3. Физико-химические свойства порошкообразных лекарственных средств

Форма и размер частиц. Порошкообразные лекарственные препараты являются грубодисперсными системами и состоят из частиц различных форм и размеров. Большинство их является кристаллическими системами; аморфное состояние встречается редко. Отдельные частицы кристаллических порошков представляют собой кристаллы или конгломераты кристаллов. У большинства препаратов частицы анизодиаметрические (несимметричные, разноосные). Они могут быть удлиненной формы, когда длина значительно превышает поперечные размеры (палочки, иголки и т. п.), или пластинчатыми, когда длина и ширина значительно больше толщины (пластинки, чешуйки, таблички, листочки и т. п.). Меньшая часть порошковидных препаратов имеет частицы изодиаметрические (симметричные, равноосные); это шаровидные образования, глыбки, многогранники и т. п.

Форма и размер частиц порошков зависят: у кристаллических ве­ществ (химико-фармацевтические препараты) – от структуры кристал­лической решетки и условий роста частиц в процессе кристаллизации, у измельченных растительных материалов – от анатомоморфологических особенностей измельчаемых органов растений и типа измельчаю­щей машины.

Размеры частиц могут варьировать в широких пределах: например, кристаллы норсульфазола по длине от 39 до 5 мкм и по ширине от 46 до 3 мкм, кристаллы амидопирина по длине от 196 до 31 мкм и по ши­рине от 143 до 25 мкм.

Плотность порошка. Численно равна массе, заключенной в единице объема, т. е. представляет собой отношение массы к объему в кило­граммах на метр кубический. Знание плотности (массовой) порошкооб­разных лекарственных веществ крайне важно, поскольку от нее зависят объемные (технологические) характеристики этих препаратов.

Удельная поверхность порошков. Выражается в суммарной поверхно­сти всех частиц (в квадратных метрах), отнесенной к единице массы (в килограммах). Определяется методом воздухопроницаемости на при­боре, называемом поверхностномером. Удельная поверхность находится в прямой зависимости от степени дисперсности порошков и может варь­ировать в широких пределах. Удельная поверхность помогает в процес­се гранулирования определить расчетным путем количество увлажните­ля – связывающего вещества.

Плотность (истинная). Под истинной плотностью порошков понима­ется отношение массы препарата к его объему при нулевой пористости порошка. При определении истинной плотности из по­рошка на гидропрессе при удельном давле­нии 680 МН/м² прессуют таблетки массой в пределах 0,3-0,5 г. При этом достигается практически нулевая их пористость. Далее произво­дят следующие расчеты по формуле:

ρ = g/υ, κг/м³,

где g – масса таблетки; υ – объем таблетки.

Внутреннее (контактное) трение. По коэффициенту трения косвенно судят об абразивности таблетируемых масс (порошки, препараты, гра­нулированный материал). Чем больше величина коэффициента трения (f), тем более стойким к износу должен быть пресс–инструмент табле­точных машин. Наибольшей абразивностью (f = 0,2 – 0,4) обладают неор­ганические соли, крупно-кристаллические органические вещества, рас­тительные порошки. Наименьший коэффициент трения (f<0,2) у ве­ществ с низкой температурой плавления, с длинной углеродной цепью, у гранулированных масс со смазывающими веществами.

Смачиваемость. Под смачиваемостью порошкообразных лекарствен­ных препаратов понимается их способность взаимодействовать с раз­личными жидкостями (лиофильность) и прежде всего с водой (гидрофильность). На поверхности твердых частиц лекарственных веществ со­держится то или иное количество гидрофильных групп (—ОН, —СОН, —СООН и др.) или кислородных атомов, являющихся структурными элементами их кристаллической решетки, поэтому смачиваемость по­верхности порошков имеет разную величину в зависимости от интен­сивности взаимодействия межмолекулярных сил. Визуально склонность поверхности порошков к смачиванию водой проявляется:

а) полным смачиванием – жидкость безгранично растекается по поверхности порошка;

б) частичным смачиванием – вода частично расте­кается на поверхности;

в) полным несмачиванием – капля воды не рас­текается, сохраняя форму, близкую к сферической.

Гидрофобные (не смачиваемые водой) препараты могут прекрасно смачиваться другими жидкостями (например, органическими растворителями).

Лиофильность таблетируемых порошкообразных препаратов опреде­ляется коэффициентом фильности, который представляет собой отноше­ние удельной теплоты смачивания полярной жидкостью (вода) к удель­ной теплоте смачивания неполярной жидкостью. Известно, что образо­вание на поверхности твердой частицы мономолекулярного слоя смачи­вающей жидкости всегда сопровождается выделением так называемой теплоты смачивания – величины, вполне измеряемой.

Практическое значение смачиваемости заключается в том, что в таб­летку, полученную прессованием хорошо смачиваемых водой веществ, легко проникает вода, что ускоряет распадаемость таблетки.

Гигроскопичность. Если упругость паров в воздухе больше, чем их упругость на поверхности твердых частиц, тогда порошкообразная масса, приготовленная к таблетированию, начнет поглощать пары воды и воздуха и расплываться в поглощенной воде. Такие вещества требуют особых ус­ловий хранения и подготовки к таблетированию таких препаратов.

Кристаллизационная вода. Молекулы кристаллизационной воды опре­деляют механические (прочность, пластичность) и термические (отно­шение к температуре воздушной среды) свойства кристалла и оказы­вают существенное влияние на поведение кристалла под давлением. Явление «цементации» также тесно связано с наличием кристаллиза­ционной воды в таблетируемых препаратах.

Электрические свойства. Факты явления электризации порошкообразных лекарственных препаратов при их обработке и прессовании дают основание сделать вывод, что при рассмотрении природы связи частиц в таблетках наряду с деформационными необходимо принимать во вни­мание также диэлектрические характеристики. При механическом воз­действии будут склонны к поляризации все асимметрические кристаллы, содержащие полярные группы в своей структуре или в адсорбционной водной пленке. Для неполярных веществ образование поверхностных зарядов исключается.