1. HPMC의 기본 특성
히프로멜로스(Hypromellose, 영문명은 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, HPMC)는 분자식 C8H15O8-(C10H18O6)n-C8H15O8이며 분자량은 약 86,000입니다. 이 제품은 셀룰로오스의 메틸기와 폴리하이드록시프로필 에테르의 일부를 포함하는 반합성 물질입니다. 제조 방법은 두 가지가 있습니다. 첫 번째는 적절한 등급의 메틸셀룰로오스를 수산화나트륨으로 처리한 후 고온 고압 조건에서 프로필렌 옥사이드와 반응시키는 것입니다. 메틸기와 하이드록시프로필기가 셀룰로오스의 무수글루코스 고리에 에테르 형태로 결합되도록 반응 시간을 충분히 확보해야 원하는 정도의 결합을 얻을 수 있습니다. 두 번째는 면 린터 또는 목재 펄프 섬유를 가성소다로 처리한 후 염화메탄과 프로필렌 옥사이드를 순차적으로 반응시켜 얻고, 이를 추가로 정제 및 분쇄하여 미세하고 균일한 분말 또는 과립으로 만드는 것입니다. HPMC는 천연 식물성 셀룰로오스의 일종으로, 공급원이 풍부한 우수한 의약품 부형제입니다. 현재 국내외에서 널리 사용되고 있으며, 경구용 의약품 중 사용률이 가장 높은 의약품 부형제 중 하나입니다.
이 제품은 흰색에서 유백색을 띠며, 무독성, 무미의 과립형 또는 섬유질 형태의 유동성이 좋은 분말입니다. 빛과 습도에 비교적 안정적이며, 찬물에 넣으면 일정 점도를 가진 유백색 콜로이드 용액을 형성합니다. 용액 농도가 일정 수준에 도달하면 온도 변화에 따라 졸-겔 상변환 현상이 발생할 수 있습니다. 70% 알코올이나 디메틸케톤에는 매우 잘 녹지만, 무수 알코올, 클로로포름, 에톡시에탄에는 녹지 않습니다.
히프로멜로스는 pH 4.0~8.0 범위에서 안정성이 우수하며, 3.0~11.0 범위에서 안정적으로 존재할 수 있습니다. 20°C의 온도와 80%의 상대습도에서 10일간 보관 후, 히프로멜로스(HPMC)의 수분 흡수율은 6.2%입니다.
히프로멜로스 구조 내 두 치환기인 메톡시기와 하이드록시프로필기의 함량 차이로 인해 다양한 종류의 제품이 개발되었습니다. 특정 농도에서 각 제품은 고유한 점도와 열 겔화 온도를 가지므로, 서로 다른 특성을 나타내며 용도 또한 다양합니다. 각국의 약전에서는 이러한 제품에 대한 규격 및 표기법이 서로 다릅니다. 유럽 약전은 시판 제품의 다양한 점도와 치환 정도에 따른 등급을 기준으로 하며, 등급 뒤에 숫자를 붙여 표기합니다. 단위는 mPa·s입니다. 예를 들어, 히프로멜로스 2208의 경우, 앞 두 자리는 메톡시기의 대략적인 백분율을, 뒤 두 자리는 하이드록시프로필기의 대략적인 백분율을 나타냅니다.
2. HPMC를 물에 용해시키는 방법
2.1 온수법
히프로멜로스는 뜨거운 물에 녹지 않으므로, 초기 단계에서는 뜨거운 물에 균일하게 분산시킨 후 냉각시키면 되는데, 두 가지 대표적인 방법은 다음과 같습니다.
(1) 용기에 필요한 양의 뜨거운 물을 넣고 약 70℃로 가열합니다. 천천히 저으면서 제품을 조금씩 넣습니다. 처음에는 제품이 물 표면에 뜨다가 점차 슬러리를 형성합니다. 슬러리를 식힙니다.
(2) 필요한 양의 물의 1/3 또는 2/3을 용기에 넣고 70°C로 가열하여 제품을 분산시켜 뜨거운 물 슬러리를 준비한 다음 나머지 양의 찬물이나 얼음물을 뜨거운 물 슬러리에 넣고 저은 후 혼합물을 식힌다.
2.2 분말 혼합 방법
분말 입자와 동일하거나 더 많은 양의 다른 분말 성분들을 건식 혼합하여 완전히 분산시킨 후, 물을 첨가하여 용해시킨다. 이때, 히프로멜로스는 응집 없이 용해될 수 있다.
3. HPMC의 장점
3.1 찬물 용해도
이 물질은 40°C 이하의 찬물이나 70% 에탄올에 용해됩니다. 60°C 이상의 뜨거운 물에는 기본적으로 녹지 않지만 젤 형태로 굳어질 수 있습니다.
3.2 화학적 불활성
히프로멜로스(HPMC)는 비이온성 셀룰로스 에테르의 일종입니다. HPMC 용액은 이온 전하를 띠지 않으며 금속염이나 이온성 유기 화합물과 반응하지 않습니다. 따라서 제조 과정에서 다른 부형제와 반응하지 않습니다.
3.3 안정성
히프로멜로스(HPMC) 수용액은 산성 및 알칼리성 환경 모두에서 비교적 안정적이며, pH 3~1L 범위에서 장기간 보관해도 점도 변화가 거의 없습니다. 또한 항곰팡이 효과가 있으며, 장기간 보관 시에도 우수한 점도 안정성을 유지합니다. HPMC를 사용하는 의약품 부형제는 기존의 부형제(덱스트린, 전분 등)를 사용하는 부형제보다 품질 안정성이 뛰어납니다.
3.4 점도 조절 가능성
HPMC의 다양한 점도 유도체는 서로 다른 비율로 혼합할 수 있으며, 점도는 특정 규칙에 따라 변화하고 우수한 선형 관계를 가지므로 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다.
3.5 대사 관성
HPMC는 체내에 흡수되거나 대사되지 않으며 칼로리를 제공하지 않으므로 의약품 제제에 안전한 부형제입니다.
3.6 보안
일반적으로 HPMC는 무독성 및 무자극성 물질로 알려져 있습니다. 쥐의 치사량(LD50)은 5g/kg이고, 생쥐의 치사량(LD50)은 5.2g/kg입니다. 1일 섭취량은 인체에 무해합니다.
4. 제제에 HPMC를 적용하는 방법
4.1 필름 코팅 재료 및 필름 형성 재료로 사용됨
히프로멜로스(HPMC)는 필름코팅정의 원료로 사용됩니다. 당의정 등 기존의 코팅정과 비교했을 때, 히프로멜로스 코팅정은 맛과 외관을 가리는 데 뚜렷한 이점은 없지만, 경도, 마모도, 수분 흡수율, 붕해율, 코팅 중량 증가율 등의 품질 지표가 우수합니다. 저점도 HPMC는 정제 및 알약의 수용성 필름코팅제로, 고점도 HPMC는 유기용매계 필름코팅제로 사용됩니다. 일반적인 사용 농도는 2.0%~20%입니다.
4.2 결합제 및 붕해제로서의 역할
이 제품의 저점도 등급은 정제, 알약 및 과립의 결합제 및 붕해제로 사용할 수 있으며, 고점도 등급은 결합제로만 사용할 수 있습니다. 사용량은 제형 및 요구 사항에 따라 다릅니다. 일반적으로 건식 과립 정제에는 결합제 5%, 습식 과립 정제에는 결합제 2%를 사용합니다.
4.3 현탁제로서의 역할
현탁제는 친수성을 지닌 점성 겔 물질입니다. 현탁제를 사용하면 입자의 침전 속도를 늦추고, 입자 표면에 부착되어 입자의 중합 및 응집을 방지할 수 있습니다. 현탁제는 현탁액 제조에 매우 중요한 역할을 합니다. HPMC는 우수한 현탁제 중 하나입니다. HPMC에 용해된 콜로이드 용액은 액체-고체 계면의 장력과 미세 고체 입자의 자유 에너지를 감소시켜 불균일 분산계의 안정성을 향상시킵니다. 본 제품은 현탁제로 제조된 고점도 현탁액 제제입니다. 우수한 현탁 효과를 가지며, 재분산이 용이하고, 점착성이 없으며, 미세한 응집 입자를 형성합니다. 일반적인 사용량은 0.5%~1.5%입니다.
4.4 차단제, 서방형 및 제어 방출제, 그리고 기공 형성제로 사용됨
이 제품의 고점도 등급은 친수성 겔 매트릭스 서방정, 혼합 물질 매트릭스 서방정의 지연제 및 조절 방출제 제조에 사용됩니다. 약물 방출을 지연시키는 효과가 있으며, 사용 농도는 10%~80%(W/W)입니다. 저점도 등급은 서방형 또는 조절 방출 제형의 기공 형성제로 사용됩니다. 이러한 유형의 정제는 치료 효과에 필요한 초기 용량에 빠르게 도달한 후 서방형 또는 조절 방출 효과를 발휘하여 체내 유효 혈중 약물 농도를 유지합니다. 히프로멜로스는 물과 만나면 수화되어 겔층을 형성합니다. 매트릭스 정제로부터의 약물 방출 기전은 주로 겔층의 확산과 겔층의 침식입니다.
4.5 증점제 및 콜로이드로 사용되는 보호 접착제
본 제품을 증점제로 사용할 경우, 일반적인 농도는 0.45%~1.0%입니다. 또한, 본 제품은 소수성 접착제의 안정성을 높이고, 보호 콜로이드를 형성하여 입자의 응집 및 뭉침을 방지함으로써 침전물 생성을 억제할 수 있습니다. 이 경우 일반적인 농도는 0.5%~1.5%입니다.
4.6 캡슐 재료로 사용됨
일반적으로 캡슐의 껍질 재질은 주로 젤라틴입니다. 명주 캡슐 껍질 제조 공정은 간단하지만, 습기와 산소에 민감한 약물의 보호 효과가 떨어지고, 약물 용해도가 저하되며, 보관 중 캡슐 껍질의 분해가 지연되는 등의 문제점이 있습니다. 따라서 캡슐 제조 시 젤라틴 대신 히프로멜로스를 사용하면 캡슐의 성형성과 사용 효과가 향상되어 국내외에서 널리 사용되고 있습니다.
4.7 생체 접착제로서의 역할
생체접착 기술은 생체접착성 고분자를 함유한 부형제를 사용하여 생체 점막에 부착시킴으로써 제제와 점막 사이의 접촉 연속성과 밀착성을 향상시켜 약물이 점막을 통해 서서히 방출되고 흡수되도록 하여 치료 효과를 얻는 기술입니다. 현재 비강 및 구강 점막 질환 치료에 널리 사용되고 있습니다. 위장관 생체접착 기술은 최근 개발된 새로운 유형의 약물 전달 시스템입니다. 이 기술은 위장관 내 약물 제제의 체류 시간을 연장할 뿐만 아니라, 흡수 부위의 세포막과의 접촉 성능을 향상시키고 세포막의 유동성을 변화시켜 소장 상피세포로의 약물 침투력을 높여 약물의 생체이용률을 향상시킵니다.
4.8 국소용 젤로서
피부 접착 제형으로서 젤은 안전성, 미용적 측면, 간편한 세척, 저렴한 비용, 간단한 제조 공정, 우수한 약물 호환성 등 여러 장점을 가지고 있습니다. 최근 들어 젤은 널리 주목받으며 피부 외용제 개발의 주요 방향으로 자리 잡았습니다.
4.9 유화 시스템에서 침전 억제제로서의 역할
게시 시간: 2021년 12월 16일