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混懸劑穩(wěn)定性要求

2016-12-29 16:22 醫(yī)學教育網(wǎng)
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混懸劑主要存在物理穩(wěn)定性問題?;鞈覄┲兴幬镂⒘7稚⒍却?,使混懸微粒具有較高的表面自由能而處于不穩(wěn)定狀態(tài)。疏水性藥物的混懸劑比親水性藥物存在更大的穩(wěn)定性問題。

粒子沉降速度

混懸劑中的微粒受重力作用產(chǎn)生沉降時,其沉降速度服從Stoke`s定律:V=2r(ρ1-ρ2)g/9η(2-3)式中,V—為沉降速度,cm/s;r—為微粒半徑,cm;ρ1和ρ2—分別為微粒和介質(zhì)的密度,g/ml;g—為重力加速度,cm/s2;η—為分散介質(zhì)的粘度,泊=g/cm·s,l泊=0.1Pa·s.由Stokes公式可見,微粒沉降速度與微粒半徑平方、微粒與分散介質(zhì)的密度差成正比,與分散介質(zhì)的粘度成反比?;鞈覄┪⒘3两邓俣扔?,動力穩(wěn)定性就愈小。增加混懸劑的動力穩(wěn)定性的主要方法是:

①盡量減小微粒半徑,以減小沉降速度;

②增加分散介質(zhì)的粘度,以減小固體微粒與分散介質(zhì)間的密度差,這就要向混懸劑中加入高分子助懸劑,在增加介質(zhì)粘度的同時,也減小了微粒與分散介質(zhì)之間的密度差,同時微粒吸附助懸劑分子而增加親水性。混懸劑中的微粒大小是不均勻的,大的微粒總是迅速沉降,細小微粒沉降速度很慢,細小微粒由于布朗運動,可長時間懸浮在介質(zhì)中,使混懸劑長時間地保持混懸狀態(tài)。

荷電與水化

混懸劑中微粒可因本身離解或吸附分散介質(zhì)中的離子而荷電,具有雙電層結(jié)構(gòu),即有ζ-電勢。由于微粒表面荷電,水分子可在微粒周圍可形成水化膜,這種水化作用的強弱隨雙電層厚度而改變。微粒荷電使微粒間產(chǎn)生排斥作用,加之有水化膜的存在,阻止了微粒間的相互聚結(jié),使混懸劑穩(wěn)定。向混懸劑中加入少量的電解質(zhì),可以改變雙電層的構(gòu)造和厚度,會影響混懸劑的聚結(jié)穩(wěn)定性并產(chǎn)生絮凝。疏水性藥物混懸劑的微粒水化作用很弱,對電解質(zhì)更敏感。親水性藥物混懸劑微粒除荷電外,本身具有水化作用,受電解質(zhì)的影響較小。

絮凝與反絮凝

混懸劑中的微粒由于分散度大而具有很大的總表面積,因而微粒具有很高的表面自由能,這種高能狀態(tài)的微粒就有降低表面自由能的趨勢,表面自由能的改變可用ΔF=δs.L*ΔA表示:ΔF=δs.L*ΔA(2-4)式中,ΔF—為表面自由能的改變值;ΔA—為微粒總表面積的改變值;δs.L —為固液界面張力。對一定的混懸劑δs.L是一定的,因此只有降低ΔA,才能降低微粒的表面自由能ΔF,這就意味著微粒間要有一定的聚集。但由于微粒荷電,電荷的排斥力阻礙了微粒產(chǎn)生聚集。因此只有加入適當?shù)碾娊赓|(zhì),使ζ電位降低,以減小微粒間電荷的排斥力。ζ電勢降低一定程度后,混懸劑中的微粒形成疏松的絮狀聚集體,使混懸劑處于穩(wěn)定狀態(tài)?;鞈椅⒘P纬墒杷删奂w的過程稱為絮凝(flocculation), 加入的電解質(zhì)稱為絮凝劑。為了得到穩(wěn)定的混懸劑,一般應(yīng)控制ζ電勢在20~25mV范圍內(nèi),使其恰好能產(chǎn)生絮凝作用。絮凝劑主要是具有不同價數(shù)的電解質(zhì),其中陰離子絮凝作用大于陽離子。電解質(zhì)的絮凝效果與離子的價數(shù)有關(guān),離子價數(shù)增加1,絮凝效果增加10倍。常用的絮凝劑有枸櫞酸鹽、酒石酸鹽、磷酸鹽及氰化物等。與非絮凝狀態(tài)比較,絮凝狀態(tài)具以下特點:沉降速度快,有明顯的沉降面,沉降體積大,經(jīng)振搖后能迅速恢復(fù)均勻的混懸狀態(tài)。

向絮凝狀態(tài)的混懸劑中加入電解質(zhì),使絮凝狀態(tài)變?yōu)榉切跄隣顟B(tài)這一過程稱為反絮凝。加入的電解質(zhì)稱為反絮凝劑。反絮凝劑所用的電解質(zhì)與絮凝劑相同。

混懸劑的微粒間有靜電斥力,同時也存在著引力,即范德華力。當兩個運動的微粒接近時電荷的斥力增大,引力也增大。斥力和引力以微粒間相互作用能表示,如圖2-1所示,斥力的相互作用能以正號表示,即 A線;引力的相互作用能以負號表示,即 B線。兩種相互作用能之和為C線。當混懸劑中兩個微粒間的距離縮短至S點時,引力稍大于斥力,這是粒子間保持的最佳距離,這時粒子形成絮凝狀態(tài)。當粒子間的距離進一步縮短時,斥力明顯增加,當曲線距離達到m點時斥力最大,微粒間無法達到聚集而處于非絮凝狀態(tài)。受外界因素影響粒子間的距離很容易進一步縮短達到P點。在此點微粒之間產(chǎn)生強烈的相互吸引,以至于在強引力的作用下擠出粒子間的分散介質(zhì)而使粒子結(jié)餅(cakeing),這時就無法再恢復(fù)混懸狀態(tài)。

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