Получаване на хидрогелни микросфери от хидроксипропил метил целулоза

Този експеримент използва метода на суспензионна полимеризация с обратна фаза, използвайки хидроксипропил метилцелулоза (НРМС) като суровина, разтвор на натриев хидроксид като водна фаза, циклохексан като маслена фаза и дивинил сулфон (DVS) като омрежваща смес от Tween- 20 и Span-60 като диспергатор, разбъркване със скорост 400-900r/min за приготвяне на хидрогелни микросфери.

Ключови думи: хидроксипропил метилцелулоза; хидрогел; микросфери; дисперсант

1.Преглед

1.1 Дефиниция на хидрогел

Хидрогел (Hydrogel) е вид високомолекулен полимер, който съдържа голямо количество вода в структурата на мрежата и е неразтворим във вода. Част от хидрофобни групи и хидрофилни остатъци се въвеждат във водоразтворимия полимер с мрежова омрежена структура, а хидрофилните остатъци се свързват с водните молекули, свързвайки водните молекули вътре в мрежата, докато хидрофобните остатъци набъбват с вода, за да образуват кръстосани -свързани полимери. Желета и контактни лещи в ежедневието са всички хидрогелни продукти. Според размера и формата на хидрогела, той може да бъде разделен на макроскопичен гел и микроскопичен гел (микросфера), а първият може да бъде разделен на колонна, пореста гъба, влакнеста, мембранна, сферична и т.н. Подготвените в момента микросфери и наномащабни микросфери имат добра мекота, еластичност, капацитет за съхранение на течности и биосъвместимост и се използват в изследванията на уловени лекарства.

1.2 Значение на избора на тема

През последните години, за да отговорят на изискванията за опазване на околната среда, полимерните хидрогелни материали постепенно привлякоха широко внимание поради техните добри хидрофилни свойства и биосъвместимост. Хидрогелните микросфери се приготвят от хидроксипропил метилцелулоза като суровина в този експеримент. Хидроксипропил метилцелулозата е нейонен целулозен етер, бял прах, без мирис и вкус и има незаменими характеристики на други синтетични полимерни материали, така че има висока изследователска стойност в областта на полимерите.

1.3 Състояние на развитие в страната и чужбина

Хидрогелът е фармацевтична лекарствена форма, която привлече много внимание в международната медицинска общност през последните години и се разви бързо. Откакто Wichterle и Lim публикуваха своята пионерска работа върху HEMA омрежени хидрогелове през 1960 г., изследването и проучването на хидрогеловете продължи да се задълбочава. В средата на 70-те години на миналия век Танака открива pH-чувствителни хидрогелове при измерване на коефициента на набъбване на остарели акриламидни гелове, отбелязвайки нова стъпка в изследването на хидрогеловете. моята страна е в етап на развитие на хидрогел. Поради обширния процес на приготвяне на традиционната китайска медицина и сложните компоненти, е трудно да се извлече един чист продукт, когато множество компоненти работят заедно и дозировката е голяма, така че развитието на хидрогела за китайска медицина може да бъде сравнително бавно.

1.4 Експериментални материали и принципи

1.4.1 Хидроксипропил метилцелулоза

Хидроксипропил метил целулоза (НРМС), производно на метил целулоза, е важен смесен етер, който принадлежи към нейонни водоразтворими полимери и е без мирис, вкус и нетоксичен.

Промишленият HPMC е под формата на бял прах или бяло насипно влакно, а неговият воден разтвор има повърхностна активност, висока прозрачност и стабилна производителност. Тъй като HPMC има свойството на термично желиране, водният разтвор на продукта се нагрява, за да образува гел и се утаява и след това се разтваря след охлаждане, а температурата на желиране на различните спецификации на продукта е различна. Свойствата на различните спецификации на HPMC също са различни. Разтворимостта се променя с вискозитета и не се влияе от стойността на pH. Колкото по-нисък е вискозитетът, толкова по-голяма е разтворимостта. Тъй като съдържанието на метоксилна група намалява, точката на гелиране на HPMC се увеличава, разтворимостта във вода намалява и повърхностната активност намалява. В биомедицинската индустрия се използва главно като полимерен материал за контролиране на скоростта за покриващи материали, филмови материали и препарати с продължително освобождаване. Може да се използва и като стабилизатор, суспендиращ агент, лепило за таблетки и подобрител на вискозитета.

1.4.2 Принцип

Използвайки метода на суспензионна полимеризация с обратна фаза, използвайки Tween-20, съставен дисперсант Span-60 и Tween-20 като отделни диспергатори, определете стойността на HLB (повърхностно активното вещество е амфифил с хидрофилна група и липофилна група Молекула, количеството на размера и силата балансът между хидрофилната група и липофилната група в молекулата на повърхностно активното вещество се определя като приблизителния диапазон на стойността на хидрофилно-липофилния баланс на повърхностноактивното вещество в експеримента непрекъснато дозировката е 1-5 пъти по-голяма от тази на мономерния воден разтвор с концентрация от 99% дивинил сулфон като омрежващ агент и количеството на омрежващия агент се контролира на около 10%. сухата целулозна маса, така че множество линейни молекули са свързани една с друга и омрежени в мрежеста структура Вещество, което ковалентно свързва или улеснява образуването на йонна връзка между полимерните молекулни вериги.

Разбъркването е много важно за този експеримент и скоростта обикновено се контролира на трета или четвърта предавка. Тъй като размерът на скоростта на въртене пряко влияе върху размера на микросферите. Когато скоростта на въртене е по-голяма от 980r/min, ще има сериозен феномен на залепване на стената, което значително ще намали добива на продукта; Омрежващият агент има тенденция да произвежда обемни гелове и не могат да се получат сферични продукти.

2. Експериментални инструменти и методи

2.1 Експериментални инструменти

Електронна везна, многофункционална електрическа бъркалка, поляризационен микроскоп, анализатор на размера на частиците Malvern.

За приготвяне на целулозни хидрогелни микросфери, основните използвани химикали са циклохексан, Tween-20, Span-60, хидроксипропил метилцелулоза, дивинил сулфон, натриев хидроксид, дестилирана вода, като всички мономери и добавки се използват директно без обработка.

2.2 Етапи на приготвяне на микросфери от целулозен хидрогел

2.2.1 Използване на Tween 20 като дисперсант

Разтваряне на хидроксипропилметилцелулоза. Претеглете точно 2 g натриев хидроксид и пригответе 2% разтвор на натриев хидроксид с мерителна колба от 100 ml. Вземете 80 ml от готовия разтвор на натриев хидроксид и го загрейте на водна баня до около 50°C, претеглете 0,2 g целулоза и я добавете към алкалния разтвор, разбъркайте я със стъклена пръчка, поставете я в студена вода за ледена баня и я използвайте като водна фаза, след като разтворът се избистри. Използвайте градуиран цилиндър, за да измерите 120 ml циклохексан (маслена фаза) в колба с три гърла, изтеглете 5 ml от Tween-20 в маслената фаза със спринцовка и разбъркайте при 700 r/min за един час. Взема се половината от приготвената водна фаза и се добавя в колба с три гърла и се разбърква в продължение на три часа. Концентрацията на дивинил сулфон е 99%, разреден до 1% с дестилирана вода. Използвайте пипета, за да вземете 0,5 ml от DVS в мерителна колба от 50 ml, за да приготвите 1% DVS, 1 ml от DVS е еквивалентен на 0,01 g. Използвайте пипета, за да вземете 1 ml в колбата с три гърла. Разбърква се при стайна температура в продължение на 22 часа.

2.2.2 Използване на span60 и Tween-20 като дисперсанти

Другата половина от току-що приготвената водна фаза. Претеглете 0,01 gspan60 и го добавете в епруветката, загрейте го на 65-градусова водна баня, докато се разтопи, след това капнете няколко капки циклохексан във водната баня с гумен капкомер и го загрейте, докато разтворът стане млечнобял. Добавете го в колба с три гърла, след това добавете 120 ml циклохексан, изплакнете епруветката с циклохексан няколко пъти, загрейте за 5 минути, охладете до стайна температура и добавете 0,5 ml Tween-20. След разбъркване в продължение на три часа се добавя 1 ml разреден DVS. Разбърква се при стайна температура в продължение на 22 часа.

2.2.3 Експериментални резултати

Разбъркваната проба се потапя в стъклена пръчица и се разтваря в 50 ml абсолютен етанол и размерът на частиците се измерва с уред за размер на частици Malvern. Използването на Tween-20 като диспергираща микроемулсия е по-дебела и измереният размер на частиците от 87,1% е 455,2d.nm, а размерът на частиците от 12,9% е 5026d.nm. Микроемулсията на смесения дисперсант Tween-20 и Span-60 е подобна на тази на млякото, с 81,7% размер на частиците от 5421d.nm и 18,3% размер на частиците от 180,1d.nm.

3. Обсъждане на експерименталните резултати

За емулгатор за приготвяне на обратна микроемулсия често е по-добре да се използва съединението от хидрофилно повърхностно активно вещество и липофилно повърхностно активно вещество. Това е така, защото разтворимостта на едно повърхностно активно вещество в системата е ниска. След като двете се смесят, хидрофилните и липофилните групи на другите си сътрудничат, за да имат ефект на разтваряне. Стойността на HLB също е често използван индекс при избора на емулгатори. Чрез регулиране на стойността на HLB съотношението на двукомпонентния съставен емулгатор може да се оптимизира и могат да се приготвят по-еднородни микросфери. В този експеримент слабо липофилен Span-60 (HLB=4.7) и хидрофилен Tween-20 (HLB=16.7) бяха използвани като диспергатор, а Span-20 беше използван самостоятелно като диспергатор. От експерименталните резултати може да се види, че съединението Ефектът е по-добър от единичен дисперсант. Микроемулсията на съставния диспергатор е относително еднородна и има млечна консистенция; микроемулсията, използваща един дисперсант, има твърде висок вискозитет и бели частици. Малкият пик се появява под комбинирания диспергатор на Tween-20 и Span-60. Възможната причина е, че междуфазното напрежение на комбинираната система от Span-60 и Tween-20 е високо и самият диспергатор се разпада при разбъркване с висока интензивност, за да се образува. Фините частици ще повлияят на експерименталните резултати. Недостатъкът на дисперсанта Tween-20 е, че той има голям брой полиоксиетиленови вериги (n=20 или така), което прави пространственото препятствие между молекулите на повърхностно активното вещество по-голямо и е трудно да бъде плътен на границата. Съдейки по комбинацията от диаграми за размера на частиците, белите частици вътре може да са недиспергирана целулоза. Следователно резултатите от този експеримент предполагат, че ефектът от използването на комбиниран диспергатор е по-добър и експериментът може допълнително да намали количеството Tween-20, за да направи приготвените микросфери по-еднородни.

В допълнение, някои грешки в процеса на експериментална работа трябва да бъдат сведени до минимум, като например получаването на натриев хидроксид в процеса на разтваряне на HPMC, разреждането на DVS и т.н., трябва да бъдат стандартизирани, доколкото е възможно, за да се намалят експерименталните грешки. Най-важното е количеството на диспергатора, скоростта и интензивността на разбъркване и количеството на омрежващия агент. Само когато се контролира правилно, могат да се приготвят хидрогелни микросфери с добра дисперсия и еднакъв размер на частиците.