امتزاز الماء للأدوية والأشكال الصيدلانية
امتزاز الماء للأدوية و الأشكال الصيدلانية Water Sorption of Drugs and Dosage Forms مقدمة INTRODUCTION : تعتمد الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للمستحضرات الدوائية والأشكال الصيدلانية بشكل حرج على وجود الرطوبة. يستطيع العلماء الصيدلانيون ذكر العديد من الأمثلة على الخواص المرغوبة والغير مرغوبة التي تنتج من مستويات متنوعة للرطوبة المرتبطة مع مادة صلبة محددة أو تركيبة لمزيج من المواد الصلبة.
التدفق والرص والتكتل والتفتت والانحلالية والقساوة والثبات الكيميائي هي فقط بعض الخواص التي تتأثر بوجود الرطوبة . بسبب تواجد كتلة الماء على شكل سائل أو كبخار عند درجة رطوبة نسبية بشكل فعلي في جميع مراحل تصنيع المواد الصلبة
(مكونات فعالة و سواغات) وتخزينها ومعالجتها إلى تركيبة وتعبئة المنتج النهائي ولذلك من الضروري الفهم الأساسي لدور الماء في التأثير على خواص المواد الصلبة والعكس بالعكس.
على الرغم من أن خواص المواد الصلبة المنفردة وأداء الأشكال الصيدلانية الصلبة يعتمد على الرطوبة فإن وصف تأثر الماء التحتي بالمواد الصلبة غالبا ما يكون غير واضحا. وكمثال على ذلك فإن العديد من المواد الصلبة توصف على أنها محبة للرطوبة بدون الإشارة فيما وكم هذا يكون مرتبطا بمعدل أو كمية امتصاص الرطوبة كتابع للرطوبة النسبية أو درجة الحرارة. ولتوضيح هذا الغموض اعتبر أن المواد البلورية غير القابلة للتميه والمنحلة في الماء ككلوريد الصوديوم تمتص كميات قليلة جدا من الرطوبة ( أقل من 0,1 %) تحت رطوبتها النسبية الحرجة حيث أن الصلبة منها قادرة في الواقع على الانحلال في تلك الرطوبة الممتزة. من جهة أخرى تستخدم بعض السواغات النموذجية قي الأشكال الصيدلانية الصلبة كالنشاء والسيللوز والمحافظ الهلامية تمتص كميات معتبرة من الرطوبة (من 20-50%) وعلى الرغم من ذلك فهذه المواد لا تنحل في الماء بل يطرأ عليها عند رطوبة نسبية عالية تغييرات ذات أهمية تتعلق بالشكل (الانتباج). تعتمد سرعة امتصاص المواد للرطوبة على الرطوبة النسبية للوسط المحيط ومحتوى المادة الصلبة من الرطوبة المعتمد على الزمن. من أجل الحالات التي تكون فيها الرطوبة النسبية للوسط المحيط مختلفة بشكل كبير عن الرطوبة التي كان فيها السواغ( كالجيلاتين) سابقا في حالة توازن فإن معدل امتصاص أو فقدان الرطوبة الأولية سيكون ذو أهمية ولكنه سوف سيتناهى إلى الصفر مع مرور الزمن. ومن جهة أخرى فإن للمواد البلورية غير القابلة للتميه والمنحلة في الماء ( ككلوريد الصوديوم) معدل امتصاص أو فقدان للرطوبة منخفض جدا سوف يتناقص إلى الصفر إذا بقيت الرطوبة النسبية للوسط المحيط تحت درجة الرطوبة النسبية الحرجة. ولكن إذا كانت الرطوبة النسبية فوق الدرجة الحرجة فإن معدل امتصاص الرطوبة سيكون كبيرا ومستمرا نسبيا حتى تمام انحلال المادة الصلبة، تحدث بشكل واضح للعينات المختلفة آليات متعددة لامتصاص أو امتزاز الماء. على ضوء ذلك, فإن وصف كلوريد الصوديوم أو النشاء كمادة محبة للماء يعطي فهما قليلا للتأثيرات الحاصلة بين الماء والمادة الصلبة التي قد تؤثر على صفاته الكيميائية والفيزيائية. توضح هذه الأمثلة الحاجة إلى فهم الآليات الدفينة لامتصاص الأجسام الصلبة للرطوبة. لذا في هذا الخصوص تقدم عنونة الأسئلة التالية قواعد لدراسة آليات متعددة للتأثيرات بين الماء والمادة الصلبة:
- ما هي كمية الماء وما هي فعالية الماء المتوافقة مدانية للضغط النسبي أو النسبة المئوية للرطوبة النسبية؟
- ما هي حركية امتصاص أو فقدان الرطوبة وما هو ثابت السرعة أو التغير خلال الزمن؟
- أين يقع الماء (هل هو ممتز على السطح الخارجي للبلورة أو ممتص داخل البلورة كماء إماهة محدد أوغير محدد أو ممتص داخل مناطق لابلورية أو متكثف ضن المسامات الخ؟
- ما هي حالة الرطوبة المرتبطة مع الجسم الصلب كتلة الماء أو ماء الإماهة أو الماء الممتص فيزيائيا إلخ؟
- ما هو شكل الجسم الصلب المتواجد (حجم الجسيم وشكله والأصناف المتعددة الأشكال ودرجة التبلور وحالة الإماهة ) وهل هو ثابت ترموديناميكيا ضمن درجة حرارة ونطاق رطوبة نسبية وبأي شكل يتوقع وجوده ؟
إن الغرض من هذا المقال إلقاء الضوء على الآليات المختلفة التي يستطيع الماء بواسطتها التفاعل مع المواد الصلبة، المنهجيات الحالية التي يمكن استخدامها للحصول على المعطيات الضرورية ومن ثم مناقشة امتصاص المواد الصلبة البلورية القابلة للتميه وغير القابلة للتميه للرطوبة تحت وفوق درجة رطوبتها النسبية الحرجة وذلك للمواد الصلبة اللابلورية والمواد المصنعة صيدلانيا. سنناقش في النهاية انتقال الرطوبة من مادة إلى أخرى.
خط تساوي درجة الحرارة لامتصاص الماء THE WATER SORPTION ISOTHERM:
خط تساوي الحرارة لإمتزاز أو امتصاص الماء هو النمط الأساسي في توضيح العلاقة بين بخار الماء الممتص و الجسم الصلب. يصف هذا الخط العلاقة بين الكمية المتوازنة من بخار الماء الممتص على الجسم الصلب ( يعبر عنه عادة ككمية بواحدة وزن أو واحدة مساحة الجسم الصلب) وبين الكمية التيرموديناميكية ، فعالية الماء water activity (αw)، وذلك عند درجة حرارة ثابتة وضغط ثابت. عند التوازن يجب أن يكون الكمون الكيميائي للماء الممتص على الجسم الصلب مساويا للكمون الكيمائية للماء في طور البخار. تتعلق فعالية الماء في طور البخار بالكمون الكيمائية من خلال العلاقة
