Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een polymeer dat veel wordt gebruikt in farmaceutische preparaten en voornamelijk wordt gebruikt om de afgiftetijd van geneesmiddelen te verlengen. HPMC is een semi-synthetisch cellulosederivaat met wateroplosbaarheid en filmvormende eigenschappen. Door het molecuulgewicht, de concentratie, de viscositeit en andere eigenschappen van HPMC aan te passen, kan de afgiftesnelheid van geneesmiddelen effectief worden gecontroleerd, waardoor langdurige en aanhoudende afgifte van geneesmiddelen wordt bereikt.
1. Structuur en medicijnafgiftemechanisme van HPMC
HPMC wordt gevormd door hydroxypropyl- en methoxysubstitutie van de cellulosestructuur, en de chemische structuur ervan geeft het goede zwel- en filmvormende eigenschappen. Bij contact met water absorbeert HPMC snel water en zwelt op tot een gellaag. De vorming van deze gellaag is een van de belangrijkste mechanismen voor het controleren van de geneesmiddelafgifte. De aanwezigheid van de gellaag beperkt de verdere toegang van water tot de medicijnmatrix, en de diffusie van het medicijn wordt gehinderd door de gellaag, waardoor de afgiftesnelheid van het medicijn wordt vertraagd.
2. De rol van HPMC bij preparaten met verlengde afgifte
In preparaten met verlengde afgifte wordt HPMC gewoonlijk gebruikt als matrix met gecontroleerde afgifte. Het medicijn wordt gedispergeerd of opgelost in de HPMC-matrix en wanneer het in contact komt met maag-darmvloeistof, zwelt HPMC op en vormt een gellaag. Naarmate de tijd verstrijkt, wordt de gellaag geleidelijk dikker en vormt een fysieke barrière. Het medicijn moet via diffusie of matrixerosie in het externe medium worden vrijgegeven. Het werkingsmechanisme omvat hoofdzakelijk de volgende twee aspecten:
Zwellingsmechanisme: Nadat HPMC in contact komt met water, absorbeert de oppervlaktelaag water en zwelt op om een visco-elastische gellaag te vormen. Naarmate de tijd verstrijkt, zet de gellaag geleidelijk naar binnen uit, de buitenste laag zwelt op en laat los, en de binnenste laag blijft een nieuwe gellaag vormen. Dit continue zwel- en gelvormingsproces regelt de afgiftesnelheid van het medicijn.
Diffusiemechanisme: De diffusie van geneesmiddelen door de gellaag is een ander belangrijk mechanisme om de afgiftesnelheid te controleren. De gellaag van HPMC fungeert als een diffusiebarrière en het medicijn moet door deze laag gaan om het in vitro medium te bereiken. Het molecuulgewicht, de viscositeit en de concentratie van HPMC in het preparaat zullen de eigenschappen van de gellaag beïnvloeden, waardoor de diffusiesnelheid van het medicijn wordt gereguleerd.
3. Factoren die HPMC beïnvloeden
Er zijn veel factoren die de prestaties van HPMC met gecontroleerde afgifte beïnvloeden, waaronder het molecuulgewicht, de viscositeit, de dosering van HPMC, de fysische en chemische eigenschappen van het medicijn en de externe omgeving (zoals pH en ionsterkte).
Molecuulgewicht en viscositeit van HPMC: Hoe groter het molecuulgewicht van HPMC, hoe hoger de viscositeit van de gellaag en hoe langzamer de snelheid van geneesmiddelafgifte. HPMC met hoge viscositeit kan een hardere gellaag vormen, waardoor de diffusiesnelheid van het medicijn wordt belemmerd, waardoor de afgiftetijd van het medicijn wordt verlengd. Daarom wordt bij het ontwerpen van preparaten met verlengde afgifte vaak HPMC met verschillende molecuulgewichten en viscositeiten geselecteerd op basis van de behoeften om het verwachte afgifte-effect te bereiken.
Concentratie van HPMC: De concentratie van HPMC is ook een belangrijke factor bij het beheersen van de snelheid van geneesmiddelafgifte. Hoe hoger de concentratie HPMC, hoe dikker de gevormde gellaag, hoe groter de diffusieweerstand van het medicijn door de gellaag en hoe langzamer de afgiftesnelheid. Door de dosering van HPMC aan te passen, kan de afgiftetijd van het medicijn flexibel worden gecontroleerd.
Fysisch-chemische eigenschappen van geneesmiddelen: De wateroplosbaarheid, het molecuulgewicht, de oplosbaarheid enz. van het geneesmiddel zullen het afgiftegedrag in de HPMC-matrix beïnvloeden. Voor geneesmiddelen met een goede wateroplosbaarheid kan het geneesmiddel snel in water oplossen en door de gellaag diffunderen, waardoor de afgiftesnelheid sneller is. Voor geneesmiddelen met een slechte wateroplosbaarheid is de oplosbaarheid laag, diffundeert het geneesmiddel langzaam in de gellaag en is de afgiftetijd langer.
Invloed van externe omgeving: De geleigenschappen van HPMC kunnen verschillen in omgevingen met verschillende pH-waarden en ionsterkten. HPMC kan verschillend zwelgedrag vertonen in zure omgevingen, waardoor de afgiftesnelheid van geneesmiddelen wordt beïnvloed. Vanwege de grote pH-veranderingen in het menselijke maagdarmkanaal vereist het gedrag van HPMC-matrixpreparaten met langdurige afgifte onder verschillende pH-omstandigheden speciale aandacht om ervoor te zorgen dat het medicijn stabiel en continu kan worden afgegeven.
4. Toepassing van HPMC in verschillende soorten preparaten met gecontroleerde afgifte
HPMC wordt veel gebruikt in preparaten met verlengde afgifte van verschillende doseringsvormen, zoals tabletten, capsules en korrels. In tabletten kan HPMC als matrixmateriaal een uniform medicijn-polymeermengsel vormen en het medicijn geleidelijk vrijgeven in het maagdarmkanaal. In capsules wordt HPMC ook vaak gebruikt als membraan met gecontroleerde afgifte om medicijndeeltjes te coaten, en de afgiftetijd van het medicijn wordt gecontroleerd door de dikte en viscositeit van de coatinglaag aan te passen.
Toepassing in tabletten: Tabletten zijn de meest voorkomende orale doseringsvorm en HPMC wordt vaak gebruikt om het effect van langdurige afgifte van geneesmiddelen te bereiken. HPMC kan worden gemengd met medicijnen en worden gecomprimeerd om een uniform verspreid matrixsysteem te vormen. Wanneer de tablet het maagdarmkanaal binnendringt, zwelt het oppervlak van de HPMC snel op en vormt een gel, die de oplossnelheid van het medicijn vertraagt. Tegelijkertijd wordt, naarmate de gellaag dikker wordt, de afgifte van het interne medicijn geleidelijk gecontroleerd.
Toepassing in capsules:
In capsulepreparaten wordt HPMC meestal gebruikt als een membraan met gecontroleerde afgifte. Door het gehalte aan HPMC in de capsule en de dikte van de coatingfilm aan te passen, kan de afgiftesnelheid van het medicijn worden gecontroleerd. Bovendien heeft HPMC een goede oplosbaarheid en biocompatibiliteit in water, waardoor het brede toepassingsmogelijkheden heeft in systemen met gecontroleerde afgifte in capsules.
5. Toekomstige ontwikkelingstrends
Met de vooruitgang van de farmaceutische technologie is de toepassing van HPMC niet alleen beperkt tot preparaten met verlengde afgifte, maar kan deze ook worden gecombineerd met andere nieuwe medicijnafgiftesystemen, zoals microsferen, nanodeeltjes, enz., om een nauwkeuriger gecontroleerde medicijnafgifte te bereiken. Bovendien kunnen, door de structuur van HPMC verder te modificeren, zoals het mengen met andere polymeren, chemische modificatie, enz., de prestaties ervan in preparaten met gecontroleerde afgifte verder worden geoptimaliseerd.
HPMC kan de afgiftetijd van geneesmiddelen effectief verlengen via het zwellingsmechanisme om een gellaag te vormen. Factoren zoals het molecuulgewicht, de viscositeit, de concentratie van HPMC en de fysisch-chemische eigenschappen van het medicijn zullen het gecontroleerde afgifte-effect ervan beïnvloeden. In praktische toepassingen kan, door de gebruiksomstandigheden van HPMC rationeel te ontwerpen, een langdurige afgifte van verschillende soorten geneesmiddelen worden bereikt om aan de klinische behoeften te voldoen. In de toekomst heeft HPMC brede toepassingsmogelijkheden op het gebied van langdurige afgifte van geneesmiddelen en kan het worden gecombineerd met nieuwe technologieën om de ontwikkeling van systemen voor medicijnafgifte verder te bevorderen.
Posttijd: 19 september 2024