Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Января 2014 в 20:18, лекция
Растворы, у которых осмотическое давление равно осмотическому давлению крови, называют изотоническими. Кровяная плазма, лимфа, слезная и спинная жидкость имеют постоянное осмотическое давление, поддерживаемое специальными осморецепторами. Введение в кровяное русло больших количеств инъекционных растворов с другим осмотическим давлением может привести к сдвигу осмотического давления и вызвать тяжелые последствия. Объясняется это следующими обстоятельствами.
Растворы, у которых осмотическое
давление равно осмотическому давлению
крови, называют изотоническими. Кровяная
плазма, лимфа, слезная и спинная
жидкость имеют постоянное осмотическое
давление, поддерживаемое специальными
осморецепторами. Введение в кровяное
русло больших количеств
Изотонические концентрации
лекарственных веществ в
Расчет по закону Вант-Гоффа. По закону Вант-Гоффа растворенные вещества ведут себя аналогично газам и поэтому к ним с достаточным приближением применимы газовые законы. Если учесть, что 1 грамм-молекула любого недиссоциируемого вещества занимает в водном растворе при температуре 0°С и давлении 760 мм. рт. ст. - 22,4 л, т. е. точно так же, как 1 грамм-молекула газа. Это значит, что если растворить в 22,4 л растворителя 1 грамм-молекулу вещества, то раствор будет создавать давление равное 1 атм. Для применения данного раствора необходимо поднять давление до осмотического давления плазмы крови. Для этого уменьшим объем растворителя для 1 грамм-молекулы вещества, до момента, когда раствор будет создавать давление 7,4 атм.
Осмотическое давление раствора
будет равно осмотическому
Т. к. закон действителен
при температуре 273?К(0?С), то необходимо
ввести поправку на температуру тела
человека. Т. к. осмотическое давление
воздуха пропорционально
При температуре равной 273К 1 грамм-молекула занимает объем 3,03 л, а при температуре 310К (температура тела человека) - Х2 л.
Отсюда,
Для приготовления 3,44 л раствора требуется 1 грамм-молекула вещества, а
для приготовления 1л раствора - Х3 грамм-молекула.
По закону Вант-Гоффа, чтобы
приготовить изотонический
Выведем формулу для расчета
mлв =0,29M,
где M - молекулярная масса вещества,
0,29 - фактор изотонирования неэлектролита.
Фактор изотонирования проще выводить из уравнения Клайперона:
pV=nRT,
где р - осматическое давление плазмы крови (атм),
V - объем раствора,
n - число грамм-молекул частиц,
R - газовая постоянная, выраженная в атмосферных литрах (0,082),
T - абсолютная температура.
Отсюда,
Приведенные расчеты верны, если мы имеем дело с неэлектролитами, т.е. не распадающимися при растворении на ионы (глюкоза, уротропин, сахароза и т.д.). Если приходится растворять электролиты, нужно учитывать, что они диссоциируют в водных растворах и их осмотическое давление тем выше, чем выше степень диссоциации.
Допустим, установлено, что вещество в растворе диссоциирует на 100%:
NaCl Na+ + Cl.
Тогда число элементарных частиц увеличивается вдвое, следовательно, если раствор натрия хлорида содержит в 1 л 0,29 грамм-молекул вещества, то его осмотическое давление в 2 раза больше. Следовательно, фактор изотонирования 0,29 для электролитов не применим. Он должен быть уменьшен в зависимости от степени диссоциации. Для этого в уравнение Клайперона необходимо ввести коэффицент, показывающий во сколько раз число частиц увеличивается вследствие диссоциации. Этот множитель называют изотоническим коэффицентом и обозначается i.
Таким образом, уравнение Клайперона примет вид:
Коэффицент i зависит от степени и характера электролитической диссоциации и может быть выражен уравнением:
i=1+б(n+1),
где б - степень электролитической диссоциации,
n - число элементарных частиц, образующихся из 1 молекулы при диссоциации.
Для разных групп электролитов i может быть подсчитан следующим образом:
А) для бинарных электролитов с однозарядными ионами типа К+А:
б=0,86, n=2;
i = 1+0,86*(2-1)=1,86
Например, натрия хлорид, калия хлорид, эфедрина гидрохлорид и т.д.
Б) Для бинарных электролитов с двузарядными ионами типа К+ІАІ:
б=0,5; n=2;
i = 1+0,5*(2-1)=1,5
Например, магния сульфат, атропина сульфат и т.д.
В)Для тринарных электролитов типа КІ+А2 и К2 +АІ:
б=1; n=3;
i = 1+1*(3-1)=3
Например, кальция хлорид, натрия гидрофосфат и т.п.
Для изотонирования раствора другим веществом, что встречается очень часто, когда вещества прописаны в небольших количествах и их концентрации недостаточно для изотонирования раствора. При этом расчеты усложняются.
Например: Rp.: Cocaini hydrochloridi 0,1
Natrii chloride q.s. ut f. sol. isotonici 10 ml
D.S. Для инъекций по 1 мл.
Рассчитаем его изотоническую концентрацию:
По расчету выписанная
концентрация кокаина, значительно
ниже, чем необходимая для
6,57г изотонируют 100 мл раствора, а
0,1 г - Х мл раствора.
Из этого следует, что натрия хлорида необходимо для изотонирования 10-1,5 = 8,5 мл.
Рассчитаем необходимую массу натрия хлорида:
для изотонирования 100 мл раствора надо взять 0,91 г натрия хлорида,
а для изотонирования 8,5 мл - Х г.
В практической работе расчеты
можно упростить путем
1. Если изотоничность достигается одним веществом, для его расчета применяют формулу:
m - количество вещества, добавляемого для изотонирования раствра,
V - объем изотонируемого раствора (мл),
M - молекулярная масса вещества,
1000 - число миллилитров.
2. Если изотоничность
раствора лекарственного
- молекулярная масса
- изотонический коэффицент для дополнительного вещества;
- количество дополнительного вещества (г);
, , i - масса(г), молекулярная
масса и изотонический
При более сложных прописях (с тремя и более компонентами) первоначально рассчитывается какой объем раствора изотонируют вещества, чей массы известны. Затем определяется масса изотонирующего компанента.
Криоскопический метод. По этому методу изотоничные по отношению к сыворотке крови растворы должны иметь депрессию (понижение) температуры замерзания, равную депрессии сыворотки крови. Депрессия её равна 0,52єС. При расчетах необходимо учитывать, константы депрессии в справочнике даны 1% раствора.
Расчеты бу1% раствор вещества имеет депрессию Дt є, а
Х% раствор вещества - 0,52є.
Следовательно,
Иногда используются графический метод расчета изотонической концентрации, позволяющий по разработанным диаграммам (нонограммам) быстро, но с некоторой приближенностью, определить количество вещества необходимое для изотонирования раствора лекарственного вещества.
Недостатком этих методов можно считать то, что либо расчеты изотонической концентрации ведутся по одному компоненту, либо расчеты массы второго вещества слишком громоздки. И т.к. ассортимент однокомпонентных растворов не так велик, и все чаще используют дву- и более компонентные прописи, гораздо проще проводить расчеты с использованием изотонического эквивалента. В настоящее время другие методы расчета не используются.
Изотоническим эквивалентом по натрию хлориду называют то количество натрия хлорида, которое создает в одинаковых условиях осмотическое давление равное осмотическому давлению 1 г вещества. Зная эквивалент по натрию хлориду, можно изотонировать любые растворы, а так же определить их изотонические концентрации.
Таблица изотонических эквивалентов по натрию хлориду приведены в ГФ I издания, выпуск 2.
Пример расчета: Rp.: Dicaini 3,0
Natrii chloridi q.s. ut f. sol. isotonici 1000 ml
D.S.
Для приготовления изотонического раствора только из натрия хлорида, его нужно взять 9 г для приготовления 1 л раствора (изотоническая концентрация натрия хлорида равна 0,9 %). По таблице ГФXI определяем, что изотонический эквивалент по натрию хлориду у дикаина равен 0,18 г. Это означает, что
1 г дикаина равноценен 0,18 г натрия хлорида, а
3 г дикаина - 0,54 г натрия хлорида.
Следовательно, по прописи натрия хлорида необходимо взять: 9,0 - 0,54 = 8,46 г.
дут выглядеть следующим образом:
Криоскопический метод |
|
|
|
Изотонические концентрации могут быть рассчитаны и по криоскопическому методу, по которому исходят изтого, что изотонические по отношению к сыворотке крови растворы должны иметь депрессию (понижение) температуры замерзания, равную депрессии сыворотки крови. Депрессия ее равна 0,52°. Для расчета необходимо, кроме того, знать .константы депрессии, например, 1% растворов лекарственных веществ. Тогда искомую концентрацию изотонического раствора можно легко найти по такой пропорции: Например: Для глюкозы {депрессия 1% раствора 0,1°): х=0,52/01=5,2%. Для натрия хлорида (депрессия 1% раствора 0,576°): 0х=0,52/0,576=0,903% Для магния сульфата (депрессия 1% раствора 0,08°): х=0,52/0,08=6,5% Этот метод расчета изотонических концентраций, основанный на том, что изотонические растворы замерзают при одинаковой температуре, прост, точен и удобен для вычисления, но он может быть применен лишь в отношении тех веществ, для которых известны константы депрессии. Б приложении приводится таблица величин депрессий, которая дает возможность применять этот метод в практической работе. Общей для расчета является формула: где m1-количество вещества, необходимое для изотонирования (г); V-объем (мл). При расчете многокомпонентных систем пользуются следующими формулами. При двух компонентах в прописи: Примеры: 213. Rp. Sol. Novocaini 2% 100,0 Natrii sulfati q. s. ut f. sol. isotonica DS. Депрессия температуры замерзания 1% раствора новокаина 0,122, а 2% раствора (t2) =0,244°. Депрессия 1% раствора натрия сульфата (t')=0,15° 214. Rp. Atropini sulfatis 0,2 Morphini hydrochloridi 0,4 Natrii chloridi q. s. ut f. sol. isotonica 20,0 DS. Депрессия температуры замерзания 1% раствора атропина сульфата (t2) 0,073°. Депрессия 1% раствора морфина гидрохлорида 0,086°, а 2% раствора {t3) 0,172°. Депрессия 1% раствора натрия хлорида (/') 0,576". [0.52(0,073 + 0,172)120 т'л =----:------0 "576ТОО-----------=-0,1 г натрия хлорида. |
Изотонирование инъекционных растворов по закону Вант-Гоффа |
|
|
|
По закону Вант-Гоффа растворенные вещества 'ведут себя аналогично газам и поэтому к ним с достаточным приближением применимы газовые законы. Известно, что 1 грамм-молекула любого недиссоциирующего вещества занимает в водном растворе при 0°С и давлении 10,13*Ю4 Н/м2 (760 мм рт. ст.) 22,4 л, т. е. точно так же, как 1 грамм-молекула газа (по закону Авогадро и Жерара). Иначе говоря, раствор, содержащий в объеме, равном 22,4 л, 1 грамм-моль растворенного недиссоциирующего вещества, при 0° С имеет осмотическое давление 9,8*104 Н/м2. Для того чтобы в таком растворе осмотическое давление поднять до давления, предположим, равного давлению плазмы крови, необходимо, очевидно, вместо 1 грамм-моля недиссоциирующего вещества растворить 7,4 грамм-моля вещества, или, что то же самое, 1 грамм-моль этоговещества растворить в соответственно меньшем количестве воды 22,4/7,4= 3,03 л. В полученный результат необходимо внести поправку, так как он верен только для 0°С (или 273 °С по шкале абсолютной температуры), а температура тела составляет 37°С (или 310 °С). Поскольку осмотическое давление возрастает пропорционально абсолютной температуре, с целью сохранения осмотического давления на уровне 7,4 атм 1 грамм-моль вещества следует, очевидно, растворить не в 3,03 л, а в несколько большем количестве воды: 310*3,03/273= 3,44 л. Далее можно рассчитать, какое количество грамм-молей вещества при этих условиях будет находиться в 1 л раствора:1/3,44= = 0,29 грамм-моля. Иначе говоря, чтобы приготовить 1 л изотонического раствора, 0,29 грамм-моля лекарственного вещества (по своей природе являющегося неэлектролитом) необходимо растворить в воде я довести объем раствора водой до 1 л: где т - количество вещества в граммах, необходимое для приготовления I л изотонического раствора; 0,29 - фактор изотонии вещества-неэлектролита; М - молекулярная масса данного лекарственного вещества. Пользуясь этой формулой, нетрудно, например, подсчитать изотонические концентрации растворов; глюкозы С6Н12О6 0,29*180 = 52,2 г/л или 5,22%, уротропина (CH2)6N4 0,29-140=40,6 г/л или 4,06%. Фактор изотонии проще выводится из уравнения Клапейрона: PV=nRT где Р - осмотическое давление плазмы крови (атм), V - объем раствора (л); n - число грамм-молекул растворенного вещества; R-газовая постоянная, выраженная для данного случая в атмосферо-литрах (0,082); Т-абсолютная температура. Отсюда: Приведенные расчеты верны, если мы имеем дело с неэлектролитами, т. е. веществами, не распадающимися при растворении на ионы (глюкоза, уротропин, сахароза и т. п.). Если приходится растворять электролиты, нужно учитывать, что они диссоциируют в водных растворах и что их осмотическое давление тем больше, чем выше степень диссоциации. Допустим, установлено, что вещество в растворе диссоциировано на 100%: NaCl->Na++Cl-. В данном случае число элементарных частиц, оказывающих давление, увеличилось вдвое. Следовательно, если раствор хлорида натрия содержит в 1 л 0,29 грамм-моля NaCl, то его осмотическое давление в 2 раза больше. Следовательно, фактор изотонии 0,29 для электролитов неприменим. Он должен быть уменьшен в зависимости от степени диссоциации. Для этого в уравнение Клапейрона необходимо ввести коэффициент, показывающий, во сколько раз число частиц увеличивается вследствие диссоциации. Этот множитель называется изотоническим коэффициентом и обозначается буквой i. Таким образом, уравнение Клапейрона примет вид: Коэффциент i зависит
от степени и характера 1= I +а(п- 1), где а - степень электролитической диссоциации; п - число элементарных частиц, образующихся из 1 молекулы при диссоциации. Для разных групп электролитов коэффициент i может быть подсчитан следующим образом: а) для бинарных электролитов «с однозарядными ионами типа К+А~ (ее = 0,86, п = 2): i= 1 + 0,86(2 -1)= 1,86. Пример: NaCl, КCl, NaN03, AgNC3, гидрохлориды пилокарпина и эфедрина; б) для бинарных электролитов с двузарядными ионами типа К2+А2- (а = 0,50, п~ 2): i=1 +0,5(2 - 1) = 1,5. Пример: ZnS04, MgS04, CuS04, FeSO4, атропина сульфат; в) для тринарных электролитов типа К2+А2- и К2+А-2 (а = 0,75, п-3): i = 1+ 0,75(3- 1) = 2,5. Пример: Na2S04, СаСЬ, MgCl2, NaCOs, Na2HP03; г) для слабых элекролитов: Пример: борная кислота, лимонная кислота, ртути цианид. В практической работе изотоничность растворов очень часто достигается с помощью других веществ (фармакологически индифферентных), вводимых в пропись. Это бывает в тех случаях, когда основные вещества прописаны в малых количествах и их концентрация не обеспечивает изотоничности раствора; тогда прибегают к помощи натрия хлорида, натрия сульфата или натрия нитрата (в зависимости от прописанных веществ), которые вводят в раствор в таком количестве, чтобы он стал изотоничным. Разберем пример: 210. Rp. Cocaini hydrochloridi 0,1 Natrii chloridi q. s. ut f. sol. isotonica 10,0 DS. Для инъекций по 1 мл1 Прописан 1% раствор кокаина гидрохлорида. Рассчитаем вначале его изотоническую концентрацию: т0.29*339.82/1.5= 65,7 г/л или 6,57%. Таким образом, чтобы получить 10 мл изотонического раствора кокаина гидрохлорида нужно было бы взять 0,66 г, что не соответствует прописи, поэтому введение в пропись хлорида натрия совершенно закономерно. Определим теперь, какое количество раствора может быть изотониро-вано 0,1 г кокаина гидрохлорида: На долю натрия хлорида приходится изотонирование 8,5 мл раствора. Рассчитаем, сколько для этого нужно его взять: В практической работе расчеты можно упростить путем применения общих формул. 1. Если изотоничность раствора достигается одним веществом, для расчета его количества применяют формулу: где m1 - количество вещества, добавляемого для получения изотонического раствора (г); V - объем прописанного раствора (мл); M1- молекулярная масса вещества; 1000 - число миллиметров. Например: 211. Rp. Sol. Nairn chloridi isotonicae 100,0 Steriliseturt DS. 2. Если изотоничность
раствора лекарственного где M2- молекулярная масса дополнительного вещества; i2-изотонический коэффициент для дополнительного вещества; m1-количество основного вещества (г); т2-количество дополнительного вещества (г). Например, по рецепту 211: При более сложных прописях (с тремя и более компонентами) первоначально рассчитывают, какой объем изотонического раствора могут дать вещества, количества которых известны. Затем определяют по разности, сколько изотонического раствора должно дать вещество, с помощью которого раствор изотонируется, после чего находят количество этого вещества. 212. Rp. Morphini hydrocbloridi 0,2 Ephedrini hydrochloride 0,5 Natrii chloridi q. s. Aq. pro inject. 20,0 uL f. sol. isotonics DS. Осмотическое давление многокомпонентного раствора (рецепт 212) по закону Дальтона складывается из парциальных осмотических давлений отдельных компонентов: Р = Pi + Рг + Рз . . и т. д. На долю каждого из компонентов приходится изотонирование соответствующего объема раствора в миллилитрах. 20 = v1 + v2 + v32, откуда v3=20-(v1+v2) Для морфина:
| |||
Расчет по эквивалентам по натрия хлориду |
|
| |