HPMC کپسول خالی ویژگی ها و کاربرد

در تاریخ صد ساله کپسول ها، ژلاتین به دلیل منابع گسترده، خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار و خواص فرآوری عالی، همیشه جایگاه مواد اصلی کپسول را حفظ کرده است.با افزایش تمایل مردم به کپسول، کپسول های توخالی بیشتر در زمینه های غذایی، دارویی و محصولات بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرند.

با این حال، وقوع و گسترش بیماری جنون گاوی و بیماری تب برفکی باعث می شود مردم نگران محصولات مشتق شده از حیوان باشند.مواد اولیه رایج ژلاتین، استخوان و پوست گاو و خوک است و خطر آن به تدریج توجه مردم را به خود جلب کرده است.به منظور کاهش خطر ایمنی مواد خام کپسول توخالی، کارشناسان صنعت به تحقیق و توسعه مواد مناسب کپسول مشتق شده از گیاه ادامه می دهند.

علاوه بر این، با افزایش تنوع کپسول ها، تنوع محتویات آنها به تدریج باعث می شود افراد متوجه شوند که بین کپسول های توخالی ژلاتینی و برخی از محتویات دارای خواص ویژه، مشکلات سازگاری وجود دارد.به عنوان مثال، محتویات حاوی گروه‌های آلدهید یا واکنش برای تولید گروه‌های آلدئیدی در شرایط خاص ممکن است منجر به ایجاد پیوند متقابل ژلاتین شود.محتویات با کاهش پذیری قوی ممکن است واکنش Maillard با ژلاتین داشته باشند.محتوای با رطوبت سنجی قوی باعث می شود پوسته کپسول مینگ آب خود را از دست بدهد و چقرمگی اولیه خود را از دست بدهد.پایداری کپسول توخالی ژلاتین باعث می شود که توسعه مواد جدید کپسول توجه بیشتری را به خود جلب کند.

چه مواد گیاهی برای تولید کپسول های سخت توخالی مناسب هستند؟مردم تلاش زیادی کرده اند.درخواست ثبت اختراع چینی شماره: 200810061238 X برای گرفتن سولفات سدیم سلولز به عنوان ماده اصلی کپسول.200510013285.3 برای گرفتن نشاسته یا ترکیب نشاسته به عنوان ماده اصلی کپسول اعمال می شود.Wang GM [1] گزارش داد که کپسول های توخالی از کپسول های کیتوزان ساخته شده اند.ژانگ شیائجو و همکاران[2] محصولاتی را با پروتئین سویا Konjac به عنوان ماده اصلی کپسول گزارش کردند.البته بیشترین مواد مورد مطالعه مواد سلولزی هستند.در میان آنها، کپسول های توخالی ساخته شده از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) تولید در مقیاس بزرگ را تشکیل داده اند.

HPMC به طور گسترده در زمینه غذا و دارو استفاده می شود.این یک مکمل دارویی رایج است که در فارماکوپه کشورهای مختلف گنجانده شده است.FDA و اتحادیه اروپا HPMC را به عنوان یک افزودنی مستقیم یا غیرمستقیم غذایی تایید می کنند.گراس یک ماده بی خطر است، شماره GRN 000213;بر اساس پایگاه داده JECFA، INS شماره 464، هیچ محدودیتی در حداکثر دوز روزانه HPMC وجود ندارد.در سال 1997 توسط وزارت بهداشت چین به عنوان افزودنی و غلیظ کننده مواد غذایی (شماره 20) مورد تایید قرار گرفت که برای انواع مواد غذایی قابل استفاده است و با توجه به نیازهای تولید اضافه می شود [2-9].با توجه به تفاوت خواص بین HPMC و ژلاتین، تجویز کپسول توخالی HPMC پیچیده تر است و برخی از مواد ژل کننده مانند صمغ عربی، کاراگینان (صمغ جلبک دریایی)، نشاسته و غیره نیاز به افزودن دارد.

کپسول توخالی HPMC محصولی با مفهوم طبیعی است.مواد و تکنولوژی تولید آن توسط انجمن های یهودی، اسلامی و گیاهخواران به رسمیت شناخته شده است.می تواند نیاز افراد با ادیان و عادات غذایی مختلف را برطرف کند و از مقبولیت بالایی برخوردار باشد.علاوه بر این، کپسول های توخالی HPMC دارای خواص منحصر به فرد زیر هستند:

1. محتوای آب کم - حدود 60٪ کمتر از کپسول توخالی ژلاتین
محتوای آب کپسول های توخالی ژلاتین به طور کلی 12.5٪ - 17.5٪ است [10].دما و رطوبت محیط در طول تولید، حمل و نقل، استفاده و نگهداری کپسول های توخالی باید در محدوده مناسبی کنترل شود.دمای مناسب 15-25 ℃ و رطوبت نسبی 35٪ - 65٪ است به طوری که عملکرد محصول را می توان برای مدت طولانی حفظ کرد.محتوای آب غشاء HPMC بسیار کم است، به طور کلی 4٪ - 5٪، که حدود 60٪ کمتر از کپسول توخالی ژلاتین است (شکل 1).تبادل آب با محیط در طول ذخیره سازی طولانی مدت باعث افزایش محتوای آب کپسول توخالی HPMC در بسته بندی مشخص شده می شود، اما در عرض 5 سال از 9٪ تجاوز نمی کند.
عکس. 1.مقایسه LOD پوسته‌های HMPC و ژلاتین در شرایط RH مختلف

ویژگی کم آب بودن کپسول توخالی HPMC را برای پرکردن محتویات رطوبت سنجی یا حساس به آب برای افزایش ماندگاری محصول مناسب می کند.

2. چقرمگی بالا، بدون شکنندگی
همانطور که در بالا ذکر شد، لایه ژلاتین دارای رطوبت مشخصی است.اگر کمتر از این حد باشد، لایه ژلاتینی به طور قابل توجهی شکننده خواهد بود.کپسول های توخالی معمولی ژلاتین بدون هیچ گونه افزودنی خطر شکنندگی بیش از 10% را در صورت رطوبت 10% دارند.هنگامی که میزان آب به 5% کاهش می یابد، 100% شکنندگی رخ می دهد.در مقابل، چقرمگی کپسول های توخالی HPMC بسیار بهتر است و حتی اگر رطوبت محیط کم باشد، عملکرد خوبی را حفظ می کنند (شکل 3).البته میزان تردی کپسول های توخالی HPMC با نسخه های مختلف در رطوبت کم تفاوت های زیادی را نشان خواهد داد.

برعکس، کپسول‌های توخالی ژلاتینی که در محیطی با رطوبت بالا قرار می‌گیرند، پس از جذب آب نرم، تغییر شکل داده یا حتی فرو می‌ریزند.کپسول توخالی HPMC می تواند شکل و عملکرد خوبی را حتی در شرایط رطوبت بالا حفظ کند.بنابراین، کپسول توخالی HPMC سازگاری قوی با محیط دارد.هنگامی که منطقه فروش محصول مناطق مختلف آب و هوایی را پوشش می دهد یا شرایط نگهداری نسبتاً ضعیف است، این مزیت کپسول توخالی HMPC به ویژه قابل توجه است.

3. پایداری شیمیایی قوی
واکنش اتصال عرضی کپسول های ژلاتین مشکلی است که در تهیه کپسول با آن مواجه می شود.از آنجایی که گروه آلدهیدی محتویات با گروه آمینه اسیدهای آمینه موجود در ژلاتین واکنش داده و ساختار شبکه ای تشکیل می دهد، پوسته کپسول در شرایط انحلال در شرایط آزمایشگاهی به سختی حل می شود، که بر آزاد شدن داروها تأثیر می گذارد.هیدروکسی پروپیل متیل سلولز یک مشتق سلولزی است که از نظر شیمیایی بی اثر است و با اکثر مواد سازگاری عالی دارد.بنابراین، کپسول توخالی HPMC خطر واکنش اتصال متقابل و پایداری شیمیایی بالایی ندارد

4. عملکرد پوشش خوب
کپسول‌های پوشش‌دار روده‌ای برای داروهایی استفاده می‌شوند که به راحتی توسط اسید معده آسیب می‌بینند، مخاط معده را تحریک می‌کنند یا نیاز به تجویز هدفمند دارند.فناوری پذیرفته شده بین‌المللی کپسول‌های پوشش‌دار روده، پوشش کلی گلوله‌ها و کپسول‌های با پوشش روده است.کپسول توخالی HPMC مزایای منحصر به فردی را در پوشش کلی کپسول نشان می دهد.
تحقیقات نشان می دهد که به دلیل سطح ناصاف کپسول توخالی HPMC، میل ترکیبی با اکثر مواد پوشش روده به طور قابل توجهی بیشتر از ژلاتین است و سرعت چسبندگی و یکنواختی مواد پوشش دهنده به طور قابل توجهی بهتر از ژلاتین است، به ویژه قابلیت اطمینان پوشش اتصال کلاهک بدنه. به طور قابل توجهی بهبود یافته است.آزمایش انحلال آزمایشگاهی نشان داد که نفوذپذیری کپسول HPMC در معده کمتر بوده و آزادسازی خوبی در روده وجود دارد.
نتیجه

ویژگی های کپسول توخالی HPMC زمینه کاربرد آن را گسترش داده است.از تمام محصولات طبیعی گرفته تا محتویات حساس به رطوبت یا رطوبت سنجی، کاربردهای منحصر به فردی در زمینه استنشاق پودر خشک و پوشش روده ای نیز دارد.لازم به ذکر است که کپسول های توخالی HPMC در حال حاضر در بازار داخل و خارج از کشور دارای نفوذپذیری نسبتاً بالایی نسبت به اکسیژن و تجزیه کمی کندتر نسبت به کپسول های توخالی ژلاتینی هستند، اما فراهمی زیستی آنها در داخل بدن مشابه است [11] که باید در تحقیق و توسعه مورد توجه قرار گیرد.

همانطور که همه ما می دانیم، از تحقیقات آزمایشگاهی، آزمایش در مقیاس بزرگ، تولید صنعتی تا ارتقاء بازار راه طولانی در پیش است.به همین دلیل است که پس از سال ها تحقیق و توسعه، تنها چند محصول کپسول توخالی ساخته شده از مواد گیاهی با موفقیت در فهرست قرار گرفته اند.در سال 1997، capsugel در فهرست HPMC hollow capsule vcapstm در ایالات متحده پیشرو شد و انتخاب جدیدی برای کپسول خوراکی ارائه کرد.در حال حاضر، حجم فروش سالانه کپسول های توخالی HPMC در جهان از 20 میلیارد فراتر رفته است و با نرخ 25 درصد در سال در حال رشد است.