Высокомолекулярные соединения – это вещества, которые имеют природное или синтетическое происхождение и молекулярную массу от нескольких тысяч до миллиона и более единиц.
Классификация высокомолекулярных соединений
Молекулы этих веществ состоят из нескольких тысяч атомов, которые связываются силами главных валентностей. Каждая молекула высокомолекулярного вещества отличается тем, что представляет собой гигантское образование, которое называется макромолекула. В таких молекулах некоторые звенья многократно повторяются, что существенно зависит от степени полимеризации.
Все высокомолекулярные соединения классифицируются на:
- природные, синтетические, полусинтетические согласно критерию источника получения;
- органично набухающие и неорганично набухающие на основании признака способности к растворению;
- лекарственные вещества и вспомогательные компоненты по признаку специфики применения.
Применение высокомолекулярных соединений в качестве вспомогательных веществ в фармакологии и медицине
Вспомогательные вещества – это вещества, которые имеют органическую или неорганическую природу и используются в системе производства и изготовления различных лекарственных форм для того, чтобы придать им все необходимые свойства.
Чтобы придать лекарственному средству ту или иную форму практически всегда используют вспомогательное вещество высокомолекулярной структуры. Современная синтетическая фармацевтика позволяет создавать эффективные рецепты гормональной и другой природы. Дозы таких препаратов всегда минимальны и измеряются в мг.
Свойства высокомолекулярных веществ зависят не только от величины молекул, но и от их формы. Она может быть сферической, линейной, плоскостной трехмерной.
Например, сферическими формами обладают такие молекулы как гемоглобин и гликоген. Они почти не набухают при растворении.
Молекулы высокомолекулярных веществ неоднородны по собственным отдельным звеньям. Они часто имеют дифильный характер. Некоторые звенья состоят из атомных групп полярного характера ($-COOH, -NH_2, -OH$ и др.). Поскольку именно эти полярные группы фактически всегда преобладают в высокомолекулярных веществах, то они приобретают так называемые гидрофильные свойства.
Такие свойства позволяют применить высокомолекулярные вещества как стабилизаторы при изготовлении многих лекарственны препаратов и форм для инъекций. Основной причиной стабилизирующего действия высокомолекулярных веществ называют тот факт, что они адсорбируются на частицах гидрофобного коллоида и в результате этого оно приобретает характер гидрофильной коллоидной системой.
Из группы высокомолекулярных веществ в фармацевтике наиболее широко применяются высшие полисахариды, которые имеют общую формулу $C_6H_{10}O_5$. Примером таких веществ можно назвать крахмал.
Его молекула состоит из глюкозных остатков и растворимой в воде амилозы, которая составляет 10 – 20 % и амилопектина, который нерастворим в воде. Молекулы амилозы разветвляются достаточно слабо. В холодной воде крахмал растворить нельзя. В горячую воду молекула крахмала набухает и образует клейстер, который применяется для клизм, основа для мазей в зависимости от концентрации. Концентрацию крахмала более 10 % используют для стабилизации суспензий и эмульсий.
Если крахмал обработать ферментами, минеральными кислотами, окисляющими веществами, то можно получить различные производные крахмала.
Такими веществами, которые применяются в фармацевтике являются декстрины. Их получают после обработки крахмала ферментами в условиях нагревания. Они обладают большей устойчивостью по сравнению с крахмалом, поэтому и используют в качестве вспомогательных веществ при производстве таблеток и как основу для мазей в виде растворов.
В качестве вспомогательных веществ в фармацевтике используются альгинаты, а именно альгиновая кислота и ее соли. Это вспомогательное вещество имеет природное происхождение, поскольку получается из водоросли под названием ламинария. Благодаря своим физико-химическим свойствам она способна образовывать вязкие водные растворы и пасты. Кроме того, у ламинарии присутствуют гомогенизирующие, разрыхляющие, стабилизирующие свойства. Это послужило основанием для весьма широкого применения ламинарии в качестве пролонгирующего, пленкообразующего вспомогательного средства.
При этом альгиновая кислота и ее натриевая соль фактически безвредны. Их называют максимально перспективными вспомогательными веществами для производства готовых лекарственных средств.
Также натуральным вспомогательным средством называют пектин. По своей структуре оно напоминает полигалактуроновую кислоту, частично этерифицированную метанолом. Пектин часто используется при создании лекарственных средств для детей.
Микробные полисахариды также используются как вспомогательные вещества. Они применяются как основа мазей и линиментов. Они обладают малой степенью токсичности, что весьма значимо для современной фармацевтической промышленности.
Из группы данных веществ достаточно широкое распространение получил аубазидан.
Аубазидан – это внеклеточный полисахарид, получаемый при микробиологическом синтезе с помощью дрожжевого гриба.
Его часто используют в качестве пролонгатора для глазных капель. Он проявляет несколько типов действий:
- является стабилизатором эмульсий и мазей;
- эмульгирует вещества;
- придает устойчивость растворам при их стерилизации посредством нагрева до 120 градусов.
К группе полисахаридов, которые также используются в фармакологии относят целлюлозу. Она не растворяется в холодной воде. В состав данной молекулы входят свободные гидроксилы, что дает возможность получать простые и сложные эфиры, которые полностью или частично растворяются в воде.
Благодаря высокомолекулярным веществам фармакология серьезно продвинулась в своем развитии, и медицина стала успешно решать вопросы, которые касаются сохранения здоровья людей при помощи разработки эффективных препаратов.
