В качестве вспомогательных веществ в эмульсиях используются эмульгаторы.
Эмульгаторы
О ценности эмульгаторов судят по тому, какую степень дисперсности они способны придать диспергируемой жидкости и какое для этого требуется минимальное их количество, вполне достаточное для покрытия адсорбционным слоем всей поверхности дисперсной фазы. Немаловажное значение при оценке эмульгаторов имеют также их доступность, размер ресурсов и стоимость. Разумеется, эмульгаторы должны быть фармакологически безвредны.
При приготовлении аптечных эмульсий, назначаемых внутрь (эмульсии М/В), наибольшее применение в качестве эмульгаторов нашли гидрофильные вещества из класса ВМС. Большая часть их являются природными веществами (камеди, слизи, пектин, белки и т.д.). Используют также некоторые синтетические и полусинтетические ВМС (твины, спаны и др.). Все эти эмульгаторы по особенностям строения могут быть разделены на три группы: ионогенные эмульгаторы, неионогенные и амфолиты. [11]
3.1.1. Ионогенные эмульгаторы
Ионогенные эмульгаторы представляют собой: анионные или катионные ПВ. Первые, диссоциируя в воде, образуют отрицательно заряженные, вторые – положительно заряженные ионы. Типичные эмульгаторы этих групп – мыла (анионные ПАВ) и четырехзамещенные основания (катионные ПАВ) – рассматриваются при описании линиментов и мазей, в которых они находят основное применение.
Для приготовления аптечных эмульсий особенно широко используются камеди. Применяются также пектиновые и слизистые вещества. По своей природе они должны быть отнесены к анионоактивным эмульгаторам, поскольку все они представляют собой соли полиарабиновой (камеди) и других полиуроновых кислот. В связи с этим не исключена возможность, что в высоком эмульгирующем эффекте этих веществ, помимо адсорбционной пленки, известную роль играет также двойной электрический слой образующийся на поверхности капелек в результате ионизации присутствующих ионогенных групп.
Камеди. Образуемые камедями на границе раздела фаз адсорбционные пленки отличаются высокой упругостью и прочностью.
Аравийская камедь (Gummi arabicum), гуммиарабик. Является импортным продуктом. Добывается из нескольких видов африканских акаций. Лучшие сорта – слегка желтоватые, полупрозрачные куски. Худшие сорта сильно окрашены и содержат загрязнения (кусочки земли, веток, коры и др.). Аравийская камедь растворяется в двойном количестве воды медленно, но полностью, образуя густую клейкую жидкость. Это наиболее давно применяемый эмульгатор для приготовления аптечных эмульсий. Эффективность эмульгирования зависит от сорта камеди. Лучшие сорта дают высокодисперсные эмульсии, содержащие до 64 % шариков диаметром 2,5 мкм. На 10 частей масла берется 5 частей камеди.
Абрикосовая камедь (Gummi armeniaca). Камедь выступает из надрезов и трещин стволов и веток абрикосовых деревьев. В больших количествах заготавливается в Средней Азии. Официальный препарат представляет собой светло-желтые или желтые, твердые, хрупкие, просвечивающие куски с раковистым изломом. Является полноценным аналогом гуммиарабика, так как полностью растворим в воде и дает совершенно белый порошек. На 10 частей масла берутся 3-4 части камеди.
Трагакант (Gummi Tragacanthae). Высокоэффективный эмульгатор. На 20 г масла можно брать 2 г трагаканта в тонком порошке. Применяется редко, так как вкус этих эмульсий напоминает вкус исходных масел. Очень хорошим является сочетание траганта с гуммиарабиком. Это старейший в фармацевтической практике сложный (комбинированный) эмульгатор, дающий высокодисперсные и стойкие эмульсии.
Растительные слизи представляют собой вещества, близкие к полисахаридам. Слизи образуются в результате «слизистого» перерождения клеток эпидермиса (например, у семян льна), отдельных клеток, разбросанных в тканях растительного организма, слизистых клеток в клубнях ятрышника или корнях алтея и межклеточного вещества (у водорослей). Разбухая в воде, слизь образует вязкие растворы. В частности, слизь салепа обладает достаточной эмульгирующей способностью.
Слизь салепа (Mucilago Salep). Слизь салепа (клубней ятрышника) характеризуется высокой стабилизирующей способностью. Для эмульгирования 10 г масла требуется всего 1 г салепа, предварительно превращенного в слизь.
Пектиновые вещества. Пектиновые вещества широко распространены в растениях: в овощах, плодах, листьях, семенах и корнях. Они входят в состав клеточных стенок, склеивая соседние клетки между собой. Одним из характерных свойств пектиновых веществ является их высокая желатинирующая способность. Пектиновые вещества – высокомолекулярные полимерные вещества. Их структурная основа – частично этерифицированная метиловым спиртом полигалактуроновая кислота.
Пектин (Pectinum). Продукт, применяемый в пищевой промышленности, испытывался в качестве аптечного эмульгатора еще в 1933 г. А.Л. Каталхерманом. Для понижения слишком активной желатинизирующей способности пектин целесообразнее использовать в сочетании с абрикосовой камедью (1:1).
3.1.2. Неиногенные эмульгаторы
Неионогенные ПАВ – вещества, молекулы которых неспособны к диссоциации. Их дифильные молекулы в качестве полярных групп, обусловливающих их растворимость, содержат обычно гидроксильные или эфирные группы.
Современный каталог неионогенных эмульгаторов весьма значителен. В основном они находят применение при производстве линиментов и мазей.
Крахмал. Крахмал в виде клейстера оказался неплохим стабилизатором аптечных эмульсий.
Крахмальный клейстер (Mucilago Amyli). Для эмульгирования 10 г масла требуется 5 г
Крахмала в виде клейстера. Большую часть сухой массы крахмалов (97,3 – 98,9 %) составляет полисахариды крахмала, остальные – примеси: белковые вещества (0,28 – 1,5 %), клетчатка (0,2 – 0,69 %) и зольные вещества (0,30 – 0,62 %). В крахмалах, полученных из злаков, найдены небольшие количества высших жирных кислот и 2-глицеринофосфорная кислота. Клейстеризация внешне выражается в сильном набухании крахмальных зерен, их разрыве и образовании вязкого гидрозоля.
Целлюлоза и ее производные. Подобно крахмалу, молекулярные цепи целлюлозы построены из остатков глюкозы, но отличаются пространственным расположением этих звеньев. Благодаря наличию гпдроксильных групп целлюлоза способна этерифицироваться, образуя производные, обладающие высокой стабилизирующей способностью.
Метилцеллюлоза представляет собой метиловые эфиры целлюлозы различной степени этерификации; растворима в воде.
Карбоксилметилцеллюлоза является эфиром целлюлозы и гликолевой кислоты. Применяется в виде натриевой соли (натрий-карбоксиметилцеллюлоза), поскольку сама карбоксиметилцеллюлоза в воде нерастворима.
Метилцеллюлоза и натрий-карбоксиметилцеллюлоза для приготовления аптечных эмульсий используются в виде 1-2 % растворов.
Твины и спаны. Синтетические производные сорбитана. Применяются в количестве 5- 10 % к объемной массе эмульсии. В фармакологическом отношении они безвредны.
Эмульгатор Т-2. Диэфир триглицерина. Воскоподобная, твердая (при 20 %С) желтого или светло-коричневого цвета. Получают этерификацией тримера глицерина предельными жирными кислотами с 16-18 атомами углерода (или только стеариновой кислотой) при температуре 2000 С.
В качестве общего положения следует указать, что эмульгирующее действие неионогенных ПАВ тем эффективнее, чем лучше сбалансированы полярные и неполярные части молекулы эмульгатора между обеими фазами эмульсии. Это значит, что дифильная молекула (если эмульгатор хороший) должна обладать сродством как к полярным, так и неполярным средам. Только при условии сбалансированности молекулы эмульгатора будут находиться на межфазной поверхности, а не будут растворяться преимущественно в какой-нибудь одной из фаз.
Молекулы эмульгатора Т-2 можно отнести к хорошо сбалансированным, поскольку для получения 100 мл устойчивой 10 % эмульсии его расходуется всего 1,5 г. Правило сбалансированности распространяется и на ионогенные эмульгаторы. В этом случае сбалансированность определяется, с одной стороны, длиной углеводородной цепи, с другой – сродством ионогенной группы в воде.
3.1.3. Амфотерные эмульгаторы
Эту группу эмульгаторов составляют продукты белкового происхождения. Белковые молекулы как продукты конденсации аминокислот содержат основные группы NH2 и кислотные COOH. Благодаря этому они способны диссоциировать и по кислому, и по основному типу в зависимости от pH среды.
Желатоза (Gelatosa). Продукт неполного гидролиза желатина с водой в соотношении 1:2 в автоклаве в течении 2 ч при давлении 2 атм. Желатин при такой обработке теряет способность желатинироваться, сохраняя эмульгирующую способность. Желатоза хорошего качества равноценна гуммиарабику. Эмульсии с желатозой являются благоприятной средой для развития микроорганизмов, а потому быстро портятся, особенно в летнее время.
Казеин, казеинат натрия, сухое молоко. Казеин дает высокодисперсные эмульсии. Казеин выделяется из казеиногена – белка молока, содержит 23,3 % глутаминовой кислоты, много лейцина (9,7 %), серина (7,7 %), лизина (7,6 %), тирозина (6,7 %), валина (6,5 %) и аспарагиновой кислоты (6,1 %). В качестве эмульгатора может быть использован также сухой молочный порошок, которым можно эмульгировать масло в соотношении 1:1. В сухом молоке находятся белки – казеиноген (фосфопротеид) и молочные – альбумин и глобулин. Амфолиты, в частности фосфатиды растительного и животного происхождения, используются не только в фармации, но и весьма широко в пищевой промышленности. [7]
Пример эмульсии:
Rp.: Emulsi oleosi 150,0
Mentholi 1,0
Phenylii salicylatis 2,0
Misce. Da.
Signa: По 1 столовой ложке 3 раза в день.
Возьми: Эмульсии масляной 150,0
Ментола 1,0
Фенилсалицилата 2,0
Смешай. Выдай.
Обозначь: По 1 столовой ложке 3 раза в день.
Технология лекарственной формы: выписана жидкая лекарственная форма для внутреннего применения, представляющая собой комбинированную систему, состоящую из масляной эмульсии с жирорастворимым лекарственным веществом и суспензии гидрофобного вещества – фенилсалицилата.
При отсутствии указания в рецепте количества и наименования масла масляные эмульсии готовят в соотношении 1:10 с использованием персикового, оливкового или подсолнечного масел. Для приготовления эмульсии следует отвесить 15 г масла персикового, желатозы 8,0, ментола 1,0. Воды для приготовления первичной эмульсии следует отмерить 12 мл, для разбавления первичной эмульсии – 114 мл. Для приготовления суспензионной фазы следует отвесить 2 г фенилсалицилата и 1 г желатозы. В ступку помещают 8 г желатозы, туда же отмеривают 12 мл воды очищенной, дают постоять 3 – 5 мин до образования гидрозоля. В фарфоровую чашку отвешивают 15 г масла персикового и растворяют в нем 1 г ментола при нагревании (40 – 450С) на водяной бане. Затем прибавляют по каплям к гидрозолю желатозы раствор ментола в масле и эмульгируют до характерного потрескивания, что свидетельствует об образовании первичной эмульсии. Проверяют готовность первичной эмульсии и постепенно, при перемешивании разводят первичную эмульсию рассчитанным количеством воды (114 мл). Эмульсию переносят в подставку (в случае необходимости процеживают).
В ступке растирают фенилсалицилат (труднопорошкуемое гидрофобное вещество) в присутствии 20 капель спирта (10 капель на 1,0 вещества), затем добавляют 1 г желатозы и примерно 1,5 г готовой эмульсии и диспергируют до получения гидрофильной оболочки вокруг фенилсалицилата. Приготовление первичной эмульсии в2 – 3 приема смывают готовой эмульсией в отпускной флакон из оранжевого стекла. Массу эмульсии доводят до номинальной. Флакон укупоривают плотно пластмассовой пробкой с навинчивающей крышкой. Оформляют этикеткой «Внутреннее», предупредительными надписями: «Хранить в прохладном, защищенном от света месте», «Перед употреблением взбалтывать», «Беречь от детей», наклеивают номер рецепта. [2]
4. Вспомогательные вещества в технологии эмульсионных мазей
В качестве вспомогательных веществ при изготовлении эмульсионных мазевых основ также используются эмульгаторы.