2. Результаты экспериментальных исследований образцов

Определение металлов из водных вытяжек проводились сотрудниками аккредитованного научно-исследовательского инновационно-прикладного центра «Наноматериалы и нанотехнологии» в лаборатории «Спектроскопии, микроскопии и термического анализа» на атомно-эмиссионном спектрометре iGAP 6300 DUO.

Результаты экспериментальных данных по определению ионов металлов и полимерной серы из экстрактов водных вытяжек образцов пробок № 18 приведены в таблице 3.8. Вес пробки до испытаний 1,89 г. вес пробки после испытаний - 1.88г. Потери после санитарно-гигиенических обработок составили - 0,53%.

Таблица 3.8 - Содержание ионов металлов в водных вытяжках образцов пробок № 18

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	0,003	-	100	-
Cu	-	-	-	-
Pb	-	-	-	-
Fe	-	-	-	-
Zn	0,349	0,428	-	18,5
Mg	0,085	0,002	97,6	-
Ca	2,262	0,906	59,9	-
Si	0,638	0,303	52,5	-
Al	-	-	-	-
K	-	-	-	-
Na	-	-	-	-
B	0,015	0,014	6,7	-
P	-	-	-	-
Mn	0,002	-	100	-
As	-	-	-	-
Cd	-	-	-	-
Ti	-	-	-	-
Sn	-	-	-	-
Cr	-	-	-	-
S	0,47	0,17	63,8	-

Согласно полученным экспериментальным данным в водной вытяжке после стерилизации происходит увеличение цинка на 18,5%.

Результаты экспериментальных исследований экстрактов водных вытяжек образца пробок № 19, приведены в таблице 3.9. Вес пробки до испытаний - 1,89 г. Вес пробки после испытаний - 1,86г. Потери после санитарно-гигиенических обработок составили –1, 59%.

Таблица 3.9 Содержание ионов металлов в водной вытяжке образца пробок № 19

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	Паровая дезинфекция в автоклаве	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	0,002	0,003	-	33,3
Cu	-	-	-	-
Pb	-	-	-	-
Fe	0,008	-	100	-
Zn	0,024	0,637	-	2554,2
Mg	0,021	-	100	-
Ca	2,753	1,273	53,8	-
Si	0,583	0,029	95,0	-
Al	0,019	-	100	-
K	-	0,053	-	100
Na	-	0,119	-	100
B	0,023	0,023	0	-
P	0,031	-	100	-
Mn	-	-	-	-
As	-	-	-	-
Ti	-	-	-	-
Sn	-	-	-	-
Cr	-	-	-	-
S	0,20	0,26	-	30,0

Полученные экспериментальные данные по миграции металлов в водные вытяжки после двукратной обработки в автоклаве показывают, что после стерилизации в водной вытяжке, которая является непосредственно имитатором лекарственного препарата, содержатся значительные количества ионов металлов, но кроме того, произошло значительное увеличение миграции ионов после стерилизации: бария на 33,3%; цинка на 2554,2%; калия на 100%; натрия на 100%; серы на 30% относительно содержания их в первой вытяжке. Миграция ионов металлов из пробок на основе р/ 27-599/3 в водные вытяжки намного выше, чем из тех же пробок из резины 52-599/1, изготовленной полностью из БК-1675М и обработанных по с/г методу №2.

Результаты экспериментальных исследований миграции ионов в водные вытяжки из образца пробок № 20 приведены в таблице 3.10. Вес пробки до испытаний 1,89 г. вес пробки после испытаний - 1,84г. Потери после санитарно-гигиенических обработок составили - 2, 12%.

Таблица 3.10 - Содержание ионов металлов в водных вытяжках из образца пробок № 20

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4
Ba	0,007	0,002	71,4
Cu	-	-	-
Pb	-	-	-
Fe	0,002	-	100
Zn	3,917	1,295	66,9
Mg	0,050	-	100
Ca	1,210	0,250	79,3
Si	2,009	0,704	64,9
Al	0,031	0,007	77,4

Продолжение таблицы 3.10

1	2	3	4
K	0,063	-	100
Na	0,35	-	100
B	0,002	-	100
P	0,002	-	100
Mn	-	-	-
As	-	-	-
Cd	-	-	-
Ti	-	-	-
Sn	-	-	-
Cr	-	-	-
S	0,86	0,19	77,9

Полученные результаты показали, что метод 3 санитарно-гигиенической обработки оказывает более интенсивное воздействие на деструкцию пробок. Мойка пробок в растворе ОП-7 при температуре 50⁰С и кипячение в течении 5 минут перед стерилизацией показывают значительный переход в водные вытяжки ионов металлов: цинка , кальция, кремния и полимерной серы. При паровой стерилизации происходит значительное снижение серы и цинка, но их содержание в водных вытяжках остается высоким. Можно предположить, что такое деструктивное действие происходит за счет проникающего действия моющего раствора на основе ПАВ (ОП-7), имеющих более низкие поверхностные натяжения. Данные растворы, по-видимому, более эффективно растворяют и вымывают примеси углеводородных растворителей из ХБК, ослабляют полимерную матрицу и вымывают вещества, не связанные с полимером на молекулярном уровне и из наполнителя. А также растворяют и вымывают жирные кислоты и вещества на их основе.

Результаты экспериментальных исследований экстрактов водных вытяжек образца пробок № 21, приведены в таблице 3.11. Вес пробки до испытаний 1,89 г. вес пробки после испытаний - 2,2г. После санитарно-гигиенической обработки по методу 4 в электрохимактивированных растворах произошло увеличение веса на -16.4%.

Таблица 3.11 – Содержание ионов металлов в водной вытяжке образца пробок № 21 (см. приложение рис. 4)

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4
Ba	0,002	-	100
Cu	-	-	-
Pb	-	-	-
Fe	-	-	-
Zn	0,657	0,297	54,8
Mg	0,113	0,065	42,5
Ca	0,502	0,219	56,4
Si	0,455	0,179	60,7
Al	-	-	-
K	0,058	-	100
Na	0,973	0,038	96,1
B	0,029	0,025	13,8
P	0,008	-	100
Mn	-	-	-
As	-	-	-
Cd	-	-	-
Ti	-	-	-
Sn	-	-	-
Cr	-	-	-
S	2,17	0,15	93,1

Результаты экспериментальных исследований водных вытяжек по миграции ионов металлов образца пробок № 22 представлены в таблице 3.12. Вес пробки до испытаний 9,6 г. Вес пробки после санитарно-гигиенической обработки по методу 2 составил-9.39г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 2.19%.

Таблица 3.12 – Содержание ионов металлов из образца пробок № 22

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	0,001	0,002	-	100
Cu	-	-	-	-
Pb	0,003	-	100	-
Fe	0,006	-	100	-
Zn	0,453	0,262	42,2	-
Mg	0,071	0,029	59,2	-
Ca	0,558	0,106	81,0	-
Si	0,763	0,699	8,4	-
Al	-	-	-	-
K	-	-	-	-
Na	-	-	-	-
B	0,048	0,051	-	5,9
P	-	-	-	-
Mn	-	-	-	-
As	-	-	-	-
Ti	-	-	-	-
Sn	-	-	-	-
Cr	-	-	-	-
S	1,11	0,57	48,6	-

Данные, представленные в таблице 3.12, показывают, что происходит значительная миграция цинка, полимерной серы и кремния. Снижение содержания ионов металлов в водной вытяжке после стерилизации наблюдается, но количественное содержание их остается высокое.

Результаты экспериментов по определению ионов металлов из образца пробок № 23 представлены в таблице 3.13. Вес пробки до испытаний- 9,6г. Вес пробки после испытаний- 9,41г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 1.98%.

Таблица 3.13 Содержание металлов в водных вытяжках из образца пробок № 23

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	-	-	-	-
Cu	-	-	-	-
Pb	-	-	-	-
Fe	-	-	-	-
Zn	0,754	0,179	76,3	-
Mg	0,049	0,030	38,8	-
Ca	0,884	0,418	52,7	-
Si	0,775	0,324	58,2	-
Al	0.023	-	100	-
K	-	0,04	-	100
Na	-	0,170	-	100
B	0,022	0,133	-	83,5
P	0,023	-	100	-
Mn	-	-	-	-

Продолжение таблицы 3.13

1	2	3	4	5
As	-	-	-	-
Cd	-	-	-	-
Ti	-	-	-	-
Sn	-	-	-	-
Cr	-	-	-	-
S	0,85	1,08	-	21,3

Результаты экспериментальных данных по определению ионов металлов и полимерной серы в водных вытяжках из образца пробок № 24 представлены в таблице 3.14. Вес пробки до испытаний- 9,6г. Вес пробки после испытаний - 9,19г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 4.27%.

Таблица 3.14 – Содержание металлов в водных вытяжках из образца пробок № 24

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	0,005	0,001	80,0	-
Cu	-	-	-	-
Pb	0,006	0,002	66,7	-
Fe	0,005	0,01	-	50,0
Zn	0,180	0,159	11,7	-
Mg	0,844	0,204	75,8	-
Ca	1,393	0,623	55,3	-
Si	1,438	0,649	54,9	-
Al	0,023	-	100	-

Продолжение таблицы 3.14

1	2	3	4	5
K	0,163	0,109	33,1	-
Na	0,701	0,182	74,0	-
B	0,068	0,033	51,5	-
P	-	-	-	-
Mn	0,002	-	100	-
As	-	-	-	-
Cd	-	-	-	-
Ti	-	-	-	-
Sn	-	-	-	-
Cr	-	-	-	-
S	5,17	3,70	28,4	-

Результаты экспериментальных данных по определению ионов металлов и полимерной серы в водных вытяжках из образца пробок № 25 представлены в таблице 3.15. Вес пробки до испытаний - 9,6 г. Вес пробки после испытаний- 9,12 г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 5,00%.

Таблица 3.15 – Содержание металлов в водных вытяжках из образца пробок № 25

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	-	0,019	-	100
Cu	-	-	-	-

Продолжение таблицы 3.15

1	2	3	4	5
Pb	-	0,0014	-	100
Fe	-	-	-	-
Zn	-	0,086	-	100
Mg	-	0,097	-	100
Ca	-	0,212	-	100
Si	0,014	0,898	-	98,4
Al	-	-	-	-
K	-	0,217	-	100
Na	-	0,183	-	100
B	-	0,421	-	100
P	-	-	-	-
Mn	-	-	-	-
As	-	-	-	-
Cd	-	-	-	-
Ti	-	-	-	-
Sn	-	-	-	-
Cr	-	-	-	-
S	7,05	1,95	72,3	-

Сравнительная оценка полученных экспериментальных данных по исследованию влияния четырех методов санитарно-гигиенических обработок на образцы пробки № 22, 23, 24 и 25, представленных в таблицах 3.12, 3.13, 3.14, 3.15 показывают, что значительные процессы деструкции происходят при обработке по методу №3, где используются моющие растворы на основе ПАВ.

В водной вытяжке после кипячения содержится большие количества полимерной серы (5,17 мг/л), кальция (1,393 мг/л), кремния (1,438 мг/л); магния (0,844 мг/л), натрия (0.701 мг/л).

После первого автоклавирования было обнаружено значительное содержание серы (7,05) и кремния (0,014), содержание основных ионов мигрирующих веществ установлено только во второй вытяжке. Видимо, это связано со свойствами электрохимактивированных растворов, где действующими окислительными агентами являются активный хлор и активный кислород (см. приложение рис. 5).

Результаты экспериментов образца пробок № 26 представлены в таблице 3.16. Вес пробки до испытаний - 9,6г. Вес пробки после испытаний - 9,39 г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 2,19%.

Таблица 3.16 – Содержание металлов в образце пробок № 26

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	0,249	0,122	51,0
Cu	-	-	-
Pb	0,001	-	100
Fe	-	-	-
Zn	0,469	0,381	18,8
Mg	0,118	0,051	56,8
Ca	0,895	0,245	72,6
Si	0,044	0,156	-	71,8
K	-	-	-
B	0,007	0,002	71,4
P	-	-	-
Mn	0,002	-	100
As	-	-	-
Ti	-	-	-
Sn	-	-	-

Продолжение таблицы 3.16

1	2	3	4	5
Cr	-	-	-
S	0,45	0,24	46,7

Результаты исследований водных вытяжек из образца пробок № 27 представлены в таблице 3.17. Вес пробки до испытаний- 9,6г. Вес пробки после испытаний- 9,41г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 1,98%.

Таблица 3.17 – Содержание металлов в образце пробок № 27

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %	Увеличение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4	5
Ba	-	0,190	-	100
Cu	-	-	-
Pb	-	-	-
Fe	-	-	-
Zn	0,242	0,537	-	54,9
Mg	0,248	0,081	67,3	-
Ca	0,589	0,555	5,8	-
Si	0,776	0,215	72,3	-
Al	0,027	-	100	-
K	-	0,032	-	100
Na	-	0,055	-	100
B	0,486	0,027	94,4	-
P	-	-	-	-
Mn	-	-	-	-
As	-	-	-	-

Продолжение таблицы 3.17

1	2	3	4	5
Cd	-	-	-	-
Ti	-	-	-	-
Sn	-	-	-	-
Cr	-	-	-	-
S	0,29	0,51	-	43,1

Результаты экспериментов образца пробок № 28 представлены в таблице 3.18. Вес пробки до испытаний- 9,6г. Вес пробки после испытаний- 9,05 г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 5,73%.

Таблица 3.18 – Содержание металлов в образце пробок № 28

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
Ba	0,002	-	100
Cu	-	-	-
Pb	-	-	-
Fe	-	-	-
Zn	0,657	0,297	54,8
Mg	0,113	0,065	42,5
Ca	0,502	0,219	56,4
Si	0,455	0,179	60,7
Al	-	-	-
K	0,058	-	100
Na	0,973	0,038	96,1
B	0,029	0,025	13,8
P	0,008	-	100
Mn	-	-	-

Продолжение таблицы 3.18

1	2	3	4
As	-	-	-
Cd	-	-	-
Ti	-	-	-
Sn	-	-	-
Cr	-	-	-
S	2,17	0,15	93,1

Результаты экспериментов по определению ионов металлов в водных вытяжках из образца пробок № 29 представлены в таблице 3.19. Вес пробки до испытаний- 9,6г. Вес пробки после испытаний- 9,32г. После санитарно-гигиенических обработок снижение веса составило - 1,85%.

Таблица 3.19 – Содержание металлов в образце пробок № 29

Определяемые химические элементы	Содержание хим.элементов, мг/л		Снижение, %
	После кипячения в дистл. воде	Паровая стерилизация в автоклаве
1	2	3	4
Ba	0,003	0,001	67,7
Cu	-	-
Pb	0,007	0,002	71,4
Fe	-	-	-
Zn	0,170	0,156	8,2
Mg	0,144	0,055	61,8
Ca	2,840	0,631	77,8
Si	3,788	1,518	59,9
Al	0,004	0,003	25,0
K	0,097	0,045	53,6

Продолжение таблицы 3.19

1	2	3	4
Na	1,277	0,115	90,9
B	0,445	0,232	47,9
P	-	-	-
Mn	0,002	-	100
As	-	-	-
Cd	-	-	-
Ti	-	-	-
Sn	-	-	-
Cr	-	-	-
S	3,99	1,52	61,9

Влияние методом с/г обработки на миграцию ионов разнопланово. Наибольшее количество мигрирует при использовании метода 4 и 3, наибольшее количество кремния выделяется при использовании 4 и 2, кальция-4 и 1, натрия – при использовании 4 и 3 методов, цинка – 1 и 3 методов (см. приложение рис. 6).

Проведенные исследования по влиянию метод с/г обработки на пробки из резин 27-599/1, 52-369/1, 52-599/1 показывают, что все они оказывают сильное деструктивное действие, в водные вытяжки в процессе стерилизации имитирующие лекарственные препараты переходят значительное количество ионов металлов и серы.

Используемые в производстве пробок наполнители мел, сажа, тальк, каолин, аэросил, техуглерод, которые входят в состав резиновой смеси, в своем основном составе содержат в виде соединений следующие металлы: Mg, Ca ,Si, Al, Zn, Ba, в примесях могут содержаться: Fe, Cu, Mn, Ti, К, Na, Hg, Cd, Pb, As. Контролируется только содержание следующих металлов: Ba, Cu, Pb, Sn, Cr, Cd, Fe, Zn. Нормируемые общие показатели установлены для медицинских резиновых изделий. Для фармацевтических пробок, используемых для укупорки стерильных форм лекарственных препаратов, нет отдельных нормируемых показателей допустимого содержания ионов металлов в водных вытяжках [39]. В тоже время в Фармакопейных статьях № 42-2619-97 и 42-2620-97 «Вода для инъекций» изложены нормируемые показатели по содержанию неорганических примесей и ионов металлов.

Исследования миграции органических веществ в водные вытяжки после различных методов санитарно-гигиенических обработок масс –спектральными и хромато-масс-спектральными исследованиями показали значительное преимущество обработки пробок с использованием растворов ПАВ. Но одновременное использование водных вытяжек как для определения органических, так и для неорганических веществ не выявило преимущества обработки в растворах ПАВ. Исследование вымываемости при определении металлов, показало, что при обработке в растворах ПАВ интенсифицируются процессы миграции ионов металлов в водные вытяжки после кипячения, и несмотря на тот факт, что их концентрации снижаются на этапе стерилизации, остаточные количества тем не менее превышают допустимые нормы.

Полученные результаты показали, что метод 3 санитарно-гигиенической обработки оказывает более интенсивное воздействие на деструкцию пробок. Мойка пробок в растворе ОП-7 при температуре 50⁰С и кипячение в течении 5 минут перед стерилизацией оказывают значительное действие на переход в водные вытяжки ионов металлов: цинка, кальция кремния и полимерной серы. Можно предположить, что такое деструктивное действие происходит за счет проникающего действия моющего раствора на основе ПАВ (ОП-7), имеющих более низкие поверхностные натяжения. Данные растворы, по-видимому, более эффективно растворяют и вымывают примеси углеводородных растворителей из ХБК, ослабляют полимерную матрицу и вымывают вещества, не связанные с полимером на молекулярном уровне, и из наполнителя. А также растворяют и вымывают примеси углеводородных растворителей (бензинов), жирные кислоты и вещества на их основе. Известно, что ПАВы снижают поверхностное натяжение на поверхности раздела фаз, снижают показатель удерживания газов в массе воды и десорбируют (высвобождают) металлы из песка, глины и других твердых компонентов [57].

Использованием электрохиактивированных растворов хлорида натрия (каталита и аналита) для санитарно-гигиенических обработок пробок не дал однозначных результатов. Но учитывая значительные влияние данного метода обработки пробок на миграцию органических веществ, данному методу также нельзя отдать предпочтение. Кроме того, необходимо учитывать воздействие атомарного кислорода и активного хлора на основу самого полимера, оставшиеся не прореагировавшие вещества, вводимые в состав резины и вновь образовавшиеся продукты в процессе вулканизации.