Гипромеллоза ( INN ), сокращенно гидроксипропилметилцеллюлоза ( HPMC ), представляет собой полусинтетический , инертный, вязкоупругий полимер , используемый в глазных каплях, а также в качестве вспомогательного вещества и компонента контролируемой доставки в пероральных лекарственных средствах, встречающийся в различных коммерческих продуктах. [1] [2]
В качестве пищевой добавки гипромеллоза является эмульгатором , загустителем и суспендирующим агентом, а также альтернативой животному желатину . [3] Ее код Codex Alimentarius ( номер E ) — E464.
Гипромеллоза — это твердое вещество, слегка грязно-белый или бежевый порошок, который может быть сформирован в гранулы. Соединение образует коллоиды при растворении в воде. Этот нетоксичный ингредиент горюч и может бурно реагировать с окислителями . [4]
Гипромеллоза в водном растворе, как и метилцеллюлоза , проявляет свойство термического гелеобразования . То есть, когда раствор нагревается до критической температуры , раствор застывает в нетекучую, но полугибкую массу. Обычно эта критическая (застывания) температура обратно пропорциональна как концентрации раствора ГПМЦ, так и концентрации метоксигруппы в молекуле ГПМЦ (которая, в свою очередь, зависит как от степени замещения метоксигруппы, так и от молярного замещения). То есть, чем выше концентрация метоксигруппы, тем ниже критическая температура. Однако негибкость/вязкость полученной массы напрямую связана с концентрацией метоксигруппы (чем выше концентрация, тем более вязкой или менее гибкой является полученная масса) [ необходима цитата ] .
Существует множество областей применения гипромеллозы, в том числе: [5]
Ученые Службы сельскохозяйственных исследований изучают возможность использования растительного ГПМЦ в качестве заменителя глютена при изготовлении цельнозернового и другого зернового хлеба. [ требуется ссылка ] Глютен, который присутствует в пшенице, ржи и ячмене, отсутствует (или присутствует только в следовых количествах) в овсе и других зерновых. Как и глютен, ГПМЦ может захватывать пузырьки воздуха, образованные дрожжами в тесте для хлеба, заставляя хлеб подниматься.
ГПМЦ в основном используется в строительных материалах, таких как плиточные клеи и штукатурки [7] , где он используется в качестве модификатора реологии , водоудерживающего агента и замедлителя, улучшает обрабатываемость и эксплуатационные характеристики гипсовых смесей. [8]
Функционально HPMC очень похожа на HEMC (гидроксиэтилметилцеллюлоза). Торговые названия включают Methocel и Walocel. Ведущим мировым производителем в настоящее время является DuPont, ранее производившийся под Dow Wolff Cellulosics GmbH. [9]
Растворы гипромеллозы были запатентованы как полусинтетический заменитель слезной пленки. [10] Его молекулярная структура основана на базовом целлулоидном соединении, которое хорошо растворяется в воде. Сообщается, что после нанесения свойства целлулоида с хорошей растворимостью в воде способствуют четкости зрения. При нанесении раствор гипромеллозы набухает и впитывает воду, тем самым увеличивая толщину слезной пленки. Таким образом, увеличение содержания гипромеллозы приводит к более длительному времени присутствия смазки на роговице, что теоретически приводит к уменьшению раздражения глаз, особенно в сухом климате, дома или на работе. [11] На молекулярном уровне этот полимер содержит бета-связанные единицы D-глюкозы, которые остаются метаболически нетронутыми в течение нескольких дней или недель. Что касается производства, поскольку гипромеллоза является вегетарианским заменителем желатина, ее производство немного дороже из-за полусинтетических производственных процессов. Помимо широкой коммерческой и розничной доступности без рецепта в различных продуктах, 2% раствор гипромеллозы, как известно, применяется во время хирургических операций для защиты роговицы и во время операций на глазнице.
Помимо использования в офтальмологических жидкостях, гипромеллоза использовалась в качестве вспомогательного вещества в пероральных таблетках и капсулах, где, в зависимости от марки, она действует как агент контролируемого высвобождения, задерживая высвобождение лекарственного соединения в пищеварительном тракте. [12] Она также используется в качестве связующего вещества [13] и как компонент покрытий таблеток . [14] [15]
Для оценки гипромеллозы используются различные контрольные тесты:
Поскольку раствор гипромеллозы является неньютоновским раствором и проявляет псевдопластичное, а точнее, тиксотропное поведение, доступны различные методы испытаний, а результаты различных методов и вискозиметров не обязательно соответствуют друг другу. Кроме того, из-за допустимых диапазонов погрешности вискозиметра вязкость обычно указывается как среднее значение или как диапазон. Типичный тест на вязкость будет определять следующее:
Степень замещения — это средний уровень метоксизамещения в цепи целлюлозы. Поскольку существует максимум три возможных места замещения в каждой молекуле целлюлозы, это среднее значение — действительное число от 0 до 3. Однако степень замещения часто выражается в процентах.
Молярное замещение — это средний уровень гидроксипропоксизамещения в цепи целлюлозы. Поскольку гидроксипропоксиоснование может быть присоединено друг к другу на боковых цепях и не требует для каждого места замещения основания в молекуле целлюлозы, это число может быть больше 3. Однако молярное замещение также часто выражается в процентах.
Поскольку все эфиры целлюлозы гигроскопичны , они будут поглощать влагу из окружающей среды, если их оставить открытыми из оригинальной упаковки. Таким образом, влажность должна быть проверена, а вес скорректирован, чтобы гарантировать, что достаточное количество сухого активного материала распределено для использования. Влажность проверяется путем взвешивания образца массой X граммов на аналитических весах и высушивания образца в печи при температуре 105 °C в течение 2 часов, а затем повторного взвешивания образца на тех же весах.