Υδροξυπροπυλο μεθυλοκυτταρίνη (HPMC)είναι μια ημι-συνθετική υδατοδιαλυτή πολυμερή ένωση κατασκευασμένη από φυσική κυτταρίνη μέσω χημικής τροποποίησης. Χρησιμοποιείται ευρέως στη φαρμακευτική, καλλυντική, τρόφιμα, κατασκευές και άλλες βιομηχανίες. Έχει εξαιρετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν να αναλυθούν από τις πτυχές της διαλυτότητας, της σταθερότητας, των χαρακτηριστικών του ιξώδους, της θερμικής σταθερότητας κ.λπ.
1. Διαλυτότητα
Η διαλυτότητα του Kimacell®HPMC είναι μία από τις σημαντικότερες φυσικές και χημικές του ιδιότητες. Μπορεί να διαλυθεί σε νερό για να σχηματίσει ένα διαφανές κολλοειδές διάλυμα. Η διαλυτότητα συνδέεται στενά με το μοριακό του βάρος και τον βαθμό υποκατάστασης του υδροξυπροπυλίου και του μεθυλίου. Γενικά, η HPMC με χαμηλότερο μοριακό βάρος διαλύεται πιο εύκολα, ενώ η HPMC με υψηλότερο μοριακό βάρος διαλύεται πιο αργά. Σε υδατικό διάλυμα, η HPMC δεν σχηματίζει μια ισχυρή δομή διαλύματος και παρουσιάζει τυπικά χαρακτηριστικά διαλύματος πολυμερούς. Επιπλέον, η HPMC έχει επίσης καλή διαλυτότητα σε ορισμένους οργανικούς διαλύτες (όπως αλκοόλες και κετόνες), γεγονός που το καθιστά ευρύτερα χρησιμοποιούμενο σε ορισμένα ειδικά περιβάλλοντα.
2. Ιδιότητες ιξώδους
Η διάλυση της HPMC στο νερό μπορεί να παράγει κολλοειδή διαλύματα διαφορετικών ιξώδους και το ιξώδες του επηρεάζεται κυρίως από παράγοντες όπως το μοριακό βάρος, ο βαθμός υποκατάστασης, η συγκέντρωση διαλύματος και η θερμοκρασία της HPMC. Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση της HPMC, το ιξώδες του διαλύματος αυξάνεται σημαντικά και το ιξώδες των διαλυμάτων που σχηματίζονται από HPMC διαφορετικών μοριακών βαρών είναι σημαντικά διαφορετική. Οι ιδιότητες του ιξώδους της HPMC το καθιστούν ευρέως χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες φαρμακευτικών και τροφίμων, ειδικά στον έλεγχο της απελευθέρωσης φαρμάκων, στα πυκνότητα και στους παράγοντες πηκτωμάτων.
Σε υδατικό διάλυμα, το ιξώδες της HPMC συνήθως μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, πράγμα που δείχνει ότι η HPMC είναι ευαίσθητη στη θερμότητα. Όταν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, το ιξώδες του διαλύματος HPMC μπορεί να μειωθεί, γεγονός που απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή σε ορισμένες εφαρμογές.
3. Θερμική σταθερότητα
Το HPMC έχει καλή θερμική σταθερότητα σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας. Η θερμική σταθερότητα του σχετίζεται στενά με το μοριακό βάρος, τον βαθμό υποκατάστασης και τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Σε φυσιολογική θερμοκρασία, η μοριακή δομή της HPMC είναι σχετικά σταθερή και δεν είναι εύκολο να αποσυντεθεί. Ωστόσο, όταν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, η HPMC μπορεί να υποστεί μερική υδρόλυση ή αφυδροξυλίωση, η οποία επηρεάζει την απόδοσή της.
Η θερμική σταθερότητα της HPMC της επιτρέπει να διατηρεί καλές επιδόσεις σε ορισμένα περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας (όπως στην επεξεργασία τροφίμων ή τα δομικά υλικά). Ωστόσο, όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει ένα ορισμένο επίπεδο, η δομή της HPMC μπορεί να καταστραφεί, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση της απόδοσης.
4. Σταθερότητα και ευαισθησία του ρΗ
Το HPMC παρουσιάζει καλή χημική σταθερότητα υπό διαφορετικά περιβάλλοντα ρΗ. Είναι συνήθως σταθερό υπό όξινες, ουδέτερες και ελαφρώς αλκαλικές συνθήκες, αλλά υπό ισχυρές αλκαλικές συνθήκες, η μοριακή δομή του Kimacell®HPMC μπορεί να αλλάξει, με αποτέλεσμα μεταβολές στη διαλυτότητα και το ιξώδες. Επομένως, σε ορισμένες συγκεκριμένες εφαρμογές, είναι πολύ σημαντικό να προσαρμοστεί η τιμή του pH για τον έλεγχο της σταθερότητας της HPMC.
Το διάλυμα HPMC έχει μια ορισμένη ευαισθησία του ρΗ. Ειδικά σε ορισμένα φαρμακευτικά ή βιολογικά προϊόντα, η HPMC χρησιμοποιείται συχνά για την παρασκευή μορφών δοσολογίας ελεγχόμενης απελευθέρωσης επειδή μπορεί να έχει διαφορετικά ποσοστά διάλυσης σε διαφορετικές τιμές pH. Αυτή η ιδιότητα είναι πολύ σημαντική στο σύστημα ελεγχόμενης απελευθέρωσης φαρμάκων και μπορεί να ελέγξει την απελευθέρωση των ναρκωτικών.
5. Μηχανικές ιδιότητες
Το HPMC, ως πολυμερές υλικό, έχει μια ορισμένη μηχανική αντοχή. Το υδατικό διάλυμα που σχηματίζεται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις έχει μια ορισμένη αντοχή σε εφελκυσμό και ελαστικό μέτρο. Ειδικά όταν σχηματίζεται μια ταινία, το HPMC μπορεί να παρουσιάσει καλές μηχανικές ιδιότητες. Αυτό του επιτρέπει να παρέχει καλή προσκόλληση και αντίσταση καιρού όταν χρησιμοποιείται ως υλικό φιλμ ή παχύρρευστο στον κλάδο των κατασκευών.
6.
Το HPMC έχει ισχυρές ιδιότητες πηκτωμάτων, ειδικά σε χαμηλές συγκεντρώσεις, μπορεί να σχηματίσει ένα σταθερό σύστημα πηκτής με νερό. Η συμπεριφορά της πηκτής είναι στενά συνδεδεμένη με το μοριακό του βάρος, τον τύπο και τη συγκέντρωση υποκαταστατών. Υπό κατάλληλες συνθήκες, η HPMC μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πυκνωτής, παράγοντας πηκτής ή γαλακτωματοποιητής, ο οποίος το καθιστά ευρέως χρησιμοποιούμενο σε τρόφιμα, φάρμακα, καλλυντικά και άλλα πεδία.
7. Δραστηριότητα επιφάνειας
Η HPMC έχει συγκεκριμένη επιφανειακή δραστηριότητα επειδή περιέχει υδρόφιες και υδρόφοβες ομάδες. Υπό ορισμένες συνθήκες, το Kimacell®HPMC μπορεί να μειώσει την επιφανειακή τάση του υγρού και να χρησιμοποιηθεί ως επιφανειοδραστικό. Στα φαρμακευτικά προϊόντα και τα καλλυντικά, το HPMC χρησιμοποιείται ευρέως ως γαλακτωματοποιητής και διασπορά, ο οποίος μπορεί να προωθήσει την ανάμιξη πετρελαίου-νερού και να βελτιώσει τη σταθερότητα του προϊόντος.
8. Βιοσυμβατότητα
Το HPMC έχει καλή βιοσυμβατότητα και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται ευρέως στον βιοϊατρικό πεδίο. Δεν χωνεύεται εύκολα και απορροφάται στο σώμα και χρησιμοποιείται συχνά ως φορέας παρατεταμένης απελευθέρωσης φαρμάκου ή για την παρασκευή κάψουλων φαρμάκων. Λόγω των χαρακτηριστικών υψηλού μοριακού βάρους, το HPMC συνήθως δεν προκαλεί ανοσοαποκρίσεις ή άλλες παρενέργειες και είναι κατάλληλη για χορήγηση φαρμάκου μέσω διαφόρων διαδρομών όπως από του στόματος, τοπική και έγχυση.
HPMCέχει εξαιρετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, όπως καλή διαλυτότητα, ρυθμιζόμενο ιξώδες, θερμική σταθερότητα, χημική σταθερότητα και βιοσυμβατότητα. Αυτές οι ιδιότητες το καθιστούν ευρέως σε πολλές βιομηχανίες όπως τα φαρμακευτικά προϊόντα, τα τρόφιμα, τα καλλυντικά και την κατασκευή. Η βαθιά κατανόηση των φυσικών και χημικών του ιδιοτήτων θα βοηθήσει στη βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων της εφαρμογής σε διάφορους τομείς.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-12-2025