Медицинское стекло и особенности стекол медицинского назначения

Министерство образования республики Беларусь

УО «Белорусский государственный технологический университет»

Факультет химической технологии и техники

Кафедра технологии стекла и керамики

 

 

 

 

 

 

Индивидуальное задание 
на тему : Медицинское стекло и особенности стекол медицинского назначения

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка IV курса, 8 гр.

Быстримович Вера

 

Проверил:

 

Терещенко И. М.

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2007 
СОДЕРЖАНИЕ

1. МЕДИЦИНСКОЕ СТЕКЛО

1. Медицинское стекло

К медицинскому стеклу относятся стеклоизделия, применяющиеся для упаковки, хранения и отпуска лекарственных средств, инъекционных и бактериологических растворов.

Ассортимент медицинского стекла включает тару стеклянную, аптечно-медицинскую, ампулы, предметы ухода за больными, дрот товарный, использующийся как полуфабрикат для изготовления ампул, флаконов, цилиндров, пробирок.

Изделия из медицинского стекла характеризуются разнообразием формы и размеров: вместимость тары изменяется в пределах от 2 до 25000 мл, флаконов от 9 до 25 мл, ампул от 1 до 60 мл, трубок (дрота) от 7 до 50 мм в диаметре.

Преимуществами стеклянной тары перед другими видами тары, обусловившими ее широкое применение, являются гигиеничность, прозрачность, возможность производства разнообразных объемов и массы, герметичность укупорки, доступная цена.

Стеклянные ампулы в медицинской промышленности используются для хранения особо чувствительных к щелочам фармацевтических растворов и веществ для лекарственных инъекций.

Основным требованием, предъявляемым к медицинскому стеклу, является высокая химическая устойчивость к соответствующим реагентам. Стекла не должны взаимодействовать с содержащимися в них лекарствами. Это определяет особенности составов стекол. Щелочи, выделяющиеся из обычного стекла при воздействии на него растворов различных препаратов портят медикаменты, вызывая образование осадка и хлопьев.

При хранении лекарств, разлагающихся при воздействием солнечных лучей, к стеклу предъявляются требования по светозащитным свойствам.

В тех случаях, когда изделия проходят термическую обработку на горелке, выбирают стекла, обладающие малой склонностью к кристаллизации.

Кроме того, растворы в ампулах подвергаются стерилизации при 100-130 °С, следовательно, ампульное стекло должно быть стойким к растворам и при нагревании.

Необходимость стерилизации медицинских стекол паром в автоклавах обусловила дополнительное требование к ним по устойчивости к лому виду испытаний.

На основании ее стекла всех составов делятся на три класса:

1) нейтральное с высокой устойчивостью к стерилизации паром в автоклаве при давлении 0,2 МПа;

2) допускающее стерилизацию в автоклаве без образования высокощелочных растворов и хлопьевидных осадков;

3) тарное, не допускающее такой обработки в связи с образованием растворов высокой щелочности (МТ, МТО, ОС).

Развитие медицинской промышленности предъявляет повышенные требования к стеклу, в частности увеличение химической стойкости существующих стекол и разработки новых составов стекол для ряда особо чувствительных препаратов.

Для хранения таких препаратов применяют сосуды из «нейтральных» стекол, водная вытяжка из которых имеет почти нейтральную реакцию.

Это стекла типа НС-1, НС-2, НС-3, АБ-1, МТ, ОС, МС-1, принадлежащие к алюмоборосиликатным с пониженной концентрацией Na20, содержащие небольшое количество К2О, а также оксиды СаО и MgO.

В зависимости от состава медицинские стекла характеризуются различной химической устойчивостью и имеют различное назначение. Стекла марок НС-1 и НС-2 относят к классу нейтральных стекол. Они обладают высокой устойчивостью к стерилизации паром в автоклаве.

Стекла марки АБ-1допускают стерилизацию паром в автоклаве и не образуют при этом образования высокощелочных растворов и осадков в виде хлопьев.

Стекла марки МТ и ОС не допускают стерилизацию паром в автоклаве, так как при этом создается высокая щелочность растворов.

Химические составы стекол и их физико-химические свойства приведены в табл. 1 и 2.

Вырабатываемые из этих стекол медицинские ампулы часто имеют недостаточную химическую стойкость, что приводит к снижению срока годности хранимых в них препаратов /3/.

2. Основные требования, предъявляемые к медицинским стеклам

Основным требованием, предъявляемым к медицинскому стеклу, является высокая химическая устойчивость к соответствующим реагентам. Это определяет особенности составов стекол. Щелочи, выделяющиеся из обычного стекла при воздействии на него растворов различных препаратов, особенно содержащих алкалоиды, портят медикаменты, вызывая образование осадков и хлопьев. Для хранения таких препаратов применяют сосуды из так называемых "нейтральных" стекол, водная вытяжка из которых имеет почти нейтральную реакцию.

Это стекла типа НС-1, НС-2, НС-3, принадлежащие к алюмоборосиликатньм с пониженной концентрацией Na20, содержащие небольшое количество К20 (для повышения химической устойчивости и обеспечения вязкости, необходимой для выработки стекла на автоматах), а также оксиды щелочноземельных металлов - СаО и MgO.

Наиболее химически и термически стойким медицинским стеклом является стекло T-1 («сиал»), характеризующееся повышенной концентрацией SiО2, A12О3 и В2О3 (на 1,5-2 %), пониженной - оксидов щелочных металлов (5% Na2О, 1,5% К2О, 0,5% Li2О) и щелочноземельных металлов (0,2% MgO, 0,8% СаО, 4,2% ВаО).

Для выработки изделий, не предназначенных для хранения медикаментов, применяют щелочные стекла АБ-I, МТО, МТ, ОС (оранжевое светозащитное), отличающиеся от нейтральных повышенным содержанием Na2О (15,5 %), более низким содержанием А12О3. отсутствием В2О3 и несколько более высокими концентрациями MgO и СаО.

Медицинское стекло не должно содержать оксидов тяжелых металлов (PbO, ZnO, Sb2О3), а также As203. Однако в зарубежных стеклах некоторых из этих оксидов присутствуют (например, ВаО в стекле сиал).

Применение медицинских стекол, содержащих ранее не используемые оксиды, допускается только после фармакологической проверки медикаментов, хранившихся в течение определенного времени в таре из этих стекол.

При определении химической устойчивости медицинских стекол их испытывают на водо-, кислото- и щелочестойкость порошковым методом (дистиллированная вода, 2 н H2SО4) или на штабиках (2 н NaOH). При этом водо- и кислотостойкость нейтральных стекол в 2 и более раз выше, чем щелочных, а щелочестойкость - несколько ниже (на 20-25 %).

Необходимость стерилизации медицинских стекол паром в автоклавах обусловила дополнительные требования к ним по устойчивости к этому виду испытаний. На основании ее стекла всех рассмотренных составов делятся на три класса:

1. нейтральное с высокой устойчивостью к стерилизации паром в автоклаве при давлении 0,2 МПа (стекла типа НС и Т-1);
2. допускающее стерилизацию в автоклаве без образования высокощелочных растворов и хлопьевидных осадков (АБ-1);
3. тарное, не допускающее такой обработки в связи с образованием растворов высокой щелочности (МТ, МТО, ОС).

Термические свойства медицинских стекол, как следует из их состава, такие же, как у обычного тарного стекла или несколько выше: коэффициент теплового расширения (83-87,5) 10"7 °С"' у щелочных стекол и (70-77,5) 10" °С" -у нейтральных, термостойкость - 125-160 °С, температура начала деформации (lg л -11)- 580-630 °С £Ь],

3. Варка медицинского стекла

Варку медицинского стекла проводят в ванных регенеративных печах непрерывного действия производительностью 12-30 т/сут. Температура варки 1440-1480 °С, выработки 1190-1250 °С.

Тару и дрот вырабатывают обычными методами, применяемыми для этих целей в стекольной технологии: дрот - горизонтальным вытягиванием на машинолиниях АТГ; банки, склянки, флаконы, тару аптечно-медицинскую - на выдувных автоматах с вакуумным питанием (BB-7 и капельным питанием (фидерные секционные автоматы типа АВ-6 и карусельные автоматы типа ВВ-7, полуавтоматы типа ВШМ, ВВ-2); банки вместимостью более 5 л - на полуавтоматах, а также ручным способом.

4. Составы медицинских стекол

Наиболее термически и химически стойким медицинским стеклом является стекло Т-1 («сиал»), характеризующееся повышенной концентрацией SiО2 Al2О3 и В203 (на 1,5 - 2%), пониженной концентрацией R2О (5% Na2О; 1,5% К2О; 0,5% Li2О) и RO (0,2% MgO; 0,8 % СаО; 4,2% ВаО).

Медицинское стекло не должно содержать оксиды тяжелых металлов (РbО, ZnO, Sn2O3.

 

Таблица 1.1

Химические составы медицинских стекол

 

Марка стекла	SiО2	Al2О3	В203	СаО	MgO	Na2О	К2О	ВаО	Li2О
НС-1	73	4,5	4	7	1	8,5	2	-	-
НС-2	73	3,5	2,5	7	1	11	2	-	-
НС-3	72,8	4,5	6	6,1	0,8	8,1	1,7	-	-
АБ-1	73	3	-	7	2,5	14,5	-	-	-
МТ (медицинское тарное)	72,5	2	-	8	2	15,5	-	-	-
ОС (оранжевое)	73,5	1,5	-	9	0,5	15,5	-	-	-
Т-1 («сиал»)	74,6	5,7	7,5	0,8	0,2	5	1,5	4,2	0,5

 

Таблица 1.2

Физико-химические свойства медицинских стекол

 

Марка стекла	Температурный коэффициент расширения ТКЛР a х 107, 1/град	Температура размягчения, °С	Термостойкость, °С	Химическая устойчивость
				К 2н Na2SО4 потеря, % по массе	К 2н NaОН потеря, % по массе мг/100 см2
НС-1	70,7	630	160	0,042	26,29
НС-2	77,5	610	150	0,044	24,39
АБ-1	83	590	140	0,068	20,38
МТ	-	-	-	0,093	20,19
ОС	87,5	580	125	0,096	19,35

Интересно отметить, что замена СаО на MgO по-разному влияет на вязкость боросиликатного стекла. Если у щелочесиликатного стекла при введении MgO вязкость повышается только в высокотемпературной области, то у боросиликатного стекла наблюдается повышение вязкости во всем температурном интервале. Анализ показывает, что наиболее сложными в технологическом отношении являются боросиликатные стекла.

В целях улучшения состава НС-1 проводилась работа по замене оксида кремния на оксиды алюминия, магния, кальция, оксида натрия на оксид бария в направлении получения химически устойчивых стекол.

Анализ составов стойких  стекол  показал,  что  содержание   различных  оксидов колеблется в следующих пределах, мас. %:

SiО2  60-80;

В2О3  1,5-12,0;

Al2O3  0,5-13,5;

СаО  0,0-11,0;