Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) a methylcelulóza (MC) jsou deriváty celulózy široce používané ve farmaceutických aplikacích kvůli jejich všestranným vlastnostem. Přes jejich podobnosti mají zřetelné rozdíly v chemické struktuře, vlastnostech a aplikacích, díky nimž jsou vhodné pro různé účely ve farmaceutickém průmyslu.
Chemické složení a struktura
Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC):
HPMC je chemicky modifikovaný ether celulózy. Je odvozen z celulózy léčbou jejím methylchloridem a propylenoxidem, který zavádí methoxy (-Och3) a hydroxypropyl (-ch2chohch3) skupiny do páteře celulózy. Poměr těchto skupin určuje stupeň substituce (DS) a molární substituce (MS). DS představuje průměrný počet hydroxylových skupin nahrazených na jednotku anhydroglukózy, zatímco MS označuje průměrný počet připojených hydroxypropylových skupin.
Methylcelulóza (MC):
MC je další celulózový éter, ale ve srovnání s HPMC je méně modifikován. Vytváří se léčbou celulózy methylchloridem, což má za následek nahrazení hydroxylových skupin methoxy skupinami. Tato modifikace je kvantifikována stupněm substituce (DS), která se pro MC obvykle pohybuje od 1,3 do 2,6. Absence hydroxypropylových skupin v MC jej odlišuje od HPMC.
Fyzikální vlastnosti
Rozpustnost a gelace:
HPMC je rozpustný v chladné i horké vodě a vytváří koloidní roztok. Po vytápění HPMC podstoupí termoreverzibilní gelaci, což znamená, že při zahřívání a vrátí se k roztoku po chlazení. Tato vlastnost je zvláště užitečná při regulovaném uvolňování léčiva a jako zesilovač viskozity ve vodných roztocích.
MC, na druhé straně, je rozpustný ve studené vodě, ale nerozpustný v horké vodě. Vykazuje také termogelaci; jeho gelační teplota je však obecně nižší než teplota HPMC. Tato charakteristika činí MC vhodný pro specifické farmaceutické aplikace, kde je výhodná teplota s nižší gelací.
Viskozita:
Jak HPMC, tak MC mohou významně zvýšit viskozitu vodných roztoků, ale HPMC obecně nabízí širší škálu viscozit díky různým substitučním vzorcům. Tato variabilita umožňuje přesnější kontrolu ve formulacích vyžadujících specifické profily viskozity.
Funkčnost ve farmacích
HPMC:
Formulace matice s řízeným uvolňováním:
HPMC se rozsáhle používá ve formulacích matice s řízeným uvolňováním. Její schopnost bobtnávat a vytvořit gelovou vrstvu při kontaktu s žaludečními tekutinami pomáhá při řízení rychlosti uvolňování léčiva. Gelová vrstva působí jako bariéra, moduluje difúzi léčiva a rozšiřuje jeho uvolňování.
Filmový povlak:
Díky svým vynikajícím vlastnostem vytvářejícím filmy se HPMC široce používá v povlaku tablet a pelet. Poskytuje ochrannou bariéru proti vlhkosti, kyslíku a světlu, zvyšuje stabilitu a trvanlivost produktu. Navíc mohou být HPMC povlaky použity pro maskování chuti a ke zlepšení vzhledu tablet.
Pořadatel ve formulacích tabletů:
HPMC se také používá jako pojivo v procesech mokré granulace. Zajišťuje mechanickou sílu tablet, což usnadňuje vazbu práškových částic během komprese.
Agent pozastavení a zesílení:
V kapalných formulacích slouží HPMC jako činidlo zavěšení a zesílení. Jeho vysoká viskozita pomáhá při udržování rovnoměrného rozdělení suspendovaných částic a zlepšuje konzistenci formulace.
MC:
Vazba tabletu:
MC se používá jako pořadač ve formulacích tabletů. Poskytuje dobré vazebné vlastnosti a mechanickou sílu na tablety a zajišťuje jejich integritu během manipulace a skladování.
Rozpad:
V některých případech může MC fungovat jako dezintegrant, který pomáhá tabletům proniknout na menší fragmenty při kontaktu s žaludečními tekutinami, což usnadňuje uvolňování léčiva.
Formulace řízeného uvolňování:
Ačkoli méně běžné než HPMC, MC lze použít ve formulacích s řízeným uvolňováním. Jeho termogelační vlastnosti lze využít pro kontrolu profilu uvolňování léčiv.
Zahušťování a stabilizační činidlo:
MC je využíván jako zahušťovací a stabilizační činidlo v různých kapalných a polotuhých formulacích. Jeho schopnost zvýšit viskozitu pomáhá při udržování stability a homogenity produktu.
Specifické aplikace ve farmaceutikách
Aplikace HPMC:
Ophthalmické přípravky:
HPMC se často používá v oftalmických roztocích a gelech díky svým mazacím a viskoelastickým vlastnostem. Poskytuje retenci vlhkosti a prodlužuje dobu kontaktu léku s očním povrchem.
Transdermální doručovací systémy:
HPMC se používá v transdermálních skvrnách, kde jeho schopnost formování filmu pomáhá při vytváření kontrolované matice uvolňování pro dodávání léčiv skrz kůži.
Mucoadhesivní formulace:
Mukoadhezivní vlastnosti HPMC je vhodný pro bukální, nosní a vaginální systémy dodávání léčiva, což zvyšuje dobu pobytu formulace v místě aplikace.
Aplikace MC:
Lokální formulace:
MC se používá v lokálních krémech, gelech a masti, kde působí jako zahušťující a stabilizační činidlo, což zlepšuje šíření a konzistenci produktu.
Jídlo a nutraceutika:
Kromě léčiv, MC najde aplikace v potravinářských a nutraceutických produktech jako zahušťovač, emulgátor a stabilizátor, což přispívá k texturu a stabilitě různých produktů.
Stručně řečeno, HPMC a MC jsou cenné deriváty celulózy s odlišnými charakteristikami, díky nimž jsou vhodné pro různé farmaceutické aplikace. HPMC, se svou dvojí rozpustnost v horké a studené vodě, vyšší rozsah viskozity a schopnostmi formování filmu, je zvláště upřednostňován pro formulace s řízeným uvolňováním, tabletové povlaky a oftalmické přípravky. MC, i když je jednodušší ve složení, nabízí jedinečné výhody v rozpustnosti studené vody a nižší gelační teploty, což je užitečné jako pojivo, dezintegrant a zesílení ve specifických aplikacích. Pochopení rozdílů v jejich chemických strukturách, fyzikálních vlastnostech a funkcích umožňuje formulátorům vybrat příslušný derivát celulózy pro splnění specifických potřeb farmaceutických produktů.
Čas příspěvku: únor 18-2025