СИЛІКОНИ

СИЛІКОНИ, або поліорганосилоксани, диметикон (Dimeticonum PE), Dimeticone (BP, USPNF), α-(Trimethylsilyl)-ω-methylpoly[oxy(dimethylsilylene)] (CAS № 9006-55-91), син.: dimethylpolysiloxane, dimethylsilicon fluid, dimethylsiloxane, Е 900. Це кремнійорганічні рідкі ВМР, в яких у силоксановому скелеті-ланцюзі атоми кремнію чергуються з атомами кисню, а вільні зв’язки кремнію заповнені органічними радикалами (метильним, етильним, фенільним та ін.), гідроксильними групами або атомами водню і мають загальну формулу:

Sulikonu_1.ai

С. мають рідкісні властивості — високу теплостійкість, характерну для кремнію (не розкладається при 300 ˚С), і еластичність, притаманну органічним полімерам; використовуються як гідрофобілізатори, піногасники, антикорозійне і антиадгезійне покриття, алопластичний матеріал, основи захисних мазей, носії АФІ тощо. С. широко застосовують у багатьох галузях народного господарства, включаючи різні напрями медицини (хірургію, стоматологію, офтальмологію, клінічну та професійну дерматологію, гінекологію, онкологію), у фармації, мікробіології, гематології, косметології, ветеринарії та ін.

Промисловість нині виробляє різні класи кремнійорганічних полімерів. Однак для фармації найбільшу цінність являють поліорганосилоксани з лінійними ланцюгами молекул у вигляді олігомерів (кремнійорганічні рідини) і полімерів (кремнійорганічні еластомери). Кремнійорганічні рідини — це складні суміші олігоорганосилоксанів лінійної чи циклічної структури. Найбільш цінні олігомери лінійної будови, для яких характерна більша стабільність, тому при їх виробництві уникають умов утворення циклічних олігомерів. Лінійні олігомери отримують шляхом гідролізу суміші діалкіл (арил) дихлорсиланів з триалкілхлорсиланами і конденсації продуктів їх гідролізу. Кінцеві продукти характеризуються ступенем полімеризації (n), який залежить від умов конденсації та молярних співвідношень взятих реагентів. Олігоорганосилоксанові рідини мають консистенцію олії (тому їх інколи називають оліями), безбарвні або мають світло-жовте забарвлення, без запаху, із широким діапазоном в’язкості (залежить від ступеня поліконденсації молекул); при контакті з АФІ характеризуються високою хімічною інертністю (внаслідок відсутності хімічних груп), не реагують з більшістю хімічних реагентів. Вони не окиснюються киснем і сильними окисниками, не піддаються помітній дії сильних агресивних середовищ; термостабільні, стійкі до дії УФ-променів та озону, не піддаються мікробному ураженню. Можлива стерилізація впродовж 2 год при температурі 160 ˚С, але не рекомендується застосовувати автоклавування, оскільки зайва волога дифундує у рідину, викликаючи її помутніння. Гамма-опромінювання може призвести до збільшення в’язкості рідини. Концентрована сульфатна кислота здатна розривати зв’язки кремній — кисень і відщеплювати арильні радикали. Луги взаємодіють з рідинами з подальшою поліконденсацією продуктів реакції.

Олігоорганосилоксанові рідини мають гідрофобні властивості, обумовлені органічними радикалами в макромолекулі, які екранують силоксановий ланцюг. Ця властивість рідин зумовила їх вибір як захисних сполук для шкіри від водних агресивних середовищ. На відміну від рідких вуглеводнів, олігоорганосилоксанові рідини характеризуються, залежно від температури, малою зміною в’язкості. Їх розчинність, змішуваність з іншими сполуками залежить від характеру органічного радикала в ланцюзі олігосилоксану, їх в’язкості, природи компонента, з яким вони змішуються, та інших чинників. Олігоетилсилоксанові (есилон-4, есилон-5, ПЕС-1), олігометилсилоксанові (ПМС-15 і ПМС-200) та олігометилфенілсилоксанова рідини, незалежно від в’язкості, зовсім не змішуються з водою, але змішуються у всіх співвідношеннях з етером, хлороформом. Олігомери з етильними радикалами, на відміну від олігомерів з метильними радикалами, краще змішуються з різними компонентами мазей та лініментів; змішуються (сплавляються) з вазеліновим маслом, вазеліном, парафіном, церезином, а також з рослинними оліями, тваринними жирами і такими неполярними речовинами, як ментол, камфора, фенілсаліцилат, фенол. Краща сумісність етилпохідних силоксанових рідин з неполярними речовинами, порівняно з метилпохідними, зумовлена збільшеним розміром бокових розгалужень макромолекул. С. входять до складу ЛП для лікування педикульозу.

Гідрофобні властивості кремнійорганічних рідин обумовили їх використання у фармації як гідрофобізаторів: силіконування скляної й пластмасової тари, гумових пробок, а також гранул і таблеток для внутрішнього застосування. З метою підвищення хімічної, механічної й термічної стійкості скла С. обробляють скляні мірники, посуд, ампули тощо. З цією ж метою обробляють деталі й апаратуру із полімерних матеріалів. Порошки і гранули діючих речовин обробляють силіконовими антиадгезивами з метою підвищення їх плинності при заповненні матриць при виробництві таблеток. Деякі С.-антиадгезиви, загущені аеросилом, використовують для змазування скляних кранів, поршнів медичних шприців тощо. Специфічну властивість окремих С. пригнічувати піноутворення (піногасники) використовують при ферментації антибіотиків, виробництві екстрактів ЛР (напр. густого екстракту солодки), відгонці спирту із сумішей речовин, які дуже піняться. Зазвичай піногасники являють собою складні водно-емульсійні композиції, до складу яких входять олігоалкілсилоксани різної будови. Для кращого диспергування та стійкості до них додають аеросил, бактерицидні ПАР і плівкоутворювальні речовини. Застосування піногасників дозволяє помітно підвищити економічність технологічних процесів у виробництві ліків та якість продукції, що виробляється. Піногасники можуть використовуватись і при лікуванні деяких хвороб ШКТ (метеоризм, виразки та ін.). З цією метою до складу таблеток, капсул та інших дозованих ЛП для перорального застосування як АФІ включають кремнійорганічні піногасники, антацидні та інші речовини.

Біологічна та хімічна інертність, стійкість щодо кисню, гідрофобність олігоетил- і олігометилсилоксанів обумовили їх використання для профілактики при професійних дерматозах під час роботи зі шкідливо діючими водними та іншими хімічними сполуками. При аплікаціях на шкіру рідких олігосилоксанів вони не виявляють місцевоподразливої дії, не викликають запальних реакцій, не впливають помітно на проникність капілярів, рН шкіри, а також на слизові оболонки у тварин (миші, кролі, морські свинки).

С. рідини використовують для захисту шкіри у вигляді силіконових кремів, лосьйонів, мазей або в чистому вигляді. С. рідини добре переносяться алергізованою шкірою, тканинами та слизовою оболонкою, вони сумісні з багатьма АФІ та допоміжними речовинами, що обумовило їх використання як розчинників або носіїв у виробництві ЛП з кортикостероїдами, антибіотиками, сульфаніламідами, для лікування та профілактики деяких хвороб у ветеринарії. С. рідини використовують також для змащування або розпилення на поверхні шкіри у вигляді аерозолів у клінічних умовах при догляді за лежачими хворими. С. належать до нетоксичних речовин, але при потраплянні в очі можуть викликати подразнення. При введенні під шкіру відбувається реакція відторгнення; в/в введення викликає летальний наслідок.

С. під назвою «диметикон» включений до фармакопей деяких країн, а під назвою α(Trimethylsilil)-ω-metylpoly[oxy(dimetylsilylene)] до CAS Registr за № 9006-65-9. Європейська Фармакопея 2005 описує диметикон як полідиметилсилоксан, отриманий гідролізом і поліконденсацією дихлордиметилсилану та хлортриметилсилану. Ступінь полімеризації (n=20–400) такий, що отримуються матеріали з кінематичною в’язкістю 20–1300 мм2/с. Диметикони з номінальною в’язкістю 50 мм2/с або нижче призначені лише для зовнішнього застосування. USPNF 23 описує диметикон як суміш метилових лінійних силоксанових полімерів, що містять повторення одиниць у формулі [–(CH3)2SiO–]n, стабілізованих триметилсилоксановими кінцевими блоками [(CH3)3SiO–], де n має таку середню величину, як відповідна номінальна в’язкість, що знаходиться в діапазоні 20–30 000 мм2/с.

Sulikonu_2.ai

Диметикон — полі(диметилсилоксан) отримують гідролізом і поліконденсацією дихлордиметилсилану та хлортриметилсилану. Продукти гідролізу містять активні силанові групи. Змінюючи співвідношення хлортриметилсилану, який служить ланцюговим термінатором, можна виготовляти силікони з різною мол. м. Отримані різні марки диметикону можна відрізнити за номером, що міститься після назви і вказує на номінальну в’язкість. Напр. ABIL 20 (Goldschmidt UK Ltd) має номінальну кінематичну в’язкість 18–22 мм2/с. Диметикон має такі властивості: кислотність — <0,01; густина — 0,94–0,98 г/см3 при 25 ˚C; показник заломлення nD25=1,401–1,405; поверхневий натяг — 20,5–21,2 дин/см при 25 ˚C; змішується з етилацетатом, метилетилкетоном, мінеральним маслом і толуолом; розчинний в ізопропілміристаті, малорозчинний в етиловому спирті (95%); практично нерозчинний у гліцерині, пропіленгліколі й воді.

Диметикони різної в’язкості використовують у фармацевтичних і косметичних препаратах. Диметикон має поверхнево-активні властивості, в емульсії типу о/в додається в олійну фазу в концентрації 0,5–5,0%; виявляє здатність піногасника. Крім того, Диметикон утворює плівку на слизовій оболонці травного тракту й захищає від дії агресивних факторів; запобігає виникненню дефектів зображення, викликаних бульбашками газу, при ультразвуковому й рентгенологічному дослідженні. При соно- і рентгенографії запобігає перешкодам і перекриванню зображень.

У кремах, лосьйонах і декоративній косметиці диметикон застосовують зовнішньо (у концентрації 10–30%) для усунення підвищеної сухості шкіри і захисту її від подразливого впливу навколишнього середовища. Диметикон — гідрофобна речовина, що здатна утворювати водовідштовхувальну плівку, використовується для покриття скляних ємностей та в ополіскувачах для волосся.

Диметикони стійкі при нагріванні й резистентні до більшості хімічних речовин. Тонкі плівки диметикону можуть стерилізуватися сухоповітряною стерилізацією впродовж 2 год при Т=160 ˚C. Стерилізація великої кількості диметикону паром в автоклаві не рекомендується, тому що зайва вода розповсюджується в рідині, роблячи її каламутною. Однак тонкі плівки можуть стерилізуватися цим методом. Опромінювання гамма-променями можна також використовувати при стерилізації диметикону, однак цей метод може викликати подальше збільшення в’язкості.

Диметикони слід зберігати у герметично закритій тарі у прохолодному сухому місці.

Допоміжні речовини (Настанова 42-3.6:2004). — К., 2004; Жогло Ф., Возняк В., Попович В. та ін. Допоміжні речовини та їх застосування в технології лікарських форм. — Львів, 1996; Полимеры в фармации / Под ред. А.И. Тенцовой и М.Т. Алюшина. — М., 1985; Фармацевтичні та медико-біологічні аспекти ліків / За ред. проф. І.М. Перцева. — Вінниця, 2007; Handbook of Pharmaceutical Excipiets / Edit by R.C. Rowe, P.J. Sheskey, S.C. Owen. — London–Chicago, 2006.