Ветеринарные препараты в аэрозольной упаковке

Ветеринарные препараты  в аэрозольной упаковке.

 

1. Общая характеристика  аэрозолей

Аэрозоли с точки  зрения дисперсных систем представляют собой аэродисперсные системы с газообразной дисперсионной средой и свободными частицами твердой или жидкой дисперсной фазы. В повседневной жизни примерами таких систем могут служить дымы (дисперсная фаза твердая) и туманы (дисперсная фаза жидкая).

Как лекарственная форма  в современном виде аэрозоли используются с середины XX века. Благодаря высокой степени дисперсности частиц лекарственных веществ фармацевтические аэрозоли обладают высокой биологической доступностью.

Аэрозоли - это лекарственная форма, представляющая собой растворы, эмульсии, суспензии лекарственных веществ, находящиеся под давлением вместе с пропеллентом в герметичной упаковке, снабженной клапанно-распылительной системой (дозирующей или недозирующей). Аэрозоль, обеспечивающий высвобождение содержимого упаковки с помощью воздуха, называется спрей.

Разновидностью ингаляционных  аэрозолей являются порошки для вдыхания - инхалеры, которые могут выпускаться в специальных упаковочно-дозирующих устройствах типа ротодисков, вентодисков и др.

Достоинства:

• быстрота терапевтического эффекта, приближенная иногда к внутривенному введению;
• удобство применения, компактность, портативность, транспортабельность;
• повышение стабильности лекарственных веществ за счет герметичности баллона и предохранение от воздействия внешних физических факторов (свет, воздух, влажность и др.);
• сохранение стерильности в течение всего срока годности препарата;
• возможность точной дозировки лекарственных веществ при использовании дозирующих клапанов;
• положительное психологическое воздействие и щадящее действие на организм.

Недостатки:

• возможность взрыва баллона при ударе, перегреве;
• сложность технологического процесса;
• токсическое действие ряда пропеллентов на живые организмы;
• негативное действие на окружающую среду (озоноразрушающее свойство фреонов);
• возможность раздражающего действия аэрозолей на кожу и слизистые оболочки (часто за счет органических растворителей)

 

2. Вспомогательные  вещества в аэрозолях

Выделяют следующие группы вспомогательных веществ:

- Растворители (вода очищенная, этанол, жирные масла растительного и животного происхождения, минеральные масла, глицерин, этилацетат, хлористый этил, димексид, ПЭО, полисилоксаны, пропиленгликоль и др.).

- ПАВ (твин-80, спен-80, пентол, эмульгатор Т-2, эмульсионные воски, олеиновая кислота и др.).

- Пленкообразователи (производные целлюлозы, акриловой кислоты и др.).

- Корригенты (сахар, кислота лимонная, сорбит, эфирные масла, тимол, ментол).

- Консерванты (нипагин, нипазол, сорбиновая и бензойная кислоты, натрия бензоат).

- Антиоксиданты (витамин Е, бутилокситолуол, бутилоксианизол, трилон Б и др.).

- Пропелленты (фреоны, сжатые газы, легколетучие органические растворители и др.).

 

3. Характеристика пропеллентов. Требования

Пропелленты или эвакуирующие газы (propellent, англ. - выбрасывающие) – это газообразные компоненты аэрозоля. С их помощью внутри аэрозольного баллона создается давление и обеспечивается распыление внутреннего содержимого.

Требования к фармацевтическим пропеллентам:

• должны быть нетоксичными и не оказывать раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки;
• огне- и взрывобезопасными при эвакуации из баллона и смешивании с воздухом;
• химически инертными, не подвергаться гидролизу, не оказывать коррозирующего действия на аэрозольные сосуды;
• при комнатной температуре (20⁰ С) давление насыщенного пара должно находиться в пределах 2-8 атм;
• не иметь цвета, запаха, вкуса;
• быть доступными, рентабельными.

По агрегатному состоянию  при стандартных условиях (20⁰С, атмосферное давление) пропелленты классифицируют на 3 группы:

1. Сжиженные газы.
2. Сжатые газы.
3. Легколетучие органические растворители.

I. К сжиженным газам  относятся:

1. Фреоны (фторхлоруглеводороды). Иногда называют хладонами, например, хладон-11, хладон-12.

Достоинства:

• при небольшом избыточном давлении и невысокой температуре из газообразного состояния легко переходят в жидкость;
• хорошо совместимы со многими органическими соединениями;
• постоянно поддерживают внутреннее давление в баллоне до тех пор, пока в нем находится хотя бы капля фреона.

Недостатки:

• вредное воздействие на окружающую среду (озоноразрушающее действие атмосферы);
• неустойчивость в присутствии влаги.

2. Углеводороды парафинового ряда (пропан, бутан, изобутан и др.).

Достоинства:

• не гидролизуются;
• малотоксичны;
• дешевле фреонов.

Недостатки:

• огне- и горючеопасны, поэтому чаще всего их используют как добавку к смеси пропеллентов.

3. Хлорированные углеводороды (винилхлорид, метилхлорид, этилхлорид, метиленхлорид и др.).

Достоинства:

• являются растворителями и сорастворителями действующих и вспомогательных веществ;
• имеют низкую токсичность.

Недостатки:

• имеют низкое давление поров, поэтому  используются в смеси пропеллентов;
• огнеопасны.

II. 2. Сжатые газы (трудносжижаемые).

Они нетоксичны, химически инертны, негорючи и не оказывают агрессивного воздействия на металлы и полимерные материалы. Давление, оказываемое ими на содержимое в баллоне, почти не меняется под действием температуры, но постепенно уменьшается по мере расходования, что приводит к неполному использованию содержимого баллона. Кроме того, вследствие падения давления изменяется характеристика струи (ее интенсивность, влажность, степень дисперсности). Газ закачивается в баллон под давлением 5-6 атм и заполняет его на 2/3, что приводит к увеличению объема и веса баллона.

Азот наиболее часто используют в качестве пропеллента, при этом требуется специальное распылительное устройство, с помощью которого осуществляется механическое дробление струи распыляемой жидкости, так как азот не взаимодействует с растворителями и водой. Количество сжатого газа, необходимое для выдачи содержимого упаковки, незначительно. Поэтому упаковка очень чувствительна к утечке пропеллента, вызванной либо недостаточной герметичностью, либо неосторожным обращением.

Азота закись - известна как анестезирующее средство, хорошо растворяется в газообразном состоянии в жидкостях, применяется как пропеллент в косметических, парфюмерных и пищевых продуктах.

Углерода  диоксид — хорошо растворяется в  воде, не токсичный и не раздражающий дыхательные пути газ, используется как пропеллент для косметических, фармацевтических и пищевых продуктов.

III/ К легколетучим органическим растворителям относятся диметиловый, диэтиловый и этилметиловый эфиры. Применяются крайне редко, так как огнеопасны, взрывоопасны и оказывают наркотическое и раздражающее действие на организм.

Таким образом, в настоящее  время в производстве фармацевтических аэрозолей наиболее широко применяются некоторые сжиженные и сжатые газы: азот, углекислый газ, реже - пропан, бутан.

 

4. Классификация фармацевтических  аэрозолей

По типу дисперсности:

- двухфазные системы (газ+жидкость, газ+порошкообразные вещества);

- трехфазные системы (газ+жидкость+порошкообразные вещества, газ+жидкость+жидкость).

По способу применения:

• лечебные аэрозоли для ингаляций;
• лечебные аэрозоли для наружного применения, которые в свою очередь подразделяют на душирующие, пенные и пленкообразующие.

И.С. Ажгихин предлагает фармацевтические аэрозоли классифицировать в зависимости от размера частиц дисперсной фазы:

• распылительные (диаметр частиц до 50 мкм, концентрация пропеллента до 80%);
• душирующие (диаметр частиц до 200 мкм, концентрация пропеллента 30-70%);
• пенные (диаметр частиц более 200 мкм, концентрация пропеллента до 30%).

Установлено, что размер получаемых частиц дисперсной фазы будет тем  меньше, чем больше давление пропеллента в баллоне, чем меньше диаметр выходного отверстия клапана и чем больше процентное содержание пропеллента в аэрозоле.

 

5. Технологический процесс производства  аэрозолей

Производство различных  средств в аэрозольных упаковках  можно разделить на два самостоятельных технологических комплекса: изготовление самой упаковки, т.е. баллона и клапана, и наполнение упаковок различными составами.

Производство баллонов технологически связано непосредственно с заводами, которые выпускают металлическую посуду, консервные банки, либо изделия из стекла.

Технология производства клапанов близка  к технологии изготовления пластмассовых и металлических изделий бытового назначения. Специфика наполнения аэрозольных упаковок близка к процессам, осуществляемым на заводах, выпускающих средства бытовой химии, парфюмерно-косметическую продукцию, фармацевтические препараты и т.д.

Опыт стран, где производятся аэрозольные средства в крупных  масштабах (США, Франция, Германия, Италия и т.д.) показал, что для удешевления упаковки и быстрого освоения ее производства необходимы специализация предприятий и широкая кооперация между ними. Как правило, в этих странах клапаны, которые являются ответственной и сложной частью упаковки, изготавливаются на заводах производительностью 300-500 млн. штук в год.

Баллоны также производятся на специализированных заводах, обычно их годовой выпуск составляет не менее 200-300 млн. штук. Наполнение аэрозольных упаковок, т.е. выпуск готовой продукции для потребителя, экономически выгодно в любых размерах, так как для этого не требуется сложного дорогостоящего оборудования и оснастки.

Емкости или сосуды аэрозольных упаковок, после наполнения их продуктом и пропеллентом, находятся постоянно под давлением, поэтому их принято называть баллонами. На заре развития аэрозольного производства, баллоны изготавливались из цельнотянутых металлических труб, причем дно и крышка приваривались. В первых аэрозольных упаковках инсектицидов, выпущенных США во время второй мировой войны, в качестве баллонов использовались корпуса артиллерийских снарядов.

Требования к аэрозольным баллонам, по сравнению с обычной тарой, значительно выше. Баллон должен быть легким, изящным, но, вместе с тем, обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление 18 Бар и сопротивление разрыву 23 Бар. Так, современный аэрозольный баллон из белой жести объемом 500 мл весит всего 100 грамм, а из алюминия – еще меньше. По материалу, из которого изготавливаются емкости, различают 4 типа баллонов: металлические, стеклянные, пластмассовые и комбинированные.

Металлические баллоны

Наиболее распространенным материалом для изготовления аэрозольных баллонов является металл: белая жесть, черная жесть, алюминий. Металлические баллоны могут состоять из трех, двух и одной детали (моноблок).

Трехдетальный баллон из белой жести  появился одним из первых и в настоящее  время наиболее распространен. В  США баллоны такого типа были выпущены в 40-х годах на основе существующей банки пива. Подобный баллон изготавливается по следующей схеме. На листы жести определенного размера с помощью офсетной печати (в случае необходимости нанесения высококачественного изображения — прямо на жесть) наносится лакокрасочное покрытие, затем лист на специальном станке скручивается в цилиндр необходимого диаметра и сваривается по шву. Дно и крышка изготавливаются отдельно (штамповкой) и прикатываются (привальцовываются) к корпусу, образуя двойной шов, состоящий из пяти слоев жести.

На современном этапе развития производства баллонов для аэрозольной  упаковки идеальными являются моноблочные баллоны из алюминия. Благодаря отсутствию швов, они отличаются высокой надежностью в отношении герметичности и прочности. Цилиндрические корпуса таких баллонов изготавливают из плоской заготовки с помощью мощных прессов ударного выдавливания.

Распространению алюминиевых баллонов способствовали: простая технология изготовления, возможность придания им различной формы и наружного оформления, в том числе возможность анодирования. Именно поэтому алюминиевые баллоны стали предпочитать жестяным при упаковке косметических продуктов. Первые металлические аэрозольные упаковки в Англии и других европейских странах были изготовлены из алюминия, но затем постепенно их стали вытеснять более дешевые баллоны из жести.