A hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) é un derivado de celulosa soluble en auga comúnmente usado amplamente usado en suspensións. A estabilidade dunha suspensión refírese á capacidade das partículas sólidas para permanecer dispersas uniformemente nun medio líquido durante moito tempo sen sedimentación ou agregación significativa. As propiedades físicas e químicas únicas do HPMC fan que xogue un papel importante na mellora da estabilidade das suspensións.
Propiedades básicas de HPMC
Propiedades físicas e químicas
O HPMC é un derivado obtido por metilación parcial e hidroxipropilación da celulosa. A súa estrutura molecular contén hidroxilo hidrófilo (-OH) e metoxi hidrofóbica (-och₃) e grupos hidroxipropilo, que o fan soluble en auga e activa na superficie. O HPMC pode formar unha solución viscosa na auga e a súa viscosidade cambia coa concentración, a temperatura e o pH.
Propiedades de viscosidade
A solución de HPMC presenta as propiedades dun fluído non newtoniano, e a súa viscosidade diminúe co aumento da taxa de cizalladura, é dicir, presenta propiedades de cizalladura. Esta propiedade ten unha influencia importante no comportamento reolóxico da suspensión porque pode proporcionar a viscosidade adecuada para dificultar a sedimentación de partículas sen ser demasiado viscosa ao axitar ou verter.
Mecanismo de influencia do HPMC na estabilidade das suspensións
1. Efecto de espesamento
O efecto engrosante do HPMC é inhibir a sedimentación de partículas sólidas aumentando a viscosidade da suspensión. O efecto de engrosamento reflíctese principalmente nos seguintes aspectos:
Aumentar a viscosidade do medio: HPMC pode aumentar significativamente a viscosidade da suspensión, reducindo así a taxa de sedimentación de partículas sólidas no líquido. Isto débese a que segundo a lei de Stokes, a taxa de sedimentación de partículas é inversamente proporcional á viscosidade do medio. O aumento da viscosidade pode retardar eficazmente a sedimentación de partículas e aumentar a estabilidade da suspensión.
Formación dunha estrutura de rede tridimensional: o HPMC pode formar unha estrutura de rede similar ao xel na auga, que pode capturar e fixar partículas sólidas e evitar que se instalen. Esta estrutura de rede mantense por enlaces de hidróxeno e interaccións hidrofóbicas, mantendo as partículas uniformemente dispersadas.
2. Efecto electrostático
A estrutura molecular de HPMC leva unha certa carga (por exemplo, a través de grupos hidroxilo ou hidroxipropilo), que poden interactuar coa carga superficial de partículas sólidas na suspensión. Ao axustar o potencial superficial das partículas, o HPMC pode aumentar a repulsión electrostática entre partículas, evitando así a agregación e a floculación de partículas.
Efecto de carga: a carga de HPMC pode cambiar a densidade de carga superficial de partículas, aumentar a repulsión electrostática entre partículas e retardar a tendencia das partículas a agregar.
Estabilizar os sistemas coloides: nalgúns sistemas coloides, o HPMC pode axudar a estabilizar partículas coloides dispersas e evitar que se agregen debido ás forzas de van der Waals ou a outras forzas atractivas.
3. Efecto de obstáculo estérico
As moléculas HPMC poden formar unha capa de barreira espacial na suspensión, que pode evitar físicamente o contacto e a agregación entre partículas, aumentando así a estabilidade da suspensión.
Barreira espacial: as moléculas de HPMC forman unha capa de solvación arredor de partículas sólidas, que poden evitar que as partículas se acheguen, reducindo así a posibilidade de agregación e sedimentación.
Estabilidade espacial: debido á presenza de moléculas de HPMC, redúcese o contacto directo entre partículas e esta barreira física permite que as partículas en suspensión permanezan dispersas uniformemente durante un período de tempo máis longo.
4. Actividade superficial
A actividade superficial de HPMC permítelle adsorbir na superficie de partículas sólidas para formar un revestimento estable. Este revestimento non só estabiliza a superficie das partículas, senón que tamén mellora a hidrofilicidade das partículas, facilitando que se dispersen en medios líquidos.
Modificación da superficie: adsorbindo na superficie de partículas, o HPMC pode cambiar as propiedades físicas e químicas da superficie de partículas e aumentar a dispersibilidade e a estabilidade das partículas.
Reducir a tensión interfacial: a actividade superficial de HPMC pode reducir a tensión interfacial entre o medio líquido e a superficie da partícula, facilitando a dispersión uniformemente no medio.
Exemplos de aplicacións HPMC en diferentes suspensións
Suspensións de drogas
En suspensións de drogas, o HPMC úsase a miúdo para estabilizar o estado de dispersión de ingredientes farmacéuticos activos. Ao axustar a concentración e o peso molecular do HPMC, pódense controlar as propiedades reolóxicas da suspensión, de xeito que os ingredientes do medicamento permanezan distribuídos uniformemente durante o almacenamento e o uso, garantindo a coherencia da eficacia.
En suspensións orais de certos antibióticos ou fármacos antibacterianos, o HPMC úsase como espesante para evitar a sedimentación de partículas de drogas ao tempo que proporciona sabor e fluidez adecuadas.
Suspensións de pesticidas
En suspensións de pesticidas, o HPMC pode mellorar a dispersibilidade das partículas de pesticidas na auga e reducir a deposición de pesticidas, mellorando así a eficacia e a eficiencia do uso de pesticidas.
En suspensións de insecticidas ou herbicidas, o HPMC pode usarse como dispersante e engrosamento para asegurarse de que os ingredientes activos dos pesticidas se poidan distribuír uniformemente durante a aplicación e mellorar os efectos de protección das colleitas.
Comida e suspensións cosméticas
Nas industrias de alimentos e cosméticos, o HPMC é moi utilizado como estabilizador e espesante. Por exemplo, en produtos como emulsións ou cremas, o HPMC pode mellorar a textura do produto e evitar a estratificación e as precipitacións.
Nas cremas de pel, o HPMC pódese usar como espesante para proporcionar unha textura suave e mellorar o efecto de emulsificación, de xeito que os ingredientes activos se distribúen uniformemente, e melloran a estabilidade e o efecto hidratante do produto.
O HPMC afecta á estabilidade das suspensións a través de diversos mecanismos, incluíndo o aumento da viscosidade, aumentando os efectos electrostáticos, proporcionando un obstáculo estérico e actividade superficial. Estes mecanismos traballan xuntos para facer de HPMC unha ferramenta eficaz para mellorar a estabilidade das suspensións. A súa ampla aplicación nos campos da medicina, os pesticidas, os alimentos e os cosméticos confirma aínda máis as súas vantaxes significativas como estabilizador de suspensión. No futuro, a medida que a demanda de solicitudes de suspensión segue aumentando, a investigación e a aplicación de HPMC continuarán profundizando.
Tempo de publicación: 17 de febreiro-2025