هیدروکسی پروپیل متیل سلولز چیست - یک پاسخ مستقیم
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) یک پلیمر نیمه مصنوعی است که از سلولز طبیعی از طریق یک سری مراحل اصلاح شیمیایی به دست می آید. نتیجه یک پودر بی بو سفید تا مایل به سفید است که به راحتی در آب سرد حل می شود و یک ژل چسبناک و شفاف تشکیل می دهد. برخلاف بسیاری از پلیمرهای مصنوعی، HPMC غیر یونی است، به این معنی که بار الکتریکی در محلول حمل نمیکند – خاصیتی که باعث میشود آن را در محدوده وسیعی از pH بین 3 تا 11 به طور استثنایی پایدار و با اکثر ترکیبات یونی موجود در فرمولهای دارویی سازگار باشد.
از نظر عملی، HPMC به طور همزمان به عنوان یک ضخیم کننده، چسبنده، فیلم ساز و عامل رهش کنترل شده عمل می کند. تطبیق پذیری آن به همین دلیل است که در طیف گسترده ای از صنایع ظاهر می شود: از پوشش های تبلت و کپسول HPMC در داروسازی، چسب کاشی در ساختمان، قطره های چشمی در دستگاه های پزشکی. بازار جهانی HPMC تقریباً ارزش گذاری شد 1.2 میلیارد دلار در سال 2023 و پیش بینی می شود که پیشی بگیرد 1.8 میلیارد دلار تا سال 2030 ، نشان می دهد که این ماده چقدر اساسی شده است.
این مقاله شیمی پشت HPMC، نحوه تولید آن، خواص عملکردی آن، و جایی که بیشترین ارزش را ارائه می دهد - با توجه ویژه به نقش آن در تولید کپسول های گیاهی را پوشش می دهد.
شیمی پشت HPMC: درجه های جایگزینی که همه چیز را تغییر می دهد
سلولز خود یک پلی ساکارید خطی است که از واحدهای گلوکز تشکیل شده است که توسط پیوندهای بتا-1،4-گلیکوزیدی به هم متصل شده اند. شکل خام آن به دلیل شبکه پیوند هیدروژنی متراکم بین زنجیره های پلیمری در آب نامحلول است. برای اینکه سلولز محلول در آب باشد و از نظر عملکردی مفید باشد، شیمیدانان دو نوع گروه جایگزین را معرفی می کنند:
- گروه های متوکسی (-OCH3) - مشتق شده از متیل کلرید؛ اینها پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره ای را مختل می کنند و به عنوان "M" در HPMC بیان می شوند.
- گروه های هیدروکسی پروپوکسی (–OCH2CHOHCH3) - مشتق شده از پروپیلن اکسید؛ این ها آب دوستی را افزایش می دهند و به عنوان "HP" در HPMC بیان می شوند.
نسبت و کمیت این جایگزین ها با دو پارامتر توصیف می شود: درجه جایگزینی متیل (DS) و جایگزینی مولی هیدروکسی پروپیل (MS). گریدهای دارویی مانند USP، JP و EP HPMC را بر اساس نسبت محتوای متوکسی و هیدروکسی پروپوکسی به چهار نوع طبقه بندی می کنند:
| تایپ کنید | متوکسی % (وزنی/وزنی) | هیدروکسی پروپوکسی % (وزنی) | استفاده متداول |
|---|---|---|---|
| 1828 | 16.5 - 20.0 | 23.0 - 32.0 | محلول های چشمی |
| 2208 | 19.0 - 24.0 | 4.0 - 12.0 | ماتریس های انتشار گسترده |
| 2906 | 27.0 - 30.0 | 4.0 - 7.5 | پوشش های فیلم |
| 2910 | 28.0 - 30.0 | 7.0 - 12.0 | پوسته کپسول HPMC |
ویسکوزیته متغیر مهم دیگر است. یک محلول آبی 2% از HPMC بسته به وزن مولکولی پلیمر می تواند از 3 mPa·s تا 100000 mPa·s باشد. گریدهای با ویسکوزیته پایین (3-15 mPa·s) برای کاربردهای پوشش فیلم که در آن یک لایه نازک و یکنواخت مورد نیاز است انتخاب می شوند. گریدهای با ویسکوزیته بالا (4000-100000 mPa·s) در ماتریسهای قرص با رهش کنترلشده استفاده میشوند که در آن شکلگیری آهسته ژل مکانیسمی است که بر نرخ آزادسازی دارو حاکم است.
یکی از ویژگی های مهم شیمیایی، رفتار ژل شدن حرارتی HPMC است. بر خلاف بسیاری از پلیمرهایی که در هنگام خنک شدن ژل میکنند، محلولهای HPMC وقتی در دمای بالای 60 تا 80 درجه سانتیگراد گرم میشوند، ژل تشکیل میدهند و پس از سرد شدن به حالت مایع برمیگردند. این ژل حرارتی معکوس در فرآوری مواد غذایی و دارویی برای ایجاد ساختارهایی که روی حرارت قرار می گیرند و دوباره در دمای بدن حل می شوند، استفاده می شود.
