chp5 solutions Flashcards
categorize the διάλυματα in 3 types based on the amount of diluted substance
➢ Κορεσμένο: το διάλυμα το οποίο περιέχει ποσότητα διαλυμένης ουσίας ίση με αυτή που αντιστοιχεί στη διαλυτότητά της.
➢ Ακόρεστο: το διάλυμα το οποίο περιέχει μικρότερη ποσότητα διαλυμένης ουσίας από αυτή που αντιστοιχεί στη διαλυτότητά της.
➢ Υπέρκορο: το διάλυμα το οποίο περιέχει μεγαλύτερη ποσότητα διαλυμένης ουσίας από αυτή που αντιστοιχεί στη διαλυτότητά της (becomes heterogeneous due to the formation of solid at the bottom)
what are the 2 σημαντικότερους παράγοντες για την επίτευξη του θεραπευτικού αποτελέσματος
Η διαλυτότητα μιας φαρμακευτικής ουσίας which σχετίζεται με την απορρόφηση της
define Διαλυτότητα
= η μέγιστη ποσότητα μιας ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένη ποσότητα του διαλύτη, κάτω από ορισμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας
= η συγκέντρωση κορεσμού της ουσίας σε ένα διαλύτη
define solubility of a drug in the body specifically
= αφορά στην υψηλότερη χορηγούμενη δόση του φαρμάκου σε εύρος pH 2-8, το οποίο αντανακλά τη διαβάθμιση του pH κατά μήκος του γαστρεντερικού σωλήνα
state the different units for Περιεκτικότητες
- Επί τοις εκατό όγκος/όγκο (% v/v) —> mL διαλυμένης ουσίας/100 mL διαλύτη
- Επί τοις βάρος/όγκο (% w/v) —> g διαλυμένης ουσίας/100 mL διαλύτη
- Επί τοις εκατό βάρος/βάρος (% w/w) —> g διαλυμένης ουσίας/100 g διαλύτη
- Μέρη ανά εκατομμύριο (ppm) —> mg διαλυμένης ουσίας/1 kg διαλύτη
- Μοριακότητα (molarity, M) —> mol διαλυμένης ουσίας/1 L διαλύτη
when is a substance considered ευδιάλυτη? δυσδιάλυτη?
δυσδιάλυτη —> όταν S < 0.01 Μ (less)
ευδιάλυτη —> όταν S > 0.1 Μ
how is the διαλυτότητα των δραστικών ουσιών usually expressed
- σε μέρη ανά διαλύτη (νερό)
- σε mg/mL
- σε μοριακές συγκεντρώσεις (Μ)
what solubility is considered satisfactory when we’re doing the ανάπτυξη νέων υποψηφίων φαρμακομορίων
S > 0.06 mg/mL
in the body, what is the link between διαλυτότητας-βιοδιαθεσιμότητας (σε pH 1-7)
Αν S > 1 % —> όχι πρόβλημα
Αν S < 1 % —> πιθανό πρόβλημα βιοδιαθεσιμότητας
Αν S < 0.1 % —> πρόβλημα βιοδιαθεσιμότητας
define Διάλυση
= η μεταφορά της μάζας (διάχυση) της προς διάλυση ουσίας, μέσα στον διαλύτη προς σχηματισμό ομοιογενούς μίγματος. Κινητήρια δύναμη για τη μεταφορά μάζας είναι η βαθμίδα συγκέντρωσης
what are the stages of Διάλυση
- Ένα μόριο της διαλυμένης ουσίας αποσπάται από την επιφάνεια του στερεού κρυστάλλου.
- Δημιουργείται στον διαλύτη μια κοιλότητα για να υποδεχθεί το μόριο.
- Το μόριο της διαλυμένης ουσίας εισέρχεται στην κοιλότητα και μεταφέρεται μακριά από την επιφάνεια του στερεού.
what does the ταχύτητα της διάλυσης depend on
από την ταχύτητα του βραδύτερου σταδίου
explain what is the process of διάχυση φαρμάκων σε διάλυμα
= είναι το φαινόμενο κατά το οποίο τα μόρια του φαρμάκου
διαχέονται αυθόρμητα (αύξηση της εντροπίας του συστήματος) από την περιοχή με την υψηλότερη συγκέντρωση προς αυτή με τη χαμηλότερη (βαθμίδα συγκέντρωσης)
—> Η διάχυση προκύπτει από την κινητική ενέργεια των μορίων και δεν απαιτείται ενέργεια για αυτό συχνά αναφέρεται και ως παθητική διάχυση.
how can the process of diffusion occur faster
Η εξίσωση των συγκεντρώσεων στις δύο πλευρές της μεμβράνης επιτυγχάνεται ταχύτερα με φάρμακα που περνούν εύκολα τις βιολογικές μεμβράνες —> μικρά και λιπόφιλα μόρια
formula to calculate the ρυθμός διάχυσης
𝐉 = −𝐃 x 𝐝𝐜 / 𝐝x
J —> ο ρυθμός διάχυσης της ουσίας ανά μονάδα επιφάνειας (mol/s∙m2)
D —> ο συντελεστής διάχυσης (m2/s)
dc —> η βαθμίδα συγκέντρωσης
dx —> ανά μονάδα απόστασης
dc/dx = (mol/L∙m)
what does the συντελεστής διάχυσης (D) in ficks law depend on
- τη θερμοκρασία
- το μέγεθος του μορίου (αντιστρόφως ανάλογος)
- τη λιποδιαλυτότητα (ευθέως ανάλογος)
- τον βαθμό ιονισμού (αντιστρόφως ανάλογος)
why is there a negative sign in Ficks law
Το αρνητικό πρόσημο εκφράζει ότι η ροή είναι προς την κατεύθυνση της ελάττωσης της συγκέντρωσης (από τις υψηλές προς τις χαμηλές συγκεντρώσεις)
what is the formula for ρυθμός διάλυσης
𝐝𝐜/𝐝𝐭 = (𝐃𝐀 / 𝐡𝐃) x (𝐂𝐬 − 𝐂)
dc/dt —> ο ρυθμός αύξησης της ποσότητας του υλικού στο διάλυμα που διαλύεται από το στερεό (ρυθμός διάλυσης)
Cs —> η διαλυτότητα/συγκέντρωση κορεσμού του φαρμάκου στη λεπτή στοιβάδα διάχυσης γύρω από το στερεό
C —> η συγκέντρωση του φαρμάκου στον κύριο όγκο του δ/τος
D —> ο συντελεστής διάχυσης της διαλυμένης ουσίας
Α —> η επιφάνεια των επιδιαλυτωμένων σωματιδίων
hD —> το πάχος της στοιβάδας διάχυσης
what does the rate of διάλυσης show
Ο ρυθμός διάλυσης μπορεί να καθορίσει τη βιοδιαθεσιμότητα των φαρμάκων (δυσδιάλυτα μόρια)
what does the formula for Ρυθμός διάλυσης predict
➢ αύξηση του ρυθμού διάλυσης λόγω αύξησης του συντελεστή διάχυσης (D) όταν ελαττώνεται το ιξώδες.
➢ αύξηση του ρυθμού διάλυσης λόγω αύξησης της επιφάνειας των σωματιδίων (Α) όταν ελαττώνεται το μέγεθος των σωματιδίων.
➢ αύξηση του ρυθμού διάλυσης λόγω ελάττωσης του πάχους της στοιβάδας διάχυσης (hD) λόγω ανάδευσης.
➢ αύξηση του ρυθμού διάλυσης λόγω ελάττωσης της συγκέντρωσης του φαρμάκου (πρόσληψη υγρού ή απομάκρυνση φαρμάκου)
➢ μεταβολή του ρυθμού διάλυσης όταν μεταβάλλεται η διαλυτότητα Cs με μεταβολή του pH (για ασθενείς ηλεκτρολύτες).
which molecules can pass by διάχυση διαμέσου των βιολογικών μεμβρανών
1) μικρά μόρια διαπερνούν ευκολότερα από τα μεγαλύτερα
2) λιπόφιλα διαπερνούν ευκολότερα από τα υδρόφιλα μόρια
3) μη ιονισμένες ουσίες —>πολικά ουδέτερα μόρια, καθώς και ιοντικές ενώσεις περνούν δυσκολότερα λόγω της πολικότητας του λιποειδικού τους τμήματος of the membrane
what does ionization link with lipid solubility? explain further factors involved
Η μη ιονισμένη μορφή ενός φαρμάκου είναι περισσότερο λιποδιαλυτή.
–> Το ποσοστό της εξαρτάται από το pH του περιβάλλοντος:
- If the pH of the environment is lower (more acidic) than the drug’s pKa, the drug tends to be in its non-ionized, more lipid-soluble form.
- If the pH is higher (more basic) than the drug’s pKa, the drug tends to be in its ionized form, which is less lipid-soluble.
what form are drugs usually found in?
Τα περισσότερα φάρμακα είναι ασθενή οξέα ή ασθενείς βάσεις, δηλ. μπορεί να βρίσκονται σε μερικώς ιονισμένη μορφή και ο βαθμός ιονισμού τους εξαρτάται από το pH του περιβάλλοντος ιστού και τη σταθερά ιονισμού
where are the acidic vs basic drugs found and why?
- ασθενή οξέα:
- θα απορροφηθούν καλύτερα σε όξινο περιβάλλον
- στο αλκαλικό διίστανται
- απορροφώνται καλύτερα στο στομάχι. - ασθενείς βάσεις:
- θα απορροφηθούν καλύτερα σε αλκαλικό περιβάλλον
- στο όξινο διίστανται
- απορροφώνται καλύτερα στο έντερο
name παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα
- Η θερμοκρασία:
Η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως οδηγεί σε αύξηση της διαλυτότητας. - Η ανάδευση:
Αυξάνεται ο ρυθμός διαλυτοποίησης, καθώς γύρω από το στερεό βρίσκονται συνεχώς νέα μόρια διαλύτη, ελαττώνοντας το πάχος της στοιβάδας διάχυσης. - Η φύση της διαλυμένης ουσίας:
Οι υποκαταστάτες που φέρει (υδρόφιλοι ή υδρόφοβοι).
Πολικές ομάδες (π.χ. -ΟΗ) ικανές να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με το νερό, αυξάνουν τη διαλυτότητα, ενώ μη πολικές ομάδες (π.χ. -CH3) την ελαττώνουν. - Ο ιοντισμός:
Τα περισσότερα φάρμακα είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες: (75% ασθενείς βάσεις και 20% ασθενή οξέα). - Το pH:
Τα όξινα φάρμακα διαλύονται περισσότερο σε αλκαλικά διαλύματα, ενώ τα βασικά φάρμακα διαλύονται περισσότερο σε όξινα διαλύματα - Το μέγεθος των σωματιδίων:
Η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων αυξάνει το εμβαδόν της επιφάνειας τους και κατά συνέπεια το ρυθμό διάλυσης. - Η κρυσταλλική μορφή – πολυμορφισμός:
- Το φαινόμενο του πολυμορφισμού (η ύπαρξη περισσότερων από μίας κρυσταλλικών μορφών της ίδιας ουσίας) μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα και βιοδιαθεσιμότητα του σκευάσματος.
- Η μέτρηση του σημείου τήξης αποτελεί μέσο για την αποκάλυψη ύπαρξης πολυμορφισμού των ενώσεων που είναι υποψήφιες για φάρμακα. - Η φύση του διαλύτη:
Ισχύει ο κανόνας «όμοια διαλύουν όμοια», δηλ. οι πολικές ενώσεις διαλύονται σε πολικούς διαλύτες και οι μη πολικές σε μη πολικούς διαλύτες. - Το ιξώδες του διαλύτη:
Η αύξηση του ιξώδους του διαλύτη ελαττώνει την ταχύτητα διάχυσης και κατά συνέπεια το ρυθμό διάλυσης. - Η επιφανειακή τάση:
Η προσθήκη επιφανειοδραστικών ουσιών κατά την διαλυτοποίηση, έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση της γωνίας επαφής.
what are the 2 types of solubility involved with drugs that ionize? formula?
- ενδογενή διαλυτότητα So
- αφορά στην αδιάστατη, non ionized μορφή
- how much non ionized form can be dissolved in a solvent - φαινόμενη διαλυτότητα S
- εξαρτάται από το pH του διαλύματος και τη σταθερά ιοντισμού pKa των ενώσεων, δηλ. από το βαθμό ιοντισμού.
- both the ionized and non ionized forms are present
w.a —> S = S0 x (1 + 10^ pH - pKa)
w.b —> S = S0 x (1+ 10^ pKa - pH)
describe the logS / pH graph for weak acid, bases and amphoteric compounds
- weak acids —> low at acidic pH, and then goes up at alkaline pH
- weak bases —> high at acidic pH and then slope goes down at alkaline pH
- amphoteric —> is high on the very acidic or very basic pH, and then slopes down in the middle
how is διαλυτότητα determined + describe
προσδιορίζεται πειραματικά με την κλασική μέθοδο της ανακινούμενης φιάλης:
- παρασκευάζεται υπέρκορο διάλυμα της ουσίας στο νερό (ή σε ρυθμιστικό διάλυμα με επιλεγμένο pH)
- ανάδευση επί 24 ώρες σε σταθερή θερμοκρασία, διήθηση ή άφεση προς διαχωρισμό του ιζήματος
- μέτρηση της συγκέντρωσης της ουσίας κατά προτίμηση με φασματοφωτομετρία υπεριώδους-ορατού (UV) ή Υψηλής Απόδοσης Υγρή Χρωματογραφία (HPLC).
—> Η διάρκεια της ανάδευσης και της άφεσης προς διαχωρισμό είναι σημαντική, ώστε να σχηματιστεί η θερμοδυναμικά ευνοϊκή μορφή των κρυστάλλων, δεδομένου ότι η διαλυτότητα εξαρτάται ως ένα βαθμό από το μέγεθος των σωματιδίων καθώς και από τον πολυμορφισμό των κρυστάλλων.
