Химия и химические технологии

4. Химико-фармацевтическое производство

Левитин Е.Я.¹, Ведерникова И.А.¹, Цихановская И.В.², Довгопол И.В.³, Панаетова Т.Д.⁴

¹ - Национальный фармацевтический университет;

² – Институт электрофизики и радиационных технологий НАН Украины;

³ – Украинская инженерно-педагогическая академия;

⁴ - Харьковская национальная академия городского хозяйства.

О создании устойчивых магнетитовых дисперсных систем для фармацевтической промышленности

В фармацевтической промышленности часто приходиться решать задачу получения стабильных концентрированных дисперсных систем на водной основе с низкой вязкостью. Это важно, например, при продвижении лекарственной формы по сосудам и капиллярам, когда нужно предотвратить налипание коллоидных частиц дисперсной системы на их стенки. Похожие задачи встречаются и в медицине, например, снижение вязкости крови при высоком содержании эритроцитов, тромбоцитов и предотвращение формирования атеросклеротических бляшек на стенках кровеносных сосудов.

Нами исследовалось влияние введения полиэлектролитов (пектина и олеата натрия) и обработки 0,5 % водным раствором HCl на седиментационную устойчивость водных суспензий магнетитового порошка с размером частиц в пределах 60-80 нм. Седиментационный анализ проводили по методу Фигуровского с использованием торсионных весов [1]. По результатам эксперимента определены размеры частиц FeO · Fe₂O₃ – магнетита, который был синтезирован методом конденсации [2]. Этот метод позволяет получать магнетит высокой степени чистоты, что необходимо для приготовления магнитных коллоидов медицинского назначения [3]. Размеры частиц магнетита представлены в табл. 1. Седиментационные кривые, интегральная и дифференциальная кривые распределения частиц по размерам приведены на рис. 1, 2 и 3 соответственно.

Таблица 1. Средние размеры частиц магнетита.

Состав магнетитовой суспензии	Средний размер частиц, нм
	Степень агрегации, %
	После синтеза через
	24 часа	7 дней	60 дней
FeO|Fe2O3|H2O	80	80	80
	20	20	20
FeO · Fe2O3, обработанный 0,5 % раствором HCl FeO|Fe2O3|Cl|H2O	60	60	60
	10	10	10
FeO · Fe2O3, обработанный 3 % раствором олеата натрия	80	80	80
	20	20	20
FeO · Fe2O3, обработанный 3 % раствором пектина	80	80	80
	20	20	20

Рис. 1. Кривые седиментации: 1. FeO|Fe₂O₃|H₂O; 2. FeO|Fe₂O₃|Cl|H₂O;

3. FeO · Fe₂O₃, обработанный 3 % раствором олеата натрия;

4. FeO · Fe₂O₃, обработанный 3 % раствором пектина.

Из рис. 1 видно, что быстрее оседает осадок дисперсной системы без добавления стабилизаторов. Добавление стабилизаторов (кривые 2, 3, 4) способствует повышению устойчивости магнетитовой суспензии.

Рис. 2. Интегральная кривая распределения частиц FeO · Fe₂O₃ по размерам в суспензии FeO|Fe₂O₃|H₂O

Рис. 3. Дифференциальная кривая распределения частиц FeO · Fe₂O₃ по размерам в суспензии FeO|Fe₂O₃|H₂O

Анализ дифференциальных и интегральных кривых распределения частиц магнетита показал, что частицы синтезированного порошка имеют размеры порядка 60-80 нм. При этом, периодический анализ размеров магнетитовых частиц в суспензиях (через 7 и 60 дней) показал, что они остаются неизменными.

Кроме того, определялась степень агрегации частиц по сравнению с их размерами, которые были определены при помощи просвечивающей электронной микроскопии (на электронном микроскопе ЕМ-400 фирмы Phillips). Исследования показали, что микрокристаллы магнетитовых частиц размером 60-80 нм состоят из нескольких монокристаллов размером 30±5 нм.

По данным седиментационного анализа были определены константа седиментации (S_сед.) и кинетическая седиментационная устойчивость (КСУ) [1], представленные в табл. 2.

Таблица 2. Данные седиментационного анализа магнетитовых дисперсных систем

Состав магнетитовой суспензии	Sсед.	КСУ	Sср.фр.	КСУср.фр.
FeO|Fe2O3|H2O	0,1152	8,6806	0,1012	9,8815
FeO · Fe2O3, обработанный 0,5 % раствором HCl FeO|Fe2O3|Cl|H2O	0,1027	9,7371	0,0924	10,8225
FeO · Fe2O3, обработанный 3 % раствором олеата натрия	0,0961	10,4058	0,0727	13,7552
FeO · Fe2O3, обработанный 3 % раствором пектина	0,0962	10,3950	0,0817	12,2399

Анализ S_сед. и КСУ показывает, что добавление к магнетитовой суспензии 0,5 % раствора HCl или других электролитов (3 % растворы олеата натрия и пектина) способствует повышению кинетической седиментационной устойчивости. Это связано, по-видимому, с тем, что при обработке суспензии HCl происходит сглаживание углов микрокристаллов и их поверхность становится грубосферической, а размер частиц уменьшается. Обработка суспензии олеатом натрия и пектином приводит, вероятно, к образованию аморфного слоя на поверхности микрокристаллов, который обволакивает и сшивает их между собой. Такое пространственное структурирование повышает устойчивость магнетитовых дисперсных систем.

Литература.

1. М.О. Мчедлов-Петросян, В.І. Лебідь та ін. “Колоїдна хімія: фізико-хімія поверхневих явищ і дисперсних систем”. Навч. посібник / Харк. держ. аграр. ун-т ім. В.В. Докучаєва, 2002 р., 219 с.

2. Б.Е. Левитин, Ю.Д. Третьяков «Физико-химические основы получения, свойства и применение ферритов» - М.: Металлургия, 1979. – 472 с.

3. Н.А. Брусенцов и др. Физические и химические критерии ферромагнетиков для биомедицинских целей / Хим. фарм. журнал – 1996, –
№ 10, с. 48.