Физико-химия аэрозолей

 Испарение капелек тумана  может приводить в соответствующих  условиях к переходу аэрозоля  в гомогенную систему подобно тому, как растворение дисперсной фазы лиозоля приводит к образованию истинного раствора. 

Разрушение аэрозолей

К разрушению аэрозолей приходится прибегать, если из аэрозоля нужно выделить дисперсную фазу, например, при улавливании  из дыма металлургических печей содержащихся в нем ценных продуктов, либо при очистке газов или воздуха. Большинство методов разрушения аэрозолей связано с интенсификацией процессов коагуляции, коалесценции или прилипания частиц аэрозоля к поверхностям (твердым стенкам фильтров, к каплям жидкости при искусственном дождевании), а также процессов седиментации (путем изменения скорости и потока направления аэрозоля при инерционном движении). Рассмотрим существующие методы разрушения аэрозолей, основанные на указанных принципах.

С помощью фильтрации от газовой фазы можно отделить более мелкие частицы. Фильтры применяют в противогазах для задержания частиц ядовитых дымов, для получения стерильного воздуха и в ряде других случаев. Существуют сетчатые и волокнистые фильтры.

Сетчатые фильтры служат для задержания сравнительно грубых частиц аэрозолей. Их изготавливают из одного или нескольких слоев ткани или металлической сетки. Действие этих фильтров основано на механическом задерживании больших частиц, не проходящих через ячейки сетки, а также на инерционном осаждении частиц.  Эффективность сетчатых фильтров заметно увеличивается по мере забивания их отфильтрованной дисперсной фазой, поскольку в результате образования на поверхности фильтра слоя пыли уменьшается диаметр отверстий, через который протекает поток аэрозоля. Поэтому иногда на тканевые фильтры перед их использованием наносят асбестовую пыль, особенно эффективную при фильтрации; либо при очистке тканевых фильтров на их поверхности целесообразно оставлять часть пылевого слоя.

Волокнистые фильтры изготавливают из фильтровальной бумаги, специального картона и некоторых других волокнистых материалов. Вследствие значительного гидравлического сопротивления эти фильтры применяются лишь при небольших скоростях течения аэрозоля. С целью повышения производительности волокнистых фильтров их часто изготавливают с «развернутой» (увеличенной) поверхностью.

Разрушение аэрозоля под действием ультразвука известно давно, но только в 80-е годы ХХ –го столетия оно начало приобретать практическое значение. Согласно одной из теорий, действие ультразвука на аэрозоли, так же, как и на лиозоли, объясняется тем, что во всех реальных полидисперсных системах разные по размеру частицы в различной степени увлекаются колебаниями среды. В результате этого мелкие частицы, обладающие большой амплитудой колебаний, как бы «прочесывают» аэрозоль. Это способствует тому, что они скорее сталкиваются с более крупными, почти неподвижными частицами. Однако против этой теории говорит то обстоятельство, что самые мелкие, наиболее энергично колеблющиеся частицы остаются в звуковом поле нескоагулированными.

Согласно другой теории ультразвуковая коагуляция обусловливается притяжением  между частицами, движущимися, в  ультразвуковом поле. Такое притяжение может возникнуть между частицами аэрозоля, если они совершают быстрое, параллельное и одинаково направленное движение. Нужны всего секунды для того, чтобы туман, движущийся в ультразвуковом поле, скоагулировал на 90%. Полученные в результате коалесценции крупные капли легко отделяются от газа в обычных циклонах.

Ультразвук применяют для разрушения сернокислотных и других производственных туманов. В настоящее время для  осаждения аэрозолей ультразвуком разработаны промышленные установки  производительностью до 1000 м³/мин. К сожалению, в ультразвуковом поле остается нескоагулированной обычно самая высокодисперсная часть тумана. Другой недостаток заключается в том, что ультразвук малоэффективен при разрушении сильно разбавленных систем.

Коагуляция атмосферных аэрозолей  может быть вызвана разбрасыванием с самолета высокодисперсного песка, частицы которого несут электрический заряд, по знаку обратный заряду частиц аэрозоля. Другой метод искусственного рассеивания облаков и туманов с помощью коагуляции заключается в распылении в аэрозоль растворов гигроскопичных веществ, например, концентрированных растворов хлорида кальция. Капельки этой жидкости захватывают капельки воды, укрупняются и выпадают в виде дождя. Для разрушения переохлажденных атмосферных аэрозолей можно применять также порошки йодида серебра  или свинца, частицы которых являются зародышами и вызывают в облаках образование кристалликов льда.

Применение аэрозолей в медицине

Аэрозольная терапия  часто является наилучшим способом доставки лекарств в дыхательный  тракт. При помощи аэрозолей лекарства попадают непосредственно на пораженные участки, при этом во время применения малых доз становится меньшим побочный эффект.

К аэрозольным препаратам, заменяющим лекарства для внутреннего  употребления, относится обширная группа аэрозолей, получивших название ингаляционных. Они выделяются из аэрозольной упаковки в форме раствора или порошка. Размер аэрозольных частиц 0,5 - 10 мкм. Широкому внедрению ингаля-ционных аэрозолей способствовал прямой контакт действующих веществ с патологическими объектами и достижение терапевтического эффекта при значительно меньших дозах, чем при использовании этих же медикаментов в других лекарственных формах.

Лекарственные средства в форме аэрозолей отличаются повышенной фармакологической активностью  за счет резкого увеличения активной поверхности. Так, 1 мл жидкости, превращенной в аэрозоль, образует 15 000 000 мельчайших капель с суммарной площадью поверхности 1,2 м². Аэрозоли лекарственных веществ, вводимые в дыхательные пути, действуют на их слизистую оболочку и рецепторный аппарат, усиливая функцию мерцательного эпителия, секрецию слизистых желез, снижая тонус гладкой мускулатуры бронхов, улучшая функцию внешнего дыхания, оказывая благотворное влияние на состояние центральной нервной системы и сердечно-сосудистой системы. При ингаляции аэрозолей существенное значение имеет воздействие вдыхаемых веществ на рецепторы обонятельного нерва. Известно, что приятные для человека запахи действуют успокаивающе на нервную систему, могут снижать артериальное давление и улучшать самочувствие больных.

Для того, чтобы лекарственный  препарат попал в дыхательные  пути дистальнее ротоглотки, большинство  распыляемых частиц должны иметь  размеры 2-5 мкм. Терапия ингаляционными препаратами (в основном глюкокортико-стероидами) является ведущим методом лечения у больных бронхиальной астмой. Она, в отличие от системной терапии, позволяет препаратам в необходимой концентрации достигать легких при малом системном воздействии. Учитывая, что распространенность этого заболевания во всем мире растет (в Европе по меньшей мере 25 млн. астматиков) и то, что доля дозированных ингаляционных аэрозолей составляет примерно 80% от общего количества применяемых ингаляционных устройств и по прогнозам Международного консорциума фармацевтических аэрозолей до 2010 г. потребление дозирующих ингаляторов будет увеличиваться на 5 % ежегодно, становится понятной востребованность такой лекарственной формы, как аэрозоль.

Фармацевтические аэрозоли для наружного применения занимают важнейшее место среди аэрозольных лекарственных форм и широко используются в дерматологии и хирургии, гинекологии, акушерстве и проктологии. Теоретически и практически все заболевания местного характера можно лечить аэрозольными препаратами, которые могут быть получены в форме раствора, мази, эмульсии, пасты, порошка и пластической пленки.

Специальными областями  применения аэрозольных лекарственных  форм являются гинекология, акушерство и проктология. Нередко в этих областях имеются те же показания  к применению аэрозолей, что в  дерматологии и хирургии. Наряду с этим аэрозоли применяются в качестве концетрацептивных средств, для борьбы с вагинальными инфекциями при пуэрперальной инфекции матки, в случае эндометрита.

В качестве активных лекарственных  веществ в дерматологических  аэрозольных формах используются антибиотики, кортикостероиды, антисептики, анестетики и др.

Самостоятельное значение в практике лечения ожогов приобрели  аэрозольные препараты, обеспечивающие быстроту и равномерность нанесения  препарата на раневую поверхность, возможность оказания помощи в максимально ранние сроки после ожога, доступность использования. Хорошие результаты получены при фармакологическом испытании аэрозольного препарата «Фадезин», содержащего антисептические и обезболивающие лекарственные вещества, витамины, рыбий жир. Создан антибиотический аэрозольный препарат «Легратетрин», активными компонентами которого являются левомицетин, грамицидин и тетрациклин. Разработана тенхология получения мазевых аэрозолей с антибиотиками на основе винилина и линетола, а также технология получения суспензионных аэрозолей, содержащих неомицин и тетрациклин в сочетании с кортикостероидами. В настоящее время изучена возможность включения продигиозана в противоожоговые аэрозольные рецептуры.

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Таким образом, в реферате представлена классификация аэрозолей, их основные морфологические характеристики, молекулярно-кинетические, оптические и электрические свойства. Изучены различные методы образование и разрушения аэрозолей.

Рассмотрены сферы практического  применения аэрозолей. Описан аэрозоль как лекарственная форма, показаны примеры использования его в современной медицинской практике в виде лекарственных препаратов.

Особое внимание уделено применению аэрозольных препаратов при лечении ряда заболеваний: бронхиальной астмы, эмфиземы легких, спазмов бронхов, других легочных и простудных заболеваний, а также при лечении ожогов, ран, при пластических операциях, использованию аэрозолей в дерматологии и хирургии, гинекологии, акушерстве и проктологии. Теоретически и практически все заболевания местного характера можно лечить аэрозольными препаратами, которые могут быть получены в форме раствора, мази, эмульсии, пасты, порошка и пластической пленки.

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Зимон А.Д. Коллоидная  химия. – М.: Агар. 2001. 320 с.

2. Грин Х., Лейн В.  Аэрозоли – пыли, дымы и туманы. – Л.:Изд-во «Химия», 1972, стр. 428

3. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию: Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. – 280 с.

4. Стась И. Е., Фомин  А.С. Дисперсные системы в природе  и технике. Барнаул 2005 г.

5. Слесарев В.И. Химия:  Основы химии живого. Учебник  для вузов. - СПб: Химиздат, 2000. - 768 с.