Разработка пакетированной формы кристаллического бишофита для бальнеологического применения

Разнообразные минеральные и органические соединения магния широко применяются в качестве лекарственных средств [5] и бальнеологических препаратов [2]. Известно, что фармакологическая активность [4, 7], биодоступность [1] и токсичность [3] препаратов магния в значительной степени определяется природой связывающего магний аниона, а клиническая эффективность применения зависит от используемой лекарственной формы [6]. Основной областью медицинского применения шестиводного магния хлорида (бишофита) является бальнеология, когда разбавленные растворы бишофита в виде ванн и компрессов используются для лечения заболеваний опорнодвигательной системы. Помимо водного раствора бишофита, в последние годы в качестве бальнеологического средства стал применяться кристаллический бишофит и средства на его основе. В настоящее время производство кристаллического бишофита освоено на ряде предприятий Волгоградской области (ООО «ГРАНТРЕЙД», ЗАО «НИКОМАГ»). Кристаллический бишофит получают путем выпаривания при атмосферном давлении воды из концентрированного раствора бишофита, поступающего из скважины и содержащего, помимо кристаллизационной, дополнительно 15–25 % воды. При такой термической обработке в концентрированном растворе бишофита интенсифицируются процессы окисления примесей двухвалентного железа до трехвалентного (основная неорганическая техногенная примесь в добываемом бишофите), гидролиза хлорида железа до основных солей и гидроокиси, а также частичного гидролиза самого магния хлорида. При этом все нераство- римые примеси, присутствовавшие в исходном концентрированном бишофите, также остаются в конечном продукте. При растворении полученного таким образом кристаллического бишофита в воде часто образуются растворы, имеющие желтый или желто-коричневый цвет и высокую мутность, что затрудняет их медицинское применение.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработка нового бальнеологического средства на основе кристаллического бишофита, обеспечивающего получение более чистых водных растворов и обладающего повышенным удобством индивидуального применения.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Перфорированный пакет с кристаллическим бишофитом массой нетто 300 г. В пакет прямоугольной формы размером 20×20 см, изготовленный из полиэтилена низкого давления толщиной 4–40 мкм, имеющий на всей поверхности регулярно расположенные круглые отверстия диаметром 0,3–0,5 мм с шагом 1 см, помещают 300 г кристаллического бишофита [Соль «Древнего моря». Средство бальнеологическое. ТУ 9369-004-93524115-2014. ЗАО «НИКОМАГ», г. Волгоград]. Открытую часть пакета запечатывают с использованием импульсного запаивающего устройства PFS-300 (КНР). В целях защиты от влаги воздуха при хранении полученный пакет помещают во второй полимерный пакет большего размера, не имеющий перфорации, и запечатывают аналогичным образом.

Перфорированный пакет с кристаллическим бишофитом массой нетто 500 г. Изготавливают аналогично, но используют 500 г кристаллического бишофита и перфорированный пакет размером 25×30 см.

Исследование процесса растворения бишофита. В стальную цилиндрическую емкость объемом 200 л, снабженную расположенной на ее центральной оси стальной лопастной мешалкой ES-8300 (ЗАО НПО «ЭКРОС», Россия), заливают 150 л водопроводной воды и при температуре 20–22 °С и интенсивном перемешивании помещают путем подвешивания перфорированный пакет, содержащий 300 г или 500 г кристаллического бишофита таким образом, чтобы пакет располагался на расстоянии 1/2 радиуса от внутренней стенки емкости и был полностью погружен в жидкость на глубину не более 10–20 см от ее поверхности. В течение 10 мин с интервалом в 1 мин из пристеночного слоя жидкости отбирают пробы объемом около 100 мл.

Количественное определение магния проводят комплексонометрически в пересчете на магния хлорид шестиводный: к 50 мл пробы добавляют 5 мл аммиачного буферного раствора и титруют 0,05 М раствором трилона Б в присутствии индикатора эриохром черный Т (Aldrich) до образования сине-голубого окрашивания; 1 мл раствора трилона Б соответствует 0,01016 г магния хлорида шестиводного или 0,00122 г элементарного магния. Результаты исследования представлены на рисунке.

Рис. Кинетика процесса растворения кристаллического бишофита в воде

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование процесса диффузии шестиводного магния хлорида из перфорированного пакета, помещенного в воду, показало, что внутри пакета начинается быстрое растворение магния хлорида и образуется высококонцентрированный раствор, плотность которого значительно превосходит плотность воды, окружающей пакет. За счет указанной разницы в плотности под действием гравитационных сил происходит быстрое естественное фильтрование раствора бишофита через перфорационные отверстия, при этом все нерастворимые примеси остаются внутри пакета, что обеспечивает высокую чистоту получаемого бальнеологического раствора. Масса кристаллического бишофита, помещаемого в пакет (300–500 г), определяется необходимым значением конечной концентрации магния хлорида при индивидуальном бальнеологическом применении пациентами в расчете на средний объем ванны 150 л.

Как следует из данных, представленных на рисунке, при использовании перфорированного пакета, содержащего 300 г кристаллического бишофита, 90 % его переходит в раствор через 5,5 мин от начала процесса растворения (расчетная максимальная концентрация бишофита в воде составляет 1,94 г/л с учетом его 97 % чистоты согласно ТУ 9369-004-93524115-2014). При использовании перфорированного пакета, содержащего 500 г кристаллического бишофита, эта же степень извлечения 90 % достигается уже к 5-й минуте процесса растворения, что, вероятно, объясняется меньшим отношением массы содержимого пакета к площади его поверхности (500 г / 25×30×2 см2 = 0,33 г/см2) по сравнению с пакетом, содержащим 300 г кристаллического бишофита (300 г / 20×20×2 см2 = 0,38 г/см2).

Полученные в обоих случаях водные растворы бишофита бесцветны, прозрачны, не имеют специфического запаха. Остаточное содержимое пакетов представляет собой незначительное количество твердого вещества желто-коричневого цвета, не растворимого в воде. Значение рН полученного водного раствора бишофита составляет 7,4–7,5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, разработано новое удобное для применения бальнеологическое средство на основе кристаллического бишофита, обеспечивающее получение раствора бишофита повышенной чистоты.