Мікрокапсулювання лікарських речовин - студопедія
В даний час микрокапсулирование застосовується в різних галузях промисловості: у медичній, космічної, харчової, сільськогосподарської, з метою зменшення небезпеки роботи з вибуховими речовинами, в космічній медицині, для інгібіторів корозії металевих конструкцій та ін.
Мікрокапсули - найдрібніші частинки твердого, рідкого або газоподібного речовини, укладені в оболонку. Розмір укладених в оболонку частинок - мікрокапсул - може становити від 1 до 6500 мкм. Найбільш широке застосування в медицині знаходять мікрокапсули розміром від 100 до 500 мкм. Особливим видом мікрокапсул є нанокапсули, частки лікарських речовин розміром 80-200 нм (розмір колоїдних частинок, мицелл), отриманих полімеризацією і здатних вивільняти лікарську речовину при парентеральному введенні.
Форма капсул визначається складом їх вмісту: рідкі та газоподібні речовини надають мікрокапсули кулясту форму, тверді - овальну або геометрично неправильну.
Вміст мікрокапсул (внутрішня фаза, ядро) становить від 15 до 99% їх маси, але найчастіше 50-55%. Товщина оболонки мікрокапсул коливається від 0,1 до 200 мкм і може бути одношарової, багатошаровою, еластичною або жорсткою, з різною стійкістю до дії води, органічних розчинників, нагрівання, тиску. Маса оболонок становить 1-70% від маси мікрокапсул. Будова мікрокапсул представлено на рис.
Мал. 3. Будова мікрокапсул: А - з одного оболонкою; Б - з подвійною оболонкою; В - капсула в капсулі; Г - дисперсія в мікрокапсули
Основними цілями микрокапсулирование є:
• маскування смаку, запаху і кольору лікарських речовин;
• зменшення летючості лікарського препарату, його горючості, займистості і вибухонебезпечності;
• ізолювання реагують між собою лікарських речовин;
• запобігання лікарських речовин і ферментів від впливу несприятливих факторів навколишнього середовища: вологи, кисню повітря, коливань температури і ін. Це подовжує термін придатності лікарських засобів, тому що стабілізує нестійкі лікарські речовини (ферменти, антибіотики, вітаміни та ін.);
• отримання лікарських форм з спрямованої локалізацією дії, наприклад, отримання мікрокапсул, стійких в кислому середовищі шлунка і вивільняють лікарські речовини в кишечнику;
• вивільнення лікарської речовини з регульованою швидкістю за рахунок певної товщини, пористості і розчинності оболонки. Іншими словами, створення пролонгованих лікарських форм з метою скорочення числа прийомів лікарської речовини і зниження їх побічної дії;
• зниження дратівної дії лікарських речовин на тканини організму;
• зміна технології за рахунок переведення рідких і газоподібних лікарських речовин в сипучі тверді маси, зручні для дозування, розфасовки і переробки в готові лікарські форми;
• мікрокапсули можуть використовуватися як самостійно, так і при отриманні різних лікарських форм для внутрішнього, зовнішнього та парентерального застосування;
• отримання іммобілізованих ферментів для використання в інженерній ензимології.
Недоліками мікрокапсульованих лікарських речовин є:
• несумісність в деяких випадках лікарської речовини з речовиною оболонки;
• нестабільність оболонок з деяких полімерів при зберіганні, що вимагає введення консервантів;
• микрокапсулирование економічно відносно дорогий
в даний час технологічний процес, в деяких
випадках вимагає спеціального дорогого обладнання.
Залежно від призначення і властивостей мікрокапсульованих речовин, властивостей полімерного матеріалу оболонки і її товщини, відомі 3 типи оболонок мікрокапсул.
Оболонка мікрокапсули НЕ проникна для ядра і навколишнього середовища. Вивільнення внутрішньої фази відбувається в результаті механічного руйнування оболонки, в результаті її розчинення, нагрівання, тиску, зміни рН.
Оболонка мікрокапсули проникна для ядра. Швидкість вивільнення ядра залежить від товщини і пористості оболонок. Лікарська речовина виділяється не відразу, а поступово, т. Е. В навколишньому середовищі можна протягом тривалого часу підтримувати певну концентрацію, що має велике значення в лікарської терапії.
Оболонка мікрокапсули напівпроникності, т. Е. Вона не проникна для ядра, але проникна для низькомолекулярних речовин, що містяться в навколишньому середовищі. Дія мікрокапсул забезпечується завдяки дифузії низкомолекулярной рідини всередину мікрокапсули.
Речовинами для створення оболонки мікрокапсул є пленкообразователи, які повинні давати оболонку, добре прилипає до капсуліруемому речовини, і забезпечувати її герметичність, еластичність, міцність і стабільність при зберіганні. При виробництві мікрокапсул для медичних цілей найбільш вживані такі пленкообразователи.
Водорозчинні - желатин, гуміарабік, полівінілпіролідон, карбоксиметилцелюлоза, гідроксиетилцелюлоза, полівініловий спирт, поліакрилова кислота.
Водонерозчинні - етилцелюлоза (ЕЦ), нитроцеллюлоза, поліпропілен, поліметакрилат, поліамід, латекси, силікони.
Ентеросолюбільную (кишковорозчинні) з'єднання - шелак, зеин, ацетофталат (АЦФ), ацетобутірат, ацетосукцінат целюлози.
Воски та ліпіди - парафін, спермацет, бджолиний віск, стеаринова кислота, пальмітинова кислота, цетиловий, стеариловий, лауриловий спирти та ін.
Вимоги до проникності оболонки визначаються призначенням мікрокапсул. Якщо лікарська речовина потрібно захистити від навколишнього середовища, то оболонка повинна бути нізкопроніцаемие. Один із способів зменшення проникності оболонки - отримання багатошарових покриттів і додаткова їх обробка (зневоднення, дублення).
Оболонки, непроникні для внутрішньої фази і навколишнього середовища, забезпечують міцність і герметичність упаковки ядра. Такі оболонки використовують в мікрокапсулах з метою ізоляції один від одного взаємодіючих компонентів, а також для додання рідким і в'язким складам властивості сипучості.
Технологія микрокапсулирование дозволяє створити мікрокапсули з оболонкою, непроникною для ядра і матеріалу розчинної у воді (желатин), в кислому (ЕЦ) або слаболужною (АЦФ) середовищі шлунково-кишкового тракту.
Якщо оболонка проникна для ядра, то швидкість вивільнення йде за рахунок дифузії і залежить від товщини оболонки, розміру мікрокапсул, наявності пір і розчинності речовини в зовнішньому середовищі.