Микрокапсулирование

                                                           Оглавление

                                                                                                                                        Стр.

 

Введение                                                                                                                         2

 

1. Основная часть

1.1. Возможности оптической  микроскопии.                                                   3                         

1.2. Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (CLSM) в исследовании двойных эмульсий.                                                                                7

1.3. Седиментационный анализ.                                                                        8

1.4. Нахождение функции распределения капель по размерам

с помощью модификации  уравнения Никиямы и Танасавы, методом

импульсной градиентной спектроскопии и статистическо – механическим

расчетом.                                                                                                                        9                                                                                                       

1.5. Применение микроскопии в исследовании влияния содержания

воды на дисперсный состав эмульсий нефти.                                                            11                                              

 

2. Заключение.                                                                                                                15

 

3. Список литературы.                                                                                                   16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                             Введение

 

Эмульсионные системы  – это дисперсные системы с  жидкой дисперсионной средой и жидкой (реже газовой) дисперсной фазой.

Под дисперсностью эмульсий понимают степень раздробленности дисперсной фазы в дисперсной среде. Дисперсность является важной характеристикой эмульсий, определяющей их свойства. Дисперсность эмульсий характеризуется тремя величинами: диаметром капелек d, обратной величиной диаметра капельки D = 1/d, называемой обычно дисперсностью, удельной межфазной поверхностью, т.е. отношением суммарной поверхности глобул к общему их объему. Все эти величины взаимосвязаны. Дисперсные системы, состоящие из капель различного диаметра, называются полидисперсными.

В данной работе рассматриваются в основном нефтяные эмульсии. Они образуются при добыче обводнённых нефтей в скважинах, промысловых трубопроводах, а также в аппаратах обессоливания нефти вследствие интенсивного турбулентного перемешивания нефтеводяной смеси. При этом на поверхностях раздела фаз происходит накопление эмульгаторов (поверхностно-активных веществ), содержащихся в добываемой жидкости (асфальтены, нафтены, смолы, парафин, соли и др.). В результате поверхностное натяжение на границах раздела нефть-вода понижается, что способствует диспергированию капель воды (нефти).

Образование эмульсий приводит к потерям нефти при её добыче, транспортировании и подготовке к переработке. Знание дисперсионного состава лежит в основе их разрушения, которое является одним из важнейших процессов промысловой подготовки нефти.

Оценка дисперсности гетерогенных систем является сложной  задачей в связи с разнообразием формы их частиц, полидисперсностью, возможным агрегированием первичных частиц. В данной работе приведены и проанализированы наиболее часто встречающиеся методы дисперсионного анализа эмульсий. Наиболее распространенным способом является оптическая микроскопия. Однако существуют и другие подходы к определению размеров капель и построению кривых их распределения по размерам.

 

 

                                            1. Основная часть

1.1. Понятие микрокапсулирования

 

Микрокапсулирование - это  процесс заключения в оболочку микроскопических частиц твердых, жидких или газообразных лекарственных веществ. Размер заключенных в микрокапсулу частиц может колебаться в широких пределах: от 1 до 6500 мкм, т. е. до размера мелких гранул или капсул (6,5 мм). Наиболее широкое применение в медицине нашли микрокапсулы размером от 100 до 500 мкм. Современная технология дает возможность наносить покрытия на частицы размером менее 1 мкм. Такие частицы с оболочками называют нанокапсулами, а процесс их производства - нанокапсулированием.

Капсулы с жидким и  газообразным веществом имеют шарообразную форму, с твердыми частичками - обычно неправильную, поскольку пленка тонкая и фиксирует все неровности частичек. Содержание лекарственных веществ  может варьировать в пределах от 15 до 99% массы микрокапсул.

Микрокапсулированием достигаются:

а)   предохранение неустойчивых лекарственных препаратов от воздействия внешней среды (витамины, антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки и др.);

б)   маскировка вкуса горьких и тошнотворных лекарств;

в)   высвобождение лекарственных веществ в нужном участке желудочно-кишечного тракта   (кишечно-растворимые микрокапсулы);

г)   пролонгирование действия. Смесь микрокапсул, отличающихся размером, толщиной и природой оболочки, помещенная в оперкулированную капсулу в сочетании с гранулированным или порошкообразным, веществом, обеспечивает поддержание определенного уровня лекарства в организме и эффективное терапевтическое действие в течение длительного времени;

д) совмещение в одном  вместилище несовместимых между собой в чистом виде {использование разделительных покрытий);

с) «превращение» жидкостей  и газов в псевдотвердое состояние, т. е. в сыпучую массу, состоящую  из микрокапсул с твердой оболочкой, заполненных жидкими или газообразными   лекарственными   веществами.

 

1.2. Технология микрокапсулирования

Существующие методы микрокапсулирования делятся на три основные группы: физические, физико-химические и химические.

Физические методы:

Физические методы микрокапсулирования  многочисленны. К ним относятся методы дражирования, распыления, напыления в псевдосжиженном слое, диспергирования в несмешивающихся жидкостях, экструзионные методы, электростатический метод и др. Суть всех этих методов заключается в механическом нанесении оболочки на твердые или жидкие частицы лекарственных веществ.

Использование того или  иного метода находится в зависимости  от того, является ли «ядро» (содержимое микрокапсулы) твердым или жидким веществом.

 

Физико-химические методы:

Основным физико-химическим методом является микрокапсулирование с использованием явления коацервации.

В настоящее время  процесс коацервации высокомолекулярных соединений рассматривается как  образование двухфазной системы  в результате расслаивания. Одна фаза представляет собой раствор высокомолекулярного  вещества в растворителе, вторая - раствор растворителя в высокомолекулярном веществе. Раствор, более богатый высокомолекулярным веществом, часто выделяется в виде капелек коацервата. При дальнейшем обезвоживании коацерваты переходят в осадок. Впоследствии оболочки капель подвергают затвердению для повышения механической прочности микрокапсул, которая осуществляется различными способами (охлаждением, испарением растворителя и др.).

Необходимо различать  простую и сложную коацервацию. Первая имеет место при взаимодействии раствора одного полимера и лекарственного (низкомолекулярного) вещества. Коацервация при взаимодействии двух полимеров называется сложной или комплексной.

Метод простой коацервации. Процесс образования микро-капсул простой коацервации протекает следующим образом (рис. 1).

Капсулируемое вещество (масло, масляные растворы витаминов, гормонов и других лекарственных препаратов)  эмульгируют в растворе желатина при 50°С. Получается эмульсия М/В с возможной степенью дисперсности 2-5 мкм   (рис. 206, а).

В раствор пленкообразователя при постоянном помешивании добавляют 20% водный раствор натрия сульфата. Дегидратирующие свойства натрия сульфата вызывают коацервацию желатина. Образуется гетерогенная жидкая система с неоднородным распределением в ней растворенного вещества (рис. 206, б), состоящая из двух фаз - обогащенной и обедненной молекулами растворенного вещества (желатин).

Микрокапли коацервата с понижением температуры начинают концентрироваться вокруг капель масла, образуя вначале «ожерелье» из микрокапель коацервата (рис. 206, в). Затем микрокапли сливаются, покрывая каплю масла сплошной тонкой, пока жидкой пленкой желатина (рис. 206, г) -образуется микрокапсула.

Для застудневания оболочек микрокапсул  смесь быстро выливают в емкость  с холодным раствором натрия сульфата {18-20°С).

Отфильтровывают микрокапсулы и промывают водой с целью  удаления раствора натрия сульфата. Эта  операция может быть проведена на .нутч-фильтрах, рамных фильтрпрессах или с помощью центрифуг. Оболочки микрокапсул содержат 70-80% воды. Сушка микрокапсул может быть тепловая (полочные конвенктивные сушилки, аппараты с виброкипящим слоем) или она может быть осуществлена с помощью адсорбентов (силикагельные сушилки), обработкой водоотнимающими  жидкостями   (крепкий этанол)   и другими способами.

Методом простой коацервации  можно микрокапсулировать также  твердые, водонерастворимые лекарственные  вещества (сульфаниламиды, антибиотики, люминал и др.).

Метод сложной коацервации. Сложная коацервация сопровождается взаимодействием между положительными и отрицательными зарядами двух полимеров и вызывается обычно изменением рН. Сложные коацерваты могут быть одно-, двух- и трехкомпонентными. В однокомпонентных коацерватах оба полимера относятся к одной и той же группе химических соединений и частицы обоих являются амфионами. В этих системах положительные заряды одного амфиона притягиваются к отрицательным зарядам другого амфиона и наоборот. В двухкомпонентных коацерватах оба полимера являются разными соединениями и несут противоположные заряды: положительные    макроионы - макрокатионы  или  отрицательные - макроанионы.

В этих системах взаимодействие происходит между соединениями мик-рокатион+макроанион. Трехкомпонентные коацерваты образуются при смешении амфиона, макроиона (макрокатиона или макроаниона) и солевых добавок, содержащих микроионы   {катионы и анионы).

 

Химические методы:

Получение микрокапсул  химическим методом основано на реакции полимеризации и поликонденсации на границе раздела фаз вода - масло. Для получения микрокапсул этим методом в масле растворяют лекарственное вещество, мономер (например, метилметакрилат) и катализатор реакции полимеризации (например, перекись бензоила). Полученный раствор нагревают 15-20 мин при температуре 55°С и вливают в водный раствор эмульгатора. Образуется эмульсия, которую выдерживают 4 ч для завершения полимеризации. Полученный полиметилметакрилат, нерастворимый в масле, образует вокруг капелек последнего плотную оболочку. Сформировавшиеся микрокапсулы отделяют от среды, промывают и сушат.

 

1.3. Применение микрокапсул

В настоящее время  в виде микрокапсул выпускают  ряд лекарственных веществ: витамины, антибиотики, противовоспалительные, мочегонные,   сердечно-сосудистые,    антиастматические,    противокашлевые, снотворные, противотуберкулезные и т. д. Помимо того, микрокапсулы могут быть использованы в виде спансул, а также в форме таблеток, суспензий и в ректальных капсулах. В настоящее время исследуется возможность применения микрокапсул в инъекциях, глазных каплях, имплантационных таблетках. Большой интерес представят пластырные ленты с нанесенным тончайшим слоем микрокапсулированных лекарственных веществ.

Микрокапсули.рование  открывает интересные возможности при использовании ряда лекарственных веществ, которые нельзя реализовать в обычных лекарственных формах. Иллюстрацией возможностей капсулирования является применение нитроглицерина в микрокапсулах. Обычный нитроглицерин в подъязычных таблетках или в каплях (на кусочке сахара) обладает кратковременным периодом действия. Мик-рокапсулированный нитроглицерин обладает способностью длительно высвобождаться в организме. Особенно эффективно сочетание обычного (быстровсасывающегося) нитроглицерина совместно с микрокапсулированным.

1.4. Разновидности  капсул   В связи с расширением номенклатуры препаратов, разрушающихся в кислой среде, вместо глютоидных капсул, фармацевтическая промышленность пошла по линии использования кислотоустойчивых пленочных покрытий. Для  этой  цели твердые желатиновые капсулы обрабатывают 5% раствором ацетофталата целлюлозы в смеси ацетона со спиртом - 3:1 или добавляют ацетофталат в желатиновую массу. Для получения капсул, устойчивых к влаге, пленки приготавливаются из стеариновой кислоты, поливинилацетата, ацетилированных моноглицеридов.