Аэрозольные устройства

Аэрозольные устройства — устройства для перевода веществ в состояние аэрозолей. Перевод вещества в состояние аэрозоля может быть осуществлен только в момент применения препарата. Устройства для генерирования аэродисперсных систем называются аэрозольными генераторами. Они делятся на: а) аппараты, создающие аэрозоли методом диспергирования за счет измельчения (распыления) сравнительно больших объемов жидких или твердых тел на частицы малых размеров; б) аппараты для создания аэрозолей конденсационным методом, когда коллоидно-дисперсная фаза возникает из молекулярно-дисперсной (газообразной). Для получения лекарственных аэрозолей преимущественно используется метод диспергирования.
Генераторы, используемые для получения диспергационных аэрозолей, можно разделить на три группы: механические, пневматические и ультразвуковые. К механическим генераторам относят центробежные распылители и распылители прямого действия. Принцип работы центробежных распылителей состоит в том, что распыливаемая жидкость закручивается в канале или в вихревой камере и затем через сопло выбрасывается в газовую среду. При этом струя жидкости распадается на частицы, образуя аэрозоль. Распылители прямого действия основаны на выбросе из сопла незакрученной струи распыливаемой жидкости с большой линейной скоростью.
Механические распылители обладают значительной производительностью, требуют высоких давлений на распыляемую жидкость и, как правило, мало пригодны для использования в медицинской аэрозольной аппаратуре, а чаще употребляются в аппаратуре для дезинфекции и дезинсекции.
Наибольшее распространение получили пневматические генераторы, в которых распыливание осуществляется струей газа (пара). Простейший пневматический генератор работает следующим образом. Сжатый воздух, кислород или водяной пар поступает в воздушное сопло и выходит оттуда с большой скоростью. В результате этого происходит разрежение, и распыливаемая жидкость поднимается по жидкостному соплу, попадает в газовую среду, пульсирует и распадается на капли. Образующиеся при распаде частицы двигаются по инерции и попадают на сепаратор. Крупные частицы частично разбиваются на более мелкие, а частично осаждаются и стекают обратно, смешиваясь с распыливаемой жидкостью.
Разновидностью пневматического генератора является электроаэрозольный генератор. Сжатый газ поступает в воздушное сопло, а распыливаемая жидкость подсасывается через жидкостное сопло. В качестве сепаратора может служить шарик. На воздушное сопло подается положительный потенциал, а на жидкостное сопло и сепаратор отрицательный. Вытекающая из сопла струя жидкости распадается на частицы, которые в силу электростатической индукции приобретают отрицательный заряд. Этот метод электризации частиц электростатической индукцией является наиболее распространенным в медицинской аэрозольной аппаратуре.
Для получения аэрозоля с твердой дисперсной фазой применяются пневматические центробежные (вихревые) распылители. Воздух или кислород поступает через выполненный в корпусе канал в распылительную камеру, в которой находится предварительно измельченный распыливаемый порошок. При выходе газового потока из канала, направленного по касательной к цилиндрической камере, образуется вихрь, срывающий с поверхности порошка частицы и выносящий их через выходное отверстие. В некоторых случаях применяют метод распыливания порошка, заключающийся в продувании газа через его слой.
При ультразвуковом методе генерация аэрозоля осуществляется энергией ультразвуковых колебаний с частотой от 0,8 до 2,5 мГц, фокусируемых на поверхности распыливаемой жидкости. Образующийся под действием колебаний фонтанчик распыляется на аэрозольные частицы, которые потоком газа выносятся из распылительной камеры. Ультразвуковые генераторы обладают высокой, по сравнению с пневматическими, производительностью, а генерируемый с их помощью аэрозоль имеет узкий спектр размеров. С увеличением частоты колебаний уменьшается средний радиус аэрозольных частиц.
Один из распространенных методов получения аэрозолей — использование перегретой жидкости. Соответствующие устройства называются аэрозольными баллонами. Аэрозольный баллон объединяет в себе распылительное устройство и источник энергии. Он состоит из баллона, клапанно-распылительной системы и содержимого. Баллон, содержащий раствор, суспензию или эмульсию лекарственного препарата и пропеллент, герметически закрыт клапаном с распылительной головкой. Принцип действия аэрозольной упаковки состоит в том, что помещенный в баллон препарат смешивается со сжиженным пропеллентом, давление насыщенного пара которого в интервале температур, при которых используется аэрозольный баллон, выше атмосферного. При этом распыляемое вещество должно либо растворяться в пропелленте, либо образовывать с ним эмульсию или суспензию. Смесь выбрасывается из баллона за счет давления насыщенного пара, находящегося над жидкостью. В атмосфере смесь становится перегретой, пропеллент моментально вскипает и дробит ее на мельчайшие частицы (капельки), диаметр которых находится в пределах от 0,5 до 200 мк (в зависимости от количества пропеллента в системе). Полученные частички образуют истинный аэрозоль, в котором в качестве диспергированного вещества находится лекарственный препарат.
Этот метод широко применяется для получения фармацевтических аэрозолей сравнительно новой лекарственной формы. Применение аэрозольного баллона особенно рентабельно для индивидуального использования. Аэрозольные баллоны дают возможность диспергировать в единицу времени значительное количество вещества с получением частиц сравнительно малого размера при небольших затратах энергии.