Pag-andam sa Hydrogel Microspheres gikan sa Hydroxypropyl Methyl Cellulose

Kini nga eksperimento nagsagop sa reverse phase suspension polymerization method, gamit ang hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) isip hilaw nga materyal, sodium hydroxide solution isip water phase, cyclohexane isip oil phase, ug divinyl sulfone (DVS) isip cross-linking Mixture of Tween- 20 ug Span-60 ingon nga usa ka dispersant, stirring sa usa ka speed sa 400-900r/min sa pag-andam hydrogel microspheres.

yawe nga mga pulong: hydroxypropyl methylcellulose; hydrogel; microspheres; dispersant

1.Overview

1.1 Kahulugan sa hydrogel

Ang Hydrogel (Hydrogel) usa ka klase sa taas nga molekular nga polimer nga adunay daghang tubig sa istruktura sa network ug dili matunaw sa tubig. Usa ka bahin sa hydrophobic nga mga grupo ug hydrophilic residues gipaila-ila ngadto sa tubig-soluble polymer uban sa usa ka network crosslinked nga estraktura, ug ang hydrophilic Ang mga residues nagbugkos sa tubig molekula, nagsumpay sa tubig molekula sa sulod sa network, samtang ang hydrophobic residues swell uban sa tubig aron maporma cross - nalambigit nga mga polimer. Ang mga jellies ug contact lens sa adlaw-adlaw nga kinabuhi kay mga produkto sa hydrogel. Sumala sa gidak-on ug porma sa hydrogel, kini mahimong bahinon ngadto sa macroscopic gel ug microscopic gel (microsphere), ug ang kanhi mahimong bahinon ngadto sa columnar, porous espongha, fibrous, membranous, spherical, ug uban pa Ang kasamtangan nga giandam microspheres ug nanoscale microspheres adunay maayo nga kalumo, pagkamaunat-unat, kapasidad sa pagtipig sa likido ug biocompatibility, ug gigamit sa panukiduki sa mga natanggong nga tambal.

1.2 Kamahinungdanon sa pagpili sa hilisgutan

Sa bag-ohay nga mga tuig, aron matubag ang mga kinahanglanon sa pagpanalipod sa kalikopan, ang mga materyales nga polymer hydrogel hinay-hinay nga nakadani sa kaylap nga atensyon tungod sa ilang maayo nga hydrophilic nga mga kabtangan ug biocompatibility. Ang hydrogel microspheres giandam gikan sa hydroxypropyl methylcellulose isip hilaw nga materyal niini nga eksperimento. Ang Hydroxypropyl methylcellulose usa ka non-ionic cellulose ether, puti nga pulbos, walay baho ug walay lami, ug adunay dili mapulihan nga mga kinaiya sa ubang mga sintetikong polymer nga materyales, mao nga kini adunay taas nga bili sa panukiduki sa natad sa polimer.

1.3 Ang kahimtang sa pag-uswag sa balay ug sa gawas sa nasud

Ang Hydrogel usa ka porma sa dosis sa parmasyutiko nga nakadani sa daghang atensyon sa internasyonal nga medikal nga komunidad sa bag-ohay nga mga tuig ug paspas nga naugmad. Sukad nga gipatik ni Wichterle ug Lim ang ilang pagpayunir nga buhat sa HEMA cross-linked hydrogels kaniadtong 1960, ang panukiduki ug pagsuhid sa mga hydrogel nagpadayon sa pagpalawom. Sa tunga-tunga sa 1970s, nadiskobrehan ni Tanaka ang pH-sensitive nga mga hydrogel sa dihang gisukod ang ratio sa paghubag sa mga tigulang nga acrylamide gels, nga nagtimaan sa usa ka bag-ong lakang sa pagtuon sa mga hydrogel. ang akong nasud naa sa yugto sa pag-uswag sa hydrogel. Tungod sa halapad nga proseso sa pag-andam sa tradisyonal nga tambal nga Intsik ug komplikado nga mga sangkap, lisud ang pagkuha sa usa ka putli nga produkto kung magtinabangay ang daghang mga sangkap, ug ang dosis dako, mao nga ang pag-uswag sa hydrogel sa tambal sa China mahimo’g medyo hinay.

1.4 Mga eksperimento nga materyales ug prinsipyo

1.4.1 Hydroxypropyl methylcellulose

Ang Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), usa ka derivative sa methyl cellulose, usa ka importante nga sinagol nga eter, nga iya sa non-ionic water-soluble polymers, ug walay baho, walay lami ug dili makahilo.

Ang Industrial HPMC anaa sa porma sa puti nga pulbos o puti nga loose fiber, ug ang tubigon nga solusyon niini adunay kalihokan sa ibabaw, taas nga transparency ug lig-on nga performance. Tungod kay ang HPMC adunay kabtangan sa thermal gelation, ang produkto nga adunay tubig nga solusyon gipainit aron maporma ang usa ka gel ug mag-precipitates, ug dayon matunaw pagkahuman sa pagpabugnaw, ug ang temperatura sa gelation sa lainlaing mga detalye sa produkto lahi. Lahi usab ang mga kabtangan sa lainlaing mga detalye sa HPMC. Ang solubility nausab sa viscosity ug dili apektado sa pH value. Kon mas ubos ang viscosity, mas dako ang solubility. Samtang ang sulod sa methoxyl nga grupo mikunhod, ang gel point sa HPMC nagdugang, ang tubig solubility mikunhod, ug ang ibabaw nga kalihokan mikunhod. Sa industriya sa biomedical, kasagaran kini gigamit ingon usa ka materyal nga polimer nga nagkontrol sa rate alang sa mga materyales sa coating, mga materyales sa pelikula, ug mga preparasyon sa pagpadayon sa pagpagawas. Mahimo usab kini gamiton isip usa ka stabilizer, suspension agent, tablet adhesive, ug viscosity enhancer.

1.4.2 Prinsipyo

Gamit ang reverse phase suspension polymerization method, gamit ang Tween-20, Span-60 compound dispersant ug Tween-20 isip bulag nga dispersant, pagtino sa HLB value (surfactant usa ka amphiphile nga adunay hydrophilic group ug lipophilic group Molecule, ang kantidad sa gidak-on ug puwersa. Ang balanse tali sa hydrophilic nga grupo ug sa lipophilic nga grupo sa surfactant nga molekula gihubit ingon nga gibanabana nga kantidad sa hydrophilic-lipophilic nga balanse nga kantidad sa surfactant nga gigamit ingon nga ang Cyclohexane nga mas maayo nga magsabwag sa solusyon sa monomer ug mawala ang kainit nga namugna sa padayon nga eksperimento Ang dosis mao ang 1-5 ka pilo sa monomer aqueous nga solusyon nga adunay konsentrasyon nga 99% nga divinyl sulfone isip ahente nga nagsumpay sa krus, ug ang gidaghanon sa ahente nga nagsumpay sa krus gikontrol sa mga 10% sa. ang uga nga selulusa nga masa, aron ang daghang mga linear nga molekula madugtong sa usag usa ug mag-cross-link sa usa ka istruktura sa network.

Ang pagpalihok hinungdanon kaayo sa kini nga eksperimento, ug ang katulin sa kasagaran kontrolado sa ikatulo o ikaupat nga gear. Tungod kay ang gidak-on sa rotational speed direkta makaapekto sa gidak-on sa microspheres. Sa diha nga ang rotation speed mao ang labaw pa kay sa 980r/min, adunay seryoso nga kuta sticking phenomenon, nga sa hilabihan gayud pagkunhod sa produkto abot; Ang ahente sa cross-linking lagmit nga maghimo daghang mga gel, ug dili makuha ang mga spherical nga produkto.

2. Mga instrumento ug pamaagi sa eksperimento

2.1 Mga Instrumento sa Eksperimento

Elektronikong balanse, multifunctional electric stirrer, polarizing microscope, Malvern nga partikulo sa gidak-on analisador.

Aron maandam ang cellulose hydrogel microspheres, ang mga nag-unang kemikal nga gigamit mao ang cyclohexane, Tween-20, Span-60, hydroxypropyl methylcellulose, divinyl sulfone, sodium hydroxide, distilled water, ang tanan nga Monomer ug additives gigamit nga direkta nga wala’y pagtambal.

2.2 Mga lakang sa pag-andam sa cellulose hydrogel microspheres

2.2.1 Paggamit sa Tween 20 isip dispersant

Dissolution sa hydroxypropylmethylcellulose. Tukma nga timbangon ang 2g sa sodium hydroxide ug pag-andam og 2% sodium hydroxide solution nga adunay 100ml volumetric flask. Pagkuha og 80ml sa giandam nga solusyon sa sodium hydroxide ug ipainit kini sa usa ka kaligoanan sa tubig ngadto sa mga 50°C, timbangon ang 0.2g nga selulusa ug idugang kini sa alkaline nga solusyon, pukawon kini sa usa ka baso nga sungkod, ibutang kini sa bugnaw nga tubig alang sa usa ka ice bath, ug gamita kini ingon nga bahin sa tubig human maklaro ang solusyon. Gamit ug gradwado nga silindro para sukdon ang 120ml nga cyclohexane (oil phase) ngadto sa tulo ka liog nga flask, pagdrowing ug 5ml sa Tween-20 ngadto sa oil phase gamit ang syringe, ug pagkutaw sa 700r/min sulod sa usa ka oras. Dad-a ang katunga sa giandam nga aqueous phase ug idugang kini sa tulo ka liog nga flask ug pukawon sulod sa tulo ka oras. Ang konsentrasyon sa divinyl sulfone mao ang 99%, lasaw sa 1% sa distilled water. Gamit ug pipette aron madala ang 0.5ml sa DVS ngadto sa 50ml volumetric flask para maandam ang 1% DVS, 1ml sa DVS katumbas sa 0.01g. Gamit ug pipette para mukuha ug 1ml sa three-neck flask. Pagpalihok sa temperatura sa lawak sulod sa 22 ka oras.

2.2.2 Paggamit sa span60 ug Tween-20 isip dispersant

Ang laing katunga sa bahin sa tubig nga bag-o lang giandam. Timbang 0.01gspan60 ug idugang kini sa test tube, ipainit kini sa 65-degree nga kaligoanan sa tubig hangtud nga kini matunaw, dayon ihulog ang pipila ka tulo sa cyclohexane ngadto sa kaligoanan sa tubig gamit ang rubber dropper, ug ipainit kini hangtud nga ang solusyon mahimong gatas nga puti. Idugang kini sa tulo ka liog nga flask, dayon idugang ang 120ml nga cyclohexane, hugasan ang test tube sa cyclohexane sa makadaghang higayon, init sulod sa 5min, pabugnawon ngadto sa temperatura sa lawak, ug idugang ang 0.5ml sa Tween-20. Human sa pagkutaw sulod sa tulo ka oras, gidugang ang 1ml nga lasaw nga DVS. Pagpalihok sa temperatura sa lawak sulod sa 22 ka oras.

2.2.3 Mga resulta sa eksperimento

Ang stirred sample gituslob sa usa ka glass rod ug dissolved sa 50ml nga absolute ethanol, ug ang gidak-on sa partikulo gisukod ubos sa Malvern particle sizer. Ang paggamit sa Tween-20 ingon usa ka dispersant microemulsion mas baga, ug ang gisukod nga gidak-on sa partikulo nga 87.1% mao ang 455.2d.nm, ug ang gidak-on sa partikulo nga 12.9% mao ang 5026d.nm. Ang microemulsion sa Tween-20 ug Span-60 nga sinagol nga dispersant susama sa gatas, nga adunay 81.7% nga gidak-on sa partikulo nga 5421d.nm ug 18.3% nga gidak-on sa partikulo nga 180.1d.nm.

3. Paghisgot sa mga resulta sa eksperimento

Alang sa emulsifier alang sa pag-andam sa inverse microemulsion, kasagaran mas maayo nga gamiton ang compound sa hydrophilic surfactant ug lipophilic surfactant. Kini tungod kay ang solubility sa usa ka surfactant sa sistema ubos. Human masagol ang duha, ang hydrophilic nga mga grupo ug lipophilic nga mga grupo sa usag usa magtinabangay sa usag usa aron adunay usa ka solubilizing nga epekto. Ang bili sa HLB kay kasagarang gigamit nga index sa pagpili sa mga emulsifier. Pinaagi sa pag-adjust sa bili sa HLB, ang ratio sa duha ka bahin nga compound emulsifier mahimong ma-optimize, ug mas uniporme nga microspheres mahimong maandam. Niini nga eksperimento, ang huyang nga lipophilic Span-60 (HLB = 4.7) ug hydrophilic Tween-20 (HLB = 16.7) gigamit isip dispersant, ug ang Span-20 gigamit nga nag-inusara isip dispersant. Gikan sa mga resulta sa eksperimento, makita nga ang compound Ang epekto mas maayo kay sa usa ka dispersant. Ang microemulsion sa compound dispersant medyo pare-pareho ug adunay usa ka gatas-sama sa pagkamakanunayon; ang microemulsion gamit ang usa ka dispersant adunay taas kaayo nga viscosity ug puti nga mga partikulo. Ang gamay nga taluktok makita ubos sa compound dispersant sa Tween-20 ug Span-60. Ang posible nga rason mao nga ang interfacial tension sa compound system sa Span-60 ug Tween-20 taas, ug ang dispersant mismo nabungkag ubos sa high-intensity stirring aron maporma Ang maayong mga partikulo makaapekto sa mga resulta sa eksperimento. Ang disbentaha sa dispersant Tween-20 mao nga kini adunay daghang mga polyoxyethylene nga kadena (n=20 o labaw pa), nga naghimo sa steric nga babag tali sa mga molekula sa surfactant nga mas dako ug lisud nga mahimong dasok sa interface. Paghukom gikan sa kombinasyon sa gidak-on sa partikulo diagram, ang puti nga mga partikulo sa sulod mahimong undispersed cellulose. Busa, ang mga resulta niini nga eksperimento nagsugyot nga ang epekto sa paggamit sa usa ka compound dispersant mao ang mas maayo, ug ang eksperimento mahimo dugang pa sa pagpakunhod sa kantidad sa Tween-20 sa paghimo sa andam microspheres mas uniporme.

Dugang pa, ang pipila ka mga sayup sa proseso sa eksperimento nga operasyon kinahanglan nga maminusan, sama sa pag-andam sa sodium hydroxide sa proseso sa pagtunaw sa HPMC, ang pagtunaw sa DVS, ug uban pa, kinahanglan nga i-standardize kutob sa mahimo aron makunhuran ang mga sayup sa eksperimento. Ang labing importante nga butang mao ang gidaghanon sa dispersant, ang katulin ug intensity sa stirring, ug ang gidaghanon sa cross-linking ahente. Lamang sa diha nga sa husto nga pagkontrolar mahimo hydrogel microspheres uban sa maayo nga pagkatibulaag ug uniporme nga gidak-on sa partikulo maandam.