Теоретическое обоснование и экспериментальное исследование пенных терапевтических систем для применения в медицинской и бальнеологической практике

Скачать 0.87 Mb.

Название	Теоретическое обоснование и экспериментальное исследование пенных терапевтических систем для применения в медицинской и бальнеологической практике
страница	3/8
Тип	Автореферат

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Автореферат

1 2 3 4 5 6 7 8

Экспериментальные и теоретические исследования
в области создания интрагастральных пенных коктейлей

При разработке пенных интрагастральных коктейлей исследования проводили в три этапа, включавшие поиск идей, разработку нового состава и технологии пенного коктейля, и, наконец, внедрения его в медицинскую практику.

В соответствии с предложенным алгоритмом поиск идей осуществляли на основе фундаментальных и прикладных исследований по фитотерапии, опыта врачей-фитотерапевтов и других источников.

Технологические аспекты получения пенных интрагастральных коктейлей изучали на основе водных извлечений трех магистральных сборов: желчегонного, грудного, противодиабетического.

В качестве пенообразователя использовали официнальные препараты солодкового корня: густой, сухой экстракты, сироп в концентрациях от 0,2 до 2,0% и глицирам. При этом учитывали, что добавление препаратов солодки в ряде случаев может повысить терапевтический эффект сборов, так как глицирризиновая кислота, содержащаяся в них, обладает выраженной противовоспалительной, отхаркивающей активностью и корригирует вкус, обладая высокой степенью сладости.

Изучение концентрационной зависимости внутренних факторов среды на пенообразующую способность композитного состава проводили на модели с 0,02-0,15% растворами глицирама (рисунок 3).

Анализ кривых позволил подтвердить ранее установленную зависимость между поверхностным натяжением, вязкостью и плотностью пенообразующего раствора от концентрации предложенного ПАВ и его пенообразующей способности. Установлено, что с повышением концентрации глицирама показатели плотности и вязкости возрастают. Кривая поверхностного натяжения имеет излом в точке ККМ, характеризующей максимальную область пенообразования раствора глицирама в концентрации 0,08%.

Совпадение ККМ растворов всех композитных составов свидетельствует о том, что многокомпонентность водных извлечений не снижает пенообразующей способности модельных образцов. Сравнительный анализ кривых глицирама и пенообразующих композиций показывает отсутствие антагонизма разработанных составов.

Наибольший интерес представляет область максимального пенообразования, которая позволяет по объему пены провести сравнительную оценку пенообразующей способности как внутри группы ПАВ, так и между ними. Установлено, что в режиме статического прерывистого режима максимальная область пенообразования препаратов корня солодки составляет: для густого экстракта 1,5-2,0%; для сухого экстракта 1,0-1,5%; а для раствора глицирама – 0,20-0,25%. Изучение пенообразующей способности композитных составов показало, что эта область снижается и соответствует концентрации густого экстракта солодки 1,0-1,5%; сухого – 0,5-1,0%; а для глицирама 0,10-0,15%, что подтверждает выдвинутую ранее гипотезу о синергизме пенообразующей способности разработанных композиций.

а) Композиция на основе противодиабетического сбора

б) Композиция на основе желчегонного сбора

в) Композиция на основе грудного сбора

Рисунок 3 – Концентрационная зависимость поверхностного натяжения  (1, 4), поверхностной вязкости  (2, 5), плотности (3, 6) растворов
пенообразующих композиций () и глицирама (- - - - )

Для турбинных мешалок нами использовано уравнение критерия гомохромности, предложенное Прохазкой и Ландау (2), которое позволило установить зависимость времени перемешивания пенообразующего раствора от конструкторских особенностей пеногенератора, при этом показано, что одним из способов сокращения времени диспергирования является уменьшение отношения диаметра аппарата к диаметру мешалки, что согласуется с положениями теории локальной изотропной турбулентности.

(2)

где: t_m – время перемешивания, с; n –число оборотов мешалки, с^-1; d_a – диаметр аппарата, м; d_м – диаметр мешалки, м; с, m – коэффициенты

В случае режима барботирования процессы пенообразования подчиняются математическому выражению:

(3)

где: V_кр – критический расход газа, м³/с; w_n – скорость подъема пузырьков газа, м/с; N – число пор на единицу площади пористой перегородки; S – площадь пористой перегородки, м².

С использованием математических моделей, апробированных в эксперименте, рассчитаны параметры конструкции аппаратов для обоих режимов, определена их производительность, что позволило в дальнейшем управлять технологическим процессом (таблица 6).

Таблица 6 – Проектирование моделей гидродинамических условий
получения пенных коктейлей

Тип модели
механическое диспергирование					барботажное диспергирование
высота аппарата, м	диаметр аппарата, м	диаметр мешалки, м	число об/мин.	производительность аппарата, л/мин.	диаметр пор барботажа, мкм	количество пор на 1 см²	площадь насадки барботера, м²	диаметр пузырька, мкм	критический объем газа, л/мин.	расход газа на единицу объема жидкости, л/л
1. 0,15	0,10	0,03	3000	0,48	0,04	400	110^-3	100	1,31	10,07
2. 0,20	0,12	0,08	3000	1,13	2,0	200	1,510^-3	200	1,97	10,07
3. 0,30	0,15	0,09	3000	2,65	3,0	160	2,010^-3	300	2,62	10,07

При получении пены методом механического диспергирования производительность аппаратов зависит от оптимального соотношения диаметров аппарата и мешалки. Приведенные выше расчетные формулы позволили прогнозировать производительность пенообразования в единицу времени в соответствии с заданными параметрами конструкции. Получение пенных фитококтейлей методом барботажного диспергирования актуально в случае введения в композицию коктейля газов, расход которого должен быть регламентирован (например, кислород). Нами установлено, что расход газа зависит от площади насадки барботера и количества вспениваемой жидкости; при этом для разных типов барботажных аппаратов рассчитаны критические объемы газа, которые полностью переводят жидкость в пену (в пузырьковом режиме). Выявлено, что независимо от параметров конструкции расход газа на единицу объема жидкости остается величиной постоянной, что объясняется, по нашему мнению, взаимосвязью данной величины с кратностью пенного столба.

На следующем этапе нами изучена зависимость качества пенных масс от способов их получения, для чего готовили пенные коктейли на основе водных извлечений сборов ЛРС с добавкой пенообразователей: густого и сухого экстрактов солодки, глицирама и сиропа солодки. Изучение последней композиции обусловлено имеющейся в ряде случаев недоступностью субстанций глицирама и экстрактов корня солодки.

В качестве оценочных критериев пены использовали следующие структурно-механические характеристики: дисперсность (Д), кинетическую устойчивость (К_у), скорость истечения жидкости из межфазных пленок (_ж) и кратность пенного столба () (таблица 7).

Таблица 7 – Качественные характеристики пенных фитококтейлей
в зависимости от способа получения

Состав модельных образцов пенных фитококтейлей	Метод получения пены и ее свойства
	взбивание				барботирование воздухом
	d, мм	К_у, %	w_ж, мл/мин	b	d, мм	К_у, %	w_ж, мл/мин	b
I Сбор противодиабетический
1) +1% СЭГ	0,4	83,4	0,9	5,4	0,6	82,6	1,0	6,2
2) +1,5% СЭС	0,4	83,4	0,9	5,4	0,6	82,6	1,0	61
3) +0,15% глицирама	0,3	86,1	0,7	5,5	0,4	84,5	0,8	6,4
II Сбор отхаркивающий
1) +1% СЭГ	0,4	82,5	1,0	5,2	0,6	81,8	1,1	5,5
2) +1,5% СЭС	0,4	82,5	1,0	5,2	0,6	81,8	1,1	5,5
3) +0,15 глицирама	0,3	84,8	0,8	5,4	04	84,1	0,9	5,6
4) + 12,5% сиропа солодки	0,4	83,8	0,9	5,2	0,6	82,2	1,0	5,5
III Сбор желчегонный
1) +1% СЭГ	0,4	82,9	1,0	5,2	0,6	81,9	1,2	6,1
2) +1,5% СЭС	0,4	82,9	1,0	5,2	0,6	81,8	1,2	5,8
3) +0,15% глицирама	0,3	85,6	0,8	5,4	0,4	84,4	1,1	6,2
4) + 12,5% сиропа солодки	0,4	84,0	0,9	5,2	0,6	83,0	1,1	6,1
*СЭГ – солодки экстракт густой
**СЭС – солодки экстракт сухой
*******Композицию противодиабетического сбора с сиропом солодки не исследовали, в связи с присутствием в нем сахарозы

Установлено, что полученные пенные фитококтейли отличаются высокой устойчивостью (К_у выше 80,0% при обоих способах получения пены). Кратность пенного столба, полученного методом барботирования, на 10,0-15,0% выше показателя кратности пены, полученной механическим способом; в целом пены всех модельных образцов можно отнести к среднекратным. Показатели дисперсности газовой фазы отличаются незначительно, они несколько выше у пены, полученной барботированием, но вместе с тем, все типы пен среднедисперсны. Подтверждением получения высокоустойчивых пенных дисперсных систем являются низкая скорость истечения межпленочной жидкости, которая не превышает 0,7-1,2 мл/мин. при обоих способах диспергирования.

В качестве газовой фазы в пенных интрагастральных коктейлях применяют как воздух, так и газообразный азот, углекислоту и кислород, так как они не только способствуют образованию пены, но и могут моделировать фармакологический эффект.

В связи с этим нами изучены технологические и биофармацевтические аспекты получения пенных коктейлей, обогащенных различными газами.

Пены получали на основе водного извлечения противодиабетического коктейля в комбинации с 1,0% экстрактом солодки густым при равных условиях методом барботирования. Оценка качества полученной пены в зависимости от состава газовой составляющей представлена в таблице 8.

Таблица 8 – Влияние характера газовой составляющей на качество
пенного интрагастрального коктейля

Оценка качества пены	Вид дисперсной фазы
Оценка качества пены	воздух	азот	кислород	углекислый газ
Дисперсность, мм	0,6±0,03	0,5±0,02	0,5±0,02	0,5±0,02
Кинетическая устойчивость, %	82,6±2,9	83,0±3,6	81,8±2,7	78,1±2,9
Скорость истечения межпленочной жидкости, мл/мин.	1,0±0,05	0,9±0,04	1,1±0,05	1,3±0,06
Кратность пены	6,2±0,03	6,7±0,04	6,0±0,03	5,4±0,03

Установлено, что фитококтейли, обогащенные моногазовой фазой, несколько отличаются по своим качественным характеристикам от коктейля, диспергированного воздухом. Так, кратность пены наименьшая у коктейля на основе углекислого газа (–13,0%), что объясняется, по-видимому, различиями в показателях плотности по сравнению с воздухом; при этом увеличилась и скорость истечения межпленочной жидкости от 1,0 мл/мин. (дисперсная фаза – воздух) до 1,3 (дисперсная фаза – углекислый газ). Качественные характеристики пены на основе азота наиболее приближены к таковым коктейля, диспергированного воздухом. Кислородные коктейли заняли промежуточное положение по анализируемым признакам пены между обогащенными азотом и углекислым газом. Во всех композициях дисперсность газовой фазы осталась в одинаковых пределах – 0,5-0,6 мм, а все полученные пены отличаются достаточно высокой кинетической устойчивостью (78,1%–83,0%).

Отсутствие данных влияния газовой фазы на стабильность биологически активных веществ композиции, особенно такой, как агрессивный газ – кислород, потребовало проведения анализа по идентификации продуктов разложения глицирризиновой кислоты в среде кислорода. Для этого модифицирован метод ВЭЖХ-анализа водных растворов густого экстракта солодки посредством градиентного элюирования при температуре 35С.

На хроматограмме (рисунок 4) обнаружены пики №№ 6, 7, 8, которые идентифицированы как глицирризиновая кислота (№ 7) и её примеси (№ 6 и № 8), так как их времена удерживания соответствуют времени удерживания идентичных пиков ГСО глицирама (8,26; 8,71; 9,06 мин). Это свидетельствует об отсутствии продуктов деструкции глицирризиновой кислоты и стабильности системы в среде чистого кислорода.

Рисунок 4 – ВЭЖХ-хроматограмма водного раствора густого
экстракта солодки

Представляется очевидным, что важной характеристикой, определяющей процессы высвобождения ЛВ из пенной дисперсной системы, является поверхность раздела двух фаз. Нами математически обосновано, что при прочих равных условиях с увеличением дисперсности снижается общая площадь межфазной поверхности пены. Из этого следует, что биофармацевтические параметры ПТС напрямую зависят от размера пузырьков газовой фаз, что подтверждено экспериментальными исследованиями (метод диализа через полунепроницаемую мембрану). Установлено, что высвобождение глицирризиновой кислоты из пенной массы в сравнении с водным раствором пенообразователя возрастает на 40,1%, причем полнота высвобождения растет с уменьшением размеров газового пузырька.

Методом полного факторного эксперимента установлено, что значимыми для пенообразующей способности жидкой композиции коктейля являются как темпратура взбивания, так и продолжительность процесса. Выявлено, что процесс формирования пены зависит от температуры и имеет двойственную направленность: охлаждение композиции до 8С, так же как и нагревание до 40С, стимулирует пенообразование. Продолжительность взбивания имеет оптимум 2 минуты: пена при этом режиме высокоустойчива (82,0-83,0%), достаточно мелкодисперсна.

Проведенные исследования позволили разработать состав и технологическую схему получения пенных интрагастральных фитококтейлей на стационарных пеногенераторах.

Рецептура пенных фитококтейлей противодиабетического, отхаркивающего и желчегонного действия представлена в таблице 9.

Таблица 9 - Рецептура интрагастральных пенных фитококтейлей

Наименование сырья	Ед. изм.	I	II	III
1. Побеги черники обыкновенной	г	7,5	–	–
2. Корневища с корнями элеутерококка	г	7,5	–	–
3. Плоды шиповника	г	15,0	–	–
4. Листья мяты перечной	г	–	9,0	7,5
5. Листья мать-и-мачехи	г	–	9,0	7,5
6. Цветки ромашки	г	–	6,0	–
7. Корень алтея	г	–	7,8	3,9
8. Трава тысячелистника	г	–	–	4,5
9. Цветки календулы	г	–	–	7,5
10. Экстракт солодки густой	г	3,0	3,0	3,0
– или экстракт солодки сухой	г	4,5	4,5	4,5
– или солодки сироп	мл	37,5	37,5	37,5
11. Вода для приготовления настоя алтея	мл		202	101
12. Вода для приготовления настоя (с учетом К_погл.)	мл	375,0	240,0	307,5
13. Газовая фаза	мл	700,0	700,0	700,0
Итого, мл		1000,0	1000,0	1000,0
* I – Противодиабетический фитококтейль
* II – Отхаркивающий фитококтейль
* III – Желчегонный фитококтейль

В соответствии с разработанной технологической схемой, на первой стадии получают корпус пенного коктейля растворением пенообразователя в водных извлечениях ЛРС. Изучение микробиологической чистоты позволило установить максимальный срок годности корпуса в условиях холодильника (8°С) – 48 час., что позволяет рационально управлять рабочим временем персонала и осуществлять заготовку полупродукта. Для приготовления пенного коктейля методом диспергирования рекомендовано использовать аппарат типа процессора-блендера SC-1140 мощностью 500 ватт. Температура корпуса коктейля 8°С или 40°С (грудной сбор), время взбивания 2 минуты. Для получения пенных коктейлей методом барботирования рекомендуется коктейлер типа «Киприда» со скоростью потока газа 0,5-5,0 л/мин. Из 1 л корпуса получают 30-35 порций пенного коктейля объемом 150-200 мл с содержанием газовой фазы 100-160 мл.

Разработанные коктейли представляют собой среднедисперсную однородную массу, устойчивую в течение 40 минут, компактную, с приятным ароматом сладковатого вкуса (рисунок 5).


а	б	в

Рисунок 5 – Микрофотография пенных фитококтейлей желчегонного (а), противодиабетического (б) и отхаркивающего (в) действия

1 2 3 4 5 6 7 8

	Теоретическое обоснование и разработка рекомендаций по совершенствованию... Теоретическое обоснование и разработка рекомендаций по совершенствованию системы мотивации труда завода “си и то”		Содержание Вы приобрели электростимулятор «стимэл-01» (в дальнейшем аппарат). Аппарат относится к изделиям медицинской техники и включен в номенклатуру...
	Теоретическое обоснование и практическое использование ДНК генотипирования в селекции свиней Теоретическое обоснование и практическое использование ДНК – генотипирования в селекции свиней		Экспериментальное обоснование и практическое применение физиотерапии...
	Исследование современных автоматизированных систем управления гостиницей.... Реализация этих условий возможна только в рамках применения информационных компьютерных систем		Курсовая работа Экспериментальное исследование эффекта прайминга у детей старшего школьного возраста
	Вы приобрели Устройство для локальной комплексной терапии «унилор-01»... «унилор-01» (в дальнейшем – устройство). Устройство относится к изделиям медицинской техники и включено в номенклатуру разрешённых...		Современные подходы к химиотерапии больных туберкулезом легких и... Современные подходы к химиотерапии больных туберкулезом легких и возможности повышения эффективности лечения (клинико-экспериментальное...
	Методика по проведению В представленной работе даётся теоретическое обоснование пфи с использованием полиграфных устройств с учётом мнения ведущих отечественных...		Авиационных двигателей пособие по выполнению лабораторных работ для... Экспериментальное исследование спектра частот и форм собственных колебаний лопатки компрессора
	Языки программирования. Создание программы в языке Visual Basic Экспериментальное исследование тест работы программы выявление ошибок 16		Центральные холинергические Механизмы регуляции половой функции (экспериментальное исследование) Работа выполнена в Научно-исследовательском институте акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта рамн (академическая группа академика...
	Вариативность стратегий восприятия звучащего текста (экспериментальное... ...		В. М. Попов авиационное приборное оборудование Целью лабораторной работы является изучение принципа работы, особенностей конструкции, характерных отказов малогабаритной гироверти-кали...
	Методические указания для студентов 2 курса лечебного, педиатрического,... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		I. Теоретическое обоснование развития творческих способностей обучающихся... Приложение сравнительная диаграмма уровня развития творческих способностей обучающихся 21

Теоретическое обоснование и экспериментальное исследование пенных терапевтических систем для применения в медицинской и бальнеологической практике

Экспериментальные и теоретические исследования в области создания интрагастральных пенных коктейлей

Наименование сырья

Ед. изм.

Похожие:

Экспериментальные и теоретические исследования
в области создания интрагастральных пенных коктейлей

Ед.
изм.