Penyediaan Mikrosfera Hidrogel daripada Hydroxypropyl Methyl Cellulose

Eksperimen ini menggunakan kaedah pempolimeran ampaian fasa songsang, menggunakan hidroksipropil metilselulosa (HPMC) sebagai bahan mentah, larutan natrium hidroksida sebagai fasa air, sikloheksana sebagai fasa minyak, dan divinil sulfon (DVS) sebagai Campuran penghubung silang Tween- 20 dan Span-60 sebagai dispersan, kacau pada kelajuan 400-900r/min untuk menyediakan mikrosfera hidrogel.

Kata kunci: hidroksipropil metilselulosa; hidrogel; mikrosfera; penyebar

1.Gambaran keseluruhan

1.1 Definisi hidrogel

Hidrogel (Hydrogel) ialah sejenis polimer molekul tinggi yang mengandungi sejumlah besar air dalam struktur rangkaian dan tidak larut dalam air. Sebahagian daripada kumpulan hidrofobik dan sisa hidrofilik dimasukkan ke dalam polimer larut air dengan struktur bersilang rangkaian, dan hidrofilik Sisa mengikat kepada molekul air, menghubungkan molekul air di dalam rangkaian, manakala sisa hidrofobik membengkak dengan air untuk membentuk silang. -polimer berkait. Jeli dan kanta sentuh dalam kehidupan seharian adalah semua produk hidrogel. Mengikut saiz dan bentuk hidrogel, ia boleh dibahagikan kepada gel makroskopik dan gel mikroskopik (mikrosfera), dan bekas boleh dibahagikan kepada kolumnar, span berliang, berserabut, membran, sfera, dan lain-lain. Mikrosfera dan mikrosfera skala nano yang disediakan pada masa ini mempunyai kelembutan, keanjalan, kapasiti penyimpanan cecair dan biokompatibiliti yang baik, dan digunakan dalam penyelidikan dadah terperangkap.

1.2 Kepentingan pemilihan topik

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, untuk memenuhi keperluan perlindungan alam sekitar, bahan hidrogel polimer secara beransur-ansur telah menarik perhatian meluas kerana sifat hidrofilik yang baik dan biokompatibiliti. Mikrosfera hidrogel telah disediakan daripada hidroksipropil metilselulosa sebagai bahan mentah dalam eksperimen ini. Hydroxypropyl methylcellulose ialah eter selulosa bukan ionik, serbuk putih, tidak berbau dan tidak berasa, dan mempunyai ciri-ciri yang tidak boleh ditukar ganti bahan polimer sintetik lain, jadi ia mempunyai nilai penyelidikan yang tinggi dalam bidang polimer.

1.3 Status pembangunan di dalam dan luar negara

Hydrogel ialah bentuk dos farmaseutikal yang telah menarik banyak perhatian dalam komuniti perubatan antarabangsa sejak beberapa tahun kebelakangan ini dan telah berkembang pesat. Sejak Wichterle dan Lim menerbitkan kerja perintis mereka mengenai hidrogel silang silang HEMA pada tahun 1960, penyelidikan dan penerokaan hidrogel terus diperdalam. Pada pertengahan 1970-an, Tanaka menemui hidrogel sensitif pH apabila mengukur nisbah pembengkakan gel akrilamida tua, menandakan langkah baharu dalam kajian hidrogel. negara saya dalam peringkat pembangunan hidrogel. Disebabkan oleh proses penyediaan meluas perubatan Cina tradisional dan komponen kompleks, sukar untuk mengekstrak produk tulen tunggal apabila pelbagai komponen berfungsi bersama, dan dosnya besar, jadi pembangunan hidrogel perubatan Cina mungkin agak perlahan.

1.4 Bahan dan prinsip eksperimen

1.4.1 Hidroksipropil metilselulosa

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), terbitan metil selulosa, ialah eter campuran yang penting, yang tergolong dalam polimer larut air bukan ionik, dan tidak berbau, tidak berasa dan tidak toksik.

HPMC industri adalah dalam bentuk serbuk putih atau gentian longgar putih, dan larutan akueusnya mempunyai aktiviti permukaan, ketelusan yang tinggi dan prestasi yang stabil. Oleh kerana HPMC mempunyai sifat pengajuan terma, larutan akueus produk dipanaskan untuk membentuk gel dan mendakan, dan kemudian larut selepas penyejukan, dan suhu pengajuan spesifikasi berbeza produk adalah berbeza. Ciri-ciri spesifikasi HPMC yang berbeza juga berbeza. Keterlarutan berubah mengikut kelikatan dan tidak dipengaruhi oleh nilai pH. Semakin rendah kelikatan, semakin besar keterlarutan. Apabila kandungan kumpulan metoksil berkurangan, titik gel HPMC meningkat, keterlarutan air berkurangan, dan aktiviti permukaan berkurangan. Dalam industri bioperubatan, ia digunakan terutamanya sebagai bahan polimer pengawalan kadar untuk bahan salutan, bahan filem, dan persediaan pelepasan berterusan. Ia juga boleh digunakan sebagai penstabil, agen penggantungan, pelekat tablet, dan penambah kelikatan.

1.4.2 Prinsip

Menggunakan kaedah pempolimeran ampaian fasa terbalik, menggunakan penyerakan sebatian Tween-20, Span-60 dan Tween-20 sebagai penyebar berasingan, tentukan nilai HLB (surfaktan ialah amfifil dengan kumpulan hidrofilik dan kumpulan lipofilik Molekul, jumlah saiz dan daya keseimbangan antara kumpulan hidrofilik dan kumpulan lipofilik dalam molekul surfaktan ditakrifkan sebagai julat anggaran nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik bagi surfaktan digunakan sebagai fasa minyak Sikloheksana boleh memencarkan larutan monomer dengan lebih baik dan menghilangkan haba yang dihasilkan dalam eksperimen secara berterusan. jisim selulosa kering, supaya molekul linear berbilang terikat antara satu sama lain dan bersilang ke dalam struktur rangkaian Bahan yang secara kovalen mengikat atau memudahkan atau pembentukan ikatan ion antara rantai molekul polimer.

Kacau adalah sangat penting untuk eksperimen ini, dan kelajuan biasanya dikawal pada gear ketiga atau keempat. Kerana saiz kelajuan putaran secara langsung mempengaruhi saiz mikrosfera. Apabila kelajuan putaran lebih besar daripada 980r/min, akan berlaku fenomena melekat pada dinding yang serius, yang akan mengurangkan hasil produk dengan ketara; Ejen penghubung silang cenderung untuk menghasilkan gel pukal, dan produk sfera tidak boleh diperolehi.

2. Instrumen dan kaedah eksperimen

2.1 Instrumen Eksperimen

Imbangan elektronik, pengacau elektrik pelbagai fungsi, mikroskop polarisasi, penganalisis saiz zarah Malvern.

Untuk menyediakan mikrosfera hidrogel selulosa, bahan kimia utama yang digunakan ialah sikloheksana, Tween-20, Span-60, hidroksipropil metilselulosa, divinil sulfon, natrium hidroksida, air suling, yang kesemuanya Monomer dan bahan tambahan digunakan secara langsung tanpa rawatan.

2.2 Langkah-langkah penyediaan mikrosfera hidrogel selulosa

2.2.1 Menggunakan Tween 20 sebagai dispersan

Pelarutan hidroksipropilmetilselulosa. Timbang 2g natrium hidroksida dengan tepat dan sediakan larutan natrium hidroksida 2% dengan kelalang volumetrik 100ml. Ambil 80ml larutan natrium hidroksida yang disediakan dan panaskan dalam mandi air hingga kira-kira 50°C, timbangkan 0.2g selulosa dan tambahkannya ke dalam larutan alkali, kacau dengan batang kaca, letakkannya dalam air sejuk untuk mandi ais, dan gunakannya sebagai fasa air selepas larutan itu dijelaskan. Gunakan silinder bertingkat untuk menyukat 120ml sikloheksana (fasa minyak) ke dalam kelalang tiga leher, tarik 5ml Tween-20 ke dalam fasa minyak dengan picagari, dan kacau pada 700r/min selama satu jam. Ambil separuh daripada fasa berair yang disediakan dan masukkan ke dalam kelalang tiga leher dan kacau selama tiga jam. Kepekatan divinil sulfon ialah 99%, dicairkan kepada 1% dengan air suling. Gunakan pipet untuk mengambil 0.5ml DVS ke dalam kelalang volumetrik 50ml untuk menyediakan 1% DVS, 1ml DVS bersamaan dengan 0.01g. Gunakan pipet untuk mengambil 1ml ke dalam kelalang leher tiga. Kacau pada suhu bilik selama 22 jam.

2.2.2 Menggunakan span60 dan Tween-20 sebagai dispersan

Separuh lagi fasa air yang baru disediakan. Timbang 0.01gspan60 dan masukkannya ke dalam tabung uji, panaskan dalam tab mandi air 65 darjah sehingga ia cair, kemudian titiskan beberapa titis sikloheksana ke dalam tab mandi air dengan penitis getah, dan panaskan sehingga larutan bertukar menjadi putih susu. Masukkan ke dalam kelalang leher tiga, kemudian tambah 120ml sikloheksana, bilas tabung uji dengan sikloheksana beberapa kali, panaskan selama 5 minit, sejukkan ke suhu bilik, dan tambah 0.5ml Tween-20. Selepas kacau selama tiga jam, 1ml DVS cair telah ditambah. Kacau pada suhu bilik selama 22 jam.

2.2.3 Keputusan eksperimen

Sampel yang dikacau dicelupkan ke dalam rod kaca dan dilarutkan dalam 50ml etanol mutlak, dan saiz zarah diukur di bawah ukuran zarah Malvern. Menggunakan Tween-20 sebagai mikroemulsi penyebaran adalah lebih tebal, dan saiz zarah yang diukur 87.1% ialah 455.2d.nm, dan saiz zarah 12.9% ialah 5026d.nm. Mikroemulsi bagi penyebaran campuran Tween-20 dan Span-60 adalah serupa dengan susu, dengan saiz zarah 81.7% 5421d.nm dan saiz zarah 18.3% 180.1d.nm.

3. Perbincangan keputusan eksperimen

Untuk pengemulsi untuk menyediakan mikroemulsi songsang, selalunya lebih baik menggunakan sebatian surfaktan hidrofilik dan surfaktan lipofilik. Ini kerana keterlarutan surfaktan tunggal dalam sistem adalah rendah. Selepas kedua-duanya dikompaun, kumpulan hidrofilik dan kumpulan lipofilik masing-masing bekerjasama antara satu sama lain untuk mempunyai kesan pelarutan. Nilai HLB juga merupakan indeks yang biasa digunakan semasa memilih pengemulsi. Dengan melaraskan nilai HLB, nisbah pengemulsi sebatian dua komponen boleh dioptimumkan, dan lebih banyak mikrosfera seragam boleh disediakan. Dalam eksperimen ini, Span-60 lipofilik lemah (HLB=4.7) dan Tween-20 hidrofilik (HLB=16.7) digunakan sebagai penyerakan, dan Span-20 digunakan secara bersendirian sebagai penyerakan. Daripada keputusan eksperimen, dapat dilihat bahawa sebatian Kesannya adalah lebih baik daripada satu dispersant. Mikroemulsi penyebaran kompaun adalah agak seragam dan mempunyai konsistensi seperti susu; mikroemulsi yang menggunakan satu dispersan mempunyai kelikatan yang terlalu tinggi dan zarah putih. Puncak kecil muncul di bawah penyebaran kompaun Tween-20 dan Span-60. Sebab yang mungkin ialah ketegangan antara muka sistem kompaun Span-60 dan Tween-20 adalah tinggi, dan penyerakan itu sendiri dipecahkan di bawah kacau intensiti tinggi untuk membentuk Zarah-zarah halus akan menjejaskan keputusan eksperimen. Kelemahan Tween-20 dispersan ialah ia mempunyai sejumlah besar rantai polioksietilena (n=20 atau lebih), yang menjadikan halangan sterik antara molekul surfaktan lebih besar dan sukar untuk menjadi tumpat pada antara muka. Berdasarkan gabungan gambar rajah saiz zarah, zarah putih di dalamnya mungkin selulosa tidak tersebar. Oleh itu, keputusan eksperimen ini mencadangkan bahawa kesan penggunaan penyerakan sebatian adalah lebih baik, dan eksperimen dapat mengurangkan lagi jumlah Tween-20 untuk menjadikan mikrosfera yang disediakan lebih seragam.

Di samping itu, beberapa ralat dalam proses operasi eksperimen harus diminimumkan, seperti penyediaan natrium hidroksida dalam proses pembubaran HPMC, pencairan DVS, dll, harus diseragamkan sebanyak mungkin untuk mengurangkan ralat eksperimen. Perkara yang paling penting ialah jumlah penyebaran, kelajuan dan keamatan kacau, dan jumlah agen penghubung silang. Hanya apabila dikawal dengan betul, mikrosfera hidrogel dengan penyebaran yang baik dan saiz zarah seragam boleh disediakan.