Hidrogēla mikrosfēru sagatavošana no hidroksipropilmetilcelulozes

Šajā eksperimentā tiek izmantota apgrieztās fāzes suspensijas polimerizācijas metode, izmantojot hidroksipropilmetilcelulozi (HPMC) kā izejvielu, nātrija hidroksīda šķīdumu kā ūdens fāzi, cikloheksānu kā eļļas fāzi un divinilsulfonu (DVS) kā šķērssaistošo Tween-maisījumu. 20 un Span-60 kā disperģētāju, maisot ar ātrumu 400-900r/min, lai sagatavotu hidrogēla mikrosfēras.

Atslēgas vārdi: hidroksipropilmetilceluloze; hidrogēls; mikrosfēras; izkliedētājs

1.Pārskats

1.1. Hidrogēla definīcija

Hidrogels (Hydrogel) ir sava veida augstas molekulmasas polimērs, kas tīkla struktūrā satur lielu daudzumu ūdens un nešķīst ūdenī. Daļa hidrofobu grupu un hidrofilo atlikumu tiek ievadīti ūdenī šķīstošajā polimērā ar tīklu šķērssaistītu struktūru, un hidrofilie Atlikumi saistās ar ūdens molekulām, savienojot ūdens molekulas tīklā, savukārt hidrofobās atliekas uzbriest ar ūdeni, veidojot krustojumus. -saistītie polimēri. Želejas un kontaktlēcas ikdienas dzīvē ir hidrogēla izstrādājumi. Pēc hidrogēla izmēra un formas to var iedalīt makroskopiskajā gēlā un mikroskopiskajā gēlā (mikrosfērā), un pirmo var iedalīt kolonnveida, porainā sūkļa, šķiedru, membrānas, sfēriskā uc Patreiz sagatavotās mikrosfērās un nanomēroga mikrosfērās. ir laba maigums, elastība, šķidruma uzglabāšanas spēja un bioloģiskā saderība, un tos izmanto iesprostoto zāļu izpētē.

1.2. Tēmas izvēles nozīme

Pēdējos gados, lai izpildītu vides aizsardzības prasības, polimēru hidrogēla materiāli pamazām ir piesaistījuši plašu uzmanību to labo hidrofilo īpašību un bioloģiskās saderības dēļ. Hidrogēla mikrosfēras tika sagatavotas no hidroksipropilmetilcelulozes kā izejvielas šajā eksperimentā. Hidroksipropilmetilceluloze ir nejonu celulozes ēteris, balts pulveris, bez smaržas un garšas, un tam ir neaizvietojamas citu sintētisko polimēru materiālu īpašības, tāpēc tai ir augsta pētnieciskā vērtība polimēru jomā.

1.3. Attīstības statuss mājās un ārvalstīs

Hidrogels ir farmaceitiska zāļu forma, kas pēdējos gados ir piesaistījusi lielu uzmanību starptautiskajā medicīnas sabiedrībā un ir strauji attīstījusies. Kopš Wichterle un Lim publicēja savu novatorisko darbu pie HEMA šķērssaistītajiem hidrogēliem 1960. gadā, hidrogēlu izpēte un izpēte ir turpinājusi padziļināt. 70. gadu vidū Tanaka atklāja pH jutīgus hidrogēlus, mērot novecojušu akrilamīda gēlu pietūkuma attiecību, iezīmējot jaunu soli hidrogēlu izpētē. mana valsts atrodas hidrogēla attīstības stadijā. Tradicionālās ķīniešu medicīnas plašā sagatavošanas procesa un sarežģīto komponentu dēļ ir grūti iegūt vienu tīru produktu, ja vairāki komponenti darbojas kopā, un deva ir liela, tāpēc ķīniešu medicīnas hidrogēla izstrāde var būt salīdzinoši lēna.

1.4. Eksperimentu materiāli un principi

1.4.1. Hidroksipropilmetilceluloze

Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC), metilcelulozes atvasinājums, ir svarīgs jaukts ēteris, kas pieder pie nejonu ūdenī šķīstošiem polimēriem un ir bez smaržas, garšas un netoksisks.

Rūpnieciskais HPMC ir balta pulvera vai baltas irdenas šķiedras veidā, un tā ūdens šķīdumam ir virsmas aktivitāte, augsta caurspīdīgums un stabila veiktspēja. Tā kā HPMC piemīt termiskās želejas īpašība, produkta ūdens šķīdumu karsē, veidojot želeju un nogulsnējot, un pēc atdzesēšanas izšķīst, un dažādu produkta specifikāciju želejas temperatūra ir atšķirīga. Arī dažādu HPMC specifikāciju īpašības ir atšķirīgas. Šķīdība mainās līdz ar viskozitāti, un to neietekmē pH vērtība. Jo zemāka viskozitāte, jo lielāka šķīdība. Samazinoties metoksilgrupas saturam, palielinās HPMC želejas punkts, samazinās šķīdība ūdenī un virsmas aktivitāte. Biomedicīnas nozarē to galvenokārt izmanto kā ātrumu kontrolējošu polimēru materiālu pārklājuma materiāliem, plēves materiāliem un ilgstošas ​​​​darbības preparātiem. To var izmantot arī kā stabilizatoru, suspendējošu līdzekli, tablešu līmi un viskozitātes pastiprinātāju.

1.4.2. Princips

Izmantojot apgrieztās fāzes suspensijas polimerizācijas metodi, izmantojot Tween-20, Span-60 savienojumu disperģētāju un Tween-20 kā atsevišķus disperģētājus, nosaka HLB vērtību (virsmaktīvā viela ir amfifils ar hidrofilu grupu un lipofīlo grupu Molekula, izmēra un spēka daudzumu Līdzsvars starp hidrofilo grupu un lipofīlo grupu virsmaktīvās vielas molekulā ir definēts kā aptuvens virsmaktīvās vielas hidrofilā-lipofīlā līdzsvara diapazons. Cikloheksans var labāk izkliedēt monomēra šķīdumu un izkliedēt radīto siltumu eksperimentā nepārtraukti Deva ir 1-5 reizes lielāka nekā monomēra ūdens šķīdumam ar 99% divinilsulfona koncentrāciju kā šķērssaistīšanas aģentu, un šķērssaistīšanas aģenta daudzums tiek kontrolēts aptuveni 10% apmērā. sauso celulozes masu, lai vairākas lineāras molekulas būtu savstarpēji saistītas un savstarpēji savienotas tīkla struktūrā.

Šajā eksperimentā ļoti svarīga ir maisīšana, un ātrums parasti tiek kontrolēts trešajā vai ceturtajā pārnesumā. Tā kā rotācijas ātruma lielums tieši ietekmē mikrosfēru izmēru. Ja griešanās ātrums ir lielāks par 980 r/min, būs nopietna sienu pielipšanas parādība, kas ievērojami samazinās produkta ražu; Šķērssaistīšanas vielai ir tendence veidot lielapjoma želejas, un nevar iegūt sfēriskus produktus.

2. Eksperimentālie instrumenti un metodes

2.1. Eksperimentālie instrumenti

Elektroniskie svari, daudzfunkcionāls elektriskais maisītājs, polarizējošais mikroskops, Malvern daļiņu izmēru analizators.

Celulozes hidrogēla mikrosfēru pagatavošanai galvenās izmantotās ķīmiskās vielas ir cikloheksāns, Tween-20, Span-60, hidroksipropilmetilceluloze, divinilsulfons, nātrija hidroksīds, destilēts ūdens, kuru monomēri un piedevas tiek lietotas tieši bez apstrādes.

2.2 Celulozes hidrogēla mikrosfēru sagatavošanas soļi

2.2.1. Tween 20 izmantošana par disperģētāju

Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdināšana. Precīzi nosveriet 2 g nātrija hidroksīda un sagatavojiet 2% nātrija hidroksīda šķīdumu ar 100 ml mērkolbu. Paņemiet 80 ml sagatavotā nātrija hidroksīda šķīduma un uzkarsējiet to ūdens vannā līdz apmēram 50°C, nosver 0,2 g celulozes un pievieno sārmainam šķīdumam, samaisa ar stikla stienīti, ievieto aukstā ūdenī ledus vannai un izmanto kā ūdens fāzi pēc šķīduma dzidrināšanās. Izmantojiet graduētu cilindru, lai trīskaklu kolbā iemērītu 120 ml cikloheksāna (eļļas fāze), ar šļirci ievelciet eļļas fāzē 5 ml Tween-20 un vienu stundu maisiet ar ātrumu 700 apgr./min. Ņem pusi no sagatavotās ūdens fāzes un pievieno trīskaklu kolbā un maisa trīs stundas. Divinilsulfona koncentrācija ir 99%, atšķaidīta līdz 1% ar destilētu ūdeni. Izmantojiet pipeti, lai ņemtu 0,5 ml DVS 50 ml mērkolbā, lai sagatavotu 1% DVS, 1 ml DVS atbilst 0,01 g. Izmantojiet pipeti, lai ievilktu 1 ml trīs kaklu kolbā. Maisiet istabas temperatūrā 22 stundas.

2.2.2. span60 un Tween-20 izmantošana kā disperģētājus

Tikko sagatavota ūdens fāzes otra puse. Nosver 0,01gspan60 un pievieno mēģenē, karsē 65 grādu ūdens vannā, līdz izkūst, tad ar gumijas pilinātāju iepilina dažus pilienus cikloheksāna ūdens vannā un karsē, līdz šķīdums kļūst pienbalts. Pievienojiet to trīs kaklu kolbā, pēc tam pievienojiet 120 ml cikloheksāna, vairākas reizes izskalojiet mēģeni ar cikloheksānu, karsējiet 5 minūtes, atdzesējiet līdz istabas temperatūrai un pievienojiet 0,5 ml Tween-20. Pēc trīs stundu maisīšanas pievienoja 1 ml atšķaidīta DVS. Maisiet istabas temperatūrā 22 stundas.

2.2.3. Eksperimentu rezultāti

Sajauktais paraugs tika iemērkts stikla stienī un izšķīdināts 50 ml absolūtā etanola, un daļiņu izmērs tika mērīts ar Malvern daļiņu izmēra mērītāju. Izmantojot Tween-20 kā disperģējošo mikroemulsiju, ir biezāka, un izmērītais daļiņu izmērs 87,1% ir 455,2 d.nm, un daļiņu izmērs 12,9% ir 5026 d.nm. Tween-20 un Span-60 jauktā disperģētāja mikroemulsija ir līdzīga piena mikroemulsija ar 81,7% daļiņu izmēru 5421 d.nm un 18,3% daļiņu izmēru 180,1 d.nm.

3. Eksperimentu rezultātu apspriešana

Emulgatoram apgrieztās mikroemulsijas pagatavošanai bieži vien labāk ir izmantot hidrofilās virsmaktīvās vielas un lipofīlās virsmaktīvās vielas savienojumu. Tas ir tāpēc, ka vienas virsmaktīvās vielas šķīdība sistēmā ir zema. Pēc abu savienojumu savienošanas viena otras hidrofilās grupas un lipofīlās grupas sadarbojas viena ar otru, lai panāktu šķīdināšanas efektu. HLB vērtība ir arī bieži izmantots indekss, izvēloties emulgatorus. Pielāgojot HLB vērtību, var optimizēt divkomponentu saliktā emulgatora attiecību un sagatavot viendabīgākas mikrosfēras. Šajā eksperimentā kā disperģētājs tika izmantots vāji lipofīls Span-60 (HLB = 4, 7) un hidrofils Tween-20 (HLB = 16, 7), un Span-20 tika izmantots atsevišķi kā disperģētājs. No eksperimenta rezultātiem var redzēt, ka savienojums Ietekme ir labāka par vienu disperģējošo līdzekli. Saliktā disperģētāja mikroemulsija ir samērā viendabīga un pienam līdzīga konsistence; mikroemulsijai, izmantojot vienu disperģētāju, ir pārāk augsta viskozitāte un baltas daļiņas. Mazais maksimums parādās zem Tween-20 un Span-60 saliktā disperģētāja. Iespējamais iemesls ir tas, ka Span-60 un Tween-20 savienojumu sistēmas saskarnes spriegums ir augsts, un pats disperģētājs tiek sadalīts augstas intensitātes maisīšanas laikā, veidojot smalkās daļiņas, kas ietekmēs eksperimenta rezultātus. Disperģējošā līdzekļa Tween-20 trūkums ir tas, ka tajā ir liels polioksietilēna ķēžu skaits (n = 20 vai vairāk), kas padara sterisko šķērsli starp virsmaktīvās vielas molekulām lielāku un saskarnē ir grūti būt blīvam. Spriežot pēc daļiņu izmēru diagrammu kombinācijas, baltās daļiņas iekšpusē var būt nedispersa celuloze. Tāpēc šī eksperimenta rezultāti liecina, ka savienojuma disperģētāja izmantošanas efekts ir labāks, un eksperiments var vēl vairāk samazināt Tween-20 daudzumu, lai sagatavotās mikrosfēras padarītu viendabīgākas.

Turklāt dažas kļūdas eksperimentālās darbības procesā ir jāsamazina, piemēram, nātrija hidroksīda sagatavošana HPMC šķīdināšanas procesā, DVS atšķaidīšana utt., lai samazinātu eksperimentālās kļūdas. Vissvarīgākais ir disperģētāja daudzums, maisīšanas ātrums un intensitāte, kā arī šķērssaistītāja daudzums. Tikai pareizi kontrolējot, var sagatavot hidrogēla mikrosfēras ar labu dispersiju un vienmērīgu daļiņu izmēru.