Фильтрование

Свежеприготовленные растворы, как правило, недостаточно чисты вследствие практически неизбежного загрязнения исходных препаратов нерастворимыми примесями, которые могут быть мелкодисперсными и обусловливать общую мутность раствора или же иметь вид хлопьев, волосков фильтровальных материалов, соринок и др. Для получения качественных растворов нерастворимые примеси удаляют процеживанием или фильтрованием через плотные (фильтровальную бумагу, асбест, стеклянные фильтры) или рыхлые (вату, ткани) материалы.

Процеживание (colatio) — это отделение более крупных взвешенных частиц.

Фильтрование (filtracio) заключается в освобождении жидкой фазы от всех взвешенных частиц, включая и мельчайшие. Процеживание проводится через крупнопористые фильтрующие материалы, а фильтрование — через мелкопористые. Скорость фильтрования зависит от давления, при котором идет процесс, величины пор фильтрующего материала, вязкости жидкости и некоторых других факторов. Так, при фильтровании вязких жидкостей скорость меньше, чем при фильтровании невязких за счет сопротивления фильтрующего материала. Процесс фильтрования в условиях аптеки можно проводить при нормальном или пониженном давлении, т.е. в вакууме (второй вариант используют в основном для очистки инъекционных и глазных растворов). В зависимости от свойств и количества фильтруемой жидкости применяются различные фильтровальные материалы, к которым предъявляют ряд требований: они должны обладать достаточной прочностью, обеспечивать эффективную задержку частиц при высокой проницаемости, выдерживать термическую стерилизацию, давление или разряжение в процессе фильтрования, быть биологически индифферентными. Кроме того, материалы не должны выделять в раствор волокна или частицы или взаимодействовать с лекарственными веществами. Практически все фильтровальные материалы имеют недостатки: набухают, обладают недостаточной прочностью, адсорбируют некоторые вещества и ионы за счет диссоциации в водной среде, приобретая отрицательный заряд. Процесс фильтрования трудоемок, протекает относительно медленно. Растворы для внутреннего и наружного применения процеживают, глазные капли и инъекционные растворы фильтруют. Для процеживания жидкостей в качестве вспомогательных материалов наиболее часто применяют гигроскопичную вату, сложенную в несколько слоев марлю, реже — полотно, холст, шелк, капрон и другие ткани.

Для фильтрования растворов используют специальную фильтровальную бумагу или стеклянные фильтры. По механизму задержки частиц все фильтры делят на две группы — глубинные, или пластинчатые, и мембранные, или экранные.

Механизм действия глубинных фильтров заключается в том, что частицы в них обычно задерживаются в месте пересечения волокон фильтра, т.е. механически, или в результате адсорбции, на материале фильтра. К ним относятся хлопковолокнистые материалы (вата, марля), стекло в виде прессованного порошка или волокон, целлюлозно-асбестовые фильтры, материалы из полимерных волокон.

Мембранные фильтры — это своеобразные сита со средними размерами пор в узком диапазоне. Главным недостатком их является быстрая засоряемость. В большинстве случаев для фильтрования растворов используют комбинированные фильтры, которые состоят из ваты медицинской гигроскопической, бумаги фильтровальной лабораторной и марли бытовой хлопчатобумажной. Для того чтобы волокна, вымываемые из фильтровальной бумаги, не попали в готовый раствор, под бумажный фильтр в устье воронки подкладывают небольшой тампон медицинской гигроскопической ваты. Одним из необходимых условий получения качественного раствора является использование качественных фильтровальных материалов, которые должны полностью удовлетворять требованиям, приведенным в соответствующей нормативно-технической документации. Вата должна быть обезжиренной, длинноволокнистой, не содержать кислых, щелочных и восстанавливающихся веществ. Наличие хлоридов, сульфатов, солей кальция допускается только в минимальном количестве. Этим требованиям наиболее полно отвечает медицинская вата сорта “глазная” (не ниже I сорта). Марля бытовая хлопчатобумажная также должна быть обезжиренной, не содержать примесей крахмала и других веществ. Главным преимуществом марлевых фильтров является то, что они обладают большой пропускной способностью и почти не дают механических загрязнений. Процеживание (фильтрование) проводится с помощью стеклянных воронок разного вида. Для процеживания через вату наиболее удобны воронки с шарообразным расширением для закладки ватного тампона. При этом ватный тампон необходимо предварительно промыть, возвращая жидкость каждый раз на фильтр, и только после отмыва всех мелких волокон жидкость процедить до конца. Для ускорения процесса фильтрации можно применять складчатые (слоеные) фильтры, которые помещают в воронки с углом 45° при вершине конической части. Чтобы предохранить фильтр от прорыва в устье воронки вкладывают небольшой кусочек ваты. Однако основным фильтрующим материалом в условиях аптеки является бумага фильтровальная лабораторная, которая состоит из чистой клетчатки, не содержит темных или просвечивающихся пятен, примесей древесины, хлоридов и солей железа (марка Ф-IM).

Бумажные фильтры, так же как и вата, нуждаются в предварительной промывке для исключения загрязнения предназначенного для отпуска лекарства мелкими волосками, пристающими к стенкам склянки.

Первый этап фильтрования, или процеживания, целесообразно проводить в подсобной банке (так называемой подставке).

И только после того как жидкость станет прозрачной, фильтровать ее непосредственно в отпускную тару. Вату или бумажный фильтр нельзя промывать водой, так как это приведет к разбавлению приготовленного препарата. В процессе фильтрации бумажный фильтр и ватный тампон смачиваются раствором, поэтому неизбежно происходит небольшая его потеря. Для уменьшения потерь фильтрующейся жидкости необходимо, чтобы количество ваты и размеры фильтра были минимальными. При процеживании и фильтровании жидкостей в количестве, превышающем 100 мл, потери их за счет фильтра укладываются в установленные нормы. При фильтровании малого количества жидкостей (10—30 мл) применяют обычные гладкие фильтры и воронки с углом 60°, используя при этом особые методы фильтрования. Для растворов, разлагающихся при фильтровании через бумагу, которая содержит примеси железа (натрия, салицилат, адреналина гидрохлорид), применяют только беззольные фильтры, изготовленные из очищенной фильтровальной бумаги марки Ф-ОМ. При использовании бумажных фильтров существуют определенные особенности. Так, при фильтровании через бумагу возможна адсорбция веществ из раствора. Это происходит в результате того, что поверхность бумаги при фильтровании водных растворов приобретает отрицательный заряд за счет диссоциации молекул целлюлозы. При этом катионы щелочных и щелочно-земельных металлов адсорбируются слабо, а катионы тяжелых металлов — сильнее, что отражается в ряду Кольтгоффа (металлы располагаются в порядке убывания адсорбционной способности) Pb2+, Hg2+, Са2+, Ag+, Zn2+. При фильтровании растворов алкалоидов, гликозидов, красящих веществ, таких как метиленовый синий, этакридин, бриллиантовый зеленый, а также пигментов (растительных сиропов), ферментов (пепсина) адсорбция выражена значительно.

Растворы, содержащие окислители (калия перманганат, серебра нитрат и т.д.), восстанавливаются клетчаткой фильтровальной бумаги, а в щелочных же растворах происходит ее набухание. Для фильтрования растворов желатина, растительных масел и других подобных жидкостей применяют горячее фильтрование, при котором пользуются двустенными металлическими воронками, обогреваемыми горячей водой, или специальными воронками с электрообогревом.

Процесс фильтрования через бумагу имеет множество недостатков: малую производительность и высокую трудоемкость вследствие недостаточной скорости фильтрования и частого отслаивания волокон от фильтрующего материала. Поэтому в некоторых аптеках для фильтрования жидких лекарственных форм используют стеклянные фильтры — пористые стеклянные пластинки, полученные путем сплавления стеклянного порошка и помещенные в воронки конической или цилиндрической формы. Такие фильтры имеют ряд преимуществ: при их применении значительно снижается адсорбция растворенных веществ, уменьшается потеря фильтруемого раствора, они удобны для фильтрования растворов алкалоидов, красящих веществ, ферментов, окислителей, защищенных коллоидов. Однако есть и отрицательные качества: стеклянные фильтры хрупки, неудобны, а при фильтровании очень концентрированных растворов быстро засоряются. Стеклянные фильтры выпускаются нескольких видов в зависимости от размеров пор: № 1 — 90—150 мкм (размер пор соответствует ватному тампону), № 2 — 40—90 мкм (размер пор соответствует рыхлой фильтровальной бумаге), № 3 — 20—40 мкм (размер пор соответствует плотной фильтровальной, бумаге) и № 4 — 10—20 мкм (размер пор соответствует очень плотной фильтровальной бумаге). При фильтровании растворов для внутреннего и наружного применения (за исключением глазных капель), как правило, пользуются фильтрами № 1 и 2 (через них жидкость проходит самопроизвольно). При фильтровании глазных и инъекционных растворов используют фильтры № 3 и 4 (при этом необходимо создание вакуума). Перед фильтрованием необходима предварительная подготовка стеклянных фильтров, которые еще не были в употреблении. Их промывают теплой (температура 50—60 °С) водой дистиллированной. Если в промывных водах содержится большое количество стеклянной пыли, фильтры обрабатывают концентрированной кислотой серной в течение 15—20 ч, а затем многократно промывают теплой дистиллированной водой до получения отрицательной реакции на сульфат-ионы в промывных водах. После употребления фильтры тщательно моют, при наличии значительного загрязнения их обрабатывают кислотой серной концентрированной с добавлением 1%-ного натрия нитрата или перхлората.

После фильтрования или процеживания контролируют чистоту растворов. Это осуществляют путем легкого встряхивания и просматривания укупоренного флакона с раствором в прямом и отраженном свете. В случае обнаружения взвешенных частиц растворы фильтруют повторно. Процесс фильтрования (процеживания) проводят обычно одновременно с перенесением раствора из подставки в отпускную склянку.