Preparazione di microsfere d'idrogel da idrossipropilmetilcellulosa

Stu esperimentu adopra u metudu di polimerizazione in sospensione in fase inversa, utilizendu idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) cum'è materia prima, suluzione di idrossidu di sodiu cum'è fase acqua, cicloesanu cum'è fase d'oliu, è divinyl sulfone (DVS) cum'è mistura cross-linking di Tween- 20 è Span-60 cum'è un dispersante, stirring à una velocità di 400-900r / min per preparà microsfere d'idrogel.

Parolle chjave: idrossipropil metilcellulosa; idrogel; microsfere; dispersante

1.Panoramica

1.1 Definizione di hydrogel

Hydrogel (Hydrogel) hè un tipu di polimeru molekulari altu chì cuntene una grande quantità d'acqua in a struttura di a rete è hè insoluble in acqua. Una parte di gruppi idrofobici e residui idrofili sono introdotti nel polimero idrosolubile con una struttura reticolata a rete, e i residui idrofili si legano alle molecole d'acqua, legando le molecole d'acqua all'interno della rete, mentre i residui idrofobici si gonfiano con l'acqua per formare croce. - polimeri ligati. Gelatine è lenti di cuntattu in a vita di ogni ghjornu sò tutti i prudutti d'idrogel. Sicondu a dimensione è a forma di l'idrogelu, pò esse divisu in gel macroscòpicu è gel microscòpicu (microsfera), è l'anzianu pò esse divisu in colonnare, spugna porosa, fibrosa, membranosa, sferica, etc. I microsfere attualmente preparati è microsfere nanoscala. anu una bona dolcezza, elasticità, capacità di almacenamiento di liquidu è biocompatibilità, è sò usati in a ricerca di droghe intrapped.

1.2 Significatu di a selezzione di u tema

Nta l'ultimi anni, per risponde à i requisiti di prutezzione di l'ambiente, i materiali di l'idrogel polimeru anu attiratu gradualmente l'attenzione per via di e so boni proprietà idrofili è biocompatibilità. I microsfere d'idrogel sò stati preparati da l'idrossipropilmetilcellulosa cum'è materia prima in questu esperimentu. L'idrossipropilmetilcellulosa hè un etere di cellulosa non ionicu, polvere bianca, inodore è senza gustu, è hà caratteristiche insustituibili di altri materiali polimeri sintetici, cusì hà un altu valore di ricerca in u campu di polimeru.

1.3 Status di sviluppu in casa è à l'esteru

Hydrogel hè una forma di dosificazione farmaceutica chì hà attiratu assai attenzione in a cumunità medica internaziunale in l'ultimi anni è si sviluppa rapidamente. Dapoi chì Wichterle è Lim anu publicatu u so travagliu pionieri nantu à l'idrogeli cross-linked HEMA in u 1960, a ricerca è l'esplorazione di l'idrogels hà cuntinuatu à approfondisce. À a mità di l'anni 1970, Tanaka hà scupertu l'idrogeli sensibili à u pH quandu misurà u rapportu di gonfiore di i geli d'acrilamide invecchiati, marcà un novu passu in u studiu di l'idrogels. u mo paese hè in u stadiu di u sviluppu di l'idrogel. A causa di u prucessu di preparazione estensiva di a medicina tradiziunale cinese è i cumpunenti cumplessi, hè difficiule di caccià un solu pruduttu puru quandu parechji cumpunenti travaglianu inseme, è a dosa hè grande, cusì u sviluppu di l'idrogel di medicina cinese pò esse relativamente lentu.

1.4 Materiali sperimentali è principii

1.4.1 Idrossipropil metilcellulosa

L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), un derivatu di a metil cellulosa, hè un etere mistu impurtante, chì appartene à i polimeri solubili in acqua non ionici, è hè inodore, senza gustu è micca tossicu.

L'HPMC industriale hè in forma di polvere bianca o di fibra bianca libera, è a so suluzione acquosa hà attività di superficia, alta trasparenza è prestazione stabile. Perchè HPMC hà a pruprietà di a gelazione termale, a suluzione aquosa di u produttu hè riscaldata per furmà un gel è precipitate, è poi si dissolve dopu à rinfriscà, è a temperatura di gelazione di e diverse specificazioni di u pruduttu hè diversu. E proprietà di e diverse specificazioni di HPMC sò ancu diverse. A solubilità cambia cù a viscosità è ùn hè micca affettata da u valore di pH. Più bassa hè a viscosità, più grande hè a solubilità. Quandu u cuntenutu di u gruppu methoxyl diminuite, u puntu di gelu di HPMC aumenta, a solubilità in acqua diminuisce, è l'attività di a superficia diminuisce. In l'industria biomedica, hè principarmenti utilizatu com'è un materiale polimericu di cuntrollu di freccia per i materiali di rivestimentu, i materiali di film, è i preparazione à liberazione sustinuta. Pò esse ancu usatu cum'è stabilizzante, agenti di sospensione, adesivu di tableta è rinforzatore di viscosità.

1.4.2 Principiu

Utilizendu u metudu di polimerizazione in sospensione in fase inversa, utilizendu Tween-20, Span-60 dispersante di compostu è Tween-20 cum'è dispersanti separati, determina u valore HLB (surfactant hè un anfifilu cù un gruppu idrofilu è un gruppu lipofilu Molecule, a quantità di a dimensione è a forza). L'equilibriu trà u gruppu idrofilu è u gruppu lipofilu in a molècula di surfactant hè definitu cum'è u intervalu apprussimativu di u valore di l'equilibriu idrofilu-lipofilu di u surfactant Cyclohexane hè usatu cum'è a fase di l'oliu pò disperse megliu a suluzione di monomeru è dissiparà u calore generatu in l'esperimentu in continuu A dosa hè 1-5 volte quella di a suluzione di monomeru cù una cuncintrazione di 99% divinyl sulfone cum'è l'agente di cross-linking, è a quantità di l'agenti cross-linking hè cuntrullata à circa 10%. a massa di cellulosa secca, cusì chì parechje molécule lineari sò ligati l'una à l'altru è incruciate in una struttura di rete Una sustanza chì ligami covalente o facilita a furmazione di ligami ionici trà catene moleculari di polimeru.

Stirring hè assai impurtante per questu esperimentu, è a vitezza hè generalmente cuntrullata à a terza o quarta marcia. Perchè a dimensione di a velocità di rotazione influenza direttamente a dimensione di e microsfere. Quandu a vitezza di rotazione hè più grande di 980r / min, ci sarà un fenomenu seriu di u muru, chì riducerà assai u rendiment di u produttu; L'agente di cross-linking tende à pruduce geli in massa, è i prudutti sferichi ùn ponu esse ottenuti.

2. Strumenti è metudi spirimintali

2.1 Strumenti Sperimentali

Bilanciu elettronicu, agitatore elettricu multifunzionale, microscopiu polarizante, analizzatore di dimensione di particella Malvern.

Per preparà e microsfere d'idrogel di cellulosa, i principali sustanzi chimichi utilizati sò cyclohexane, Tween-20, Span-60, hydroxypropyl methylcellulose, divinyl sulfone, sodium hydroxide, acqua distillata, tutti i monomeri è additivi sò usati direttamente senza trattamentu.

2.2 Passi di preparazione di microsfere d'idrogel di cellulosa

2.2.1 Utilizà Tween 20 cum'è dispersant

Dissoluzione di idrossipropilmetilcellulosa. Pesa accuratamente 2 g di idrossidu di sodiu è preparate una suluzione di sodium hydroxide 2% cù un fiascon volumetricu di 100 ml. Pigliate 80 ml di a suluzione di sodium hydroxide preparata è riscalda in un bagnu d'acqua à circa 50.°C, pisanu 0,2 g di cellulosa è aghjunghje à a suluzione alkalina, agite cù un bastone di vetru, mette in acqua fridda per un bagnu di ghiaccio, è l'utilizanu cum'è a fase di l'acqua dopu chì a suluzione hè clarificata. Aduprate un cilindru graduatu per misurà 120 ml di ciclohexane (fase d'oliu) in un fiasconu à trè collu, trascinate 5 ml di Tween-20 in a fase d'oliu cù una siringa, è stirate à 700r / min per una ora. Pigliate a mità di a fase aquosa preparata è aghjunghje à un flask à trè collu è agite durante trè ore. A cuncentrazione di divinyl sulfone hè 99%, diluted to 1% with distilled water. Aduprate una pipetta per piglià 0,5 ml di DVS in un flask volumetricu da 50 ml per preparà 1% DVS, 1 ml di DVS hè equivalente à 0,01 g. Aduprate una pipetta per piglià 1 ml in u fiascu à trè collu. Agite à a temperatura di l'ambienti per 22 ore.

2.2.2 Utilizendu span60 è Tween-20 cum'è dispersanti

L'altra mità di a fase di l'acqua chì hè stata appena preparata. Pesa 0,01 gspan60 è aghjunghje à u tubu di prova, riscalda in un bagnu d'acqua à 65 gradi finu à chì si scioglie, poi caccià uni pochi di gocce di ciclohexane in u bagnu d'acqua cù una goccia di gomma, è riscalda finu à chì a suluzione diventa bianca latte. Aghjunghjite à un flask à trè collu, dopu aghjunghje 120 ml di ciclohexanu, risciacquate u tubu di prova cù ciclohexane parechje volte, calore per 5 minuti, rinfriscà à a temperatura di l'ambienti è aghjunghje 0,5 ml di Tween-20. Dopu agite durante trè ore, 1 ml di DVS diluted hè aghjuntu. Agite à a temperatura di l'ambienti per 22 ore.

2.2.3 I risultati spirimintali

A mostra agitata hè stata immersa in una verra di vetru è dissoluta in 50 ml di etanol assolutu, è a dimensione di particella hè stata misurata sottu un sizer di particella Malvern. Using Tween-20 cum'è una microemulsion dispersant hè più grossa, è a dimensione di particella misurata di 87,1% hè 455,2d.nm, è a dimensione di particella di 12,9% hè 5026d.nm. A microemulsion di Tween-20 è Span-60 dispersante mistu hè simile à quellu di u latti, cù 81,7% di particella di 5421d.nm è 18,3% di particella di 180,1d.nm.

3. Discussione di i risultati spirimintali

Per l'emulsionante per a preparazione di microemulsione inversa, hè spessu megliu aduprà u compostu di tensioattivu idrofilu è tensioattivu lipofilu. Questu hè chì a solubilità di un solu surfactant in u sistema hè bassu. Dopu chì i dui sò cumposti, i gruppi idrofili è i gruppi lipofili di l'altri cooperanu per avè un effettu solubilizante. U valore HLB hè ancu un indice cumunimenti utilizatu quandu selezziunate emulsionanti. Ajustendu u valore HLB, u rapportu di l'emulsionante di compostu di dui cumpunenti pò esse ottimisatu, è ponu esse preparati microsfere più uniformi. In questu esperimentu, Span-60 debolmente lipofila (HLB = 4,7) è Tween-20 idrofila (HLB = 16,7) sò stati usati cum'è dispersante, è Span-20 hè statu utilizatu solu cum'è dispersant. Da i risultati spirimintali, si pò vede chì u cumpostu L'effettu hè megliu cà un solu dispersant. A microemulsione di u dispersante cumpostu hè relativamente uniforme è hà una cunsistenza simile à u latte; a microemulsione cù un solu dispersante hà una viscosità troppu alta è particeddi bianchi. A piccula piccula appare sottu à u dispersante cumpostu di Tween-20 è Span-60. U mutivu pussibili hè chì a tensione interfacial di u sistema cumpostu di Span-60 è Tween-20 hè altu, è u dispersante stessu hè spartutu sottu à una agitazione di alta intensità per furmà I particeddi fini affettanu i risultati spirimintali. U disadvantage di u dispersant Tween-20 hè chì hà un gran numaru di catene di polyoxyethylene (n = 20 o più), chì face l'impedimentu stericu trà e molécule surfactant più grande è hè difficiule d'esse densu à l'interfaccia. A ghjudicà da a cumminazzioni di diagrammi di dimensione di particella, i particeddi bianchi in l'internu ponu esse cellulosa indispersa. Per quessa, i risultati di stu esperimentu suggerenu chì l'effettu di l'usu di un dispersante cumpostu hè megliu, è l'esperimentu pò ancu riduce a quantità di Tween-20 per fà i microsferi preparati più uniformi.

Inoltre, certi errori in u prucessu di operazione spirimintali deve esse minimizati, cum'è a preparazione di l'idrossidu di sodiu in u prucessu di dissoluzione di HPMC, a diluzione di DVS, etc., deve esse standardizata quant'è pussibule per riduce l'errori sperimentali. A più impurtante hè a quantità di dispersante, a rapidità è a intensità di stirring, è a quantità di l'agenti cross-linking. Solu quandu cuntrullati bè ponu esse preparati microsfere d'idrogel cù una bona dispersione è una dimensione di particella uniforme.