Preparazione di microsfere d'idrogel da idrossipropilmetilcellulosa

Stu esperimentu adopra u metudu di polimerizazione in sospensione inversa, utilizendu l'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) cum'è a materia prima, a suluzione di idrossidu di sodiu cum'è a fase acqua, u cicloesanu cum'è a fase d'oliu, è u divinyl sulfone (DVS) cum'è a mistura cross-linking di Tween- 20 è Span-60 cum'è un dispersante, stirring à una velocità di 400-900r / min per preparà microsfere d'idrogel.

Parolle chjave: idrossipropil metilcellulosa;idrogel;microsfere;dispersante

1.Panoramica

1.1 Definizione di hydrogel

Hydrogel (Hydrogel) hè un tipu di polimeru molekulari altu chì cuntene una grande quantità d'acqua in a struttura di a rete è hè insoluble in acqua.Una parte di gruppi idrofobi e residui idrofili sono introdotti nel polimero solubile in acqua con una struttura reticolata di rete, e i residui idrofili si legano alle molecole d'acqua, legando le molecole d'acqua all'interno della rete, mentre i residui idrofobici si gonfiano con l'acqua per formare croce. - polimeri ligati.Gelatine è lenti di cuntattu in a vita di ogni ghjornu sò tutti i prudutti d'idrogel.Sicondu a dimensione è a forma di l'idrogelu, pò esse divisu in gel macroscòpicu è gel microscòpicu (microsfera), è l'anzianu pò esse divisu in colonnare, spugna porosa, fibrosa, membranosa, sferica, etc. I microsfere attualmente preparati è microsfere nanoscala. anu una bona dolcezza, elasticità, capacità di almacenamiento di liquidu è biocompatibilità, è sò usati in a ricerca di droghe intrapped.

1.2 Significatu di a selezzione di u tema

Nta l'ultimi anni, per risponde à i requisiti di prutezzione di l'ambiente, i materiali di l'idrogel polimeru anu attiratu gradualmente l'attenzione per via di e so boni proprietà idrofili è biocompatibilità.I microsfere d'idrogel sò stati preparati da l'idrossipropilmetilcellulosa cum'è materia prima in questu esperimentu.L'idrossipropilmetilcellulosa hè un etere di cellulosa non ionicu, polvere bianca, inodore è senza gustu, è hà caratteristiche insustituibili di altri materiali polimeri sintetici, cusì hà un altu valore di ricerca in u campu di polimeru.

1.3 Statu di sviluppu in casa è à l'esteru

Hydrogel hè una forma di dosificazione farmaceutica chì hà attiratu assai attenzione in a cumunità medica internaziunale in l'ultimi anni è si sviluppa rapidamente.Dapoi chì Wichterle è Lim anu publicatu u so travagliu pionieri nantu à l'idrogeli cross-linked HEMA in u 1960, a ricerca è l'esplorazione di l'idrogels hà cuntinuatu à approfondisce.À a mità di l'anni 1970, Tanaka hà scupertu l'idrogeli sensibili à u pH quandu misurà u rapportu di gonfiore di i geli d'acrilamide invecchiati, marcà un novu passu in u studiu di l'idrogels.u mo paese hè in u stadiu di u sviluppu di l'idrogel.A causa di u prucessu di preparazione estensiva di a medicina tradiziunale cinese è i cumpunenti cumplessi, hè difficiule di caccià un solu pruduttu puru quandu parechji cumpunenti travaglianu inseme, è a dosa hè grande, cusì u sviluppu di l'idrogel di medicina cinese pò esse relativamente lentu.

1.4 Materiali sperimentali è principii

1.4.1 Idrossipropil metilcellulosa

L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), un derivatu di a metil cellulosa, hè un etere mistu impurtante, chì appartene à i polimeri solubili in acqua non ionici, è hè inodore, senza gustu è micca tossicu.

L'HPMC industriale hè in forma di polvere bianca o fibra bianca libera, è a so suluzione acquosa hà attività di superficia, alta trasparenza è rendiment stabile.Perchè HPMC hà a pruprietà di a gelazione termale, a suluzione aquosa di u produttu hè riscaldata per furmà un gel è precipitate, è poi si dissolve dopu à rinfriscà, è a temperatura di gelazione di e diverse specificazioni di u pruduttu hè diversu.E proprietà di diverse specificazioni di HPMC sò ancu diverse.A solubilità cambia cù a viscosità è ùn hè micca affettata da u valore di pH.Più bassa hè a viscosità, più grande hè a solubilità.Quandu u cuntenutu di u gruppu methoxyl diminuite, u puntu di gel di HPMC aumenta, a solubilità in acqua diminuisce, è l'attività di a superficia diminuisce.In l'industria biomedica, hè principarmenti utilizatu cum'è un materiale polimericu di cuntrollu di freccia per i materiali di rivestimentu, i materiali di film, è i preparazione à liberazione sustinuta.Pò esse ancu usatu cum'è stabilizzante, agenti di sospensione, adesivu di tableta è rinforzatore di viscosità.

1.4.2 Principiu

Utilizendu u metudu di polimerizazione in sospensione in fase inversa, utilizendu Tween-20, Span-60 dispersante di compostu è Tween-20 cum'è dispersanti separati, determina u valore HLB (surfactant hè un anfifilu cù un gruppu idrofilu è un gruppu lipofilu Molecule, a quantità di a dimensione è a forza). L'equilibriu trà u gruppu idrofilu è u gruppu lipofilu in a molécula di tensioattivu hè definitu cum'è l'intervallu approssimativu di u valore di equilibriu idrofilo-lipofilu di u tensioattivu. Cicloesanu hè utilizatu cum'è a fase d'oliu. Cicloesanu pò disperse megliu a suluzione di monomeru è dissipa u calore generatu. in l'esperimentu continuamente. A dosa hè 1-5 volte quella di a suluzione aqueosa di monomeru. Cù una cuncentrazione di 99% divinyl sulfone cum'è l'agente di reticulazione, è a quantità di l'agenti di reticulazione hè cuntrullata à circa 10% di a massa di cellulosa secca, cusì chì parechje molécule lineari sò ligati l'una à l'altru è incruciate in una struttura di rete.Sustanza chì unisce covalentemente o facilita a furmazione di ligami ionici trà catene moleculari di polimeru.

Stirring hè assai impurtante per questu esperimentu, è a vitezza hè generalmente cuntrullata à a terza o quarta marcia.Perchè a dimensione di a velocità di rotazione influenza direttamente a dimensione di e microsfere.Quandu a vitezza di rotazione hè più grande di 980r / min, ci sarà un fenomenu seriu di u muru, chì riducerà assai u rendiment di u produttu;L'agente di cross-linking tende à pruduce geli in massa, è i prudutti sferichi ùn ponu esse ottenuti.

2. Strumenti è metudi spirimintali

2.1 Strumenti Sperimentali

Bilanciu elettronicu, agitatore elettricu multifunzionale, microscopiu polarizante, analizzatore di dimensione di particella Malvern.

Per preparà e microsfere d'idrogel di cellulosa, i principali sustanzi chimichi utilizati sò cyclohexane, Tween-20, Span-60, hydroxypropyl methylcellulose, divinyl sulfone, sodium hydroxide, acqua distillata, tutti i monomeri è additivi sò usati direttamente senza trattamentu.

2.2 Passi di preparazione di microsfere d'idrogel di cellulosa

2.2.1 Utilizà Tween 20 cum'è dispersant

Dissoluzione di idrossipropilmetilcellulosa.Pesa accuratamente 2 g di idrossidu di sodiu è preparate una suluzione di sodium hydroxide 2% cù un fiascon volumetricu di 100 ml.Pigliate 80 ml di a suluzione di sodium hydroxide preparata è riscalda in un bagnu d'acqua à circa 50.°C, pisanu 0,2 g di cellulosa è aghjunghje à a suluzione alkalina, agite cù un bastone di vetru, mette in acqua fridda per un bagnu di ghiaccio, è l'utilizanu cum'è a fase di l'acqua dopu chì a suluzione hè clarificata.Aduprate un cilindru graduatu per misurà 120 ml di ciclohexane (fase d'oliu) in un fiasconu à trè collu, trascinate 5 ml di Tween-20 in a fase d'oliu cù una siringa, è stirate à 700r / min per una ora.Pigliate a mità di a fase aquosa preparata è aghjunghje à un flask à trè collu è agite durante trè ore.A cuncentrazione di divinyl sulfone hè 99%, diluted to 1% with distilled water.Aduprate una pipetta per piglià 0,5 ml di DVS in un flask volumetricu da 50 ml per preparà 1% DVS, 1 ml di DVS hè equivalente à 0,01 g.Aduprate una pipetta per piglià 1 ml in u fiascu à trè collu.Agite à a temperatura di l'ambienti per 22 ore.

2.2.2 Utilizendu span60 è Tween-20 cum'è dispersanti

L'altra mità di a fase di l'acqua chì hè stata appena preparata.Pesa 0,01 gspan60 è aghjunghje à u tubu di prova, riscalda in un bagnu d'acqua à 65 gradi finu à chì si scioglie, poi caccià uni pochi di gocce di ciclohexane in u bagnu d'acqua cù una goccia di gomma, è riscalda finu à chì a suluzione diventa bianca latte.Aghjunghjite à un flask à trè collu, dopu aghjunghje 120 ml di ciclohexanu, risciacquate u tubu di prova cù ciclohexane parechje volte, calore per 5 minuti, rinfriscà à a temperatura di l'ambienti è aghjunghje 0,5 ml di Tween-20.Dopu agite durante trè ore, 1 ml di DVS diluted hè aghjuntu.Agite à a temperatura di l'ambienti per 22 ore.

2.2.3 I risultati spirimintali

A mostra agitata hè stata immersa in una verra di vetru è dissoluta in 50 ml di etanol assolutu, è a dimensione di particella hè stata misurata sottu un sizer di particella Malvern.Using Tween-20 cum'è una microemulsion dispersant hè più grossa, è a dimensione di particella misurata di 87,1% hè 455,2d.nm, è a dimensione di particella di 12,9% hè 5026d.nm.A microemulsion di Tween-20 è Span-60 dispersante mistu hè simile à quellu di u latti, cù 81,7% di particella di 5421d.nm è 18,3% di particella di 180,1d.nm.

3. Discussione di i risultati spirimintali

Per l'emulsionante per a preparazione di microemulsione inversa, hè spessu megliu aduprà u compostu di tensioattivu idrofilu è tensioattivu lipofilu.Questu hè chì a solubilità di un solu surfactant in u sistema hè bassu.Dopu chì i dui sò cumposti, i gruppi idrofili è i gruppi lipofili di l'altri cooperanu l'un à l'altru per avè un effettu solubilizante.U valore HLB hè ancu un indice comunmente utilizatu quandu selezziunate emulsionanti.Ajustendu u valore HLB, u rapportu di l'emulsionante di compostu di dui cumpunenti pò esse ottimizatu, è ponu esse preparati microsfere più uniformi.In questu esperimentu, Span-60 debolmente lipofila (HLB = 4,7) è Tween-20 idrofila (HLB = 16,7) sò stati usati cum'è dispersante, è Span-20 hè statu utilizatu solu cum'è dispersant.Da i risultati spirimintali, si pò vede chì u cumpostu L'effettu hè megliu cà un solu dispersant.A microemulsione di u dispersante cumpostu hè relativamente uniforme è hà una cunsistenza simile à u latte;a microemulsione cù un solu dispersante hà una viscosità troppu alta è particeddi bianchi.A piccula piccula si prisenta sottu u dispersante cumpostu di Tween-20 è Span-60.U mutivu pussibili hè chì a tensione interfacial di u sistema cumpostu di Span-60 è Tween-20 hè altu, è u dispersante stessu hè spartutu sottu à una agitazione di alta intensità per furmà I particeddi fini affettanu i risultati spirimintali.U disadvantage di u dispersant Tween-20 hè chì hà un gran numaru di catene di polyoxyethylene (n = 20 o più), chì face l'impedimentu stericu trà e molécule surfactant più grande è hè difficiule d'esse densu à l'interfaccia.A ghjudicà da a cumminazzioni di diagrammi di dimensione di particella, i particeddi bianchi in l'internu ponu esse cellulosa indispersa.Per quessa, i risultati di stu esperimentu suggerenu chì l'effettu di l'usu di un dispersante cumpostu hè megliu, è l'esperimentu pò ancu riduce a quantità di Tween-20 per fà i microsferi preparati più uniformi.

Inoltre, certi errori in u prucessu di operazione spirimintali deve esse minimizati, cum'è a preparazione di l'idrossidu di sodiu in u prucessu di dissoluzione di HPMC, a diluzione di DVS, etc., deve esse standardizata quant'è pussibule per riduce l'errori sperimentali.A più impurtante hè a quantità di dispersante, a rapidità è a intensità di stirring, è a quantità di l'agenti cross-linking.Solu quandu cuntrullati bè ponu esse preparati microsfere d'idrogel cù una bona dispersione è una dimensione di particella uniforme.