| Аннотация |
Проект направлен на решение фундаментальной задачи формирования частиц с заданными характеристиками: размером, морфологией, полиморфным составом, степенью кристалличности. Микронизация является актуальной задачей во многих сферах промышленности и науки: в фармации, для создания катализаторов, красителей, энергонасыщенных материалов, в пищевой промышленности.
Несмотря на обилие традиционных технологий микронизации, все они имеют существенные недостатки и ограничения, связанные с возможной термической и механической деструкцией микронизуемых веществ, использованием токсичных растворителей, большими потерями из-за многостадийности обработки и т.д. В последние десятилетия активно развиваются альтернативные технологии, связанные с использованием сверхкритических флюидов (СКФ). Основное преимущество СКФ технологий связано с возможностью минимизации использования токсичных органических растворителей. Такое преимущество соответствует принципам «зелёной химии», что усиливает актуальность разработки СКФ методов микронизации.
Метод сверхкритического антисольвентного осаждения (SAS - Supercritical AntiSolvent precipitation) основан на создании пересыщения в растворе микронизуемого вещества с помощью используемого сверхкритического флюида – антирастворителя. Чаще всего в роли антирастворителя выступает сверхкритический диоксид углерода (СК СО2). Главным преимуществом метода SAS являются широкие возможности по управлению морфологией и размером получаемых частиц, которые достигается путём варьирования многочисленных параметров процесса (скорости потоков раствора и антирастворителя, давление, температура, концентрация микронизуемой субстанции в растворе и т.д.). Большой набор варьируемых параметров является и сложностью применения метода. Эффективная реализация метода SAS невозможна без знания о влиянии его параметров на характеристики получаемых частиц. Большое число параметров метода и их сложная взаимосвязанность обуславливают острую необходимость такого исследования.
Одним из наиболее важных термодинамических факторов, который определяет характеристики осаждаемого продукта при микронизации методом SAS является число фаз в системе СО2-растворитель-микронизуемое вещество. Этот фактор оказывает решающее влияние на морфологию, размер, а также степень кристалличности осаждаемых частиц. При этом, на число фаз в системе могут оказывать влияние сразу несколько параметров процесса, в первую очередь температура и давление в системе, которые напрямую определяют будет ли система диоксид углерода-растворитель-микронизуемое вещество однофазной либо двухфазной. Кроме того, содержание микронизуемого вещества в системе также может смещать кривые равновесия жидкость-газ системы при заданных температуре и давлении. Следовательно, концентрация микронизуемого вещества в исходном растворе также будет влиять на число фаз в системе. Необходимо отметить, что проведение микронизации при различном числе фаз способствует реализации разных механизмов смешения антирастворителя и раствора, что в свою очередь будет приводить к разным механизмам кристаллизации микронизуемой субстанции. Решение описанных задач позволит существенно приблизиться к построению механизмов осаждения SAS и увеличить предсказательную способность построенных моделей.
Научная новизна исследований заключается в следующем:
1) Впервые, проведено комплексное исследование влияния числа фаз на размер, морфологию и степень кристалличности частиц сульфата сальбутамола на примере нескольких систем растворитель – СО2 – сульфат сальбутамола,
2) Исследованы равновесия жидкость-газ систем растворитель (диметилсульфоксид, метанол, гексафторизопропанол) – СО2 – сульфат сальбутамола в широком диапазоне температур и давлений.
|
