Hydroxypropyl मिथाइल सेल्युलोज पासून Hydrogel Microspheres तयार करणे

हा प्रयोग रिव्हर्स फेज सस्पेंशन पॉलिमरायझेशन पद्धतीचा अवलंब करतो, कच्चा माल म्हणून हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज (एचपीएमसी), पाण्याच्या टप्प्यात सोडियम हायड्रॉक्साईड द्रावण, ऑइल फेज म्हणून सायक्लोहेक्सेन आणि ट्वीन-चे क्रॉस-लिंकिंग मिश्रण म्हणून डिव्हिनिल सल्फोन (डीव्हीएस) वापरतो. 20 आणि स्पॅन-60 डिस्पर्संट म्हणून, हायड्रोजेल मायक्रोस्फेअर्स तयार करण्यासाठी 400-900r/मिनिट वेगाने ढवळत आहेत.

मुख्य शब्द: hydroxypropyl methylcellulose; हायड्रोजेल; microspheres; dispersant

1.विहंगावलोकन

1.1 हायड्रोजेलची व्याख्या

हायड्रोजेल (हायड्रोजेल) हा एक प्रकारचा उच्च आण्विक पॉलिमर आहे ज्यामध्ये नेटवर्कच्या संरचनेत मोठ्या प्रमाणात पाणी असते आणि ते पाण्यात अघुलनशील असते. हायड्रोफोबिक गट आणि हायड्रोफिलिक अवशेषांचा एक भाग पाण्यामध्ये विरघळणाऱ्या पॉलिमरमध्ये नेटवर्क क्रॉसलिंक केलेल्या संरचनेसह आणला जातो आणि हायड्रोफिलिक अवशेष पाण्याच्या रेणूंना जोडतात, नेटवर्कच्या आत पाण्याच्या रेणूंना जोडतात, तर हायड्रोफोबिक अवशेष पाण्याने फुगून क्रॉस बनतात. - जोडलेले पॉलिमर. दैनंदिन जीवनातील जेली आणि कॉन्टॅक्ट लेन्स ही सर्व हायड्रोजेल उत्पादने आहेत. हायड्रोजेलच्या आकारमानानुसार, ते मॅक्रोस्कोपिक जेल आणि मायक्रोस्कोपिक जेल (मायक्रोस्फीअर) मध्ये विभागले जाऊ शकते आणि पूर्वीचे स्तंभ, सच्छिद्र स्पंज, तंतुमय, पडदा, गोलाकार, इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकते. सध्या तयार केलेले मायक्रोस्फीअर आणि नॅनोस्केल मायक्रोस्फियर्स. चांगली मऊपणा, लवचिकता, द्रव साठवण क्षमता आणि बायोकॉम्पॅटिबिलिटी आहे आणि ते अडकलेल्या औषधांच्या संशोधनात वापरले जातात.

1.2 विषय निवडीचे महत्त्व

अलिकडच्या वर्षांत, पर्यावरण संरक्षणाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, पॉलिमर हायड्रोजेल सामग्री त्यांच्या चांगल्या हायड्रोफिलिक गुणधर्मांमुळे आणि बायोकॉम्पॅटिबिलिटीमुळे हळूहळू व्यापक लक्ष वेधून घेत आहे. या प्रयोगात कच्चा माल म्हणून हायड्रोजेल मायक्रोस्फेअर्स हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोजपासून तयार करण्यात आले. हायड्रॉक्सीप्रोपील मेथिलसेल्युलोज हे नॉन-आयोनिक सेल्युलोज इथर, पांढरी पावडर, गंधहीन आणि चवहीन आहे आणि इतर कृत्रिम पॉलिमर सामग्रीची अपरिवर्तनीय वैशिष्ट्ये आहेत, त्यामुळे पॉलिमर क्षेत्रात उच्च संशोधन मूल्य आहे.

1.3 देश-विदेशातील विकास स्थिती

हायड्रोजेल हा एक फार्मास्युटिकल डोस फॉर्म आहे ज्याने अलिकडच्या वर्षांत आंतरराष्ट्रीय वैद्यकीय समुदायाचे लक्ष वेधले आहे आणि वेगाने विकसित झाले आहे. Wichterle आणि Lim यांनी 1960 मध्ये HEMA क्रॉस-लिंक्ड हायड्रोजेलवर त्यांचे अग्रगण्य कार्य प्रकाशित केल्यापासून, हायड्रोजेलचे संशोधन आणि शोध सतत वाढत आहे. 1970 च्या दशकाच्या मध्यात, तनाकाने वृद्ध ऍक्रिलामाइड जेलच्या सूजाचे प्रमाण मोजताना pH-संवेदनशील हायड्रोजेल शोधले, जे हायड्रोजेलच्या अभ्यासात एक नवीन पाऊल चिन्हांकित करते. माझा देश हायड्रोजेल विकासाच्या टप्प्यात आहे. पारंपारिक चिनी औषध आणि जटिल घटकांच्या विस्तृत तयारी प्रक्रियेमुळे, जेव्हा अनेक घटक एकत्र काम करतात तेव्हा एकच शुद्ध उत्पादन काढणे कठीण असते आणि डोस मोठा असतो, त्यामुळे चीनी औषध हायड्रोजेलचा विकास तुलनेने मंद असू शकतो.

1.4 प्रायोगिक साहित्य आणि तत्त्वे

१.४.१ हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज

हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज (HPMC), मिथाइल सेल्युलोजचे व्युत्पन्न, एक महत्त्वाचे मिश्रित ईथर आहे, जे नॉन-आयोनिक पाण्यात विरघळणारे पॉलिमरचे आहे आणि ते गंधहीन, चवहीन आणि गैर-विषारी आहे.

औद्योगिक HPMC पांढऱ्या पावडर किंवा पांढऱ्या सैल फायबरच्या रूपात आहे आणि त्याच्या जलीय द्रावणात पृष्ठभागाची क्रिया, उच्च पारदर्शकता आणि स्थिर कार्यक्षमता आहे. एचपीएमसीमध्ये थर्मल जेलेशनचा गुणधर्म असल्यामुळे, उत्पादनातील जलीय द्रावण गरम करून जेल बनवते आणि ते तयार होते आणि नंतर थंड झाल्यावर विरघळते आणि उत्पादनाच्या वेगवेगळ्या वैशिष्ट्यांचे जेलेशन तापमान वेगळे असते. एचपीएमसीच्या विविध वैशिष्ट्यांचे गुणधर्म देखील भिन्न आहेत. विद्राव्यता चिकटपणासह बदलते आणि पीएच मूल्याने प्रभावित होत नाही. स्निग्धता जितकी कमी तितकी विद्राव्यता जास्त. मेथॉक्सिल ग्रुपची सामग्री कमी झाल्यामुळे, एचपीएमसीचा जेल पॉइंट वाढतो, पाण्याची विद्राव्यता कमी होते आणि पृष्ठभागाची क्रिया कमी होते. बायोमेडिकल उद्योगात, हे मुख्यत्वे कोटिंग साहित्य, चित्रपट सामग्री आणि निरंतर-रिलीज तयारीसाठी दर-नियंत्रित पॉलिमर सामग्री म्हणून वापरले जाते. हे स्टॅबिलायझर, सस्पेंडिंग एजंट, टॅब्लेट ॲडेसिव्ह आणि स्निग्धता वाढवणारे म्हणून देखील वापरले जाऊ शकते.

1.4.2 तत्त्व

रिव्हर्स फेज सस्पेंशन पॉलिमरायझेशन पद्धतीचा वापर करून, Tween-20, Span-60 कंपाऊंड dispersant आणि Tween-20 हे वेगळे dispersant म्हणून वापरून, HLB व्हॅल्यू निश्चित करा (सर्फॅक्टंट हा हायड्रोफिलिक ग्रुप आणि लिपोफिलिक ग्रुप रेणू असलेले ॲम्फिफाइल आहे, आकार आणि शक्तीचे प्रमाण. सर्फॅक्टंट रेणूमधील हायड्रोफिलिक ग्रुप आणि लिपोफिलिक ग्रुपमधील समतोल म्हणजे सायक्लोहेक्सेनचा वापर ऑइल फेज म्हणून केला जातो आणि उष्णतेचा विघटन करू शकतो सतत प्रयोगात, 99% डिव्हिनिल सल्फोनच्या एकाग्रतेसह, मोनोमर जलीय द्रावणाच्या 1-5 पट आहे, आणि क्रॉस-लिंकिंग एजंटचे प्रमाण सुमारे 10% नियंत्रित केले जाते. कोरडे सेल्युलोज वस्तुमान, ज्यामुळे अनेक रेषीय रेणू एकमेकांशी जोडलेले असतात आणि नेटवर्क स्ट्रक्चरमध्ये क्रॉस-लिंक केलेले असतात एक पदार्थ जो पॉलिमर आण्विक साखळ्यांमध्ये सहसंयोजितपणे बंध करतो किंवा सुलभ करतो किंवा आयनिक बाँड तयार करतो.

या प्रयोगासाठी ढवळणे खूप महत्वाचे आहे आणि वेग सामान्यतः तिसऱ्या किंवा चौथ्या गियरवर नियंत्रित केला जातो. कारण रोटेशनल स्पीडचा आकार थेट मायक्रोस्फीअरच्या आकारावर परिणाम करतो. जेव्हा रोटेशनचा वेग 980r/min पेक्षा जास्त असतो, तेव्हा भिंत चिकटण्याची गंभीर घटना घडते, ज्यामुळे उत्पादनाचे उत्पन्न मोठ्या प्रमाणात कमी होते; क्रॉस-लिंकिंग एजंट मोठ्या प्रमाणात जेल तयार करतो आणि गोलाकार उत्पादने मिळवता येत नाहीत.

2. प्रायोगिक साधने आणि पद्धती

२.१ प्रायोगिक साधने

इलेक्ट्रॉनिक बॅलन्स, मल्टीफंक्शनल इलेक्ट्रिक स्टिरर, ध्रुवीकरण मायक्रोस्कोप, माल्व्हर्न कण आकार विश्लेषक.

सेल्युलोज हायड्रोजेल मायक्रोस्फेअर्स तयार करण्यासाठी, सायक्लोहेक्सेन, ट्वीन-20, स्पॅन-60, हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज, डिव्हिनाइल सल्फोन, सोडियम हायड्रॉक्साइड, डिस्टिल्ड वॉटर, हे सर्व मोनोमर्स आणि ॲडिटिव्ह्ज थेट उपचाराशिवाय वापरले जातात.

2.2 सेल्युलोज हायड्रोजेल मायक्रोस्फियर्सच्या तयारीचे टप्पे

2.2.1 Tween 20 dispersant म्हणून वापरणे

हायड्रॉक्सीप्रोपीलमेथिलसेल्युलोजचे विघटन. सोडियम हायड्रॉक्साइडचे 2 ग्रॅम अचूक वजन करा आणि 100 मिली व्हॉल्यूमेट्रिक फ्लास्कसह 2% सोडियम हायड्रॉक्साइड द्रावण तयार करा. तयार केलेले सोडियम हायड्रॉक्साईडचे 80 मिली द्रावण घ्या आणि ते पाण्याच्या आंघोळीत सुमारे 50 पर्यंत गरम करा.°C, सेल्युलोजचे 0.2 ग्रॅम वजन करा आणि ते अल्कधर्मी द्रावणात घाला, ते काचेच्या रॉडने ढवळून घ्या, बर्फाच्या आंघोळीसाठी थंड पाण्यात ठेवा आणि द्रावण स्पष्ट झाल्यानंतर पाण्याच्या टप्प्यात वापरा. तीन मानेच्या फ्लास्कमध्ये 120 मिली सायक्लोहेक्सेन (तेल फेज) मोजण्यासाठी ग्रॅज्युएटेड सिलिंडर वापरा, सिरिंजच्या सहाय्याने 5 मिली ट्वीन-20 ऑइल फेजमध्ये काढा आणि एका तासासाठी 700 आर/मिनिट वेगाने ढवळून घ्या. तयार केलेल्या जलीय अवस्थेतील अर्धा भाग घ्या आणि तीन मानेच्या फ्लास्कमध्ये घाला आणि तीन तास ढवळत राहा. डिव्हिनिल सल्फोनची एकाग्रता 99% आहे, डिस्टिल्ड पाण्याने 1% पर्यंत पातळ केली जाते. 1% DVS तयार करण्यासाठी 50ml व्हॉल्यूमेट्रिक फ्लास्कमध्ये 0.5ml DVS घेण्यासाठी पिपेट वापरा, 1ml DVS 0.01g च्या समतुल्य आहे. थ्री-नेक फ्लास्कमध्ये 1ml घेण्यासाठी पिपेट वापरा. 22 तास तपमानावर नीट ढवळून घ्यावे.

2.2.2 span60 आणि Tween-20 dispersants म्हणून वापरणे

उर्वरित अर्धा पाण्याचा टप्पा नुकताच तयार झाला आहे. 0.01gspan60 वजन करा आणि ते चाचणी ट्यूबमध्ये जोडा, ते वितळेपर्यंत 65-डिग्री वॉटर बाथमध्ये गरम करा, नंतर रबर ड्रॉपरसह वॉटर बाथमध्ये सायक्लोहेक्सेनचे काही थेंब टाका आणि द्रावण दुधाचे पांढरे होईपर्यंत गरम करा. ते तीन मानेच्या फ्लास्कमध्ये जोडा, नंतर 120 मिली सायक्लोहेक्सेन घाला, सायक्लोहेक्सेनने चाचणी ट्यूब अनेक वेळा धुवा, 5 मिनिटे गरम करा, खोलीच्या तापमानाला थंड करा आणि 0.5 मिली ट्वीन-20 घाला. तीन तास ढवळत राहिल्यानंतर, 1 मिली पातळ केलेले डीव्हीएस जोडले गेले. 22 तास तपमानावर नीट ढवळून घ्यावे.

2.2.3 प्रायोगिक परिणाम

ढवळलेला नमुना काचेच्या रॉडमध्ये बुडवून 50 मिली निरपेक्ष इथेनॉलमध्ये विरघळला गेला आणि कणाचा आकार माल्व्हर्न पार्टिकल साइझरखाली मोजला गेला. Tween-20 चा dispersant microemulsion म्हणून वापर करणे दाट आहे, आणि 87.1% मोजलेले कण आकार 455.2d.nm आहे, आणि 12.9% कण आकार 5026d.nm आहे. Tween-20 आणि Span-60 मिश्रित डिस्पर्संटचे मायक्रोइमल्शन दुधासारखे आहे, 81.7% कण आकार 5421d.nm आणि 18.3% कण आकार 180.1d.nm आहे.

3. प्रायोगिक परिणामांची चर्चा

व्युत्क्रम मायक्रोइमल्शन तयार करण्यासाठी इमल्सीफायरसाठी, हायड्रोफिलिक सर्फॅक्टंट आणि लिपोफिलिक सर्फॅक्टंटचे कंपाऊंड वापरणे चांगले असते. याचे कारण सिस्टीममध्ये एकाच सर्फॅक्टंटची विद्राव्यता कमी असते. दोघांचे संयुग झाल्यानंतर, एकमेकांचे हायड्रोफिलिक गट आणि लिपोफिलिक गट एकमेकांना विरघळविणारा प्रभाव प्राप्त करण्यासाठी सहकार्य करतात. इमल्सीफायर निवडताना HLB मूल्य देखील सामान्यतः वापरलेला निर्देशांक आहे. एचएलबी मूल्य समायोजित करून, दोन-घटक कंपाऊंड इमल्सीफायरचे गुणोत्तर ऑप्टिमाइझ केले जाऊ शकते आणि अधिक एकसमान मायक्रोस्फियर तयार केले जाऊ शकतात. या प्रयोगात, कमकुवतपणे लिपोफिलिक स्पॅन-60 (HLB=4.7) आणि हायड्रोफिलिक ट्वीन-20 (HLB=16.7) हे डिस्पर्संट म्हणून वापरले गेले आणि स्पॅन-20 एकटे डिस्पर्संट म्हणून वापरले गेले. प्रायोगिक परिणामांवरून, असे दिसून येते की कंपाऊंडचा प्रभाव एका विखुरण्यापेक्षा चांगला आहे. कंपाऊंड डिस्पर्संटचे मायक्रोइमल्शन तुलनेने एकसमान असते आणि त्यात दुधासारखी सुसंगतता असते; एकल डिस्पर्संट वापरून मायक्रोइमल्शनमध्ये खूप जास्त स्निग्धता आणि पांढरे कण असतात. Tween-20 आणि Span-60 च्या कंपाऊंड डिस्पर्संट अंतर्गत लहान शिखर दिसते. संभाव्य कारण असे आहे की स्पॅन-60 आणि ट्वीन-20 च्या कंपाऊंड सिस्टीमचा इंटरफेसियल ताण जास्त आहे आणि डिस्पर्संट स्वतःच उच्च-तीव्रतेच्या ढवळत मोडून तयार होतो आणि सूक्ष्म कण प्रायोगिक परिणामांवर परिणाम करतात. dispersant Tween-20 चा तोटा असा आहे की त्यात मोठ्या प्रमाणात पॉलीऑक्सीथिलीन चेन (n=20 किंवा त्यामुळे) आहेत, ज्यामुळे सर्फॅक्टंट रेणूंमधील स्टेरिक अडथळा मोठा होतो आणि इंटरफेसमध्ये घनता असणे कठीण आहे. कण आकाराच्या आकृत्यांच्या संयोजनावरून पाहता, आतील पांढरे कण अविखुरलेले सेल्युलोज असू शकतात. म्हणून, या प्रयोगाचे परिणाम सूचित करतात की कंपाऊंड डिस्पर्संट वापरण्याचा परिणाम अधिक चांगला आहे आणि तयार मायक्रोस्फीअर्स अधिक एकसमान बनवण्यासाठी प्रयोग ट्वीन-20 चे प्रमाण आणखी कमी करू शकतो.

याव्यतिरिक्त, प्रायोगिक ऑपरेशन प्रक्रियेतील काही त्रुटी कमी केल्या पाहिजेत, जसे की HPMC च्या विरघळण्याच्या प्रक्रियेत सोडियम हायड्रॉक्साईड तयार करणे, DVS चे सौम्य करणे इत्यादी, प्रायोगिक त्रुटी कमी करण्यासाठी शक्य तितक्या प्रमाणित केल्या पाहिजेत. सर्वात महत्वाची गोष्ट म्हणजे विखुरण्याचे प्रमाण, ढवळण्याची गती आणि तीव्रता आणि क्रॉस-लिंकिंग एजंटचे प्रमाण. योग्यरित्या नियंत्रित केले तरच चांगले फैलाव आणि एकसमान कण आकार असलेले हायड्रोजेल मायक्रोस्फियर तयार केले जाऊ शकतात.