ВСТУП

Аерозолі являють собою аеродисперсні системи з газоподібним дисперсійним середовищем і вільними твердими чи рідкими частками дисперсної фази. Класичними прикладами аерозолей служать туман, дим, пил.

З древніх часів аерозолі використовувалися в медицині у виді інгаляцій для профілактики і лікування захворювань дихальних шляхів. Спочатку вони мали вид звичайних пар і диму, що утворяться при спалюванні різних лікарських рослинних матеріалів. Потім стали застосовуватися інгаляції природних летучих речовин. У середині XIX століття для одержання аерозолей почали використовувати диспергуючі агенти: стиснене повітря, водяна пара, а згодом центрифугування й ультразвук.

Термін «аерозоль» відноситься до всіх аеродисперсних систем незалежно від розміру часток дисперсної фази. У медичній практиці знаходять застосування не тільки високодисперсні аерозолі (0,1—0,5 мкм), але і низько (25—100 мкм) і грубо- дисперсні (250—400 мкм).

Хімічний термін «аерозоль» іноді неправильно використовується для позначення спеціального виду упакування, у якій знаходиться стиснутий і зріджений газ, використовуваний для викидання (витиснення, евакуації) продукту, що міститься в цьому упакуванні.

З фармацевтичної точки зору «аерозоль» являє собою форму випуску готового лікарського засобу, коли одна чи кілька лікарських речовин у розчиненому, суспенованому чи емульгованому стані міститься у виштовхуючему газі, у спеціальному балоні, закритому клапано-розпилюючим пристроєм.

Перші зведення про застосування скляних і металевих посудин із клапанами, наповнених зрідженим газом (метил- чи етилхлоридом), відносяться до 1889 р.

Лікарські засоби в аерозольному упакуванні зручні в застосуванні, портативні, компактні. Упакування охороняє лікарську речовину від дії вологи, що руйнує, світла і кисню повітря, виключає забруднення препарату і механічне роздратування при нанесення на уражену ділянку шкіри, дозволяє довгостроково зберігати його.

Промислове виробництво аерозолей почате після другої світової війни в США, у нашій країні організоване в 1960 р. на дослідному заводі ХНІХФІ випуском «Інгаліпта».

В даний час аеродисперсні системи з лікарськими речовинами широко застосовують не тільки для лікування органів подиху, але і для нанесення лікувального складу на шкіру, слизуваті оболонки, рани, опіки.

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛІКАРСЬКИХ ЗАСОБІВ, ЩО ЗНАХОДЯТЬСЯ ПІД ТИСКОМ

1.1 ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ АЕРОЗОЛЕЙ

Лікарські засоби, що знаходяться під тиском - це лікарські засоби в спеціальних контейнерах під тиском газу, що містять одну або більше діючих речовин і являють собою розчини, емульсії або суспензії, призначені для місцевого нанесення на шкіру, слизові оболонки або для інгаляцій. При натискуванні на клапан вони виходять з контейнера у вигляді аерозолю (дисперсії твердих або рідких частинок у газі, розмір яких залежить від призначення), рідини або м'якої піни.

Перше застосування контейнерів під тиском відноситься до кінця XVII століття, коли в продажу почали з'являтися газовані суміші. Російський хімік М. С. Цвєт (1872—1919) користувався власним пристроєм для отримання аерозольного струменя. Перші патенти на пристрої для одержання аерозолю були видані в Норвегії і США — автори запропонували застосовувати хлорометил і хлоретил у металевих або скляних контейнерах. У 1933—1934 роках у США були видані патенти на застосування галоїдних вуглеводнів у вогнегасниках.

Однак справжній розвиток виробництва лікарських засобів, що знаходяться під тиском, відноситься до 1941 року, коли під час Другої світової війни американці запатентували контейнери під тиском, так звані «бог-бомб», які містили суміші фтороводнів, хлороводнів і інсектицидів. З цього часу почався бурхливий ріст аерозольної промисловості.

Останнім часом в усіх галузях виробництва застосовується принцип упаковки сумішей під тиском для розпилення рідин, порошків, пін, паст, кремів та ін. Значну частку серед них займають препарати санітарно-гігієнічного призначення: шампуні, засоби для знищення комах у побуті, репеленти, дезодоранти, косметичні засоби, ветеринарні препарати.

У нашій країні аерозолі, що входять в асортимент побутової хімії, почали випускатися з 1959 року. Промислове виробництво лікарських засобів, що знаходяться під тиском, уперше було організовано в Україні на дослідному заводі ДНЦЛЗ. У 1969 році була випущена перша промислова партія препарату «Інгаліпт». Наступними роками виробництво лікарських засобів, що знаходяться під тиском, було освоєно на заводах «Стома» і на фірмі «Здоров'я» (м. Харків). Основним розробником цієї групи препаратів стала лабораторія медичних аерозолів ДНЦЛЗ (засновник — професор Г.С. Башура). Тут було розроблено майже 20 препаратів (лівіан, каметон, камфомен, гіпозоль та інші) і закладені основи подальшого їх створення.

Термін «аерозоль» належить до всіх аеродисперсних систем, якщо їх розглядати з погляду фізичної хімії. З медичної точки зору — це спосіб застосування ліків, дія яких виявляється в диспергованому стані.

Широка популярність застосування лікарських засобів, що знаходяться під тиском, у медичній практиці визначається насамперед їх високою терапевтичною ефективністю, зручністю застосування та економічністю.

1.2 ПЕРЕВАГИ ТА НЕДОЛІКИ АЕРОЗОЛЕЙ

Переваги лікарських засобів, що знаходяться під тиском:

1. Для їх застосування характерна зручність, естетичність, гігієнічність, швидкість і ефективність лікування.

2. Наявність високої ефективності дії при порівняно малих витратах лікарських речовин.

3. Забезпечення точного дозування ліків при використанні дозувальних пристроїв.

4. Лікарські засоби для інгаляції дають швидкий терапевтичний ефект.

5. Аерозольний контейнер герметично закритий, що виключає забруднення лікарського препарату ззовні; він захищає препарат від висихання, дії світла і вологи.

6. Протягом усього терміну зберігання лікарські засоби, що знаходяться під тиском, залишаються стерильними.

7. При великій кількості маніпуляцій скорочується кількість обслуговуючого персоналу.

Лікарським засобам, що знаходяться під тиском, властиві і деякі вади:

1. порівняно висока вартість;

2. можливість вибуху контейнера при ударі або дії високої температури;

3. забруднення повітря приміщення лікарськими препаратами і пропелентами при маніпуляціях.

Проте, незважаючи на ці вади, застосування лікарських засобів, що знаходяться під тиском, вважається прогресивним явищем у медичній практиці.

1.3 КЛАСИФІКАЦІЯ ЛІКАРСЬКИХ ЗАСОБІВ, ЩО ЗНАХОДЯТЬСЯ ПІД ТИСКОМ

Вихідною сировиною для приготування цієї групи лікарських засобів є різноманітні препарати і допоміжні речовини, що дозволяють видавати їх із контейнера в різних формах відповідно до призначення (на шкіру, усередину, ректально, вагінально). У зв'язку з цим Г. С. Башура і Я. І. Хаджай дали чітке визначення цій лікарській формі, розробили єдину термінологію і класифікацію всіх видів і методів їх застосування в медичній практиці.

Лікарські засоби, що знаходяться під тиском, поділяються на фармацевтичні і медичні.

Фармацевтичні лікарські засоби, що знаходяться під тиском,— це лікарська форма, що складається з контейнера, клапанно-розпилювальної системи і вмісту різної консистенції, спроможного за допомогою пропеленту виводитися з контейнера. До складу цього лікарського засобу входять лікарські, допоміжні речовини та один або декілька пропелентів.

За призначенням фармацевтичні лікарські засоби, що знаходяться під тиском, розподіляють на інгаляційні, отоларингологічні, дерматологічні, стоматологічні, проктологічні, гінекологічні, офтальмологічні, спеціального призначення (діагностичні, перев'язні, кровоспинні та ін.).

Медичні лікарські засоби, що знаходяться під тиском,— це засоби одного або декількох лікарських препаратів у вигляді твердих або рідких частинок, отримані за допомогою спеціальних стаціонарних установок і призначені, головним чином, для інгаляційного введення.

РОЗДІЛ 2. ПРИСТРОЇ ТА МАТЕРІАЛИ ЗАСТОСОВУВАНІ ПРИ ВИГОТОВЛЕННІ АЕРОЗОЛЕЙ.

2.1 КОНТЕЙНЕРИ І КЛАПАННО-РОЗПИЛЮВАЛЬНІ ПРИСТРОЇ

Для переведення лікарських речовин в аерозольний стан використовуються пристрої, які працюють під тиском і вмонтовані в контейнери (рис. 1). Вони складаються з балона, клапана і вмісту у вигляді розчину, суспензії або емульсії лікарського препарату і пропеленту, що герметично закритий клапаном із розпилювальною головкою. Подача вмісту з контейнера відбувається по сифонній трубці до отвору штока клапана за допомогою пропеленту. У разі застосування в ролі пропеленту не стиснутого, а зкрапленого газу тиск у контейнері залишається сталим, поки в ньому буде знаходитись хоча б одна крапля рідкого пропелента.

Залежно від матеріалу, з якого виготовлені контейнери, їх поділяють на декілька груп:

1. металеві,

2. скляні,

3. пластмасові,

4. комбіновані.

Кожний вид має свої вади і переваги. При їх використанні враховують в основному вартість, наявність матеріалів для їх виготовлення, а також можливість упаковки в них тих або інших продуктів.

Місткість контейнерів може бути різною: від 3 мл до 3 л, крім скляних, місткість яких обмежена 300 мл.

Рис. 1. Контейнери, клапанні пристрої та системи, знаходяться під тиском:

а — двофазна система; б — трифазна система; 1 — контейнер; 2 — розпилювач; 3 — клапан; 4 — сифонна трубка; 5 — розчин лікарської речовини; 6 — пари пропеленту; 7 — пропелент

Металеві контейнери виготовляють найчастіше з алюмінію, внутрішню поверхню яких покривають захисними лаками, застосовуючи для цього різні полімерні матеріали, антикорозійні лаки або кополімери. Більшість лікарських речовин і багато парфюмерно-косметичних продуктів не можуть бути введені в металеві контейнери. Для упаковки цих речовин використовують більш інертні матеріали.

Скляні контейнери зверху покривають захисною полімерною оболонкою, яка у разі руйнування втримує осколки. При їх виготовленні необхідно враховувати дві основні умови:

1. контейнери повинні витримувати внутрішній тиск, створений пропелентом (не менше 2 МПа),

2. бути стійкими до удару.

Крім того, скляні контейнери мають бути хімічно і термічно стійкими, не мати внутрішньої напруги скла, мати рівномірну товщину стінок та дна і мінімум плоских поверхонь.

За кордоном застосовується також і великий асортимент пластмасових контейнерів із поліпропілену, нейлону, поліетилену, по- ліформальдегіду, дельрину, целкону та ін. Але, незважаючи на цілий ряд переваг, пластмаси мають проникність для деяких речовин і пропелентів і погано зберігають свою форму при дуже великому внутрішньому тискові.

Останнім часом багатьма фірмами пропонуються контейнери, що не містять пропелентів. Видача вмісту відбувається стиснутим повітрям за допомогою мікронасоса (механічним пульверизатором), що наґвинчується на горловину контейнера і створює тиск повітря в ньому до 0,5 МПа. Тонкодисперсний струмінь у таких випадках одержують при поєднанні високого гідравлічного тиску, який створюється насосом, із малим проходом перерізу клапанів (для цього використовують лазерні технології).

Собівартість таких контейнерів висока і їх застосування економічно не доцільне для всіх препаратів. Для розпилення суспензій із високим вмістом твердих речовин, плівкоутворювальних препаратів, пін тощо подібні насоси непридатні.

Призначення аерозолю, стан вмісту контейнера, його консистенція, склад і шлях уведення потребують застосування різних, у кожному випадку, точно визначених типів клапанно-розпилювальних систем. Клапан повинен забезпечувати герметичність при тискові до 2 МПа і евакуацію препарату з контейнера.

Клапанні пристрої класифікують за трьома ознаками:

1. принципом дії,

2. способом кріплення на контейнері,

3. призначенням.

Рис. 2. Стандартна клапанно-розпилювальна система для рідких продуктів:

1 — розпилювальна головка (насадка); 2 — шток; 3 — пружина; 4 — ґумова манжета; 5 — корпус клапана; 6 — сифонна трубка; 7 — прокладка; 8 — капсула (чашка)

За принципом дії їх поділяють на групи:

1. пружинні, що діють при натисканні на розпилювальну головку вертикально вниз (пружинні у свою чергу підрозділяють на одноразові і багаторазові, безперервні і дозувальні);

2. качальні безпружинні, що діють при натисканні на розпилювальну головку збоку;

3. клапани з ґвинтовим вентилем.

За способом кріплення на контейнері:

1. закріплюються в стандартному отворі контейнера розтиском вертикальних стінок корпусу клапана під бортик горловини контейнера спеціальним цанговим пристроєм (для металевих контейнерів);

2. закріплюються на горловині контейнера завальцьовкою корпусу клапана або капсули на спеціальних стінках (для скляних і пластмасових);

3. клапани, що наґвинчуються на горловину ємкості (для великих контейнерів багаторазового використання).

За призначенням:

1. стандартні для рідких продуктів (рис. 2);

2. для пін;

3. для в'язких продуктів;

4. для порошків і суспензій;

5. клапани спеціального призначення;

6. дозувальні клапани.

Вітчизняною фармацевтичною промисловістю випускається чотири типи клапанів і дев'ять типів розпилювачів і насадок до них (рис. 3).