表面化学在制药科学中具有重要影响，表面张力的知识对开发优质产品至关重要，其在制药领域的应用主要体现在以下方面：

一、剂型中的应用

1.固体制剂

a.片剂包衣：颗粒包衣在制药工业中有许多应用，例如片剂包衣。包衣可以改善产品外观、掩盖味道和气味或控制药物释放的速度。如果包衣时，若表面张力过高会阻碍润湿，过低则影响流平导致橘皮表面，因此需控制包衣溶液的表面张力，可通过添加表面活性剂调节。

b.片剂溶出和崩解：药物在胃肠道中吸收的速度和程度由药物的溶解、崩解和水溶性等因素决定。应考虑这些因素，因为它们对药物的性质有重大影响，例如摄取、分布、运输和最终的生物利用度。片剂崩解中的限速步骤是溶出介质通过片剂的孔隙渗透。液体渗透到片剂孔隙中与片剂表面的孔隙结构和毛细管有关。Washburn 方程可用于分析液体渗透：，其中v为液体渗透体积，t为时间，γ为表面张力，θ为接触角，η为粘度，r为毛细管半径，表明粘附张力是液体渗透的驱动力。

c.环糊精- 药物络合：通过表面张力测量可评估药物与环糊精的结合常数Ka及结合化学计量学，例如羟丙基 -β- 环糊精（HP-β-CD）与药物形成的包合物溶液表面张力随 HP-β-CD 浓度增加而升高。

2.胶体与分散体系

a.乳剂：乳剂的稳定性受界面张力影响，表面活性剂充当乳液稳定剂，降低分散相和连续相之间的界面张力。同时制备小液滴需控制拉普拉斯压力差与表面张力的比值ΔP=2γ/r(其中ΔP为弯曲界面的压力差，r为液滴半径)，从而控制液滴尺寸的均一性，避免加速奥斯特瓦尔德的熟化过程。

b.微乳剂：微乳剂具有极低表面张力，利于作为外用或透皮制剂时在皮肤铺展和渗透进入角质层，其药物释放可通过表面张力等物理性质预测。

3.其他剂型

a.混悬剂：混悬剂的稳定性受粒子间作用力影响，添加表面活性剂降低表面张力可减少热力学驱动力。表面自由能的降低可以通过如下表示：ΔF=γΔA，其中F是界面自由能，γ是表面张力，ΔA是增加的界面面积。通过降低表面张力，ΔF会更小，从而使悬浮液稳定。另外，表面张力测量也可预测絮凝和再分散时间。

b.滴眼剂：滴眼剂的液滴大小受表面张力影响，根据Tate 定律W=mg=2πγr，降低表面张力可减小液滴重量，倾斜滴瓶角度也可改变液滴大小，此外表面张力接近泪液时，药液可均匀铺展成薄膜，影响药物在眼球上的保留时间。

c.透皮给药系统：一般来说，清洁干燥的皮肤表面能约为27?28dyne.cm，任何基材要粘附在皮肤表面，其表面能必须等于或者小于皮肤的表面能。要涉及用于绷带，伤口愈合和透皮系统的皮肤粘合剂，考虑因素是：1，产品必须粘附在皮肤24h至7天；2，它应该比较容易移除不会对皮肤造成创伤；3，移除后不会在皮肤上留下任何残留物。为了满足这些挑战，可以进行接触角的测量，基于润湿性判断粘合剂在皮肤上的润湿和粘接行为。

d.鼻用气雾剂：气雾剂颗粒在容器的粘附性受药物颗粒的表面能和极性成分影响，另外表面张力降低可使雾化溶液产生更小液滴，提高输出效率。

二、药物分析中的应用

a.色谱分析：色谱保留因子k与表面张力相关，公式为，其中B为常数，N为阿伏伽德罗数，R为气体常数，T为温度，δA为物质的接触表面积，γ为溶液表面张力，保留因子还与溶质、固定相和流动相的物理化学性质有关。保留因子与表面张力呈线性正相关，即表面张力越高，溶质在固定相中的保留越强。其本质是表面张力影响溶质与固定相界面的相互作用能，表面张力越大，溶质与固定相的吸附作用越强，保留时间越长。

b.质谱分析：溶剂表面张力影响电喷雾离子化过程，从而对离子产生和检测灵敏度等产生作用，主要在于：1，影响液滴形成与破碎；2，改变离子蒸发效率；3，影响电喷雾电流，电喷雾电流公式为，其中I为总喷雾电流，K为液体电导率，γ为液体表面张力，ε为液体介电常数，β(ε)为实验确定系数，Q为液体流速。

三、总结

表面化学在许多行业中都有很大的影响。表面张力知识的应用对于生产新的、性能更好的产品至关重要。表面张力会影响制药、食品、生物材料和其他产品的开发、生产和性能。考虑接触角和表面张力等参数可能是解决工业问题和改进产品的关键组成部分。

参考文献

Fathi-Azarbayjani A, Jouyban A, Chan S Y. Impact of Surface Tension in Pharmaceutical Sciences [J]. J Pharm Pharmaceut Sci, 2009, 12 (2):218 - 228

附表面张力的测量方法

一、Tensíío表面张力仪

1.Wilhelmy板法

当一个垂直悬挂的板接触到液体的表面或界面时，产生的力和表面张力或界面张力σ相关，并且与接触角θ相关：

2.环法

当环通过相界面移动时产生的液膜与环平面垂直时，产生最大力Fmax，该力与表面张力σ或是界面张力有如下方程关系：

二、接触角测量仪

悬滴法

悬滴法是通过在液相或气相中的针头悬挂滴液。液滴的形状取决于表面张力或界面张力与重力之间的关系。