Біофармацевтичні та фізико-хімічні аспекти суспензій
З біофармацевтичної точки зору суспензії мають суттєві переваги перед порошками та таблетками, оскільки дозволяють (шляхом введення нерозчинних речовин у дрібноздрібненому стані у рідке дисперсійне середовище) отримати велику сумарну поверхню твердої фази та забезпечити тим самим кращий терапевтичний ефект.
У деяких випадках при застосуванні суспензій спостерігається зниження негативного впливу шлункового соку на лікарські речовини, що знаходяться у вигляді дрібних частинок, порівняно з істинними розчинами, де лікарські речовини знаходяться у вигляді іонів та молекул.
Суспензії дозволяють забезпечити пролонговану дію та регулювати нею тривалість шляхом зміни величини частинок лікарської речовини. Наприклад, суспензія аморфного цинк-інсуліну з розміром частинок близько 2 мкм викликає короткочасне зниження цукру в крові, тоді як суспензія з розміром частинок 10-40 мкм має тривалу терапевтичну дію. Суміш аморфного та кристалічного цинк-інсуліну забезпечує раннє настання терапевтичного ефекту та його тривалість.
Суспензії, що мають швидку терапевтичну дію, повинні мати частинки розміром близько 10 мкм (окремі частинки можуть бути не більше 20 мкм), а володіють пролонгованою дією - до 40 мкм. Чим менший розмір частинок дисперсної фази в суспензії, тим за інших рівних умов більш виражено її терапевтичну дію.
Екстемпорально приготовлені суспензії є полідисперсними системами. Монодисперсні системи за умов аптек приготувати практично неможливо.
Суспензії як гетерогенні системи характеризуються кінетичною та агрегативною нестійкістю.
Кінетична (седиментаційна) стійкість єоднією з найважливіших особливостей суспензій, що впливає на способи їх приготування, відпустки, зберігання та застосування. Вона характеризує здатність дисперсної системи зберігати рівномірний розподіл часток у всьому обсязі препарату.
V = 2г2 (di - d2) • g/gri,
де V - швидкість осідання частинок, см/с; г - радіус частинок, см; di - щільність фази, г/см3; d2 - щільність дисперсійного середовища, г/см3;
ґ - в'язкість середовища, Па • с; g - прискорення вільного падіння, см/с2.
Відповідно до формули Стокса швидкість седиментації прямо пропорційна різниці щільності фази та середовища. Залежно від цього показника частинки дисперсної фази можуть осідати (di – d2) або спливати (d2 – di). Система буде стійкою при di = d2.
Швидкість осідання частинок обернено пропорційна в'язкості середовища. Отже, лікарська система буде стійкою, якщо до її складу входитимуть в'язкі рідини (сиропи, гліцерин та ін), що необхідно враховувати при розробці складу ліків.
Швидкість сед іментації прямо пропорційна розміру частинок. Щоб підвищити стійкість системи необхідно зменшити розмір частинок. Шляхом диспергування частинок дисперсної фази досягається велика питома поверхня, що призводить до збільшення вільної поверхневої енергії
де AF - зміна вільної поверхневої енергії, н/см; AS - зміна поверхні, см2; Q - поверхневий натяг, н/єм.
Механічне подрібнення частинок речовини до нескінченно малих розмірів неможливе. Подрібнення завжди призводить до збільшення вільної поверхневої енергії. Згідно з другим законом термодинаміки вільна поверхнева енергія прагне мінімуму, що призводить до агрегації частинок.
Здатність частинок дисперсної фази протистояти злипанню, агрегації прийнятоназивати агрегативною стійкістю. Частинки можуть осідати власними силами, не злипаючись, у разі говорять про агрегативної стійкості суспензії. Якщо частинки злипаються під впливом молекулярних сил зчеплення та утворюють агрегати, то говорять про агрегативну нестійкість суспензії.
Таким чином, сидіметаційно нестійкі суспензії можуть бути агрегативно стійкими та нестійкими.
Стійкість суспензії буде тим більшою, чим менше радіус частинок дисперсної фази, чим ближче різниця щільності фази та середовища, чим більша в'язкість дисперсного середовища.
Отже, найважливішим завданням технолога при приготуванні суспензії є максимальне диспергування твердих частинок дисперсної фази і підвищення в'язкості дисперсійного середовища (досягається введенням ПАР, в'язких рідин, гідрофільних колоїдів), що забезпечує максимальну поверхню контакту лікарської речовини з тканинами організму, а значить, дія.