Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
Categorie: coatingmaterialen; membraanmateriaal; snelheidsgereguleerde polymeermaterialen voor preparaten met vertraagde afgifte; stabilisator; suspensiehulpstof, tabletlijm; versterkend hechtmiddel.
1. Productintroductie
Dit product is een niet-ionische cellulose-ether, uiterlijk zichtbaar als een wit poeder, geurloos en smaakloos, oplosbaar in water en de meeste polaire organische oplosmiddelen. Het zwelt op in koud water tot een heldere of licht troebele colloïdale oplossing. De waterige oplossing heeft oppervlakteactiviteit, een hoge transparantie en stabiele prestaties. HPMC heeft de eigenschap van een gel bij verhitting. Na verhitting vormt de waterige oplossing van het product een gelprecipitaat, dat na afkoeling weer oplost. De geltemperatuur verschilt per specificatie. De oplosbaarheid verandert met de viscositeit; hoe lager de viscositeit, hoe groter de oplosbaarheid. De eigenschappen van HPMC verschillen per specificatie. De oplosbaarheid van HPMC in water wordt niet beïnvloed door de pH-waarde.
De spontane verbrandingstemperatuur, de losse dichtheid, de ware dichtheid en de glasovergangstemperatuur waren respectievelijk 360 °C, 0,341 g/cm³, 1,326 g/cm³ en 170-180 °C. Na verhitting kleurt het bruin bij 190-200 °C en verbrandt het bij 225-230 °C.
HPMC is vrijwel onoplosbaar in chloroform, ethanol (95%) en diethylether, en lost op in een mengsel van ethanol en methyleenchloride, een mengsel van methanol en methyleenchloride, en een mengsel van water en ethanol. Bepaalde concentraties HPMC zijn oplosbaar in mengsels van aceton, methyleenchloride en 2-propanol, evenals in andere organische oplosmiddelen.
Tabel 1: Technische indicatoren
project
Graadmeter,
60 gd (2910).
65GD(2906)
75GD(2208)
Methoxy %
28.0-32.0
27,0-30,0
19.0-24.0
Hydroxypropoxy %
7.0-12.0
4.0-7.5
4.0-12.0
Geleringstemperatuur ℃
56-64.
62.0-68.0
70,0-90,0
Viscositeit in MPa s.
3,5,6,15,50,4000
50400 0
100400 0150 00100 000
Gewichtsverlies (in procenten)
5,0 of minder
Verbrandingsresten %
1,5 of minder
pH
4.0-8.0
Zware metal
20 of minder
arseen-
2.0 of minder
2. Productkenmerken
2.1 Hydroxypropylmethylcellulose lost op in koud water en vormt een viskeuze colloïdale oplossing. Door het toe te voegen aan koud water en licht te roeren, lost het op tot een heldere oplossing. In tegenstelling hiermee is het in water boven 60 °C vrijwel onoplosbaar en zwelt het alleen op. Bij de bereiding van een waterige hydroxypropylmethylcellulose-oplossing is het het beste om een deel van de hydroxypropylmethylcellulose toe te voegen aan een bepaalde hoeveelheid water, krachtig te roeren, te verwarmen tot 80-90 °C, vervolgens de resterende hydroxypropylmethylcellulose toe te voegen en ten slotte aan te vullen met koud water tot de gewenste hoeveelheid.
2.2 Hydroxypropylmethylcellulose is een niet-ionische cellulose-ether. De oplossing ervan draagt geen ionische lading en reageert niet met metaalzouten of ionische organische verbindingen. Hierdoor wordt gewaarborgd dat HPMC niet reageert met andere grondstoffen en hulpstoffen tijdens het productieproces.
2.3 Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) heeft een sterke anti-allergiewerking, en deze werking wordt versterkt naarmate de substitutiegraad in de moleculaire structuur toeneemt. Geneesmiddelen die HPMC als hulpstof gebruiken, behouden een stabielere kwaliteit gedurende de werkingsperiode dan geneesmiddelen die andere traditionele hulpstoffen (zetmeel, dextrine, poedersuiker) gebruiken.
2.4 Hydroxypropylmethylcellulose is metabolisch inert. Als farmaceutisch hulpstof wordt het niet gemetaboliseerd of geabsorbeerd, waardoor het geen warmte afgeeft in geneesmiddelen en levensmiddelen. Het is bij uitstek geschikt voor geneesmiddelen en levensmiddelen met een lage calorische waarde, zonder zout en zonder allergenen, en voor diabetici.
2.5HPMC is relatief stabiel ten opzichte van zuren en basen, maar als de pH hoger is dan 2 tot 11 en de temperatuur hoger wordt of de bewaartijd langer is, zal de rijpheid afnemen.
2.6 Een waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose kan oppervlakteactiviteit bieden en vertoont matige oppervlakte- en grensvlakspanningwaarden. Het heeft een effectieve emulgerende werking in een tweefasensysteem en kan worden gebruikt als een effectieve stabilisator en beschermend colloïde.
2.7 Hydroxypropylmethylcellulose-wateroplossing heeft uitstekende filmvormende eigenschappen en is een goed coatingmateriaal voor tabletten en pillen. Het gevormde membraan is kleurloos en taai. Door toevoeging van glycerol kan de plasticiteit worden verhoogd. Na oppervlaktebehandeling wordt het product in koud water gedispergeerd en kan de oplossnelheid worden geregeld door de pH-waarde aan te passen. Het wordt gebruikt in geneesmiddelen met vertraagde afgifte en enterisch gecoate geneesmiddelen.
3. Producttoepassing
3.1. Gebruikt als kleefmiddel en desintegratiemiddel
HPMC wordt gebruikt om de oplosbaarheid en de mate van afgifte van geneesmiddelen te bevorderen. Het kan direct in een oplosmiddel worden opgelost en als kleefmiddel dienen. HPMC met een lage viscositeit lost op in water en vormt een transparante tot ivoorkleurige, kleverige colloïdale oplossing die als kleef- en desintegratiemiddel kan dienen voor tabletten, pillen en korrels. HPMC met een hoge viscositeit kan als lijm worden gebruikt. De juiste concentratie is afhankelijk van het type geneesmiddel en de specifieke eisen, maar ligt over het algemeen tussen de 2% en 5%.
Een waterige HPMC-oplossing en een bepaalde concentratie ethanol worden gebruikt om een composietbindmiddel te maken. Bijvoorbeeld: een 2% waterige HPMC-oplossing gemengd met een 55% ethanoloplossing werd gebruikt voor het pelleteren van amoxicillinecapsules, waardoor de gemiddelde oplosbaarheid van de amoxicillinecapsules toenam van 38% tot 90% zonder HPMC.
HPMC kan na oplossen worden gebruikt om composietlijm te maken met verschillende concentraties zetmeelsuspensie; de oplosbaarheid van enterisch gecoate erytromycinetabletten nam toe van 38,26% tot 97,38% bij een combinatie van 2% HPMC en 8% zetmeel.
2.2. Filmcoatingmateriaal en filmvormend materiaal maken
HPMC is een wateroplosbaar coatingmateriaal met de volgende eigenschappen: matige viscositeit van de oplossing; eenvoudig coatingproces; goede filmvormende eigenschappen; behoudt de vorm van het product en de beschrijfbare tekst; vochtbestendig; kan kleur en smaak corrigeren. Dit product wordt gebruikt als wateroplosbare filmcoating voor tabletten en pillen met een lage viscositeit. Voor niet-watergebaseerde filmcoatings met een hoge viscositeit is de aanbevolen hoeveelheid 2%-5%.
2.3, als verdikkingsmiddel en colloïdale beschermingslijm
HPMC wordt gebruikt als verdikkingsmiddel in een concentratie van 0,45% tot 1,0% en kan worden toegepast in oogdruppels en als verdikkingsmiddel voor kunsttranen. Het wordt ook gebruikt om de stabiliteit van hydrofobe lijm te verhogen, het samenklonteren van deeltjes en neerslag te voorkomen; de gebruikelijke dosering hiervoor is 0,5% tot 1,5%.
2.4, als blokkeermiddel, materiaal met vertraagde afgifte, middel voor gecontroleerde afgifte en porievormend middel.
Het HPMC-model met hoge viscositeit wordt gebruikt voor de bereiding van blokkers en middelen voor gereguleerde afgifte in tabletten met een gemengd materiaalskelet en tabletten met een hydrofiel gelskelet. Het model met lage viscositeit dient als porievormend middel voor tabletten met gereguleerde afgifte, zodat de initiële therapeutische dosis snel wordt bereikt, gevolgd door gereguleerde afgifte om de effectieve concentratie in het bloed te handhaven.
2.5. Gel- en zetpilmatrix
Hydrogelzetpillen en maagsapreparaten kunnen worden bereid door gebruik te maken van de hydrogelvormende eigenschappen die gewoonlijk worden toegepast bij HPMC in water.
2.6 Biologische kleefmaterialen
Metronidazol werd in een menger gemengd met HPMC en polycarboxylethyleen 934 om bioadhesieve tabletten met gereguleerde afgifte te maken die 250 mg bevatten. In vitro oplossingstests toonden aan dat het preparaat snel opzwol in water en dat de geneesmiddelafgifte werd gereguleerd door diffusie en relaxatie van de koolstofketens. Dierproeven toonden aan dat het nieuwe geneesmiddelafgiftesysteem significante biologische adhesie-eigenschappen vertoonde aan het sublinguale slijmvlies van runderen.
2.7, als veerhulpmiddel
De hoge viscositeit van dit product maakt het een goed hulpmiddel voor het bereiden van suspensievloeistoffen; de gebruikelijke dosering is 0,5% tot 1,5%.
4. Toepassingsvoorbeelden
4.1 Filmcoatingoplossing: HPMC 2 kg, talk 2 kg, ricinusolie 1000 ml, Twain-80 1000 ml, propyleenglycol 1000 ml, 95% ethanol 53000 ml, water 47000 ml, pigment in de juiste hoeveelheid. Er zijn twee manieren om deze oplossing te maken.
4.1.1 Bereiding van de vloeistof voor het coaten van kleding met oplosbaar pigment: Voeg de voorgeschreven hoeveelheid HPMC toe aan 95% ethanol, laat dit een nacht weken, los een andere pigmentvector op in water (filter indien nodig), combineer de twee oplossingen en roer goed tot een transparante oplossing ontstaat. Meng 80% van de oplossing (20% voor polijsten) met de voorgeschreven hoeveelheid ricinusolie, Tween-80 en propyleenglycol.
4.1.2 Bereiding van de coatingvloeistof voor onoplosbare pigmenten (zoals ijzeroxide): HPMC werd een nacht geweekt in 95% ethanol, waarna water werd toegevoegd om een transparante 2% HPMC-oplossing te verkrijgen. 20% van deze oplossing werd gebruikt voor polijsten, en de resterende 80% oplossing en ijzeroxide werden bereid door middel van vloeibaar malen. Vervolgens werden de voorgeschreven hoeveelheden van de overige componenten toegevoegd en gelijkmatig gemengd voor gebruik. Het coatingproces van de coatingvloeistof: giet de korrels in de suikercoatingpot, draai deze rond en verwarm de hete lucht voor tot 45℃. De coating kan vervolgens worden gespoten met een debiet van 10-15 ml/min. Na het spuiten wordt de vloeistof nog 5-10 minuten gedroogd met hete lucht. De pot kan vervolgens worden verwijderd en in een droogkast worden geplaatst om minimaal 8 uur te drogen.
4.2α-interferon oogmembraan: 50 μg α-interferon werd opgelost in 10 ml 0,01 ml zoutzuur, gemengd met 90 ml ethanol en 0,5 GHPMC, gefilterd, aangebracht op een roterende glazen staaf, gesteriliseerd bij 60 °C en aan de lucht gedroogd. Dit product wordt verwerkt tot filmmateriaal.
4.3 Cotrimoxazoltabletten (0,4 g ± 0,08 g) SMZ (80 mesh) 40 kg, zetmeel (120 mesh) 8 kg, 3% HPMC-waterige oplossing 18-20 kg, magnesiumstearaat 0,3 kg, TMP (80 mesh) 8 kg. De bereidingswijze is als volgt: meng SMZ en TMP, voeg vervolgens zetmeel toe en meng gedurende 5 minuten. Met een vooraf bereide 3% HPMC-waterige oplossing, een zacht materiaal, wordt het gegranuleerd met een zeef van 16 mesh, gedroogd en vervolgens met een zeef van 14 mesh tot een geheel korrelig mengsel gemaakt, waaraan magnesiumstearaat wordt toegevoegd. Het mengsel wordt vervolgens geperst tot ronde tabletten van 12 mm met de tekst (SMZco). Dit product wordt hoofdzakelijk gebruikt als bindmiddel. De oplosbaarheid van de tabletten bedroeg 96% na 20 minuten.
4.4 Piperaattabletten (0,25 g) piperaat 80 mesh 25 kg, zetmeel (120 mesh) 2,1 kg, magnesiumstearaat in de juiste hoeveelheid. De productiemethode is als volgt: piperaatzuur, zetmeel en HPMC worden gelijkmatig gemengd met 20% ethanol, waarna het mengsel wordt gegranuleerd door een zeef met maaswijdte 16, gedroogd en vervolgens gezeefd door een zeef met maaswijdte 14, waaraan magnesiumstearaat wordt toegevoegd. De tabletten worden vervolgens geperst met een ronde band van 100 mm (PPA0.25). Met zetmeel als desintegratiemiddel is de oplossnelheid van deze tablet niet minder dan 80%/2 min, wat hoger is dan die van vergelijkbare producten in Japan.
4.5 Kunstmatige tranen HPMC-4000, HPMC-4500 of HPMC-5000 0,3 g, natriumchloride 0,45 g, kaliumchloride 0,37 g, borax 0,19 g, 10% ammoniumchlorbenzylammoniumoplossing 0,02 ml, water toegevoegd tot 100 ml. De bereidingswijze is als volgt: HPMC wordt opgelost in 15 ml water van 80-90 °C, waarna 35 ml water wordt toegevoegd. Vervolgens wordt de resterende 40 ml waterige oplossing gelijkmatig gemengd met de overige componenten. Tot slot wordt het mengsel aangevuld met water, waarna het geheel weer gelijkmatig wordt gemengd. Laat het mengsel een nacht staan, filtreer het voorzichtig en sla het filtraat af in een afgesloten container. Steriliseer het vervolgens 30 minuten bij 98-100 °C. De pH-waarde ligt dan tussen 8,4 °C en 8,6 °C. Dit product wordt gebruikt bij traantekort en is een goede vervanging voor tranen. Bij gebruik voor microscopie van de voorste oogkamer kan de dosering van dit product naar behoefte worden verhoogd, bijvoorbeeld 0,7% tot 1,5%.
4.6 Meththorpaan tabletten met gereguleerde afgifte: meththorpaan harszout 187,5 mg, lactose 40,0 mg, PVP 70,0 mg, silicadamp 10 mg, 40,0 mg GHPMC-603, 40,0 mg microkristallijne celluloseftalaat-102 en magnesiumstearaat 2,5 mg. Bereid als tabletten volgens de gebruikelijke methode. Dit product wordt gebruikt als materiaal met gereguleerde afgifte.
4.7 Voor avantomycine ⅳ tabletten werden 2149 g avantomycine ⅳ monohydraat en 1000 ml isopropylwater met een 15% (massaconcentratie) Eudragit L-100-oplossing (9:1) geroerd, gemengd, gegranuleerd en gedroogd bij 35℃. De gedroogde granulaten werden grondig gemengd met 575 g hydroxypropylcellulose E-50 (62,5 g), waarna 7,5 g stearinezuur en 3,25 g magnesiumstearaat aan de tabletten werden toegevoegd om een continue afgifte van avantomycine ⅳ tabletten te verkrijgen. Dit product wordt gebruikt als materiaal met vertraagde afgifte.
4.8 Nifedipine-granulaten met vertraagde afgifte: 1 deel nifedipine, 3 delen hydroxypropylmethylcellulose en 3 delen ethylcellulose werden gemengd met een oplosmiddelmengsel (ethanol:methyleenchloride = 1:1), waaraan 8 delen maïszetmeel werden toegevoegd om granulaten te produceren met behulp van een medium-oplosbare methode. De afgiftesnelheid van het geneesmiddel uit de granulaten werd niet beïnvloed door veranderingen in de pH van de omgeving en was lager dan die van commercieel verkrijgbare granulaten. Na 12 uur orale toediening bedroeg de concentratie in het menselijk bloed 12 mg/ml, zonder individuele verschillen.
4.9 Propranololhydrochloride capsules met vertraagde afgifte. Propranololhydrochloride (60 kg) en microkristallijne cellulose (EC) (40 kg) werden gemengd met 50 liter water om korrels te maken. 1 kg HPMC en 9 kg EC werden gemengd in 200 liter oplosmiddel (methyleenchloride:methanol = 1:1) om een coatingoplossing te maken. Deze oplossing werd met een debiet van 750 ml/min op de bolvormige deeltjes gespoten. De gecoate deeltjes werden vervolgens door een zeef met een maaswijdte van 1,4 mm gezeefd en in de capsules gevuld met een standaard capsulevulmachine. Elke capsule bevat 160 mg propranololhydrochloride in de vorm van bolvormige deeltjes.
4.10 Naprolol HCl-skelettabletten werden bereid door naprolol HCl :HPMC : CMC-NA te mengen in de verhouding 1:0,25:2,25. De afgiftesnelheid van het geneesmiddel was binnen 12 uur nagenoeg nulde-orde.
Andere geneesmiddelen kunnen ook worden gemaakt van gemengde skeletmaterialen, zoals metoprolol:HPMC:CMC-NA in een verhouding van 1:1,25:1,25; en allylprolol:HPMC in een verhouding van 1:2,8:2,92. De afgiftesnelheid van het geneesmiddel was binnen 12 uur nagenoeg nulde-orde.
4.11 Skelettabletten van gemengde materialen van ethylaminosinederivaten werden bereid volgens de gebruikelijke methode met behulp van een mengsel van micropoeder silicagel: CMC-NA :HPMC 1:0,7:4,4. Het geneesmiddel kon zowel in vitro als in vivo gedurende 12 uur worden vrijgegeven, en het lineaire vrijgavepatroon vertoonde een goede correlatie. De resultaten van de versnelde stabiliteitstest volgens de FDA-voorschriften voorspellen dat de houdbaarheid van dit product maximaal 2 jaar bedraagt.
4.12 HPMC (50 mPa·s) (5 delen), HPMC (4000 mPa·s) (3 delen) en HPC1 werden opgelost in 1000 delen water, waaraan 60 delen paracetamol en 6 delen silicagel werden toegevoegd. Het mengsel werd geroerd met een homogenisator en vervolgens sproeidroogd. Dit product bevat 80% van het werkzame bestanddeel.
4.13 Theofylline-hydrofiele gelskelettabletten werden berekend op basis van het totale tabletgewicht. Normaal gesproken werden tabletten met gereguleerde afgifte bereid met 18%-35% theofylline, 7,5%-22,5% HPMC, 0,5% lactose en een geschikte hoeveelheid hydrofoob smeermiddel. Deze tabletten konden de effectieve bloedconcentratie in het menselijk lichaam gedurende 12 uur na orale toediening handhaven.
Geplaatst op: 20 september 2022