Поливинилпирролидон применение. Применение полимеров и сополимеров N-винилпирролидона. Основные физико-химические свойства повидона

Поливинилпирролидон (ПВП) (Polyvinylpyrrolidonum) представляет собой полимер N-винилпирролидона. ПВП получают поли- меризацией мономера винилпирролидона (рис. 5.21). Наиболее часто применяется ПВП, имеющий молекулярную массу 12 600-35 000. Он растворим в воде, спиртах, глицерине, легко образует комплексы с лекарственными соединениями: витаминами, антибиотиками, йодом.

Рис. 5.20. Поливиниловый спирт

Рис. 5.21. Поливинилпирролидон

ПВП используется в медицине и фармацевтической технологии как стабилизатор эмульсий и суспензий, про- лонгирующий компонент, связующее вещество и дезинтегратор для таблеток. Он также входит в состав плаз-

мозаменителей, аэрозолей, глазных

лекарственных пленок. Гели на основе ПВП используют для приготовления мазей, в том числе предназначенных для нанесения на слизистые оболочки.

Рис. 5.22. Полиакриламид

Полиакриламид

Полиакриламид (ПАА) (Polyacrilamidum) (рис. 5.22) - полимер белого цвета, без запаха, растворим в воде, глицерине. Водные растворы ПАА являются типичными псевдопластическими жидкостями.

Получен и биорастворимый полимер, широко используемый для создания лекарственных биорастворимых глазных пленок, которые обеспечивают максимальное время контакта с поверхностью конъюнктивы.

1% растворы ПАА используют для пролонгирования действия глазных капель. Успешно применяют ПАА для создания пролонгированных таблетированных лекарственных форм гормонов, анти- ферментных препаратов, кардиотоников. Водные растворы ПАА совместимы со многими электролитами, ПАВ и консервантами. ПАА перспективен для создания новых лекарственных форм.

Эфиры полиакрилатов являются основой для создания суспензионных покрытий таблеток, резистентных к действию желудочного сока. Современные пленкообразователи ойдрагит, колликут - коллоидные растворы сложных эфиров акриловых кислот.

Рис. 5.23. Полиэтиленоксид

Полиэтиленоксиды

Полиэтиленоксиды (ПЭО) (Polyaethy- lenoxyda), или полиэтиленгликоли (ПЭГ), (рис. 5.23) получают путем полимериза-

ции этиленоксида в присутствии воды и калия гидроксида.

Консистенция ПЭО зависит от степени полимеризации. В нашей стране выпускают ПЭО с различной степенью полимеризации (м.м. 400-4000).

ПЭО-400 представляет собой вязкую прозрачную бесцветную жидкость, ПЭО-1500 - воски (температура плавления - 35-41 ?С), ПЭО-4000 - твердое вещество белого цвета (температура плавления - 53-61 ?С).

Характерной особенностью ПЭО является хорошая растворимость в воде, этаноле. Они не смешиваются с углеводородами и жирами, образуя с ними эмульсию; малочувствительны к изменению рН, стабильны при хранении. ПЭО обладают крайне малой токсичностью, что обусловливает весьма широкое их применение в фармацевтической практике - при изготовлении мазей, эмульсий суспензий, суппозиториев и других лекарственных форм. Основы для мазей чаще всего представляют собой композицию жидких и твердых ПЭО, имеющих вязкопластичную консистенцию. Однако они оказывают высушивающее действие на слизистые оболочки. ПЭО удобно использовать также для суппозиторных основ.

Спены

Спены (Spans) (рис. 5.24) - эфиры сорбитана с высшими жирными кислотами:

Спен-20 - эфир лауриновой кислоты;

Спен-40 - эфир пальмитиновой кислоты;

Спен-60 - эфир стеариновой кислоты;

Спен-80 - эфир олеиновой кислоты.

Рис. 5.24. Химическая формула эфиров сорбитана с жирными кислотами

Спены являются липофильно-гидрофильными соединениями. Растворимы в маслах, а также в этаноле, образуют эмульсии типа вода/масло. В связи с неионогенным характером совместимы со многими лекарственными веществами.

Твины

Твины (Twins) - моноэфиры полиоксиэтилированного сорбитана (спена) и высших жирных кислот (рис. 5.25). Твины получают путем

Рис. 5.25. Моноэфиры полиоксиэтилированного сорбитана (спена) и высших жирных кислот

обработки спенов этиленоксидом в присутствии натрия гидроксида (катализатор). Этерификация происходит по месту свободных гидроксилов. Твины хорошо растворяются в воде и органических растворителях. К медицинскому применению разрешен твин-80, представляющий собой моноэфир олеиновой кислоты.

Твин-80 является неионогенным ПАВ. Он хорошо растворим в воде, маслах растительных и минеральных. Служит хорошим эмуль- гатором с высоким значением ГЛБ (15-16), поэтому применяется и как солюбилизатор. Как эмульгатор и стабилизатор твин-80 применяют для стабилизации эмульсий и суспензий, в том числе и для инъекционного введения.

Силиконы

Силиконы - неорганические полимеры.

Основа силиконов - цепь чередующихся атомов кислорода и кремния. Каждый силикон имеет 3 группы, свободные для органи- ческих заместителей - метильную (полиметилсилоксан), метильную и фенильную (полиметилфенилсилоксан), фенильную (полидифенилсилоксан) (рис. 5.26), которые используются для производства многих изделий медицинского назначения, в том числе и для детей.

Рис. 5.26. Химическая формула силиконов

Силиконы образуют хорошие эластомеры, потому что цепь основы очень гибка; связи между кремниевым атомом и 2 атомами кис- лорода легко вращаются. Угол, сформированный в соответствии с

этими связями, может открыться и закрыться подобно ножницам, без напряжения. Это делает целую цепь основы гибкой (рис. 5.27).

Рис. 5.27. Способность молекулы силиконов изгибаться

В смеси с борной кислотой полидиметилсилоксан (рис. 5.28) меняет свойства. Смесь является мягкой и гибкой, ее можно лепить как пластилин, однако затем она затвердевает. Это свойство используется во многих областях - от изготовления игрушек до матриц протезов (рис. 5.29).

Рис. 5.28. Полиметилсилоксан; полиметилфенилсилоксан; полидифенилсилоксан

Рис. 5.29. Олигомер силиконов - октаметилсиликон и механизм полимеризации

Силиконы используются в фармацевтической химии для иммобилизации других химических молекул. Присоединение молекул или клеток к цепи силикона по названной выше реакции меняет их свойства. Делает их нерастворимыми в воде, что используется для иммобилизации (пролонгирования действия) ферментов, создания биокатализаторов для синтеза ампициллина, всех цефалоспориновых антибиотиков, гормонов. Силиконы служат основой лекарств для выведения холестерина из организма, иммобилизации ряда противоопухолевых препаратов, простагландинов.

Силиконовые эластомеры применяются в производстве:

Катетеров;

Сердечных клапанов;

Поршней шприцев;

Зондов (катетеров);

Искусственных вен;

Смазки для суставов;

Рис. 5.30. Изделия из силикона

Контактных линз;

Дыхательного оборудования.

Силиконы обладают рядом ценных свойств; используются в технологии твердых лекарственных форм (порошки, пилюли, таблетки и др.), основ для мазей, суппозиториев.

Наиболее широкое применение получили диэтилполиоргано- силоксановые жидкости. Силиконовые жидкости используют для защиты кожи в качестве кремов, лосьонов и мазей. Среди дисперсионных сред для приготовления данных лекарственных форм наиболее часто в смеси с силиконами используются вода, этанол, глицерин.

Формула: (C6H9NO)n, химическое название: поливинилпирролидон.
Фармакологическая группа: гематотропные средства/ заменители плазмы и других компонентов крови; метаболики/ детоксицирующие средства, включая антидоты; органотропные средства/ желудочно-кишечные средства/ абсорбенты; разные средства/ вспомогательные вещества, реактивы и полупродукты.
Фармакологическое действие: дезинтоксикационное, адсорбирующее.

Фармакологические свойства

Повидон связывает токсины и выводит их из организма. Повидон усиливает кровоток в почках, увеличивает клубочковую фильтрацию, повышает диурез. Снижение молекулярной массы повидона усиливает дезинтоксикационное воздействие.

Показания

Состояния, которые сопровождаются интоксикацией (включая и ожоговую и лучевую болезнь в фазе интоксикации, послеоперационную интоксикацию, токсические формы острых инфекционных желудочно-кишечных болезней, токсикозы беременных, сепсис, токсемию и гемолитическую болезнь новорожденных).

Способ применения повидона и дозы

Режимы дозирования и способы введения повидона устанавливаются индивидуально и зависят от показаний.

Противопоказания к применению

Гиперчувствительность, острый нефрит, бронхиальная астма, кровоизлияние в мозг, тяжелая недостаточность кровообращения.

Ограничения к применению

Нет данных.

Применение при беременности и кормлении грудью

Возможно использование повидона во время беременности и грудного вскармливания при назначении врачом по показаниям.

Побочные действия повидона

Тахикардия, понижение артериального давления, затрудненное дыхание, аллергические реакции, тошнота, рвота.

Взаимодействие повидона с другими веществами

Использование повидона вместе с другими лекарственными средствами может резко снижать степень или/и замедлять скорость их всасывания в желудочно-кишечном тракте, уменьшать их уровень в плазме крови.

Передозировка

При передозировке повидоном возможно усиление побочных реакций. Необходима отмена препарата, проведение симптоматического лечения.

Поливинилпирролидон
Химическое соединение
ИЮПАК	1-этенилпирролидин-2-он
Брутто-формула	(C 6 H 9 NO) n
Молярная масса	12600±2700
CAS	9003-39-8
Классификация
Фармакол. группа	Адсорбенты Детоксицирующие средства
АТХ	A07BC03
Лекарственные формы
порошок для приготовления раствора для приёма внутрь
Способы введения
перорально
Другие названия
Пласдон, Энтеродез , Эрготекс

Форма выпуска: дозированный порошок

Поливинилпирролидон или повидон - водорастворимый полимер , составленный из мономерных единиц N-винилпирролидона .

Фармакологическое действие

В основе фармакологических свойств препарата лежит дезинтоксикационное действие, заключающееся в способности к комплексообразованию. Механизм лечебного действия заключается в способности активно связывать токсины, образующиеся в организме, и поступающие извне токсические вещества и выводить их из организма через кишечник. В кровеносное русло препарат не поступает.

Клинической практикой доказано, что препарат не повреждает слизистую оболочку желудка и кишечника, не накапливается в организме, практически не имеет противопоказаний и побочных эффектов, то есть является вполне безопасным препаратом.

Лечебный эффект препарата проявляется через 15-30 минут после приёма.

Замедляет скорость или уменьшает степень всасывания из желудочно-кишечного тракта других лекарственных средств, поэтому принимают спустя 1-2 часа после приёма пищи и лекарственных препаратов.

Показания к применению

Токсические формы острых инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта (дизентерия, сальмонеллез и др.), пищевая токсикоинфекция (пищевое отравление), интоксикации (отравления) другого происхождения, обострения хронических энтероколита (воспаления тонкой и толстой кишки) и энтерита (воспаление тонкой кишки), печёночная недостаточность.

Побочные действия

В отдельных случаях возможны быстро проходящие тошнота и рвота. Не исключено развитие аллергических реакций.

Страница 1

ПВП обладает уникальным комплексом физико-химических, химических и биологических свойств, ценных для его практического использования.

Наличие в макромолекуле полимера лактамного цикла обеспечивает растворимость полимера в воде. ПВП представляет собой желто-белый порошок с t° размягчения ~ 140 – 160 °С, d420 = l, 19; nD20 =1,58 (для пленки).

При нагревании выше 150 °С полимер приобретает оранжево-бурую окраску и перестает растворяться в воде и органических растворителях, плотность сухого полимера составляет 1,13 г/см3. ПВП очень гигроскопичен, согласно на один грамм полимера приходится 0,084 г. воды. ПВП растворяется в воде, спирте, полиспиртах, хлорированных и фторированных углеводородах, кетонах, лактонах, нитропарафинах. Теплота растворения полимера равна 16,8 кДж/моль и уменьшается в присутствии солей. Вязкость водных растворов ПВП практически не зависит от рН раствора. Вследствие своей способности гидратироваться ПВП не растворяется в несмешивающихся с водой растворителях. При применении для растворения ПВП смесей воды с растворителями, смешивающимися с ней, например, ацетона, наблюдаются области несмешиваемости, и это свойство используется для фракционирования полимеров методом дробного осаждения. При изучении полярографических и диэлектрических свойств ПВП показано, что диэлектрическая константа зависит от концентрации полимера в воде, увеличиваясь от 20,1 при концентрации 13,5 г/л до 44,2 – при 100 г./л.

ПВП обладает достаточно высокой химической стойкостью, которая возрастает с увеличением молекулярного веса полимера. Деполимеризация сухого ПВП протекает при температуре 230–270°С, прибавление воды и повышение температуры ведет к увеличению скорости деполимеризации.

Амидные группы в боковой цепи ПВП устойчивы к тепловой обработке в водном растворе до 110–130°С. Слабые кислоты и щелочи не вызывают химических превращений пирролидонового кольца.

Исследования коллоидных свойств водных растворов ПВП показали, что он не осаждается из водного раствора при нагревании даже до 100°С, что может указывать на отсутствие склонности этого полимера к гидрофобной агрегации. Считают, что молекулы ПВП в водном растворе представляют собой статистические клубки; что связывают со специфической структурой звеньев ПВП .

Поливинилпирролидон относится к нейтральным полимерам с неспецифической активностью, физиологическая активность которых обусловлена их физико-химическими свойствами (молекулярной массой полимера, молекулярно-массовым распределением). Важным свойством таких полимеров является незначительное взаимодействие со структурными элементами организма и, прежде всего, с клеточными мембранами и биополимерами .

ПВП широко применяется в промышленности. Так же, как и в медицине, здесь используются главным образом его способность к комплексообразованию с различными соединениями, гидрофильность, легкая растворимость во многих растворителях. Широко ПВП применяется в текстильной, пищевой, фармацевтической промышленности, производстве косметических средств .

Впервые ПВП был получен Фикенчером и Херле в 1939 г. методом полимеризации в воде в присутствии пероксида водорода и аммиака. Полимеризацию проводили в буферных нейтральных или слабо щелочных растворах для того, чтобы избежать гидролиза альдегида. Было показано, что скорость реакции увеличивается с ростом начальной концентрации мономера до конверсии мономера 35%, затем остается постоянной в диапазоне от 35 до 60% и уменьшается снова при дальнейшем увеличении концентрации мономера. Реакция полимеризации ингибируется кислородом.

Выделение полимера из водного раствора в виде порошка осуществляли высушиванием в распылительной сушке, затем экстрагированием органическим растворителем, например, хлористым метиленом .

Пероксид водорода участвует в реакциях, контролирующих скорость полимеризации, молекулярную массу и ММР полимера. Это: окислительно-восстановительная реакция инициирования с участием примесных ионов железа, линейный обрыв цепи, окисление аммиака и других примесей, присутствовавших в мономере и, наконец, реакция гидролиза лактамного кольца. Участие Н2О2в этих реакциях изменяет соотношение Н2О2 / NВП в ходе полимеризации, что приводит к уширению ММР до 4. Быстрое исчерпание Н2О2 снижает выход полимера, что требует дополнительной стадии экстракции мономера органическим растворителем.

Таким образом, реакция полимеризации NВП в присутствии Н2О2 и NH3 при кажущейся простоте ее осуществления, является весьма сложной и требует тщательного контроля качества всех реагентов и условий проведения процесса.

При проведении полимеризации NВП в органическом растворителе (спирте) или в массе для инициирования процесса применяют алифатические гидропероксиды, например, третбутилгидропероксид, кумилгидропероксид, которые одновременно являются регуляторами молекулярной массы полимера .

• | E-mail |
• | Печать

Производные низкомолекулярного поливинилпирролидона способны вызывать интенсивный дезинтоксикационный эффект при внутривенном введении. Они хорошо связывают токсины, находящиеся в кровеносном русле, и выводят их из организма, главным образом через почки. Наряду с дезинтоксикационным действием,производные низкомолекулярного поливинилпирролидона обладают способностью купировать стаз эритроцитов в микроциркуляторном русле, который обычно наблюдается при интоксикациях.

На протяжении ряда лет в нашей стране широко использовался препарат Гемодез (Haemodesum), представляющий собой 6% раствор низкомолекулярного поливинилпирролидона (ПВП), содержащий соли калия, натрия, кальция и магния. Средняя молекулярная масса гемодеза 12 600±2700. Однако Циркуляром Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития (№1100-Пр/05 от 24.05.2005) гемодез был запрещен для последующего применения в клинической практике и его производство приостановлено. Это решение вызвало неоднозначную реакцию медицинской общественности. Ведь врачи разного профиля на протяжении многих лет использовали гемодез на всех этапах оказания медицинской помощи. В. В. Афанасьев (кафедра неотложной медицины СПбМАПО, Институт токсикологии) в своей работе дает объяснение данному решению: «Одними их первых на побочные эффекты, возникавшие при введении этого вещества, обратили внимание педиатры, затем и другие специалисты, отмечавшие различные реакции в ответ на введение гемодеза, в виде покраснения лица, нехватки воздуха, снижения АД. Некоторых больных "трясло", особенно, при быстром введении гемодеза. Токсикологи назначали гемодез только в составе инфузионного подкрепления другими средами, особенно натрийсодержащими. Заметим, что при назначении в изолированном виде, действие "кровяного сорбента", как иногда называли гемодез, было невозможно отследить, т.к. практически всегда выполнялось сочетанное введение препарата с другими инфузионными средами. У больных были отмечены неясные нарушения со стороны почек, в том числе редукция диуреза при тщательном отслеживании последнего, особенно при длительном лечении хронических интоксикаций промышленными средствами. Эти побочные эффекты врачи были склонны отнести за счет "аллергических" реакций, вызываемых гемодезом. Так, постепенно, формировалось мнение об "аллергенности" этого препарата, однако препарат продолжали широко использовать в клинической практике. Электролитный состав гемодеза не является совершенным, особенно для нужд токсикологии, хотя поливинилпирролидон способен связывать молекулы ядов небольшого размера (МНиСММ). Вот здесь, на наш взгляд, и скрывается главная особенность этого носителя: связывать другие вещества, он способен, высвобождая собственные электролиты (напомним, – одно из противопоказаний к назначению гемодеза – нарушения электролитного обмена веществ), и, связывая МНиСММ, поливинилпирролидон может приобретать новые свойства и аллергенные характеристики за счет своей биохимической трансформации. Многочисленные работы профессора М. Я. Малаховой, выполненные на протяжении последнего 10-летия, указывают на то, что любое патологическое состояние сопровождается накоплением МНиСММ, прямо пропорциональным тяжести этого состояния. Это означает, что при многих заболеваниях или состояниях гемодез может нести в себе потенциальную опасность и оказывать неблагоприятное воздействие на мембраны клеток, которые выполняют барьерную функцию в органах детоксикации, например, в почках. Сегодня сорбционная способность гемодеза, даже если она очень велика (в чем есть сомнения, поскольку методы ее оценки с применением коллоидных красителей являются устаревшими) никак не может конкурировать с современными эфферентными методами, применяемыми с целью детоксикации. Многие из них в ближайшей экспозиции способны быстро и полно экстрагировать яды при отравлениях и МНиСММ, образующиеся при различных заболеваниях. Однако, если время экспозиции достаточно велико, то даже эти способы "срабатывают" далеко не всегда. Перспективная фармакологическая защита кроется в разработке способов усиления естественной детоксикации, в частности, в той ее части, когда под воздействием фармакологически активного (активных) соединений, почечная, печеночная, миокардиальная или любая иная клетка становится способной поддерживать энергетический обмен и выполнять возложенную на нее природой функцию. Конечно, это препарат будущего, однако потребности сегодняшнего дня диктуют необходимость поиска адекватной замены гемодезу, как по качеству действия, так и по фармакоэкономическим критериям оценки».

Другие препараты низкомолекулярного поливинилпирролидона, такие как глюконеодез (Gluconeodesum), неогемодез (Neohaemodesum), энтеродез (Enterodesum) в настоящее время практически не используются.