1. La natura fondamentale dell'HPMC
L'ipromellosa, nota anche come idrossipropilmetilcellulosa o HPMC, ha formula molecolare C8H15O8-(C10Hl8O6)n-C8Hl5O8 e peso molecolare di circa 86.000. Questo prodotto è un materiale semisintetico, costituito da una parte del gruppo metilico e da una parte dell'etere poliidrossipropilico della cellulosa. Può essere prodotta con due metodi: il primo consiste nel trattare la metilcellulosa di grado appropriato con NaOH e poi farla reagire con ossido di propilene ad alta temperatura e alta pressione. Il tempo di reazione deve essere prolungato per consentire ai gruppi metilici e idrossipropilici di legarsi all'etere. La struttura risultante è collegata all'anello anidroglucosidico della cellulosa e può raggiungere il grado di legame desiderato; L'altro metodo consiste nel trattare la fibra di cotone o di pasta di legno con soda caustica, per poi ottenere, tramite reazione successiva con metano clorurato e ossido di propilene, un prodotto che viene ulteriormente raffinato, polverizzato e trasformato in polvere o granuli fini e uniformi. L'HPMC è una varietà di cellulosa vegetale naturale ed è anche un eccellente eccipiente farmaceutico, ampiamente disponibile. Attualmente è ampiamente utilizzato sia in patria che all'estero ed è uno degli eccipienti farmaceutici con il più alto tasso di utilizzo tra i farmaci orali.
Il prodotto si presenta di colore bianco o bianco latte, atossico e insapore, sotto forma di polvere granulare o fibrosa, scorrevole. È relativamente stabile alla luce e all'umidità. In acqua fredda si gonfia formando una soluzione colloidale bianco latte con una certa viscosità. A determinate concentrazioni, può verificarsi il fenomeno di interconversione sol-gel a causa della variazione di temperatura. Si dissolve molto facilmente in alcol al 70% o dimetilchetone, ma non si dissolve in alcol anidro, cloroformio o etossietano.
L'ipromellosa presenta una buona stabilità quando il pH è compreso tra 4,0 e 8,0 e può esistere stabilmente tra 3,0 e 11,0. Dopo essere stata conservata per 10 giorni a una temperatura di 20 °C e un'umidità relativa dell'80%, il coefficiente di assorbimento di umidità dell'HPMC è del 6,2%.
A causa della differenza nel contenuto dei due sostituenti nella struttura dell'ipromellosa, metossi e idrossipropile, sono comparsi diversi tipi di prodotti. A una specifica concentrazione, i vari tipi di prodotti hanno una viscosità e una temperatura di gelificazione termica specifiche, pertanto possiedono proprietà diverse e possono essere utilizzati per scopi diversi. Le farmacopee di vari paesi hanno specifiche ed espressioni diverse per il modello: la Farmacopea Europea si basa sui vari gradi delle diverse viscosità e sui diversi gradi di sostituzione dei prodotti in commercio. Viene espressa dal grado seguito da un numero. L'unità è mPa•s. Dopo aver aggiunto 4 cifre per indicare il contenuto e il tipo di ciascun sostituente dell'ipromellosa, ad esempio, ipromellosa 2208, le prime due cifre rappresentano la percentuale approssimativa del gruppo metossi, le ultime due cifre rappresentano la percentuale approssimativa del gruppo idrossipropile.
2. Metodo di dissoluzione dell'HPMC in acqua
2.1 Metodo dell'acqua calda
Poiché l'ipromellosa non si scioglie in acqua calda, può essere dispersa uniformemente in acqua calda nella fase iniziale, e poi, quando si raffredda, vengono descritti due metodi tipici come segue:
(1) Mettere la quantità necessaria di acqua calda nel contenitore e riscaldarla a circa 70℃. Aggiungere gradualmente il prodotto mescolando lentamente. All'inizio, il prodotto galleggia sulla superficie dell'acqua, poi gradualmente forma una poltiglia. Raffreddare la poltiglia.
(2) Aggiungere 1/3 o 2/3 della quantità di acqua necessaria nel contenitore e riscaldarla a 70°C per disperdere il prodotto e preparare una sospensione di acqua calda, quindi aggiungere la quantità rimanente di acqua fredda o acqua ghiacciata alla sospensione di acqua calda. Dopo aver mescolato, raffreddare la miscela.
2.2 Metodo di miscelazione delle polveri
Le particelle in polvere e gli altri ingredienti in polvere, in quantità uguale o maggiore, vengono completamente dispersi mediante miscelazione a secco, dopodiché si aggiunge acqua per scioglierli. A questo punto, l'ipromellosa si scioglie senza agglomerazione.
3. Vantaggi dell'HPMC
3.1 Solubilità in acqua fredda
È solubile in acqua fredda al di sotto dei 40 °C o in etanolo al 70%. È praticamente insolubile in acqua calda al di sopra dei 60 °C, ma può essere gelificato.
3.2 Inerzia chimica
L'ipromellosa (HPMC) è un tipo di etere di cellulosa non ionico. La sua soluzione non ha carica ionica e non interagisce con sali metallici o composti organici ionici. Pertanto, gli altri eccipienti non reagiscono con essa durante il processo di preparazione.
3.3 Stabilità
È relativamente stabile sia agli acidi che agli alcali e può essere conservato a lungo a pH compreso tra 3 e 1 l, senza che la sua viscosità subisca variazioni significative. La soluzione acquosa di ipromellosa (HPMC) ha un effetto antimuffa e mantiene una buona stabilità della viscosità durante la conservazione a lungo termine. Gli eccipienti farmaceutici che utilizzano HPMC presentano una migliore stabilità qualitativa rispetto a quelli che utilizzano eccipienti tradizionali (come destrina, amido, ecc.).
3.4 Regolabilità della viscosità
È possibile miscelare diversi derivati di HPMC con viscosità differenti in proporzioni diverse, e la loro viscosità può variare secondo una determinata regola, presentando una buona relazione lineare, pertanto la scelta dipende dalle esigenze specifiche.
3.5 Inerzia metabolica
L'HPMC non viene assorbito né metabolizzato dall'organismo e non fornisce calorie, pertanto è un eccipiente sicuro per i preparati medicinali.
3.6 Sicurezza
Si ritiene generalmente che l'HPMC sia un materiale non tossico e non irritante. La dose letale mediana per i topi è di 5 g/kg, mentre per i ratti è di 5,2 g/kg. Il dosaggio giornaliero è innocuo per il corpo umano.
4. Applicazione dell'HPMC nelle preparazioni
4.1 Utilizzato come materiale di rivestimento e materiale filmogeno
L'ipromellosa (HPMC) è utilizzata come materiale per il rivestimento filmogeno delle compresse. Rispetto alle tradizionali compresse rivestite, come quelle rivestite di zucchero, le compresse rivestite con HPMC non presentano vantaggi evidenti in termini di mascheramento del sapore e dell'aspetto, ma mostrano migliori caratteristiche qualitative in termini di durezza e friabilità, assorbimento di umidità, disgregazione, aumento di peso del rivestimento e altri parametri. La versione a bassa viscosità di questo prodotto è utilizzata come materiale di rivestimento filmogeno idrosolubile per compresse e pillole, mentre la versione ad alta viscosità è utilizzata come materiale di rivestimento filmogeno per sistemi a base di solventi organici. La concentrazione di utilizzo è generalmente compresa tra il 2,0% e il 20%.
4.2 come legante e disgregante
La versione a bassa viscosità di questo prodotto può essere utilizzata come legante e disgregante per compresse, pillole e granulati, mentre la versione ad alta viscosità può essere utilizzata solo come legante. Il dosaggio varia a seconda dei modelli e delle esigenze specifiche. Generalmente, la quantità di legante utilizzata per le compresse a granulazione secca è del 5%, mentre per le compresse a granulazione umida è del 2%.
4.3 Come agente sospensivante
L'agente sospensivante è una sostanza gelatinosa viscosa con idrofilia. Il suo utilizzo rallenta la velocità di sedimentazione delle particelle e permette di legarsi alla loro superficie, impedendone la polimerizzazione e l'aggregazione. Gli agenti sospensivanti svolgono un ruolo fondamentale nella produzione di sospensioni. L'HPMC è un eccellente agente sospensivante. La soluzione colloidale disciolta in esso riduce la tensione all'interfaccia liquido-solido e l'energia libera sulle piccole particelle solide, migliorando così la stabilità del sistema di dispersione eterogenea. Questo prodotto è una preparazione liquida ad alta viscosità, ideale come agente sospensivante. Presenta un buon effetto sospensivante, è facile da ridisperdere, non appiccicoso e permette la formazione di particelle flocculate fini. La concentrazione usuale è compresa tra lo 0,5% e l'1,5%.
4.4 Utilizzato come bloccante, agente a rilascio lento e controllato e agente porogeno.
La versione ad alta viscosità di questo prodotto viene utilizzata per la preparazione di compresse a rilascio prolungato con matrice di gel idrofilo, come ritardante e agente a rilascio controllato per compresse a rilascio prolungato con matrice di materiali misti. Ha l'effetto di ritardare il rilascio del farmaco. La sua concentrazione d'uso è compresa tra il 10% e l'80% (p/p). La versione a bassa viscosità viene utilizzata come agente porogeno per formulazioni a rilascio prolungato o controllato. La dose iniziale necessaria per l'effetto terapeutico di questo tipo di compressa può essere raggiunta rapidamente, dopodiché si esercita l'effetto di rilascio prolungato o controllato e la concentrazione ematica efficace del farmaco viene mantenuta nell'organismo. L'ipromellosa si idrata formando uno strato di gel a contatto con l'acqua. Il meccanismo di rilascio del farmaco dalla compressa a matrice è principalmente la diffusione dello strato di gel e l'erosione dello stesso.
4.5 Colla protettiva utilizzata come addensante e colloide
Quando questo prodotto viene utilizzato come addensante, la concentrazione usuale è compresa tra lo 0,45% e l'1,0%. Questo prodotto può anche aumentare la stabilità della colla idrofobica, formare un colloide protettivo, prevenire la coalescenza e l'agglomerazione delle particelle, inibendo così la formazione di sedimenti. La sua concentrazione usuale è compresa tra lo 0,5% e l'1,5%.
4.6 Utilizzato come materiale per capsule
Solitamente, il materiale di rivestimento delle capsule è principalmente gelatina. Il processo di produzione del rivestimento delle capsule è semplice, ma presenta alcuni problemi e fenomeni quali la scarsa protezione dei farmaci sensibili all'umidità e all'ossigeno, la ridotta dissoluzione del farmaco e il ritardo nella disintegrazione del rivestimento durante la conservazione. Pertanto, l'ipromellosa viene utilizzata come sostituto del materiale di rivestimento nella preparazione delle capsule, migliorandone la modellabilità e l'efficacia, ed è ampiamente promossa sia in Cina che all'estero.
4.7 Come bioadesivo
La tecnologia bioadesiva, che prevede l'applicazione di eccipienti con polimeri bioadesivi che aderiscono alla mucosa biologica, migliora la continuità e la tenuta del contatto tra il preparato e la mucosa stessa, consentendo un rilascio lento del farmaco e un suo assorbimento da parte della mucosa, raggiungendo così lo scopo terapeutico. È ampiamente utilizzata per il trattamento di patologie della cavità nasale e della mucosa orale. La tecnologia bioadesiva gastrointestinale è un nuovo tipo di sistema di rilascio di farmaci sviluppato negli ultimi anni. Essa non solo prolunga il tempo di permanenza dei preparati farmacologici nel tratto gastrointestinale, ma migliora anche il contatto del farmaco con la membrana cellulare del sito di assorbimento, modificandone la fluidità. In questo modo, aumenta la capacità di penetrazione del farmaco nelle cellule epiteliali dell'intestino tenue, migliorandone la biodisponibilità.
4.8 Come gel topico
Il gel, in quanto preparato adesivo per la pelle, presenta una serie di vantaggi quali sicurezza, aspetto estetico, facilità di rimozione, basso costo, semplicità di preparazione e buona compatibilità con i farmaci. Negli ultimi anni ha riscosso un notevole interesse ed è diventato una direzione di sviluppo per i preparati per uso esterno sulla pelle.
4.9 Come inibitore della precipitazione nel sistema di emulsificazione
Data di pubblicazione: 16 dicembre 2021