chp8 Flashcards
(41 cards)
define φαρμακευτικά πηκτώματα
= ημιστερεά συστήματα στα οποία υπάρχει αλληλεπίδραση (είτε φυσική είτε ομοιοπολική) μεταξύ κολλοειδών σωματιδίων σε ένα υγρό φορέα.
Describe the carriers used se πηκτωματα
Ο φορέας:
- είναι συνεχής
- αλληλεπιδρά με τα κολλοειδή σωματίδια μέσω ενός τρισδιάστατου δικτύου, το οποίο σχηματίζεται από τους δεσμούς που δημιουργούνται μεταξύ γειτονικών σωματιδίων
- Ο φορέας μπορεί να είναι υδατικός, υδατοαλκοολικός, αλκοολικός ή μη υδατικός
- Τα κολλοειδή σωματίδια μπορεί να είναι διεσπαρμένα στερεά ή διεσπαρμένα πολυμερή
what are ξηρογέλες (xerogels)
= πηκτώματα στα οποία ο φορέας έχει απομακρυνθεί και έχει παραμείνει το πολυμερικό δίκτυο
Name the 2 categories of φαρμακευτικών πηκτωμάτων ανάλογα με τη φύση του τρισδιάστατου δικτύου των σωματιδίων
- Διεσπαρμένα στερεά
- Υδρόφιλα πολυμερή
—> Τα φαρμακευτικά πηκτώματα μπορεί να μορφοποιηθούν κατά τέτοιο τρόπο ούτως ώστε να παρέχουν εξαιρετικές ιδιότητες εξάπλωσης και μια αίσθηση δροσιάς λόγω εξάτμισης του διαλύτη
—> Οι δραστικές ουσίες που αποικοδομούνται μέσω υδρόλυσης δεν θα πρέπει να μορφοποιούνται σε υδατικά πηκτώματα
Explain the mechanism / bonding in Πηκτώματα διεσπαρμένων στερεών
Υπό καθορισμένες συνθήκες, τα διεσπαρμένα στερεά υφίστανται κροκίδωση
- Εάν η κροκίδωση επεκταθεί σε όλο το σύστημα τότε θα δημιουργηθεί ένα συνεχές δίκτυο στερεών σωματιδίων
—> υγρός φορέας θα είναι διεσπαρμένος στον κενό χώρο μεταξύ των σωματιδίων
—> Η αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων του δικτύου μπορεί να πραγματοποιείται μέσω δεσμών van der Waals (π.χ. πήκτωμα υδροξειδίου του αργιλίου) - Εντούτοις, για κάποια διεσπαρμένα στερεά οι αλληλεπιδράσεις πραγματοποιούνται μέσω ηλεκτροστατικών δεσμών
—> π.χ. καολίνης, μπεντονίτης, πυριτικό μαγνήσιο-αργίλιο
Give an example of Πηκτώματα διεσπαρμένων στερεών
Πήκτωμα πυριτικού μαγνησίου-αργιλίου
- Τα σωματίδια εμφανίζουν μια πλακοειδή κρυσταλλική δομή
- υπάρχουν ηλεκτροαρνητικές περιοχές κατά μήκος της επίπεδης επιφάνειας του κρυστάλλου (λόγω των O–)
- also ηλεκτροθετικές περιοχές στα άκρα του κρυστάλλου —> λόγω των ιόντων αργιλίου και μαγνησίου
—-> Η αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο αυτών περιοχών διευκολύνει το σχηματισμό ενός δικτύου σωματιδίων με δομή που μοιάζει με ‘σπίτι από τραπουλόχαρτα’ (‘house of cards’)
Describe the strength of the bonds in Πηκτώματα διεσπαρμένων στερεών
Η ισχύς των δεσμών μεταξύ των σωματιδίων είναι ασθενής:
- Οι δεσμοί μεταξύ των σωματιδίων σπάνε από την εφαρμογή σχετικά χαμηλών διατμητικών τάσεων
- όπως αυτές που συμβαίνουν κάθε φορά που το προϊόν ανακινείται → απελευθέρωση μεμονωμένων σωματιδίων
- Μετά την απομάκρυνση της τάσης, οι δεσμοί μεταξύ των σωματιδίων σχηματίζονται εκ νέου —> ως εκ τούτου η δομή των συστημάτων αυτών ανακτάται
- Αυτή η εξαρτώμενη από το χρόνο αποκατάστασης της δομής (που είχε χαθεί κατά την ανακίνηση) ονομάζεται θιξοτροπία.
Describe Πηκτώματα υδρόφιλων πολυμερών (bonding …)
- Τα φαρμακευτικά πηκτώματα συνήθως παρασκευάζονται μέσω διασποράς υδρόφιλων πολυμερών σε κατάλληλο υδατικό φορέα
- Οι μοναδικές φυσικές ιδιότητές τους προκύπτουν μέσω αλληλεπίδρασης των επιδιαλυτωμένων μορίων του πολυμερούς μεταξύ τους και με το υδατικό μέσο
- Υπάρχουν δύο τύποι αλληλεπίδρασης μεταξύ των μορίων του πολυμερούς που μπορεί να εμφανιστούν από τα υδρόφιλα πολυμερή —> αντιστρεπτή ή μη αντιστρεπτή αλληλεπίδραση
what are the 2 types of Πηκτώματα υδρόφιλων πολυμερών
Με βάση αυτό το διαχωρισμό τα πηκτώματα:
- Τύπου 1
- Τύπου 2
—> most used
Compare Πηκτώματα τύπου 1 vs Type 2
- Στα πηκτώματα τύπου 1:
- called υδρογέλες
- η αλληλεπίδραση μεταξύ γειτονικών πολυμερικών αλυσίδων γίνεται μέσω ομοιοπολικών δεσμών (διασταυρούμενες συνδέσεις)
- Στα πηκτώματα τύπου 2:
- οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πολυμερικών αλυσίδων είναι αντιστρεπτές
- δημιουργούνται μέσω ασθενέστερων δεσμών, π.χ. δεσμών υδρογόνου, ιοντικών αλληλεπιδράσεων ή van der Waals αλληλεπιδράσεων
- Οι περιοχές στις οποίες γειτονικές πολυμερικές αλυσίδες αλληλεπιδρούν ονομάζονται ζώνες σύνδεσης
- Ένα σημαντικό κλάσμα του πολυμερούς συμμετέχει σε αυτές τις αλληλεπιδράσεις
Describe the unique physicochemical properties of Πηκτώματα τύπου 1
- Ικανότητα απορρόφησης σημαντικής μάζας υδατικού υγρού
—> περίπου 100 φορές της αρχικής τους μάζας
—> διατηρώντας παράλληλα την τρισδιάστατη δομή τους - Ισχυρές μηχανικές ιδιότητες
—> εμφανίζουν εξαιρετική αντίσταση σε θραύση κατά την έκθεσή τους σε τάσεις και εξαιρετική ευελιξία
—> Στην περίπτωση των υδρογελών, ο διαλύτης που βρίσκεται στο εσωτερικό της γέλης λειτουργεί ως πλαστικοποιητής - Τα πηκτώματα τύπου 1 δεν εμφανίζουν ροή όταν εφαρμοστεί σε αυτά τάση
—> η τάση που εφαρμόζεται δεν μπορεί να καταστρέψει τους ομοιοπολικούς δεσμούς
—> Κατά την εφαρμογή τάσης, οι ελαστικές ιδιότητες των πηκτωμάτων τύπου 1 επιτρέπουν την αποθήκευση της εφαρμοζόμενης ενέργειας
—> Όταν σταματήσει η εφαρμογή της τάσης, η αποθηκευμένη ενέργεια επαναφέρει τις πολυμερικές αλυσίδες στην κατάσταση ισορροπίας
List the uses of Πηκτώματα τύπου 1
- λιπαντικά επιστρώματα σε καθετήρες
- μαλακοί φακοί επαφής
—> Εξαιτίας της ικανότητάς τους να απορροφούν μεγάλη μάζα υγρού (ενώ διατηρούν τις μηχανικές τους ιδιότητες), οι υδρογέλες χρησιμοποιούνται κλινικά στην περίδεση πληγών
- Στην παραγωγή εμφυτευμάτων για ελεγχόμενη αποδέσμευση δραστικών ουσιών από το σημείο εμφύτευσης
Explain what happens to type 2 when there’s εφαρμογή τάσεων and what happens when it’s removed
- Εφαρμογή τάσεων στα πηκτώματα τύπου 2 θα οδηγήσει στην προσωρινή καταστροφή των δεσμών αυτών και επομένως στην ικανότητά τους να ρέουν
—> αναφέρονται ως ψευδοπλαστικά συστήματα
—> ελάττωση ιξώδους κατά την εφαρμογή διατμητικής τάσης - Απομακρύνοντας την εφαρμοζόμενη τάση, οι ενδομοριακοί δεσμοί ανασχηματίζονται και το ιξώδες του σκευάσματος επανέρχεται στην τιμή ισορροπίας του
what polymers are added to type 2
- Παράγωγα κυτταρίνης
- Πολυσακχαρίτες που προέρχονται από φυσικές πηγές
- Πολυακρυλικά οξέα
Describe Τα παράγωγα κυτταρίνης + name the main ones
Τα παράγωγα κυτταρίνης αποτελούν μια οικογένεια χημικά σχετικών πολυσακχαριτών που προκύπτουν από την κυτταρίνη, μέσω κατάλληλης χημικής υποκατάστασης
- Μεθυλοκυτταρίνη (MC)
- Υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC)
- Υδροξυπροπυλοκυτταρίνη (HPC)
- Νατριούχος καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη (NaCMC)
Name the main Πολυσακχαρίτες που προέρχονται από φυσικές πηγές
- Η καραγενάνη
- Τα αλιγινικό οξύ / αλιγινικό νάτριο
Describe Καραγενάνη in more details
= οικογένεια πολυσακχαριτών που προέρχονται από τα κόκκινα φύκη
Υπάρχουν 3 τύποι καραγενάνης:
- η λάμδα
- η γιώτα
- η κάπα
—> οι οποίοι διαφέρουν ως προς τη θέση των θειικών ομάδων και την παρουσία ή απουσία ανυδρογαλακτόζης
Compare the types of καραγενάνη
- Η κάπα καραγενάνη:
- εμφανίζει εξαιρετικές ικανότητες σχηματισμού πηκτώματος
- λόγω παρουσίας μιας τριτοταγούς ελικοειδούς δομής (0.3 -1% w/w)
- Η γιώτα καραγενάνη (αλλά όχι η λάμδα):
- επίσης έχει ιδιότητες σχηματισμού πηκτώματος
- αν και λιγότερο ισχυρές
describe Αλιγινικό οξύ / αλιγινικό νάτριο
= Πολυσακχαρίτης που προέρχεται από την άλγη (οικογένεια Phaecophyceae)
Οι ιδιότητες του πηκτώματος εξαρτώνται από τη συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου:
a) Χαμηλές συγκεντρώσεις ιόντων ασβεστίου —> ανάπτυξη ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων —> παραγωγή πηκτώματος υψηλού ιξώδους
b) Υψηλότερες συγκεντρώσεις —> σχηματισμός διασταυρούμενων δεσμών μεταξύ των πολυμερικών μορίων
—> Το αλιγινικό οξύ είναι ασύμβατο με βασικές δραστικές ουσίες
What is Πολυακρυλικό οξύ + different forms in different environments
= συνθετικό πολυμερές που παράγεται μέσω πολυμερισμού του ακρυλικού οξέος και διασταυρούμενης σύνδεσης με αλλυλική σακχαρόζη ή με αλλυλαιθέρες πενταερυθριτόλης
- Στο νερό το πολυακρυλικό οξύ υπάρχει ως συσσωματωμένα κολλοειδή σωματίδια ελάχιστου ιξώδους (με pH περίπου 3)
- εάν το pH του συστήματος εξουδετερωθεί μέσω προσθήκης κατάλληλης βάσης (π.χ. τριαιθανολαμίνης, τριαιθυλαμίνης ή υδροξειδίου του νατρίου)
—> οι ελεύθερες καρβοξυλομάδες θα ιονιστούν
—> με αποτέλεσμα την έκταση των αλυσίδων του πολυμερούς λόγω της απώθησης των παρακείμενων ιονισμένων ομάδων
—> σημαντική αύξηση ιξώδους
When and how much of Πολυακρυλικό οξύ can be added and in which types of drugs
- Συνήθως τα φαρμακευτικά πηκτώματα παρασκευάζονται χρησιμοποιώντας 0.5–2.0% w/w πολυακρυλικού οξέος εξουδετερωμένου με κατάλληλη βάση (π.χ. υδροξείδιο του νατρίου, τριαιθανολαμίνη)
- Εμφανίζει ασυμβασία με βασικές δραστικές ουσίες
- Επιπλέον, το ιξώδες των πηκτωμάτων που παρασκευάζονται από πολυακρυλικό οξύ επηρεάζεται από την παρουσία μέτριων έως αυξημένων συγκεντρώσεων ηλεκτρολυτών
List Παράγοντες που επηρεάζουν το σχηματισμό ιξώδους πηκτωμάτων τύπου 2
Ο σχηματισμός πηκτωμάτων τύπου 2 πραγματοποιείται όταν υπάρχει επαρκής αριθμός αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων του πολυμερούς.
—> τόσο ο μηχανισμός σχηματισμός πηκτώματος όσο και ο αριθμός (η συχνότητα) των αλληλεπιδράσεων επηρεάζονται από φυσικοχημικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες
- Συγκέντρωση υδρόφιλου πολυμερούς
- Μοριακό βάρος πολυμερούς
- Φύση διαλύτη
- pH διαλύτη
- Ιονική ισχύς διαλύτη
- Θερμοκρασία
Explain how the change in Συγκέντρωση υδρόφιλου πολυμερούς can affect the formation of type 2 gels
- Σε χαμηλές συγκεντρώσεις
- δ/τα υδρόφιλων πολυμερών εμφανίζουν Νευτώνεια ροή
- σταθερό ιξώδες ανεξαρτήτως διατμητικής τάσης
- εξαιτίας του περιορισμένου αριθμού αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων του πολυμερούς.
- Καθώς η συγκέντρωση του πολυμερούς αυξάνεται
—> ο αριθμός των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων του πολυμερούς αυξάνεται
—> σε μια καθορισμένη συγκέντρωση, οι ιδιότητες ροής του συστήματος γίνονται μη – Νευτώνειες - Περαιτέρω αύξηση της συγκέντρωσης
—> οδηγεί σε αύξηση του αριθμού των ζωνών σύνδεσης
—> επομένως η αντίσταση στην παραμόρφωση που προκαλείται από την εφαρμοζόμενη τάση αυξάνεται
—> οι φυσικοχημικές και οι ρεολογικές ιδιότητες μπορούν να τροποποιηθούν μέσω ρύθμισης της συγκέντρωσης του πολυμερούς
Explain the effect of Μοριακό βάρος πολυμερούς on type 2
Καθώς το MB του υδρόφιλου πολυμερούς αυξάνεται (σε καθορισμένη συγκέντρωση πολυμερούς)
—> υπάρχει αυξημένος αριθμός διαθέσιμων σημείων στις πολυμερικές αλυσίδες στα οποία μπορεί να εμφανιστούν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων των πολυμερών
—> Κατά συνέπεια το ιξώδες του σκευάσματος αυξάνεται