Падрыхтоўка гідрагелевых мікрасфер з гидроксипропилметилцеллюлозы

У гэтым эксперыменце выкарыстоўваецца метад суспензійнай полімерызацыі са зваротнай фазай з выкарыстаннем гідраксіпрапілметылцэлюлозы (ГПМЦ) у якасці сыравіны, раствора гідраксіду натрыю ў якасці воднай фазы, цыклагексана ў якасці алейнай фазы і дывінілсульфону (DVS) у якасці сшываючай сумесі Твін- 20 і Спан-60 у якасці диспергатора, памешваючы з хуткасцю 400-900 аб / мін для падрыхтоўкі гідрагелевых мікрасфер.

Ключавыя словы: гидроксипропилметилцеллюлоза; гідрагель; мікрасферы; дыспергатар

1.Агляд

1.1 Вызначэнне гідрагель

Гідрагель (Hydrogel) - гэта свайго роду высокамалекулярны палімер, які змяшчае вялікую колькасць вады ў сеткавай структуры і нерастваральны ў вадзе. Частка гідрафобных груп і гідрафільных рэшткаў уводзіцца ў вадараспушчальны палімер з сеткаватай сшытай структурай, а гідрафільныя рэшткі звязваюцца з малекуламі вады, звязваючы малекулы вады ўнутры сеткі, у той час як гідрафобныя рэшткі набракаюць вадой, утвараючы перакрыжаваныя -звязаныя палімеры. Жэле і кантактныя лінзы ў паўсядзённым жыцці - усё гэта гідрагелевыя прадукты. Згодна з памерам і формай гідрагель, яго можна падзяліць на макраскапічны гель і мікраскапічны гель (мікрасферу), а першы можна падзяліць на столбчатый, кіпрую губку, кудзелісты, мембранны, сферычны і г. д. У цяперашні час падрыхтаваныя мікрасферы і нанамаштабныя мікрасферы маюць добрую мяккасць, эластычнасць, здольнасць захоўваць вадкасць і біясумяшчальнасць і выкарыстоўваюцца ў даследаванні захопленых лекаў.

1.2. Значэнне выбару тэмы

У апошнія гады ў мэтах задавальнення патрабаванняў аховы навакольнага асяроддзя палімерныя гідрагелевыя матэрыялы паступова прыцягваюць шырокую ўвагу з-за іх добрых гідрафільных уласцівасцей і біясумяшчальнасці. Гідрагелевыя мікрасферы былі падрыхтаваны з гидроксипропилметилцеллюлозы ў якасці сыравіны ў гэтым эксперыменце. Гідраксіпрапілметылцэлюлоза - гэта неіённы эфір цэлюлозы, белы парашок без паху і густу, які валодае незаменнымі характарыстыкамі іншых сінтэтычных палімерных матэрыялаў, таму мае высокую навукова-даследчую каштоўнасць у галіне палімераў.

1.3 Стан развіцця дома і за мяжой

Гідрагель - гэта лекавая форма, якая ў апошнія гады прыцягнула вялікую ўвагу міжнароднай медыцынскай супольнасці і хутка развіваецца. З тых часоў, як Віхтэрле і Лім апублікавалі сваю піянерскую працу па сшытых гідрагелях HEMA ў 1960 г., даследаванне і вывучэнне гідрагеляў працягвала паглыбляцца. У сярэдзіне 1970-х гадоў Танака адкрыў адчувальныя да pH гідрагелі пры вымярэнні каэфіцыента набракання састарэлых акрыламідных геляў, што стала новым крокам у вывучэнні гідрагеляў. мая краіна знаходзіцца ў стадыі развіцця гідрагелю. З-за шырокага працэсу падрыхтоўкі традыцыйнай кітайскай медыцыны і складаных кампанентаў цяжка атрымаць адзіны чысты прадукт, калі некалькі кампанентаў дзейнічаюць разам, і дазоўка вялікая, таму распрацоўка гідрагеля кітайскай медыцыны можа быць адносна павольнай.

1.4 Эксперыментальныя матэрыялы і прынцыпы

1.4.1 Гидроксипропилметилцеллюлоза

Гідраксіпрапілметылацэлюлоза (ГПМЦ), вытворная метылацэлюлозы, з'яўляецца важным змешаным эфірам, які адносіцца да неіённых водарастваральных палімераў, не мае паху, густу і не таксічны.

Прамысловы HPMC знаходзіцца ў выглядзе белага парашка або белага друзлага валакна, а яго водны раствор валодае павярхоўнай актыўнасцю, высокай празрыстасцю і стабільнай прадукцыйнасцю. Паколькі HPMC валодае ўласцівасцю тэрмічнага гелеўтварэння, водны раствор прадукту награваецца з адукацыяй геля і выпадае ў асадак, а затым раствараецца пасля астуджэння, і тэмпература гелеўтварэння розных спецыфікацый прадукту розная. Уласцівасці розных спецыфікацый HPMC таксама розныя. Растваральнасць змяняецца з глейкасцю і не залежыць ад значэння pH. Чым ніжэй глейкасць, тым больш растваральнасць. Па меры памяншэння ўтрымання метоксильной групы кропка гелеобразования ГПМЦ павялічваецца, растваральнасць у вадзе зніжаецца, а павярхоўная актыўнасць памяншаецца. У біямедыцынскай прамысловасці ён у асноўным выкарыстоўваецца ў якасці палімернага матэрыялу, які рэгулюе хуткасць, для пакрыццяў, плёнкавых матэрыялаў і прэпаратаў з працяглым вызваленнем. Ён таксама можа быць выкарыстаны ў якасці стабілізатара, суспензіі, клею для таблетак і ўзмацняльніка глейкасці.

1.4.2 Прынцып

Выкарыстоўваючы метад суспензійнай палімерызацыі з зваротнай фазай, выкарыстоўваючы Tween-20, складаны дыспергатар Span-60 і Tween-20 у якасці асобных дыспергатараў, вызначце значэнне ГЛБ (павярхоўна-актыўнае рэчыва з'яўляецца амфіфілам з гідрафільнай групай і малекулай ліпафільнай групы, колькасць памеру і сіла баланс паміж гідрафільнай групай і ліпафільнай групай у малекуле павярхоўна-актыўнага рэчыва вызначаецца як прыблізны дыяпазон значэння гідрафільна-ліпафільнага балансу павярхоўна-актыўнага рэчыва у эксперыменце дазоўка ў 1-5 разоў большая, чым у воднага раствора манамера, з канцэнтрацыяй сшывальнага агента 99%, а колькасць сшывальнага агента кантралюецца на ўзроўні каля 10%. сухая цэлюлозная маса, так што некалькі лінейных малекул злучаюцца адна з адной і сшываюцца ў сеткавую структуру. Рэчыва, якое кавалентна звязвае або спрыяе ўтварэнню іённай сувязі паміж малекулярнымі ланцугамі палімера.

Перамешванне вельмі важна для гэтага эксперыменту, і хуткасць звычайна рэгулюецца на трэцяй або чацвёртай перадачы. Таму што памер хуткасці кручэння напрамую ўплывае на памер мікрасфер. Калі хуткасць кручэння перавышае 980 аб / мін, будзе сур'ёзнае з'ява прыліпання сценкі, што значна знізіць выхад прадукту; Сшываючы агент мае тэндэнцыю да адукацыі аб'ёмных геляў, і нельга атрымаць сферычныя прадукты.

2. Эксперыментальная апаратура і метады

2.1 Эксперыментальныя прылады

Электронныя вагі, шматфункцыянальная электрычная мешалка, палярызацыйны мікраскоп, аналізатар памеру часціц Malvern.

Для падрыхтоўкі гідрагелевых мікрасфер цэлюлозы асноўнымі хімічнымі рэчывамі з'яўляюцца цыклагексан, твін-20, спан-60, гідраксіпрапілметылцэлюлоза, дивинилсульфон, гідраксід натрыю, дыстыляваная вада, усе з якіх манамеры і дадаткі выкарыстоўваюцца непасрэдна без апрацоўкі.

2.2 Этапы падрыхтоўкі цэлюлозных гідрагелевых мікрасфер

2.2.1 Выкарыстанне Tween 20 у якасці дыспергатара

Растварэнне гидроксипропилметилцеллюлозы. Дакладна ўзважце 2 г гідраксіду натрыю і прыгатуйце 2% раствор гідраксіду натрыю з дапамогай мернай колбы на 100 мл. Вазьміце 80 мл прыгатаванага раствора гідраксіду натрыю і нагрэйце яго на вадзяной лазні прыкладна да 50°C, узважыць 0,2 г цэлюлозы і дадаць яе ў шчолачны раствор, змяшаць шкляной палачкай, змясціць у халодную ваду для ледзяной ванны і выкарыстоўваць у якасці воднай фазы пасля асвятлення раствора. Выкарыстоўвайце мерны цыліндр, каб адмераць 120 мл цыклагексану (алейная фаза) у трохгорлую колбу, набярыце шпрыцом 5 мл Твін-20 у алейную фазу і памешвайце пры хуткасці 700 аб/мін на працягу адной гадзіны. Бяруць палову падрыхтаванай воднай фазы і дадаюць яе ў трехгорлую колбу і змешваюць на працягу трох гадзін. Канцэнтрацыя дивинилсульфона складае 99%, разводзіцца да 1% дыстыляванай вадой. З дапамогай піпеткі набярыце 0,5 мл DVS у мерную колбу на 50 мл для падрыхтоўкі 1% ​​DVS, 1 мл DVS эквівалентны 0,01 г. З дапамогай піпеткі набярыце 1 мл у трохгорлую колбу. Змешвайце пры пакаёвай тэмпературы 22 гадзіны.

2.2.2 Выкарыстанне span60 і Tween-20 у якасці дыспергатараў

Другая палова толькі што падрыхтаванай воднай фазы. Узважыць 0,01 г спан60 і дадаць у прабірку, нагрэць на вадзяной лазні пры тэмпературы 65 градусаў да расплаўлення, затым капнуць некалькі кропель цыклагексану ў вадзяную лазню гумовай піпеткай і награваць, пакуль раствор не стане малочна-белым. Дадайце яго ў трохгорлую колбу, затым дадайце 120 мл цыклагексану, некалькі разоў прамыйце прабірку цыклагексанам, награвайце 5 мін, астудзіце да пакаёвай тэмпературы і дадайце 0,5 мл Твін-20. Пасля мяшання на працягу трох гадзін дадаюць 1 мл разведзенага DVS. Змешвайце пры пакаёвай тэмпературы 22 гадзіны.

2.2.3 Вынікі эксперыменту

Перамешаны ўзор акуналі ў шкляны палачку і растваралі ў 50 мл абсалютнага этанолу, а памер часціц вымяралі пры дапамозе размерыра часціц Malvern. Выкарыстанне Tween-20 у якасці дыспергатара мікраэмульсія больш густая, і вымераны памер часціц 87,1% складае 455,2d.nm, а памер часціц 12,9% складае 5026d.nm. Мікраэмульсія змешанага дыспергатара Tween-20 і Span-60 падобная да мікраэмульсіі малака, з памерам часціц 81,7% 5421d.nm і 18,3% памерам часціц 180,1d.nm.

3. Абмеркаванне вынікаў эксперыменту

У якасці эмульгатора для падрыхтоўкі зваротнай мікраэмульсіі часта лепш выкарыстоўваць злучэнне гідрафільнага ПАВ і ліпафільнага ПАВ. Гэта таму, што растваральнасць аднаго павярхоўна-актыўнага рэчыва ў сістэме нізкая. Пасля злучэння гэтых двух груп гідрафільныя і ліпафільныя групы ўзаемадзейнічаюць адна з адной, каб аказаць солюбилизирующий эфект. Значэнне HLB таксама часта выкарыстоўваецца пры выбары эмульгаторов. Шляхам рэгулявання значэння HLB можна аптымізаваць суадносіны двухкампанентнага эмульгатара і атрымаць больш аднастайныя мікрасферы. У гэтым эксперыменце слабаліпафільны Span-60 (HLB=4,7) і гідрафільны Tween-20 (HLB=16,7) выкарыстоўваліся ў якасці диспергатора, а Span-20 выкарыстоўваўся асобна ў якасці диспергатора. З вынікаў эксперыменту відаць, што эфект злучэння лепш, чым адзіночны дыспергатар. Мікраэмульсія складовага дыспергатара адносна аднастайная і мае малакападобную кансістэнцыю; мікраэмульсія з выкарыстаннем аднаго дыспергатара мае занадта высокую глейкасць і белыя часціцы. Невялікі пік з'яўляецца пад складаным дыспергатарам Tween-20 і Span-60. Магчымая прычына ў тым, што межфазнае нацяжэнне сістэмы злучэнняў Span-60 і Tween-20 высокае, а сам дыспергатар распадаецца пры інтэнсіўным мяшанні з адукацыяй дробных часціц, якія паўплываюць на вынікі эксперыментаў. Недахопам диспергатора Tween-20 з'яўляецца тое, што ён мае вялікую колькасць полиоксиэтиленовых ланцугоў (n = 20 або каля таго), што робіць стэрычныя перашкоды паміж малекуламі павярхоўна-актыўнага рэчыва больш, і гэта цяжка быць шчыльным на мяжы падзелу. Мяркуючы па камбінацыі дыяграм памеру часціц, белыя часціцы ўнутры могуць быць недысперснай цэлюлозай. Такім чынам, вынікі гэтага эксперыменту дазваляюць выказаць здагадку, што эфект ад выкарыстання складанага дыспергатара лепшы, і эксперымент можа дадаткова паменшыць колькасць Твін-20, каб зрабіць падрыхтаваныя мікрасферы больш аднастайнымі.

Акрамя таго, некаторыя памылкі ў працэсе эксперыментальнай працы павінны быць зведзены да мінімуму, такія як падрыхтоўка гідраксіду натрыю ў працэсе растварэння HPMC, развядзенне DVS і г.д., павінны быць стандартызаваны, наколькі гэта магчыма, каб паменшыць эксперыментальныя памылкі. Самае галоўнае - гэта колькасць диспергатора, хуткасць і інтэнсіўнасць мяшання, а таксама колькасць сшивающего агента. Толькі пры правільным кантролі можна прыгатаваць гідрагелевыя мікрасферы з добрай дысперсіяй і аднастайным памерам часціц.