ការរៀបចំ Hydrogel Microspheres ពី Hydroxypropyl Methyl Cellulose

ការពិសោធន៍នេះទទួលយកវិធីសាស្រ្ត polymerization ដំណាក់កាលបញ្ច្រាសការផ្អាក ដោយប្រើ hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ជាវត្ថុធាតុដើម ដំណោះស្រាយ sodium hydroxide ជាដំណាក់កាលទឹក cyclohexane ជាដំណាក់កាលប្រេង និង divinyl sulfone (DVS) ជាល្បាយឆ្លងកាត់តំណភ្ជាប់នៃ Tween- 20 និង Span-60 ជាសារធាតុបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ កូរក្នុងល្បឿន 400-900r/min ដើម្បីរៀបចំមីក្រូស្វែរអ៊ីដ្រូជែល។

ពាក្យគន្លឹះ៖ hydroxypropyl methylcellulose; អ៊ីដ្រូជែល; មីក្រូស្វ៊ែរ; បែកខ្ញែក

1.ទិដ្ឋភាពទូទៅ

1.1 និយមន័យនៃអ៊ីដ្រូជែល

Hydrogel (Hydrogel) គឺជាប្រភេទវត្ថុធាតុ polymer ម៉ូលេគុលខ្ពស់ដែលមានបរិមាណទឹកច្រើននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញ ហើយមិនរលាយក្នុងទឹក។ ផ្នែកមួយនៃក្រុម hydrophobic និងសំណល់ hydrophilic ត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងវត្ថុធាតុ polymer រលាយក្នុងទឹក ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធតភ្ជាប់គ្នានៃបណ្តាញ ហើយសារធាតុ hydrophilic សំណល់ភ្ជាប់ទៅនឹងម៉ូលេគុលទឹក ភ្ជាប់ម៉ូលេគុលទឹកនៅក្នុងបណ្តាញ ខណៈដែលសំណល់ hydrophobic ហើមជាមួយនឹងទឹកដើម្បីបង្កើតជាឈើឆ្កាង។ - ប៉ូលីមែរដែលភ្ជាប់។ ចាហួយ និងកញ្ចក់កែវភ្នែកក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ គឺជាផលិតផលអ៊ីដ្រូជែលទាំងអស់។ យោងតាមទំហំ និងរូបរាងរបស់អ៊ីដ្រូហ្គេល វាអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជា ជែលម៉ាក្រូស្កូប និងជែលមីក្រូទស្សន៍ (មីក្រូទស្សន៍) ហើយអតីតអាចបែងចែកទៅជា អេប៉ុង ផូស្វ័រ សរសៃ ភ្នាស ស្វ៊ែរ ជាដើម។ មានភាពទន់ល្អ ភាពបត់បែន សមត្ថភាពផ្ទុករាវ និងភាពឆបគ្នានៃជីវគីមី ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការស្រាវជ្រាវថ្នាំដែលជាប់។

1.2 សារៈសំខាន់នៃការជ្រើសរើសប្រធានបទ

ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការនៃការការពារបរិស្ថាន វត្ថុធាតុ polymer hydrogel បានទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍ជាបណ្តើរៗ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិ hydrophilic ល្អ និងជីវៈចម្រុះ។ Hydrogel microspheres ត្រូវបានរៀបចំពី hydroxypropyl methylcellulose ជាវត្ថុធាតុដើមនៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ។ Hydroxypropyl methylcellulose គឺជាកោសិកាអេធើរដែលមិនមែនជាអ៊ីយ៉ុង ម្សៅពណ៌ស គ្មានក្លិន និងគ្មានរសជាតិ ហើយមានលក្ខណៈដែលមិនអាចជំនួសបាននៃវត្ថុធាតុ polymer សំយោគផ្សេងទៀត ដូច្នេះវាមានតម្លៃស្រាវជ្រាវខ្ពស់ក្នុងវិស័យវត្ថុធាតុ polymer ។

1.3 ស្ថានភាពអភិវឌ្ឍន៍ក្នុងប្រទេស និងក្រៅប្រទេស

Hydrogel គឺជាទម្រង់ដូសឱសថដែលបានទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងសហគមន៍វេជ្ជសាស្ត្រអន្តរជាតិក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ហើយបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ចាប់តាំងពី Wichterle និង Lim បានបោះពុម្ពផ្សាយការងារត្រួសត្រាយរបស់ពួកគេលើ HEMA cross-linked hydrogels ក្នុងឆ្នាំ 1960 ការស្រាវជ្រាវ និងការរុករក hydrogels បានបន្តកាន់តែស៊ីជម្រៅ។ នៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 តាណាកាបានរកឃើញអ៊ីដ្រូហ្គេលដែលងាយនឹងប្រតិកម្ម pH នៅពេលវាស់សមាមាត្រហើមនៃជែលអាគ្រីឡាមីដដែលមានវ័យចំណាស់ ដែលជាជំហានថ្មីមួយក្នុងការសិក្សាអំពីអ៊ីដ្រូហ្សែល។ ប្រទេសរបស់ខ្ញុំស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលនៃការអភិវឌ្ឍន៍អ៊ីដ្រូហ្សែល។ ដោយសារដំណើរការរៀបចំយ៉ាងទូលំទូលាយនៃឱសថបុរាណចិន និងសមាសធាតុស្មុគ្រស្មាញ វាពិបាកក្នុងការទាញយកផលិតផលសុទ្ធតែមួយ នៅពេលដែលសមាសធាតុជាច្រើនដំណើរការជាមួយគ្នា ហើយកម្រិតប្រើប្រាស់មានទំហំធំ ដូច្នេះការអភិវឌ្ឍន៍នៃឱសថចិន hydrogel អាចមានភាពយឺតយ៉ាវ។

1.4 សម្ភារៈពិសោធន៍ និងគោលការណ៍

1.4.1 Hydroxypropyl methylcellulose

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) ដែលជាដេរីវេនៃ methyl cellulose គឺជាអេធើរចម្រុះដ៏សំខាន់ ដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប៉ូលីម៊ែរមិនរលាយក្នុងទឹក ហើយមិនមានក្លិន គ្មានរសជាតិ និងគ្មានជាតិពុល។

HPMC ឧស្សាហកម្មមានទម្រង់ជាម្សៅពណ៌ស ឬជាតិសរសៃរលុងពណ៌ស ហើយដំណោះស្រាយទឹករបស់វាមានសកម្មភាពលើផ្ទៃ តម្លាភាពខ្ពស់ និងដំណើរការមានស្ថេរភាព។ ដោយសារតែ HPMC មានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃកំដៅ gelation ដំណោះស្រាយ aqueous ផលិតផលត្រូវបានកំដៅដើម្បីបង្កើតជាជែលនិង precipitates ហើយបន្ទាប់មករលាយបន្ទាប់ពីត្រជាក់ហើយសីតុណ្ហភាព gelation នៃលក្ខណៈបច្ចេកទេសផ្សេងគ្នានៃផលិតផលគឺខុសគ្នា។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃលក្ខណៈបច្ចេកទេសផ្សេងៗរបស់ HPMC ក៏ខុសគ្នាដែរ។ ភាពរលាយប្រែប្រួលជាមួយនឹង viscosity និងមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយតម្លៃ pH ទេ។ viscosity កាន់តែទាប ភាពរលាយកាន់តែច្រើន។ នៅពេលដែលមាតិកានៃក្រុម methoxyl មានការថយចុះ ចំណុចជែលរបស់ HPMC កើនឡើង ភាពរលាយក្នុងទឹកថយចុះ ហើយសកម្មភាពលើផ្ទៃថយចុះ។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មជីវវេជ្ជសាស្រ្ដ វាត្រូវបានគេប្រើជាចម្បងជាវត្ថុធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលគ្រប់គ្រងអត្រាការប្រាក់សម្រាប់សមា្ភារៈស្រោប សមា្ភារៈខ្សែភាពយន្ត និងការរៀបចំការចេញផ្សាយប្រកបដោយនិរន្តរភាព។ វាក៏អាចប្រើជាសារធាតុទប់លំនឹង ភ្នាក់ងារផ្អាក ថេបប្លេត adhesive និង viscosity enhancer។

1.4.2 គោលការណ៍

ដោយប្រើវិធីសាស្រ្ត polymerization ផ្អាកដំណាក់កាលបញ្ច្រាស ដោយប្រើ Tween-20, Span-60 dispersant សមាសធាតុ និង Tween-20 ជាការបែកខ្ញែកដាច់ដោយឡែក កំណត់តម្លៃ HLB (surfactant គឺជា amphiphile ដែលមានក្រុម hydrophilic និងក្រុម lipophilic ម៉ូលេគុល បរិមាណនៃទំហំ និងកម្លាំង។ តុល្យភាពរវាងក្រុម hydrophilic និងក្រុម lipophilic នៅក្នុងម៉ូលេគុល surfactant ត្រូវបានកំណត់ថាជាជួរប្រហាក់ប្រហែលនៃតម្លៃតុល្យភាព hydrophilic-lipophilic នៃ surfactant Cyclohexane ត្រូវបានប្រើជាដំណាក់កាលប្រេង Cyclohexane អាចបំបែកដំណោះស្រាយម៉ូណូម័របានប្រសើរជាងមុន។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់ កំរិតប្រើគឺ 1-5 ដងនៃសូលុយស្យុង monomer aqueous ជាមួយនឹងកំហាប់នៃ 99% divinyl sulfone ជាភ្នាក់ងារភ្ជាប់ឆ្លងកាត់ ហើយបរិមាណនៃសារធាតុឆ្លងកាត់ត្រូវបានគ្រប់គ្រងប្រហែល 10% នៃ។ ម៉ាស់សែលុយឡូសស្ងួត ដូច្នេះម៉ូលេគុលលីនេអ៊ែរជាច្រើនត្រូវបានភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយភ្ជាប់គ្នាទៅជារចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញ សារធាតុដែលភ្ជាប់ ឬសម្របសម្រួល ឬបង្កើតចំណងអ៊ីយ៉ុងរវាងខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលប៉ូលីមែរ។

ការកូរគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ចំពោះការពិសោធន៍នេះ ហើយជាទូទៅល្បឿនត្រូវបានគ្រប់គ្រងនៅប្រអប់លេខទីបី ឬទីបួន។ ដោយសារតែទំហំនៃល្បឿនបង្វិលដោយផ្ទាល់ប៉ះពាល់ដល់ទំហំនៃមីក្រូស្វ៊ែរ។ នៅពេលដែលល្បឿនបង្វិលធំជាង 980r/min វានឹងមានបាតុភូតស្អិតជាប់ជញ្ជាំងដែលនឹងកាត់បន្ថយទិន្នផលផលិតផលយ៉ាងច្រើន។ ភ្នាក់ងារភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងមាននិន្នាការផលិតជែលច្រើន ហើយផលិតផលស្វ៊ែរមិនអាចទទួលបានបានទេ។

2. ឧបករណ៍ពិសោធន៍ និងវិធីសាស្រ្ត

2.1 ឧបករណ៍ពិសោធន៍

សមតុល្យអេឡិចត្រូនិច ឧបករណ៍បំលែងអគ្គិសនីពហុមុខងារ មីក្រូទស្សន៍រាងប៉ូល ឧបករណ៍វិភាគទំហំភាគល្អិត Malvern ។

ដើម្បីរៀបចំ cellulose hydrogel microspheres សារធាតុគីមីសំខាន់ៗដែលប្រើគឺ cyclohexane, Tween-20, Span-60, hydroxypropyl methylcellulose, divinyl sulfone, sodium hydroxide, ទឹកចម្រោះ ដែលសារធាតុ Monomers និងសារធាតុបន្ថែមទាំងអស់ត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយផ្ទាល់ដោយគ្មានការព្យាបាល។

2.2 ជំហានរៀបចំនៃកោសិកាអ៊ីដ្រូជែលមីក្រូស្ពែរ

2.2.1 ការប្រើ Tween 20 ជាការបែកខ្ញែក

ការរំលាយ hydroxypropylmethylcellulose ។ ថ្លឹងសូដ្យូមអ៊ីដ្រូសែន 2 ក្រាមឱ្យបានត្រឹមត្រូវ ហើយរៀបចំដំណោះស្រាយសូដ្យូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីត 2% ជាមួយនឹងដបចំណុះ 100ml ។ យកសូលុយស្យុងសូដ្យូមអ៊ីដ្រូសែន ៨០មីលីលីត្រដែលបានរៀបចំរួចកំដៅវាក្នុងទឹកងូតទឹកប្រហែល ៥០°គ, ថ្លឹងសែលុយឡូស ០,២ ក្រាម ហើយបន្ថែមវាទៅក្នុងសូលុយស្យុងអាល់កាឡាំង កូរវាជាមួយដំបងកែវ ដាក់វាក្នុងទឹកត្រជាក់សម្រាប់ងូតទឹកទឹកកក ហើយប្រើវាជាដំណាក់កាលទឹក បន្ទាប់ពីដំណោះស្រាយត្រូវបានបញ្ជាក់។ ប្រើស៊ីឡាំងដែលបានបញ្ចប់ដើម្បីវាស់ 120ml នៃ cyclohexane (ដំណាក់កាលប្រេង) ចូលទៅក្នុងដបបីក, គូរ 5ml នៃ Tween-20 ចូលទៅក្នុងដំណាក់កាលប្រេងជាមួយសឺរាុំងហើយកូរនៅ 700r / នាទីសម្រាប់រយៈពេលមួយម៉ោង។ យកពាក់កណ្តាលនៃដំណាក់កាល aqueous ដែលបានរៀបចំរួចបន្ថែមវាទៅក្នុងដបបីកហើយកូរឱ្យបីម៉ោង។ កំហាប់នៃ divinyl sulfone គឺ 99%, ពនឺទៅ 1% ជាមួយទឹកចម្រោះ។ ប្រើបំពង់ដើម្បីយក 0.5ml នៃ DVS ចូលទៅក្នុងដបបរិមាណ 50ml ដើម្បីរៀបចំ 1% DVS, 1ml នៃ DVS គឺស្មើនឹង 0.01g ។ ប្រើបំពង់មួយដើម្បីយក 1ml ចូលទៅក្នុងដបបីក។ កូរនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់រយៈពេល 22 ម៉ោង។

2.2.2 ការប្រើប្រាស់ span60 និង Tween-20 ជាឧបករណ៍បំបែក

ពាក់កណ្តាលទៀតនៃដំណាក់កាលទឹកដែលទើបតែត្រូវបានរៀបចំ។ ថ្លឹងទម្ងន់ 0.01gspan60 ហើយបន្ថែមវាទៅក្នុងបំពង់សាកល្បង កំដៅវាក្នុងទឹក 65 ដឺក្រេរហូតដល់វារលាយ បន្ទាប់មកទម្លាក់ cyclohexane ពីរបីដំណក់ចូលក្នុងអាងងូតទឹកដោយប្រើតំណក់កៅស៊ូ ហើយកំដៅវារហូតទាល់តែដំណោះស្រាយប្រែជាពណ៌ស។ បញ្ចូលវាទៅក្នុងដបបីក បន្ទាប់មកបន្ថែម 120ml នៃ cyclohexane លាងបំពង់សាកល្បងជាមួយ cyclohexane ច្រើនដង កំដៅរយៈពេល 5 នាទី ត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ហើយបន្ថែម 0.5ml នៃ Tween-20 ។ បន្ទាប់ពីកូររយៈពេលបីម៉ោង 1ml នៃ DVS ពនឺត្រូវបានបន្ថែម។ កូរនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់រយៈពេល 22 ម៉ោង។

2.2.3 លទ្ធផលពិសោធន៍

សំណាកដែលបានកូរត្រូវបានជ្រលក់ក្នុងដំបងកែវ ហើយរំលាយក្នុង 50ml នៃអេតាណុលដាច់ខាត ហើយទំហំភាគល្អិតត្រូវបានវាស់នៅក្រោមឧបករណ៍កំណត់ទំហំភាគល្អិត Malvern ។ ការប្រើប្រាស់ Tween-20 ជា microemulsion បែកខ្ញែកគឺក្រាស់ជាង ហើយទំហំភាគល្អិតដែលបានវាស់ 87.1% គឺ 455.2d.nm និងទំហំភាគល្អិត 12.9% គឺ 5026d.nm ។ microemulsion នៃសារធាតុបែកខ្ចាត់ខ្ចាយចម្រុះ Tween-20 និង Span-60 គឺស្រដៀងទៅនឹងទឹកដោះគោដែលមានទំហំភាគល្អិត 81.7% នៃ 5421d.nm និងទំហំភាគល្អិត 18.3% នៃ 180.1d.nm ។

3. ការពិភាក្សាអំពីលទ្ធផលពិសោធន៍

សម្រាប់ emulsifier សម្រាប់ការរៀបចំ microemulsion បញ្ច្រាស វាជាការប្រសើរក្នុងការប្រើសមាសធាតុនៃ surfactant hydrophilic និង lipophilic surfactant ។ នេះគឺដោយសារតែភាពរលាយនៃ surfactant តែមួយនៅក្នុងប្រព័ន្ធគឺទាប។ បន្ទាប់ពីទាំងពីរត្រូវបានផ្សំគ្នា ក្រុមអ៊ីដ្រូហ្វីលីក និងក្រុម lipophilic របស់គ្នាទៅវិញទៅមក សហការគ្នាដើម្បីឱ្យមានប្រសិទ្ធិភាពរលាយ។ តម្លៃ HLB ក៏ជាសន្ទស្សន៍ដែលប្រើជាទូទៅនៅពេលជ្រើសរើសសារធាតុ emulsifiers។ តាមរយៈការកែតម្រូវតម្លៃ HLB សមាមាត្រនៃសារធាតុ emulsifier សមាសធាតុពីរអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរ ហើយមីក្រូស្វែរឯកសណ្ឋានបន្ថែមទៀតអាចត្រូវបានរៀបចំ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍នេះ សារធាតុ lipophilic Span-60 (HLB=4.7) និង hydrophilic Tween-20 (HLB=16.7) ត្រូវបានគេប្រើជាសារធាតុបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ ហើយ Span-20 ត្រូវបានប្រើតែម្នាក់ឯងជាអ្នកបំបែក។ តាម​រយៈ​លទ្ធផល​នៃ​ការ​ពិសោធ​គេ​អាច​មើល​ឃើញ​ថា​សារធាតុ​ផ្សំ​ដែល​មាន​ប្រសិទ្ធ​ភាព​គឺ​ល្អ​ជាង​ការ​បែក​ខ្ញែក​តែ​មួយ​ទៅ​ទៀត។ microemulsion នៃសារធាតុបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃសមាសធាតុគឺដូចគ្នាបេះបិទ និងមានភាពជាប់លាប់ដូចទឹកដោះគោ។ microemulsion ដោយប្រើ dispersant តែមួយមាន viscosity ខ្ពស់ពេក និងភាគល្អិតពណ៌ស។ កំពូលភ្នំតូចលេចឡើងនៅក្រោមការបំបែកសមាសធាតុនៃ Tween-20 និង Span-60 ។ ហេតុផលដែលអាចកើតមាននោះគឺថា ភាពតានតឹងផ្នែកខាងក្នុងនៃប្រព័ន្ធបរិវេណនៃ Span-60 និង Tween-20 មានកម្រិតខ្ពស់ ហើយសារធាតុបែកខ្ចាត់ខ្ចាយដោយខ្លួនវាផ្ទាល់ត្រូវបានបំបែកនៅក្រោមការកូរដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់ដើម្បីបង្កើតជាភាគល្អិតល្អនឹងប៉ះពាល់ដល់លទ្ធផលពិសោធន៍។ គុណវិបត្តិនៃការបែកខ្ញែក Tween-20 គឺថាវាមានខ្សែសង្វាក់ polyoxyethylene មួយចំនួនធំ (n=20 ឬច្រើនជាងនេះ) ដែលធ្វើឱ្យឧបសគ្គស្តេរ៉ូអ៊ីតរវាងម៉ូលេគុល surfactant ធំជាងហើយវាពិបាកក្នុងការក្រាស់នៅចំណុចប្រទាក់។ ដោយវិនិច្ឆ័យពីការរួមបញ្ចូលគ្នានៃដ្យាក្រាមទំហំភាគល្អិត ភាគល្អិតពណ៌សនៅខាងក្នុងអាចជាសែលុយឡូសដែលមិនបែកខ្ញែក។ ដូច្នេះ លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍នេះបង្ហាញថា ប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុបំបែកសារធាតុផ្សំគឺប្រសើរជាង ហើយការពិសោធន៍អាចកាត់បន្ថយបរិមាណ Tween-20 បន្ថែមទៀតដើម្បីធ្វើឱ្យមីក្រូស្វ៊ែរដែលបានរៀបចំកាន់តែមានឯកសណ្ឋាន។

លើសពីនេះ កំហុសមួយចំនួនក្នុងដំណើរការប្រតិបត្តិការពិសោធន៍គួរតែត្រូវបានបង្រួមអប្បបរមា ដូចជាការរៀបចំសូដ្យូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតក្នុងដំណើរការរំលាយ HPMC ការរំលាយ DVS ជាដើម គួរតែត្រូវបានកំណត់ស្តង់ដារតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ដើម្បីកាត់បន្ថយកំហុសក្នុងការពិសោធន៍។ អ្វីដែលសំខាន់បំផុតគឺបរិមាណនៃការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយល្បឿននិងអាំងតង់ស៊ីតេនៃការកូរនិងបរិមាណនៃភ្នាក់ងារឆ្លងកាត់។ លុះត្រាតែមានការគ្រប់គ្រងបានត្រឹមត្រូវ ទើបអាចរៀបចំមីក្រូស្វ៊ែរអ៊ីដ្រូជែលជាមួយនឹងការបែកខ្ញែកល្អ និងទំហំភាគល្អិតឯកសណ្ឋាន។