液体制剂品种多,临床应用广泛。本项目所介绍的液体制剂为口服和外用液体制剂,不包括注射剂、输液、眼用液体制剂等需灭菌或无菌操作的液体制剂(参见项目四)。
液体制剂还是其他剂型(如软胶囊、软膏剂、栓剂、气雾剂等)的基础剂型或组成要素,因此液体制剂在药物制剂技术中占有重要的地位。
一、液体制剂的定义和特点
液体制剂系指药物分散在适宜的分散介质中制成的液态制剂,可供内服或外用。液体制剂中被分散的药物称为分散相,在一定条件下它以固体颗粒、液滴、胶体粒子、分子、离子或其混合形式存在于分散介质(也称为分散溶剂)中。分散方法、分散程度不同,相应的作用效果也不同。口服液体制剂所用药物必须是适宜于胃肠给药、刺激性小、肝肠首过效应小、在溶剂中分散度大、化学稳定性好、能满足临床安全有效治疗的浓度。
液体制剂在临床应用广泛,方便而安全,其主要的特点有:①药物以分子或微粒状态分散在介质中,分散度大,吸收快,能较迅速地发挥药效;②给药途径多,可以内服,也可以外用,如用于皮肤、黏膜和人体腔道等;③易于分剂量,服用方便,特别适用于婴幼儿和老年患者;④能减少某些药物的刺激性,如调整液体制剂浓度而减少刺激性,避免溴化物、碘化物等固体药物口服后由于局部浓度过高而引起胃肠道刺激作用;⑤某些固体药物制成液体制剂后,有利于提高药物的生物利用度。
但液体制剂有以下不足:①药物分散度大,又受分散介质的影响,易引起药物的化学降解,使药效降低甚至失效;②液体制剂体积较大,携带、运输、贮存都不方便;③水性液体制剂容易霉变,需加入防腐剂;④非均匀性液体制剂,药物的分散度大,分散粒子具有很大的比表面积,易产生一系列的物理稳定性问题。
二、液体制剂的分类
(一)按分散系统分类
1.均相液体制剂 药物以分子状态均匀分散的澄明溶液,是热力学稳定体系,有以下两种。
(1)低分子溶液剂:由低分子药物分散在分散介质中形成的液体制剂,也称溶液剂。
(2)高分子溶液剂:由高分子化合物分散在分散介质中形成的液体制剂。
2.非均相液体制剂 为不稳定的多相分散体系,包括以下几种。
(1)溶胶剂:又称疏水胶体溶液。
(2)乳剂:由不溶性液体药物分散在分散介质中形成的不均匀分散体系。
(3)混悬剂:由不溶性固体药物以微粒状态分散在分散介质中形成的不均匀分散体系。
按分散体系分类,分散微粒大小决定了分散体系的特征(表3-1)。
表3-1 按分散体系的分类
(二)按给药途径分类
1.内服液体制剂 如合剂、糖浆剂、乳剂、混悬液、滴剂等均为内服液体制剂。
2.外用液体制剂
(1)皮肤用液体制剂:如洗剂、搽剂等。
(2)五官科用液体制剂:如洗耳剂、滴耳剂、滴鼻剂、含漱剂、滴牙剂等。
(3)直肠、阴道、尿道用液体制剂:如灌肠剂、灌洗剂等。
三、液体制剂的质量要求
均匀相液体制剂应是澄明溶液;非均匀相液体制剂的药物粒子应分散均匀,液体制剂浓度应准确;口服的液体制剂应外观良好,口感适宜;外用的液体制剂应无刺激性;液体制剂应有一定的防腐能力,保存和使用过程不应发生霉变;包装容器应适宜,方便患者携带和使用。
案例——想一想
说出你所见过的5种液体制剂。
四、液体制剂的常用溶剂
液体制剂的溶剂,对溶液剂来说可称为溶剂。对溶胶剂、混悬剂、乳剂来说药物并不溶解而是分散,因此称作分散介质。溶剂对液体制剂的性质和质量影响很大。
液体制剂的制备方法、稳定性及所产生的药效等,都与溶剂有密切关系。选择溶剂的条件是:①对药物应具有较好的溶解性和分散性;②化学性质应稳定,不与药物或附加剂发生反应;③不应影响药效的发挥和含量测定;④毒性小、无刺激性、无不适的臭味。药物的溶解或分散状态与溶剂的极性有密切关系。溶剂按介电常数大小分为极性溶剂、半极性溶剂和非极性溶剂。
(一)极性溶剂
1.水 是最常用溶剂,能与乙醇、甘油、丙二醇等溶剂以任意比例混合,能溶解大多数的无机盐类和极性大的有机药物,能溶解药材中的生物碱盐类、苷类、糖类、树胶、黏液质、鞣质、蛋白质、酸类及色素等。但有些药物在水中不稳定,容易产生霉变,故不宜长久储存。配制水性液体制剂时应使用蒸馏水或精制水,不宜使用常水。
2.甘油 为无色黏稠性澄明液体,有甜味,毒性小,能与水、乙醇、丙二醇等以任意比例混合,对硼酸、苯酚和鞣质的溶解度比水大。含甘油30%以上有防腐作用,可供内服或外用,其中外用制剂应用较多
3.二甲基亚砜 为无色澄明液体,具大蒜臭味,有较强的吸湿性,能与水、乙醇、甘油、丙二醇等溶剂以任意比例混合。本品溶解范围广,亦有万能溶剂之称。能促进药物透过皮肤和黏膜的吸收作用,但对皮肤有轻度刺激。
(二)半极性溶剂
1.乙醇 没有特殊说明时,乙醇指95%(V/V)乙醇,可与水、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合,能溶解大部分有机药物和药材中的有效成分,如生物碱及其盐类、挥发油、树脂、鞣质、有机酸和色素等。20%以上的乙醇即有防腐作用。但乙醇有一定的生理活性,有易挥发、易燃烧等缺点。
2.丙二醇 药用一般为1,2-丙二醇,性质与甘油相近,但黏度较甘油为小,可作为内服及肌内注射液溶剂。丙二醇毒性小、无刺激性,能溶解许多有机药物,一定比例的丙二醇和水的混合溶剂能延缓许多药物的水解,增加稳定性。丙二醇对药物在皮肤和黏膜的吸收有一定的促进作用。
3.聚乙二醇 液体制剂中常用聚乙二醇300~600,为无色澄明液体、理化性质稳定,能与水、乙醇、丙二醇、甘油等溶剂任意混合。聚乙二醇不同浓度的水溶液是良好溶剂,能溶解许多水溶性无机盐和水不溶性的有机药物。本品对一些易水解的药物有一定的稳定作用。在洗剂中,能增加皮肤的柔韧性,具有一定的保湿作用。
(三)非极性溶剂
1.脂肪油 脂肪油为常用非极性溶剂,如麻油、豆油、花生油、橄榄油等植物油。植物油不能与极性溶剂混合,而能与非极性溶剂混合。脂肪油能溶解油溶性药物,如激素、挥发油、游离生物碱和许多芳香族药物。脂肪油容易酸败,也易受碱性药物的影响而发生皂化反应,影响制剂的质量。脂肪油多为外用制剂的溶剂,如洗剂、擦剂、滴鼻剂等。
2.液状石蜡 是从石油产品中分离得到的液状烃的混合物,分为轻质和重质两种。前者相对密度为0.828~0.860,后者为0.860~0.890。液状石蜡为无色澄明油状液体,无色无臭,化学性质稳定,但接触空气能被氧化,产生不快臭味,可加入油性抗氧剂。本品能与非极性溶剂混合,能溶解生物碱、挥发油及一些非极性药物等。本品在肠道中不分解也不吸收,能使粪便变软,有润肠通便作用。可作口服制剂和搽剂的溶剂。
3.醋酸乙酯 为无色油状液体,微臭。相对密度(20℃)为0.897~0.906。有挥发性和可燃性。在空气中容易氧化、变色,需加入抗氧剂。本品能溶解挥发油、甾体药物及其他油溶性药物。常作为搽剂的溶剂。
五、液体制剂常用附加剂
(一)增溶剂
增溶是指某些难溶性药物在表面活性剂的作用下,在溶剂中增加溶解度并形成溶液的过程。具有增溶能力的表面活性剂称增溶剂,被增溶的物质称为增溶质。对于以水为溶剂的药物,增溶剂的最适HLB值为15~18。每克增溶剂能增溶药物的克数称为增溶量。常用的增溶剂为聚山梨酯类和聚氧乙烯脂肪酸酯类等。
(二)助溶剂
助溶剂系指难溶性药物与加入的第3种物质在溶剂中形成可溶性分子间的络合物、复盐或缔合物等,以增加药物在溶剂(主要是水)中的溶解度。这第3种物质称为助溶剂。助溶剂多为低分子化合物(不是表面活性剂),与药物形成络合物,如碘在水中溶解度为1∶2 950,如加适量的碘化钾,可明显增加碘在水中溶解度,能配成含碘5%的水溶液。碘化钾为助溶剂,增加碘溶解度的机制是KI与碘形成分子间的络合物KI3。
(三)潜溶剂
为了提高难溶性药物的溶解度,常常使用两种或多种混合溶剂。在混合溶剂中各溶剂达到某一比例时,药物的溶解度出现极大值,这种现象称潜溶,这种溶剂称潜溶剂。与水形成潜溶剂的有乙醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇等。甲硝唑在水中的溶解度为10%(w/V),如果使用水-乙醇混合溶剂,则溶解度提高5倍。醋酸去氢皮质酮注射液是以水-丙二醇为溶剂制备的。
(四)防腐剂
1.防腐的重要性 液体制剂特别是以水为溶剂的液体制剂,易被微生物污染而发霉变质,尤其是含有糖类、蛋白质等营养物质的液体制剂,更容易引起微生物的滋长和繁殖。抗菌药的液体制剂也能生长微生物,因为抗菌药物都有一定的抗菌谱。污染微生物的液体制剂会引起理化性质的变化,严重影响制剂质量,有时会产生细菌毒素有害于人体。
《中国药典》(2010年版)关于药品微生物限度标准,对液体制剂规定了染菌数的限量要求:口服药品1g或1ml不得检出大肠埃希菌,不得检出活螨;化学药品1g含细菌数不得超过1 000个,真菌数不得超过100个;液体制剂1ml含细菌数不得超过100个,真菌、酵母数不超过100个;外用药品1g或1ml不得检出铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌。
2.常用防腐剂
(1)对羟基苯甲酸酯类:对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯,亦称尼泊金类。这类的抑菌作用随烷基碳数增加而增加,但溶解度则减小,丁酯抗菌力最强,溶解度却最小。本类防腐剂混合使用有协同作用。通常是乙酯和丙酯(1∶1)或乙酯和丁酯(4∶1)合用,浓度均为0.01%~0.25%。这是一类很有效的防腐剂,化学性质稳定。在酸性、中性溶液中均有效,但在酸性溶液中作用较强,对大肠埃希菌作用最强。在弱碱性溶液中作用减弱,这是因为酚羟基解离所致。
(2)苯甲酸及其盐:在水中溶解度为0.29%,乙醇中为43%(20℃),通常配成20%醇溶液备用。用量一般为0.03%~0.1%。苯甲酸未解离的分子抑菌作用强,所以在酸性溶液中抑菌效果较好,最适pH值是4。溶液pH值增高时解离度增大,防腐效果降低。笨甲酸钠在酸性溶液中的防腐作用与苯甲酸相当。苯甲酸防霉作用较尼泊金类为弱,而防发酵能力则较尼泊金类强。苯甲酸0.25%和尼泊金0.05%~0.1%联合应用对防止发霉和发酵最为理想,特别适用于中药液体制剂。
(3)山梨酸:本品为白色至黄白色结晶性粉末,熔点133℃,溶解度:水中为0.125%(30℃),丙二醇中5.5%(20℃),无水乙醇或甲醇中12.9%;甘油中0.13%。对细菌最低抑菌浓度为0.02%~0.04%(pH<6.0),对酵母、真菌最低抑菌浓度为0.8%~1.2%。本品的防腐作用是未解离的分子,在pH值4水溶液中效果较好。山梨酸与其他抗菌剂联合使用产生协同作用。山梨酸钾、山梨酸钙作用与山梨酸相同,水中溶解度更大,需在酸性溶液中使用。
(4)苯扎溴铵:又称新洁尔灭,为阳离子表面活性剂。淡黄色黏稠液体,低温时形成蜡状固体,极易潮解,有特臭、味极苦。无刺激性。溶于水和乙醇,微溶于丙酮和乙醚。本品在酸性和碱性溶液中稳定,耐热压。作防腐剂使用浓度为0.02%~0.2%。
(5)醋酸氯己定:又称醋酸洗必泰,微溶于水,溶于乙醇、甘油、丙二醇等溶剂中,为广谱杀菌剂,用量为0.02%~0.05%。
(6)其他防腐剂:邻苯基苯酚微溶于水,使用浓度为0.005%~0.2%;桉叶油为0.01%~0.05%;桂皮油为0.01%。薄荷油为0.05%。
(五)矫味剂
内服液体制应味道可口,外观良好,使患者,尤其是儿童乐于服用。常用的矫味剂如下。
1.甜味剂 甜味剂包括天然的和合成的两大类。天然的甜味剂蔗糖和单糖浆应用最广泛,具有芳香味的果汁糖浆如橙皮糖浆及桂皮糖浆等不但能矫味,也能矫臭。甘油、山梨醇、甘露醇等也可作甜味剂。天然甜味剂甜菊苷,为微黄白色粉末、无臭、有清凉甜味,甜度比蔗糖大200~350倍,在水中溶解度(25℃)为1∶10,pH值4~10时加热也不被水解。常用量为0.025%~0.05%。本品甜味持久且不被吸收,但甜中带苦,故常与蔗糖和糖精钠合用。合成的甜味剂有糖精钠,甜度为蔗糖的200~700倍,易溶于水,但水溶液不稳定,长期放置甜度降低。常用量为0.03%。常与单糖浆、蔗糖和甜菊苷合用,常作咸味的矫味剂。阿司帕坦,也称蛋白糖,为二肽类甜味剂,又称天冬甜精。甜度比蔗糖高150~200倍,不致龋齿,可以有效地降低热量,适用于糖尿病、肥胖症患者。
2.芳香剂 在制剂中有时需要添加少量香料和香精以改善制剂的气味和香味。这些香料与香精称为芳香剂。香料分天然香料和人造香料两大类。天然香料有植物中提取的芳香性挥发油,如柠檬、薄荷挥发油等,以及它们的制剂如薄荷水、桂皮水等。人造香料也称调和香料,是由人工香料添加一定量的溶剂调和而成的混合香料,如苹果香精、香蕉香精等。
3.胶浆剂 胶浆剂具有黏稠缓和的性质,可以干扰味蕾的味觉而能矫味,如阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠、琼脂、明胶、甲基纤维素等的胶浆。如在胶浆剂中加入适量糖精钠或甜菊苷等甜味剂,则增加其矫味作用。
4.泡腾剂 将有机酸与碳酸氢钠一起,遇水后由于产生大量二氧化碳,二氧化碳能麻痹味蕾起矫味作用。对盐类的苦味、涩味、咸味有所改善。
(六)着色剂
有些药物制剂本身无色,但为了心理治疗上的需要或某些目的有时需加入制剂中进行调色的物质称着色剂。着色剂能改善制剂的外观颜色,可用来识别制剂的浓度、区分应用方法和减少病人对服药的厌恶感。尤其是选用的颜色与矫味剂能够配合协调,更易为病人所接受。
1.天然色素 常用的有植物性和矿物性色素,做食品和内服制剂的着色剂。植物性色素:红色的有苏木、甜菜红、胭脂红等;黄色的有姜黄、胡萝卜素等;蓝的有松叶兰、乌饭树叶;绿色的有叶绿酸铜钠盐;棕色的有焦糖等。矿物性的如氧化铁(棕红色)。
2.合成色素 人工合成色素的特点是色泽鲜艳,价格低廉,大多数毒性比较大,用量不宜过多。我国批准的内服合成色素有苋菜红、柠檬黄、胭脂红、胭脂蓝和日落黄,通常配成1%贮备液使用,用量不得超过万分之一。外用色素有品红、亚甲蓝、苏丹黄G等。
(七)其他附加剂
在液体制剂中为了增加稳定性,有时需要加入抗氧剂、pH调节剂、金属离子络合剂等。
课堂讨论
创口贴中所用的防腐剂是什么?
知识拓展
(一)表面活性剂的概念
一定条件下的任何纯液体都具有表面张力,20℃时,水的表面张力为72.75m N·m-1。当溶剂中溶入溶质时,溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化,水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变。使液体表面张力降低的性质即为表面活性。表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。
(二)表面活性剂的结构特征
表面活性剂分子一般由非极性烃链和1个以上的极性基团组成,烃链长度一般在8个碳原子以上,极性基团可以是解离的离子,也可以是不解离的亲水基团。极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐、磷酸酯基、氨基或胺基及它们的盐,也可以是羟基、酰胺基、醚键、羧酸酯基等。
(三)表面活性剂的分类
根据分子组成特点和极性基团的解离性质,将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。根据离子表面活性剂所带电荷,又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子,称为高分子表面活性剂,如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等,但与低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小,增溶力、渗透力弱,乳化力较强,常用做保护胶体。
1.离子表面活性剂
(1)阴离子表面活性剂:阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1)高级脂肪酸盐:系肥皂类,通式为(RCOO-)n Mn+。脂肪酸烃链R一般在C11~C17之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。根据M的不同,又可分碱金属皂(一价皂)、碱土金属皂(二价皂)和有机胺皂(三乙醇胺皂)等。它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力,但易被酸破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏,电解质可使之盐析。一般只用于外用制剂。
2)硫酸化物:主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为,其中脂肪烃链R在C12~C18范围。硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,为黄色或橘黄色黏稠液,有微臭,约含48.5%的总脂肪油,可与水混合,为无刺激性的去污剂和润湿剂,可代替肥皂洗涤皮肤,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS,又称月桂硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等。它们的乳化性也很强,并较肥皂类稳定,较耐酸和钙、镁盐,但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀,对黏膜有一定的刺激性,主要用做外用软膏的乳化剂,有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3)磺酸化物:系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。通式分别为 。它们的水溶性及耐酸,耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但即使在酸性水溶液中也不易水解。常用的品种有二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT)、二己基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等,后者为目前广泛应用的洗涤剂。
(2)阳离子表面活性剂:这类表面活性剂起作用的部分是阳离子,亦称阳性皂。其分子结构的主要部分是1个五价的氮原子,所以也称为季铵化物,其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。常用品种有苯扎氯铵和苯扎溴铵等。
(3)两性离子表面活性剂:这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。
1)卵磷脂:卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。其主要来源是大豆和蛋黄,根据来源不同,又可称豆磷脂或蛋磷脂。卵磷脂外观为透明或半透明黄色或黄褐色油脂状物质,对热十分敏感,在60℃以上数天内即变为不透明褐色,在酸性和碱性条件及酯酶作用下容易水解,不溶于水,溶于氯仿、乙醚、石油醚等有机溶剂,是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料。
2)氨基酸型和甜菜碱型:这两类表面活性剂为合成化合物,阴离子部分主要是羧酸盐,其阳离子部分为季铵盐或胺盐,由胺盐构成者即为氨基酸型(R+NH2CH2CH2COO-);由季铵盐构成者即为甜菜碱型[R+N(CH3)2CH2COO-]。氨基酸型在等电点时亲水性减弱,并可能产生沉淀,而甜菜碱型则无论在酸性、中性及碱性溶液中均易溶,在等电点时也无沉淀。
2.非离子表面活性剂 这类表面活性剂在水中不解离,分子中构成亲水基团的是甘油、聚乙二醇和山梨醇等多元醇,构成亲油基团的是长链脂肪酸或长链脂肪醇以及烷基或芳基等,它们以酯键或醚键与亲水基团结合,品种很多,广泛用于外用、口服制剂和注射剂,个别品种也用于静脉注射剂。
(1)脂肪酸甘油酯:主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二酰甘油,如单硬脂酸甘油酯等。主要用做W/O型辅助乳化剂。
(2)多元醇型:
1)蔗糖脂肪酸酯:蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯,是蔗糖与脂肪酸反应生成的一大类化合物,属多元醇型非离子表面活性剂,主要用做水包油型乳化剂、分散剂。一些高脂肪酸含量的蔗糖酯也用做阻滞剂。
2)脂肪酸山梨坦:脂肪酸山梨坦是失水山梨醇脂肪酸酯,是由山梨糖醇及其单酐和二酐与脂肪酸反应而成的酯类化合物的混合物,商品名为司盘(spans)。根据反应的脂肪酸的不同,可分为司盘20(月桂山梨坦)、司盘40(棕榈山梨坦)、司盘60(硬脂山梨坦)、司盘65(三硬脂山梨坦)、司盘80(油酸山梨坦)和司盘85(三油酸山梨坦)等多个品种。
3)聚山梨酯:它是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯,是由失水山梨醇脂肪酸酯与环氧乙烷反应生成的亲水性化合物。氧乙烯链节数约为20,可加成在山梨醇的多个羟基上,所以也是一种复杂的混合物。商品名为吐温(tweens),美国药典品名为polysorbate,与司盘的命名相对应,根据脂肪酸不同,有聚山梨酯20(吐温20)、聚山梨酯40、聚山梨酯60、聚山梨酯65、聚山梨酯80(吐温80)和聚山梨酯85等多种型号。
(3)聚氧乙烯型:
1)聚氧乙烯脂肪酸酯:这类表面活性剂系由聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯,通式为RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH,商品有卖泽(Myrij)。根据聚乙二醇部分的相对分子质量和脂肪酸品种不同而有不同品种。这类表面活性剂有较强水溶性,乳化能力强,为水包油型乳化剂,常用的有聚氧乙烯40硬脂酸酯等。
2)聚氧乙烯脂肪醇醚:它是由聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚,通式为RO(CH2OCH2)nH,商品有苄泽(Brij),如Brij30和Brij35分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇缩合物;西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物;平平加O(Perogol O)则是15个单位的氧乙烯与油醇的缩合物。
(4)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物:本品又称泊洛沙姆(Poloxamer),商品名普郎尼克(Pluronic)。通式为HO(C2H4O)a—(C3H6O)b—(C2H4O)aH;是目前用于静脉乳剂的极少数合成乳化剂之一。用本品制备的乳剂能够耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。
(四)表面活性剂的性质
1.临界胶束浓度(critical micell concentration,CMC) 当表面活性剂的正吸附达饱和后,继续加入表面活性剂,其分子则转入溶液中,因其亲油基团的存在,水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力大于吸引力,导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集,形成亲油基团向内,亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的缔合体,称为胶团或胶束(micelles)。
表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度CMC。
2.胶束的结构 在一定浓度范围的表面活性剂溶液中,胶束呈球形结构,其碳氢链无序缠绕构成内核,具非极性液态性质。碳氢链上一些与亲水基相邻的次甲基形成整齐排列的栅状层。亲水基则分布在胶束表面,由于亲水基与水分子的相互作用,水分子可深入到栅状层内。
3.亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance,HLB) 表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力称为亲水亲油平衡值HLB。
表面活性剂的HLB值与其应用性质有密切关系,HLB值在3~6的表面活性剂适合用做W/O型乳化剂,HLB值在8~18的表面活性剂,适合用做O/W型乳化剂。作为增溶剂的HLB值在13~18,作为润湿剂的HLB值在7~9等。
一些常用表面活性剂的HLB值列于表3-2。非离子表面活性剂的HLB值具有加和性,如简单的二组分非离子表面活性剂体系的HLB值可计算如下:
例如,用45%司盘60(HLB=4.7)和55%吐温60(HLB=14.9)组成的混合表面活性剂的HLB值为10.31。但上式不能用于混合离子型表面活性剂HLB值的计算。
表3-2 常用表面活性剂的HLB值
案例——做一做
请写下实训中心模拟药房的5种溶液剂的配料表,并说明它们分别的作用。
液体制剂品种多,临床应用广泛。本项目所介绍的液体制剂为口服和外用液体制剂,不包括注射剂、输液、眼用液体制剂等需灭菌或无菌操作的液体制剂(参见项目四)。
液体制剂还是其他剂型(如软胶囊、软膏剂、栓剂、气雾剂等)的基础剂型或组成要素,因此液体制剂在药物制剂技术中占有重要的地位。
一、液体制剂的定义和特点
液体制剂系指药物分散在适宜的分散介质中制成的液态制剂,可供内服或外用。液体制剂中被分散的药物称为分散相,在一定条件下它以固体颗粒、液滴、胶体粒子、分子、离子或其混合形式存在于分散介质(也称为分散溶剂)中。分散方法、分散程度不同,相应的作用效果也不同。口服液体制剂所用药物必须是适宜于胃肠给药、刺激性小、肝肠首过效应小、在溶剂中分散度大、化学稳定性好、能满足临床安全有效治疗的浓度。
液体制剂在临床应用广泛,方便而安全,其主要的特点有:①药物以分子或微粒状态分散在介质中,分散度大,吸收快,能较迅速地发挥药效;②给药途径多,可以内服,也可以外用,如用于皮肤、黏膜和人体腔道等;③易于分剂量,服用方便,特别适用于婴幼儿和老年患者;④能减少某些药物的刺激性,如调整液体制剂浓度而减少刺激性,避免溴化物、碘化物等固体药物口服后由于局部浓度过高而引起胃肠道刺激作用;⑤某些固体药物制成液体制剂后,有利于提高药物的生物利用度。
但液体制剂有以下不足:①药物分散度大,又受分散介质的影响,易引起药物的化学降解,使药效降低甚至失效;②液体制剂体积较大,携带、运输、贮存都不方便;③水性液体制剂容易霉变,需加入防腐剂;④非均匀性液体制剂,药物的分散度大,分散粒子具有很大的比表面积,易产生一系列的物理稳定性问题。
二、液体制剂的分类
(一)按分散系统分类
1.均相液体制剂 药物以分子状态均匀分散的澄明溶液,是热力学稳定体系,有以下两种。
(1)低分子溶液剂:由低分子药物分散在分散介质中形成的液体制剂,也称溶液剂。
(2)高分子溶液剂:由高分子化合物分散在分散介质中形成的液体制剂。
2.非均相液体制剂 为不稳定的多相分散体系,包括以下几种。
(1)溶胶剂:又称疏水胶体溶液。
(2)乳剂:由不溶性液体药物分散在分散介质中形成的不均匀分散体系。
(3)混悬剂:由不溶性固体药物以微粒状态分散在分散介质中形成的不均匀分散体系。
按分散体系分类,分散微粒大小决定了分散体系的特征(表3-1)。
表3-1 按分散体系的分类
(二)按给药途径分类
1.内服液体制剂 如合剂、糖浆剂、乳剂、混悬液、滴剂等均为内服液体制剂。
2.外用液体制剂
(1)皮肤用液体制剂:如洗剂、搽剂等。
(2)五官科用液体制剂:如洗耳剂、滴耳剂、滴鼻剂、含漱剂、滴牙剂等。
(3)直肠、阴道、尿道用液体制剂:如灌肠剂、灌洗剂等。
三、液体制剂的质量要求
均匀相液体制剂应是澄明溶液;非均匀相液体制剂的药物粒子应分散均匀,液体制剂浓度应准确;口服的液体制剂应外观良好,口感适宜;外用的液体制剂应无刺激性;液体制剂应有一定的防腐能力,保存和使用过程不应发生霉变;包装容器应适宜,方便患者携带和使用。
案例——想一想
说出你所见过的5种液体制剂。
四、液体制剂的常用溶剂
液体制剂的溶剂,对溶液剂来说可称为溶剂。对溶胶剂、混悬剂、乳剂来说药物并不溶解而是分散,因此称作分散介质。溶剂对液体制剂的性质和质量影响很大。
液体制剂的制备方法、稳定性及所产生的药效等,都与溶剂有密切关系。选择溶剂的条件是:①对药物应具有较好的溶解性和分散性;②化学性质应稳定,不与药物或附加剂发生反应;③不应影响药效的发挥和含量测定;④毒性小、无刺激性、无不适的臭味。药物的溶解或分散状态与溶剂的极性有密切关系。溶剂按介电常数大小分为极性溶剂、半极性溶剂和非极性溶剂。
(一)极性溶剂
1.水 是最常用溶剂,能与乙醇、甘油、丙二醇等溶剂以任意比例混合,能溶解大多数的无机盐类和极性大的有机药物,能溶解药材中的生物碱盐类、苷类、糖类、树胶、黏液质、鞣质、蛋白质、酸类及色素等。但有些药物在水中不稳定,容易产生霉变,故不宜长久储存。配制水性液体制剂时应使用蒸馏水或精制水,不宜使用常水。
2.甘油 为无色黏稠性澄明液体,有甜味,毒性小,能与水、乙醇、丙二醇等以任意比例混合,对硼酸、苯酚和鞣质的溶解度比水大。含甘油30%以上有防腐作用,可供内服或外用,其中外用制剂应用较多
3.二甲基亚砜 为无色澄明液体,具大蒜臭味,有较强的吸湿性,能与水、乙醇、甘油、丙二醇等溶剂以任意比例混合。本品溶解范围广,亦有万能溶剂之称。能促进药物透过皮肤和黏膜的吸收作用,但对皮肤有轻度刺激。
(二)半极性溶剂
1.乙醇 没有特殊说明时,乙醇指95%(V/V)乙醇,可与水、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合,能溶解大部分有机药物和药材中的有效成分,如生物碱及其盐类、挥发油、树脂、鞣质、有机酸和色素等。20%以上的乙醇即有防腐作用。但乙醇有一定的生理活性,有易挥发、易燃烧等缺点。
2.丙二醇 药用一般为1,2-丙二醇,性质与甘油相近,但黏度较甘油为小,可作为内服及肌内注射液溶剂。丙二醇毒性小、无刺激性,能溶解许多有机药物,一定比例的丙二醇和水的混合溶剂能延缓许多药物的水解,增加稳定性。丙二醇对药物在皮肤和黏膜的吸收有一定的促进作用。
3.聚乙二醇 液体制剂中常用聚乙二醇300~600,为无色澄明液体、理化性质稳定,能与水、乙醇、丙二醇、甘油等溶剂任意混合。聚乙二醇不同浓度的水溶液是良好溶剂,能溶解许多水溶性无机盐和水不溶性的有机药物。本品对一些易水解的药物有一定的稳定作用。在洗剂中,能增加皮肤的柔韧性,具有一定的保湿作用。
(三)非极性溶剂
1.脂肪油 脂肪油为常用非极性溶剂,如麻油、豆油、花生油、橄榄油等植物油。植物油不能与极性溶剂混合,而能与非极性溶剂混合。脂肪油能溶解油溶性药物,如激素、挥发油、游离生物碱和许多芳香族药物。脂肪油容易酸败,也易受碱性药物的影响而发生皂化反应,影响制剂的质量。脂肪油多为外用制剂的溶剂,如洗剂、擦剂、滴鼻剂等。
2.液状石蜡 是从石油产品中分离得到的液状烃的混合物,分为轻质和重质两种。前者相对密度为0.828~0.860,后者为0.860~0.890。液状石蜡为无色澄明油状液体,无色无臭,化学性质稳定,但接触空气能被氧化,产生不快臭味,可加入油性抗氧剂。本品能与非极性溶剂混合,能溶解生物碱、挥发油及一些非极性药物等。本品在肠道中不分解也不吸收,能使粪便变软,有润肠通便作用。可作口服制剂和搽剂的溶剂。
3.醋酸乙酯 为无色油状液体,微臭。相对密度(20℃)为0.897~0.906。有挥发性和可燃性。在空气中容易氧化、变色,需加入抗氧剂。本品能溶解挥发油、甾体药物及其他油溶性药物。常作为搽剂的溶剂。
五、液体制剂常用附加剂
(一)增溶剂
增溶是指某些难溶性药物在表面活性剂的作用下,在溶剂中增加溶解度并形成溶液的过程。具有增溶能力的表面活性剂称增溶剂,被增溶的物质称为增溶质。对于以水为溶剂的药物,增溶剂的最适HLB值为15~18。每克增溶剂能增溶药物的克数称为增溶量。常用的增溶剂为聚山梨酯类和聚氧乙烯脂肪酸酯类等。
(二)助溶剂
助溶剂系指难溶性药物与加入的第3种物质在溶剂中形成可溶性分子间的络合物、复盐或缔合物等,以增加药物在溶剂(主要是水)中的溶解度。这第3种物质称为助溶剂。助溶剂多为低分子化合物(不是表面活性剂),与药物形成络合物,如碘在水中溶解度为1∶2 950,如加适量的碘化钾,可明显增加碘在水中溶解度,能配成含碘5%的水溶液。碘化钾为助溶剂,增加碘溶解度的机制是KI与碘形成分子间的络合物KI3。
(三)潜溶剂
为了提高难溶性药物的溶解度,常常使用两种或多种混合溶剂。在混合溶剂中各溶剂达到某一比例时,药物的溶解度出现极大值,这种现象称潜溶,这种溶剂称潜溶剂。与水形成潜溶剂的有乙醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇等。甲硝唑在水中的溶解度为10%(w/V),如果使用水-乙醇混合溶剂,则溶解度提高5倍。醋酸去氢皮质酮注射液是以水-丙二醇为溶剂制备的。
(四)防腐剂
1.防腐的重要性 液体制剂特别是以水为溶剂的液体制剂,易被微生物污染而发霉变质,尤其是含有糖类、蛋白质等营养物质的液体制剂,更容易引起微生物的滋长和繁殖。抗菌药的液体制剂也能生长微生物,因为抗菌药物都有一定的抗菌谱。污染微生物的液体制剂会引起理化性质的变化,严重影响制剂质量,有时会产生细菌毒素有害于人体。
《中国药典》(2010年版)关于药品微生物限度标准,对液体制剂规定了染菌数的限量要求:口服药品1g或1ml不得检出大肠埃希菌,不得检出活螨;化学药品1g含细菌数不得超过1 000个,真菌数不得超过100个;液体制剂1ml含细菌数不得超过100个,真菌、酵母数不超过100个;外用药品1g或1ml不得检出铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌。
2.常用防腐剂
(1)对羟基苯甲酸酯类:对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯,亦称尼泊金类。这类的抑菌作用随烷基碳数增加而增加,但溶解度则减小,丁酯抗菌力最强,溶解度却最小。本类防腐剂混合使用有协同作用。通常是乙酯和丙酯(1∶1)或乙酯和丁酯(4∶1)合用,浓度均为0.01%~0.25%。这是一类很有效的防腐剂,化学性质稳定。在酸性、中性溶液中均有效,但在酸性溶液中作用较强,对大肠埃希菌作用最强。在弱碱性溶液中作用减弱,这是因为酚羟基解离所致。
(2)苯甲酸及其盐:在水中溶解度为0.29%,乙醇中为43%(20℃),通常配成20%醇溶液备用。用量一般为0.03%~0.1%。苯甲酸未解离的分子抑菌作用强,所以在酸性溶液中抑菌效果较好,最适pH值是4。溶液pH值增高时解离度增大,防腐效果降低。笨甲酸钠在酸性溶液中的防腐作用与苯甲酸相当。苯甲酸防霉作用较尼泊金类为弱,而防发酵能力则较尼泊金类强。苯甲酸0.25%和尼泊金0.05%~0.1%联合应用对防止发霉和发酵最为理想,特别适用于中药液体制剂。
(3)山梨酸:本品为白色至黄白色结晶性粉末,熔点133℃,溶解度:水中为0.125%(30℃),丙二醇中5.5%(20℃),无水乙醇或甲醇中12.9%;甘油中0.13%。对细菌最低抑菌浓度为0.02%~0.04%(pH<6.0),对酵母、真菌最低抑菌浓度为0.8%~1.2%。本品的防腐作用是未解离的分子,在pH值4水溶液中效果较好。山梨酸与其他抗菌剂联合使用产生协同作用。山梨酸钾、山梨酸钙作用与山梨酸相同,水中溶解度更大,需在酸性溶液中使用。
(4)苯扎溴铵:又称新洁尔灭,为阳离子表面活性剂。淡黄色黏稠液体,低温时形成蜡状固体,极易潮解,有特臭、味极苦。无刺激性。溶于水和乙醇,微溶于丙酮和乙醚。本品在酸性和碱性溶液中稳定,耐热压。作防腐剂使用浓度为0.02%~0.2%。
(5)醋酸氯己定:又称醋酸洗必泰,微溶于水,溶于乙醇、甘油、丙二醇等溶剂中,为广谱杀菌剂,用量为0.02%~0.05%。
(6)其他防腐剂:邻苯基苯酚微溶于水,使用浓度为0.005%~0.2%;桉叶油为0.01%~0.05%;桂皮油为0.01%。薄荷油为0.05%。
(五)矫味剂
内服液体制应味道可口,外观良好,使患者,尤其是儿童乐于服用。常用的矫味剂如下。
1.甜味剂 甜味剂包括天然的和合成的两大类。天然的甜味剂蔗糖和单糖浆应用最广泛,具有芳香味的果汁糖浆如橙皮糖浆及桂皮糖浆等不但能矫味,也能矫臭。甘油、山梨醇、甘露醇等也可作甜味剂。天然甜味剂甜菊苷,为微黄白色粉末、无臭、有清凉甜味,甜度比蔗糖大200~350倍,在水中溶解度(25℃)为1∶10,pH值4~10时加热也不被水解。常用量为0.025%~0.05%。本品甜味持久且不被吸收,但甜中带苦,故常与蔗糖和糖精钠合用。合成的甜味剂有糖精钠,甜度为蔗糖的200~700倍,易溶于水,但水溶液不稳定,长期放置甜度降低。常用量为0.03%。常与单糖浆、蔗糖和甜菊苷合用,常作咸味的矫味剂。阿司帕坦,也称蛋白糖,为二肽类甜味剂,又称天冬甜精。甜度比蔗糖高150~200倍,不致龋齿,可以有效地降低热量,适用于糖尿病、肥胖症患者。
2.芳香剂 在制剂中有时需要添加少量香料和香精以改善制剂的气味和香味。这些香料与香精称为芳香剂。香料分天然香料和人造香料两大类。天然香料有植物中提取的芳香性挥发油,如柠檬、薄荷挥发油等,以及它们的制剂如薄荷水、桂皮水等。人造香料也称调和香料,是由人工香料添加一定量的溶剂调和而成的混合香料,如苹果香精、香蕉香精等。
3.胶浆剂 胶浆剂具有黏稠缓和的性质,可以干扰味蕾的味觉而能矫味,如阿拉伯胶、羧甲基纤维素钠、琼脂、明胶、甲基纤维素等的胶浆。如在胶浆剂中加入适量糖精钠或甜菊苷等甜味剂,则增加其矫味作用。
4.泡腾剂 将有机酸与碳酸氢钠一起,遇水后由于产生大量二氧化碳,二氧化碳能麻痹味蕾起矫味作用。对盐类的苦味、涩味、咸味有所改善。
(六)着色剂
有些药物制剂本身无色,但为了心理治疗上的需要或某些目的有时需加入制剂中进行调色的物质称着色剂。着色剂能改善制剂的外观颜色,可用来识别制剂的浓度、区分应用方法和减少病人对服药的厌恶感。尤其是选用的颜色与矫味剂能够配合协调,更易为病人所接受。
1.天然色素 常用的有植物性和矿物性色素,做食品和内服制剂的着色剂。植物性色素:红色的有苏木、甜菜红、胭脂红等;黄色的有姜黄、胡萝卜素等;蓝的有松叶兰、乌饭树叶;绿色的有叶绿酸铜钠盐;棕色的有焦糖等。矿物性的如氧化铁(棕红色)。
2.合成色素 人工合成色素的特点是色泽鲜艳,价格低廉,大多数毒性比较大,用量不宜过多。我国批准的内服合成色素有苋菜红、柠檬黄、胭脂红、胭脂蓝和日落黄,通常配成1%贮备液使用,用量不得超过万分之一。外用色素有品红、亚甲蓝、苏丹黄G等。
(七)其他附加剂
在液体制剂中为了增加稳定性,有时需要加入抗氧剂、pH调节剂、金属离子络合剂等。
课堂讨论
创口贴中所用的防腐剂是什么?
知识拓展
(一)表面活性剂的概念
一定条件下的任何纯液体都具有表面张力,20℃时,水的表面张力为72.75m N·m-1。当溶剂中溶入溶质时,溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化,水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变。使液体表面张力降低的性质即为表面活性。表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。
(二)表面活性剂的结构特征
表面活性剂分子一般由非极性烃链和1个以上的极性基团组成,烃链长度一般在8个碳原子以上,极性基团可以是解离的离子,也可以是不解离的亲水基团。极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐、磷酸酯基、氨基或胺基及它们的盐,也可以是羟基、酰胺基、醚键、羧酸酯基等。
(三)表面活性剂的分类
根据分子组成特点和极性基团的解离性质,将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。根据离子表面活性剂所带电荷,又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。一些表现出较强的表面活性同时具有一定的起泡、乳化、增溶等应用性能的水溶性高分子,称为高分子表面活性剂,如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等,但与低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小,增溶力、渗透力弱,乳化力较强,常用做保护胶体。
1.离子表面活性剂
(1)阴离子表面活性剂:阴离子表面活性剂起表面活性作用的部分是阴离子。
1)高级脂肪酸盐:系肥皂类,通式为(RCOO-)n Mn+。脂肪酸烃链R一般在C11~C17之间,以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常见。根据M的不同,又可分碱金属皂(一价皂)、碱土金属皂(二价皂)和有机胺皂(三乙醇胺皂)等。它们均具有良好的乳化性能和分散油的能力,但易被酸破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏,电解质可使之盐析。一般只用于外用制剂。
2)硫酸化物:主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类,通式为,其中脂肪烃链R在C12~C18范围。硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油,为黄色或橘黄色黏稠液,有微臭,约含48.5%的总脂肪油,可与水混合,为无刺激性的去污剂和润湿剂,可代替肥皂洗涤皮肤,也可用于挥发油或水不溶性杀菌剂的增溶。高级脂肪醇硫酸酯类中常用的是十二烷基硫酸钠(SDS,又称月桂硫酸钠、SLS)、十六烷基硫酸钠(鲸蜡醇硫酸钠)、十八烷基硫酸钠(硬脂醇硫酸钠)等。它们的乳化性也很强,并较肥皂类稳定,较耐酸和钙、镁盐,但可与一些高分子阳离子药物发生作用而产生沉淀,对黏膜有一定的刺激性,主要用做外用软膏的乳化剂,有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
3)磺酸化物:系指脂肪族磺酸化物和烷基芳基磺酸化物等。通式分别为 。它们的水溶性及耐酸,耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但即使在酸性水溶液中也不易水解。常用的品种有二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT)、二己基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等,后者为目前广泛应用的洗涤剂。
(2)阳离子表面活性剂:这类表面活性剂起作用的部分是阳离子,亦称阳性皂。其分子结构的主要部分是1个五价的氮原子,所以也称为季铵化物,其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。常用品种有苯扎氯铵和苯扎溴铵等。
(3)两性离子表面活性剂:这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。
1)卵磷脂:卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂。其主要来源是大豆和蛋黄,根据来源不同,又可称豆磷脂或蛋磷脂。卵磷脂外观为透明或半透明黄色或黄褐色油脂状物质,对热十分敏感,在60℃以上数天内即变为不透明褐色,在酸性和碱性条件及酯酶作用下容易水解,不溶于水,溶于氯仿、乙醚、石油醚等有机溶剂,是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料。
2)氨基酸型和甜菜碱型:这两类表面活性剂为合成化合物,阴离子部分主要是羧酸盐,其阳离子部分为季铵盐或胺盐,由胺盐构成者即为氨基酸型(R+NH2CH2CH2COO-);由季铵盐构成者即为甜菜碱型[R+N(CH3)2CH2COO-]。氨基酸型在等电点时亲水性减弱,并可能产生沉淀,而甜菜碱型则无论在酸性、中性及碱性溶液中均易溶,在等电点时也无沉淀。
2.非离子表面活性剂 这类表面活性剂在水中不解离,分子中构成亲水基团的是甘油、聚乙二醇和山梨醇等多元醇,构成亲油基团的是长链脂肪酸或长链脂肪醇以及烷基或芳基等,它们以酯键或醚键与亲水基团结合,品种很多,广泛用于外用、口服制剂和注射剂,个别品种也用于静脉注射剂。
(1)脂肪酸甘油酯:主要有脂肪酸单甘油酯和脂肪酸二酰甘油,如单硬脂酸甘油酯等。主要用做W/O型辅助乳化剂。
(2)多元醇型:
1)蔗糖脂肪酸酯:蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯,是蔗糖与脂肪酸反应生成的一大类化合物,属多元醇型非离子表面活性剂,主要用做水包油型乳化剂、分散剂。一些高脂肪酸含量的蔗糖酯也用做阻滞剂。
2)脂肪酸山梨坦:脂肪酸山梨坦是失水山梨醇脂肪酸酯,是由山梨糖醇及其单酐和二酐与脂肪酸反应而成的酯类化合物的混合物,商品名为司盘(spans)。根据反应的脂肪酸的不同,可分为司盘20(月桂山梨坦)、司盘40(棕榈山梨坦)、司盘60(硬脂山梨坦)、司盘65(三硬脂山梨坦)、司盘80(油酸山梨坦)和司盘85(三油酸山梨坦)等多个品种。
3)聚山梨酯:它是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯,是由失水山梨醇脂肪酸酯与环氧乙烷反应生成的亲水性化合物。氧乙烯链节数约为20,可加成在山梨醇的多个羟基上,所以也是一种复杂的混合物。商品名为吐温(tweens),美国药典品名为polysorbate,与司盘的命名相对应,根据脂肪酸不同,有聚山梨酯20(吐温20)、聚山梨酯40、聚山梨酯60、聚山梨酯65、聚山梨酯80(吐温80)和聚山梨酯85等多种型号。
(3)聚氧乙烯型:
1)聚氧乙烯脂肪酸酯:这类表面活性剂系由聚乙二醇与长链脂肪酸缩合而成的酯,通式为RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH,商品有卖泽(Myrij)。根据聚乙二醇部分的相对分子质量和脂肪酸品种不同而有不同品种。这类表面活性剂有较强水溶性,乳化能力强,为水包油型乳化剂,常用的有聚氧乙烯40硬脂酸酯等。
2)聚氧乙烯脂肪醇醚:它是由聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚,通式为RO(CH2OCH2)nH,商品有苄泽(Brij),如Brij30和Brij35分别为不同分子量的聚乙二醇与月桂醇缩合物;西土马哥(Cetomacrogol)为聚乙二醇与十六醇的缩合物;平平加O(Perogol O)则是15个单位的氧乙烯与油醇的缩合物。
(4)聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物:本品又称泊洛沙姆(Poloxamer),商品名普郎尼克(Pluronic)。通式为HO(C2H4O)a—(C3H6O)b—(C2H4O)aH;是目前用于静脉乳剂的极少数合成乳化剂之一。用本品制备的乳剂能够耐受热压灭菌和低温冰冻而不改变其物理稳定性。
(四)表面活性剂的性质
1.临界胶束浓度(critical micell concentration,CMC) 当表面活性剂的正吸附达饱和后,继续加入表面活性剂,其分子则转入溶液中,因其亲油基团的存在,水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力大于吸引力,导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集,形成亲油基团向内,亲水基团向外、在水中稳定分散、大小在胶体粒子范围的缔合体,称为胶团或胶束(micelles)。
表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度CMC。
2.胶束的结构 在一定浓度范围的表面活性剂溶液中,胶束呈球形结构,其碳氢链无序缠绕构成内核,具非极性液态性质。碳氢链上一些与亲水基相邻的次甲基形成整齐排列的栅状层。亲水基则分布在胶束表面,由于亲水基与水分子的相互作用,水分子可深入到栅状层内。
3.亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance,HLB) 表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲和力称为亲水亲油平衡值HLB。
表面活性剂的HLB值与其应用性质有密切关系,HLB值在3~6的表面活性剂适合用做W/O型乳化剂,HLB值在8~18的表面活性剂,适合用做O/W型乳化剂。作为增溶剂的HLB值在13~18,作为润湿剂的HLB值在7~9等。
一些常用表面活性剂的HLB值列于表3-2。非离子表面活性剂的HLB值具有加和性,如简单的二组分非离子表面活性剂体系的HLB值可计算如下:
例如,用45%司盘60(HLB=4.7)和55%吐温60(HLB=14.9)组成的混合表面活性剂的HLB值为10.31。但上式不能用于混合离子型表面活性剂HLB值的计算。
表3-2 常用表面活性剂的HLB值
案例——做一做
请写下实训中心模拟药房的5种溶液剂的配料表,并说明它们分别的作用。
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