Введение
Целюлозный эфир, используемый в качестве эмульгатора или загустителя для диспергирования коллоидов в воде Гипромеллоза (INN), сокращение от гидроксипропилометилцеллюлозы (HPMC), является полусинтетическим, инертным, вязкоупругим полимером, используемым в глазных каплях, а также в качестве вспомогательного вещества и компонента с контролируемой доставкой в пероральных лекарственных препаратах, встречающегося в различных коммерческих продуктах. Как пищевая добавка, гипромеллоза является эмульгатором, загустительным и суспензирующим средством, а также альтернативой животного желатина. Его код (E-номер) Codex Alimentarius - E464.
Hypromellose (INN), short for hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), is a semisynthetic, inert, viscoelastic polymer used in eye drops, as well as an excipient and controlled delivery component in oral medicaments, found in a variety of commercial products. As a food additive, hypromellose is an emulsifier, thickening and suspending agent, and an alternative to animal gelatin. Its Codex Alimentarius code (E number) is E464.
Химия
Гипромеллоза является твердым веществом, имеет слегка отбеленный белый до бежевый цвет и может быть сформирована в гранулы. Соединение образует коллоиды при растворении в воде. Этот нетоксичный ингредиент воспламеняется и может сильно реагировать с окислителями. Гипромеллоза в водном растворе, как и метилцеллюлоза, обладает свойством термогеляции. То есть, когда раствор нагревается до критической температуры, раствор замерзает в не текущую, но полугибкую массу. Как правило, эта критическая (застывающая) температура обратно связана как с концентрацией раствора HPMC, так и с концентрацией метоксигруппы в молекуле HPMC (которая, в свою очередь, зависит как от степени замещения метоксигруппы, так и от молярной замещения). То есть, чем выше концентрация метоксигруппы, тем ниже критическая температура. Однако негибкость/вискозность полученной массы напрямую связана с концентрацией метоксигруппы (чем выше концентрация, тем более вязкая или менее гибкая полученная масса).
Использование в цельнозерновом хлебе
Ученые из Службы сельскохозяйственных исследований изучают использование HPMC, полученного из растений, в качестве замены глютена при приготовлении всего овесного и другого зернового хлеба. Глютен, который содержится в пшенице, ржи и ячмене, отсутствует (или присутствует лишь в незначительных количествах) в овсе и других зерновых. Как и глютен, HPMC может задерживать пузырьки воздуха, образованные дрожжей в хлебном тесте, вызывая рост хлеба.
Использование в строительных материалах
HPMC используется в основном в строительных материалах, таких как клеи для плиток и рендеров, где он используется в качестве модификатора реологии и агента удержания воды. Функционально HPMC очень похож на HEMC (гидроксиэтилметилцеллюлоза). Торговые названия включают Methocel и Walocel. Ведущим мировым производителем в настоящее время является DuPont, ранее производившаяся под Dow Wolff Cellulosics GmbH.
Офтальмологические применения
Растворы гипромеллозы были запатентованы как полусинтетический заменитель слезной пленки. Его молекулярная структура основана на базовом целлюлоидном соединении, которое очень растворимо в воде. После нанесения, атрибуты целлюлоида хорошей растворимости в воде, как сообщается, помогают в визуальной ясности. При нанесении раствор гипромеллозы приводит к набуханию и поглощению воды, тем самым увеличивая толщину слезной пленки. Таким образом, увеличение гипромеллозы приводит к увеличению времени присутствия смазки на роговице, что теоретически приводит к уменьшению раздражения глаз, особенно в сухом климате, домашней или рабочей среде. На молекулярном уровне этот полимер содержит бета-связанные единицы глюкозы D, которые остаются метаболически нетронутыми в течение нескольких дней или недель. С точки зрения производства, поскольку гипромеллоза является вегетарианской заменой желатина, ее производство немного дороже из-за полусинтетических производственных процессов. Помимо широкого распространения в коммерческих и розничных магазинах, гипромелоза 2% раствор используется во время хирургических операций для защиты роговицы и во время орбитальной хирургии.
Помощное вещество/ингредиент для таблеток
Помимо использования в офтальмологических жидкостях, гипромеллоза используется в качестве вспомогательного вещества в пероральных таблетках и капсулах, где, в зависимости от класса, она действует как средство с контролируемым высвобождением, чтобы задержать высвобождение лекарственного соединения в пищеварительный тракт. Он также используется в качестве связующего вещества и в качестве компонента покрытий для таблеток.
Методы испытаний вязкости
Поскольку раствор гипромеллозы является не ньютоновым раствором и проявляет псевдопластичность, точнее, тиксотропическое поведение, доступны различные методы испытаний, и результаты различных методов и вискозиметров не обязательно соответствуют друг другу. Кроме того, из-за допустимых диапазонов погрешности вязкости обычно дается как среднее значение или как диапазон. Типичное испытание на вязкость будет определять следующее: концентрация раствора (1%, 2%, 1,9% сухого кости и т. д.) Вискометр (RheoSense m VROC и microVISC, Brookfield LV или RV, падающий мяч Höppler, Haake Rotovisco и т. Д.) Количество вискометров в шпинделях (1 ~ 4 для Brookfield LV, 1 ~ 7 для Brookfield RV и т.д.) Температура раствора (20 °C, 25 °C и т.д.)
Solution concentration (1%, 2%, 1.9% bone dry, etc.) Viscometer (RheoSense m VROC and microVISC, Brookfield LV or RV, Höppler falling ball, Haake Rotovisco, etc.) Viscometer spindle number (1 ~ 4 for Brookfield LV, 1 ~ 7 for Brookfield RV, etc.) Solution Temperature (20 °C, 25 °C, etc.)
Степень замещения
Степень замещения - это средний уровень метокси-замещения в цепи целлюлозы. Поскольку в каждой молекуле целлюлозы имеется максимум три возможных места замещения, это среднее значение является реальным числом от 0 до 3. Однако степень замещения часто выражается в процентах.
Замена молярных клеток
Молярная замена - это средний уровень гидроксипропокси-замещения в цепи целлюлозы. Поскольку гидроксипропоксидные основания могут быть прикреплены друг к другу на боковых цепях и не требуют замены каждого из них на молекуле целлюлозы, это число может быть выше 3. Однако, молярная замена также часто выражается в процентах.
Влажность
Поскольку все эти эфиры целлюлозы гигроскопичны, они будут поглощать влагу из окружающей среды, если их оставить открытыми из оригинальной упаковки. Таким образом, необходимо проверить влажность и скорректировать вес, чтобы обеспечить распределение достаточного количества сухого активного вещества для использования. Испытание влажности проводится путем взвешивания образца в X граммов на аналитической весы, сушки образца в духовке при 105 °C в течение 2 часов, затем повторного взвешивания образца на той же весе.