Свойства растворов вмс

Растворы ВМС, как и растворы низкомолекулярных соединений, являются гомогенными, термодинамически равновесными и агрегативно устойчивыми системами. Это истинные растворы.

Однако свойства растворов ВМС (табл. 1) существенно отличаются от свойств растворов НМС. Отличия заключаются в том, что растворы ВМС обладают малой скоростью диффузии, малым осмотическим давлением, значительной вязкостью, чем соответствующие им по концентрации растворы НМС.

Вязкость растворов ВМС используется при производстве кровезаменителей, противошоковых растворов, препаратов парентерального питания.

Растворы ВМС имеют также свойства, не присущие растворам НМС: светорассеивание, тиксотропия.

Тиксотропия - способность в изотермических условиях самопроизвольно восстанавливать свою структуру после механического разрушения.

Нарушение устойчивости растворов вмс

Высаливание ВМС. Растворы ВМС образуются самопроизвольно и являются термодинамически устойчивыми. Для разрушения системы необходимо уменьшить лиофильность посредством ослабления или удаления сольватных оболочек. Этого можно достичь добавлением десольватирующих агентов (например, электролитов), а в общем случае - уменьшением активности дисперсионной среды (растворителя). Так, например, для белков и полисахаридов нерастворителями являются этанол, ацетон.

Под влиянием электролитов и нерастворителей происходит процесс выделения ВМС из раствора, называемый высаливанием. Для разрушения раствора ВМС требуется большая концентрация электролита. В основе механизма высаливания ВМС лежит процесс дегидратации. Ионы введенного электролита и молекулы спирта как бы “отнимают” большую часть растворителя от макромолекулы полимера. Концентрацию электролита, при которой поступает быстрое осаждение полимера, называют порогом высаливания ВМС. Высаливающее действие ионов изменяется в соответствии с их гидратируемостью. Высаливание ВМС имеет большое практическое значение. Его применяют для фракционирования белков, полисахаридов и других веществ.

В фармацевтической технологии высаливание часто применяют в производстве ферментных и других препаратов из животного сырья с целью осаждения примесей сопутствующих белков или для выделения основного действующего белка (гормона, фермента).

В аптечной технологии лекарств высаливающее действие электролитов (а также этилового спирта, сахарного сиропа), учитывают при изготовлении растворов ВМС. Этиловый спирт и большие количества электролитов несовместимы с растворами ВМС.

Коацервация. При нарушении устойчивости раствора ВМС возможно образование коацервата - новой жидкой фазы, обогащенной полимером. Это явление носит название коацервации и характерно для ряда белков. Оно заключается в разложении системы на две фазы, из которых одна представляет собой раствор ВМС в растворителе, а другая - раствор растворителя в ВМС. Коацерват может находиться в исходном растворе в виде капель или образовывать сплошной слой (расслаивание). Процессу коацервации способствует не только высокая концентрация, но и низкая температура, изменения рН среды, введение низкомолекулярных электролитов. Наиболее изучена коацервация белков и полисахаров в водных растворах.

Коацервацию используют при микрокапсулировании лекарств. Для этого лекарственное вещество диспергируют в растворе полимера, а затем, изменяя рН среды, или испаряя часть растворителя или вводя высаливатель, выделяют из раствора фазу, обогащенную полимером. Мелкие капли этой фазы отлагаются на поверхности капсулируемых частиц, образуя сплошную оболочку. Микрокапсулирование обеспечивает устойчивость, пролонгирует действие, маскирует неприятный вкус лекарственного средства. В научных исследованиях микрокапсулы могут использоваться как модели живой клетки.

Коацервация, используемая при микрокапсулировании, бывает простой и сложной. Простая коацервация наблюдается при обезвоживании гидрофильных коллоидов, что приводит к снижению их растворимости. В простых коацерватах объединяются молекулы одного и того же соединения. В качестве материала для пленкообразования можно использовать желатин, фибриноген и другие. Сложная коацервация обусловлена взаимодействием между положительными и отрицательными зарядами различных молекул и вызывается изменением концентрации раствора полимера или уменьшением рН.

Застудневание. В результате ограниченного набухания ВМС или частичного испарения растворителя из раствора ВМС образуются студни. Название “студень” для полимерных систем было предложено Н.П. Песковым. В настоящее время понятия “студень”, “гель” смешивают. В технологии традиционно по аналогии с зарубежной литературой “студни” называют “гелями”. Студни - гомогенные системы. Упругие и эластичные свойства студней определяются прочностью и гибкостью макромолекулярной сетки, а также твердообразностью ориентированных слоев молекул растворителя. Особенно характерно это для полярных макромолекул в водной среде. Гидратные оболочки, окружающие полярные группы, создают упругую водяную сетку. При старении гомогенность студней нарушается вследствие синерезиса - постепенного сжатия полимерной сетки (матрицы) и выделения жидкой фазы. Синерезис сопровождается уплотнением пространственной структуры-сетки и уменьшением объема студня. Пример сиперезиса - отделение сыворотки при свертывании крови. В студнях, как и в растворах, могут протекать химические реакции.

Явление студнеобразования широко применяется при создании лекарственных препаратов - мазей и суппозиториев на соответствующих основах, депо лекарственных веществ, сорбентов, мембран с регулируемой скоростью высвобождения. Студни используют в процессе гель-проникающей хроматографии при разделении на группы суммарных (например, экстракционных) препаратов, а также для получения обессоленных препаратов, в том числе обессоленной воды.

Таким образом, разнообразные специфические свойства природных и синтетических полимеров широко используются в фармацевтической технологии. Применение их идет по разным направлениям.

Таблица 2