Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je polymer široce používaný ve farmaceutických přípravcích, používaný hlavně k prodloužení doby uvolňování léčiv. HPMC je polosyntetický derivát celulózy s rozpustností ve vodě a filmotvornými vlastnostmi. Úpravou molekulové hmotnosti, koncentrace, viskozity a dalších vlastností HPMC lze účinně řídit rychlost uvolňování léčiv, čímž se dosáhne dlouhodobého a trvalého uvolňování léčiva.
1. Struktura a mechanismus uvolňování léčiva z HPMC
HPMC vzniká hydroxypropylovou a methoxy substitucí celulózové struktury a její chemická struktura jí dává dobré bobtnavé a filmotvorné vlastnosti. Při kontaktu s vodou HPMC rychle absorbuje vodu a bobtná za vzniku gelové vrstvy. Tvorba této gelové vrstvy je jedním z klíčových mechanismů pro řízení uvolňování léčiva. Přítomnost gelové vrstvy omezuje další vstup vody do matrice léčiva a difúze léčiva je bráněna gelovou vrstvou, čímž se zpomaluje rychlost uvolňování léčiva.
2. Úloha HPMC v přípravcích s prodlouženým uvolňováním
V přípravcích s prodlouženým uvolňováním se HPMC obvykle používá jako matrice s řízeným uvolňováním. Léčivo je dispergováno nebo rozpuštěno v matrici HPMC a když se dostane do kontaktu s gastrointestinální tekutinou, HPMC bobtná a vytváří gelovou vrstvu. Postupem času gelová vrstva postupně houstne a vytváří fyzickou bariéru. Léčivo se musí uvolňovat do vnějšího prostředí difuzí nebo erozí matrice. Jeho mechanismus účinku zahrnuje hlavně následující dva aspekty:
Mechanismus bobtnání: Poté, co HPMC přijde do kontaktu s vodou, povrchová vrstva absorbuje vodu a bobtná, čímž vytvoří viskoelastickou gelovou vrstvu. Postupem času se gelová vrstva postupně rozšiřuje dovnitř, vnější vrstva bobtná a odlupuje se a vnitřní vrstva pokračuje ve vytváření nové gelové vrstvy. Tento kontinuální proces bobtnání a tvorby gelu řídí rychlost uvolňování léčiva.
Difuzní mechanismus: Difuze léčiv skrz gelovou vrstvu je dalším důležitým mechanismem pro řízení rychlosti uvolňování. Gelová vrstva HPMC funguje jako difuzní bariéra a léčivo musí projít touto vrstvou, aby se dostalo do média in vitro. Molekulová hmotnost, viskozita a koncentrace HPMC v přípravku ovlivní vlastnosti gelové vrstvy, a tím regulují rychlost difuze léčiva.
3. Faktory ovlivňující HPMC
Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují účinnost řízeného uvolňování HPMC, včetně molekulové hmotnosti, viskozity, dávkování HPMC, fyzikálních a chemických vlastností léčiva a vnějšího prostředí (jako je pH a iontová síla).
Molekulová hmotnost a viskozita HPMC: Čím větší je molekulová hmotnost HPMC, tím vyšší je viskozita gelové vrstvy a tím pomalejší je rychlost uvolňování léčiva. HPMC s vysokou viskozitou může tvořit pevnější gelovou vrstvu, což brání rychlosti difúze léčiva, a tím prodlužuje dobu uvolňování léčiva. Proto se při navrhování přípravků s prodlouženým uvolňováním často volí HPMC s různými molekulovými hmotnostmi a viskozitami podle potřeb k dosažení očekávaného účinku uvolňování.
Koncentrace HPMC: Koncentrace HPMC je také důležitým faktorem pro řízení rychlosti uvolňování léčiva. Čím vyšší je koncentrace HPMC, tím silnější je vytvořená gelová vrstva, tím větší je difuzní odpor léčiva skrz gelovou vrstvu a tím pomalejší je rychlost uvolňování. Úpravou dávkování HPMC lze flexibilně regulovat dobu uvolňování léčiva.
Fyzikálně-chemické vlastnosti léčiv: Rozpustnost ve vodě, molekulová hmotnost, rozpustnost atd. léčiva ovlivní jeho chování při uvolňování z HPMC matrix. U léčiv s dobrou rozpustností ve vodě se léčivo ve vodě rychle rozpouští a difunduje gelovou vrstvou, takže rychlost uvolňování je vyšší. U léčiv se špatnou rozpustností ve vodě je rozpustnost nízká, léčivo difunduje v gelové vrstvě pomalu a doba uvolňování je delší.
Vliv vnějšího prostředí: Gelové vlastnosti HPMC se mohou lišit v prostředí s různými hodnotami pH a iontovou silou. HPMC může v kyselém prostředí vykazovat odlišné bobtnavé chování, což ovlivňuje rychlost uvolňování léčiv. Vzhledem k velkým změnám pH v lidském gastrointestinálním traktu vyžaduje chování přípravků s prodlouženým uvolňováním na bázi HPMC za různých podmínek pH zvláštní pozornost, aby se zajistilo stabilní a nepřetržité uvolňování léčiva.
4. Aplikace HPMC v různých typech přípravků s řízeným uvolňováním
HPMC se široce používá v přípravcích s prodlouženým uvolňováním v různých lékových formách, jako jsou tablety, kapsle a granule. V tabletách může HPMC jako matricový materiál tvořit jednotnou směs léčiva a polymeru a postupně uvolňovat léčivo v gastrointestinálním traktu. V kapslích se HPMC také často používá jako membrána s řízeným uvolňováním k potahování částic léčiva a doba uvolňování léčiva se řídí úpravou tloušťky a viskozity potahové vrstvy.
Aplikace v tabletách: Tablety jsou nejběžnější perorální lékovou formou a HPMC se často používá k dosažení účinku prodlouženého uvolňování léčiv. HPMC lze smíchat s léčivy a stlačit za vzniku rovnoměrně dispergovaného matricového systému. Když tableta vstoupí do gastrointestinálního traktu, povrch HPMC rychle bobtná a tvoří gel, což zpomaluje rychlost rozpouštění léčiva. Současně s tím, jak gelová vrstva dále houstne, je postupně řízeno uvolňování vnitřního léčiva.
Aplikace v kapslích:
V kapslích se HPMC obvykle používá jako membrána s řízeným uvolňováním. Úpravou obsahu HPMC v kapsli a tloušťky potahové vrstvy lze řídit rychlost uvolňování léčiva. HPMC má navíc dobrou rozpustnost a biokompatibilitu ve vodě, takže má široké uplatnění v systémech s řízeným uvolňováním v kapslích.
5. Trendy budoucího vývoje
S pokrokem farmaceutické technologie se použití HPMC neomezuje pouze na přípravky s prodlouženým uvolňováním, ale lze jej kombinovat i s dalšími novými systémy pro podávání léčiv, jako jsou mikrokuličky, nanočástice atd., pro dosažení přesnějšího řízeného uvolňování léčiva. Kromě toho lze další modifikací struktury HPMC, jako je smíchání s jinými polymery, chemická modifikace atd., dále optimalizovat jeho výkon v přípravcích s řízeným uvolňováním.
HPMC dokáže účinně prodloužit dobu uvolňování léčiv díky mechanismu bobtnání a vytváření gelové vrstvy. Faktory, jako je molekulová hmotnost, viskozita, koncentrace HPMC a fyzikálně-chemické vlastnosti léčiva, ovlivní jeho účinek řízeného uvolňování. V praktických aplikacích lze racionálním návrhem podmínek použití HPMC dosáhnout prodlouženého uvolňování různých typů léčiv, které splňují klinické potřeby. V budoucnu má HPMC široké aplikační perspektivy v oblasti prodlouženého uvolňování léčiv a může být kombinována s novými technologiemi pro další podporu vývoje systémů pro podávání léčiv.
Čas zveřejnění: 19. září 2024