Wykład 4

Podstawowe czynności w recepturze

1.      Rozdrabnianie, proszkowanie ciał stałych – najczęstsze wstępne czynności; sproszkowana substancja może sama stanowić postać leku lub mieszaninę
 

Tab. Określenie stopnia rozdrobnienia substancji (wg FP VI)

Urządzenia do rozdrabniania ciał stałych np. młyn tarczowy, młyn uderzeniowy:
 

ª      Proces rozdrabniania – operacja pozwalają na zwiększenie powierzchni substancji stałej w stosunku do jej masy

ª      rozdrobnienie przeprowadza się najczęściej w młynach przystosowanych do rozdrabniania substancji twardych, półtwardych, włóknistych, kruchych, miękkich i w zależności od użytego młyna rozdrabnianie materiału następuje na skutek rozcierania, rozgniatania lub uderzania

ª      rozdrabnianie – mielenie

ª      żeby uzyskać całkowite rozdrobnienie należy przeprowadzić wielokrotne mielenie

ª      Młyny do rozdrobnienia:

·         Młyn tarczowy – do materiałów niezbyt twardych, elastycznych, do których zalicza się surowce roślinne; rozdrabnianie następuje pomiędzy dwoma stalowymi tarczami o nierównej powierzchni (karbowana, ząbkowana), z których jedna jest najczęściej stała (stator), a druga obraca się (rotor); stopień rozdrobnienia zależy od tego, jak regulujemy zmieniającą się odległość między tarczami;
niekorzystne – ten typ młyna powoduje, że powietrze opuszczające młyn unosi ze sobą rozdrobnione cząsteczki, zapylając otoczenie
mogą być wykorzystywane do mielenia na mokro oraz do homogenizowania zawiesin i emulsji

·         Młyn uderzeniowy (palcowy) – do materiałów grubszych i twardszych; elementem mielącym są dwie tarcze osadzone na dwóch odrębnych wałach i poruszające się w przeciwnych kierunkach; tarcze są zaopatrzone w kilka rzędów promieniście ustawionych stalowych prętów, pręty jednej tarczy wchodzą między pręty drugiej tarczy; wprowadzony do młyna materiał jest porywany przez wirujące pręty, uderzany i rozbijany

·         Młyn kulowy – do drobnego i bardzo drobnego mielenia twardych, półtwardych surowców w stanie suchym lub mokrym; rozdrabnianie odbywa się w dwóch zamkniętych cylindrycznych bębnach (wykonanych z kamionki, porcelany);w czasie mielenia bębny wypełnia odpowiednia liczba kul wykonanych również z porcelany lub krzemionki; podczas obrotu bębna kule oraz materiał rozdrabniany podnoszą się, a następnie opadają z pewnej wysokości – powoduje to rozbijanie i oraz rozcinanie cząstek mielonej substancji
przy dostatecznie długim czasie można uzyskać proszek zmikronizowana;
młyn ten może być wypełniany w granicach 35% całości pojemności komory
najlepszy wynik gdy jest najszybszy obrót młyna
wykorzystywane do rozdrabniania substancji silnie działających lub drażniących skórę i błony śluzowe; również do proszków złożonych i proszków homeopatycznych

·         Młyn walcowy (trójwalcówka) – rozdrabnianie materiału następuje między dwoma lub trzema gładkimi walcami obracającymi się w odwrotnych kierunkach; walce te mogą być ze stali, krzemionki, porcelany; poszczególne walce obracają się z różną szybkością – materiał ulega zgniataniu, a dodatkowo jeszcze rozcieraniu
stosowany do sporządzania zawiesin i maści typu zawiesina
można wykorzystywać do homogenizacji, czyli równomiernego rozproszenia w zawiesinie (np. sproszkowaną substancję mieszamy z maścią i przepuszczamy przez młyn à homogenizowana maść)

·         Szybkoobrotowy młynek łopatkowy – do niewielkich ilości (20-30g) kruchego materiału; elementem rozdrabniającym jest szybko obracający się metalowy nożyk-łopatka obracający się nawet do 1000 obr./min.; korzystając z tego młynka można uzyskać rozdrobnienia nawet poniżej 30µm

·         Moździerz i pistel – do rozdrabniania ręcznego wówczas, gdy wykorzystywana jest niewielka ilość materiału

o       wymagany wkład dużej siły i dłuższy czas

o       wykonane z porcelany – wewnętrzna powierzchnia moździerza musi być szorstka, pozbawiona glazury

o       dolna część głowicy pistla musi być szorstka

o       mogą być również wykonane moździerze agatowe lub stalowe

o       moździerz mechaniczny – nieruchomy pistel i obracający się moździerz

Uzyskanie wymaganego rozdrobnienia jest uzależnione od:

Ø      włożonej siły

Ø      szorstkości powierzchni

Ø      kształtu pistla – dobór bardzo istotny – krzywizna musi odpowiadać wewnętrznej krzywiźnie moździerza

Ø      częstości zeskrobywania proszku przylegającego do powierzchni moździerza i pistla

Ø      ilości proszkowanej substancji

Pomiar wielkości cząstek w proszkach wg FP VI

Pomiar stopnia rozdrobnienia określa się zależnie od potrzeby za pomocą:

v     przesiewania przez sito
rozdział rozdrobnionej substancji na frakcje za pomocą zestawu sit; zestaw do analizy sitowej składa się z kilku sit, które złączone razem tworzą szczelną kolumnę, zamkniętą u dołu odbieralnikiem, a od góry pokrywą; wielkość oczek w siatce poszczególnych sit zmniejsza się stopniowo, od sita górnego do dolnego; zatrzymane na poszczególnych sitach frakcje waży się i określa w procentach ich udział w składzie analizowanej próbki

v     pomiaru pod mikroskopem
do pomiaru należy stosować mikroskop zaopatrzony w mikrometr lub mikroskop projekcyjny; na szkiełku przedmiotowym należy umieścić kroplę zawiesiny badanej substancji w cieczy, której ta substancja jest nierozpuszczalna i przy odpowiednio dobranym powiększeniu (zwykle 400x) zmierzyć długość wszystkich cząstek w 5 dowolnie wybranych polach, nie mniej niż 300 cząstek łącznie

v     pomiaru prędkości sedymentacji w zawiesinie
analiza polega na wykorzystaniu różnic w szybkości opadania cząstek proszku zawieszonego w odpowiednim ośrodku rozpraszającym
 

Inne metody

v     zastosowanie światła laserowego (dyfrakcja laserowa)
najnowocześniejsza technika pomiaru wielkości cząstek nierozpuszczalnych; wykorzystanie zjawiska ugięcia i rozpraszania światła; w tej metodzie użyte jest światło laserowe ze względu na bardzo dużą spójność wiązki
możliwy jest pomiar cząstek w zakresie 0,1 – 600 µm; wykorzystywanie metody do pomiaru wielkości cząstek w zawiesinach, emulsjach, aerozolach

v     elektryczna
wykorzystanie licznika Coultera; w celu analizy zawiesza się proszek w elektrolicie , w którym on się nie rozpuszcza; w elektrolicie umieszczone są 2 elektrody, z których jedna znajduje się w szklanej rurze mającej w dolnej części skalibrowany otwór; cząstki ciała stałego przechodząc przez otwór zmniejszają przepływ elektrolitu co powoduje zmiany napięcia elektrycznego na elektrodach; wywołują w ten sposób impulsy elektryczne proporcjonalne do objętości cząstek

v     optyczna

Mikronizacja proszku

wg FP VI są to cząstki poniżej 10 µm
 

ª     postać proszków bardzo korzystna dla wykorzystania w procesie tworzenia leków

ª     stosowana, gdyż umożliwia zwiększenie powierzchni ciała stałego co powoduje zwiększenie szybkości rozpuszczania się w żołądku i innych płynach ustrojowych – zwiększony efekt wchłaniania umożliwia zmniejszenie dawki leku

ª     czasami mikronizacja może być zabiegiem niekorzystnym – w żołądku substancja może ulegać przyspieszonemu  rozkładowi

ª     substancje zmikronizowane  charakteryzują się dużą higroskopijnością – powinny być przechowywane w zamkniętych naczyniach; w wyniku agregacji i sorpcji wilgoci, zmikronizowanie proszki mogą tracić homogenność i właściwość swobodnego zsypu

Jak otrzymujemy:

v     Mikronizacja w moździerzu
rozpuszcza się proszek w lotnym rozpuszczalniku (eter, etanol), a następnie uciera się roztwór w moździerzu; w trakcie ucierania rozpuszczalnik ulatnia się, a wytrącające się cząstki ulegają zmikronizowana

v     Młyn kulowy
można w nich mikronizować substancje stałe; aby uzyskać duży stopień rozdrobnienia, należy poddać procesowi niewielką ilość substancji, używać małych kul, stosować powolne obroty i długie mielenie (nawet do 20h)

v     Młyn koloidalny (do uzyskania cząstek o st. rozdrobnienia 5 µm)
substancję drobnosproszkowaną zawiesza się w wodzie (ośrodku rozpraszającym)l proces polega na przepuszczeniu sporządzonej zawiesiny przez szczelinę jaką tworzy zewnętrzna obudowa młyna i współśrodkowy wirnik, obracający się z dużą prędkością
można dodatkowo stosować go do emulgowania cieczy jako homogenizator

v     Młyn strumieniowy
brak części ruchomych; rozdrabnianie następuje w wyniku zderzeń i ścierania się cząstek wirujących w komorze młyna z prędkością 80 – 100 m/s

v     Suszenie rozpyłowe
suszenie płynnego materiału w postaci subtelnie rozdrobnionych kropli (mgły) w strumieniu gorącego czynnika suszącego, najczęściej powietrza

v     Wytrącanie osadu
osady mogą być otrzymywane z roztworów podczas reakcji chemicznych przez zmianę pH, temperatury, lub rozpuszczalnika; metoda oparta na krystalizacji

2.      Oddzielanie ciał stałych od cieczy

Konieczność oddzielania ciał stałych o cieczy zachodzi wtedy, kiedy chcemy:

Ø      oczyścić roztwór od zanieczyszczeń mechanicznych, dostających się przypadkowo do roztworu w trakcie jego przygotowania lub pochodzących z substancji

Ø      oddzielić osad, zawierający np. substancję leczniczą od roztworu, w którym został wytrącony

Ø      oddzielić roztwór od nierozpuszczalnych w nim substancji, np. otrzymując roztwory nasycone

Ø      oddzielić uzyskany ekstrakt od ekstrahowanego materiału np. nalewkę od wytrawianego materiału roślinnego

Stosujemy:

o       sączenie

o       wirowanie

o       wyciskanie

o       klarowanie

o       dekantowanie

Za szczególny przypadek oddzielenia ciał stałych od cieczy należy uznać usuwanie zanieczyszczeń mikrobiologicznych, czyli wyjaławianie roztworów metodą sączenia.

a)      Sączenie (filtracja) – oddzielenie ciała stałego od cieczy za pomocą porowatej przegrody przepuszczalnej dla cieczy, a nieprzepuszczalnej dla cząstek ciała stałego
szybkość sączenia zależy od:

·         wielkości powierzchni przegrody sączącej

·         średnicy porów

·         ilości i wielkości oddzielanych cząstek

·         lepkości cieczy

Rodzaje sączenia

v     Sączenie grawitacyjne
przepływ cieczy następuje w warunkach normalnego ciśnienia atmosferycznego, pod wpływem siły ciężkości

v     Sączenie pod zmniejszonym ciśnieniem (próżniowe)
wykorzystanie podciśnienia wytworzonego pod przegrodą sączącą; do wytwa...