Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Новосибирский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

(ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России)

Кафедра медицинской химии

Реферат

Аэрозоли и их применение в медицине

Выполнила: студентка 1 курса

Лечебного факультета

специальности «Лечебное дело», 15 группы

Медведева Ксения Сергеевна

Проверила: к.б.н., старший преподаватель Шехирева Т.В.

Новосибирск - 2022



Оглавление

Введение

1. Классификация и характеристика аэрозолей

2. Аэрозольная упаковка

3. Пропелленты

4. Применение аэрозолей в медицине. Аэрозольтерапия

5. Физиологическое и лечебное действие аэрозолей

Заключение

Список литературы



Введение

Аэрозоли - дисперсная система, состоящая из мельчайших капелек жидкости или твердых частиц, взвешенных в газообразной среде.

Первое применение упаковок под давлением относится к концу XVII в., когда в продаже начали появляться газированные смеси. Русский химик М. С. Цвет (1872 -1919 гг.) пользовался собственным приспособлением для получения аэрозольной струи. Первые патенты на устройства для получения аэрозоля выданы в Норвегии и США - авторы предложили применять хлорметил и хлорэтил в металлических или стеклянных упаковках.

Интенсивное развитие науки и техники способствовали развитию производства медицинских и фармацевтических аэрозолей. Они имеют довольно широкое применение в медицине благодаря большому количеству положительных свойств. К ним относятся более быстрое всасывание лекарственных средств, увеличение активной поверхности лекарственного вещества.

Кроме того, не взаимодействуя с печенью, лекарственные препараты в неизмененном виде действуют при заболеваниях верхних дыхательных путей и легких более эффективно, чем при их пероральном применении. Лекарственные средства в аэрозольной упаковке удобны к применению, компактны и портативны. Упаковка предохраняет лекарственные средства от разрушающего действия влаги, света и кислорода воздуха, исключает загрязнение препарата и механическое раздражение при нанесении на участок кожи. Но, помимо положительных свойств, у аэрозолей имеются и отрицательные. Например, содержимое баллона взрывоопасно и огнеопасно и, в связи с этим, необходимо соблюдать особые правила хранения аэрозольных упаковок.



1. Классификация и характеристика аэрозолей

Классификация аэрозолей в зависимости от их состава.

В зависимости от степени дисперсности лекарственных частиц аэрозоли делятся на 3 вида:

· Распылительные или ингаляционные аэрозоли. Диаметр частиц до 50 мкм. Для обеспечения высокой дисперсности содержат 70-80% пропеллента.

· Душирующие аэрозоли (разбрызгивающие). Диаметр частиц до 200 мкм. Содержат 30-60% пропеллента.

· Эмульсионные (пенные) аэрозоли. Диаметр частиц более 200 мкм. Содержат 30% пропеллента. [6]

Исходными веществами для приготовления аэрозольных лекарств служат различные препараты и вспомогательные вещества, позволяющие выдавать их из упаковки в различных формах, в соответствии с их назначением (внутрь, на кожу, ректально, вагинально). В связи с этим Г.С. Башура и Я.И. Хаджай дали четкое определение аэрозолям как лекарственной форме, разработали единую терминологию и классификацию всех видов аэрозолей и методов их применения в медицинской практике.

Лекарственные аэрозоли подразделяются на фармацевтические и медицинские.

Медицинские аэрозоли -- это аэрозольные препараты, используемые для применения терапевтически активных компонентов в виде измельченных частиц или туманоподобных жидкостей для лечения органов дыхания и быстрого общего действия или для местного действия в органах дыхания.

Их получают с помощью специальных стационарных установок и используют для ингаляционного введения.

Фармацевтические аэрозоли -- это аэрозольные препараты, содержащие терапевтически активные компоненты для местного применения. К этой группе относятся аэрозоли, предназначенные для введения, например, в глаза, ухо, горло, нос и пр.

Фармацевтические аэрозоли классифицируют на ингаляционные, дерматологические, отоларингологические, стоматологические, проктологические, гинекологические, офтальмологические и специального назначения (диагностические, кровоостанавливающие, перевязочные и др.). [8]

2. Аэрозольная упаковка

Аэрозольная упаковка состоит из аэрозольного баллона, клапана, насадки (распыли теля) и содержимого. Баллон, содержащий раствор, суспензию или эмульсию лекарственного вещества (одного или нескольких лекарственных веществ) и пропеллент, герметически закрыт клапаном с насадкой (или защитным колпачком, если насадка прилагается). В содержимое баллона погружена сифонная трубка, предназначенная для его подачи к отверстию в штоке клапана. В настоящее время производятся аэрозольные упаковки с клапанами без сифонных трубок. В этих случаях упаковкой пользуются в перевернутом виде. Над содержимым в баллоне находится слой сжатого газообразного пропеллента, оказывающего давление на содержимое и стенки баллона и определяющего его выход.

Принцип действия аэрозольных баллонов состоит в том, что при нажатии клапана с распыляющим отверстием из него разбрызгивается раствор или суспензия лекарственного вещества под действием газа или сжиженного газа--пропеллента. В зависимости от количества и состава пропеллента можно достичь различной степени дисперсности лекарственного вещества. В настоящее время развитыми странами выпускаются десятки млн. упаковок аэрозолей в год для различных целей, содержащих разнообразные лекарственные вещества.

Баллоны для аэрозолей могут изготавливаться из различных материалов. В медицине преобладают стеклянные и алюминиевые аэрозольные упаковки.

Металлические баллоны достаточно широко применяются для противоастматических, ингаляционных, дерматологических и других аэрозолей.

Их изготавливают из стали и алюминия. Наиболее рациональными считаются алюминиевые баллоны, изготавливаемые последовательным выдавливанием из шайб. Такие баллоны имеют преимущество перед сборными жестяными или алюминиевыми баллонами. Они герметичны, оказывают высокое сопротивление удару и давлению, легки, имеют хороший внешний вид. Алюминий обладает довольно высокими антикоррозийными свойствами, однако при контакте с некоторыми лекарственными веществами все же подвергается коррозии. [6]

3. Пропелленты

Пропелленты - это вещества, создающие давление внутри аэрозольного баллона, для вытеснения продукта из упаковки. Наибольшее распространении в России приобрела смесь пропана и бутанов, но также могут использоваться другие газы, о которых поговорим в данной статье.

Основные задачи пропеллента - создание давления внутри аэрозольной упаковки и нужной формы продукта при выходе из баллона. Это может быть пена, струя или аэрозоль (мелкие диспергированные частицы). Но пропелленты также выполняют и другие функции:

1. Растворитель

2. Разжижитель

3. Регулятор вязкости

4. Обезжириватель

В основном, большинство функций пропеллентов задействуется в реакциях образования пены после выхода из баллона. Например, повышение концентрации пропеллентов в пене для бритья снижает густоту пены, что позволяет использовать меньшее количество геля в упаковке. Также такие газы, как Диметиловый эфир (ДМЭ), используются для стабилизации пены совместно с другими растворителями.

К самому популярному в аэрозольной сфере продукту для создания давления внутри аэрозольного баллона относят ГВАУ - газ вытеснитель для аэрозольных упаковок. В английской терминологии в этом случае подразумевается использование термина HAP- hydrocarbon aerosol propellant, что подразумевает использование углеводородных пропеллентов: пропана, н-бутана и изобутана. Данные компоненты используются в виде смеси, так как отличаются показателями давления, воспламеняемости и растворимости.

Пропан обладает высоким давлением внутри баллона, но низкой растворимостью в воде, глицерине, лаках для волос. Поэтому возможно добавить этанол в формулу, а также воду. Но это решение подойдет не для всех лаков или аэрозольных красок, поэтому должно быть проведено тестирование совместимости всех компонентов.

Изобутан обладает схожим давлением с пропаном (2,14 бар при 21 °C), но отличается более низким уровнем НКПРП. В чистом виде изобутан используется в антиперспирантах, освежителях и во многих других продуктах, но может быть необходимо добавление пропана для лучшего диспергирования красок и пен для бритья.

Н-бутан обычно не используется в аэрозолях отдельно, так как обладает низким давлением (1,16 бар при 21°C) и, следовательно, высокой чувствительностью к изменениям температуры. Во многих аэрозолях наличия данного газа обусловлено тем, что производители не разделяют изомеры бутана (их два: изобутан и н-бутан).

В целом, можно сказать, что ГВАУ зарекомендовал себя на мировом рынке по следующим причинам:

· Стабильность. Углеводородные пропелленты не подвержены воздействию небольших изменний температу

· Инертность и некоррозионность. Отсутствие реакций с ингредиентами аэрозоля, если исключить сильные окислители. Не вызывают коррозионные процессы баллона

· Низкое поверхностное натяжение. Возможно снижение вязкости некоторых составов при относительно меньшем объеме, срванивая с фреонамии и ДМЭ

· Давление внутри баллона. Разные композиции газов позволяют достигать давление от 1,16 бар до 11,76 бар при 21°C

· Отсутсвие запаха, сравнимое с сжатым воздухом (в ГВАУ высокой очистки).

Также, стоит отметить популярность Диметилэфира (ДМЭ или метоксикометан). Данный газ зарекомендовал себя в бытовой химии, косметике, красках, монтажных пенах по ряду причин:

· Отсутвие запаха

· Хорошие растворяющие способности

· Быстрая испаряемость

· Высокое парциальное давление

· Высокая растворимость в воде (но использование водных составов может вызвать коррозионные процессы)

При производстве пищевых и некоторых медицинских продуктов в качестве вытеснителя могут использовать закись азота и сжатый воздух, что уже относится к группе сжатых газов, а не сжиженных (пропан и бутан, ДМЭ).[14]

4. Применение аэрозолей в медицине. Аэрозольтерапия

Аэрозольтерапия - физиотерапевтический метод, основанный на использовании с лечебно-профилактическими и реабилитационными целями аэрозолей лекарственных веществ (медицинских аэрозолей). Наиболее часто их применяют ингаляционным путем (путем вдыхания), поэтому аэрозольтерапию часто отождествляют с ингаляционной терапией.

Вдыхание аэрозолей - один из древнейших методов лечения. Народная медицина широко использовала аэрозоли (в виде паров разнообразных бальзамических веществ и ароматических растений, а также дыма при их сжигании - так называемые курения, окуривания) для лечения многих заболеваний. Так, окуривание серой против миазмов и заразы упоминается еще у Гомера. Гиппократ окуривание и вдыхание горячих водяных паров рекомендовал для лечения заболеваний легких, а также предложил ряд рецептов для ингаляций. Цельс при язвах глотки советовал вдыхать горячие пары настоев трав, а Плиниус - как отхаркивающее средство дым от сосновых игл. Гален при легочной чахотке, при язвах глотки и гортани, для лечения заболеваний легких рекомендовал пребывание на морском берегу или вблизи сернистых вулканов. Из твердых летучих веществ, которые широко использовались в аэрозольной форме, можно выделить нюхательные соли, популярные еще с первой половины XIX века. Основу нюхательных солей составлял аммония карбонат, легко разлагающийся на аммиак и углекислоту. Аммония карбонат пропитывался душистыми веществами, иногда увлажнялся нашатырным спиртом и выпускался в герметически закрытых склянках. Также летучими жидкими лекарственными веществами пропитывалась вата или другой материал с большой поверхностью. Препараты, изготовленные таким образом, отпускались в виде «нюхательных ват» [12, 19]. аэрозольтерапия лекарственный пропеллент

Применение искусственных аэрозолей в медицине началось в середине XIX в., когда во врачебную практику был введен эфирный наркоз. Активное изучение и применение лекарственных аэрозолей началось после изобретения аэрозольных устройств.

В 1908 г. Я.М. Копылов разработал ряд аппаратов и предложил рецептуру для ингаляции, рекомендовал вдыхание паров с медикаментами, дал классификацию наиболее употребляемых средств. В 1932 г. норвежский химик Э. Ротхейм получил патент на первый аэрозольный аппарат. Основы научно-практического изучения аэрозолей заложил Л. Дотребанд (1951), которые в дальнейшем были развиты в исследованиях М.Я. Полунова, С.И. Эйдельштейна, Ф.Г. Портнова и др. В настоящее время аэрозольная терапия заняла прочное место в комплексе лечебно-профилактических мероприятий современной медицины.

Аэрозольтерапия имеет очевидные преимущества перед другими методами лечения 1, 19, 2, 11, 12, что обусловлено рядом причин:

1) лекарственное вещество попадает в организм физиологическим путем во время дыхания;

2) аэрозоли лекарственных веществ имеют более высокую химическую и фармакологическую активность, чем обычные жидкие лекарства, вследствие возрастания суммарной поверхности дисперсной фазы при распылении;

3) лекарственные аэрозоли оказывают выраженное местное действие на слизистую оболочку дыхательных путей, что трудно достижимо при других способах лекарственной терапии;

4) лекарственное вещество в виде аэрозолей быстрее всасывается легкими, всасывающая поверхность которых (100-120 м2) во много десятков раз больше всей поверхности тела (1-1,5 м2);

5) аэрозоли лекарственных веществ, всасываясь через дыхательные пути, сразу попадают в лимфатическую систему легких (где частично депонируются), в кровь малого круга кровообращения, т.е. минуя печень и большой круг кровообращения, почти в неизменном виде оказывают фармакологическое действие;

6) ингаляционная аэрозольтерапия является также хорошей дыхательной гимнастикой, которая улучшает вентиляцию легких, устраняет застой крови в легких и нормализует работу сердца;

7) введение лекарств в организм этим способом безболезненно, что способствует широкому применению в гериатрии и педиатрии;

8) в форме аэрозолей можно использовать лекарственные препараты, употребление которых в какой-либо другой форме вызывает нежелательные реакции;

9) экономичность, т.к. при аэрозольтерапии, как правило, расходуется значительно меньше препарата, чем при инъекциях или приеме внутрь.

10) обеспечивается микробная чистота лекарственных препаратов в процессе всего времени использования;

11) лекарственные вещества защищены от вредного воздействия окружающей среды;

12) аэрозольная упаковка обеспечивает выход определенной дозы лекарственного препарата;

Различают естественную и искусственную аэрозольтерапию.

5. Физиологическое и лечебное действие аэрозолей

Аэрозольтерапию рассматривают в основном как процедуру общего действия, которая осуществляется ингаляцией аэрозолей антибиотиков, гормонов, некоторых анальгетиков, ферментов, сывороток, вакцин, анатоксинов, витаминов, фитонцидов, растворов солей, настоев различных лекарственных трав и др.

В механизме и особенностях электроаэрозольтерапии, как методов использования соответственно аэрозолей лекарственных электроаэрозолей, наибольшее значение имеют следующие факторы: фармакотерапевтические свойства лекарственного вещества, электрический заряд, рН, температура и другие физико-химические параметры ингаляции.

Действие на организм преимущественно определяется применяемым лекарственным веществом, выбор которого диктуется характером патологического процесса и целью воздействия.

Лекарственные вещества, применяемые для аэрозольной терапии 5, 9, 10, 12, 15, 18, 19 можно разделить на следующие основные группы (во всех группах дозы указаны для одной ингаляции):

- слизерастворяющие и слизеразжижающие вещества применяются в виде крупно- и среднедисперсных аэрозолей. Уменьшение вязкости слизи достигается с помощью веществ, обладающих муколитическим, протеолитическим действием или путем изменения концентрации минеральных солей на поверхности слизистых оболочек. К таким веществам относятся: 1-2 % раствор гидрокарбоната натрия (100 мл), питьевые минеральные воды (100 мл), трипсин (5 мг), химопсин (5 мг), бисольвон (1-2 мл), гепарин дезоксирибонуклеаза (2 мг), глицерин (5 г на 200 мл дистиллированной воды);

- вяжущие и слабоприжигающие вещества применяются, как правило, в виде крупнодисперсных аэрозолей. К этой группе относятся настой цветков ромашки (6 г на 200 мл дистиллированной воды), настой листьев шалфея (6 г на 200 мл дистиллированной воды), 0,5 % раствор танина (10 мл);

- бактерицидные и бактериостатические вещества обычно применяются в виде мелкодисперсных аэрозолей. Практическую ценность имеют антибиотики аминогликозидового ряда, назначаемые для лечения острой пневмонии, абсцесса легких, деструктивного бронхита в дозе 40 мг на ингаляцию; процедуры проводятся три раза в день в течение 6-7 дней. В связи с тем, что стрептомицин и пенициллин часто вызывают аллергические реакции, их лучше не применять ингаляционным методом. С бактериостатической целью применяют и другие лекарственные вещества, например фурацилин (1 г на 5000 мл дистиллированной воды), интерферон и др.;

- местноанестезирующие средства применяются в виде крупно- и среднедисперсных аэрозолей перед исследованиями дыхательных путей инструментальными методам при выраженном кашлевом рефлексе, при ожогах дыхательных путей. Практическую ценность имеет применение 1-2 % раствора лидокаина (1-2 мл на процедуру). Использование новокаина для ингаляций не рекомендуется, в связи с его выраженным аллергизирующим действием;

- противоотечные и спазмолитические вещества применяются в виде средне- и мелкодисперсных аэрозолей. В повседневной практике широко используются: 0,1 % раствор атропина сульфата (1 мл), 0,1 % раствор адреналина гидрохлорида (0,5-1 мл), 2 % раствор эуфиллина (3-5 мл), 2 % раствор эфедрина гидрохлорида (3-5 мл), 1 % раствор димедрола (1 мл), гидрокортизон (25 мг). Данные препараты назначают отдельно или в комбинации друг с другом;

- защитные и обволакивающие вещества применяют в виде среднедисперсных аэрозолей. К этой группе относятся растительные масла (персиковое, оливковое, абрикосовое, розовое масла, а также масла шиповника и облепихи), аэрозоли которых тонким слоем покрывают слизистую оболочку дыхательных путей, предохраняя ее от высыхания; и оказывают противовоспалительное и бактериостатическое действие.

Ингаляции масляных аэрозолей. должны быть кратковременными (1-3 мин), так как излишнее количество масла будет оседать в мелких бронхах и закупоривать их просвет.

Чаще всего в медицинской практике используются щелочи или щелочные минеральные воды, масла (эвкалиптовое, персиковое, миндальное и др.), ментол, антибиотики, протеолитические ферменты, бронхолитики, глюкокортикоиды, фитонциды, витамины, отвары и настои лекарственных трав и др.

При ингаляциях аэрозоли оказывают свое действие, прежде всего, на слизистую оболочку дыхательных путей на всем их протяжении, на находящиеся здесь микроорганизмы, а также на мукоцилиарный клиренс. При этом наиболее выраженное их всасывание происходит в альвеолах, менее интенсивно этот процесс идет в полости носа и околоносовых пазухах. Проникающая способность и уровень действия лекарственных аэрозолей обусловлены, прежде всего, степенью их дисперсности. Всасываясь, аэрозоли оказывают не только местное, но и рефлекторное действие через рецепторы обонятельного нерва, интерорецепторы слизистой бронхов и бронхиол. Имеют место и генерализованные реакции организма в результате поступления в кровь ингалируемых фармакологических препаратов.

Важная роль в механизме лечебного действия аэрозольтерапии принадлежит улучшению проходимости бронхоальвеолярного дерева. Это происходит как за счет использования препаратов муколитического действия и стимуляторов кашлевого рефлекса, так и вследствие действия увлажненной и согретой вдыхаемой смеси. В результате увеличения площади активно функционирующих альвеол и снижения толщины сурфактантного слоя и альвеолокапиллярного барьера значительно возрастает газообмен и жизненная емкость легких, а также скорость и объем поступления лекарственных препаратов в кровь. Одновременно улучшаются кровоснабжение тканей и обмен веществ в них 1 - 4, 8, 11 - 13, 16, 17, 19.

При проведении аэрозольтерапии важное значение имеет температура аэрозоля. Горячие растворы, имеющие температуру выше 40 °С, подавляют функцию мерцательного эпителия. Холодные же растворы (25 - 28 ?С и ниже) охлаждают слизистую оболочку дыхательных путей, что может вызвать приступ удушья у больных бронхиальной астмой. Оптимальная температура аэрозолей и электроаэрозолей чаще всего равна 37 - 38 ?С. Растворы такой температуры вызывают умеренную гиперемию слизистой оболочки, разжижают вязкую слизь, улучшают функцию мерцательного эпителия, ослабляют бронхоспазм.

На всасывание и действие аэрозолей, в том числе на функции мерцательного эпителия, существенно влияют рН ингалируемого раствора (оптимальный 6,0 - 7,0) и концентрация (не выше 4 %) в нем лекарства. Высококонцентрированные растворы с неоптимальным рН отрицательно влияют на функционирование мерцательного эпителия и проницаемость аэрогематического барьера, поэтому концентрация часто применяемых щелочей не должна быть выше 2 %.

Наружное использование аэрозолей в виде орошения кожных покровов и слизистых применяется для лечения ожогов, отморожений, ран, пролежней, инфекционных и грибковых поражений кожи и слизистых оболочек. При этом увеличивается площадь активного контакта лекарственного вещества с патологическим очагом, что ускоряет его всасывание и наступление лечебного эффекта.



Заключение

В современной медицине аэрозоли получили широкое распространение как, безопасный и высокоэффективный способ введения лекарственных препаратов. Аэрозоли применяются в дерматологии и хирургии, офтальмологии и многих других областях медицины.

Аэрозольная упаковка удобна в применении, герметична и компактна, предохраняет лекарственные средства от разрушающих факторов.

Но перевод лекарственного вещества в аэрозольное состояние возможен только при повышенном давлении, которое обеспечивают пропелленты.

Производство аэрозолей достаточно сложно и проходит в несколько технологических стадий, отличается повышенной пожаро- и взрывоопасностью, требует специальных условий хранения аэрозольных баллонов.

Современные стандарты производства (GMP) обеспечивают контроль качества аэрозольных препаратов и безопасность их применения.



Список литературы

1. Архипова В.А., Шерементьева И.М. Аэрозольные системы и их влияние на жизнедеятельность: Уч. пособие, Томск: Изд-во Томского госуд. Педагогического ун-та. - 2007. - 136 с.

2. Боголюбов В.М. Аэрозоли и электроаэрозоли в лечении неспецифических заболеваний органов дыхания.-- М.: Медицина, 1981.-- 62-68 с.

3. Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия: Учебник. - М., 1999 г.

4. Геппе Н. А. Небулайзерная терапия при бронхиальной астме у детей // Пульмонология. 1999. С. 42-48.

5. Зупанец И.А., Бездетко Н.И. Фармацевтическая опека больных спростудными заболеваниями. Провизор No 9, 2002.- 21-24 с.

6. Ищенко В.И. Промышленная технология лекарственных средств. - 2-е изд. - Витебск: УО «Витебский государственный медицинский университет»., 2012. - 567 с.

7. Классификация и характеристика аэрозолей // Vuzlit.ru URL: https://vuzlit.com/834024/klassifikatsiya_harakteristika_aerozoley (дата обращения: 22.11.2022).

8. Клячкин Л.М., М.Н. Виноградова Физиотерапия. - М., 1995 г.

9. Медников Е.А. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. - М.: Медицина, 1992. - 422 с.

10. Навашин С.М., Фомина И.П. Рациональная антибиотикотерапия. - М.: Медицина, 1982. - 496 с.

11. Ничипуренко О.Н. Ингаляционная фитотерапия при воспалительных заболеваниях органов дыхания. Провизор. - No2, 2004.- 7-12 с.

12. Полунов М. Я. Основы ингаляционной терапии. Киев, 1962.

13. Пономаренко Г.Н. Физические методы лечения: Справочник. - СПб., 2002 г.

14. Пропелленты в аэрозолях // Французский торговый дом URL: https://aerosolparts.ru/publication/article/propellenty-v-aerozolyakh/ (дата обращения: 22.11.2022).

15. Страчунский Л.С., Козлов С.Н. Антибиотики: клиническая фармакология. - Смол.: Амипресс. - 1994. - 208 с.

16. Улащик В.С. Введение в теоретические основы физической терапии. - Минск, 1981г.

17. Улащик В.С., И.В. и др. Общая физиотерапия: Учебник, Минск, "Книжный дом", 2003 г.

18. Хомякова Л.Г., Зайцева И.Г., Мнушко З.Н., Компанеец Е.И. Аэрозоли для лечения заболеваний органов дыхания. - М.: Медицина, 2003. - 117 с.

19. Эйдельштейн С. И. Основы аэротерапии. М., 1967.

Размещено на Allbest.ru

...