Hidrogelio mikrosferų paruošimas iš hidroksipropilmetilceliuliozės

Šiame eksperimente naudojamas atvirkštinės fazės suspensijos polimerizacijos metodas, naudojant kaip žaliavą hidroksipropilmetilceliuliozę (HPMC), vandeninę fazę - natrio hidroksido tirpalą, alyvos fazę - cikloheksaną ir kaip kryžminį Tween mišinį - divinilsulfoną (DVS). 20 ir Span-60 kaip dispergentą, maišant 400-900 r/min greičiu, kad būtų paruoštos hidrogelio mikrosferos.

Pagrindiniai žodžiai: hidroksipropilmetilceliuliozė; hidrogelio; mikrosferos; dispergentas

1.Apžvalga

1.1 Hidrogelio apibrėžimas

Hidrogelis (Hydrogel) yra tam tikras didelės molekulinės masės polimeras, kurio tinklo struktūroje yra daug vandens ir kuris netirpsta vandenyje. Dalis hidrofobinių grupių ir hidrofilinių liekanų patenka į tinklinės struktūros vandenyje tirpų polimerą, o hidrofiliniai Likučiai jungiasi su vandens molekulėmis, sujungdami vandens molekules tinklo viduje, o hidrofobinės liekanos išsipučia su vandeniu, sudarydamos kryžminius junginius. - susieti polimerai. Želė ir kontaktiniai lęšiai kasdieniame gyvenime yra hidrogelio gaminiai. Pagal hidrogelio dydį ir formą jis gali būti skirstomas į makroskopinį gelį ir mikroskopinį gelį (mikrosferą), o pirmieji gali būti skirstomi į stulpelinę, porėtą kempinę, pluoštinę, membraninę, sferinę ir kt. Šiuo metu ruošiamos mikrosferos ir nanoskalės mikrosferos. pasižymi geru minkštumu, elastingumu, skysčių kaupimo talpa ir biologiniu suderinamumu, yra naudojami įstrigusių vaistų tyrimams.

1.2 Temos pasirinkimo reikšmė

Pastaraisiais metais, siekiant atitikti aplinkosaugos reikalavimus, polimerinės hidrogelio medžiagos pamažu sulaukė didelio dėmesio dėl savo gerų hidrofilinių savybių ir biologinio suderinamumo. Hidrogelio mikrosferos buvo pagamintos iš hidroksipropilmetilceliuliozės, kaip žaliavos šiame eksperimente. Hidroksipropilmetilceliuliozė yra nejoninis celiuliozės eteris, balti milteliai, bekvapis ir beskonis, pasižymintis nepakeičiamomis kitų sintetinių polimerinių medžiagų savybėmis, todėl turi didelę mokslinę vertę polimerų srityje.

1.3 Vystymosi padėtis šalyje ir užsienyje

Hidrogelis yra farmacinė vaisto forma, kuri pastaraisiais metais sulaukė didelio tarptautinės medicinos bendruomenės dėmesio ir sparčiai vystėsi. Nuo tada, kai 1960 m. Wichterle ir Lim paskelbė savo novatorišką darbą apie HEMA kryžminius hidrogelius, hidrogelių tyrimai ir tyrinėjimai toliau gilėjo. Aštuntojo dešimtmečio viduryje Tanaka atrado pH jautrius hidrogelius, matuodamas sendintų akrilamido gelių brinkimo santykį, o tai pažymėjo naują žingsnį hidrogelių tyrime. mano šalis yra hidrogelio vystymosi stadijoje. Dėl plataus tradicinės kinų medicinos paruošimo proceso ir sudėtingų komponentų sunku išgauti vieną gryną produktą, kai veikia keli komponentai, o dozė yra didelė, todėl kinų medicinos hidrogelio kūrimas gali būti gana lėtas.

1.4 Eksperimento medžiaga ir principai

1.4.1 Hidroksipropilmetilceliuliozė

Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC), metilceliuliozės darinys, yra svarbus mišrus eteris, priklausantis nejoniniams vandenyje tirpiems polimerams, bekvapis, beskonis ir netoksiškas.

Pramoninis HPMC yra baltų miltelių arba balto biraus pluošto pavidalo, o jo vandeninis tirpalas turi paviršiaus aktyvumą, didelį skaidrumą ir stabilų veikimą. Kadangi HPMC turi šiluminės geliacijos savybę, produkto vandeninis tirpalas kaitinamas, kad susidarytų gelis ir nusėda, o po to ištirpsta po aušinimo, o skirtingų gaminio specifikacijų želėjimo temperatūra skiriasi. Skirtingų HPMC specifikacijų savybės taip pat skiriasi. Tirpumas kinta priklausomai nuo klampumo ir jam įtakos neturi pH vertė. Kuo mažesnis klampumas, tuo didesnis tirpumas. Mažėjant metoksilo grupės kiekiui, didėja HPMC gelio temperatūra, mažėja tirpumas vandenyje, mažėja paviršiaus aktyvumas. Biomedicinos pramonėje jis daugiausia naudojamas kaip greitį kontroliuojanti polimerinė medžiaga dengimo medžiagoms, plėvelėms ir ilgalaikio atpalaidavimo preparatams. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip stabilizatorius, suspenduojantis agentas, tablečių klijai ir klampumo didiklis.

1.4.2 Principas

Taikant atvirkštinės fazės suspensijos polimerizacijos metodą, naudojant Tween-20, Span-60 junginių dispergentą ir Tween-20 kaip atskirus dispergentus, nustatoma HLB reikšmė (paviršinio aktyvumo medžiaga yra amfifilas su hidrofiline grupe ir lipofiline grupe Molekulė, dydžio ir jėgos kiekis Hidrofilinės grupės ir lipofilinės grupės pusiausvyra paviršinio aktyvumo medžiagos molekulėje apibrėžiama kaip apytikslis paviršinio aktyvumo medžiagos hidrofilinio-lipofilinio balanso diapazonas. Cikloheksanas gali geriau išsklaidyti monomero tirpalą ir išsklaidyti susidariusią šilumą Eksperimente nuolat dozuojama 1-5 kartus didesnė už monomero vandeninio tirpalo, kaip kryžminio ryšio agento, koncentracija yra 99 %, o kryžminio ryšio agento kiekis kontroliuojamas maždaug 10 %. sausos celiuliozės masės, kad kelios linijinės molekulės būtų sujungtos viena su kita ir susietos į tinklinę struktūrą.

Šiam eksperimentui labai svarbu maišyti, o greitis paprastai valdomas trečia arba ketvirta pavara. Kadangi sukimosi greičio dydis tiesiogiai įtakoja mikrosferų dydį. Kai sukimosi greitis yra didesnis nei 980r/min, atsiras rimtas sienų klijavimo reiškinys, kuris labai sumažins produkto išeigą; Dėl kryžminio ryšio agento susidaro tūriniai geliai, todėl sferinių produktų negalima gauti.

2. Eksperimentiniai instrumentai ir metodai

2.1 Eksperimentiniai instrumentai

Elektroniniai svarstyklės, daugiafunkcinė elektrinė maišyklė, poliarizacinis mikroskopas, Malvern dalelių dydžio analizatorius.

Gaminant celiuliozės hidrogelio mikrosferas, pagrindinės cheminės medžiagos yra cikloheksanas, Tween-20, Span-60, hidroksipropilmetilceliuliozė, divinilsulfonas, natrio hidroksidas, distiliuotas vanduo, kurių visų monomerai ir priedai naudojami tiesiogiai be apdorojimo.

2.2 Celiuliozės hidrogelio mikrosferų paruošimo etapai

2.2.1 Tween 20 naudojimas kaip dispergentas

Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpinimas. Tiksliai pasverkite 2 g natrio hidroksido ir 100 ml matavimo kolba paruoškite 2 % natrio hidroksido tirpalą. Paimkite 80 ml paruošto natrio hidroksido tirpalo ir pašildykite vandens vonioje iki maždaug 50°C, pasverkite 0,2 g celiuliozės ir įpilkite į šarminį tirpalą, išmaišykite stikline lazdele, įdėkite į šaltą vandenį ledo voniai ir naudokite kaip vandens fazę, kai tirpalas nuskaidrinamas. Naudodami graduotą cilindrą išmatuokite 120 ml cikloheksano (aliejaus fazės) į trijų kaklų kolbą, švirkštu įtraukite 5 ml Tween-20 į aliejinę fazę ir vieną valandą maišykite 700 aps./min. greičiu. Paimkite pusę paruoštos vandeninės fazės ir supilkite į trijų kaklelių kolbą ir maišykite tris valandas. Divinilo sulfono koncentracija yra 99%, atskiesto iki 1% distiliuotu vandeniu. Pipete paimkite 0,5 ml DVS į 50 ml matavimo kolbą, kad paruoštumėte 1% DVS, 1 ml DVS atitinka 0,01 g. Pipete įdėkite 1 ml į trijų kaklelių kolbą. Maišykite kambario temperatūroje 22 valandas.

2.2.2 span60 ir Tween-20 kaip dispergentų naudojimas

Ką tik paruošta kita vandens fazės pusė. Pasverkite 0,01gspan60 ir supilkite į mėgintuvėlį, kaitinkite 65 laipsnių vandens vonelėje, kol ištirps, tada guminiu lašintuvu įlašinkite į vandens vonią kelis lašus cikloheksano ir kaitinkite, kol tirpalas taps pieno baltumo. Įpilkite į trijų kaklelių kolbą, tada įpilkite 120 ml cikloheksano, keletą kartų praplaukite mėgintuvėlį cikloheksanu, pakaitinkite 5 min., atvėsinkite iki kambario temperatūros ir įpilkite 0,5 ml Tween-20. Po trijų valandų maišymo įpilama 1 ml praskiesto DVS. Maišykite kambario temperatūroje 22 valandas.

2.2.3 Eksperimento rezultatai

Maišomas mėginys buvo panardintas į stiklinę lazdelę ir ištirpintas 50 ml absoliutaus etanolio, o dalelių dydis buvo matuojamas naudojant Malvern dalelių dydžio matuoklį. Naudojant Tween-20 kaip disperguojančią mikroemulsiją, išmatuotas 87,1 % dalelių dydis yra 455,2 d.nm, o 12,9 % dalelių dydis yra 5026 d.nm. Tween-20 ir Span-60 mišrių dispergentų mikroemulsija yra panaši į pieno, 81,7% dalelių dydis yra 5421 d.nm ir 18,3% dalelių dydis yra 180,1 d.nm.

3. Eksperimento rezultatų aptarimas

Emulsikliui atvirkštinei mikroemulsijai ruošti dažnai geriau naudoti hidrofilinės aktyviosios paviršiaus medžiagos ir lipofilinės aktyviosios paviršiaus medžiagos junginį. Taip yra todėl, kad vienos paviršinio aktyvumo medžiagos tirpumas sistemoje yra mažas. Sujungus abi, viena kitos hidrofilinės ir lipofilinės grupės bendradarbiauja viena su kita, kad pasiektų tirpinamąjį poveikį. HLB reikšmė taip pat yra dažniausiai naudojamas indeksas renkantis emulsiklius. Reguliuojant HLB vertę, galima optimizuoti dviejų komponentų sudėtinio emulsiklio santykį ir paruošti vienodesnes mikrosferas. Šiame eksperimente kaip dispergentas buvo naudojamas silpnai lipofilinis Span-60 (HLB = 4, 7) ir hidrofilinis Tween-20 (HLB = 16, 7), o Span-20 buvo naudojamas vienas kaip dispergentas. Iš eksperimentinių rezultatų matyti, kad junginys Poveikis yra geresnis nei vieno dispergento. Sudėtinio dispergento mikroemulsija yra santykinai vienoda ir pieno konsistencijos; mikroemulsija naudojant vieną dispergentą turi per didelį klampumą ir baltų dalelių. Maža smailė atsiranda po sudėtiniu Tween-20 ir Span-60 dispergentu. Galima priežastis yra ta, kad Span-60 ir Tween-20 junginių sistemos sąsajos įtampa yra didelė, o pats dispergentas suskaidomas intensyviai maišant, kad susidarytų smulkios dalelės, paveiks eksperimento rezultatus. Dispergento Tween-20 trūkumas yra tas, kad jame yra daug polioksietileno grandinių (n = 20 arba tiek), todėl sterinė kliūtis tarp paviršiaus aktyviųjų medžiagų molekulių yra didesnė ir sunku būti tankiam sąsajoje. Sprendžiant iš dalelių dydžio diagramų derinio, viduje esančios baltos dalelės gali būti nedispersinės celiuliozės. Todėl šio eksperimento rezultatai rodo, kad naudojant junginio dispergentą efektas yra geresnis, o eksperimentas gali dar labiau sumažinti Tween-20 kiekį, kad paruoštos mikrosferos būtų vienodesnės.

Be to, reikėtų kuo labiau standartizuoti kai kurias eksperimentinio veikimo proceso klaidas, pvz., natrio hidroksido paruošimą HPMC tirpinimo procese, DVS skiedimą ir kt., kad būtų sumažintos eksperimentinės klaidos. Svarbiausias yra dispergento kiekis, maišymo greitis ir intensyvumas bei kryžminio rišiklio kiekis. Tik tinkamai kontroliuojant galima paruošti geros dispersijos ir vienodo dalelių dydžio hidrogelio mikrosferas.