المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : المستحلبات و العوامل الإستحلابية



dr.joan
09-04-2008, 02:52 PM
الجمل المبعثرة الصيدلانية


الفصل الأول : الانسيابية
نماذج الانسياب :

1- السوائل النيويونية

السرعة التي تتحرك بها ك لطبقة تنقص مقارنة مع سرعةالمستوي أ بحيث يكون تناقص السرعة س بين
المستويين س = سر/ م
في السوائل النيوتونية فإن تناقص السرعة س أوما يسمى سرعة التغير يتناسب طردا مع القوة المماسية في وحدة الضغط (قانون نيوتن) ض = لز* س

2- السوائل اللانيويونية

العلاقة بين تناقص السرعة (الانسياب) و الضغط ليست خطية في هذه الحالة أي أن اللزوجة لاتبقى ثابتة مع تغير الضغط و أهمها :
1- النموذج شبه البلاستيكي

سلاسل ضحمة متشابكة تؤدي عدم انتظام في الانسياب
فك تشابك هذه السلاسل يحتاج إلى ضغط عالي تؤدي منحنيات انسياب غير خطية

- سرعة التغير تزداد بسرعة أكبر من قوة الضغط فاللزوجة لا تبقى ثابتة بل تنقص كلما كانت قوة الضغط كبيرة أهميتها في تحضير المستحضرات التي يرتبط ثباتها بازدياد اللزوجة و بما أن اللزوجة تعود فور توقف الضغط (صعوبة انسياب إذا كانت كميتها كبيرة )


2- النموذج المتمدد
تكون الأجزاء متباعدة هنا , تعرضها للضغط يجعل الأجزاء تقترب من بعضها و تزداد لزوجتها كما في المعلقات
3- النموذج البلاستيكي

تكون الجزيئات الضخمة بتركيز مرتفع فتحجز السائل فيما بينها لذلك لا بد من ضغط كافي للتغلب على قوى الارتباط بينها يسمى بحد الانسياب
السائل البلاستيكي المثالي هو السائل الذي يتصرف تصرف السوائل النيويونية بعد حد الانسياب (حالة نادرة لذلك فمنحنى الانسياب يكون مشابها للنموذج شبه البلاستيكي)
4- تغير القوام بالرج
بعض السوائل تتحول من حالة الهلامة إلى السيولة بعد الرج و هي ظاهرة قلوبة فعند تركها ساكنة لفترة من الزمن تعودإلى حالة الهلامة


معاملات اللزوجة
نستخدمها للتعرف على بعض الخصائص الانسيابية للجمل المبعثرة

1- علاقة آينشتاين التي توضح العلاقة بين لزوجة الجمل الغروانية الممددة التي ينعدم فيها التآثر بين الأجزاء لز = لز0 *(1+ثا*ن)
و في حالة الأجزاء المبعثرة ذات الشكل الكروي و غير القابلة لتغيير شكلها
لز = لز0 *(1+2,5*ن)


2- اللزوجة النسبية و هي النسبة بين لزوجة الجملة المبعثرة ولزوجة الطور المستمر
لز ن = لز /لز0 = 1+2,5 ن

3- اللزوجة النوعية وهي زيادة لزوجة الجملة المبعثرة بالنسبة للزوجة الطور المستمر
لزنو =( لز- لز0 )/لز0 = 1+2,5 ن -1
=2,5 ن = 2,5 ت




الفصل الثاني : المستحلبات

جمل غير متجانسة مكونة من سائلين غير ممتزجين يتبعثر أحدهما في الآخر
قلة الثبات , ماء و مادة عضوية (زيت عادة ) المواد المنحلة , النمط

نظريات الاستحلاب

1- سطح الفصل – التوتر في سطح الفصل
قاعدة أنتونوف

توآ /ب = توآ - توب
توآ /ب = ع /D س
ع = توآ /ب * D س

العمل الضروري للاستحلاب يتناسب طردا مع جداء التوتر في سطح الفصل في زيادة سطح التماس بين السائلين


القدرة المقدمة في الاستحلاب تختزن في الجملة جملة غير ثابتة ترموديناميكيا

توآ /ب > 10 دينة / سم تؤدي استحلاب صعب

توآ /ب بين5 و10دينة / سم تؤدي استحلاب سهل

توآ /ب = 1 دينة / سم تؤدي استحلاب تلقائي

قد = توآ / ب × D س

2- العوامل الفعالة سطحيا

هي مواد تخفض من قيمة التوتر السطحي للسوائل التي تضاف إليها بنتيجة امتزاز جزيئاتها الإيجابي على سطح السائل
و هي تستخدم كعوامل استحلابية و كمنظفات و كعوامل مبللة أو مبعثرة

2-1- امتزاز العوامل الفعالة سطحيا- علاقة جيبس
الزيادة في سطح الفصل تؤدي إلى زيادة القدرة السطحية للجملة
إضافة مادة تتوضع على سطح الفصل تنقص التوتر فتنقص بالتالي القدرة السطحية (انعدام التماس بين جزيئات الطورين)



يمكن توضيح الامتزاز على سطح الفصل بعلاقة جيبس التالية :
م = - (ف /ثا ح)*(D تو/D ف)
حيث م في هذه الحالة هي عدد جزيئات العامل الاستحلابي الممتزة على ا سم2 من سطح الفصل

في الجمل الممددة تكون ف عمليا مساوية لتركيز المادة الفعالة سطحيا (ت) في المحلول
م = - (ت /ثا ح)*(D تو/D ف)

امتزاز كل المواقع أو تشكل المذيلات , التركيز المزيلي الحرج (ثابتة مهمة) , منخفضة يؤدي لتشكيل المذيلات بدلا من توضعها على السطح

الحد الأعظمي لمنحنى الامتزاز موافقا لإشباع كل المواقع تعتبر جزيئات العامل الاستحلابي متوضعة بصورة متوازية( طبقة وحيدة الجزيئات )

الامتزاز يرتبط ب : طبيعة جزيئات المادة, قيمة باهاء الوسط, طبيعة الكهارل الموجودة في الوسط و تركيزها , طبيعة الطورين , درجة الحرارة

2-2- بنية العوامل الفعالة سطحيا- نمط المستحلب
بنية ثنائية الميل , تغلب المجموعات الوظيفية المحبة للماء أو الزيت , توجه المجموعات نحو كل طور , التحدب و التقعر

2-3- تصنيف العوامل الفعالة سطحيا

2-3-1- العوامل الفعالة سطحيا الصاعدية (سالبة الشحنة)
1- مجموعة الكاربوكسيل R-COOMو أمثلتها
- الصوابين القلوية C17H35COONa و C17H33COONa,K
- الصوابين المعدنية , Mg (C17H33COO)2Ca
- الصوابين العضوية C17H35COO-NH(CH2-CH2OH)3
2- مجموعة السلفات R-SO4Mو أمثلتها
- لوريل سلفات الصوديوم CH3-(CH2)10-CH2-OSO3Na
- سيتيل سلفات الصوديوم CH3-(CH2)14-CH2-OSO3Na
3- مجموعة السلفونات R-SO3Mو مثالها
- دي أوكتيل سلفوسوكسينات الصوديوم C20H37-SO3Na
4- مجموعة الفوسفات R-OPOOROH R-OPO(OH)2
- فوسفات الدي ديسيل ( استرات فوسفورية مع أغوال دسمة)
2-3-2- العوامل الفعالة سطحيا الهابطية
و أكثرها استخداما أملاح الأمونيوم الرباعية R-N+-(r) 3X-
حيث سلسلة كربونية عدد ذرات الكربون بين 10 و 18
السيتريميد C16H33-N+(CH3) 3Br-
كلور البنز ألكونيوم C6H5 -CH2 -N+-C16H33 (CH3) 2Cl-

2-3-3- العوامل الفعالة سطحيا المذبذبة
تكون حاوية على مجموعات حمضية و قلوية و بالتالي تتصرف كعوامل استحلابية هابطية أو صاعدية حسب باهاء الوسط و منها الفوسفوليبيدات و البيتائينات

2-3-4- العوامل الفعالة سطحيا عديمة الشحنة
1- استرات الغليكول مع الحموض الدسمة و منها شحمات الإيتيلين غليكول أو البروبيلين غليكول C17H35 -COO -CH2 -CH2OH
2- استرات الغليسرول مع الحموض الدسمة و منها وحيدة شحمات الغلسرول C17H35 -COO -CH2 -CHOH-CH2OH
3- مشتقات عديد أوكسي إيتيلين و تصنف في عدة زمر
1- استرات عديد أوكسي الإيتيلين مع الحموض الدسمة (وتسمى تجاريا ميرج Myrj ) R -COO - (CH2 -O-CH2)n-H
2- اتيرات عديد أوكسي الإيتيلين مع الأغوال الدسمة (وتسمى تجاريا بريج (Brij R -O - (CH2 -O-CH2)n-H
3- استرات السوربيتان مع الحموض الدسمة (وتسمى تجاريا سبان أو آرلاسيل ( و عند تثبيت مجموعات أوكسيد الإيتيلين ينتج التوين

2-4- التوازن المائي الزيتي (ت م ز) في العوامل الفعالة سطحيا
ت م ز تتناسب طردا مع قوة المجموعة المحبة للماء في الجزيئة, القيمة 7 , مزيج العوامل الاستحلابية (من طبيعة واحدة) تحسب ت م ز بجمع قيم العوامل المختلفة و ذلك بعد الأخذ بعين الاعتبار نسبة كل منها,
يمكن تحديد قيم ت م ز باستخدام طرق مختلفة :

بالنسبة لاسترات الحموض الدسمة مع كثيرات الغول تحسب قيمة ت م ز
ت م ز = 20(1- ت / ح) حيث
ت قرينة تصبن الاستر و ح قرينة الحمض للحمض الدسم المتحرر
بالنسبة للاسترات صعبة التصبن كالشموع و مشتقات اللانولين مع أوكسيد الإيتيلين ت م ز = (ن + و )/5 حيث
ن : النسبة المئوية لوزن مجموعات أوكسيد الإيتيلين في الجزيئة
و : النسبة المئوية لوزن كثير الغول
بالنسبة للعوامل الفعالة سطحيا المتشردة فتحسب قيم ت م ز حسب قاعدة دافيس حيث حدد لكل مجموعة وظيفية رقم يعبر عن حبها للماء أو الزيت (المحبة للماء موجبة)
مضادة للرغوة 1,5-3 , عوامل استحلابية م/ز 3-6, مبللة 7-9, عوامل استحلابية ز/م 8-18, منظفات 13-15, مساعدة على الانحلال 15-18

نظرية ثبات المستحلبات

العوامل المؤثرة في ثبات المستحلبات :
1- التأثير المتبادل بين الأجزاء
2- شكل و طبيعة الطبقة الرقيقة(الفيلم) التي تتشكل في سطح الفصل
3- لزوجة الطور المستمر

1- التأثير المتبادل بين الأجزاء
تكون الأجزاء المبعثرة خاضعة لنوعين من القوى : التنافر بين الطبقات الكهربائية المضاعفة للأجزاء و قوى تجاذب فاندرفالس
1-1- الطبقة الكهربائية المضاعفة للأجزاء
تحمل الأجزاء المبعثرة في وسط سائل شحنة كهربائية تكون ناتجة إما : من التشرد, أو الامتزاز أو الاحتكاك بين الأجزاء و الطور المستمر
1-2- تطبيق نظرية ثبات الغرويدات على المستحلبات
الأجزاء التي يمكن أن تلتقي بتأثير الحركة البراونية تخضع لنوعين من القوى : التنافر الكهربائي و قوى تجاذب فاندرفالس (تنافر أكبر = عدم تجمع, تنافر مساوي للقدرة الحركية = تأخير التجمع, تنافر أصغر = تجمع ) التجمع يؤدي إلىاندماج قطيرات المستحلب و انفصاله , ليس بالضرورة أن يسبب التجمع الإندماج بين القطيرات
2- طبيعة العامل الاستحلابي في سطح الفصل- الحماية الفراغية
2-1- التثبيت باستعمال المواد الفعالة سطحيا عديمة الشحنة
ثباتية المستحلبات لاتفسرها النظرية السابقة , ازدياد عدد جزيئات أوكسيد الإيتيلين يخفض الكمون الكهرحركي للقطيرات المشحونة سلبيا و مع ذلك يزداد ثبات المستحلب , و هذا عائد للتثبيت الفراغي الذي لا يحدث إلا في حال اقتراب الأجزاء المبعثرة من بعضها البعض
هذا التقارب الشديد يحدث تنافرا بسبب:
1- الحجم الضيق الذي تشغله سلاسل أوكسيد الإيتيلين
2- تقارب, تداخل , ازدياد التركيز الموضعي لسلاسل أوكسيد الإيتيلين مما يزيد الضغط الحلولي و حدوث تنافر حلولي لذلك فإن
لخصائص هذه السلاسل (درجة التكوثر, حالة التميه و التوسع) و العوامل المؤثرة فيها(تركيز الكهارل و طبيعتها, درجة الحرارة ) تأثير كبير في ثبات هذا النوع من المستحلبات فالبنية المتماسكة لجزيئات العوامل الاستحلابية هذه حول القطيرات المبعثرة هي السبب في الثبات
تزداد فعالية هذه العوامل باستعمال مزيج عاملين استحلابيين أحدهما أكثر حبا للماء و الآخر أكثر حبا للزيت , الروابط الهيدروجينية مع جزيئات الماء

2-2- التثبيت بوساطة الجزيئات الضخمة
استعمال الجزيئات الضخمة في تثبيت المستحلبات يؤدي لتشكيل غلاف (0,15 ميكرومتر) متعدد الطبقات (لا يمكن غسل الطبقة الأولى منه) ذو خصائص لزجة و مرنة من نمط ز/م ( امتزاز بطيء و غير قلوب), الثبات يتعلق بتماسك الغلاف و صلابته و مرونته, + لزوجة, امتزاز الجزيئة الضخمة على سطح الأجزاء المجاورة

2-3- التثبيت بوساطة المواد الصلبة الناعمة
تستعمل في تثبيت المستحلبات شرط : ناعمة و غير منحلة في طوريها و أن تتمتع بالخصائص التي تجعلها تتوضع في سطح الفصل ونلاحظ :
1- إذا كانت المادة الصلبة متبللة بالماء فقط فإن :
توص /ز > توز / م + توص/ م

2- إذا كانت المادة الصلبة متبللة بالزيت فقط فإن :
توص /م > توز / م + توص/ز

3- إذا كانت المادة الصلبة متبللة بطوري المستحلب فإن :
توز /م > توص / م + توص/ز

تو ضح العلاقة الأخيرة أن توضع المادة الصلبة في سطح الفصل يخفض من القدرة السطحية الحرة , النمط الناتج يتعلق بدرجة تبلل المادة في كل من طوري المستحلب, نمط ز/م أو م/ز , السطح النوعي
3- لزوجة المستحلبات
تشكل عاملا مهما في ثبات المستحلبات و في إمكانية استعمالها (سهولة إعطائها عن طريق الحقن , تساوي المقادير الدوائية, سهولة و انتظام تعبئتها و إخراجها من الأوعية و سهولة مدها على الجلد
من السوائل اللانيوتونية و يغلب عليها النموذج شبه البلاستيكي
العوامل المؤثرة في لزوجة المستحلبات

1- الطور الداخلي : نسبة الطور المبعثر, التآثر بين الأجزاء و التجمعات أبعاد الأجزاء المبعثرة وتجانسها, لزوجته التي تتعلق بطبيعته الكيميائية
2- الطور المستمر:لزوجته ووجود مواد مزيدة للزوجة,تركيبه الكيميائي و قطبيته و درجة حموضته, تركيز الكهارل إذا كان الوسط قطبيا
3- العامل الاستحلابي :طبيعته الكيميائية, تركيزه و درجة انحلاله في كل من الطورين و نمط المستحلب, ثخانة الطبقة و خصائصها الانسيابية
من أهم هذه العوامل النسبة الحجمية للطور المبعثر, علاقة انشتاين :
لز = لز0 *(1+ثا*ن) = لز0 *(1+2,5*ن)
علاقة ريتشاردسون : لز = لز0 *هاثا*ن أو لغ (لز/ لز0 ) = ثا * ن
تزداد اللزوجة بازدياد الطور المبعثرإلى حد ما بعدها ينقلب المستحلب النعومة و التجانس

أشكال عدم ثبات المستحلبات
1- انفصال المستحلب

نقص سريع في سطح الفصل و هو غير قلوب (إعادة استحلاب جديدة) اندماج القطيرات وفق مرحلتين : سريعة (تتعلق بطبيعة المستحلب) ثم بطيئة (تعبر عن تخرب المستحلب و تتعلق بدرجة النعومة)
الانتشار الجزيئي و هو تشكل قطيرات كبيرة على حساب القطيرات الصغيرة دون أن يكون هناك تماس بينهما (تنقص ثباتية ز/م بازدياد قطبية الطور الزيتي , و تزداد بزيادة عدد ذرات الكربون ف ه)
الحل بإضافة مادة قليلة الانحلال جدا في الماء(ف ه ذات سلسلة طويلة) إلى الطور الزيتي المتصف ببعض الخصائص القطبية (ف ه قصيرة , زيوت حيوانية أو نباتية)

2- التجمع
لا يسبب بالضرورة تخرب المستحلب (نظرية الغروانيات) بعض حالات التجمع لا تفسر بهذه النظرية و إنما بتشكل طبقة ثنائية الجزيئات من العامل الاستحلابي ) زوال الروابط المحبة للزيت( عندما يكون تركيزه أعلى من ت م ح و الزيادة التالية تؤدي إلى تشكل المذيلات

2- التقشد أو( الترسب)

هو نزوح الأجزاء المبعثرة نحو الأعلى (الأسفل) حيث تشكل في تلك المنطقة مستحلبا مركزا نتيجة نقص المسافة بين الأجزاء و تتميز المستحلبات المتقشدة أوالمترسبة بتشكل طبقة رائقة من الطور المستمر
تقشد = كثافة اقل للطور المبعثر , ترسب= كثافة أكبر للطور المبعثر علاقة ستوكس : سر = 2ر2 *(ك1- ك2)*ث/9 لز0(لا تنطبق على الجمل المبعثرة المركزة و لكنها تتضمن كل العوامل المؤثرة فيها)
هو ظاهرة قلوبة (رج بسيط) إلا أنها تسهل الاندماج (قصر المسافة) في حالة التجمعات : تتصرف بشكل تجمعات مما يزيد من سرعة الترسب أو التقشد (تناسب مع مربع نصف قطر الأجزاء)
يمكن أن يحدث تقشد(ترسب) و تجمع و اندماج في نفس الوقت و تحل بالتحكم بالانسيابية(زيادة اللزوجة) أو تشكل حاجز مناسب من جزيئات العامل الاستحلابي

4- تغير نمط المستحلب أو انقلاب المستحلب
يحدث بسبب
1- البنية الكيميائية للعامل الاستحلابي الذي يصبح ذا خصائص توجه إلى النمط المعاكس
و تحدث بخاصة في مستحلبات ز/م المحضرة باستعمال صابون قلوي عندما يضاف لها شوارد الكالسيوم أو المغنيزيوم أو الزنك و الحل بإضافة كمية إضافية من العامل الاستحلابي
2- استعمال كمية كبيرة من الطور المبعثر لا يمكن استيعابه (حجم قطيرات واحد و غير قابلة للإنضغاط) 74% , ز/م , م/ز (OE)
3- درجة الحرارة , ارتفاعها ينقص من تميه المجموعات المحبة للماء في جزيئات العامل الفعال سطحيا عديم الشحنة, حرارة انقلاب الطور

تحديد تركيب المستحلب:
1- التحديد باستعمال العوامل الفعالة سطحيا
ت م ز الفضلى ,ت م ز للعامل الاستحلابي أعلى من ت م ز الفضلى = ميال للتقشد, أخفض = لزجا و تندمج قطيراته بسرعة بتأثير الحرارة
1-1- انتخاب العوامل الاستحلابية
ينصح : مزيج عاملين , ز/م سبان و توين 60 , م/ز سبان و توين 80, الكريمات عامل واحد مع مزيد للقوام ,غالبا غول دسم أو مزيج أغوال دسمة تسهم في تشكيل الغلاف في سطح الفصل
1-2- تحديد قيمة التوازن المائي الزيتي
بعد معرفة ت م ز الفضلى للزيت و للعاملين الاستحلابيين تحدد نسبة كل منهما و ذلك بحيث تكون قيمة ت م ز للمزيج مطابقة ل ت م ز الفضلى للزيت و يمكن تحديد نسبة كل منهما وفق العلاقة التالية :
ت م ز الفضلى = و1 * ت م ز1 + و2* ت م ز2 / (و1 + و2)

1-3- تحديد كمية العامل الاستحلابي
تتعلق ب : كمية الطور المبعثر, نعومة الأجزاء الناتجة أثناء التحضير عمليا : نمط ز/م نستعمل نسبة 10% من كمية الطور الزيتي أما م/ز فمن الضروري استخدام كمية أكبر من العامل الاستحلابي
2- التحديد باستعمال العوامل الفعالة سطحيا مع مواد مزيدة للزوجة
خاصة عندما يكون الطور المبعثر - أقل من 20% (تقشد, ترسب)
وننقص العامل الاستحلابي (2-3%) - نسبة عالية من الطور المبعثر

طرق تحضير المستحلبات
1- ترتيب إضافة مكونات المستحلب
1-1- الطريقة الأولى
الطور المبعثر و العامل الاستخلابي المنحل فيه إلى الطور الخارجي
تستخدم في :
1- المستحلبات التي يتشكل فيها العامل الاستحلابي أثناء التحضير
2- مستحلبات م/ز ونسبة الماء أعلى من 25% (تجنب انقلاب النمط)
1-2- الطريقة الثانية أو طريقة انقلاب الطور
في مستحلبات ز/م وتعتمد على وضع مزيج العوامل الاستحلابية في الطور الزيتي ثم إضافة الطور المائي الخارجي (أفضل من الأولى)
المواد المزيدة للزوجة (البارد)إلا المواد المنصهرة في حرارة التحضير

2-درجة حرارة التحضير
ارتفاعها ينقص التوتر السطحي للسوائل كما يزيد من القدرة الحركية للقطيرات (زيادة احتمال الاصطدام و الاندماج), لذلك يتم اختيار درجة التحضير تبعا( انحلالية العوامل الاستحلابية, و انصهار المواد الدسمة الصلبة)
3- التحريك
وذلك لزيادة النعومة (حد معين) , الهواء(تشكيل طور ثالث ورغوة تعيق التعبئة) الدوامة = هواء و الحل بالجدران الجانبية
4- المجانسة
إجبار المستحلب على المرور عبر ثقوب صغيرة تحت تأثير ضغط كبير
4-1- المجانسات ذات الصمامات
4-2- المجانسات الدوارة

حفظ المستحلبات
تعد وسطا لنمو العضويات الدقيقة لذلك يجب :
1- استخدام مواد أولية قليلة التلوث ما أمكن (ماء و مكونات مختلفة)
2- مراعاة النظافة التامة للأدوات المستخدمة في مختلف المراحل
3- إضافة المادة الحافظة المناسبة (حرة), تركيزها الفعال يرتبط بمعامل توزعها بين الطورين (طبيعة و نسبة الطور الزيتي و طبيعة الطور المائي واحتواؤه على مكونات تنقص من عامل التوزع بين الزيت و الماء كالغليسيرين و البروبيلين غليكول) و بقدرتها على تشكيل معقدات غير فعالة مع بعض المكونات الموجودة في المستحلب, السمية
استخدام مضادات أكسدة في حال احتواء المستحلبات على مواد متأكسدة

مراقبة المستحلبات
1- تحديد نمط المستحلب
1-1- طريقة التمديد
1-2- طريقة التلوين
1-2- طريقة نقل التيار الكهربائي
2- تحديد توزع أبعاد الأجزاء
تعطي فكرة عن ثباته , فعالية طريقة التحضير, مقارنة طرق التحضير
يتم التحديد بعد التمديد (الانتباه إلى ثبات المستحلب و عدم تغيره)
2-1- الطريقة المجهرية
2-2- الطريقة االضوئية
2-3- الطريقة الإلكترونية
3- تحديد الخصائص الانسيابية
تغير هذه الخصائص أثناء التحضير أو التخزين يجعل المستحلب غير مناسب للاستعمال المخصص له (سهولة الإعطاء عن الطريق الحشوي, إمكانية تناول مقادير متساوية, سهولة و انتظام التعبئة, سهولة المد) كما أنها توضح تغير الخصائص الفيزيائية (أبعاد الأجزاء و تجمعها)
4- الفحوص المسرعة
حرارة مرتفعة و التثفيل, التبريد وعدد مراته