Aerosoli

Dubl semnificaie :

un sistem fizic eterogen, bifazic sau trifazic - aerosolii reprezint o dispersie coloidal de lichid sau solid ntr-o faz gazoas;

Dispozitivul - care permite generarea aerosolilor

Sistemul dispers eterogen bifazic sau trifazic este format din:

faz dispersat (faza intern)

un lichid care va fi eliberat sub form de picturi fine, cu diametrul = 0,05 - 5 m sau

un solid (o pulbere coloidal), format din particule cu dimensiuni = 5 m i 1000 m;

faza dispersant (faza extern) - mediul de dispersie gazos: aer, vapori de ap, gaze comprimate sau gaze lichefiate.

La sistemul de substante ce formeaza aerosolul se aplica o presiune ( printr-un gaz sau lichid propulsor)

Functionare:

Dup activarea sistemului de valv a recipientului, propulsorii exercit o presiune, care foreaz coninutul s ias prin deschiderea (orificiul) valvei i s produc o dispersare omogen a produsului n faza gazoas (aerul sau propulsorul evaporat).

= forme farmaceutice presurizate

faza 1: soluia de substan medicamentoas n propulsor sau n amestecul de propulsori cu cosolveni i ali adjuvani, n echilibru cu faza 2;

faza 2 : faza gazoas format din propulsor i eventual alte componente volatile.

Aerosolii se obin prin dou metode:

1. condensare

evaporare;

combustie (ardere )

2. dispersare ( pulverizare )

Aerosoli obinui prin evaporare

Rezult aerosoli de tip lichid n gaz ( L1 /G2 )

Formati din substante volatile introduse in apa calda

Amestecul are temp. fierbere < dect a fiecrui corp n parte (ulei volatil i ap )

Conditii de obtinere- substanele medicamentoase:

nu trebuie s aib presiune de vapori crescut;

s aib capacitate de volatilizare mare la temp. camerei;

s poat fi antrenate cu vaporii de ap.

Presiunea general a amestecului de vapori (P) este egal cu suma p pariale ale componentelor (legea lui Dalton ):

P = Pa + Pu

Pa- presiunea de vapori a apei

Pu - presiunea de vapori a uleiului volatil

Aerosoli obinui prin combustie

tip solid dispersat n gaz ( S1 / G2 )

Obinere: prin arderea unor produse medicamentoase

(ex.:igrile medicinale care conin plante medicinale i substane medicamentoase.)

Rezult un fum de particule solide n aer care este inhalat de pacient (igri antiasmatice)

Aerosoli obinui prin dispersare (pulverizare )

Pulverizarea n picturi sau particule foarte fine se face cu aparate presurizate i nepresurizate.

pulverizatoare i nebulizoare

Se obin pulverizaii i nebulizaii

Dispozitivele funcioneaz pe baza legii lui Bernoulli, efectului Venturi.

Un curent gazos exercit o presiune asupra deschiderii externe a unui tub imersat intr-un lichid, care va produce o depresiune i lichidul va urca n tub datorit presiunii atmosferice mai mari care foreaz ridicarea fluidului.

La locul de impact al curentului gazos cu lichidul care a urcat n tub are loc dispersarea ( mprtierea, pulverizarea ) lichidului n aer sub form de picturi mici.

n seciunea foarte ngust viteza = maxim,

pd = maxim, ps = minim lichidul din vas se ridic i este antrenat de curentul de aer (va avea o aciune de aspiraie).

Cu ct v > pulverizarea este mai fin.

Se obine o dispersie eterogen de gaz n lichid ( G1 / L2 )

Pp. de func. - pulverizatoarele manuale mecanice sau cu ultrasunete.

Obinerea aerosolilor cu ageni propulsori

Se folosesc diverse tipuri de gaze = propulsoare / propelante / ageni de propulsare.

Rolul propulsorului:

creaz presiunea corespunztoare n interiorul recipientului nchis ermetic i determin expulzarea produsului n momentul deschiderii valvei, determinnd pulverizarea coninutului sau transformarea acestuia n spum.

Se pot folosi:

gaze lichefiate

gaze comprimate

Recipientele = presurizate

Presiunea : [p] = Pa = N/m2

Gaze comprimate

Comportamentul fizic al unui gaz comprimat este descris de relaia dintre: p, V i t.

1.Gaze comprimate insolubile n produsul presurizat

presiunea dat de legea Boyle Mariotte

p2 V2 = p1 V1 = po Vo

2. Gaze comprimate solubile n produsul presurizat (elibereaza faza lichida fara a modifica starea fizica a produsului)

Legea lui Henry : la T = const. solubilitatea unui gaz ntr-un lichid este ~ cu p parial a acestui gaz n atmosfer, n contact cu solventul.

Legea lui Charles si Gay Lussac

Ecuatia de stare a gazelor ideale

pV = n RT p = nRT / V

Presiunea de vapori e caracteristic pentru orice propulsor la o T dat.

Pentru mai muli propulsori:

presiunea de vapori a amestecului de propulsori - legea lui Dalton: suma presiunilor de vapori pariale pi

Pentru un amestec de propulsori i solveni volatili :

presiunea de vapori total (P)

= insumarea presiunilor de vapori pariale ale componentelor volatile x fractia molara pentru fiecare component volatil (Xi)

Factorii fizici care intervin in formularea aerosolior

1. dimensiunea particulelor solide suspendate

2. umiditatea componentelor ( sub 300 ppm )

3. Densitatea

1. Dimensiunile particulelor de substan medicamentoas:

1-5 m pentru aerosolii de uz pulmonar;

20-40 m pentru aerosolii de uz topic;

! Nu se vor depi 50 m pentru buna funcionare a valvei recipientului presurizat.

2. Umiditatea

Umiditatea (a fazei suspendate subst.med., i a propulsorului) afecteaz stabilitatea aerosolului

trebuie s fie < 300 ppm

O umiditate crescut mrete gradul de aglomerare a particulelor suspendate.

Particulele tind s se aglomereze imediat dup suspendare sau la scurt timp, datorit:

solubilitii, umiditii sau creterii cristalelor.

Aglutinarea - rezult atunci cnd agregatele devin mari. Gradul de aglomerare este accelerat de temperaturile ridicate.

3. Densitatea

Componentele trebuie s prezinte densiti apropiate, pentru a mpiedica fenomenul de sedimentare a particulelor insolubile.

Densitile ambelor componente (substana suspendat i propulsoare) pot fi modificate prin adugarea unui compus cu densitate mai mare sau mai mic, n aa fel nct densitile celor dou ingrediente s se apropie.

Stabilitatea fizic a aerosolilor

sisteme disperse eterogene instabile din punct de vedere termodinamic i au tendina de separare a celor dou faze.

Instabilitatea fizic a aerosolilor este determinata de:

sedimentare

aglomerare,

coagulare a particulelor sau picturilor

Sedimentare

Deoarece mediul de dispersie este un gaz, sedimentarea nu se va produce cu o vitez dat de legea lui Stokes i particulele vor cdea mai repede dect prevede aceast formul.

Ecuaia Stokes Cunningham:

A= 0,9 (constanta)

=drumul liber mediu al moleculelor de gaz

Aglomerare, coagulare

Se produce:

- la aerosolii cu particule de dimensiuni mari;

- datorit ciocnirilor dintre particule.

Ciocnirile duc la o agregare rapid, la o cogulare n particule sau picturi cu dimensiuni mai mari dect cele iniiale, care se depun sub influena forei gravitaionale

Avantajele aerosolilor farmaceutici

n urma dispersrii se mrete suprafaa de contact

crete eficacitatea terapeutic;

administrare comod, pratic, facil i rapid

permite tratamentul ambulatoriu

biodisponibilitatea aerosolilor este foarte bun i permite reducerea dozelor cotidiene

evit efectele adverse ale unui tratament pe cale general;

se evit biotransformarea prin barierele gastrointestinal i hepatic

administrare topic direct a medicamentelor (pe piele sau mucoase) - prin pulverizare se asigur o distribuie uniform

o penetrare mai bun pe pliurile mucoaselor, pe arsuri i rni

- n recipientele nchise etan i sub presiune, este asigurat stabilitatea fizico-chimic i microbiologic a produsului i medicamentul nu este n contact cu exteriorul dect n momentul prelevrii fiecrei doze.

00

VT

VT

=

210

210

ppp

TTT

==