Preparación de microesferas de hidroxel a partir de hidroxipropil metil celulosa

Este experimento adopta o método de polimerización en suspensión en fase inversa, utilizando hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) como materia prima, solución de hidróxido de sodio como fase acuosa, ciclohexano como fase oleosa e divinil sulfona (DVS) como mestura de reticulación de Tween- 20 e Span-60 como dispersante, mexendo a unha velocidade de 400-900 r/min para preparar microesferas de hidroxel.

Palabras clave: hidroxipropil metilcelulosa; hidroxel; microesferas; dispersante

1.Visión xeral

1.1 Definición de hidroxel

O hidroxel (Hydrogel) é un tipo de polímero de alto peso molecular que contén unha gran cantidade de auga na estrutura da rede e é insoluble en auga. Unha parte dos grupos hidrófobos e residuos hidrófilos introdúcense no polímero soluble en auga cunha estrutura entrecruzada en rede, e os residuos hidrófilos únense ás moléculas de auga, unindo as moléculas de auga dentro da rede, mentres que os residuos hidrófobos inchan con auga para formar cruz. - Polímeros ligados. As marmeladas e as lentes de contacto na vida diaria son produtos de hidroxel. Segundo o tamaño e a forma do hidroxel, pódese dividir en xel macroscópico e xel microscópico (microsfera), e o primeiro pódese dividir en columnar, esponxa porosa, fibrosa, membranosa, esférica, etc. As microesferas e microesferas a nanoescala preparadas actualmente. teñen boa suavidade, elasticidade, capacidade de almacenamento de líquidos e biocompatibilidade, e úsanse na investigación de fármacos atrapados.

1.2 Importancia da selección do tema

Nos últimos anos, para cumprir cos requisitos de protección ambiental, os materiais de hidroxel de polímero atraeron gradualmente a atención xeneralizada polas súas boas propiedades hidrófilas e biocompatibilidade. Neste experimento preparáronse microesferas de hidroxel a partir de hidroxipropilmetilcelulosa como materia prima. A hidroxipropilmetilcelulosa é un éter de celulosa non iónico, en po branco, inodoro e insípido, e ten características insubstituíbles doutros materiais poliméricos sintéticos, polo que ten un alto valor de investigación no campo dos polímeros.

1.3 Estado de desenvolvemento no país e no estranxeiro

O hidroxel é unha forma de dosificación farmacéutica que atraeu moita atención na comunidade médica internacional nos últimos anos e que se desenvolveu rapidamente. Desde que Wichterle e Lim publicaron o seu traballo pioneiro sobre hidroxeles entrecruzados HEMA en 1960, a investigación e exploración de hidroxeles continuou afondando. A mediados da década de 1970, Tanaka descubriu hidroxeles sensibles ao pH ao medir a relación de inchazo dos xeles de acrilamida envellecidos, o que supuxo un novo paso no estudo dos hidroxeles. o meu país está en fase de desenvolvemento de hidroxel. Debido ao extenso proceso de preparación da medicina tradicional chinesa e aos compoñentes complexos, é difícil extraer un só produto puro cando varios compoñentes traballan xuntos e a dosificación é grande, polo que o desenvolvemento do hidroxel da medicina chinesa pode ser relativamente lento.

1.4 Materiais e principios experimentais

1.4.1 Hidroxipropilmetilcelulosa

A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), un derivado da metilcelulosa, é un importante éter mixto, que pertence a polímeros solubles en auga non iónicos, e é inodoro, insípido e non tóxico.

A HPMC industrial está en forma de po branco ou fibra branca solta e a súa solución acuosa ten actividade superficial, alta transparencia e rendemento estable. Debido a que HPMC ten a propiedade da xelación térmica, a solución acuosa do produto quéntase para formar un xel e precipita, e despois disólvese despois do arrefriamento, e a temperatura de xelación das diferentes especificacións do produto é diferente. As propiedades das diferentes especificacións de HPMC tamén son diferentes. A solubilidade cambia coa viscosidade e non se ve afectada polo valor do pH. Canto menor sexa a viscosidade, maior será a solubilidade. A medida que diminúe o contido do grupo metoxilo, o punto de xel de HPMC aumenta, a solubilidade en auga diminúe e a actividade superficial diminúe. Na industria biomédica, úsase principalmente como material polimérico que controla a velocidade para materiais de revestimento, materiais de película e preparados de liberación sostida. Tamén se pode usar como estabilizador, axente de suspensión, adhesivo para tabletas e potenciador da viscosidade.

1.4.2 Principio

Usando o método de polimerización en suspensión en fase inversa, usando Tween-20, dispersante composto Span-60 e Tween-20 como dispersantes separados, determine o valor HLB (o tensioactivo é un anfífilo con grupo hidrófilo e grupo lipófilo Molécula, a cantidade de tamaño e forza). O equilibrio entre o grupo hidrófilo e o grupo lipófilo na molécula de tensioactivo defínese como o intervalo aproximado do valor de equilibrio hidrófilo-lipofílico do surfactante. O ciclohexano úsase como a fase oleosa que pode dispersar mellor a solución de monómero e disipar a calor xerada no experimento, a dosificación é de 1 a 5 veces a da solución acuosa de monómero cunha concentración de divinil sulfona do 99% como axente de reticulación, e a cantidade de axente de reticulación está controlada nun 10% aproximadamente. a masa de celulosa seca, de xeito que múltiples moléculas lineais están unidas entre si e entrecruzadas nunha estrutura de rede.

A axitación é moi importante para este experimento, e a velocidade é xeralmente controlada na terceira ou cuarta marcha. Porque o tamaño da velocidade de rotación afecta directamente ao tamaño das microesferas. Cando a velocidade de rotación é superior a 980 r/min, haberá un grave fenómeno de adherencia á parede, o que reducirá moito o rendemento do produto; O axente de reticulación tende a producir xeles a granel e non se poden obter produtos esféricos.

2. Instrumentos e métodos experimentais

2.1 Instrumentos experimentais

Balanza electrónica, axitador eléctrico multifuncional, microscopio polarizador, analizador de tamaño de partícula Malvern.

Para preparar microesferas de hidroxel de celulosa, os principais produtos químicos utilizados son ciclohexano, Tween-20, Span-60, hidroxipropilmetilcelulosa, divinil sulfona, hidróxido de sodio, auga destilada, todos os cales Monómeros e aditivos úsanse directamente sen tratamento.

2.2 Etapas de preparación de microesferas de hidroxel de celulosa

2.2.1 Usando Tween 20 como dispersante

Disolución de hidroxipropilmetilcelulosa. Pesar con precisión 2 g de hidróxido de sodio e preparar unha solución de hidróxido de sodio ao 2% cun matraz aforado de 100 ml. Tome 80 ml da solución de hidróxido de sodio preparada e quéntaa nun baño de auga a uns 50°C, pese 0,2 g de celulosa e engádeo á solución alcalina, métese cunha varilla de vidro, colócaa en auga fría para un baño de xeo e utilízaa como fase acuosa despois de clarificar a solución. Use unha probeta graduada para medir 120 ml de ciclohexano (fase oleosa) nun matraz de tres bocas, extraer 5 ml de Tween-20 na fase oleosa cunha xeringa e remover a 700 r/min durante unha hora. Tomar a metade da fase acuosa preparada e engadir a un matraz de tres bocas e remover durante tres horas. A concentración de divinil sulfona é do 99%, diluída ao 1% con auga destilada. Use unha pipeta para levar 0,5 ml de DVS nun matraz aforado de 50 ml para preparar o 1 % de DVS, 1 ml de DVS equivale a 0,01 g. Use unha pipeta para levar 1 ml no matraz de tres bocas. Mestura a temperatura ambiente durante 22 horas.

2.2.2 Usando span60 e Tween-20 como dispersantes

A outra metade da fase de auga que se acaba de preparar. Pesa 0,01 gspan60 e engádeo ao tubo de ensaio, quéntao nun baño de auga a 65 graos ata que se derrita, despois deixa caer unhas gotas de ciclohexano ao baño maria cun contagotas de goma e quéntao ata que a solución se volva branca leitosa. Engádeo a un matraz de tres bocas, despois engade 120 ml de ciclohexano, enxágüe o tubo de ensaio con ciclohexano varias veces, quenta durante 5 minutos, arrefríe a temperatura ambiente e engade 0,5 ml de Tween-20. Despois de axitar durante tres horas, engadiuse 1 ml de DVS diluído. Mestura a temperatura ambiente durante 22 horas.

2.2.3 Resultados experimentais

A mostra axitada mergullouse nunha varilla de vidro e disoltouse en 50 ml de etanol absoluto, e mediuse o tamaño das partículas cun tamaño de partículas Malvern. Usar Tween-20 como microemulsión dispersante é máis espesa e o tamaño das partículas medido do 87,1 % é de 455,2 d.nm e o tamaño das partículas do 12,9 % é de 5026 d.nm. A microemulsión do dispersante mixto Tween-20 e Span-60 é similar á do leite, cun 81,7% de tamaño de partícula de 5421d.nm e 18,3% de tamaño de partícula de 180,1d.nm.

3. Discusión dos resultados experimentais

Para o emulsionante para a preparación de microemulsión inversa, moitas veces é mellor usar o composto de surfactante hidrófilo e tensioactivo lipofílico. Isto débese a que a solubilidade dun único surfactante no sistema é baixa. Despois de que os dous se compoñen, os grupos hidrófilos e os grupos lipófilos cooperan entre si para ter un efecto solubilizante. O valor HLB tamén é un índice de uso habitual á hora de seleccionar emulsionantes. Ao axustar o valor HLB, pódese optimizar a proporción do emulsionante composto de dous compoñentes e preparar microesferas máis uniformes. Neste experimento utilizáronse como dispersante Span-60 débilmente lipófilo (HLB=4,7) e Tween-20 hidrófilo (HLB=16,7), e Span-20 só como dispersante. A partir dos resultados experimentais, pódese ver que o composto O efecto é mellor que un único dispersante. A microemulsión do dispersante composto é relativamente uniforme e ten unha consistencia semellante ao leite; a microemulsión que utiliza un único dispersante ten unha viscosidade demasiado alta e partículas brancas. O pequeno pico aparece baixo o dispersante composto de Tween-20 e Span-60. A posible razón é que a tensión interfacial do sistema composto de Span-60 e Tween-20 é alta, e o propio dispersante divídese con axitación de alta intensidade para formar. As partículas finas afectarán os resultados experimentais. A desvantaxe do dispersante Tween-20 é que ten un gran número de cadeas de polioxietileno (n=20 aproximadamente), o que fai que o obstáculo estérico entre as moléculas do surfactante sexa máis grande e é difícil ser denso na interface. A xulgar pola combinación de diagramas de tamaño de partículas, as partículas brancas do interior poden ser celulosa non dispersa. Polo tanto, os resultados deste experimento suxiren que o efecto do uso dun dispersante composto é mellor e que o experimento pode reducir aínda máis a cantidade de Tween-20 para que as microesferas preparadas sexan máis uniformes.

Ademais, débense minimizar algúns erros no proceso de operación experimental, como a preparación de hidróxido de sodio no proceso de disolución de HPMC, a dilución de DVS, etc., deben estandarizarse na medida do posible para reducir os erros experimentais. O máis importante é a cantidade de dispersante, a velocidade e intensidade da axitación e a cantidade de axente de reticulación. Só cando se controlan adecuadamente pódense preparar microesferas de hidroxel con boa dispersión e tamaño de partícula uniforme.