HPMC ir daļēji sintētisks polimērs, kas iegūts no celulozes.Pateicoties lieliskajām sabiezēšanas, stabilizēšanas un plēvi veidojošajām īpašībām, to plaši izmanto medicīnā, pārtikā, kosmētikā un citās nozarēs.Tās viskozitātes uzvedības izpēte ir ļoti svarīga, lai optimizētu tā veiktspēju dažādos lietojumos.
1. Viskozitātes mērīšana:
Rotācijas viskozimetrs: Rotācijas viskozimetrs mēra griezes momentu, kas vajadzīgs, lai vārpstu pagrieztu ar nemainīgu ātrumu, kad tas ir iegremdēts paraugā.Mainot vārpstas ģeometriju un rotācijas ātrumu, var noteikt viskozitāti pie dažādiem bīdes ātrumiem.Šī metode ļauj raksturot HPMC viskozitāti dažādos apstākļos.
Kapilārais viskozimetrs: Kapilārais viskozimetrs mēra šķidruma plūsmu caur kapilāro cauruli gravitācijas vai spiediena ietekmē.HPMC šķīdums tiek izspiests caur kapilāro cauruli, un viskozitāti aprēķina, pamatojoties uz plūsmas ātrumu un spiediena kritumu.Šo metodi var izmantot, lai pētītu HPMC viskozitāti ar zemāku bīdes ātrumu.
2. Reoloģiskie mērījumi:
Dinamiskā bīdes reometrija (DSR): DSR mēra materiāla reakciju uz dinamisko bīdes deformāciju.HPMC paraugi tika pakļauti svārstīgai bīdes spriegumam un tika izmērīti iegūtie celmi.HPMC šķīdumu viskoelastīgo uzvedību var raksturot, analizējot komplekso viskozitāti (η*), kā arī uzglabāšanas moduli (G') un zudumu moduli (G).
Šļūdes un atjaunošanās testi: šie testi ietver HPMC paraugu pakļaušanu pastāvīgam spriegumam vai spriedzei ilgāku laika periodu (šļūdes fāze) un pēc tam sekojošās atveseļošanās uzraudzību pēc spriedzes vai spriedzes mazināšanas.Šļūdes un atkopšanas uzvedība sniedz ieskatu HPMC viskoelastīgajās īpašībās, tostarp tā deformācijas un atkopšanas spējās.
3. Koncentrācijas un temperatūras atkarības pētījumi:
Koncentrācijas skenēšana: viskozitātes mērījumus veic HPMC koncentrāciju diapazonā, lai izpētītu saistību starp viskozitāti un polimēra koncentrāciju.Tas palīdz izprast polimēra sabiezēšanas efektivitāti un tā koncentrācijas atkarīgo uzvedību.
Temperatūras skenēšana: viskozitātes mērījumus veic dažādās temperatūrās, lai izpētītu temperatūras ietekmi uz HPMC viskozitāti.Izpratne par atkarību no temperatūras ir ļoti svarīga lietojumprogrammām, kurās HPMC piedzīvo temperatūras izmaiņas, piemēram, farmaceitiskajiem preparātiem.
4. Molekulmasas analīze:
Izmēru izslēgšanas hromatogrāfija (SEC): SEC atdala polimēru molekulas, pamatojoties uz to lielumu šķīdumā.Analizējot eluēšanas profilu, var noteikt HPMC parauga molekulmasas sadalījumu.Izpratne par saistību starp molekulmasu un viskozitāti ir būtiska, lai prognozētu HPMC reoloģisko uzvedību.
5. Modelēšana un simulācija:
Teorētiskie modeļi: Lai aprakstītu HPMC viskozitātes uzvedību dažādos bīdes apstākļos, var izmantot dažādus teorētiskos modeļus, piemēram, Carreau-Yasuda modeli, Cross modeli vai jaudas likuma modeli.Šie modeļi apvieno tādus parametrus kā bīdes ātrums, koncentrācija un molekulmasa, lai precīzi prognozētu viskozitāti.
Aprēķinu simulācijas: Computational Fluid Dynamics (CFD) simulācijas sniedz ieskatu HPMC risinājumu plūsmas uzvedībā sarežģītās ģeometrijās.Skaitliski atrisinot šķidruma plūsmas regulējošos vienādojumus, CFD simulācijas var paredzēt viskozitātes sadalījumu un plūsmas modeļus dažādos apstākļos.
6. In situ un in vitro pētījumi:
In situ mērījumi: In situ metodes ietver reāllaika viskozitātes izmaiņu izpēti noteiktā vidē vai lietojumā.Piemēram, farmaceitiskajos preparātos ar in situ mērījumiem var novērot viskozitātes izmaiņas tabletes sadalīšanās vai lokālas želejas lietošanas laikā.
In vitro testēšana: In vitro testēšana simulē fizioloģiskos apstākļus, lai novērtētu perorālai, okulārai vai lokālai ievadīšanai paredzētu uz HPMC balstītu preparātu viskozitātes uzvedību.Šie testi sniedz vērtīgu informāciju par preparāta veiktspēju un stabilitāti attiecīgos bioloģiskos apstākļos.
7. Uzlabotas tehnoloģijas:
Mikroreoloģija: mikroreoloģijas metodes, piemēram, dinamiskā gaismas izkliede (DLS) vai daļiņu izsekošanas mikroreoloģija (PTM), ļauj pārbaudīt sarežģītu šķidrumu viskoelastīgās īpašības mikroskopiskā mērogā.Šīs metodes var sniegt ieskatu HPMC uzvedībā molekulārā līmenī, papildinot makroskopiskos reoloģiskos mērījumus.
Kodolmagnētiskās rezonanses (KMR) spektroskopija: KMR spektroskopiju var izmantot, lai pētītu HPMC molekulāro dinamiku un mijiedarbību šķīdumā.Uzraugot ķīmiskās nobīdes un relaksācijas laikus, NMR sniedz vērtīgu informāciju par HPMC konformācijas izmaiņām un polimēra un šķīdinātāja mijiedarbību, kas ietekmē viskozitāti.
HPMC viskozitātes uzvedības izpētei nepieciešama daudznozaru pieeja, tostarp eksperimentālās metodes, teorētiskā modelēšana un progresīvas analītiskās metodes.Izmantojot viskozimetrijas, reometrijas, molekulārās analīzes, modelēšanas un modernu metožu kombināciju, pētnieki var iegūt pilnīgu izpratni par HPMC reoloģiskajām īpašībām un optimizēt tā veiktspēju dažādos lietojumos.
Izlikšanas laiks: 2024. gada 29. februāris