Pembuatan Mikrosfer Hidrogel dari Hidroksipropil Metil Selulosa

Percobaan ini menggunakan metode polimerisasi suspensi fase terbalik, menggunakan bahan baku hidroksipropil metilselulosa (HPMC), larutan natrium hidroksida sebagai fase air, sikloheksana sebagai fase minyak, dan divinil sulfon (DVS) sebagai ikatan silang Campuran Tween- 20 dan Span-60 sebagai pendispersi, diaduk dengan kecepatan 400-900r/menit untuk menyiapkan mikrosfer hidrogel.

Kata kunci: hidroksipropil metilselulosa; hidrogel; mikrosfer; pendispersi

1.Ringkasan

1.1 Pengertian hidrogel

Hidrogel (Hydrogel) adalah sejenis polimer molekul tinggi yang mengandung banyak air dalam struktur jaringannya dan tidak larut dalam air. Sebagian gugus hidrofobik dan residu hidrofilik dimasukkan ke dalam polimer yang larut dalam air dengan struktur ikatan silang jaringan, dan hidrofilik Residunya berikatan dengan molekul air, menghubungkan molekul air di dalam jaringan, sedangkan residu hidrofobik membengkak dengan air membentuk ikatan silang. -polimer yang terikat. Jeli dan lensa kontak dalam kehidupan sehari-hari semuanya merupakan produk hidrogel. Menurut ukuran dan bentuk hidrogel, hidrogel dapat dibagi menjadi gel makroskopis dan gel mikroskopis (mikrosfer), dan yang pertama dapat dibagi menjadi kolom, spons berpori, berserat, membran, bola, dll. Mikrosfer yang saat ini disiapkan dan mikrosfer skala nano memiliki kelembutan, elastisitas, kapasitas penyimpanan cairan dan biokompatibilitas yang baik, dan digunakan dalam penelitian obat yang terperangkap.

1.2 Pentingnya pemilihan topik

Dalam beberapa tahun terakhir, untuk memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan, bahan hidrogel polimer secara bertahap menarik perhatian luas karena sifat hidrofilik dan biokompatibilitasnya yang baik. Mikrosfer hidrogel dibuat dari hidroksipropil metilselulosa sebagai bahan baku dalam percobaan ini. Hidroksipropil metilselulosa merupakan selulosa eter non ionik, berbentuk bubuk berwarna putih, tidak berbau dan tidak berasa, serta memiliki karakteristik yang tidak dapat tergantikan dengan bahan polimer sintetik lainnya, sehingga memiliki nilai penelitian yang tinggi di bidang polimer.

1.3 Status perkembangan di dalam dan luar negeri

Hidrogel merupakan salah satu bentuk sediaan farmasi yang telah menarik banyak perhatian komunitas medis internasional dalam beberapa tahun terakhir dan berkembang pesat. Sejak Wichterle dan Lim menerbitkan karya perintis mereka tentang hidrogel ikatan silang HEMA pada tahun 1960, penelitian dan eksplorasi hidrogel terus dilakukan secara mendalam. Pada pertengahan tahun 1970-an, Tanaka menemukan hidrogel yang peka terhadap pH ketika mengukur rasio pembengkakan gel akrilamida tua, menandai langkah baru dalam studi hidrogel. negara saya sedang dalam tahap pengembangan hidrogel. Karena proses persiapan obat tradisional Tiongkok yang ekstensif dan komponen yang kompleks, sulit untuk mengekstraksi satu produk murni ketika banyak komponen bekerja sama, dan dosisnya besar, sehingga pengembangan hidrogel pengobatan Tiongkok mungkin relatif lambat.

1.4 Bahan dan prinsip percobaan

1.4.1 Hidroksipropil metilselulosa

Hidroksipropil metil selulosa (HPMC), turunan dari metil selulosa, adalah eter campuran penting, yang termasuk dalam polimer non-ionik yang larut dalam air, dan tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun.

HPMC Industri berbentuk bubuk putih atau serat lepas berwarna putih, dan larutan berairnya memiliki aktivitas permukaan, transparansi tinggi, dan kinerja stabil. Karena HPMC memiliki sifat gelasi termal, larutan produk dipanaskan hingga membentuk gel dan mengendap, lalu larut setelah pendinginan, dan suhu gelasi pada spesifikasi produk yang berbeda juga berbeda. Sifat-sifat spesifikasi HPMC yang berbeda juga berbeda. Kelarutan berubah seiring dengan viskositas dan tidak dipengaruhi oleh nilai pH. Semakin rendah viskositasnya, semakin besar kelarutannya. Dengan menurunnya kandungan gugus metoksil, titik gel HPMC meningkat, kelarutan dalam air menurun, dan aktivitas permukaan menurun. Dalam industri biomedis, ini terutama digunakan sebagai bahan polimer pengontrol laju untuk bahan pelapis, bahan film, dan sediaan pelepasan berkelanjutan. Ini juga dapat digunakan sebagai penstabil, zat pensuspensi, perekat tablet, dan penambah viskositas.

1.4.2 Prinsip

Dengan menggunakan metode polimerisasi suspensi fase terbalik, menggunakan dispersan senyawa Tween-20, Span-60 dan Tween-20 sebagai dispersan terpisah, tentukan nilai HLB (surfaktan merupakan amfifil dengan gugus hidrofilik dan gugus lipofilik Molekul, besarnya ukuran dan gaya keseimbangan antara gugus hidrofilik dan gugus lipofilik dalam molekul surfaktan didefinisikan sebagai kisaran perkiraan nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik surfaktan.Sikloheksana digunakan sebagai fase minyak.Sikloheksana dapat membubarkan larutan monomer dengan lebih baik dan menghilangkan panas yang dihasilkan dalam percobaan terus menerus. Dosisnya 1-5 kali lipat dari larutan berair monomer dengan konsentrasi 99% divinil sulfon sebagai zat pengikat silang, dan jumlah zat pengikat silang dikontrol sekitar 10% dari. massa selulosa kering, sehingga beberapa molekul linier terikat satu sama lain dan berikatan silang menjadi struktur jaringan Suatu zat yang mengikat secara kovalen atau memfasilitasi pembentukan ikatan ionik antara rantai molekul polimer.

Pengadukan sangat penting dalam percobaan ini, dan kecepatan umumnya dikontrol pada gigi ketiga atau keempat. Pasalnya, besar kecilnya kecepatan putaran berpengaruh langsung terhadap besar kecilnya mikrosfer. Ketika kecepatan putaran lebih besar dari 980r/mnt, akan terjadi fenomena dinding lengket yang serius, yang akan sangat mengurangi hasil produk; Bahan pengikat silang cenderung menghasilkan gel dalam jumlah besar, dan produk berbentuk bola tidak dapat diperoleh.

2. Instrumen dan metode eksperimen

2.1 Instrumen Eksperimen

Neraca elektronik, pengaduk listrik multifungsi, mikroskop polarisasi, penganalisis ukuran partikel Malvern.

Untuk menyiapkan mikrosfer hidrogel selulosa, bahan kimia utama yang digunakan adalah sikloheksana, Tween-20, Span-60, hidroksipropil metilselulosa, divinil sulfon, natrium hidroksida, air suling, yang semuanya Monomer dan aditif digunakan langsung tanpa pengolahan.

2.2 Langkah-langkah pembuatan mikrosfer hidrogel selulosa

2.2.1 Menggunakan Tween 20 sebagai dispersan

Pembubaran hidroksipropilmetilselulosa. Timbang 2 g natrium hidroksida secara akurat dan siapkan larutan natrium hidroksida 2% dengan labu takar 100 ml. Ambil 80ml larutan natrium hidroksida yang telah disiapkan dan panaskan dalam penangas air hingga suhu sekitar 50°C, timbang 0,2 g selulosa dan tambahkan ke dalam larutan basa, aduk dengan batang kaca, masukkan ke dalam air dingin untuk penangas es, dan gunakan sebagai fase air setelah larutan diklarifikasi. Gunakan gelas ukur untuk mengukur 120ml sikloheksana (fase minyak) ke dalam labu leher tiga, masukkan 5ml Tween-20 ke dalam fase minyak dengan jarum suntik, dan aduk dengan kecepatan 700r/menit selama satu jam. Ambil setengah dari fase air yang telah disiapkan dan tambahkan ke dalam labu leher tiga dan aduk selama tiga jam. Konsentrasi divinil sulfon 99% diencerkan hingga 1% dengan air suling. Gunakan pipet untuk mengambil 0,5ml DVS ke dalam labu takar 50ml untuk menyiapkan 1% DVS, 1ml DVS setara dengan 0,01g. Gunakan pipet untuk mengambil 1 ml ke dalam labu leher tiga. Aduk pada suhu kamar selama 22 jam.

2.2.2 Menggunakan span60 dan Tween-20 sebagai dispersan

Setengah lagi fase air yang baru disiapkan. Timbang 0,01gspan60 dan masukkan ke dalam tabung reaksi, panaskan dalam penangas air 65 derajat hingga meleleh, kemudian masukkan beberapa tetes sikloheksana ke dalam penangas air dengan penetes karet, dan panaskan hingga larutan berubah warna menjadi putih susu. Masukkan ke dalam labu leher tiga, lalu tambahkan 120ml sikloheksana, bilas tabung reaksi dengan sikloheksana beberapa kali, panaskan selama 5 menit, dinginkan hingga suhu kamar, dan tambahkan 0,5ml Tween-20. Setelah diaduk selama tiga jam, ditambahkan 1 ml DVS encer. Aduk pada suhu kamar selama 22 jam.

2.2.3 Hasil percobaan

Sampel yang diaduk dicelupkan ke dalam batang kaca dan dilarutkan dalam 50 ml etanol absolut, dan ukuran partikel diukur di bawah alat pengukur partikel Malvern. Penggunaan Tween-20 sebagai mikroemulsi pendispersi lebih kental, ukuran partikel terukur 87,1% adalah 455,2d.nm, dan ukuran partikel 12,9% adalah 5026d.nm. Mikroemulsi dispersan campuran Tween-20 dan Span-60 mirip dengan susu, dengan 81,7% ukuran partikel 5421d.nm dan 18,3% ukuran partikel 180.1d.nm.

3. Pembahasan hasil percobaan

Untuk pengemulsi untuk pembuatan mikroemulsi terbalik, seringkali lebih baik menggunakan senyawa surfaktan hidrofilik dan surfaktan lipofilik. Hal ini disebabkan karena kelarutan suatu surfaktan dalam sistem rendah. Setelah keduanya digabungkan, gugus hidrofilik dan gugus lipofilik masing-masing bekerja sama satu sama lain untuk menghasilkan efek pelarutan. Nilai HLB juga merupakan indeks yang umum digunakan ketika memilih pengemulsi. Dengan menyesuaikan nilai HLB, rasio pengemulsi senyawa dua komponen dapat dioptimalkan, dan mikrosfer yang lebih seragam dapat dibuat. Dalam percobaan ini, Span-60 lipofilik lemah (HLB=4.7) dan Tween-20 hidrofilik (HLB=16.7) digunakan sebagai pendispersi, dan Span-20 digunakan sendiri sebagai pendispersi. Dari hasil percobaan terlihat bahwa senyawa tersebut mempunyai pengaruh yang lebih baik dibandingkan dengan dispersan tunggal. Mikroemulsi senyawa pendispersi relatif seragam dan mempunyai konsistensi seperti susu; mikroemulsi yang menggunakan dispersan tunggal memiliki viskositas terlalu tinggi dan partikel berwarna putih. Puncak kecil muncul di bawah senyawa pendispersi Tween-20 dan Span-60. Alasan yang mungkin adalah bahwa tegangan antar muka sistem senyawa Span-60 dan Tween-20 tinggi, dan dispersan itu sendiri terpecah dengan pengadukan intensitas tinggi untuk membentuk Partikel halus akan mempengaruhi hasil eksperimen. Kerugian dari dispersan Tween-20 adalah ia memiliki sejumlah besar rantai polioksietilen (n=20 atau lebih), yang membuat hambatan sterik antara molekul surfaktan lebih besar dan sulit untuk menjadi padat pada antarmuka. Dilihat dari kombinasi diagram ukuran partikel, partikel putih di dalamnya mungkin merupakan selulosa yang tidak tersebar. Oleh karena itu, hasil percobaan ini menunjukkan bahwa efek penggunaan senyawa dispersan lebih baik, dan percobaan ini selanjutnya dapat mengurangi jumlah Tween-20 agar mikrosfer yang disiapkan lebih seragam.

Selain itu, beberapa kesalahan dalam proses operasi eksperimen harus diminimalkan, seperti penyiapan natrium hidroksida dalam proses pelarutan HPMC, pengenceran DVS, dll., harus distandarisasi semaksimal mungkin untuk mengurangi kesalahan eksperimen. Yang terpenting adalah jumlah pendispersi, kecepatan dan intensitas pengadukan, serta jumlah zat pengikat silang. Hanya jika dikontrol dengan benar mikrosfer hidrogel dengan dispersi yang baik dan ukuran partikel seragam dapat disiapkan.