминами, антибиотиками). Используется в медицине и фармации как стабилизатор эмульсий и суспензий, как пролонгатор, наполнитель таблеток и драже. Он входит в состав плазмозаменителей, аэрозолей, глазных лекарственных пленок. Гели на П.В.П. используются для приготовления мазей.

Поливиниловый спирт (Polyvinolum)

Это синтетический полимер алифатического ряда, содержащий гидроксильные группы.

По величине молекулярной массы П.В.С. делят на 4 группы:

1. олигомеры (4000 - 10000);

2. низкомолекулярные (10000 -45000);

3. среднемолекулярные (45000 - 150000);

4. высокомолекулярные (50000 - 500000).

Обладает высокой реакционной способностью благодаря наличию гидроксильных групп. В технологии лекарственных форм применяют растворы 1,4 - 2,5 % в качестве эмульгатора, загустителя и стабилизатора.

Растворы В.М.С. в рецептах прописываются с разными лекарственными веществами, чаще всего электролитами. При введении электролитов уменьшается растворимость В.М.С. (явление высаливания).

По убывающей активности высаливающего действия анионы можно расположить следующим образом:

сульфат → цитрат → ацетат → хлорид → нитрат,

а катионы:

литий → натрий → калий → рубидий → цезий.

Однако для полного высаливающего В.М.С. требуются высокие концентрации электролитов. Высаливающее действие обусловлено тем, что ионы электролита, гидратируясь, отнимают воду у молекул В.М.С. Этиловый спирт, глицерин, концентрированные растворы сахара (сиропы) действуют также высаливающе.

Под действием вышеперечисленных факторов, а также низкой температуры может наблюдаться коацервация.

Коацервация - разделение системы на 2 слоя: концентрированный слой полимеров в растворителе и разбавленный раствор того же полимера. В основном при действии низких температур возможно желатинирование (застудневание) растворов ВМС (полная утрата текучести).

Может происходить синерезис, в результате чего из студня выделяется вода. Все эти явления необходимо учитывать при хранении растворов ВМС и их применении. Например, при нагревании раствора желатина восстанавливается его текучесть.