Коллоидные растворы (solutiones colloidale)

ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Ш Коллоидные растворы представляют собой ульт- рамикрогетерогенную систему, в которой структурной еди­ницей является комплекс молекул, атомов и ионов, называе­мых мицеллами.

Размер частиц дисперсной фазы коллоидных растворов (от гр. kolla — клей и eidos — вид) находится в пределах от 1 до 100 нм (0, 1 мкм). Ядро мицеллы образуется вследствие скопления отдель­ных молекул гидрофобного вещества. Двойной слой ионов, которые окружают ядро (адсорбционный и диффузный), возникает в резуль­тате или адсорбции ионов, или же вследствие диссоциации поверх­ностно размещенных молекул ядра под влиянием внешней среды. Соединения, из которых образуются ионы двойного слоя, называют­ся ионогенными группами.

Соответственно правилу Фаянса на поверхности ядра лиофобной мицеллы адсорбируются преимущественно те ионы, которые имеют с ядром общие химические элементы. Все эти ионы называются по- тенциалопределяющими ионами. Электрически заряженные части­цы, ограниченные адсорбционным слоем, называются гранулой. Ионы, которые нейтрализуют гранулу, образуют вокруг ядра ион­ную атмосферу, распределяясь между адсорбционным и диффузным слоями. Эти ионы называются противоионами. Как правило, в ад­сорбционном слое мицеллы раз­мещаются потенциалопределяю- щие ионы, а в диффузном — противоионы. Таким образом, ми­целлу можно рассматривать как комплекс гранулы и противоио- нов (рис. 112). Подробное строе­ние мицелл рассматривается в курсе физколлоидной химии.

В фармацевтической практи­ке применяются, главным обра­зом, гидрозоли, то есть дисперс­ные системы, где дисперсионной средой является вода.

В связи с большим размером Рис. 112. Строение мицеллы частиц коллоидные растворы об­
ладают характерными свойствами: малая диффузионная способ­ность, низкое осмотическое давление, малая способность к диализу, способность рассеивать свет во все стороны при рассматривании ра­створов в отраженном свете (образуется характерный конус Тинда- ля). Мицеллы в коллоидном растворе находятся в хаотическом дви­жении. Для них характерно броуновское движение.

Коллоидные растворы являются седиментационно устойчивыми системами. Седиментация — это процесс оседания частиц под дей­ствием силы1 тяжести. Оседанию частиц в коллоидных растворах препятствует броуновское движение, которое распределяет частицы по всему объему.

Коллоидные растворы — агрегативно и термодинамически неус­тойчивые системы, так как частицы обладают избыточной поверх­ностной энергией. В результате уменьшения поверхностной энергии может происходить коагуляция коллоидных растворов. Коагуляция

— это процесс соединения между собой частиц в дисперсныьх систе­мах с образованием более крупны1х комплексов.

Укрупнение частиц в коллоидных растворах возникает под воз­действием молекулярных сил сцепления и поверхностного натяже­ния жидкости. Силы межмолекулярного притяжения содействуют сцеплению частиц при их столкновении, а силы поверхностного на­тяжения жидкости — уменьшению поверхности соприкосновения жидкости с частицами. Однако, несмотря на это, типовые коллоид­ные растворы сохраняют свою устойчивость на протяжении опреде­ленных сроков, что можно объяснить наличием факторов, препят­ствующих соединению коллоидных частиц. Один из таких факторов

— наличие у коллоидных частиц одноименных электрических за­рядов, благодаря чему они отталкиваются, а, следовательно, не со­единяются в большие агрегаты. Коллоидные растворы могут быть устойчивыми только в присутствии третьего компонента — стабили­затора, который, адсорбируясь на поверхности раздела частица-сре­да, предупреждает коагуляцию. Устойчивость коллоидных систем улучшается и за счет возникновения сольватных слоев из молекул растворителя.

Коллоидные растворы — неравновесные системы: они не облада­ют свойствами обратимости (если коллоидный раствор упарить или осадить электролитом, а потом снова добавить воду, то коллоидный раствор не получится). Необходимо также иметь в виду, что при длительном хранении может происходить так называемое «старе­ние», которое проявляется в слипании частиц, что приводит к их коагуляции. Это явление также отличает коллоидные растворы от истинных.

Устойчивость коллоидныьх растворов нарушается за счет само­произвольного слипания частиц, при добавлении электролитов (кото­рые, гидратируясь, отнимают воду от мицеллы коллоидного раство­ра, то есть нарушается водная оболочка вокруг коллоидных частиц, в результате чего частицы укрупняются и происходит их оседание), при изменении температуры, рН среды, воздействия света.

Устойчивость системыь обеспечивается наличием заряда на по­верхности частицы (диссоциация вещества, адсорбция одноименных ионов), сольватным слоем, оболочкой из ВМС, ПАВ вокруг частиц дисперсной фазы, препятствующей их слипанию.

Механизм стабилизирующего действия ВМС и ПАВ заключает­ся в том, что они адсорбируются на поверхности частиц и ориенти­руются на границе раздела фаз таким образом, что полярной частью обращены к полярной жидкости, а неполярной — к неполярным частицам, образуя на поверхности фазы мономолекулярный адсорб­ционный слой. Ионы ПАВ, адсорбируясь на поверхности раздела, обладают поверхностной активностью, при этом повышаются силы отталкивания между частичками и снижается их поверхностное на­тяжение, что способствует агрегативной устойчивости. Кроме того, вокруг пленки ПАВ, окружающей частичку, ориентируются моле­кулы сольватного слоя (в воде — гидратная оболочка). Такие колло­иды называются «защищенными».

Поскольку размер частиц защищенных коллоидов таков, что они не проходят через физиологические мембраны, они лишены способ­ности всасываться, а их препараты, следовательно, проявляют толь­ко местное действие.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ ЗАЩИЩЕННЫХ КОЛЛОИДОВ

В фармацевтической практике применяют в основном три защи­щенных коллоидных препарата. Это колларгол, протаргол и ихтиол.

Колларгол и протаргол применяют как вяжущие средства, анти­септики, противовоспалительные средства. Их растворы используют для смазывания слизистых оболочек верхних дыхательных путей, в глазной практике, для промывания мочевого пузыря, гнойных ран и т. д.

Раствор протаргола (серебро белковое) — Argentum protei- nicum — это аморфный порошок коричнево-желтого цвета, без запа­ха, слабо горького и слегка вяжущего вкуса, легко растворим в воде, является защищенным коллоидным препаратом серебра, содержит 7, 3—8, 3 % (в среднем 8 %) серебра оксида. Роль защитного коллои­да выполняют продукты гидролиза белка (альбуминаты). Препарат описан в ГФ IX, ст. 398.

Rp.: Solutionis Protargoli 2 % 100 ml

Da. Signa. Для промывания полости носа

При приготовлении растворов протаргола используется его спо­собность набухать благодаря содержанию большого количества (око­ло 90 %) белка. После набухания протаргол самопроизвольно пере­ходит в раствор.

2, 0 г протаргола насыпают тонким слоем на поверхность 100 мл воды и оставляют в покое. Препарат набухает, и частички протарго­ла, постепенно растворяясь, опускаются на дно подставки, давая доступ следующим порциям воды к препарату. Взбалтывать раствор протаргола не рекомендуется, так как при взбалтывании порошок слипается в комки, образуется пена, которая обволакивает частицы протаргола и замедляет его пептизацию.

Полученный раствор при необходимости процеживают во флакон для отпуска через рыхлый комочек ваты, промытый горячей водой. Растворы протаргола можно фильтровать через беззольную фильт­ровальную бумагу или стеклянные фильтры № 1 и № 2. В зольной фильтровальной бумаге содержатся ионы железа, кальция, магния, которые вызывают коагуляцию протаргола и в результате происхо­дит потеря лекарственного препарата на фильтре.

Если в составе раствора, кроме воды, прописан глицерин, то про­таргол сначала растирают в ступке с глицерином и после его набуха­ния постепенно добавляют воду. Кроме того, надо учитывать, что растворы протаргола надо отпускать в склянках из темного стекла, так как свет — это фактор, влияющий на коагуляцию коллоидных препаратов. Под действием света содержащийся в протарголе сереб­ра оксид разрушается, окисляя продукты гидролиза белка, в резуль­тате чего протаргол превращается в металлическое серебро. Раствор протаргола не следует готовить в запас.

Растворы колларгола (серебро коллоидальное) — Argentum colloidale — это зеленовато- или синевато-черные пластин­ки с металлическим блеском, растворимы в воде, содержат 70 % серебра оксида и 30 % продуктов гидролиза белка (натриевые соли лизальбиновой или протальбиновой кислот), которые выполняют роль защитного коллоида. Колларгол также описан в ГФ IX. В связи с малым количеством белка (около 30 %) происходит медленное растворение препарата в воде. Поэтому для ускорения растворения можно применять два способа приготовления в зависимости от кон­центрации прописанного раствора.

1. В стеклянный флакон для отпуска фильтруют (можно проце­дить) воду очищенную, высыпают колларгол и содержимое склянки встряхивают до полного перехода колларгола в раствор. Этот метод удобен при небольших концентрациях колларгола (до 1 %).

Rp.: Solutionis Collargoli 2 % 200 ml Da. Signa. Для спринцеваний

2. Если приходится готовить растворы большей концентрации, то поступают следующим образом: колларгол помещают в ступку, в данном случае 4, 0 г, добавляют небольшое количество воды очи­щенной, смесь оставляют на 2—3 минуты для набухания, расти­рают, а затем понемногу при помешивании добавляют оставшееся количество воды.

Стадия набухания колларгола происходит сравнительно долго, поэтому более рационально применять второй способ. В случае необ­ходимости раствор колларгола фильтруют через стеклянный фильтр № 1 или № 2 или процеживают через рыхлый комочек ваты, про­мытый горячей водой. Раствор светочувствительный, поэтому отпус­кают во флаконе из оранжевого стекла.

Растворы ихтиола (аммониевая соль сульфокислот слан­цевого масла) — Ichtyolum — это почти черная или бурая сиропооб­разная жидкость своеобразного резкого запаха и вкуса. Растворим в воде, глицерине, спирто-эфирной смеси. Водные растворы при взбал­тывании сильно пенятся. Описание препарата приведено в ГФ IX. Является природным защищенным коллоидом.

Rp.: Solutionis Ichtyoli 1 % 200 ml Da. Signa. Для примочек

Отвешивают 2, 0 г ихтиола в старированную фарфоровую чашку (или во вместилище из пергаментной бумаги), постепенно добавля­ют 200 мл воды при непрерывном помешивании стеклянной палоч­кой, затем при необходимости процеживают во флакон для отпуска.

Rp.: Solutionis Ichtyoli 2 % 100 ml Glycerini 10, 0

Misce. Da. Signa. Для тампонов

В тарированную подставку отвешивают 10, 0 г глицерина (вязкая жидкость) и туда же отмеривают 98 мл воды очищенной, взбалтывают до однородности. 2, 0 г ихтиола отвешивают в тарированную фарфо­ровую чашечку, потом добавляют по частям раствор глицерина в воде и растирают до полного растворения, оставив в подставке часть водно- глицеринового раствора. Полученный раствор ихтиола при необхо­димости процеживают через рыхлый комочек ваты во флакон для отпуска объемом 150 мл. Фарфоровую чашку ополаскивают остат­ком водно-глицеринового раствора и им же промывают ватный там­пон. Флакон укупоривают и оформляют к отпуску.

Для приготовления глицериновых растворов ихтиола флакон по­мещают в горячую воду для облегчения растворения ихтиола.

Rp.: Solutionis Ichtyoli 10 % 100 ml Kalii iodidi 2, 0

Misce. Da. Signa. По 2 столовые ложки на микроклизму

В данном случае необходимо избрать оптимальный вариант тех­нологии, чтобы избежать коагулирующего действия электролита — калия йодида. С этой целью его целесообразно добавить к ихтиолу в виде водного раствора.

Взвешивают в тарированную чашку 10, 0 г ихтиола и частями при помешивании добавляют 80 мл воды. Раствор процеживают во флакон для отпуска, в который отмеривают 10 мл 20 %-ного раствора калия йодида и взбалтывают до однородности.

РАСТВОРЫ ПОЛУКОЛЛОИДОВ

Растворыь полуколлоидов — это такие системыь, которыье при определенныьх условиях являются истинныьми растворами, а при смене концентрации дисперсной фазыь становятся золями в колло­идном состоянии. В этом случае вещество (дисперсная фаза) одно­временно состоит из молекул, ионов и различных агрегатов в виде мицелл различной дисперсности. Мицеллы образуются в результате ассоциации молекул растворенного вещества. При этом повышается концентрация растворенного вещества, что способствует увеличению коллоидной фракции. С повышением температуры наоборот более трудным становится мицеллообразование, поскольку ослабляются межмолекулярные связи и усиливается молекулярно-кинетическое движение. К таким растворам, применяющимся в медицинской прак­тике, относятся растворы танидов, мыл, некоторых органических оснований (этакридина лактат).

Вследствие резко выраженной поверхностной активности полукол­лоиды легко адсорбируются на неполярных поверхностях и гидроли- зуют их. Особенно проявляется способность к ассоциации молекул в растворах танидов и других дубильных веществ, которая увеличива­ется с повышением концентрации. Приготовление растворов полукол­лоидов проводят в аптеках по общим правилам приготовления раство­ров, приведенных выше.

Водные растворы танидов. В водных растворах тани­дов, которые являются производными фенола, мицеллы образуются не только вследствие слипания молекул по гидрофобным участкам, но и вследствие образования водородных связей.

Rp.: Tannini 3, 0

Aquae purificatae 100 ml

Misce. Da. Signa. Для смачивания кожи при ожогах

Раствор для наружного применения, в состав которого входит танин, относящийся к полуколлоидам (концентрация его 3 %).

В подставку отмеривают 98, 2 мл теплой очищенной воды и в ней растворяют 3, 0 г танина (КУО = 0, 61). Раствор процеживают через ватный тампон во флакон и оформляют к отпуску.

Водные растворы мыл. Мыла, которые являются соля­ми жирных кислот, могут существовать в водных растворах в виде неионизированных молекул, ионов, продуктов гидролиза мыла, аг­регатов (мицелл) и молекул жирной кислоты. В достаточно концен­трированных растворах мицеллы имеют сферическую форму. Они состоят из молекул, которые соединены своими углеводородными группами и обращены наружу (в воду) ионогенными, сильнополяр­ными группами. При более высоких концентрациях мыла в раство­рах образуются мицеллы другого состава (пластинчатые мицеллы).

В спирте мыла образуют молекулярные растворы, так как спирт является растворителем как для полярной, так и для неполярной молекулы мыла.

В рецептуре аптек могут встречаться жидкие лекарственные фор­мы, представляющие сочетания растворов ВМС, коллоидных и по­луколлоидных растворов.