Përgatitja e Mikrosferave të Hidrogelit nga Hidroksipropil Metil Celuloza

Ky eksperiment miraton metodën e polimerizimit të pezullimit të fazës së kundërt, duke përdorur hidroksipropil metilcelulozë (HPMC) si lëndë të parë, tretësirë ​​të hidroksidit të natriumit si fazë uji, cikloheksani si fazë vaji dhe divinil sulfon (DVS) si përzierje ndërlidhëse e Tween- 20 dhe Span-60 si dispersant, duke e përzier me shpejtësi 400-900r/min për të përgatitur mikrosferat me hidrogel.

Fjalët kyçe: hidroksipropil metilcelulozë;hidrogel;mikrosfera;shpërndarës

1.Vështrim i përgjithshëm

1.1 Përkufizimi i hidrogelit

Hidrogeli (Hydrogel) është një lloj polimeri me molekular të lartë që përmban një sasi të madhe uji në strukturën e rrjetit dhe është i pazgjidhshëm në ujë.Një pjesë e grupeve hidrofobike dhe mbetjeve hidrofile futen në polimerin e tretshëm në ujë me një strukturë të ndërlidhur në rrjet, dhe ai hidrofil Mbetjet lidhen me molekulat e ujit, duke lidhur molekulat e ujit brenda rrjetit, ndërsa mbetjet hidrofobike bymehen me ujë për të formuar kryq. -polimere të lidhura.Xhelat dhe lentet e kontaktit në jetën e përditshme janë të gjitha produkte hidrogeli.Sipas madhësisë dhe formës së hidrogelit, ai mund të ndahet në xhel makroskopik dhe xhel mikroskopik (mikrosferë), dhe i pari mund të ndahet në kolonë, sfungjer poroz, fijor, membranoz, sferik, etj. Mikrosferat e përgatitura aktualisht dhe mikrosferat në shkallë nano kanë butësi, elasticitet, kapacitet të ruajtjes së lëngjeve dhe biokompatibilitet të mirë dhe përdoren në kërkimin e barnave të bllokuara.

1.2 Rëndësia e përzgjedhjes së temës

Vitet e fundit, për të përmbushur kërkesat e mbrojtjes së mjedisit, materialet polimer hidrogel kanë tërhequr gradualisht vëmendjen e gjerë për shkak të vetive të tyre të mira hidrofilike dhe biokompatibilitetit.Mikrosferat e hidrogelit u përgatitën nga hidroksipropil metilceluloza si lëndë e parë në këtë eksperiment.Hidroksipropil metilceluloza është një eter celuloz jo-jonik, pluhur i bardhë, pa erë dhe shije, dhe ka karakteristika të pazëvendësueshme të materialeve të tjera polimer sintetike, prandaj ka vlerë të lartë kërkimore në fushën e polimerit.

1.3 Statusi i zhvillimit brenda dhe jashtë vendit

Hydrogel është një formë dozimi farmaceutike që ka tërhequr shumë vëmendje në komunitetin mjekësor ndërkombëtar në vitet e fundit dhe është zhvilluar me shpejtësi.Që kur Wichterle dhe Lim botuan punën e tyre pioniere mbi hidrogelet e ndërlidhura HEMA në vitin 1960, kërkimi dhe eksplorimi i hidrogeleve ka vazhduar të thellohet.Në mesin e viteve 1970, Tanaka zbuloi hidrogele të ndjeshme ndaj pH kur mat raportin e fryrjes së xhelit të vjetër të akrilamidit, duke shënuar një hap të ri në studimin e hidrogeleve.vendi im është në fazën e zhvillimit të hidrogelit.Për shkak të procesit të gjerë të përgatitjes së mjekësisë tradicionale kineze dhe përbërësve kompleksë, është e vështirë të nxirret një produkt i vetëm i pastër kur shumë komponentë punojnë së bashku, dhe doza është e madhe, kështu që zhvillimi i hidrogelit të mjekësisë kineze mund të jetë relativisht i ngadaltë.

1.4 Materialet dhe parimet eksperimentale

1.4.1 Hidroksipropil metilcelulozë

Hidroksipropil metil celuloza (HPMC), një derivat i metil celulozës, është një eter i përzier i rëndësishëm, i cili i përket polimereve jo-jonike të tretshme në ujë dhe është pa erë, pa shije dhe jo toksik.

HPMC industriale është në formën e pluhurit të bardhë ose fibrës së bardhë të lirshme, dhe tretësira e saj ujore ka aktivitet sipërfaqësor, transparencë të lartë dhe performancë të qëndrueshme.Për shkak se HPMC ka vetinë e xhelatimit termik, tretësira ujore e produktit nxehet për të formuar një xhel dhe precipiton, dhe më pas shpërndahet pas ftohjes, dhe temperatura e xhelatimit të specifikimeve të ndryshme të produktit është e ndryshme.Vetitë e specifikimeve të ndryshme të HPMC janë gjithashtu të ndryshme.Tretshmëria ndryshon me viskozitetin dhe nuk ndikohet nga vlera e pH.Sa më i ulët të jetë viskoziteti, aq më i madh është tretshmëria.Ndërsa përmbajtja e grupit metoksil zvogëlohet, pika e xhelit të HPMC rritet, tretshmëria në ujë zvogëlohet dhe aktiviteti sipërfaqësor zvogëlohet.Në industrinë biomjekësore, përdoret kryesisht si një material polimer që kontrollon shpejtësinë për veshjen e materialeve, materialeve filmike dhe përgatitjeve me çlirim të vazhdueshëm.Mund të përdoret gjithashtu si stabilizues, agjent pezullues, ngjitës tabletash dhe përforcues i viskozitetit.

1.4.2 Parimi

Duke përdorur metodën e polimerizimit të pezullimit të fazës së kundërt, duke përdorur dispersant të përbërë Tween-20, Span-60 dhe Tween-20 si shpërndarës të veçantë, përcaktoni vlerën e HLB (surfaktanti është një amfifil me grup hidrofil dhe grup lipofilik molekulë, sasinë e madhësisë dhe forcës ekuilibri ndërmjet grupit hidrofil dhe grupit lipofilik në molekulën e surfaktantit përcaktohet si diapazoni i përafërt i vlerës së ekuilibrit hidrofilik-lipofilik të surfaktantit. Cikloheksani përdoret si faza vajore. Cikloheksani mund të shpërndajë më mirë tretësirën e monomerit dhe të shpërndajë nxehtësinë e krijuar në eksperiment në mënyrë të vazhdueshme.Doza është 1-5 herë më shumë se ajo e tretësirës ujore të monomerit.Me një përqendrim prej 99% divinil sulfon si agjent ndërlidhës dhe sasia e agjentit ndërlidhës kontrollohet në rreth 10% të masën e thatë të celulozës, në mënyrë që molekula të shumta lineare të lidhen me njëra-tjetrën dhe të ndërlidhen në një strukturë rrjeti.Një substancë që lidh ose lehtëson ose formimin e lidhjeve jonike ndërmjet zinxhirëve molekularë të polimerit.

Përzierja është shumë e rëndësishme për këtë eksperiment, dhe shpejtësia përgjithësisht kontrollohet në marshin e tretë ose të katërt.Sepse madhësia e shpejtësisë së rrotullimit ndikon drejtpërdrejt në madhësinë e mikrosferave.Kur shpejtësia e rrotullimit është më e madhe se 980r/min, do të ketë fenomen serioz të ngjitjes së murit, i cili do të zvogëlojë shumë rendimentin e produktit;Agjenti ndërlidhës tenton të prodhojë xhel me shumicë dhe produkte sferike nuk mund të merren.

2. Instrumentet dhe metodat eksperimentale

2.1 Instrumente Eksperimentale

Bilanci elektronik, trazues elektrik shumëfunksional, mikroskop polarizues, analizues i madhësisë së grimcave Malvern.

Për përgatitjen e mikrosferave të hidrogelit celuloz, kimikatet kryesore të përdorura janë cikloheksani, Tween-20, Span-60, hidroksipropil metilceluloza, divinil sulfon, hidroksidi i natriumit, uji i distiluar, të gjitha këto monomere dhe aditivë përdoren drejtpërdrejt pa trajtim.

2.2 Hapat e përgatitjes së mikrosferave të hidrogelit celuloz

2.2.1 Përdorimi i Tween 20 si shpërndarës

Shpërbërja e hidroksipropilmetilcelulozës.Peshoni me saktësi 2 g hidroksid natriumi dhe përgatitni një tretësirë ​​hidroksid natriumi 2% me një balonë vëllimore 100 ml.Merrni 80 ml tretësirë ​​të përgatitur të hidroksidit të natriumit dhe ngroheni në një banjë uji në rreth 50 ml°C, peshoni 0,2 g celulozë dhe shtoni në tretësirën alkaline, përzieni me një shufër qelqi, vendoseni në ujë të ftohtë për një banjë akulli dhe përdorni si fazë uji pasi tretësira të pastrohet.Përdorni një cilindër të shkallëzuar për të matur 120 ml cikloheksan (faza vajore) në një balonë me tre qafa, futni 5 ml Tween-20 në fazën e vajit me një shiringë dhe përzieni me 700 r/min për një orë.Merrni gjysmën e fazës ujore të përgatitur dhe shtoni në një balonë me tre qafa dhe përzieni për tre orë.Përqendrimi i divinil sulfonit është 99%, i holluar në 1% me ujë të distiluar.Përdorni një pipetë për të marrë 0,5 ml DVS në një balonë vëllimore 50 ml për të përgatitur 1% DVS, 1 ml DVS është e barabartë me 0,01 g.Përdorni një pipetë për të marrë 1 ml në balonën me tre qafa.E trazojmë në temperaturën e dhomës për 22 orë.

2.2.2 Përdorimi i span60 dhe Tween-20 si dispersues

Gjysma tjetër e fazës ujore që sapo është përgatitur.Peshoni 0,01gspan60 dhe shtoni në provëz, ngroheni në një banjë uji 65 gradë derisa të shkrihet, më pas hidhni disa pika cikloheksan në banjën me ujë me një pikatore gome dhe ngroheni derisa tretësira të marrë ngjyrë të bardhë qumështi.Shtoni në një enë me tre qafa, më pas shtoni 120 ml cikloheksan, shpëlajeni epruvetën me cikloheksan disa herë, ngroheni për 5 minuta, ftoheni në temperaturën e dhomës dhe shtoni 0,5 ml Tween-20.Pas përzierjes për tre orë, u shtua 1 ml DVS i holluar.E trazojmë në temperaturën e dhomës për 22 orë.

2.2.3 Rezultatet eksperimentale

Mostra e trazuar u zhyt në një shufër qelqi dhe u shpërnda në 50 ml etanol absolut dhe madhësia e grimcave u mat nën një madhësi të grimcave Malvern.Përdorimi i Tween-20 si mikroemulsion shpërndarës është më i trashë dhe madhësia e grimcave të matura prej 87.1% është 455.2d.nm dhe madhësia e grimcave prej 12.9% është 5026d.nm.Mikroemulsioni i dispersantit të përzier Tween-20 dhe Span-60 është i ngjashëm me atë të qumështit, me 81.7% madhësi grimcash prej 5421d.nm dhe 18.3% madhësi grimcash prej 180.1d.nm.

3. Diskutim i rezultateve eksperimentale

Për emulsifikuesin për përgatitjen e mikroemulsionit të kundërt, shpesh është më mirë të përdoret përbërësi i surfaktantit hidrofil dhe surfaktantit lipofil.Kjo është për shkak se tretshmëria e një surfaktant të vetëm në sistem është e ulët.Pasi të dyja kombinohen, grupet hidrofile dhe grupet lipofile të njëri-tjetrit bashkëpunojnë me njëri-tjetrin për të pasur një efekt tretës.Vlera HLB është gjithashtu një indeks i përdorur zakonisht kur zgjidhni emulsifikuesit.Duke rregulluar vlerën HLB, raporti i emulsifikuesit të përbërjes me dy përbërës mund të optimizohet dhe mund të përgatiten mikrosfera më uniforme.Në këtë eksperiment, Span-60 dobët lipofil (HLB=4.7) dhe Tween-20 hidrofil (HLB=16.7) u përdorën si dispersant dhe Span-20 u përdor vetëm si dispersant.Nga rezultatet eksperimentale, mund të shihet se përbërja Efekti është më i mirë se një dispersant i vetëm.Mikroemulsioni i përbërësit shpërndarës është relativisht i njëtrajtshëm dhe ka një konsistencë të ngjashme me qumështin;mikroemulsioni që përdor një dispersant të vetëm ka viskozitet shumë të lartë dhe grimca të bardha.Maja e vogël shfaqet nën dispersantin kompleks të Tween-20 dhe Span-60.Arsyeja e mundshme është se tensioni ndërfaqësor i sistemit kompleks të Span-60 dhe Tween-20 është i lartë dhe vetë dispersuesi shpërbëhet nën trazim me intensitet të lartë për të formuar grimcat e imëta do të ndikojnë në rezultatet eksperimentale.Disavantazhi i dispersantit Tween-20 është se ai ka një numër të madh zinxhirësh polioksietilen (n=20 ose më shumë), gjë që e bën pengesën sterike midis molekulave të surfaktantit më të madh dhe është e vështirë të jetë e dendur në ndërfaqe.Duke gjykuar nga kombinimi i diagrameve të madhësisë së grimcave, grimcat e bardha brenda mund të jenë celulozë të pashpërndarë.Prandaj, rezultatet e këtij eksperimenti sugjerojnë se efekti i përdorimit të një dispersuesi të përbërë është më i mirë, dhe eksperimenti mund të zvogëlojë më tej sasinë e Tween-20 për t'i bërë mikrosferat e përgatitura më uniforme.

Përveç kësaj, disa gabime në procesin e funksionimit eksperimental duhet të minimizohen, si përgatitja e hidroksidit të natriumit në procesin e tretjes së HPMC, hollimi i DVS, etj., duhet të standardizohen sa më shumë që të jetë e mundur për të reduktuar gabimet eksperimentale.Gjëja më e rëndësishme është sasia e dispersantit, shpejtësia dhe intensiteti i trazimit dhe sasia e agjentit ndërlidhës.Vetëm kur kontrollohen siç duhet, mund të përgatiten mikrosfera hidrogel me shpërndarje të mirë dhe madhësi uniforme të grimcave.