二、高分子溶液剂
(一)概述
高分子溶液剂系指高分子化合物溶解于溶剂中制成的均匀分散的液体制剂。以水为溶剂时,称为亲水性高分子溶液剂,又称亲水性胶体溶液或称胶浆剂。以非水溶剂制备的高分子溶液剂,称为非水性高分子溶液剂。高分子溶液剂属于热力学稳定系统。亲水性高分子溶液在药剂中应用较多,如混悬剂中的助悬剂、乳化中的乳化剂、片剂的包衣材料、血浆代用品,还有微囊、缓释制剂等都涉及高分子溶液。
(二)高分子溶液的性质
1.带电性
高分子化合物结构中某些基团可解离而使溶液带正电荷或带负电荷,所以高分子溶液有电泳现象。用电泳法可测得高分子化合物所带电荷的种类。带正电荷的高分子水溶液有:琼脂、血红蛋白、碱性染料、明胶等。带负电荷的有:淀粉、阿拉伯胶、西黄芪胶、鞣酸、树脂、酸性染料等。一些高分子化合物所带电荷受溶液pH值影响。如蛋白质分子中含有羧基与氨基,在水溶液中随pH值不同可带正电或负电。当溶液的pH值>等电点时,蛋白质带负电荷,pH值<等电点时,蛋白质带正电荷。在等电点时,高分子化合物不带电,这时,高分子溶液的许多性质发生变化,如黏度、渗透压、溶解度、电导等都变为最小值。在药剂学中,常利用高分子溶液的这种性质。
高分子化合物含有大量亲水性基团,能与水形成牢固的水化膜,可阻止高分子化合物分子之间的相互凝聚,这种性质对高分子化合物的稳定性起重要作用。
2.渗透压
高分子溶液有较高的渗透压,渗透压的大小与高分子溶液的浓度有关。浓度越大,渗透压越高。
3.黏性
高分子溶液是黏稠性流动液体,黏稠性大小用黏度表示。测定高分子溶液的黏度,可以确定高分子化合物的分子量。
4.稳定性
高分子溶液的稳定性主要是由高分子化合物的水化作用和电荷两方面决定的。高分子溶液含有大量的亲水基,所以高分子溶液的质点周围形成较坚固的水化膜,水化膜可阻碍质点的相互聚集。但若破坏其水化膜,高分子化合物则会发生聚集而引起沉淀。
破坏水化膜的方法之一是加入脱水剂,如乙醇、丙酮等。在药剂学中制备高分子物质如右旋糖酐、羧甲基淀粉钠等,都是利用加入大量乙醇的方法,使它们失去水化膜而沉淀。而且控制加入乙醇的浓度,可将不同分子量的产品分离。
破坏水化膜的另一方法是加入大量的电解质。由于电解质强烈的水化作用,夺去了高分子质点水化膜的水分而使其沉淀,这一过程称为盐析,在制备生化制品时经常使用。引起盐析作用的主要是电解质的阴离子。不同电解质的阴离子盐析能力是不同的。按对亲水胶体的凝结能力由强到弱,将电解质的阴离子排列成顺序称为感胶离子序:枸橼酸离子>酒石酸离子>>CHCOO->Cl->Br->I->CNS-,如图2-10所示。
图2-10 胶粒稳定示意图
高分子溶液在放置过程中也会自发地聚集而沉淀,称为陈化现象。陈化速度受许多因素的影响,如光线、空气、电解质、pH值、絮凝剂等;高分子溶液也可因粒子荷电的改变,使高分子的质点聚集而产生沉淀,称为絮凝现象(参见混悬剂部分)。絮凝现象在含药材提取物的制剂放置过程中经常发生,也会发生在带相反电荷的两种高分子溶液混合时。带相反电荷的两种高分子溶液混合,两者的电荷会发生中和进而絮凝,这时两种高分子均失去它们原有的一些性质,如表面活性、水化性等。
(三)高分子溶液的制备及影响因素
高分子溶液的制备多采用溶解法。制备中的影响因素如下。
1.药物的溶解过程
高分子药物在溶解时,首先要经过溶胀过程。溶胀是指水分子自动渗入到高分子的分子结构中去,与极性基团发生水化作用,使体积膨胀的过程。这一过程称为有限溶胀。有限溶胀过程一般不搅拌或加热,故时间较长。随着溶胀继续进行,高分子间隙充满了水分子,从而降低了水分子间的引力(范德华力),最后使高分子药物完全分散在水中形成高分子溶液。这一过程称为无限溶胀。无限溶胀过程需要搅拌或加热,以加速高分子溶液的形成。不同的高分子物质形成高分子溶液的所需条件不同。如明胶、阿拉伯胶、西黄芪胶等需粉碎,于水中浸泡3~4h膨胀后加热并搅拌使其溶解。淀粉遇水立即膨胀,但需加热至60~70℃才溶解。胃蛋白酶药物膨胀和溶解速度都很快,将其撒于水面,自然溶胀后再搅拌即形成溶液。如果将其撒于水面立即搅拌则形成团块,水分子进入药物内部缓慢,会给制备造成困难。
2.高分子药物的粉碎度
高分子药物若为片状、块状时,先用适宜方法粉碎成细粒,加入1/2~3/4水量放置,使其充分溶胀,可加快溶液的形成。
3.电荷的影响
高分子药物带有电荷,制备中应注意其他药物或者附加剂的带电情况,以免系统中存在相反电荷时发生中和,而使高分子药物凝结失效。另外,如胃蛋白酶在pH2以下带正电荷,被水润湿的滤纸带负电荷,过滤时会因电荷中和而使胃蛋白酶沉淀于滤纸上,影响胃蛋白酶的效价。
4.高分子溶液的稳定性
高分子溶液久置或受外界因素的影响易聚结产生沉淀,故不宜大量配制。
高分子溶液剂一般配制工艺流程见图2-11。
图2-11 高分子溶液剂一般配制工艺流程
(四)典型处方与分析
例7:胃蛋白酶合剂
【处方】胃蛋白酶 20g
稀盐酸 20ml
橙皮酊 20ml
单糖浆 100ml
羟苯乙酯溶液(5%) 10ml
纯化水 适量
共制 1000ml
【制法】取稀盐酸、单糖浆加于纯化水800ml中混匀,缓缓加入橙皮酊、羟苯乙酯溶液(5%),随加随搅拌,然后将胃蛋白酶分次缓缓撒于液面上,待其自然膨胀溶解后,再加入纯化水使成1000ml,轻轻摇匀,分装,即得。
【注释】
(1)本品为助消化药,消化蛋白质。用于缺乏胃蛋白酶或病后消化功能减退引起的消化不良。饭前口服,一次10ml,一日3次。
(2)影响胃蛋白酶活性的主要因素是pH值。一般要求在1.5~2.5,故加入稀盐酸调节pH值。但胃蛋白酶不得与稀盐酸直接混合,需加纯化水稀释后配制,因盐酸含量超过0.55%时胃蛋白酶失去活性。
(3)溶解胃蛋白酶时,应将其撒在液面上,静置使其充分膨胀,再缓缓摇匀即得。本品不得用热水配制,不能剧烈搅拌,以免影响活力。
(4)本品中的含糖胃蛋白酶消化力为1:1200,如用其他规格的原料药,应加以折算。
(5)本品不宜过滤。如必须过滤,滤材需先用相同浓度的稀盐酸润湿,以饱和滤材表面电荷,消除对胃蛋白酶活力的影响,然后过滤。
(6)胃蛋白酶与碱性药物、碘、胰酶、鞣酸及重金属盐有配伍禁忌,服用时应加以注意。
(7)本品易霉败,故不宜久贮,宜新鲜配制。
(8)本品亦可加适量甘油(10%~20%)代替单糖浆,以增加胃蛋白酶的稳定性。用酊剂矫味时,该制剂的含醇量不应超过10%。
例8:羧甲基纤维素钠胶浆
【处方】羧甲基纤维素钠 25g
甘油 300ml
羟苯乙酯溶液(5%) 20ml
香精 适量
纯化水 适量
共制 1000ml
【制法】取羧甲基纤维素钠分次加入500ml热纯化水中,轻加搅拌使其溶解,然后加入甘油、羟苯乙酯溶液(5%)、香精,最后添加纯化水至1000ml,搅拌,即得。
【注释】
(1)本品为润滑剂。用于腔道、器械检查或查肛时起润滑作用。
(2)羧甲基纤维素钠为白色纤维状粉末或颗粒,无臭,在冷、热水中均能溶解,但在冷水中溶解缓慢,不溶于一般有机溶剂。
(3)羧甲基纤维素钠遇阳离子型药物及碱土金属、重金属盐能发生沉淀,故不能采用季铵盐和汞类防腐剂。
(4)羧甲基纤维素钠在pH值5~7时黏度最高,当pH值低于5或高于10时黏度迅速下降,一般调节pH值为6~8为宜。
(5)甘油可起保湿、增稠和润滑作用。