Preparazzjoni ta 'Mikrosferi Hydrogel minn Hydroxypropyl Methyl Cellulose

Dan l-esperiment jadotta l-metodu ta 'polimerizzazzjoni tas-sospensjoni b'fażi inversa, bl-użu ta' hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) bħala l-materja prima, soluzzjoni ta 'idrossidu tas-sodju bħala l-fażi ta' l-ilma, cyclohexane bħala l-fażi taż-żejt, u divinyl sulfone (DVS) bħala l-cross-linking Mixture of Tween- 20 u Span-60 bħala dispersant, waqt li tħawwad b'veloċità ta '400-900r/min biex tipprepara mikrosferi tal-idroġel.

Kliem ewlieni: idrossipropil metilċelluloża; idroġel; mikrosferi; dispersant

1.Ħarsa ġenerali

1.1 Definizzjoni ta 'idroġel

Hydrogel (Hydrogel) huwa tip ta 'polimeru molekulari għoli li fih ammont kbir ta' ilma fl-istruttura tan-netwerk u ma jinħallx fl-ilma. Parti minn gruppi idrofobiċi u residwi idrofiliċi huma introdotti fil-polimeru li jinħall fl-ilma bi struttura crosslinked tan-netwerk, u l-idrofili Ir-residwi jingħaqdu mal-molekuli tal-ilma, jgħaqqdu l-molekuli tal-ilma ġewwa n-netwerk, filwaqt li r-residwi idrofobiċi jintefħu bl-ilma biex jiffurmaw cross -polimeri marbuta. Il-ġeli u l-lentijiet tal-kuntatt fil-ħajja ta 'kuljum huma kollha prodotti tal-idroġel. Skont id-daqs u l-għamla tal-idroġel, jista 'jinqasam f'ġel makroskopiku u ġel mikroskopiku (mikrosfera), u ta' l-ewwel jista 'jinqasam fi sponża kolonni, poruż, fibruż, membranuż, sferiku, eċċ Il-mikrosferi ppreparati bħalissa u mikrosferi nanoskali għandhom irtubija tajba, elastiċità, kapaċità ta 'ħażna ta' likwidu u bijokompatibilità, u jintużaw fir-riċerka ta 'drogi maqbuda.

1.2 Sinifikat tal-għażla tas-suġġett

F'dawn l-aħħar snin, sabiex jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-protezzjoni ambjentali, materjali tal-idroġel polimeru gradwalment ġibdu attenzjoni mifruxa minħabba l-proprjetajiet idrofiliċi tajbin u l-bijokompatibilità tagħhom. Mikrosferi tal-idroġel ġew ippreparati minn hydroxypropyl methylcellulose bħala materja prima f'dan l-esperiment. Hydroxypropyl methylcellulose huwa etere taċ-ċelluloża mhux joniku, trab abjad, bla riħa u bla togħma, u għandu karatteristiċi insostitwibbli ta 'materjali polimeri sintetiċi oħra, għalhekk għandu valur għoli ta' riċerka fil-qasam tal-polimeru.

1.3 L-istatus ta 'żvilupp fid-dar u barra

Hydrogel hija forma ta 'dożaġġ farmaċewtika li ġibdet ħafna attenzjoni fil-komunità medika internazzjonali f'dawn l-aħħar snin u żviluppat malajr. Minn meta Wichterle u Lim ippubblikaw ix-xogħol pijunier tagħhom dwar l-idroġels cross-linked HEMA fl-1960, ir-riċerka u l-esplorazzjoni tal-idroġels komplew japprofondixxu. F'nofs is-snin sebgħin, Tanaka skopra idroġels sensittivi għall-pH meta tkejjel il-proporzjon ta 'nefħa ta' ġellijiet ta 'l-akrilamide ta' età, li jimmarka pass ġdid fl-istudju ta 'idroġels. pajjiżna jinsab fl-istadju tal-iżvilupp tal-idroġel. Minħabba l-proċess ta 'preparazzjoni estensiva tal-mediċina tradizzjonali Ċiniża u komponenti kumplessi, huwa diffiċli li jiġi estratt prodott pur wieħed meta komponenti multipli jaħdmu flimkien, u d-dożaġġ huwa kbir, għalhekk l-iżvilupp tal-idroġel tal-mediċina Ċiniża jista' jkun relattivament bil-mod.

1.4 Materjali u prinċipji sperimentali

1.4.1 Hydroxypropyl methylcellulose

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), derivattiv ta 'methyl cellulose, huwa etere mħallat importanti, li jappartjeni għal polimeri mhux joniċi li jinħallu fl-ilma, u huwa bla riħa, bla togħma u mhux tossiku.

L-HPMC industrijali huwa fil-forma ta 'trab abjad jew fibra bajda maħlula, u s-soluzzjoni milwiema tagħha għandha attività tal-wiċċ, trasparenza għolja u prestazzjoni stabbli. Minħabba li HPMC għandu l-proprjetà ta 'ġelazzjoni termali, is-soluzzjoni akwea tal-prodott tissaħħan biex tifforma ġel u tippreċipita, u mbagħad tinħall wara t-tkessiħ, u t-temperatura tal-ġelazzjoni ta' speċifikazzjonijiet differenti tal-prodott hija differenti. Il-proprjetajiet ta 'speċifikazzjonijiet differenti ta' HPMC huma wkoll differenti. Is-solubilità tinbidel bil-viskożità u mhix affettwata mill-valur tal-pH. Aktar ma tkun baxxa l-viskożità, akbar tkun is-solubilità. Hekk kif il-kontenut tal-grupp ta 'methoxyl jonqos, il-punt tal-ġell ta' HPMC jiżdied, is-solubilità fl-ilma tonqos, u l-attività tal-wiċċ tonqos. Fl-industrija bijomedika, huwa prinċipalment użat bħala materjal polimeru li jikkontrolla r-rata għal materjali tal-kisi, materjali tal-film, u preparazzjonijiet ta 'rilaxx sostnut. Jista 'jintuża wkoll bħala stabilizzatur, aġent ta' sospensjoni, kolla tal-pillola, u li jsaħħaħ il-viskożità.

1.4.2 Prinċipju

Bl-użu tal-metodu ta 'polimerizzazzjoni tas-sospensjoni tal-fażi inversa, bl-użu ta' dispersant kompost ta 'Tween-20, Span-60 u Tween-20 bħala dispersanti separati, iddetermina l-valur HLB (surfactant huwa amphiphile bi grupp idrofiliku u grupp lipofiliku Molekula, l-ammont tad-daqs u l-forza bilanċ bejn il-grupp idrofiliku u l-grupp lipofiliku fil-molekula tas-surfactant huwa definit bħala l-firxa approssimattiva tal-valur tal-bilanċ idrofiliku-lipofiliku tas-Surfactant huwa użat bħala l-fażi taż-żejt Cyclohexane jista 'jxerred aħjar is-soluzzjoni tal-monomeru u s-sħana ġġenerata fl-esperiment kontinwament Id-dożaġġ huwa 1-5 darbiet dak tas-soluzzjoni akwea tal-monomeru B'konċentrazzjoni ta '99% divinyl sulfone bħala l-aġent ta' cross-linking, u l-ammont ta 'cross-linking huwa kkontrollat ​​f'madwar 10%. il-massa niexfa taċ-ċelluloża, sabiex il-molekuli lineari multipli huma magħqudin ma 'xulxin u magħqudin inkroċjat fi struttura ta' netwerk Sustanza li tgħaqqad b'mod kovalenti jew tiffaċilita jew il-formazzjoni ta 'bonds joniċi bejn il-ktajjen molekulari tal-polimeru.

It-taħwid huwa importanti ħafna għal dan l-esperiment, u l-veloċità hija ġeneralment ikkontrollata fit-tielet jew ir-raba 'ger. Minħabba li d-daqs tal-veloċità rotazzjonali jaffettwa direttament id-daqs tal-mikrosferi. Meta l-veloċità tar-rotazzjoni tkun akbar minn 980r/min, se jkun hemm fenomenu serju ta 'twaħħil tal-ħajt, li jnaqqas ħafna r-rendiment tal-prodott; L-aġent tal-cross-linking għandu tendenza li jipproduċi ġellijiet bl-ingrossa, u prodotti sferiċi ma jistgħux jinkisbu.

2. Strumenti u metodi sperimentali

2.1 Strumenti Sperimentali

Bilanċ elettroniku, stirrer elettriku multifunzjonali, mikroskopju polarizzanti, analizzatur tad-daqs tal-partiċelli Malvern.

Biex tipprepara mikrosferi tal-idroġel taċ-ċelluloża, il-kimiċi ewlenin użati huma cyclohexane, Tween-20, Span-60, hydroxypropyl methylcellulose, divinyl sulfone, idrossidu tas-sodju, ilma distillat, li kollha Monomeri u addittivi jintużaw direttament mingħajr trattament.

2.2 Passi ta' preparazzjoni ta' mikrosferi ta' idroġel taċ-ċelluloża

2.2.1 L-użu ta' Tween 20 bħala dispersant

Dissoluzzjoni ta 'hydroxypropylmethylcellulose. Iżen preċiż 2g ta’ idrossidu tas-sodju u pprepara soluzzjoni ta’ idrossidu tas-sodju ta’ 2% bi flixkun volumetriku ta’ 100ml. Ħu 80ml tas-soluzzjoni ppreparata ta’ idrossidu tas-sodju u saħħanha f’banju ta’ l-ilma għal madwar 50°C, iżen 0.2g ta 'ċelluloża u żidha mas-soluzzjoni alkalina, ħawwadha b'virga tal-ħġieġ, poġġiha f'ilma kiesaħ għal banju tas-silġ, u użaha bħala l-fażi tal-ilma wara li s-soluzzjoni tiġi ċċarata. Uża ċilindru gradwat biex tkejjel 120ml ta 'cyclohexane (fażi taż-żejt) fi flask bi tliet għonq, iġbed 5ml ta' Tween-20 fil-fażi taż-żejt b'siringa, u ħawwad f'700r/min għal siegħa. Ħu nofs il-fażi milwiema ppreparata u żidha ma’ flixkun bi tliet għonq u ħawwad għal tliet sigħat. Il-konċentrazzjoni ta 'divinyl sulfone hija 99%, dilwita għal 1% b'ilma distillat. Uża pipetta biex tieħu 0.5ml ta' DVS fi flixkun volumetriku ta' 50ml biex tipprepara 1% DVS, 1ml ta' DVS huwa ekwivalenti għal 0.01g. Uża pipetta biex tieħu 1ml fil-garafina bi tliet għonq. Ħawwad f'temperatura tal-kamra għal 22 siegħa.

2.2.2 L-użu ta 'span60 u Tween-20 bħala dispersanti

In-nofs l-ieħor tal-fażi tal-ilma li għadha kif ġiet ippreparata. Iżen 0.01gspan60 u żidha mat-tubu tat-test, saħħanha f'banju ta 'l-ilma ta' 65 grad sakemm idub, imbagħad waqqa 'ftit qatriet ta' cyclohexane fil-banju ta 'l-ilma b'qatra tal-gomma, u saħħanha sakemm is-soluzzjoni ssir abjad ħalib. Żidha ma 'kunjett bi tliet għonq, imbagħad żid 120ml ta' cyclohexane, laħlaħ it-tubu tat-test b'cyclohexane diversi drabi, saħħan għal 5min, kessaħ għat-temperatura tal-kamra, u żid 0.5ml ta 'Tween-20. Wara li tħawwad għal tliet sigħat, ġie miżjud 1ml ta' DVS dilwit. Ħawwad f'temperatura tal-kamra għal 22 siegħa.

2.2.3 Riżultati sperimentali

Il-kampjun imħawwad ġie mgħaddas f'virga tal-ħġieġ u maħlul f'50ml ta 'etanol assolut, u d-daqs tal-partiċelli kien imkejjel taħt particle sizer Malvern. L-użu ta 'Tween-20 bħala mikroemulsjoni dispersant huwa eħxen, u d-daqs tal-partiċelli mkejjel ta' 87.1% huwa 455.2d.nm, u d-daqs tal-partiċelli ta '12.9% huwa 5026d.nm. Il-mikroemulsjoni ta 'dispersant imħallat Tween-20 u Span-60 hija simili għal dik tal-ħalib, b'81.7% daqs tal-partiċelli ta' 5421d.nm u 18.3% daqs tal-partiċella ta '180.1d.nm.

3. Diskussjoni tar-riżultati sperimentali

Għall-emulsifikatur għall-preparazzjoni ta 'mikroemulsjoni inversa, ħafna drabi huwa aħjar li tuża l-kompost ta' surfactant idrofiliku u surfactant lipofiliku. Dan huwa minħabba li s-solubilità ta 'surfactant wieħed fis-sistema hija baxxa. Wara li t-tnejn jitħalltu, il-gruppi idrofiliċi u l-gruppi lipofiliċi ta 'Xulxin jikkooperaw ma' xulxin biex ikollhom effett solubilizzanti. Il-valur HLB huwa wkoll indiċi użat komunement meta jintgħażlu emulsjonanti. Billi taġġusta l-valur HLB, il-proporzjon tal-emulsifikatur kompost b'żewġ komponenti jista 'jiġi ottimizzat, u mikrosferi aktar uniformi jistgħu jiġu ppreparati. F'dan l-esperiment, Span-60 dgħajjef lipofiliku (HLB=4.7) u Tween-20 idrofiliku (HLB=16.7) intużaw bħala dispersant, u Span-20 intuża waħdu bħala dispersant. Mir-riżultati sperimentali, wieħed jista 'jara li l-kompost L-effett huwa aħjar minn dispersant wieħed. Il-mikroemulsjoni tal-kompost dispersant hija relattivament uniformi u għandha konsistenza bħal ħalib; il-mikroemulsjoni li tuża dispersant wieħed għandha viskożità għolja wisq u partiċelli bojod. Il-quċċata żgħira tidher taħt it-tixrid kompost ta 'Tween-20 u Span-60. Ir-raġuni possibbli hija li t-tensjoni interfaċjali tas-sistema kompost ta 'Span-60 u Tween-20 hija għolja, u d-dispersant innifsu jinqasam taħt tħawwad ta' intensità għolja biex jiffurmaw Il-partiċelli fini se jaffettwaw ir-riżultati sperimentali. L-iżvantaġġ tad-dispersant Tween-20 huwa li għandu numru kbir ta 'ktajjen tal-polyoxyethylene (n=20 jew hekk), li jagħmel it-tfixkil steriku bejn il-molekuli tas-surfactant akbar u huwa diffiċli li jkun dens fl-interface. Meta wieħed jiġġudika mill-kombinazzjoni ta 'dijagrammi tad-daqs tal-partiċelli, il-partiċelli bojod ġewwa jistgħu jkunu ċelluloża mhux imxerrda. Għalhekk, ir-riżultati ta 'dan l-esperiment jissuġġerixxu li l-effett tal-użu ta' dispersant kompost huwa aħjar, u l-esperiment jista 'aktar inaqqas l-ammont ta' Tween-20 biex jagħmel il-mikrosferi ppreparati aktar uniformi.

Barra minn hekk, xi żbalji fil-proċess ta 'operazzjoni sperimentali għandhom jiġu minimizzati, bħall-preparazzjoni ta' idrossidu tas-sodju fil-proċess ta 'dissoluzzjoni ta' HPMC, id-dilwizzjoni ta 'DVS, eċċ., Għandhom jiġu standardizzati kemm jista' jkun biex jitnaqqsu l-iżbalji sperimentali. L-iktar ħaġa importanti hija l-ammont ta 'dispersant, il-veloċità u l-intensità tat-taħwid, u l-ammont ta' aġent ta 'cross-linking. Meta jkun ikkontrollat ​​sew biss jistgħu jiġu ppreparati mikrosferi tal-idroġel b'dispersjoni tajba u daqs tal-partiċelli uniformi.