हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज से हाइड्रोजेल माइक्रोस्फीयर की तैयारी

यह प्रयोग कच्चे माल के रूप में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (एचपीएमसी), जल चरण के रूप में सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान, तेल चरण के रूप में साइक्लोहेक्सेन और ट्वीन के क्रॉस-लिंकिंग मिश्रण के रूप में डिवाइनिल सल्फोन (डीवीएस) का उपयोग करके रिवर्स चरण निलंबन पोलीमराइजेशन विधि को अपनाता है। 20 और स्पैन-60 को एक फैलाव के रूप में, हाइड्रोजेल माइक्रोस्फीयर तैयार करने के लिए 400-900r/मिनट की गति से हिलाते हुए।

मुख्य शब्द: हायड्रोक्सीप्रोपायल मिथायलसेलुलॉज; हाइड्रोजेल; सूक्ष्ममंडल; छितरे

1.सिंहावलोकन

1.1 हाइड्रोजेल की परिभाषा

हाइड्रोजेल (हाइड्रोजेल) एक प्रकार का उच्च आणविक बहुलक है जिसमें नेटवर्क संरचना में बड़ी मात्रा में पानी होता है और यह पानी में अघुलनशील होता है। हाइड्रोफोबिक समूहों और हाइड्रोफिलिक अवशेषों का एक हिस्सा एक नेटवर्क क्रॉसलिंक्ड संरचना के साथ पानी में घुलनशील बहुलक में पेश किया जाता है, और हाइड्रोफिलिक अवशेष पानी के अणुओं से जुड़ते हैं, नेटवर्क के अंदर पानी के अणुओं को जोड़ते हैं, जबकि हाइड्रोफोबिक अवशेष पानी के साथ सूजकर क्रॉस बनाते हैं। -लिंक्ड पॉलिमर. दैनिक जीवन में जेली और कॉन्टैक्ट लेंस सभी हाइड्रोजेल उत्पाद हैं। हाइड्रोजेल के आकार और आकार के अनुसार, इसे मैक्रोस्कोपिक जेल और माइक्रोस्कोपिक जेल (माइक्रोस्फीयर) में विभाजित किया जा सकता है, और पूर्व को स्तंभ, छिद्रपूर्ण स्पंज, रेशेदार, झिल्लीदार, गोलाकार, आदि में विभाजित किया जा सकता है। वर्तमान में तैयार किए गए माइक्रोस्फीयर और नैनोस्केल माइक्रोस्फीयर इनमें अच्छी कोमलता, लोच, तरल भंडारण क्षमता और जैव-अनुकूलता होती है, और इनका उपयोग फँसी हुई दवाओं के अनुसंधान में किया जाता है।

1.2 विषय चयन का महत्व

हाल के वर्षों में, पर्यावरण संरक्षण की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, पॉलिमर हाइड्रोजेल सामग्रियों ने धीरे-धीरे अपने अच्छे हाइड्रोफिलिक गुणों और जैव-अनुकूलता के कारण व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। इस प्रयोग में कच्चे माल के रूप में हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज से हाइड्रोजेल माइक्रोस्फीयर तैयार किया गया। हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एक गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर, सफेद पाउडर, गंधहीन और स्वादहीन है, और इसमें अन्य सिंथेटिक बहुलक सामग्रियों की अपूरणीय विशेषताएं हैं, इसलिए बहुलक क्षेत्र में इसका उच्च अनुसंधान मूल्य है।

1.3 देश और विदेश में विकास की स्थिति

हाइड्रोजेल एक फार्मास्युटिकल खुराक रूप है जिसने हाल के वर्षों में अंतरराष्ट्रीय चिकित्सा समुदाय में बहुत ध्यान आकर्षित किया है और तेजी से विकसित हुआ है। 1960 में जब से विचटरले और लिम ने HEMA क्रॉस-लिंक्ड हाइड्रोजेल पर अपना अग्रणी काम प्रकाशित किया, तब से हाइड्रोजेल का अनुसंधान और अन्वेषण लगातार गहरा होता जा रहा है। 1970 के दशक के मध्य में, तनाका ने पुराने एक्रिलामाइड जैल के सूजन अनुपात को मापते समय पीएच-संवेदनशील हाइड्रोजेल की खोज की, जो हाइड्रोजेल के अध्ययन में एक नया कदम था। मेरा देश हाइड्रोजेल विकास के चरण में है। पारंपरिक चीनी चिकित्सा और जटिल घटकों की व्यापक तैयारी प्रक्रिया के कारण, जब कई घटक एक साथ काम करते हैं तो एक शुद्ध उत्पाद निकालना मुश्किल होता है, और खुराक बड़ी होती है, इसलिए चीनी चिकित्सा हाइड्रोजेल का विकास अपेक्षाकृत धीमा हो सकता है।

1.4 प्रायोगिक सामग्री और सिद्धांत

1.4.1 हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज (एचपीएमसी), मिथाइल सेलुलोज का व्युत्पन्न, एक महत्वपूर्ण मिश्रित ईथर है, जो गैर-आयनिक पानी में घुलनशील पॉलिमर से संबंधित है, और गंधहीन, स्वादहीन और गैर विषैला है।

औद्योगिक एचपीएमसी सफेद पाउडर या सफेद ढीले फाइबर के रूप में है, और इसके जलीय घोल में सतह गतिविधि, उच्च पारदर्शिता और स्थिर प्रदर्शन है। क्योंकि एचपीएमसी में थर्मल जेलेशन का गुण होता है, उत्पाद के जलीय घोल को जेल बनाने के लिए गर्म किया जाता है और अवक्षेपित किया जाता है, और फिर ठंडा होने के बाद घुल जाता है, और उत्पाद के विभिन्न विशिष्टताओं का जेलेशन तापमान अलग-अलग होता है। HPMC की विभिन्न विशिष्टताओं के गुण भी भिन्न-भिन्न हैं। घुलनशीलता चिपचिपाहट के साथ बदलती है और पीएच मान से प्रभावित नहीं होती है। श्यानता जितनी कम होगी, घुलनशीलता उतनी ही अधिक होगी। जैसे-जैसे मेथॉक्सिल समूह की सामग्री घटती है, एचपीएमसी का जेल बिंदु बढ़ता है, पानी में घुलनशीलता कम हो जाती है और सतह की गतिविधि कम हो जाती है। बायोमेडिकल उद्योग में, इसका उपयोग मुख्य रूप से कोटिंग सामग्री, फिल्म सामग्री और निरंतर-रिलीज़ तैयारियों के लिए दर-नियंत्रित बहुलक सामग्री के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग स्टेबलाइज़र, सस्पेंडिंग एजेंट, टैबलेट चिपकने वाला और चिपचिपाहट बढ़ाने वाले के रूप में भी किया जा सकता है।

1.4.2 सिद्धांत

रिवर्स चरण सस्पेंशन पोलीमराइजेशन विधि का उपयोग करते हुए, ट्वीन -20, स्पैन -60 कंपाउंड डिस्पर्सेंट और ट्वीन -20 को अलग-अलग डिस्पर्सेंट के रूप में उपयोग करके, एचएलबी मान निर्धारित करें (सर्फेक्टेंट हाइड्रोफिलिक समूह और लिपोफिलिक समूह अणु के साथ एक एम्फीफाइल है, आकार और बल की मात्रा सर्फेक्टेंट अणु में हाइड्रोफिलिक समूह और लिपोफिलिक समूह के बीच संतुलन को सर्फेक्टेंट के हाइड्रोफिलिक-लिपोफिलिक संतुलन मूल्य की अनुमानित सीमा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसका उपयोग तेल चरण के रूप में किया जाता है, साइक्लोहेक्सेन मोनोमर समाधान को बेहतर ढंग से फैला सकता है और उत्पन्न गर्मी को नष्ट कर सकता है प्रयोग में लगातार खुराक मोनोमर जलीय घोल की 1-5 गुना है, जिसमें क्रॉस-लिंकिंग एजेंट के रूप में 99% डिवाइनिल सल्फोन होता है, और क्रॉस-लिंकिंग एजेंट की मात्रा लगभग 10% पर नियंत्रित होती है। शुष्क सेलूलोज़ द्रव्यमान, ताकि कई रैखिक अणु एक-दूसरे से बंधे हों और एक नेटवर्क संरचना में क्रॉस-लिंक्ड हों, एक ऐसा पदार्थ जो बहुलक आणविक श्रृंखलाओं के बीच सहसंयोजक बंधता है या आयनिक बंधन निर्माण की सुविधा देता है।

इस प्रयोग के लिए हिलाना बहुत महत्वपूर्ण है, और गति आमतौर पर तीसरे या चौथे गियर पर नियंत्रित होती है। क्योंकि घूर्णी गति का आकार सीधे माइक्रोस्फीयर के आकार को प्रभावित करता है। जब रोटेशन की गति 980r/मिनट से अधिक होती है, तो दीवार चिपकने की गंभीर घटना होगी, जिससे उत्पाद की उपज में काफी कमी आएगी; क्रॉस-लिंकिंग एजेंट थोक जैल का उत्पादन करता है, और गोलाकार उत्पाद प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं।

2. प्रायोगिक उपकरण एवं विधियाँ

2.1 प्रायोगिक उपकरण

इलेक्ट्रॉनिक संतुलन, बहुकार्यात्मक इलेक्ट्रिक स्टिरर, ध्रुवीकरण माइक्रोस्कोप, मालवर्न कण आकार विश्लेषक।

सेल्यूलोज हाइड्रोजेल माइक्रोस्फीयर तैयार करने के लिए, उपयोग किए जाने वाले मुख्य रसायन साइक्लोहेक्सेन, ट्वीन -20, स्पैन -60, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज, डिवाइनिल सल्फोन, सोडियम हाइड्रॉक्साइड, आसुत जल हैं, जिनमें से सभी मोनोमर्स और एडिटिव्स का उपयोग बिना उपचार के सीधे किया जाता है।

2.2 सेल्युलोज हाइड्रोजेल माइक्रोस्फीयर की तैयारी के चरण

2.2.1 डिस्पेंसर के रूप में ट्वीन 20 का उपयोग करना

हाइड्रोक्सीप्रोपाइलमिथाइलसेलुलोज का विघटन। 2 ग्राम सोडियम हाइड्रॉक्साइड को सटीक रूप से तौलें और 100 मिलीलीटर वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क के साथ 2% सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल तैयार करें। तैयार सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल का 80 मिलीलीटर लें और इसे पानी के स्नान में लगभग 50 तक गर्म करें°सी, 0.2 ग्राम सेल्युलोज का वजन करें और इसे क्षारीय घोल में मिलाएं, इसे कांच की छड़ से हिलाएं, इसे बर्फ के स्नान के लिए ठंडे पानी में रखें, और घोल के स्पष्ट होने के बाद इसे पानी के चरण के रूप में उपयोग करें। तीन गर्दन वाले फ्लास्क में 120 मिलीलीटर साइक्लोहेक्सेन (तेल चरण) को मापने के लिए एक स्नातक सिलेंडर का उपयोग करें, एक सिरिंज के साथ तेल चरण में 5 मिलीलीटर ट्वेन -20 डालें, और एक घंटे के लिए 700r/मिनट पर हिलाएं। तैयार जलीय चरण का आधा भाग लें और इसे तीन गर्दन वाले फ्लास्क में डालें और तीन घंटे तक हिलाएं। डिवाइनिल सल्फोन की सांद्रता 99% है, जिसे आसुत जल से 1% तक पतला किया जाता है। 1% डीवीएस तैयार करने के लिए 50 मिलीलीटर वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में 0.5 मिलीलीटर डीवीएस लेने के लिए एक पिपेट का उपयोग करें, 1 मिलीलीटर डीवीएस 0.01 ग्राम के बराबर है। तीन गर्दन वाले फ्लास्क में 1 मिलीलीटर लेने के लिए एक पिपेट का उपयोग करें। 22 घंटे तक कमरे के तापमान पर हिलाएँ।

2.2.2 स्पैन60 और ट्वीन-20 को डिस्पेंसर के रूप में उपयोग करना

जल चरण का दूसरा भाग जो अभी तैयार किया गया है। 0.01gspan60 का वजन करें और इसे टेस्ट ट्यूब में डालें, इसे पिघलने तक 65 डिग्री पानी के स्नान में गर्म करें, फिर रबर ड्रॉपर के साथ पानी के स्नान में साइक्लोहेक्सेन की कुछ बूंदें डालें और इसे तब तक गर्म करें जब तक कि घोल दूधिया सफेद न हो जाए। इसे तीन-गर्दन वाले फ्लास्क में डालें, फिर 120 मिलीलीटर साइक्लोहेक्सेन डालें, टेस्ट ट्यूब को साइक्लोहेक्सेन से कई बार धोएं, 5 मिनट तक गर्म करें, कमरे के तापमान तक ठंडा करें और 0.5 मिलीलीटर ट्वीन-20 मिलाएं। तीन घंटे तक हिलाने के बाद, 1 मिलीलीटर पतला डीवीएस मिलाया गया। 22 घंटे तक कमरे के तापमान पर हिलाएँ।

2.2.3 प्रायोगिक परिणाम

हिलाए गए नमूने को एक कांच की छड़ में डुबोया गया और 50 मिलीलीटर पूर्ण इथेनॉल में घोल दिया गया, और कण आकार को मालवर्न कण आकार के तहत मापा गया। ट्वीन-20 को एक फैलाने वाले माइक्रोइमल्शन के रूप में उपयोग करना अधिक गाढ़ा होता है, और 87.1% का मापा कण आकार 455.2d.nm है, और 12.9% का कण आकार 5026d.nm है। ट्वीन-20 और स्पैन-60 मिश्रित फैलाव का माइक्रोइमल्शन दूध के समान है, जिसमें 81.7% कण आकार 5421d.nm और 18.3% कण आकार 180.1d.nm है।

3. प्रायोगिक परिणामों की चर्चा

व्युत्क्रम माइक्रोइमल्शन तैयार करने के लिए इमल्सीफायर के लिए, हाइड्रोफिलिक सर्फेक्टेंट और लिपोफिलिक सर्फेक्टेंट के यौगिक का उपयोग करना अक्सर बेहतर होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सिस्टम में एकल सर्फेक्टेंट की घुलनशीलता कम है। दोनों के मिश्रित होने के बाद, एक-दूसरे के हाइड्रोफिलिक समूह और लिपोफिलिक समूह घुलनशील प्रभाव डालने के लिए एक-दूसरे के साथ सहयोग करते हैं। इमल्सीफायर का चयन करते समय एचएलबी मान भी आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला सूचकांक है। एचएलबी मान को समायोजित करके, दो-घटक यौगिक इमल्सीफायर के अनुपात को अनुकूलित किया जा सकता है, और अधिक समान माइक्रोस्फेयर तैयार किया जा सकता है। इस प्रयोग में, कमजोर लिपोफिलिक स्पैन -60 (एचएलबी = 4.7) और हाइड्रोफिलिक ट्वेन -20 (एचएलबी = 16.7) को फैलाने वाले के रूप में इस्तेमाल किया गया था, और स्पैन -20 को अकेले फैलाने वाले के रूप में इस्तेमाल किया गया था। प्रायोगिक परिणामों से यह देखा जा सकता है कि यौगिक का प्रभाव एकल फैलाव से बेहतर है। यौगिक फैलाव का माइक्रोइमल्शन अपेक्षाकृत एक समान होता है और इसमें दूध जैसी स्थिरता होती है; एकल फैलाव का उपयोग करने वाले माइक्रोइमल्शन में बहुत अधिक चिपचिपाहट और सफेद कण होते हैं। छोटी चोटी ट्वीन-20 और स्पैन-60 के यौगिक फैलाव के अंतर्गत दिखाई देती है। संभावित कारण यह है कि स्पैन-60 और ट्वीन-20 की यौगिक प्रणाली का इंटरफेसियल तनाव अधिक है, और फैलाव स्वयं उच्च तीव्रता वाले सरगर्मी के तहत टूट जाता है, जिससे बारीक कण बनते हैं जो प्रयोगात्मक परिणामों को प्रभावित करेंगे। फैलाने वाले ट्वीन-20 का नुकसान यह है कि इसमें बड़ी संख्या में पॉलीऑक्सीएथिलीन श्रृंखलाएं (एन = 20 या उससे अधिक) होती हैं, जो सर्फेक्टेंट अणुओं के बीच स्टेरिक बाधा को बड़ा बनाती है और इंटरफ़ेस पर घना होना मुश्किल होता है। कण आकार आरेखों के संयोजन से देखते हुए, अंदर के सफेद कण असंतुलित सेलूलोज़ हो सकते हैं। इसलिए, इस प्रयोग के नतीजे बताते हैं कि एक यौगिक फैलाव का उपयोग करने का प्रभाव बेहतर है, और प्रयोग तैयार माइक्रोस्फेयर को और अधिक समान बनाने के लिए ट्वेन -20 की मात्रा को और कम कर सकता है।

इसके अलावा, प्रायोगिक संचालन प्रक्रिया में कुछ त्रुटियों को कम किया जाना चाहिए, जैसे कि एचपीएमसी की विघटन प्रक्रिया में सोडियम हाइड्रॉक्साइड की तैयारी, डीवीएस का पतला होना, आदि को प्रायोगिक त्रुटियों को कम करने के लिए यथासंभव मानकीकृत किया जाना चाहिए। सबसे महत्वपूर्ण बात फैलाव की मात्रा, सरगर्मी की गति और तीव्रता और क्रॉस-लिंकिंग एजेंट की मात्रा है। उचित ढंग से नियंत्रित होने पर ही अच्छे फैलाव और समान कण आकार वाले हाइड्रोजेल माइक्रोस्फीयर तैयार किए जा सकते हैं।