Министерство здравоохранения республики Беларусь
Учреждение образования
Белорусский государственный медицинский университет
Кафедра фармацевтической технологии
Промышленное производство аэрозоля Сальбутамол. Расчет материального баланса
Выполнила Рабкова О.П.
Научный руководитель
Шакуро Н.Ф. к.т.н., доцент
Минск 2021
Оглавление
Введение
Глава 1. Общая характеристика лекарственной формы аэрозоли
1.1 Устройство аэрозольной упаковки
1.2 Фармацевтические аэрозоли
Глава 2. Технологическая инструкция аэрозоля Сальбутамол
2.1 Технологическая схема производства
2.2 Аппаратурная схема производства
2.3 Технологический процесс производства аэрозолей Сальбутамол
Глава 3. Расчёт материального баланса
Заключение
Список использованной литературы
Резюме
В курсовой работе изучены в промышленном производстве лекарственных средств, изучены устройство и механизм их действия. Рассчитан материальный баланс для производства аэрозоля Сальбутамол.
Summary
In the course work studied in the industrial production of medicines, studied the device and mechanism of their action. Calculated material balance for the production of aerosol Salbutamol.
Введение
Фармацевтические аэрозоли (ФА), содержащие как отдельные лекарственные вещества (ЛВ), так и их сочетания, все более широко применяются в лечебной практике. Созданные вначале для легочной терапии, они вскоре стали использоваться и при многих других заболеваниях. В настоящее время ФА занимают видное место не только в арсенале лекарственных форм (ЛФ), применяемых в клинике внутренних болезней, но и в хирургии, дерматологии и ряде других отраслей медицины.
Аэрозоли [от греч. Aer - воздух и лат. Sol (utio) - раствор], дисперсные системы с газовой дисперсионной средой и твердой или жидкой дисперсной фазой.
Термин «аэрозоли» был впервые использован английским химиком Ф. Дж. Доннаном в конце Первой мировой войны для обозначения облаков, состоящих из частиц мышьяковистых соединений, применявшихся как отравляющие вещества немецкими войсками.
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).
История применения аэрозолей насчитывает свыше 4 тысяч лет. В древних египетских папирусах и индийских трактатах содержаться рекомендации по вдыханию паров, содержащих алкалоиды растений. Первый рисунок устройства, отдаленно напоминающего современный ингалятор, был сделан в 1654 году Беннетом. Он использовал это устройство при лечении больных туберкулезом. В 1778 году английский врач Мутге подобные приспособления для вдыхания аэрозолей назвал ингаляторами. Другое распространенное название приборов для ингаляций (оно впервые появилось в 1872 году в Оксфордском словаре) - небулайзеры (от латинского nebula - облако или туман). Первый запатентованный аэрозольный аппарат был создан в 1859 году Салес-Гироном.
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.
В последнее время значительно увеличилось использование аэрозольных лекарственных форм, совершенствуются и средства их доставки. Аэрозольные лекарственные формы предназначены прежде всего для вдыхания (ингаляции). Аэрозоли также могут быть предназначены для нанесения лечебного состава на кожу, слизистые оболочки, раны. Преимуществом аэрозольного способа доставки лекарств является возможность непосредственного и быстрого воздействия на зону воспаления в слизистых оболочках, что позволяет уменьшить дозу препарата, повысить его эффективность и снизить вероятность осложнений фармакотерапии. Происходящее при образовании аэрозоля диспергирование лекарственного вещества увеличивает объем лекарственной взвеси, площадь ее контакта с пораженной тканью, что существенно повышает эффективность воздействия. Некоторые препараты плохо абсорбируются из желудочно-кишечного тракта или разрушаются в нем. В таких случаях ингаляционный путь является наиболее приемлемым альтернативным путем введения. Ингаляции традиционно применяются при острых респираторных заболеваниях, а также при хронических воспалительных процессах дыхательных путей.
Глава 1. Общая характеристика лекарственной формы аэрозоли
Общая фармакопейная статья «Аэрозоли» впервые включена в ГФ XI издания. Согласно ГФ XI аэрозоли - это лекарственная форма, в которой лекарственные и вспомогательные вещества находятся под давлением газа-пропеллента в аэрозольном баллоне, герметически закрытом клапаном, и предназначенная для ингаляций, нанесения на кожные покровы, введения в полости тела.
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;
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 (для фреонов);
Возможность раздражающего действия аэрозолей на кожу и слизистые оболочки (часто за счет органических растворителей);
Ограничение применения в детской практике.
Основными характеристиками дисперсионной среды являются химический состав, температура, давление, степень ионизации, параметры внешних физических полей, наличие турбулентности и ее параметрами, наличие и величиной градиентов температуры и концентрации компонентов.
Важнейшие параметры дисперсной фазы - объемная доля частиц и их массовая доля, число частиц в единице объема (счетная концентрация), средний размер частицы и ее электрический заряд. Наряду с усредненными величинами дисперсную фазу характеризуют распределением частиц по размерам и по величине электрического заряда.
Важнейшие свойства аэрозолей - способность частиц сохраняться во взвешенном состоянии, перемещаться преимущественно как единое целое и при столкновении прилипать друг к другу или к какой-либо поверхности. В покоящейся среде частицы аэрозоли поддерживаются во взвешенном состоянии. Им присуща кинетическая и агрегатная устойчивость. Кинетическая устойчивость их велика, что обеспечивается малыми размерами частиц и небольшой плотностью воздушной среды. Агрегатная устойчивость аэрозолей мала вследствие небольшого электрического заряда на частицах.
Медицинские аэрозоли используются при многих заболеваниях. При помощи аэрозолей лекарства попадают непосредственно на пораженные участки, при этом во время применения малых доз становится меньшим побочный эффект.
1.1 Устройство аэрозольной упаковки
1. Перевод веществ в мелкодисперсное состояние происходит за счет потенциальной энергии сжиженного пропеллента и не требует каких-либо посторонних устройств.
2. Для создания аэрозолей не нужны какие-либо насадки.
3. В единицу времени можно диспергировать значительное количество вещества с получением частиц заданного размера; в случае применения других способов потребовалось бы гораздо больше энергии.
4. Стабильный режим образования аэрозолей: размер получаемых частиц, дальность их полета, угол в вершине конуса в течение всего времени эксплуатации мало изменяются.
5. Возможность заранее фиксировать дозировку распыляемого вещества, размер частиц.
6. Степень полидисперсности аэрозоля невелика и все частицы имеют одинаковый химический состав.
7. Обеспечивается стерильность распыляемых препаратов.
8. Вещества в упаковке не соприкасаются с кислородом воздуха, что обеспечивает его стабильность.
9. Автоматически закрывающийся клапан исключает потери за счет проливания или испарения неиспользованной части продукта.
10. Упаковка компактна, постоянно готова к работе, дает возможность индивидуального или коллективного использования.
Принцип действия аэрозольного баллона состоит в том, что помещенный в упаковку препарат смешивается с эвакуирующей жидкостью (пропеллентом), давление насыщенного пара которой выше атмосферного.
Выброс смеси из баллона происходит под действием давления насыщенного пара, находящегося над жидкостью. Известно , что давление насыщенного пара любого стабильного вещества определяется только температурой и не зависит от объема. Поэтому в течение всего времени работы баллона давление в нем будет оставаться постоянным, следовательно, постоянной будет оставаться дальность полета частиц и угол конуса распыления.
Общая схема устройства аэрозольной упаковки и ее составные части представлены на рисунках 6 и 7.
На рис. 6 показана общая схема аэрозольной упаковки, которая состоит из металлического (алюминиевого или жестяного), пластмассового или стеклянного баллона (контейнера), клапанного устройства 2 с распылительной головкой 3 и сифонной трубкой 4. Сверху на распылительную головку обычно надевается защитный колпачок, который предохраняет ее от случайного нажима.
Рис. 6 Рис. 7
На рис. 7 представлена общая схема стандартного клапанного устройства. При нажатии головки шток 5 перемещается вниз, образуя затор между кольцевым выступом 9 и ниппелем 2. Смесь под давлением по сифонной трубке 8, надетой на капроновый карман 7, через кольцевой паз и зазор поступает в головку. Пружина 6 служит для возвращения головки в первоначальное положение. Корпус клапана 4 герметически крепится к баллону с помощью резиновой прокладки 3. При выходе продукта из сопла происходит его механическое распыление. [21, 24]
Различные конструкций клапанных устройств классифицируют по трем признакам:
1. По принципу действия:
- пружинные (одноразовые и многократные; непрерывные и дозирующие), действующие при нажатии на распылительную головку вертикально вниз; - качательные беспружинные, действующие при нажатии на распылительную головку сбоку;
- клапаны с винтовым вентилем.
2. По способу крепления на баллоне:
- закрепляющиеся в стандартном отверстии баллона путем разжима вертикальных стенок корпуса клапана под бортик горловины баллона специальным цанговым устройством (для металлических баллонов);
- закрепляющиеся на горловине баллона путем завальцовки корпуса клапана или капсулы на специальных стенках (для стеклянных и пластмассовых баллонов);
- клапаны, навинчивающиеся на горловину сосуда (для крупных баллонов многократного использования).
3. По назначению:
- стандартные для жидких продуктов;
- для пен;
- для вязких продуктов;
- для порошков и суспензий;
- клапаны специального назначения;
- дозирующие клапаны.
Для клапанных устройств, в частности, фармацевтической промышленностью выпускаются различные распылители и насадки (рис. 8), которые подразделяют на: распылители для ингаляций 1, для лечения бронхиальной астмы 2, для суспензионных 3 и пленкообразующих 4 аэрозолей; насадки -- стоматологические, ректальные, вагинальные 5 и др.
Рис. 8. Распылители и насадки
Ко всем элементам аэрозольной упаковки предъявляются достаточно жесткие требования, т.к. они должны выдерживать давление 5-6 атм. Рабочее давление в баллоне 2-3 атм.
Наиболее распространенным материалом для изготовления аэрозольных баллонов является металл: белая и черная жесть, а также 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. Подобный баллон изготавливается по следующей схеме. На листы жести 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.