Устройство и принцип работы аэрозольного баллона

Для хранения и перевода лекарственных веществ в состояние аэрозоля его упаковывают под давлением в баллоны, которые должны быть прочными, легкими, иметь красивый внешний вид. За рубежом баллоны изготовляют из металла и полимерных материалов, в нашей стране только стеклянные (НС-1, НС-3) с внешним полимерным защитным покрытием (поли-винилхлорнд, полиэтилен) с минимальным коэффициентом линейного расширения, вместимостью от 15 до 80 мл. Стенки баллонов должны иметь равномерную толщину, обладать прочностью и оптимальной конфигурацией - предпочтительна форма веретена с плоским дном, овальная или цилиндрическая с отверстием вверху для клапана (диаметр горловины 20 мм),

Одним из основных требований, предъявляемых к стеклянным баллонам, является высокая химическая и термическая стойкость. Определение химической стойкости стеклянных баллонов проводят потенцио-метрически по сдвигу значения рН (не выше 1,7).

Рис. 24.1. Устройство аэрозольного баллона. Объяснение в тексте.	Рис. 24.2. Устройство пружинного клапана. Объяснение в тексте.

Определение термостойкости проводят в муфельных печах, где их выдерживают при заданной температуре в течение 15 мин. Горячие баллоны помещают в ванну с водой при температуре 20°С и оставляют до охлаждения. При внешнем осмотре сухих баллонов из термостойкого стекла не должно обнаруживаться трещин, сколов и других разрушений.

Устройство и действие аэрозольной упаковки изображены на рис 24.1. Упаковка состоит из баллона (3), герметически закрытого клапаном, сифонной трубки (4), клапанно-распылительного устройства (1), (2) и содержимого баллона (5), (6), в который погружена сифонная трубка, предназначенная для подачи раствора, эмульсии или суспензии лекарственного вещества и пропел лента¹ к отверстию в штоке клапана для распыления. Над слоем жидкой фазы в равновесном состоянии с ней находится слой насыщенного пара пропеллента (сжатого или сжиженного газа), с помощью которого осуществляется выдача содержимого и диспергирование его в воздухе.

Неотъемлемой частью аэрозольной упаковки явля ется клапанно-распылительная система, состоящая из пружинного или беспружинного клапана и распылителя. На рис. 24.2 изображен пружинный клапан. Корпус клапана герметически крепится к баллону с помощью резиновой прокладки (5) При нажатии на распылитель вместе с ним движется вниз шток (6), сжимая пружину (3) Отверстие в штоке выходит из-под резиновой манжеты (2) в полость корпуса клапана (4) Содержимое баллона под давлением газовой фазы пропеллента поступает по сифонной трубке (!) в отверстие штока и,?,алее - в распылитель-головку (7) или насадку При освобождении распылителя пружина поднимает шток вверх и действие клапана прекращается

По принципу выдачи содержимого баллона клапа ны бывают дозирующие и многократного непрерывного действия. Дозирующие клапаны работают только на сжиженных газах и позволяют осуществлять точную дозировку лекарственных средств от 0,05 до 2 мл Существуют конструкции клапанов для выдачи содержимого в виде вязких масс (мазь, крем, гель), пен, суспензий, порошков. Клапаны проверяют на отсутствие дефектов, качество распыления и точность дозировки. Распылители (насадки) приводят в действие клапан и обеспечивают введение аэродисперсной системы'в полости организма

ПРОПЕЛЛЕНТЫ

Пропелленты - газообразующие компоненты аэрозоля, на потенциальной энергии которых основан принцип вытеснения содержимого баллона и его диспергирования. К пропеллентам предъявляют ряд требований: при избыточном давлении легко превращаться в жидкости; давление насыщенного пара при температуре 20°С должно находиться в пределах 2-8 атм; быть химически стойкими и не подвергаться гидролизу; обладать химической совместимостью с лекарственными веществами, не оказывать раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки, быть безвредными.

Пропелленты классифицируют по химической при роде и агрегатному.состоянию при температуре 20°С и атмосферном давлении. По агрегатному состоянию пропелленты делят на три группы: сжиженные газы, сжатые газы, легколетучие органические растворители.

Сжиженные газы. К ним относятся фторхлорорга-нические соединения (фторхлоруглеводороды - фрео-ны, или хладоны), углеводороды парафинового ряда (пропан, бутан, изобутан и др.) и хлорированные углеводороды (винилхлорид, метилхлорид и др.)

Основной группой пропеллентов до недавнего времени являлись фреоны (хладоны), которые при небольшом избыточном давлении и невысокой температуре окражующей среды из газообразного состояния переходят в жидкое. Хладоны - фторпроизводные метана, этана, пропана - химически инертны, совместимы со многими органическими растворителями, биологически безвредны. Применение хладонов в качестве пропиллентов удобно тем, что внутреннее давление в баллоне остается постоянным до тех пор, пока в нем находится хотя бы капля сжиженного газа. Наиболее распространенным является дифтордихлор-метан (хладон 12), на его долю приходится 60% мирового производства хладонов. В связи с вредным влиянием фторуглеводородных пропеллентов на окружающую среду (озоноразрушающее действие) возможно полное запрещение их использования, вследствие чего ведутся научные исследования по разработке принципиально новых пропеллентов.

Насыщенные углеводороды парафинового ряда (пропан, н-бутан, изобутан) значительно дешевле хладонов, неполярны, растворяются в спиртах, хлороформе, не гидролизуются в воде, легче ее, малотоксичны, но горючи и огнеопасны. Хлорзамещенные углеводороды (этилхлорид, метилхлорид, метиленхлорид, винил-хлорид) применяют для получения аэрозольных составов как растворителя, так и сорастворителя, так как они имеют низкое давление паров.

Сжатые газы. В качестве пропеллентов применяют сжатый азот, азота закись, углерода диоксид, аргон. Сжатые газы нетоксичны, химически инертны, дешевы. Давление, оказываемое ими на содержимое в баллоне, почти не меняется под действием температуры, но постепенно уменьшается по мере расходования, что приводит к неполному использованию содержимого баллона. В связи с малой растворимостью газов в воде они долгое время применялись ограниченно. При использовании в качестве пропеллента азота требуется специальное распылительное устройство, с помощью которого осуществляется механическое дробление струи распыляемой жидкости, так как азот не взаимодействует с растворителями и водой. Количество сжатого газа, необходимое для выдачи содержимого упаковки, незначительно. Поэтому упаковка очень чувствительна к утечке пропеллента, вызванной либо недостаточной герметичностью, либо неосторожным обращением.

Азота закись - известна как анестезирующее средство, хорошо растворяется в газообразном состоянии в жидкостях, применяется как пропеллент в косметических, парфюмерных и пищевых продуктах.

Углерода диоксид - хорошо растворяется в воде, не токсичный и не раздражающий дыхательные пути газ, используется как пропеллент для косметических, фармацевтических и пищевых продуктов.

Легколетучие органические растворители. В качестве пропеллентов используют в сжиженном виде простые эфиры - диметиловый, метилэтиловый и ди-этиловый. Их отрицательные свойства - огнеопасность, взрывоопасность, наркотическое и раздражающее действия на дыхательные пути.

В последнее время предлагаются разнообразные конструкции аэрозольных упаковок, не содержащих пропеллента. Диспергирование содержимого упаковки осуществляется сжатым воздухом с помощью микронасоса (механическим пульверизатором), навинчивающегося на горловину баллона, что исключает взрывоопасность и позволяет более эффективно использовать внутренний объем баллона.