Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) - це полімер, який широко використовується у фармацевтичних препаратах, головним чином для подовження часу вивільнення ліків. ГПМЦ — це напівсинтетична похідна целюлози з водорозчинністю та плівкоутворюючими властивостями. Шляхом регулювання молекулярної маси, концентрації, в’язкості та інших властивостей HPMC можна ефективно контролювати швидкість вивільнення ліків, досягаючи таким чином тривалого та тривалого вивільнення ліків.
1. Структура та механізм вивільнення ліків ГПМЦ
HPMC утворюється шляхом гідроксипропілового та метоксизаміщення структури целюлози, а його хімічна структура надає йому хороші властивості набухання та плівкоутворення. При контакті з водою HPMC швидко вбирає воду і набухає, утворюючи шар гелю. Утворення цього шару гелю є одним із ключових механізмів контролю вивільнення ліків. Наявність шару гелю обмежує подальше надходження води в матрицю препарату, а дифузія препарату перешкоджає шару гелю, тим самим сповільнюючи швидкість вивільнення препарату.
2. Роль ГПМЦ у препаратах із уповільненим вивільненням
У препаратах із уповільненим вивільненням HPMC зазвичай використовується як матриця з контрольованим вивільненням. Препарат диспергується або розчиняється в матриці HPMC, і коли він вступає в контакт із шлунково-кишковою рідиною, HPMC набухає та утворює шар гелю. З часом шар гелю поступово потовщується, утворюючи фізичний бар’єр. Препарат повинен виділятися в зовнішнє середовище шляхом дифузії або ерозії матриці. Його механізм дії в основному включає наступні два аспекти:
Механізм набухання: після того, як HPMC вступає в контакт з водою, поверхневий шар поглинає воду та набухає, утворюючи шар в’язкопружного гелю. З плином часу шар гелю поступово розширюється всередину, зовнішній шар набухає і відшаровується, а внутрішній шар продовжує утворювати новий шар гелю. Цей постійний процес набухання та утворення гелю контролює швидкість вивільнення препарату.
Механізм дифузії: дифузія ліків через шар гелю є ще одним важливим механізмом контролю швидкості вивільнення. Гелевий шар HPMC діє як дифузійний бар’єр, і препарат повинен пройти через цей шар, щоб досягти середовища in vitro. Молекулярна маса, в'язкість і концентрація HPMC в препараті впливатимуть на властивості шару гелю, тим самим регулюючи швидкість дифузії препарату.
3. Фактори, що впливають на ГПМЦ
Є багато факторів, які впливають на ефективність контрольованого вивільнення HPMC, включаючи молекулярну масу, в'язкість, дозування HPMC, фізичні та хімічні властивості препарату та зовнішнє середовище (таке як рН та іонна сила).
Молекулярна маса та в'язкість HPMC: чим більша молекулярна маса HPMC, тим вища в'язкість шару гелю та повільніша швидкість вивільнення препарату. HPMC з високою в'язкістю може утворювати більш міцний шар гелю, перешкоджаючи швидкості дифузії препарату, тим самим подовжуючи час вивільнення препарату. Тому при розробці препаратів із уповільненим вивільненням ГПМЦ з різною молекулярною масою та в’язкістю часто вибирають відповідно до потреб досягнення очікуваного ефекту вивільнення.
Концентрація HPMC: концентрація HPMC також є важливим фактором у контролі швидкості вивільнення ліків. Чим вища концентрація HPMC, тим товщі утворюється шар гелю, тим більший опір дифузії лікарського засобу через шар гелю, і тим повільніше швидкість вивільнення. Регулюючи дозування HPMC, можна гнучко контролювати час вивільнення препарату.
Фізико-хімічні властивості ліків: Розчинність у воді, молекулярна маса, розчинність тощо препарату впливатимуть на його поведінку при вивільненні в матриці HPMC. Ліки з хорошою розчинністю у воді можуть швидко розчинятися у воді та дифундувати через шар гелю, тому швидкість вивільнення є швидшою. Для препаратів з поганою розчинністю у воді розчинність низька, препарат повільно дифундує в шарі гелю, а час вивільнення довший.
Вплив зовнішнього середовища: Властивості гелю HPMC можуть відрізнятися в середовищах з різними значеннями pH та іонною силою. HPMC може демонструвати різну поведінку набрякання в кислому середовищі, таким чином впливаючи на швидкість вивільнення ліків. Через значні зміни рН у шлунково-кишковому тракті людини поведінка препаратів матриці ГПМЦ із уповільненим вивільненням за різних умов рН вимагає особливої уваги, щоб забезпечити стабільне та безперервне вивільнення препарату.
4. Застосування ГПМЦ у різних типах препаратів із контрольованим вивільненням
HPMC широко використовується в препаратах із уповільненим вивільненням різних лікарських форм, таких як таблетки, капсули та гранули. У таблетках ГПМЦ як матеріал матриці може утворювати однорідну лікарсько-полімерну суміш і поступово вивільняти препарат у шлунково-кишковому тракті. У капсулах HPMC також часто використовується як мембрана з контрольованим вивільненням для покриття частинок препарату, а час вивільнення препарату контролюється шляхом регулювання товщини та в’язкості шару покриття.
Застосування в таблетках: Таблетки є найпоширенішою пероральною лікарською формою, і HPMC часто використовується для досягнення ефекту пролонгованого вивільнення ліків. HPMC можна змішувати з лікарськими засобами та стискати для утворення рівномірно диспергованої матричної системи. Коли таблетка потрапляє в шлунково-кишковий тракт, поверхня ГПМЦ швидко набухає і утворює гель, що сповільнює швидкість розчинення препарату. У той же час, оскільки шар гелю продовжує потовщуватися, вивільнення внутрішнього препарату поступово контролюється.
Застосування в капсулах:
У капсульних препаратах HPMC зазвичай використовується як мембрана з контрольованим вивільненням. Шляхом регулювання вмісту HPMC в капсулі та товщини плівки покриття можна контролювати швидкість вивільнення препарату. Крім того, HPMC має добру розчинність і біосумісність у воді, тому він має широкі перспективи застосування в системах контрольованого вивільнення капсул.
5. Майбутні тенденції розвитку
З розвитком фармацевтичних технологій застосування HPMC обмежується не тільки препаратами з уповільненим вивільненням, але також може поєднуватися з іншими новими системами доставки ліків, такими як мікросфери, наночастинки тощо, для досягнення більш точного контрольованого вивільнення ліків. Крім того, шляхом подальшої модифікації структури HPMC, наприклад змішування з іншими полімерами, хімічної модифікації тощо, можна додатково оптимізувати його ефективність у препаратах із контрольованим вивільненням.
HPMC може ефективно подовжувати час вивільнення ліків завдяки своєму механізму набухання з утворенням шару гелю. Такі фактори, як молекулярна маса, в'язкість, концентрація HPMC та фізико-хімічні властивості препарату, впливатимуть на його ефект контрольованого вивільнення. У практичних застосуваннях шляхом раціонального проектування умов використання HPMC можна досягти тривалого вивільнення різних типів ліків для задоволення клінічних потреб. У майбутньому HPMC має широкі перспективи застосування в області тривалого вивільнення лікарських засобів і може поєднуватися з новими технологіями для подальшого сприяння розвитку систем доставки ліків.
Час публікації: 19 вересня 2024 р