Хидроксипропил метилцелулозата (НРМС) е полимер, широко използван във фармацевтичните препарати, използван главно за удължаване на времето за освобождаване на лекарства. HPMC е полусинтетично целулозно производно с водоразтворимост и филмообразуващи свойства. Чрез регулиране на молекулното тегло, концентрацията, вискозитета и други свойства на HPMC, скоростта на освобождаване на лекарства може да бъде ефективно контролирана, като по този начин се постига дългосрочно и продължително освобождаване на лекарството.
1. Структура и механизъм за освобождаване на лекарството от HPMC
HPMC се формира чрез хидроксипропил и метокси заместване на целулозната структура и неговата химическа структура му придава добри свойства за набъбване и образуване на филм. При контакт с вода HPMC бързо абсорбира вода и набъбва, образувайки слой гел. Образуването на този гел слой е един от ключовите механизми за контролиране на освобождаването на лекарството. Наличието на гелния слой ограничава по-нататъшното навлизане на вода в матрицата на лекарството и дифузията на лекарството се възпрепятства от гелния слой, като по този начин забавя скоростта на освобождаване на лекарството.
2. Ролята на HPMC в препаратите с продължително освобождаване
В препаратите с продължително освобождаване HPMC обикновено се използва като матрица с контролирано освобождаване. Лекарството се диспергира или разтваря в НРМС матрицата и когато влезе в контакт с стомашно-чревна течност, НРМС набъбва и образува гел слой. С течение на времето слоят гел постепенно се сгъстява, образувайки физическа бариера. Лекарството трябва да бъде освободено във външната среда чрез дифузия или ерозия на матрицата. Неговият механизъм на действие включва главно следните два аспекта:
Механизъм на набъбване: След като HPMC влезе в контакт с вода, повърхностният слой абсорбира вода и набъбва, за да образува вискоеластичен гел слой. С течение на времето слоят гел постепенно се разширява навътре, външният слой набъбва и се отлепва, а вътрешният слой продължава да образува нов слой гел. Този непрекъснат процес на набъбване и образуване на гел контролира скоростта на освобождаване на лекарството.
Механизъм на дифузия: Дифузията на лекарствата през слоя гел е друг важен механизъм за контролиране на скоростта на освобождаване. Гелният слой на HPMC действа като дифузионна бариера и лекарството трябва да премине през този слой, за да достигне in vitro средата. Молекулното тегло, вискозитетът и концентрацията на HPMC в препарата ще повлияят на свойствата на слоя гел, като по този начин ще регулират скоростта на дифузия на лекарството.
3. Фактори, влияещи върху HPMC
Има много фактори, които влияят върху ефективността на контролирано освобождаване на HPMC, включително молекулното тегло, вискозитета, дозировката на HPMC, физичните и химичните свойства на лекарството и външната среда (като pH и йонна сила).
Молекулно тегло и вискозитет на HPMC: Колкото по-голямо е молекулното тегло на HPMC, толкова по-висок е вискозитетът на слоя гел и толкова по-бавна е скоростта на освобождаване на лекарството. HPMC с висок вискозитет може да образува по-здрав слой гел, възпрепятствайки скоростта на дифузия на лекарството, като по този начин удължава времето за освобождаване на лекарството. Следователно, при проектирането на препарати с продължително освобождаване, НРМС с различни молекулни тегла и вискозитет често се избират според нуждите за постигане на очаквания ефект на освобождаване.
Концентрация на HPMC: Концентрацията на HPMC също е важен фактор за контролиране на скоростта на освобождаване на лекарството. Колкото по-висока е концентрацията на НРМС, толкова по-дебел е образуваният гел слой, толкова по-голяма е устойчивостта на дифузия на лекарството през геловия слой и толкова по-бавна е скоростта на освобождаване. Чрез регулиране на дозата на HPMC, времето за освобождаване на лекарството може да се контролира гъвкаво.
Физикохимични свойства на лекарствата: Водоразтворимостта, молекулното тегло, разтворимостта и т.н. на лекарството ще повлияят на поведението му при освобождаване в HPMC матрицата. За лекарства с добра разтворимост във вода лекарството може бързо да се разтвори във вода и да дифундира през слоя гел, така че скоростта на освобождаване е по-бърза. За лекарства с лоша разтворимост във вода, разтворимостта е ниска, лекарството дифундира бавно в слоя гел и времето за освобождаване е по-дълго.
Влияние на външната среда: Свойствата на гела на HPMC могат да бъдат различни в среди с различни стойности на pH и йонна сила. HPMC може да покаже различно поведение при набъбване в кисела среда, като по този начин повлиява скоростта на освобождаване на лекарствата. Поради големите промени в рН в човешкия стомашно-чревен тракт, поведението на HPMC матричните препарати с продължително освобождаване при различни условия на рН изисква специално внимание, за да се гарантира, че лекарството може да се освобождава стабилно и непрекъснато.
4. Приложение на HPMC в различни видове препарати с контролирано освобождаване
HPMC се използва широко в препарати с продължително освобождаване на различни дозирани форми като таблетки, капсули и гранули. В таблетките HPMC като матричен материал може да образува еднородна лекарствено-полимерна смес и постепенно да освобождава лекарството в стомашно-чревния тракт. В капсулите HPMC също често се използва като мембрана с контролирано освобождаване за покриване на лекарствени частици, а времето за освобождаване на лекарството се контролира чрез регулиране на дебелината и вискозитета на покриващия слой.
Приложение в таблетки: Таблетките са най-често срещаната перорална дозирана форма и HPMC често се използва за постигане на ефекта на продължително освобождаване на лекарствата. HPMC може да се смесва с лекарства и да се компресира, за да се образува равномерно диспергирана матрична система. Когато таблетката навлезе в стомашно-чревния тракт, повърхността на HPMC бързо набъбва и образува гел, което забавя скоростта на разтваряне на лекарството. В същото време, докато слоят гел продължава да се удебелява, освобождаването на вътрешното лекарство постепенно се контролира.
Приложение в капсули:
В капсулните препарати НРМС обикновено се използва като мембрана с контролирано освобождаване. Чрез регулиране на съдържанието на HPMC в капсулата и дебелината на покриващия филм, скоростта на освобождаване на лекарството може да се контролира. В допълнение HPMC има добра разтворимост и биосъвместимост във вода, така че има широки перспективи за приложение в системи с контролирано освобождаване на капсули.
5. Бъдещи тенденции на развитие
С напредъка на фармацевтичната технология, приложението на HPMC не е ограничено само до препарати с продължително освобождаване, но може да се комбинира и с други нови системи за доставяне на лекарства, като микросфери, наночастици и т.н., за постигане на по-прецизно контролирано освобождаване на лекарства. В допълнение, чрез по-нататъшно модифициране на структурата на HPMC, като смесване с други полимери, химическа модификация и т.н., неговата ефективност в препарати с контролирано освобождаване може да бъде допълнително оптимизирана.
HPMC може ефективно да удължи времето за освобождаване на лекарствата чрез своя механизъм на набъбване, за да образува слой гел. Фактори като молекулно тегло, вискозитет, концентрация на HPMC и физикохимичните свойства на лекарството ще повлияят върху неговия ефект на контролирано освобождаване. В практически приложения, чрез рационално проектиране на условията на употреба на HPMC, може да се постигне продължително освобождаване на различни видове лекарства, за да се отговори на клиничните нужди. В бъдеще HPMC има широки перспективи за приложение в областта на продължително освобождаване на лекарства и може да се комбинира с нови технологии за по-нататъшно насърчаване на развитието на системи за доставяне на лекарства.
Време на публикуване: 19 септември 2024 г