هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)، أو هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز، هو بوليمر متعدد الاستخدامات مشتق من السليلوز، وهو مادة طبيعية موجودة في جدران خلايا النباتات. وقد حظيت المواد القائمة على HPMC باهتمام كبير في مختلف الصناعات نظرًا لخصائصها الفريدة وتطبيقاتها الواسعة.
مقدمة عن HPMC:
هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) هو بوليمر شبه صناعي قابل للذوبان في الماء، مشتق من السليلوز. يُستخدم عادةً كمكثف، ومادة رابطة، ومستحلب، وعامل تشكيل أغشية في صناعات متنوعة، بما في ذلك الأدوية، والأغذية، والبناء، ومستحضرات التجميل، ومنتجات العناية الشخصية.
خصائص المواد القائمة على HPMC:
الذوبان في الماء: يتميز HPMC بذوبان ممتاز في الماء، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في المحاليل والمستحضرات المائية.
التحكم في اللزوجة: يعمل كعامل تكثيف فعال، مما يسمح بالتحكم الدقيق في لزوجة المحاليل والمستحضرات.
خصائص تكوين الفيلم: يمكن لـ HPMC تكوين أفلام شفافة ومرنة عند تجفيفها، مما يجعلها مفيدة في الطلاءات والأفلام وأنظمة توصيل الأدوية ذات الإطلاق المتحكم فيه.
الاستقرار: توفر المواد القائمة على HPMC استقرارًا جيدًا على مدى مجموعة واسعة من ظروف درجة الحموضة ودرجة الحرارة.
القابلية للتحلل البيولوجي: نظرًا لكونه مشتقًا من السليلوز، فإن HPMC قابل للتحلل البيولوجي، مما يجعله صديقًا للبيئة مقارنة بالبوليمرات الاصطناعية.
3. تطبيقات المواد القائمة على HPMC:
(1) المستحضرات الصيدلانية:
تركيبة الأقراص: يستخدم HPMC على نطاق واسع كمادة رابطة ومفككة في تركيبات الأقراص، مما يوفر إطلاقًا متحكمًا وتحسين إذابة الدواء.
المستحضرات الموضعية: يستخدم في المراهم والكريمات والمواد الهلامية كمعدل للزوجة ومستحلب.
أنظمة الإطلاق المتحكم: يتم استخدام المصفوفات القائمة على HPMC في أنظمة الإطلاق المستدام وأنظمة توصيل الأدوية المستهدفة.
(2) صناعة الأغذية:
عامل التكثيف: يتم استخدام HPMC لتكثيف وتثبيت المنتجات الغذائية مثل الصلصات والحساء والحلويات.
بديل الدهون: يمكن استخدامه كبديل للدهون في المنتجات الغذائية قليلة الدسم أو الخالية من الدهون لتحسين الملمس والشعور في الفم.
(3) البناء:
الملاط والجص: يعمل HPMC على تحسين قابلية العمل والالتصاق والاحتفاظ بالماء في الملاط والجص القائم على الأسمنت.
مواد لاصقة للبلاط: تعمل على تعزيز قوة الترابط ووقت فتح مواد لاصقة البلاط، مما يحسن من أدائها.
(4) مستحضرات التجميل والعناية الشخصية:
منتجات العناية بالشعر: يتم دمج HPMC في الشامبو والبلسم ومنتجات التصفيف لخصائصه في تكثيف الشعر وتكوين طبقة رقيقة.
تركيبات العناية بالبشرة: يتم استخدامه في المستحضرات والكريمات ومستحضرات الوقاية من الشمس كمثبت ومستحلب.
طرق تخليق HPMC:
يُصنّع HPMC من خلال سلسلة من التعديلات الكيميائية للسليلوز. تتضمن العملية إيثر السليلوز بأكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل لإضافة مجموعات هيدروكسي بروبيل وميثيل، على التوالي. يمكن التحكم في درجة استبدال مجموعات هيدروكسي بروبيل وميثيل لتخصيص خصائص HPMC لتطبيقات محددة.
(5) التطورات الحديثة واتجاهات البحث:
المركبات النانوية: يستكشف الباحثون دمج الجسيمات النانوية في مصفوفات HPMC لتحسين الخصائص الميكانيكية وقدرة تحميل الدواء وسلوك الإطلاق المتحكم فيه.
الطباعة ثلاثية الأبعاد: يتم البحث في استخدام المواد الهلامية المائية القائمة على HPMC في الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لهياكل الأنسجة وأنظمة توصيل الأدوية بسبب توافقها الحيوي وخصائصها القابلة للضبط.
المواد الذكية: يتم تصميم المواد القائمة على HPMC للاستجابة للمحفزات الخارجية مثل درجة الحموضة ودرجة الحرارة والضوء، مما يتيح تطوير أنظمة وأجهزة استشعار ذكية لتوصيل الأدوية.
الأحبار الحيوية: تكتسب الأحبار الحيوية المعتمدة على HPMC اهتمامًا متزايدًا نظرًا لإمكاناتها في تطبيقات الطباعة الحيوية، مما يتيح تصنيع هياكل أنسجة معقدة ذات قابلية عالية للحياة الخلوية والتحكم المكاني.
تُقدّم المواد القائمة على HPMC مزايا متعددة في مختلف الصناعات، بما في ذلك الصناعات الدوائية، والأغذية، والبناء، ومستحضرات التجميل. بفضل خصائصها الفريدة، بما في ذلك قابليتها للذوبان في الماء، والتحكم في اللزوجة، وقابليتها للتحلل البيولوجي، تُواصل هذه المواد دفع عجلة الابتكار في علوم المواد، مما يُتيح تطوير أنظمة متقدمة لتوصيل الأدوية، وأغذية وظيفية، ومواد بناء مستدامة، وأنسجة مطبوعة بيولوجيًا. ومع تقدّم الأبحاث في هذا المجال، يُمكننا توقع المزيد من الإنجازات والتطبيقات الجديدة للمواد القائمة على HPMC في المستقبل القريب.
وقت النشر: ٨ مايو ٢٠٢٤