ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эмульсии как дисперсные системы из "Фармацевтические и медико-биологические аспекты лекарств Т.2" Эмульсиями называются гетерогенные дисперсные системы, состоящие из взаимно нерастворимых, тонко диспергированных жидкостей, чаще всего воды и масла. [c.52] Эмульсии, как правило, стабилизированы эмульгаторами. Существует два основных типа эмульсий — дисперсии масла в воде (м/в) — эмульсии первого рода и воды в масле (в/м) — эмульсии второго рода. Кроме того, существуют множественные эмульсии, в котюрых в каплях дисперсной фазы диспергирована жидкость, являющаяся дисперсионной средой, например, в/м/в или м/в/м (рис. 15.1). [c.52] Ш обращение фаз (инверсия) — изменение типа эмульсии от в/м к м/в и наоборот. На инверсию влияют объемное соотношение фаз. [c.53] Теориям стабилизации эмульсий посвящено большое количество работ, но для фармацевтической технологии пракгический интерес представляют труды академика ПАРебиндера и его школы. Он выдвинул и разработал теорию о влиянии двух факторов на стабильность системы структурно-механического барьера и термодинамической устойчивости. [c.54] При получении эмульсий резко возрастает поверхность раздела м/в и свободная меж изная энергия, что увеличивает агрегативную неустойчиюсть эмульсий. Однако с повьпиением дисперсности возрастает энтропия (превращение 4из) системы. Согласно второму закону термодинамики процессы, при которых энтропия системы возрастает, могут проходить самопроизвольно. Поэтому характер процессов, протекающих в эмульсиях (диспергирование или коалесценция), будет зависеть от сбалансированности прироста удельной свободной межфазной энергии и энтропии. [c.54] Существует некоторое граничное значение межфазного натяжения (ащ), ниже которого повьпиение межфазной энергии, происходящее при диспергировании капель, полностью компенсируется повышением энтропии системы. Такие эмульсии термодинамически устойчивы, диспергирование в них протекает самопроизвольно, без внешних механических сил за счет теплового движения молекул (при комнатной температуре) стщ Ю Дж/м . В соответствии с этим все диспе юные системы были разделены на две группы лио-фильные, для которых ст ащ, и лио юбные, для которых а ащ. [c.54] Лиофобные эмульсии агрегативно неустойчивы. Их стабильность следует понимать как время существования самих эмульсий. Их неустойчивость возрастает с уменьшением размеров частиц дисперсной фазы и с увеличением их числа в единице объема. Для придания агрегативной устойчивости лиофильным эмульсиям необходимо введение дополнительного стабилизирующего фактора. Значительная стабилизация, предотвращающая ( окуляцию, коалесценцию и кинетическую неустойчивость, может быть достигнута, если в объеме дисперсионной среды и на границе раздела фаз возникает структурно-механический барьер, характеризующийся высокими значениями структурной вязкости. [c.54] Практически создать такой барьер можно за счет применения высокомолекулярных вспомогательных веществ, повьшгающих вязкость водной среды, например, раздичных производных целлюлозы, альгината натрия, а также посредством введения ПАВ. Вспомогательные вещества, стабилизирующие эмульсии, называют эмульгаторами (табл. 15.1). [c.54] При выборе эмульгаторов для фармацевтических эмулы ий рекомендуется учитывать механизм их стабилизации, токсичность, величину pH, химическую совместимость с лекарственными веществами. [c.56] Для приготовления эмульсий надо использовать эмульгаторы, не обладающие неприятным вкусом, что ограничивает применение большинства синтетических ПАВ. Эмульгаторы, используемые для получения парентеральных эмульсий, не должны обладать гемолитическими свойствами. [c.56] Для стабилизации эмульсий эмульгаторы используют в широком диапазоне концентраций (0,1-25%). [c.56] По способности стабилизировать эмульсии м/в или в/м их можно разделить на эмульгаторы первого (м/в) и второго (в/м) рода. По химической природе эмульгаторы делятся на три класса вещества с дифильным строением молекул, высокомолекулярные соединения, неорганические вещества. По способу получения вьщеляют синтетические, полусинтетические и природные (животного и растительного происхождения) эмульгаторы. Их можно разделить также на низкомолекулярные и высокомолекулярные. К высокомолекулярным относят желатин, белки, поливиниловые спирты, полисахариды растительного и микробного происхождения и др. На поверхности раздела фаз они образуют трехмерную сетку с определенными параметрами и стабилизируют эмульсии за счет создания структурно-механического барьера в объеме дисперсионной среды. [c.56] Наибольшее значение в качестве эмульгаторов имеют низкомолекулярные ПАВ. По способности к ионизации в воде их можно разделить на четыре класса анионные, катионные, неионогенные и амфолитные. [c.56] Анионные ПАВ содержат в молекуле полярные группы и диссоциируют в воде с образованием отрицательно заряженных длинноцепочечных органических ионов, определяющих их поверхностную активность. Из анионных ПАВ для стабилизации фармацевтических эмульсий рекомендукугся как наиболее перспективные мыла (соли высших жирных кислот) и натриевые соли сульфоэфиров высших жирных спиртов, например натрия лаурилсульфат. Свойства анионных ПАВ зависят от природы катиона. Натриевые, аммониевые и триэтаноламиновые соли растворимы в воде и служат эмульгаторами м/в, а мьша с такими катионами, как кальций, магний, алюминий и железо в воде не растворимы и являются эмульгаторами в/м. [c.56] Неионогенные ПАВ не образуют ионов. Растворимость их в воде определяется наличием полярных групп с сильным сродством к воде. К этому классу ПАВ относятся высшие жирные спирты и кислоты, сложные эфиры гликолей и жирных кислот, спены (эфиры высших жирных кислот и сорбита). Наиболее распространены такие неионогенные эмульгаторы м/в, как полиоксиэтиленгликолевые эфиры высших жирных спиртов, кислот и спенов. К неионогенным ПАВ относятся также жиросахара, которые в зависимости от строения молекул могуг вьшолнять роль эмульгаторов с образованием эмульсий типа м/в или в/м. [c.57] Среди синтетических ПАВ менее токсичны неионогенные ПАВ, а катионные — самые токсичные анионные ПАВ в целом занимают между ними промежуточное положение. [c.57] Амфолитные ПАВ содержат несколько полярных групп в воде в зависимости от pH они могуг ионизироваться с образованием либо длинноцепочечных анионов, либо катионов, что придает им свойства анионных или катионных ПАВ. Амфолитные ПАВ обычно содержат одновременно аминогруппу с сульфоэфирной, карбоксильной или сульфонатной группами. Типичными представителями этого класса ПАВ являются бетаин и лецитин. [c.57] ПАВ содержат в молекуле гидрофильные и гидрофобные группы, т.е. обладают дифильным строением. Полярная (гидрофильная) группа — это функциональная группа с дипольным моментом, имеющая сродство к полярным средам и обусловливающая растворимость ПАВ в воде. [c.57] При попадании ПАВ в воду полярные группы сольватируются, а неполярные алкильные цепи окружаются льдоподобной структурой воды. Изменение структуры воды в сторону увеличения ее кристалличности приводит к уменьшению энтропии системы. Поэтому возникает движущая сила, вытесняющая неполярную часть молекул ПАВ из юды. Этим обусловлены эффект адсорбции ПАВ на границе раздела 4из с понижением меж изной энергии и мицеллообразова-ние — фазовый переход из молекулярного в коллоидно-мицелляр-ное состояние, который происходит при критической концентрации мицеллообразования (ККМ). В зависимости от концентрации ПАВ форма мицелл меняется. [c.57] Величина ГЛБ тесно связана со свойствами ПАВ и областью их применения. ПАВ с ГЛБ 1,5-3 — пеногасители, 3-6 — эмульгаторы в/м, 7-9 — смачиватели, 8-18 — эмульгаторы м/в, 13-15 — пенообразователи, 15-18 — солюбилизаторы. [c.58] Вернуться к основной статье