Principy mísení
Mísení je postup, při kterém se z jednotlivých látek (složek) získávají směsi, které podle povahy složek mohou být plynné, tekuté, polotuhé nebo tuhé. Podle velikosti částic rozlišujeme směsi homogenní, jejichž částice nejsou rozlišitelné jinak než elektronovým mikroskopem (příkladem jsou pravé roztoky), nebo směsi heterogenní, jejichž částice jsou rozlišitelné okem nebo pod běžným mikroskopem.
Při přípravě směsi je přitom cílem získat homogenní směs, tj. směs, která má ve všech svých částech stejné složení. V tomto smyslu může tedy i heterogenní směs být homogenní (tj. stejnorodá). Dokonalé promísení jednotlivých složek má velký význam při přípravě léčivých přípravků a je základním kritériem jejich kvality.
Mísení je doprovázeno pronikáním částic jedné látky mezi částice druhé látky a závisí na skupenství látek. Plyny se vzhledem k velké pohyblivosti svých molekul mísí samovolně difuzí podle koncentračního spádu, při mísení složek jiného skupenství je nutné dodat soustavě energii. Pro smísení kapalin obvykle dostačuje malá mechanická energie, která se zvyšuje s jejich stoupající viskozitou. Při mísení tuhých práškových látek probíhají tři základní děje: difuze s pohybem jednotlivých částic, konvekce (proudění) s posunem skupin částic a smyk, kdy se vzájemně posouvají jednotlivé vrstvy prášku.
Vzhledem k tomu, že homogenita směsi ve farmacii rozhoduje o správném dávkování, je mísení jednou z nejdůležitějších činností nejen pro lékárníka či farmaceutického asistenta, ale také pro farmaceutickou velkovýrobu. Aby výsledná směs měla správné vlastnosti, je vždy nutné stanovit podmínky mísení, jako např. množství míseného materiálu, typ mísicího zařízení a dobu mísení, neboť mísení je dynamický proces. Při nesprávném postupu nebo při příliš dlouhém mísení postupně přechází v proces segregace (oddělování) částic ze směsi, jehož důsledkem je ztráta homogenity.
Aby bylo možné tuhé látky dokonale smísit, je vhodné je před mísením rozdrobnit (lat.zshk.cz/vyuka/miseni.aspx) na stejnou velikost částic. Pak každou látku navážíme (lat.zshk.cz/vyuka/vazeni.aspx) zvlášť na lékárenskou kartu nebo čistý papír. K mísení se obvykle použije porcelánová třenka s drsným (třenka drsná) povrchem a porcelánová těrka. Jemné prášky lze mísit v porcelánové třence s hladkým (třenka hladká) povrchem nebo v melaminové třence bez pórů. Pro mísení oxidu zinečnatého není melaminová třenka vhodná.
Správný postup mísení zajišťuje kruhový pohyb těrky po stěně třenky od středu k okrajům proti směru hodinových ručiček, spirálovitý pohyb těrky od okrajů třenky do jejího středu a paprskovitý pohyb těrky, kterým se shrnuje ulpívající prachovitá látka od okrajů třenky do středu. Mísení se kombinuje s opakovaným seškrabáváním ze stěn třenky, dna třenky a z těrky pomocí lékárenské karty. Jmenované postupy se průběžně opakují.
Pořadí mísených složek a postup jejich mísení (princip mísení) závisí na použitém množství a vzájemném poměru složek. Jsou-li složky směsi zastoupeny v přibližně stejném množství, přidávají se do třenky střídavě po malých částech pomocí karty nebo lžičky tak, aby přidaný objem přibližně odpovídal objemu již v misce přítomnému, tj. v poměru 1:1.
Pokud jsou množství složek velmi rozdílná, nejdříve se do třenky odsype malé množství léčiva, které je v přebytku, a dobře se rozetře, aby se zaplnily drobné póry v povrchu porcelánové třenky. Potom se přidá látka zastoupená v nejmenším množství (obvykle silně nebo velmi silně účinná) a dále další složka v přibližně stejném množství. Po smísení se postupně přidávají ostatní složky podle zvyšující se hmotnosti za dodržení poměru 1:1. Na závěr se přidá zbytek léčiva, které bylo použito pro vyplnění pórů misky.
Mísení kapalin
Mísení kapalin patří k nejběžnějším technologickým operacím při přípravě léčivých přípravků. Vzájemně mísitelné kapaliny se snadno mísí v kádince za promíchávání skleněnou tyčinkou nebo se protřepávají v lékovce. Mísením dvou vzájemně rozpustných kapalin připravíme roztok s rovnoměrnou koncentrací jedné složky ve druhé. Příkladem je ředění ethanolu. Tímto způsobem lze např. měnit výsledné povrchové napětí vody (vysoké povrchové napětí) přídavkem ethanolu (nižší povrchové napětí). Důsledkem je zvýšení rozpustnosti některých léčivých látek s omezenou rozpustností ve vodě. Tomuto postupu se říká solubilizace.
Pokud se kapaliny vzájemně nemísí (olej a voda), připraví se jejich smísením emulze (Mísení nemísitelných kapalin). Vznik emulze vyžaduje speciální postupy a pro zajištění její stability jsou nutné pomocné látky, emulgátory.
Do této části lze zařadit i mísení masťových (Mísení polotuhých látek) základů, které za laboratorní teploty vykazují polotuhou nebo tuhou konzistenci, ale které se před mísením roztaví (lat.zshk.cz/vyuka/zahrivani-chlazeni.aspx) zahříváním na vodní lázni (Vodní lázeň) nebo pomocí infralampy (infralampa) a mísí se tedy ve skupenství kapalném. Do roztavené směsi základů lze za tepla přidat také vodnou fázi a připravit mast nebo krém emulzní povahy. Aby výsledná směs byla homogenní, je nutné vždy míchat až do vychladnutí (Příprava emulzní masti).
Dispergace (rozptýlení) práškových nerozpustných látek v kapalině je jednou z metod přípravy suspenzních přípravků. Základním technologickým problémem je přitom smáčení prášku, jehož jemné částice mají tendenci tvořit shluky a tím zmenšit svůj povrch. Mezi částicemi je ve shluku zadržován vzduch. Předpokladem dobrého smáčení je vytěsnění vzduchu, oddělení jednotlivých částic, nahrazení mezifáze tuhá látka/plyn za mezifázi tuhá látka/kapalina a vznik solvatačního obalu.
Úroveň smáčivosti tuhé látky kapalinou vždy závisí na vlastnostech tuhé a kapalné fáze. Čím je tuhá látka lipofilnější, tím více je vzduch poután a látka nemá ochotu se smáčet. Příkladem je síra, která je velmi lipofilní a jejíž částice o rozměru cca 20 µm vytvářejí shluky, které se obtížně smáčejí. Pokud se nepodaří prášek správně smočit, bude vzduchem nadnášen a bude plavat na povrchu kapaliny. Tomuto jevu se říká flotace. Výsledná směs není homogenní a není možné zajistit její správné dávkování.
Potřebná smáčivost tuhé fáze se dá ovlivnit různými metodami. Nejjednodušším způsobem je rozetření prášku s malým množstvím kapaliny v porcelánové třence. Smáčený prášek se potom vpraví do zbytku kapaliny. Příkladem je smáčení mastku při čeření aromatické vody.
Další možností je využití hydrofilních látek s malými částicemi, které se s práškovou látkou nejprve dobře rozetřou v porcelánové třence. Při mechanickém roztírání se rozruší shluky částic, dispergační agens se vmezeří mezi částice a usnadní tak smáčení prášku. Jako dispergační agens se dá využít oxid zinečnatý pro suspenze k topické aplikaci nebo některé sacharidy (sacharosa, glukosa, mannitol, sorbitol) pro perorální disperze.
Vhodné je také použití tenzidu. Díky svým vlastnostem se tenzidy hromadí na mezifázi, sníží mezipovrchové napětí mezi tuhou a kapalnou fází a tím usnadní smáčení tuhé látky kapalinou. Pomocí tenzidu se tuhá látka rozetře na jemnější částice a tak se zvětší i kontaktní plocha s kapalnou fází. Nejvhodnější pro tento účel jsou neionické (synonymum neiontové) tenzidy.
Problémy se smáčením se ve farmaceutické laboratoři řeší velmi často i při přípravě koloidních přípravků (slizy a gely), kdy nerovnoměrné smáčení částic uzavřených ve shlucích vede k nerovnoměrnému bobtnání a vzniku nehomogenního přípravku. Výše uvedené metody smáčení jsou podstatou postupů nazývaných řízené bobtnání.
Mísení polotuhé a tuhé látky
Za mísení práškové látky a kapaliny lze v podstatě považovat i přípravu suspenzních mastí a past. V tomto případě se prášková látka mísí s tekutým, polotuhým (nataveným) nebo tuhým (roztaveným) masťovým základem v nerezové třence pomocí pistylu. Směs je nutné míchat až do vychladnutí, aby se prášek neusazoval na dně třenky.
Podobně se postupuje i při přípravě suspenzních čípků, kdy se prášek léčiva smísí s roztaveným čípkovým základem a za průběžného míchání se vylévá do čípkové formy.
Procvičení
- Připravte homogenní směs 5,0 g síry a 20,0 g oxidu zinečnatého.
- Připravte homogenní směs 10,0 g kyseliny citronové a 10,0 g kyseliny vinné
- Připravte homogenní směs 50,0 g čištěné vody a 50,0 g prostého sirupu.
- Připravte homogenní směs 25,0 g oxidu zinečnatého a 25,0 g čištěného slunečnicového oleje.
- Připravte emulzi smísením 50,0 g roztoku hydroxidu vápenatého a 50,0 g panenského lněného oleje (Linimentum calcis).
- Připravte suspenzi 2,5 g síry ve směsi 7,0 g etheru a 90,0 g ethanolu 60%. Porovnejte postup s použitím tenzidu (2,5 g polysorbátu 80) a bez tenzidu. Vysvětlete rozdíly ve vzhledu směsi.
- Připravte suspenzní mast smísením 2,0 g oxidu zinečnatého, 3,0 g tekutého parafinu a 40,0 g žluté vazelíny.
Kontrolní otázky
- Vysvětlete termíny: homogenní a heterogenní směs.
- Jaké mechanizmy se uplatňují při mísení látek?
- Popište postup mísení práškových látek.
- Popište postup mísení kapalin.
- Jak vznikají emulze?
- Vysvětlete pojem solubilizace.
- Popište postup mísení polotuhých látek.
- Popište postup mísení práškových látek a kapalin.
- Vysvětlete pojem smáčení.
- Jaké postupy pro usnadnění smáčení práškových látek znáte?
- Vysvětlete, co je flotace a jak k ní dochází.
- Vysvětlete pojem řízené bobtnání.
- Popište postup mísení práškové a polotuhé látky.