Реологические свойства мазей и мазевых основ

В соответствии с концепцией реологии, науки о деформации и течении различных тел, к основным реологическим (или структурно-механическим) свойствам мазей относятся: пластичность, эластичность, структурнаявязкость, тиксотропность, определение которых может служить эффективным и объективным контролем их качества при производстве и хранении.

Мази относятся к структурированным дисперсным системам, состоящим из двух фаз (твердой и жидкой). Твердые частицы в мазях могут быть представлены как носителями, так и лекарственными субстанциями, иметь очень мелкие размеры, различную форму и образовывать пространственный структурный каркас. Микроструктура одной и той же мази в зависимости от температуры, степени и продолжительности обработки (гомогенизации), скорости охлаждения и других факторов может изменяться. Однако при постоянстве рецептуры, технологического процесса и соблюдении режима хранения можно получить идентичную картину микроструктуры и свойств мази, что может служить показателем ее качества.

Большинство мазей в довольно широком интервале температур ведут себя как упругие тела, которые под влиянием деформирующих (механических) сил обладают обратимой деформацией. При приложении механической силы большей, чем предельная (предел текучести для каждой мази свой), мазь способна непрерывно и необратимо деформироваться или течь. Причем этот предел текучести может проявляться ниже температуры плавления мази. Это явление объясняется увеличением кинетической энергии частиц их структурного каркаса и разрывом связей между частицами под влиянием деформирующих сил. Однако текучесть мазей, как пластических тел, отличается от текучести вязких жидкостей и не подчиняется закону Ньютона. Вязкость мазей может изменяться в широких пределах с изменением условий, в которых происходит течение, а именно: с изменением деформирующей силы (напряжение сдвига), скорости течения (градиент скорости сдвига), температуры, степени гомогенизации и других переменных факторов.

Наиболее важной реологической характеристикой, определяющей свойства дисперсной системы, является вязкость (внутреннее трение). Вязкость - это мера сопротивления при передвижении одного слоя жидкости по отношению к другому под действием внешних сил.

В фармацевтической практике наиболее часто используются дисперсные системы, которые не подчиняются закону Ньютона. Их вязкость при заданных температуре и давлении не остается постоянной и зависит от напряжения сдвига. В этих системах зависимость "напряжение сдвига" от "скорости сдвига" имеет нелинейный характер. Такие системы называют неньютоновскими, или аномальными. При малых скоростях сдвига их структура разрушается и полностью восстанавливается (в этом случае система имеет наибольшую вязкость). С увеличением скорости сдвига разрушение структуры начинает преобладать над восстановлением, и вязкость уменьшается. При больших скоростях сдвига структура полностью разрушается и система начинает течь. Минимальное значение величины напряжения сдвига, необходимое для начала течения системы, называется первым пределом текучести. При дальнейшем увеличении напряжения сдвига наблюдается некоторый период псевдопластического течения (кривая текучести имеет вогнутость), после чего наступает истинное пластичное течение, которое на реограмме представлено прямой линией. К системам с пластичным течением относится большинство мягких лекарственных средств.

Многие мази и высокомолекулярные соединения относят к тиксотропным системам, реологические свойства которых определяются не только скоростью сдвига, но и продолжительностью сдвига. Тиксотропность - это свойство дисперсной системы изменять свою структуру под влиянием механических воздействий и восстанавливать прежнюю структуру после прекращения этого воздействия.

В настоящее время экспериментально определен диапазон основных реологических характеристик (реологические оптимумы консистенции и намазываемости) гидрофильных и липофильных мазей, определяющих их оптимальную консистенцию с потребительской точки зрения. Для оценки консистенции мази строят реограммы ее текучести в диапазоне скоростей сдвига от 1,5 до 1312 с-1 при 20°С (предполагаемая температура хранения мази). Реологический оптимум консистенции в этом диапазоне скоростей сдвига для гидрофильных мазей характеризуется пределом текучести 45-160 Па и эффективной вязкостью 0,34-108 Па · с. Для мазей, имеющих липофильный характер, реологический оптимум консистенции определяется пределом текучести 35-140 Па и эффективной вязкостью 0,32-93,3 Па · с [7].