Aerozole lecznicze
Aerozole lecznicze są to preparaty, które w czasie stosowania uzyskują postać dyspersji (rozproszenia) kropelek cieczy lub cząstek substancji stałej w fazie gazowej. Fazą gazową jest w zależności od rodzaju aerozolu powietrze z gazami wytłaczającymi. Substancje lecznicze podawane w formie aerozolu mogą mieć postać roztworu, emulsji, zawiesiny lub proszku zmikronizowanego.
Postać aerozolu uzyskuje się uwalniając preparat:
Ø Z pojemnika pod ciśnieniem gazu wytłaczającego
Ø Stosując pompki mechaniczne
Ø Za pomocą nebulizatora
Ø W inny sposób
Najczęściej spotykane są aerozole w pojemnikach ciśnieniowych, rzadziej opakowania zaopatrzone w mechaniczne pompki dozujące. Elementem zamykającym opakowanie jest klasyczny zawór aerozolowy lub pompka. Zapewnia on, że uzyskiwana jest pożądana charakterystyka wypływu, odpowiednia wielkość rozproszonych cząstek (gdy aerozol tworzony jest z roztworu lub emulsji) lub odpowiednia konsystencja piany. Zawory przystosowane są do dozowania leku w sposób ciągły tzn. przez cały czas naciskania główki zaworu lub do uwalniania ściśle sprecyzowanej dozy leku zawierającej dawkę leczniczą. W tym drugim przypadku pojedyncza dawka leku uwalnia się po każdorazowej aktywacji zaworu niezależnie od czasu trwania nacisku.
Rozróżnia się aerozole do użytku wewnętrznego i zewnętrznego. W zależności od przeznaczenia uzyskiwany aerozol musi się charakteryzować odpowiednią wielkością cząstek fazy rozproszonej.
Aerozole do użytku wewnętrznego (wziewne inhalacyjne) są przeznaczone do wprowadzania określonej dawki substancji leczniczej do górnych dróg oddechowych i pęcherzyków płucnych; powinny być rozpylone na krople o średniej wielkości nie większej niż 10 µm, natomiast substancje stałe na cząstki o średniej wielkości nie przekraczającej 5 µm (nie powinno być przy tym cząstek mniejszych od 1 µm). taka wielkość cząstek wdychanego aerozolu pozwala na ich dotarcie do oskrzelików i pęcherzyków płucnych natomiast większe cząstki mają tendencję do zatrzymywania się w gardle i tchawicy, a mniejsze od 1 µm są usuwane z powietrzem wydychanym.
Aerozole inhalacyjne podawane są przede wszystkim w celu leczenia chorób dróg oddechowych (działanie miejscowe); występują w pojemnikach ciśnieniowych z zaworem dozującym lub w postaci tzw. aerozoli proszkowych. Ponadto mogą być uzyskiwane z wykorzystaniem specjalnych urządzeń tzw. nebulizatorów. Są to różnych rozmiarów aparaty składające się z trzech podstawowych elementów: zbiornika substancji leczniczej, elementu wytwarzającego aerozol i maski nakładanej przez chorego, umożliwiającej wdychanie aerozolu. Aerozol tworzony jest najczęściej z zastosowaniem energii elektrycznej.
Aerozole do użytku zewnętrznego (natryskowe) są przeznaczone do podawania substancji leczniczej na powierzchnię skóry lub błon śluzowych przy czym powinny być rozpylone na krople o średniej wielkości do 250 µm, a substancje stałe na cząstki o średniej wielkości nieprzekraczającej 20 µm.
Aerozole do użytku zewnętrznego to nie tylko aerozole dermatologiczne przeznaczone do leczenia skóry i błon śluzowych lecz także aerozole działające ogólnie (np. z nitrogliceryną). Specjalny typ aerozoli do użytku zewnętrznego to aerozole do nosowe i pod językowe. Ze względu na dobre wchłanianie substancji przez błonę śluzową pod językiem lub w jamie nosa w postaci tych aerozoli aplikowane są substancje o działaniu ogólnym. Aerozole do użytku zewnętrznego występują w pojemnikach ciśnieniowych a często również w pojemnikach z mechaniczną pompką dozującą.
Rozpuszczalnikami w aerozolach są głównie: etanol, izopropanol, woda, a w aerozolach ciśnieniowych również skroplone gazy. Ponadto rozpylone płyny zawierają środki powierzchniowo czynne izotonizujące, buforujące i związki zawierające lepkość (w zawiesinach). Aerozole do celów leczniczych sporządza się w warunkach aseptycznych, preparaty powinny pozostać jałowe przez cały okres ich stosowania.
Preparaty w ciśnieniowych pojemnikach aerozolowych:
1. Opakowania
Opakowanie aerozolowe składa się z pojemnika i zaworu rozpylającego. Najczęściej stosowanymi materiałami do produkcji pojemników są metale (aluminium, blacha biała), szkła i tworzywa sztuczne.
Zawory stanowią tę część opakowania aerozolowego przez którą pod ciśnieniem gazu zawartość pojemnika wydostaje się na zewnątrz.
2. Gazy wypełniające (propelenty)
Energii potrzebnej do opróżnienia opakowania aerozolowego oraz do uzyskania pożądanego charakteru wypływu dostarcza znajdujący się w pojemniku skroplony lub sprężony gaz wytłaczający. Użyte do tego celu gazy powinny odpowiadać ściśle określonym warunkom: muszą być chemicznie obojętne w stosunku do opakowania i wszystkich składników preparatu leczniczego, obojętne farmakologicznie, bezpieczne w użyciu (niepalne i niewybuchowe), bezwonne, bezbarwne, nietoksyczne, niedrażniące oraz jałowe.
Gazy skroplone:
W technologii farmaceutycznej korzysta się najczęściej ze skroplonych gazów wytłaczających, które w opakowaniach aerozolowych znajdują się pod ciśnieniem własnych par. stosowane gazy skraplają się w temp. pokojowej z reguły pod niezbyt wysokim ciśnieniem (takie też ciśnienie utrzymuje się w pojemnikach aerozolowym). Z każdym ubytkiem gazu podczas stosowania aerozolu występuje wyrównanie jego ciśnienia przez wyparowanie z fazy płynnej. Większość aerozoli zawierających skroplony gaz stanowi układ dwu fazowy. Ma to miejsce wówczas gdy substancja lecznicza jest rozpuszczalna w fazie ciekłej gazu wytłaczającego lub tworzy roztwór z rozpuszczalnikami organicznymi mieszającymi się z płynną fazą gazową. Drugą fazę tworzą pary skroplonego gazu i lotnych rozpuszczalników organicznych. Aerozole mogą tworzyć również układ trójfazowy, jeżeli roztwór substancji leczniczej nie miesza się ze skroplonym gazem. Powstają wobec tego dwie odrębne fazy ciekłe i ponad nimi faza gazowa; w aerozolach tego typu rurka doprowadzająca jest zanurzona w roztworze substancji leczniczej, a zawór aerozolowy dodatkowo wyposażony jest w otwór doprowadzający fazę gazową w trakcie jego otwarcia.
a) Układ dwufazowy
b) Układ trójfazowy
1 – faza gazowa
2 – faza płynna zawierająca środek leczniczy
3 – skroplony gaz
4 – rurka doprowadzająca
Gazy sprężone:
W tej grupie gazów należy wymienić dwutlenek węgla, azot, podtlenek azotu i powietrze; wywierają one znacznie większe ciśnienie niż gazy skroplone, dlatego ich ilość w opakowaniach jest niewielka. Ze względu na stan gazowy spełniają one tylko funkcje czynnika wytłaczającego i z roztworem substancji leczniczej tworzą układ dwufazowy. Ciśnienie gazu w pojemniku systematycznie się zmniejsza w miarę zużywania aerozolu. Fakt ten jest zjawiskiem niekorzystnym, zmienia się bowiem charakterystyka wypływu preparatu.
Korzystanie przy sporządzaniu aerozoli ze skroplonych gazów wymaga specjalnej techniki uzupełniania pojemników.
Substancję leczniczą rozpuszcza się lub zawiesza bezpośrednio w skroplonym gazie albo w odpowiednich rozpuszczalnikach.
Opakowania napełnia się metodą schładzania, ciśnieniową lub tzw. systemem napełniania podzaworowego.
I. Metoda schładzania
Napełnianie pojemników odbywa się w temp. powyżej temp. wrzenia gazu wytłaczającego (ok. 45 0C – woda – sól) i składa się z następujących etapów:
1. Napełnianie opakowania schłodzonym roztworem substancji leczniczej w gazie wytłoczonym lub jego mieszaninie z innymi rozpuszczalnikami.
2. Zamknięcie opakowania zaworem aerozolowym.
3. Dopełnianie opakowania gazem wytłaczającym przez zawór aerozolowy.
Korzystając z tej metody nie można stosować roztworu substancji leczniczej w postaci emulsji i roztworu wodnego. Metodę wykorzystuje się do form zawierających rozpuszczalniki organiczne o niskiej temp. krzepnięcia.
II. Metoda ciśnieniowa
Gaz skroplony jest wtłaczany do pojemnika aerozolowego zawierającego roztwór substancji leczniczej, przez wcześniej zamontowany na pojemniku zawór wtłaczania ciekłego gazu odbywa się pod znacznie zwiększonym ciśnieniem w celu przyspieszenia procesu napełniania. Składa się z trzech etapów:
1. Umieszczenie roztworu substancji leczniczej w pojemniku aerozolowym.
2. Umocowanie zaworu i usunięcie powietrza.
3. Tłoczenie ciekłego gazu do pojemnika przez zawór.
Zaletą tej metody jest prostota i prowadzenie całej operacji w temp. pokojowej, straty gazów wytłaczających są nieznaczne, korzystając z tej metody nie można jednak stosować substancji leczniczej w postaci emulsji.
III. System napełniania podzaworowego
Jest to najbardziej zautomatyzowana i najszybsza metoda napełniania pojemników aerozolowych.
1. Napełnienie pojemników roztworem substancji leczniczej.
2. Luźne założenie zaworu.
3. Wprowadzenie gazu skroplonego.
4. Zamocowanie zaworów na stałe.
Zalety i wady:
Aerozole w pojemniku pod ciśnieniem to nowoczesna forma leku wygodna w użyciu dla chorego. Odpowiednio skonstruowane zawory umożliwiają bardzo precyzyjne dawkowanie leku nawet dawek poniżej 10µm (np. formoterol). Szczelne pojemniki chronią lek przed wpływem środowiska zewnętrznego, co jest szczególnie ważne w przypadku substancji podatnych na hydrolizę lub utlenianie. Pojemniki tego typu zapewniają jałowość przez cały czas użytkowania preparatu. Aplikacja leku jest szybka i łatwa.
Aplikacja aerozolu inhalacyjnego jest łatwa jedynie przy pewnym doświadczeniu chorego, a sprawia jednak dużo kłopotów w przypadku aplikacji u dzieci.
W czasie użycia aerozolu pod ciśnieniem duża część dawki nie dostaje się do dróg oddechowych ponieważ chory podczas uwalniania aerozolu wydycha powietrze zamiast je wdychać lub się krztusi.
Największe są problemy z podaniem tego typu aerozoli u dzieci. Stąd są stosowane tzw. spejsery, stanowiące rodzaj komory, do której następuje uwalnianie dozy aerozolu, który następnie jest wdychany podczas kolejnych wdechów. Spejsery mogą być wyposażone w maskę, która szczelnie przylega do twarzy w okolicy ust i nosa i zapobiega stracie uwalnianej dawki.
Inhalacyjne aerozole proszkowe
Substancja lecznicza występuje w nich w postaci zmikronizowanego proszku o odpowiednich właściwościach aerodynamicznych.
Proszek ulega rozproszeniu w prądzie wdychanego przez chorego powietrza. Ponieważ aerozol tworzy się podczas wdechu zachodzi idealna korelacja czasowa momentu tworzenia aerozolu i wdechu. Aerozole tego typu nie zawierają gazu wytłaczającego ani innych substancji pomocniczych, poza laktozą jako substancję zwiększającą masę, poprawiającą właściwości dyspersyjne proszku. Dawka proszku zamknięta jest w kapsułce żelatynowej umieszczonej w komorze aplikatora (Miflonide) i w momencie aplikacji – naciśnięcie części ruchomej aplikatora, następuje uszkodzenie kapsułki zaostrzonymi końcówkami dzięki czemu proszek może być wdychany.
Następna generacja tego typu aerozoli (Disk – Haller) wyposażona jest w blistry aluminiowe w kształcie dysków. W zagłębieniach blistra znajdują się pojedyncze dawki proszku do inhalacji. Podczas aplikacji z aplikatora następuje przekłucie blistra i proszek może być wdychany.
Najnowszy typ inhalatorów proszkowych zawiera całą ilość proszków w komorze, z której pojedyncza dawka jest zagarniana odpowiednio skonstruowanym elementem uruchamianym podczas aktywacji aplikatora.
Właściwości i zastosowanie preparatów aerozolowych w lecznictwie:
Aerozole charakteryzują się wieloma zaletami:
1. Stosowane na błony śluzowe i skórę umożliwiają szybkie wchłanianie substancji leczniczej
2. Umożliwiają dokładne dawkowanie zwłaszcza leków silnie działających
3. Przyczyniają się do oszczędnego wykorzystywania substancji leczniczej
4. Hermetyczne opakowanie praktycznie uniemożliwia wtórne zakażenie mikrobiologiczne preparatu
5. Czynniki zewnętrzne nie mają wpływu na trwałość substancji leczniczej
Dużą grupę aerozoli dozowanych stanowią preparaty stosowane w różnych postaciach astmy oskrzelowej. Tego typu aerozole podczas stosowania należy wciągać głęboko do płuc, tak stosuje się m.in. bromek ipratropium (Otrivin Duo), siarczan olanzapiny, dipropionian beklometazonu, bromowodorem fenoterolu.
Aerozole stosowane do jamy ustnej mają na celu wywieranie działania miejscowego (np. miejscowo znieczulające, antyseptyczne lub ogólnego) w celu znacznie szybszego wchłaniania i działania ogólnego lek w aerozolu natryskiwany jest podjęzykowo gdyż błona śluzowa w tej okolicy jest mocno ukrwiona. W tej postaci podaje się leki nasercowe (nitrogliceryna lub di azotan izosorbidu). Aerozol zapewnia im szybsze działanie niż w przypadku pod język.
Wśród aerozoli o działaniu miejscowym dużą grupę stanowią preparaty donosowe. Charakteryzują się one działaniem p/alergicznym i p/zapalnym. Przykładem są aerozole zawierające kromoglikan disodowy, chlorowodorek oksymetazoliny lub budezonid (Buderhin).
Inną grupę aerozoli donosowych stanowią preparaty zawierające 2-merkaptoetanosulfonian sodu (Mesna) – substancja upłynniająca śluz.
W postaci aerozoli donosowych wykorzystując dobre wchłanianie przez błoną śluzową nosa podaje się też leki peptydowe (kalcytonina w osteoporozie) lub p/migrenowe (sumatriptan).
Aerozole dermatologiczne stosowane gównie na oparzenia i skórę z obrażeniami ponieważ unika się w ten sposób konieczności rozcierania leku np. w postaci maści. Aerozole takie zawierają antybiotyki lub kortykosteroidy.
Specjalną grupę aerozoli stanowią preparaty błonotwórcze (opatrunek w aerozolu) z dodatkiem lub bez substancji leczniczej. Są wygodniejsze w użyciu niż tradycyjne opatrunki, skracają czas leczenia, sposób nakładania wyklucza możliwość skażenia chorego miejsca. Rozpylane z odległości ok. 15 cm tworzą na skórze elastyczny opatrunek.
Większość aerozoli jeżeli nie ma specjalnych wskazań producenckich należy przechowywać w temp. 10 – 250C, unikać przechowywania powyżej 500C.
ewelinka02407