Теоретические основы работы

В процессе приготовления, термической стерилизации и длительного хранения ИР могут подвергаться необратимым изменениям, которые проявляются в сдвиге рН, изменении или появлении окраски, образовании взвеси или эмульсии, изменении количественного содержания АДВ. Наиболее часто встречаются следующие химические процессы:

Гидролиз

Гидролизу подвержены соли неорганических и органических кислот, сложные эфиры, амиды, лактоны, углеводы, гликозиды и т. п. Степень гидролиза зависит от природы соединения и концентрации раствора. В зависимости от ионного состава вещества различают два варианта гидролиза:

1. Соли сильных оснований и слабых кислот

Например, гидролиз натрия нитрита протекает по уравнению:

NaNO₂ + Н₂О  Na⁺ + ОН^– + НNО₃

Стабилизация растворов таких солей достигается добавлением одного из ионов, образующихся в результате гидролиза, в данном случае раствора NaOH. Согласно принципу Ле Шателье равновесие реакции смещается влево и гидролиз подавляется.

2. Соли сильных кислот и слабых оснований

К этой группе относятся многие соли, образованные алкалоидами и неорганическими кислотами. Например, атропина сульфат, лобелина гидрохлорид, тиамина бромид и др. Гидролиз протекает по уравнению:

Alk · HA + Н₂O  Alk + Н₃О⁺ + А^–

В результате гидролиза образуется основание алкалоида. Если основание нерастворимо или трудно растворимо в воде, в растворе появляется его осадок (растворы дибазола, стрихнина нитрата, папаверина гидрохлорида и др.). Если основание в воде растворимо, могут происходить дальнейшие химические процессы, сопровождающиеся изменением окраски (пожелтение раствора морфина, зеленая окраска раствора апоморфина, розовая окраска раствора адреналина и т. д.). Для смещения реакции гидролиза влево такие растворы стабилизируют добавлением кислоты.

Гидролиз солей часто является лишь началом последующих процессов разложения (последующий гидролиз сложных эфиров, окисление, полимеризация, деструкция и т.д.). Примером может служить

Инъекционный раствор новокаина (прокаина).

На первой ступени происходит гидролиз новокаина гидрохлорида по кислотной группировке с образованием новокаина основания (замасливание стенок ампулы).

Затем происходит гидролиз основания по сложноэфирной группировке (сильный сдвиг рН):

Нагревание в процессе стерилизации п-аминобензойной кислоты приводит к образованию анилина, ядовитого вещества, который связывает гемоглобин и вызывает отек при введении в организм, одышку, посинение.

Поэтому для стабилизации растворов новокаина добавляют хлористоводородную кислоту до оптимального значения рН, при котором гидролиз подавляется уже на первой ступени.

Инъекционный раствор тримекаина

СН₃ C₂H₅

NH-C-CH₂-N *HCl*1/2H₂O С₁₄Н₂₂ОN₂*HCl

СН₃ O C₂H₅

Тримекаин (2,4,6-триметилацетанилидадиэтиламиноуксусной кислоты гидрохлорид или α-диэтиламино-2,4,6-триметилацетанилида гидрохлорид).

Синонимы: мезокаин, мездикаин.

В отличие от новокаина тримекаин не является сложным эфиром и может гидролизоваться только при длительном кипячении с кислотой или щелочью. Важно, чтобы рН раствора находился в пределах 4,5-5,2, т.к. при его снижении происходит падение фармакологической активности. Готовят на изотоническом растворе натрия хлорида, чтобы снизить болезненность при введении. Наряду с местноанестезирующей активностью препарат обладает выраженным антиаритмическим действием.

Окисление

Окислению подвержены вещества с подвижным атомом водорода, т. е. содержащие фенольные, спиртовые, карбонильные, амино- и другие группы. Для стабилизации таких растворов используют и химические вещества и технологические приемы, повышающие их устойчивость:

— подбор оптимального рН;

— введение антиоксидантов;

— введение комплексонов для связывания катионов тяжелых металлов.

— использование светозащитного стекла;

— уменьшение содержания кислорода в растворе и вытеснение воздуха из ампул.

Антиоксиданты — вещества, которые являются сильными восстановителями. В ИР они окисляются легче АДВ и таким образом защищают его от разложения. В производстве ИР широко применяют в качестве антиоксидантов соли сернистой кислоты: Na₂SO₃ (натрия сульфит), NaHSO₃ (натрия гидросульфит), Na₂S₂O₅ (натрия метабисульфит), а также S=С(NН₂)₂ (тиомочевина), H₃COSO₂Na · H₂O (ронгалит).

В некоторых случаях для удаления катионов тяжелых металлов, которые катализируют окислительные процессы, ИР обрабатывают сорбентами. Например, в технологии 40% раствора глюкозы предусмотрена обработка его активным углем (марок А, Б, ОУ-А, ОУ-Б и др.) или фильтрование через угольноволоконные сорбционные фильтры.

Комплекс мероприятий для защиты АДВ от разложения применяется в производстве растворов аскорбиновой кислоты для инъекций. Аскорбиновая кислота, из-за наличия в составе ее лактамной и енольной групп, легко окисляется на воздухе даже в твердой фазе. Для защиты от окисления в состав ИР вводят антиоксидант, а для сдвига рН вводят натрия гидрокарбонат, который переводит аскорбиновую кислоту в соль. Это исключает болезненность при инъекции. Готовят ИР на воде, насыщенной диоксидом углерода, и запайку ампул производят также в токе диоксида углерода (газовая защита).

Для газовой защиты ИР используют и другие инертные газы (азот, аргон), очищенные от примесей механических частиц путем фильтрования. При выборе инертного газа учитывают свойства самого газа и стабилизируемого раствора. Например, углекислый газ не рекомендуется использовать для растворов с высоким рН во избежание образования карбонатов. Необходимо учитывать и молекулярную массу инертного газа в сравнении с воздухом (М.М. 29), которая составляет у азота 28, аргона – 40, углекислого газа – 46.

Очевидно, что азот легче воздуха и будет быстрее испаряться из ампул, поэтому реже других газов используется в производстве.