Розрізняють седиментаційну і агрегативну стійкість суспензій.

Агрегативна стійкість - це стійкість проти зчеплення часток. При седиментації суспензій можуть спостерігатися два різних випадки: в одному випадку частки осідають окремо, не з'єднуючись одна з одною. Осідання при цьому відбувається повільніше. Така дисперсна система називається агрегативно стійкою.

Однак можливий і такий випадок, коли тверді частки суспензії коагулюють під дією молекулярних сил притягання й осідають у вигляді цілих пластівців. Такі системи називаються агрегативно нестійкими.

Седиментаційна стійкість - це стійкість проти осідання часток, пов'язана тільки з їх розміром.

В усякій суспензії тверді речовини будуть седиментувати (осідати) зі швидкістю, що залежить від ступеня дисперсності твердих часток і деяких інших факторів.

Закон Стокса. У загальному виді швидкість седиментації відображається у формулі Стокса. При радіусі часток дисперсної фази менше 0,5 мкм формула Стокса незастосовна, тому що броунівський рух перешкоджає їх осаджуванню. Для кулястих часток у діаметрі від 0,5 до 100 мкм швидкість осідання часток дисперсної фази підпо-рядковується формулі Стокса.

Швидкість осідання прямо пропорційно залежить від радіуса часток дисперсної фази, різниці щільностей дисперсної фази і дисперсійного середовища і обернено пропорційна в'язкості дисперсійного середовища.

,

де V - швидкість руху (осідання), см/с;

г - радіус часток дисперсної фази;

d, - щільність часток дисперсної фази, г/см3;

dj - щільність дисперсійного середовища, г/см3;

Г| - абсолютна в'язкість дисперсійного середовища, г/см х с;

g - прискорення сили ваги, см/с2.

При застосуванні формули Стокса потрібно мати на увазі, що частки дисперсної фази повинні бути строго кулястої форми, абсолютно тверді і гладенькі; крім того, фор-мула Стокса не відбиває явищ, які відбуваються на границі розділу фаз і залежать від того, чи є речовини гідрофобними чи гідрофільними.

Оскільки стійкість є величиною за своїм значенням зворотною швидкості седиментації, формулу Стокса можна дещо перетворити й одержати:

де U - стійкість суспензії.

Стійкість суспензії буде тим більша, чим менший радіус часток дисперсної фази, чим ближче значення щільності фази і середовища, чим більша в'язкість дисперсійного середовища. І тому, щоб підвищити стійкість суспензій, використовують такі прийоми:

- підвищення в'язкості дисперсійного середовища. Це досягається шляхом введення ПАР, в'язких рідин (гліцерину, сиропів), гідрофільних колоїдів, крохмалю та ін.;

- намагаються як можна тонше диспергувати тверді частки дисперсної фази. Це досягається шляхом ретельного подрібнення речовини в ступці спочатку в сухому вигляді, а потім у присутності невеликої кількості рідини.

При подрібненні речовин у сухому вигляді ступінь дисперсності знаходиться в межах до 50 мкм, а якщо їх додатково подрібнювати в присутності води, то розмір часток виходить у межах 0,1-5 мкм.

Необхідність додавання рідини пояснюється тим (як витікає з мал. 113), що зни-жується твердість подрібнюваної речовини і, крім того, змочуючі рідини проникають у дрібні тріщини твердих часток, що утворюються при розтиранні речовини і створюють розклинюючий тиск (Р ), що діє протилежно стягуючій дії увігнутого меніска, так зва-ному лапласівському тиску (Р ). Мікротріщини розширюються, і відбувається подаль-ше подрібнення речовини. Це явище відоме за назвою «ефекту Ребіндера». Чим вища енергія змочування, тим сильніш виражений розклинюючий ефект і буде краще відбуватися розщеплення речовини.

Б. В. Дерягін установив, що максимальний ефект диспергування в рідкому середовищі спостерігається при додаванні 0,4—0,6 мл рідини на 1,0 г твердої речовини (40-60%). Відповідно до цього, у технології ліків існує правило Дерягіна: для тоншого подрібнення твердої порошкоподібної речовини рідину беруть у поло-винній кількості від її маси.

Гідрофільні речовини легше руйнуються в присутності води, ніж у присутності неполярних рідин. Для полегшення диспергування гідрофобних речовин вигідніше використовувати спирт або ефір.

Стабілізація суспензій. Агрегативну стійкість суспензії здобувають тоді, коли їх частки покриті сольватними оболонками, що складаються з молекул дисперсійного середовища. Такі оболонки перешкоджають укрупненню часток, будучи для розведених суспензій фактором стабілізації.

Для підвищення стійкості суспензій гідрофобних речовин, які на своїй поверхні не утворюють захисних гідратних шарів, їх треба ліофілізувати, тобто додавати гідрофільний колоїд (стабілізатор), тим самим надаючи їм властивість змочуваності. Як стабілізатори застосовують природні чи синтетичні високомолекулярні речовини: камеді, білки, желатозу, рослинні слизи, природні полісахаридні комплекси, метилцелюлозу, натрій-карбоксиметилцелюлозу, полівінілпіролідон, поліглюкін, твіни, спени, бентоніти та ін.

Усі зазначені поверхнево-активні речовини (ПАР) зменшують запас поверхневої енергії в системі. Найсильніше виявляється захисна дія в суспензіях ВМС. Розчини цих речовин не тільки самі мають велику стійкість, але і пе-редають цю властивість гідрофобним часткам. Стабілізуюча дія цих речовин полягає в утворенні гідратних шарів на поверхні часток суспензії, а також в охопленні цих часток довгими ланцюжкоподібними макромолекуламию

Співвідношення між твердою фазою сус-пензії і захисними ВМС залежить від ступеня гідрофобності препарату й гідрофілізуючих властивостей захисної речовини і встановлюється експериментальним шляхом.

Для визначення концентрації ПАР, необхідної для змочування гідрофобних речовин, порошок лікарського препарату подрібнюють до 40 мкм, висушують до постійної маси і поміщають в ексикатор над висушеним кальцію хлоридом. Потім 0,02 г цієї речовини наносять на 1 см2 поверхні розчину, що містить ПАР різних концентрацій у склянці місткістю 30 мл і діаметром 45 мкм.

Час занурення порошку в розчин ПАР фіксують секундоміром. На підставі отриманих даних будують графік залежності часу занурення порошку від концентрації ПАР. Від точки перетину дотичних поблизу області перегину ставлять перпендикуляр на вісь абсцис. Крапка перетину перпендикуляра з оссю абсцис указує концентрацію ПАР, необхідну для змочування фармацевтичних порошків.

За результатами проведених досвідів роблять висновок про доцільну концентрацію ПАР, що забезпечує гідрофілізацію лікарського препарату. Ця кількість повинна бути оптимальною. При перевищенні межі відбувається процес драгління. При недостатній кількості ВМС може виникнути зворотне явище - астабілізація, бо