Hydroxypropyl Methyl Cellulose سے Hydrogel Microspheres کی تیاری

یہ تجربہ ریورس فیز سسپنشن پولیمرائزیشن کا طریقہ اپناتا ہے، ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھل سیلولوز (HPMC) کو خام مال کے طور پر، سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ محلول کو پانی کے مرحلے کے طور پر، سائکلوہیکسین کو تیل کے مرحلے کے طور پر، اور ڈیوینائل سلفون (DVS) کو کراس لنک کرنے والے مرکب کے طور پر۔ 20 اور Span-60 بطور ڈسپرسنٹ، ہائیڈروجیل مائیکرو اسپیئرز تیار کرنے کے لیے 400-900r/منٹ کی رفتار سے ہلچل مچا رہے ہیں۔

کلیدی الفاظ: hydroxypropyl methylcellulose؛ ہائیڈروجیل microspheres منتشر

1.جائزہ

1.1 ہائیڈروجیل کی تعریف

ہائیڈروجیل (Hydrogel) ایک قسم کا اعلی مالیکیولر پولیمر ہے جس میں نیٹ ورک کی ساخت میں پانی کی ایک بڑی مقدار ہوتی ہے اور یہ پانی میں اگھلنشیل ہوتا ہے۔ ہائیڈروفوبک گروپس اور ہائیڈرو فیلک اوشیشوں کا ایک حصہ پانی میں گھلنشیل پولیمر میں نیٹ ورک کراس لنکڈ ڈھانچے کے ساتھ متعارف کرایا جاتا ہے، اور ہائیڈرو فیلک باقیات پانی کے مالیکیولز سے منسلک ہوتے ہیں، نیٹ ورک کے اندر پانی کے مالیکیولز کو جوڑتے ہیں، جبکہ ہائیڈروفوبک باقیات پانی کے ساتھ پھول کر کراس بنتی ہیں۔ - منسلک پولیمر۔ روزمرہ کی زندگی میں جیلی اور کانٹیکٹ لینس تمام ہائیڈروجیل مصنوعات ہیں۔ ہائیڈروجیل کی جسامت اور شکل کے مطابق، اسے میکروسکوپک جیل اور مائکروسکوپک جیل (مائکرو اسپیئر) میں تقسیم کیا جاسکتا ہے، اور سابقہ ​​کو کالم، غیر محفوظ اسفنج، ریشے دار، جھلی نما، کروی وغیرہ میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ اچھی نرمی، لچک، مائع ذخیرہ کرنے کی صلاحیت اور بائیو کمپیٹیبلٹی ہے، اور ان کا استعمال پھنسے ہوئے ادویات کی تحقیق میں کیا جاتا ہے۔

1.2 موضوع کے انتخاب کی اہمیت

حالیہ برسوں میں، ماحولیاتی تحفظ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، پولیمر ہائیڈروجیل مواد نے آہستہ آہستہ اپنی اچھی ہائیڈرو فیلک خصوصیات اور بائیو مطابقت کی وجہ سے بڑے پیمانے پر توجہ مبذول کرائی ہے۔ اس تجربے میں خام مال کے طور پر ہائیڈروجیل مائیکرو اسپیئرز ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھل سیلولوز سے تیار کیے گئے تھے۔ Hydroxypropyl methylcellulose ایک غیر آئنک سیلولوز ایتھر، سفید پاؤڈر، بے بو اور بے ذائقہ ہے، اور اس میں دیگر مصنوعی پولیمر مواد کی ناقابل تلافی خصوصیات ہیں، اس لیے پولیمر فیلڈ میں اس کی اعلیٰ تحقیقی قدر ہے۔

1.3 اندرون و بیرون ملک ترقی کی حیثیت

ہائیڈروجیل ایک دواسازی کی خوراک کی شکل ہے جس نے حالیہ برسوں میں بین الاقوامی طبی برادری میں بہت زیادہ توجہ مبذول کی ہے اور تیزی سے ترقی کی ہے۔ چونکہ Wichterle اور Lim نے 1960 میں HEMA کراس سے منسلک ہائیڈروجلز پر اپنا اہم کام شائع کیا، ہائیڈروجلز کی تحقیق اور تلاش کا عمل جاری ہے۔ 1970 کی دہائی کے وسط میں، تاناکا نے عمر رسیدہ ایکریلامائڈ جیلوں کے سوجن کے تناسب کی پیمائش کرتے وقت پی ایچ حساس ہائیڈروجلز دریافت کیے، جس سے ہائیڈروجلز کے مطالعہ میں ایک نیا قدم تھا۔ میرا ملک ہائیڈروجیل ترقی کے مرحلے میں ہے۔ روایتی چینی ادویات اور پیچیدہ اجزاء کی تیاری کے وسیع عمل کی وجہ سے، جب ایک سے زیادہ اجزاء مل کر کام کرتے ہیں تو ایک خالص مصنوعات کو نکالنا مشکل ہوتا ہے، اور خوراک بڑی ہوتی ہے، اس لیے چینی ادویات ہائیڈروجل کی ترقی نسبتاً سست ہو سکتی ہے۔

1.4 تجرباتی مواد اور اصول

1.4.1 ہائیڈروکسی پروپیل میتھل سیلولوز

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC)، جو میتھائل سیلولوز سے ماخوذ ہے، ایک اہم مخلوط ایتھر ہے، جس کا تعلق غیر آئنک پانی میں حل پذیر پولیمر سے ہے، اور یہ بے بو، بے ذائقہ اور غیر زہریلا ہے۔

صنعتی HPMC سفید پاؤڈر یا سفید ڈھیلے فائبر کی شکل میں ہے، اور اس کے آبی محلول میں سطحی سرگرمی، اعلیٰ شفافیت اور مستحکم کارکردگی ہے۔ چونکہ HPMC میں تھرمل جیلیشن کی خاصیت ہوتی ہے، اس لیے پروڈکٹ کے آبی محلول کو گرم کرکے جیل کی شکل دی جاتی ہے اور پھر ٹھنڈا ہونے کے بعد تحلیل ہو جاتا ہے، اور مصنوعات کی مختلف خصوصیات کا جیلیشن درجہ حرارت مختلف ہوتا ہے۔ HPMC کی مختلف خصوصیات کی خصوصیات بھی مختلف ہیں۔ حل پذیری viscosity کے ساتھ تبدیل ہوتی ہے اور pH قدر سے متاثر نہیں ہوتی ہے۔ واسکعثاٹی جتنی کم ہوگی، حل پذیری اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ جیسے جیسے میتھوکسیل گروپ کا مواد کم ہوتا ہے، HPMC کا جیل پوائنٹ بڑھ جاتا ہے، پانی میں حل پذیری کم ہوتی ہے، اور سطح کی سرگرمی کم ہوتی ہے۔ بایومیڈیکل انڈسٹری میں، یہ بنیادی طور پر کوٹنگ میٹریل، فلم میٹریل، اور مسلسل ریلیز کی تیاریوں کے لیے شرح کو کنٹرول کرنے والے پولیمر مواد کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ اسے اسٹیبلائزر، معطل کرنے والے ایجنٹ، ٹیبلٹ چپکنے والے، اور viscosity بڑھانے والے کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

1.4.2 اصول

ریورس فیز سسپنشن پولیمرائزیشن کا طریقہ استعمال کرتے ہوئے، Tween-20، Span-60 کمپاؤنڈ ڈسپرسنٹ اور Tween-20 کو الگ الگ ڈسپرسنٹ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، HLB ویلیو کا تعین کریں (سرفیکٹنٹ ہائیڈرو فیلک گروپ اور لیپوفیلک گروپ مالیکیول کے ساتھ ایک ایمفیفائل ہے، سائز اور قوت کی مقدار سرفیکٹنٹ مالیکیول میں ہائیڈرو فیلک گروپ اور لیپوفیلک گروپ کے درمیان توازن کو سرفیکٹنٹ کے ہائیڈرو فیلک-لیپوفیلک بیلنس ویلیو کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ سائکلوہیکسین مونومر محلول کو بہتر طور پر منتشر کر سکتا ہے۔ مسلسل تجربے میں 99% ڈیوائنل سلفون کی مقدار کو کراس لنکنگ ایجنٹ کے مقابلے میں 1-5 گنا زیادہ کنٹرول کیا جاتا ہے۔ خشک سیلولوز ماس، تاکہ ایک سے زیادہ لکیری مالیکیول ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہوں اور ایک ایسا مادہ جو ہم آہنگی سے بانڈ یا سہولت فراہم کرتا ہے یا پولیمر مالیکیولر چینز کے درمیان آئنک بانڈ تشکیل دیتا ہے۔

اس تجربے کے لیے ہلچل بہت اہم ہے، اور رفتار عام طور پر تیسرے یا چوتھے گیئر پر کنٹرول کی جاتی ہے۔ کیونکہ گردشی رفتار کا سائز مائکرو اسپیرز کے سائز کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ جب گردش کی رفتار 980r/منٹ سے زیادہ ہوتی ہے، تو دیوار سے چپکنے کا سنگین رجحان ہو گا، جو مصنوعات کی پیداوار کو بہت کم کر دے گا۔ کراس لنکنگ ایجنٹ بلک جیل تیار کرتا ہے، اور کروی مصنوعات حاصل نہیں کی جاسکتی ہیں۔

2. تجرباتی آلات اور طریقے

2.1 تجرباتی آلات

الیکٹرانک بیلنس، ملٹی فنکشنل الیکٹرک اسٹرر، پولرائزنگ مائکروسکوپ، مالورن پارٹیکل سائز اینالائزر۔

سیلولوز ہائیڈروجیل مائیکرو اسپیئرز تیار کرنے کے لیے، استعمال کیے جانے والے اہم کیمیکلز سائکلوہیکسین، ٹوین-20، اسپین-60، ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز، ڈیوینائل سلفون، سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ، ڈسٹل واٹر ہیں، جن میں سے سبھی مونومر اور ایڈیٹیو کو بغیر علاج کے براہ راست استعمال کیا جاتا ہے۔

2.2 سیلولوز ہائیڈروجیل مائکرو اسپیرز کی تیاری کے مراحل

2.2.1 Tween 20 کو منتشر کے طور پر استعمال کرنا

hydroxypropylmethylcellulose کی تحلیل۔ درست طریقے سے 2 گرام سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کا وزن کریں اور 100 ملی لیٹر والیومیٹرک فلاسک کے ساتھ 2٪ سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ محلول تیار کریں۔ تیار کردہ سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ محلول کا 80 ملی لیٹر لیں اور اسے پانی کے غسل میں تقریباً 50 تک گرم کریں۔°C، سیلولوز کا 0.2 گرام وزن کریں اور اسے الکلائن محلول میں شامل کریں، اسے شیشے کی چھڑی سے ہلائیں، اسے برف کے غسل کے لیے ٹھنڈے پانی میں رکھیں، اور محلول کے واضح ہونے کے بعد اسے پانی کے مرحلے کے طور پر استعمال کریں۔ تین گردن والے فلاسک میں 120 ملی لیٹر سائکلوہیکسین (آئل فیز) کی پیمائش کرنے کے لیے ایک گریجویٹڈ سلنڈر استعمال کریں، سرنج کے ساتھ تیل کے مرحلے میں ٹوین-20 کے 5 ملی لیٹر کھینچیں، اور ایک گھنٹے کے لیے 700r/منٹ پر ہلائیں۔ تیار شدہ پانی کا آدھا حصہ لیں اور اسے تین گردن والے فلاسک میں شامل کریں اور تین گھنٹے تک ہلائیں۔ ڈیوائنل سلفون کا ارتکاز 99% ہے، جسے آست پانی سے 1% تک پتلا کیا جاتا ہے۔ 1% DVS تیار کرنے کے لیے 50ml والیومیٹرک فلاسک میں 0.5ml DVS لینے کے لیے ایک پائپیٹ استعمال کریں، DVS کا 1ml 0.01g کے برابر ہے۔ تین گردن والے فلاسک میں 1ml لینے کے لیے ایک پائپیٹ استعمال کریں۔ کمرے کے درجہ حرارت پر 22 گھنٹے تک ہلائیں۔

2.2.2 span60 اور Tween-20 کو منتشر کے طور پر استعمال کرنا

پانی کے مرحلے کا باقی آدھا حصہ جو ابھی ابھی تیار ہوا ہے۔ 0.01gspan60 کا وزن کریں اور اسے ٹیسٹ ٹیوب میں شامل کریں، اسے 65 ڈگری پانی کے غسل میں گرم کریں یہاں تک کہ یہ پگھل جائے، پھر سائکلوہیکسین کے چند قطرے ربڑ کے ڈراپر سے پانی کے غسل میں ڈالیں، اور اسے اس وقت تک گرم کریں جب تک محلول دودھیا سفید نہ ہوجائے۔ اسے تین گردن والے فلاسک میں شامل کریں، پھر 120 ملی لیٹر سائکلوہیکسین ڈالیں، ٹیسٹ ٹیوب کو سائکلوہیکسین سے کئی بار دھوئیں، 5 منٹ تک گرم کریں، کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کریں، اور 0.5 ملی لیٹر ٹوین-20 شامل کریں۔ تین گھنٹے تک ہلانے کے بعد، 1 ملی لیٹر پتلا DVS شامل کیا گیا۔ کمرے کے درجہ حرارت پر 22 گھنٹے تک ہلائیں۔

2.2.3 تجرباتی نتائج

ہلائے ہوئے نمونے کو شیشے کی چھڑی میں ڈبو کر 50 ملی لیٹر مطلق ایتھنول میں تحلیل کیا گیا، اور ذرہ کا سائز مالورن پارٹیکل سائزر کے تحت ناپا گیا۔ Tween-20 کو منتشر مائیکرو ایمولشن کے طور پر استعمال کرنا زیادہ گاڑھا ہے، اور 87.1% کا ماپا ذرہ سائز 455.2d.nm ہے، اور 12.9% کا ذرہ سائز 5026d.nm ہے۔ Tween-20 اور Span-60 مخلوط ڈسپرسنٹ کا مائیکرو ایمولشن دودھ کی طرح ہے، جس میں 81.7% پارٹیکل سائز 5421d.nm اور 18.3% پارٹیکل سائز 180.1d.nm ہے۔

3. تجرباتی نتائج کی بحث

الٹا مائیکرو ایمولشن کی تیاری کے لیے ایملسیفائر کے لیے، ہائیڈرو فیلک سرفیکٹینٹ اور لیپو فیلک سرفیکٹینٹ کا مرکب استعمال کرنا اکثر بہتر ہوتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ نظام میں کسی ایک سرفیکٹنٹ کی حل پذیری کم ہے۔ دونوں کے مرکب ہونے کے بعد، ایک دوسرے کے ہائیڈرو فیلک گروپس اور لیپو فیلک گروپس ایک دوسرے کے ساتھ تعاون کرتے ہیں تاکہ ایک حل پذیر اثر ہو۔ ایملسیفائر کا انتخاب کرتے وقت HLB قدر بھی عام طور پر استعمال ہونے والا اشاریہ ہے۔ HLB قدر کو ایڈجسٹ کرکے، دو اجزاء والے مرکب ایملسیفائر کے تناسب کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور زیادہ یکساں مائکرو اسپیئرز تیار کیے جا سکتے ہیں۔ اس تجربے میں، کمزور طور پر لیپوفیلک اسپین -60 (HLB = 4.7) اور ہائیڈرو فیلک Tween-20 (HLB = 16.7) کو منتشر کے طور پر استعمال کیا گیا تھا، اور Span-20 کو تنزلی کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ تجرباتی نتائج سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کمپاؤنڈ کا اثر ایک ہی منتشر سے بہتر ہے۔ کمپاؤنڈ ڈسپرسنٹ کا مائیکرو ایمولشن نسبتاً یکساں ہوتا ہے اور اس میں دودھ جیسی مستقل مزاجی ہوتی ہے۔ ایک ہی ڈسپرسینٹ کا استعمال کرتے ہوئے مائیکرو ایمولشن میں بہت زیادہ واسکاسیٹی اور سفید ذرات ہوتے ہیں۔ چھوٹی چوٹی Tween-20 اور Span-60 کے کمپاؤنڈ dispersant کے نیچے ظاہر ہوتی ہے۔ اس کی ممکنہ وجہ یہ ہے کہ Span-60 اور Tween-20 کے کمپاؤنڈ سسٹم کا انٹرفیشل تناؤ زیادہ ہے، اور dispersant خود ہی زیادہ شدت کے ہلچل کے تحت ٹوٹ جاتا ہے جس سے باریک ذرات تجرباتی نتائج کو متاثر کریں گے۔ منتشر Tween-20 کا نقصان یہ ہے کہ اس میں کثیر تعداد میں پولی آکسیتھیلین چینز (n=20 یا اس سے زیادہ) ہیں، جو سرفیکٹنٹ مالیکیولز کے درمیان سٹرک رکاوٹ کو بڑا بناتا ہے اور انٹرفیس پر گھنا ہونا مشکل ہے۔ ذرات کے سائز کے خاکوں کے امتزاج سے دیکھتے ہوئے، اندر موجود سفید ذرات غیر منتشر سیلولوز ہو سکتے ہیں۔ لہٰذا، اس تجربے کے نتائج بتاتے ہیں کہ کمپاؤنڈ ڈسپرسنٹ کے استعمال کا اثر بہتر ہوتا ہے، اور یہ تجربہ Tween-20 کی مقدار کو مزید کم کر کے تیار شدہ مائیکرو اسپیئرز کو مزید یکساں بنا سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، تجرباتی آپریشن کے عمل میں کچھ غلطیوں کو کم سے کم کیا جانا چاہیے، جیسے HPMC کے تحلیل کے عمل میں سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی تیاری، DVS کی کمزوری وغیرہ، تجرباتی غلطیوں کو کم کرنے کے لیے زیادہ سے زیادہ معیاری ہونا چاہیے۔ سب سے اہم چیز منتشر کی مقدار، ہلچل کی رفتار اور شدت اور کراس لنکنگ ایجنٹ کی مقدار ہے۔ صرف اس صورت میں جب مناسب طریقے سے کنٹرول کیا جائے تو اچھی بازی اور یکساں ذرہ سائز کے ساتھ ہائیڈروجیل مائیکرو اسپیئرز تیار کیے جاسکتے ہیں۔