คู่มือ Hydroxypropyl Methyl Cellulose & HPMC Capsule คืออะไร

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสคืออะไร — คำตอบโดยตรง

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) เป็นโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์ที่ได้มาจากเซลลูโลสธรรมชาติผ่านขั้นตอนการดัดแปลงทางเคมีหลายชุด ผลที่ได้คือผงสีขาวถึงขาวนวลไร้กลิ่น ซึ่งละลายได้ง่ายในน้ำเย็นจนเกิดเป็นเจลใสที่มีความหนืด ต่างจากโพลีเมอร์สังเคราะห์หลายชนิด HPMC ไม่มีไอออนิก ซึ่งหมายความว่าไม่มีประจุไฟฟ้าในสารละลาย ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ทำให้มีความเสถียรเป็นพิเศษในช่วง pH ที่กว้างตั้งแต่ 3 ถึง 11 และเข้ากันได้กับสารประกอบไอออนิกส่วนใหญ่ที่พบในสูตรทางเภสัชกรรม

ในทางปฏิบัติ HPMC ทำหน้าที่พร้อมกันในฐานะสารเพิ่มความหนา สารยึดเกาะ สารก่อฟิล์ม และสารปลดปล่อยแบบควบคุม ความเก่งกาจของมันเป็นสาเหตุที่ทำให้ปรากฏในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ตั้งแต่การเคลือบแท็บเล็ตและ แคปซูล HPMC ในด้านเภสัชกรรม กาวปูกระเบื้องในการก่อสร้าง ไปจนถึงยาหยอดตาในอุปกรณ์ทางการแพทย์ ตลาด HPMC ทั่วโลกมีมูลค่าประมาณ 1.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2566 และคาดว่าจะทะลุไปได้ 1.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ภายในปี 2573 ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่าวัสดุนี้มีรากฐานอย่างไร

บทความนี้ครอบคลุมถึงเคมีที่อยู่เบื้องหลัง HPMC วิธีการผลิต คุณสมบัติเชิงหน้าที่ และส่วนที่ให้คุณค่ามากที่สุด โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษต่อบทบาทในการผลิตแคปซูลมังสวิรัติ

สารเพิ่มปริมาณทางเภสัชกรรม
แคปซูลมังสวิรัติ
การควบคุมการปล่อย
สารเติมแต่งก่อสร้าง
อาหารเกรด E464

เคมีเบื้องหลัง HPMC: องศาการทดแทนที่เปลี่ยนแปลงทุกสิ่ง

เซลลูโลสนั้นเป็นโพลีแซ็กคาไรด์เชิงเส้นที่ประกอบด้วยหน่วยกลูโคสที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะเบต้า-1,4-ไกลโคซิดิก รูปแบบดิบของมันไม่ละลายในน้ำเนื่องจากมีเครือข่ายพันธะไฮโดรเจนหนาแน่นระหว่างโซ่โพลีเมอร์ เพื่อให้เซลลูโลสละลายน้ำได้และมีประโยชน์เชิงหน้าที่ นักเคมีได้แนะนำกลุ่มส่วนประกอบสองประเภท:

หมู่เมทอกซี (–OCH3) - มาจากเมทิลคลอไรด์ สิ่งเหล่านี้รบกวนพันธะไฮโดรเจนระหว่างสายโซ่และแสดงเป็น "M" ใน HPMC
หมู่ไฮดรอกซีโพรพอกซี (–OCH2CHOHCH3) - มาจากโพรพิลีนออกไซด์ สิ่งเหล่านี้จะเพิ่มความสามารถในการชอบน้ำและแสดงเป็น "HP" ใน HPMC

อัตราส่วนและปริมาณขององค์ประกอบทดแทนเหล่านี้อธิบายได้ด้วยพารามิเตอร์สองตัว: ระดับของการแทนที่เมทิล (DS) และการแทนที่ฟันกรามของไฮดรอกซีโพรพิล (MS) เกรดเภสัชตำรับ เช่น USP, JP และ EP แบ่งประเภท HPMC ออกเป็นสี่ประเภทตามสัดส่วนของปริมาณเมทอกซีและไฮดรอกซีโพรพอกซี:

ตารางที่ 1: ประเภทเภสัชตำรับของ HPMC และช่วงการทดแทน
ประเภท	เมทอกซี % (w/w)	ไฮดรอกซีโพรพอกซี % (w/w)	การใช้งานทั่วไป
1828	16.5 – 20.0	23.0 – 32.0	โซลูชั่นจักษุ
2208	19.0 – 24.0	4.0 – 12.0	เมทริกซ์แบบขยายออก
2906	27.0 – 30.0	4.0 – 7.5	เคลือบฟิล์ม
2910	28.0 – 30.0	7.0 – 12.0	เปลือกแคปซูล HPMC

ความหนืดเป็นตัวแปรสำคัญอีกตัวหนึ่ง สารละลายที่เป็นน้ำ 2% ของ HPMC มีช่วงตั้งแต่ต่ำสุด 3 mPa·s จนถึงสูงถึง 100,000 mPa·s ขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลของโพลีเมอร์ เกรดความหนืดต่ำ (3–15 mPa·s) ถูกเลือกสำหรับการใช้งานเคลือบฟิล์มที่ต้องการชั้นบางและสม่ำเสมอ เกรดความหนืดสูง (4,000–100,000 mPa·s) ถูกใช้ในเมทริกซ์ยาเม็ดที่มีการปลดปล่อยแบบควบคุม โดยที่การสร้างเจลช้าเป็นกลไกที่ควบคุมอัตราการปล่อยยา

ลักษณะสำคัญทางเคมีประการหนึ่งคือพฤติกรรมการเกิดเจลด้วยความร้อนของ HPMC แตกต่างจากโพลีเมอร์ส่วนใหญ่ที่เจลเมื่อทำความเย็น สารละลาย HPMC จะก่อตัวเป็นเจลเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่าประมาณ 60–80°C และกลับคืนสู่รูปของเหลวเมื่อทำความเย็น เจลความร้อนแบบย้อนกลับนี้ถูกนำไปใช้ในการแปรรูปอาหารและยาเพื่อสร้างโครงสร้างที่ให้ความร้อนและละลายอีกครั้งที่อุณหภูมิร่างกาย

วิธีการผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส

การผลิต HPMC เชิงพาณิชย์เป็นไปตามกระบวนการปฏิกิริยาต่างกันที่เป็นที่ยอมรับกันดี เซลลูโลสดิบ - โดยทั่วไปได้มาจากเยื่อไม้หรือสำลีที่ผ่านการกลั่นซึ่งมีความบริสุทธิ์สูงกว่า 96% อัลฟาเซลลูโลส - เป็นวัสดุเริ่มต้น ลำดับการผลิตประกอบด้วยห้าขั้นตอนหลัก:

01 การทำให้เป็นด่าง: เซลลูโลสบริสุทธิ์จะถูกแช่ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น (18–50%) เป็นเวลา 30–60 นาที สิ่งนี้จะทำให้โครงสร้างเซลลูโลสขยายตัวและแปลงหมู่ไฮดรอกซิลเป็นไอออนอัลคอกไซด์ (–ONa) ทำให้พวกมันเกิดปฏิกิริยาต่อสารอีเทอร์ริฟายอิ้ง
02 การทำให้บริสุทธิ์: เมทิลคลอไรด์ (CH3Cl) และโพรพิลีนออกไซด์ (PO) ถูกนำมาใช้พร้อมกันภายใต้แรงกดดันในเครื่องปฏิกรณ์ โดยทั่วไปอุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง 50°C ถึง 80°C รีเอเจนต์ทั้งสองแข่งขันกันเพื่อให้ได้ตำแหน่งอัลคอกไซด์ที่ถูกกระตุ้น และอัตราส่วนของรีเอเจนต์เหล่านี้จะกำหนดค่า DS และ MS สุดท้ายของผลิตภัณฑ์
03 การทำให้บริสุทธิ์: ผลิตภัณฑ์ดิบประกอบด้วย NaCl โซเดียมไกลโคเลต และรีเอเจนต์ส่วนเกิน การล้างด้วยน้ำร้อน (80–95°C) จะละลายผลพลอยได้เหล่านี้ในขณะที่ HPMC ยังคงไม่ละลายที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากคุณสมบัติการเกิดเจลด้วยความร้อน ซึ่งเป็นการใช้พฤติกรรมที่กำหนดวัสดุสำเร็จรูปอย่างชาญฉลาด
04 การอบแห้งและการสี: เค้ก HPMC ที่ล้างแล้วจะถูกทำให้แห้งในเครื่องพ่นสเปรย์หรือแฟลชไดร์เพื่อให้มีความชื้นต่ำกว่า 5% จากนั้นจึงบดให้เป็นขนาดอนุภาคที่ต้องการ โดยทั่วไปเกรดยาจะต้องผ่านตะแกรงขนาด 100 เมชถึง 98%
05 การทดสอบการผสมและคุณภาพ: แบทช์จะถูกผสมเพื่อให้แน่ใจว่าความหนืดและการทดแทนมีความสม่ำเสมอ จากนั้นทดสอบกับข้อกำหนดทางเภสัชกรรม รวมถึงการสูญเสียจากการทำให้แห้ง สารตกค้างจากการจุดไฟ โลหะหนัก และความหนืด

ผลผลิตที่ได้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของรีเอเจนต์ที่ใช้และเวลาในการทำปฏิกิริยาเป็นอย่างมาก โรงงานอุตสาหกรรมที่ผลิต HPMC เกรดเภสัชกรรมมักจะดำเนินการที่เครื่องปฏิกรณ์ขนาด 5,000–20,000 ลิตร โดยมีรอบเวลาแบทช์อยู่ที่ 8–12 ชั่วโมง ธรรมชาติของกระบวนการที่ใช้พลังงานมากหมายความว่าคุณภาพการผลิตและความสม่ำเสมอของกระบวนการมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับคุณภาพของอุปกรณ์และระบบควบคุมกระบวนการ

แคปซูล HPMC: เหตุใดไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสจึงแทนที่เจลาตินในการผลิตแคปซูล

แคปซูล HPMC - หรือที่เรียกว่าแคปซูลมังสวิรัติหรือแคปซูลจากพืช - แสดงถึงการประยุกต์ใช้ทางเภสัชกรรมเดี่ยวที่โดดเด่นที่สุดสำหรับโพลีเมอร์นี้ เจลาตินที่ได้มาจากคอลลาเจนของสัตว์ (โดยหลักคือกระดูกวัวและกระดูกหมูและหนัง) เป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับแคปซูลเปลือกแข็งมานานกว่าศตวรรษ แคปซูล HPMC เริ่มแทนที่เจลาตินในช่วงทศวรรษ 1990 เนื่องจากข้อจำกัดของเจลาตินมีความสำคัญในเชิงพาณิชย์

ความแตกต่างในการทำงานที่สำคัญระหว่าง HPMC Capsule และ Gelatin Capsule

ความแตกต่างระหว่างแคปซูล HPMC และแคปซูลเจลาตินมาตรฐานนั้นนอกเหนือไปจากแหล่งกำเนิดของวัสดุ:

~ ความไวต่อความชื้น
เปลือกแคปซูลเจลาตินต้องการความชื้น 13–15% เพื่อให้มีความยืดหยุ่น เปลือกแคปซูลของ HPMC ทำงานได้อย่างเสถียรที่ปริมาณความชื้นต่ำถึง 3–7% ซึ่งเหนือกว่ามากสำหรับการเติมที่ไวต่อความชื้นและการเก็บรักษาในสภาพอากาศแห้ง
~ ความต้านทานการเชื่อมโยงข้าม
เจลาตินทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์ในปริมาณเล็กน้อยในส่วนเติมเนื้อยา เช่น โพลีเอทิลีนไกลคอล เพื่อสร้างฟิล์มเพลลิเคิล ซึ่งจะทำให้การละลายช้าลง HPMC ไม่ได้รับปฏิกิริยานี้ ทำให้แคปซูล HPMC เป็นวิธีแก้ปัญหาโดยตรงสำหรับความล้มเหลวในการเชื่อมโยงข้าม
~ การยอมรับด้านอาหาร
แคปซูล HPMC นั้นมาจากพืช 100% ซึ่งเป็นที่ยอมรับของผู้เป็นมังสวิรัติ วีแกน ผู้บริโภคฮาลาล และผู้บริโภคโคเชอร์ โดยไม่ต้องมีใบรับรองแยกต่างหากสำหรับตัวเปลือกเอง
~ โปรไฟล์การเลิกกิจการ
ในสื่อการละลายมาตรฐาน (pH 6.8, 37°C) โดยทั่วไปแคปซูล HPMC จะสลายตัวภายใน 15–30 นาที ซึ่งเทียบได้กับเจลาติน แต่ไม่มีความไวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิต่ำกว่า 37°C

วิธีการผลิตเปลือกหอยแคปซูล HPMC

การผลิตเปลือกแคปซูล HPMC ในทางเทคนิคมีความต้องการมากกว่าการผลิตเปลือกเจลาติน เจลาตินจะก่อตัวเป็นเจลเมื่อทำความเย็น ซึ่งช่วยให้กระบวนการจุ่มและทำให้เย็นลงได้ง่าย เจล HPMC ให้ความร้อน ดังนั้นสายการผลิตจึงต้องได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้แตกต่างออกไป อุตสาหกรรมใช้เทคโนโลยีการผลิตหลักสองประการ:

กระบวนการเจลความร้อน: หมุดเหล็กที่ถูกอุ่นไว้ที่ 60–70°C จะถูกจุ่มลงในสารละลาย HPMC เย็น (10–20°C) ขณะที่หมุดสัมผัสกับสารละลายเย็น เจล HPMC จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวหมุดอุ่นจนเกิดเป็นเปลือก นี่คือกระบวนการที่พัฒนาขึ้นสำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์ Vcaps
กระบวนการช่วยด้วยสารก่อเจล: มีการเติมคาราจีแนนหรือไฮโดรคอลลอยด์อื่นๆ ลงในสารละลาย HPMC เพื่อให้กระบวนการจุ่มแบบพินคล้ายคลึงกับเจลาติน ช่วยให้ผู้ผลิตที่มีอุปกรณ์เจลาตินที่มีอยู่สามารถเปลี่ยนไปผลิตแคปซูล HPMC โดยมีการปรับเปลี่ยนทุนน้อยลง

หลังจากการจุ่ม เปลือกหอยจะถูกทำให้แห้ง ดึงออกจากหมุด ตัดแต่งให้ยาว และต่อเข้าด้วยกันเป็นหน่วยหมวกที่สมบูรณ์ เปลือกแคปซูล HPMC ขนาด 0 สามารถยึดได้ 0.5–0.7 มล ของวัสดุเติม ซึ่งเพียงพอสำหรับปริมาณยามาตรฐานและโภชนเภสัชมาตรฐานส่วนใหญ่

การใช้งานแคปซูล HPMC ข้ามภาคส่วน

ยารักษาโรค: API ที่สามารถดูดความชื้น อัลดีไฮด์ หรือมีไว้สำหรับตลาดมุสลิมหรือชาวยิวได้รับการกำหนดสูตรเป็นประจำในแคปซูล HPMC ยาที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการเชื่อมโยงข้ามเจลาตินได้รับการปรับสูตรใหม่ในเปลือกแคปซูล HPMC
โภชนเภสัชภัณฑ์และอาหารเสริม: ผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายในรูปแบบจากธรรมชาติล้วนๆ จากพืช หรือวีแกนจำเป็นต้องใช้เปลือกแคปซูลที่ไม่ใช่จากสัตว์ ในปี 2022 มีการใช้แคปซูลจากพืชเป็นข้อมูลประมาณการ 35–40% ของยอดขายฮาร์ดแคปซูลทั่วโลกโดยปริมาตรต่อหน่วย
โปรไบโอติก: ความสมดุลของความชื้นต่ำของเปลือกแคปซูล HPMC (3–5%) เมื่อเทียบกับเจลาติน (13–15%) มอบเกราะป้องกันที่เหนือกว่า ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาที่วัดได้สำหรับแบคทีเรียที่มีชีวิต
แคปซูลบรรจุของเหลว: แคปซูล HPMC สามารถรัดไว้ได้ (ผนึกแน่นหนา) เพื่อห่อหุ้มของเหลวหรือกึ่งของแข็ง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบนำส่งยาแบบอิมัลชันในตัวเองและสูตรผสมที่ใช้ไขมัน

คุณสมบัติเชิงหน้าที่หลักของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในการใช้งานแบบต่างๆ

การทำความเข้าใจว่าไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสทำอะไรในระบบที่กำหนดนั้นจำเป็นต้องพิจารณาพฤติกรรมทางกายภาพและเคมีหลักของมันโดยละเอียด คุณสมบัติเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดเกรดที่ถูกเลือก และวิธีการออกแบบสูตรผสมสำหรับวัสดุ

การควบคุมการไหลและความหนืด

สารละลาย HPMC นั้นเป็นพลาสติกเทียม (การทำให้ผอมบาง): ความหนืดลดลงเมื่ออัตราเฉือนเพิ่มขึ้น เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเคลือบด้วยสเปรย์ซึ่งสารละลายจะต้องสามารถปั๊มได้ภายใต้แรงกดดันผ่านหัวฉีด (แรงเฉือนสูง ความหนืดต่ำ) แต่ต้องเกาะติดและสร้างความหนาของฟิล์มเมื่อวางบนพื้นผิวแท็บเล็ต (แรงเฉือนต่ำ คืนความหนืดสูง) เกรดเชิงพาณิชย์มาตรฐานประกอบด้วย:

HPMC E3 — 2.4–3.6 mPa·s — การเคลือบฟิล์มบาง, ยาหยอดตา
HPMC E5 — 4.0–6.0 mPa·s — การเคลือบฟิล์มต้องใช้โครงสร้างเพิ่มขึ้นเล็กน้อย
HPMC E15 — 12–18 mPa·s — สารเคลือบกั้นและตัวประสานเม็ดยา
HPMC K4M — 3,000–5,600 mPa·s — แท็บเล็ตเมทริกซ์แบบควบคุมการปลดปล่อย
HPMC K100M — 75,000–140,000 mPa·s — เมทริกซ์ที่มีการปลดปล่อยยาหน่วงสูง

30–70 เมกะปาสคาล ความต้านแรงดึงของฟิล์ม HPMC
60–90°ซ อุณหภูมิการเกิดเจลด้วยความร้อน (LCST)
42–50 มิลลินิวตัน/เมตร แรงตึงผิว (สารละลาย 1%)
3–11 ช่วง pH ที่เสถียร

ความสามารถในการขึ้นรูปฟิล์ม

เมื่อใช้สารละลาย HPMC ที่เป็นน้ำกับซับสเตรตและทำให้แห้ง จะเกิดเป็นฟิล์มโปร่งใสที่ต่อเนื่องและยืดหยุ่น ความแข็งแรงเชิงกลของฟิล์มนี้ขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลของโพลีเมอร์และปริมาณพลาสติไซเซอร์ ในการเคลือบแท็บเล็ตยา พลาสติไซเซอร์ เช่น โพลีเอทิลีนไกลคอล 400 หรือโพรพิลีนไกลคอล ถูกใช้ที่ 5-20% ของน้ำหนักโพลีเมอร์ เพื่อป้องกันการแตกร้าวของฟิล์มระหว่างการบีบอัดหรือการเก็บรักษา ฟิล์ม HPMC แสดงค่าความต้านทานแรงดึงที่ 30–70 เมกะปาสคาล ขึ้นอยู่กับเกรดและระดับพลาสติไซเซอร์ — เทียบได้กับฟิล์มเจลาตินแต่มีความคงตัวต่อความชื้นที่เหนือกว่า

เจลความร้อนและความแข็งแรงของเจล

อุณหภูมิของสารละลายวิกฤติ (LCST) ที่ต่ำกว่าของ HPMC ในน้ำโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 60–90°C ซึ่งแปรผันตามระดับการทดแทนและความเข้มข้น เหนืออุณหภูมินี้ การขาดน้ำของโพลีเมอร์จะกระตุ้นให้เกิดการรวมตัวที่ไม่ชอบน้ำและการเกิดเจล เจลสามารถพลิกกลับด้านความร้อนได้ — โดยจะคืนสภาพเมื่อเย็นลง โดยทั่วไปความแรงของเจลที่อุณหภูมิ 80°C สำหรับสารละลาย 2% 10–50 ป่า . พฤติกรรมนี้ถูกนำไปใช้ประโยชน์โดยเฉพาะในการใช้งานอาหาร เช่น การเคลือบแบบทอด (เจลจะก่อตัวขึ้นระหว่างการทอดและลดการดูดซึมน้ำมันได้มากถึง 40% เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีการเคลือบผิว) และในการขึ้นรูปเปลือกแคปซูล HPMC ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น

กิจกรรมพื้นผิวและพฤติกรรมการโต้ตอบ

HPMC เป็นแอมฟิฟิลิกเล็กน้อยเนื่องจากมีหมู่เมทิลที่ไม่ชอบน้ำกระจายไปตามแกนหลักเซลลูโลสที่ชอบน้ำ ทำให้มีคุณสมบัติคล้ายสารลดแรงตึงผิวอ่อนๆ แรงตึงผิวของสารละลาย HPMC ที่มีน้ำ 1% มีค่าโดยประมาณ 42–50 มิลลินิวตัน/เมตร เทียบกับ 72 mN/m สำหรับน้ำบริสุทธิ์ กิจกรรมพื้นผิวนี้ช่วยในการเคลือบฟิล์มยาเม็ดโดยส่งเสริมให้พื้นผิวยาเม็ดเปียก และในสูตรสารแขวนลอยโดยทำให้อนุภาคที่กระจายตัวคงตัวต่อการเกาะกลุ่มโดยไม่มีความรุนแรงของสารลดแรงตึงผิวทั่วไป

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในสูตรยาเม็ด

นอกเหนือจากแคปซูล HPMC แล้ว โพลีเมอร์นี้มีบทบาทการทำงานที่แตกต่างกันหลายประการทั้งภายในและภายนอกรูปแบบยาที่เป็นของแข็ง การทำความเข้าใจฟังก์ชันเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักกำหนดสูตรที่ทำงานเกี่ยวกับการนำส่งยาแบบรับประทาน

เป็นสารยึดเกาะในเม็ดเปียก

HPMC ถูกใช้เป็นสารยึดเกาะที่เป็นเม็ดที่ความเข้มข้น 2–10% ในของเหลวที่เป็นเม็ด ข้อได้เปรียบเหนือสารยึดเกาะแบบดั้งเดิม เช่น PVP (โพลีไวนิลไพโรลิโดน) อยู่ที่ความสามารถในการดูดความชื้นที่ต่ำกว่า — เม็ดที่ผลิตด้วย HPMC เนื่องจากสารยึดเกาะดูดซับความชื้นในบรรยากาศได้น้อยกว่าในระหว่างการเก็บรักษา ซึ่งมีความสำคัญสำหรับส่วนผสมออกฤทธิ์ที่ไวต่อความชื้น เกรด HPMC โดยทั่วไปที่ใช้สำหรับการทำแกรนูลคือ E5 และ E15 เนื่องจากมีความหนืดปานกลาง ซึ่งช่วยให้ควบคุมการกระจายของเหลวในระหว่างการผสม

ในฐานะอดีตเมทริกซ์สำหรับการปล่อยแบบควบคุม

การใช้ HPMC ทางเภสัชกรรมที่ซับซ้อนที่สุดคือเป็นสารเพิ่มปริมาณหลักในยาเม็ดเมทริกซ์ที่ชอบน้ำ เมื่อแท็บเล็ตเมทริกซ์ HPMC สัมผัสกับน้ำ โพลีเมอร์ที่พื้นผิวจะชุ่มชื้นและพองตัวอย่างรวดเร็ว ก่อตัวเป็นชั้นเจล โมเลกุลของยาจะต้องกระจายผ่านชั้นเจลนี้จึงจะปล่อยออกมา และความหนาและความหนาแน่นของชั้นเจลจะเป็นอุปสรรคในการควบคุมอัตรา สามารถปรับอัตราการวางจำหน่ายได้โดย:

การเลือกเกรด HPMC: K100M จะให้การปล่อยช้ากว่า K15M ที่การโหลดที่เท่ากัน
การปรับการโหลด HPMC: ที่ 20% HPMC ในแท็บเล็ต โดยทั่วไปจะปล่อยยาเกิน 12 ชั่วโมง ที่ 40% สามารถบรรลุโปรไฟล์การเผยแพร่ได้ตลอด 24 ชั่วโมง
การบีบอัดด้วยความแข็งที่เหมาะสม: ความแข็งของเม็ดยาที่สูงกว่า 8 kP ช่วยให้ชั้นเจลมีความสมบูรณ์

ระบบเมทริกซ์ที่ใช้ HPMC เป็นเทคโนโลยีอ้างอิงสำหรับการนำส่งยาแบบรับประทานวันละครั้ง ผลิตภัณฑ์ เช่น เมตฟอร์มิน XR, ดิลเทียเซม ซีดี และสูตรนิฟิดิพีน ใช้ HPMC เป็นเมทริกซ์หลักหรือวัสดุเคลือบ กลไกนี้เป็นที่เข้าใจกันดี การส่งตามกฎระเบียบด้วยเมทริกซ์ HPMC ได้รับการยอมรับทั่วโลก และสามารถคาดการณ์การขยายขนาดจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ได้ คุณสมบัติสามประการที่ทำให้ HPMC เป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับทีมพัฒนาที่มีการเผยแพร่แบบควบคุม

เป็นการเคลือบฟิล์มสำหรับยาเม็ดที่ออกฤทธิ์ทันที

การเคลือบฟิล์มที่ปล่อยออกมาทันทีมีวัตถุประสงค์ในการปกป้อง ความสวยงาม และการใช้งาน ระบบการเคลือบที่ใช้ HPMC รวมกับพลาสติไซเซอร์ เม็ดสี และสารป้องกันการยึดเกาะ เช่น แป้ง ถือเป็นระบบการเคลือบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในการผลิตยาที่เป็นของแข็งสำหรับรับประทาน สูตรการเคลือบมาตรฐานอาจมี HPMC 60–70% (เกรด E5 หรือ E6), PEG 400 15–20%, ไทเทเนียมไดออกไซด์ 10–15% และปริมาณติดตามของสารแต่งสี เมื่อเคลือบด้วยฟิล์ม HPMC เมื่อน้ำหนักเพิ่มขึ้น 1–3% บนแกนแท็บเล็ต จะให้:

การป้องกันความชื้น: อัตราการส่งผ่านไอลดลงโดย 40–70% เมื่อเทียบกับแกนที่ไม่เคลือบผิว
การป้องกันแสง: ชั้นเคลือบที่มีไททาเนียมไดออกไซด์ช่วยป้องกันความยาวคลื่น UV ที่ต่ำกว่า 380 นาโนเมตร
การกำบังรสชาติ: ความหนาของฟิล์ม 50–100 ไมโครเมตรช่วยลดการรับรู้ API ที่มีรสขมได้อย่างมาก
พื้นผิวมันเงาและรูปลักษณ์เพื่อให้ผู้ป่วยยอมรับได้

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส นอกเหนือจากยา: การก่อสร้าง อาหาร และการดูแลส่วนบุคคล

แม้ว่าการใช้งานแคปซูลและเภสัชกรรมของ HPMC จะได้รับความสนใจทางเทคนิคมากที่สุด แต่อุตสาหกรรมการก่อสร้างและอาหารก็ใช้ HPMC ในปริมาณที่มากกว่าเภสัชภัณฑ์ตามน้ำหนัก

กาวก่อสร้างและกระเบื้อง

ในกาวปูกระเบื้อง ยาแนว และปูนปลาสเตอร์ที่ใช้ซีเมนต์เป็นหลัก HPMC ทำหน้าที่เป็นสารกักเก็บน้ำและตัวปรับความสามารถในการทำงาน กาวปูกระเบื้องที่ไม่มี HPMC แห้งเร็วเกินไป — ซีเมนต์ที่ส่วนต่อประสานจะแห้งตัวก่อนที่จะเกิดการยึดเกาะที่เพียงพอ และความแข็งแรงในการยึดเกาะลดลงสูงสุดถึง 50% เพิ่ม HPMC ที่ 0.2–0.5% ของน้ำหนักแห้งทั้งหมดจะคงน้ำผสมไว้ภายในเตียงปูน ทำให้ซีเมนต์มีความชุ่มชื้นอย่างสมบูรณ์ และปรับปรุงเวลาเปิดได้อย่างมาก (หน้าต่างในระหว่างที่สามารถปรับกระเบื้องได้หลังการใช้งาน) ผลกระทบจากการเพิ่มความหนาของ HPMC ยังทำให้กาวมีคุณสมบัติไม่หย่อนคล้อย — กระเบื้องที่นำไปใช้กับพื้นผิวแนวตั้งจะไม่เลื่อนก่อนกาวจะเซ็ตตัว

การใช้งานในอุตสาหกรรมอาหาร

HPMC ได้รับการอนุมัติให้เป็นวัตถุเจือปนอาหาร E464 ในสหภาพยุโรป และได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าปลอดภัย (GRAS) ในสหรัฐอเมริกา ในการใช้งานด้านอาหาร จะทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์ สารเพิ่มความข้น และสารทดแทนไขมัน มีสามแอปพลิเคชันที่โดดเด่น:

อุปสรรคน้ำมันในอาหารทอด: ใช้เคลือบผลิตภัณฑ์มันฝรั่งหรือเนื้อสัตว์ก่อนทอด เจล HPMC ที่อุณหภูมิทอด และสร้างเกราะป้องกันทางกายภาพต่อการซึมผ่านของน้ำมัน การศึกษาพบว่าไก่ทอดที่เคลือบ HPMC ลดน้ำมันได้ 35–45% เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่ไม่เคลือบ
การอบแบบไม่มีกลูเตน: ในขนมปังที่ทำโดยไม่ใช้แป้งสาลี HPMC ที่ 1–3% ของน้ำหนักแป้งจะช่วยกักเก็บก๊าซในระหว่างการพิสูจน์อักษรและโครงสร้างของเปลือกในระหว่างการอบ ทำให้ได้เนื้อสัมผัสที่ยอมรับได้ในแป้งข้าวเจ้าหรือขนมปังจากมันสำปะหลัง
เจลและสเปรดแคลอรี่ต่ำ: ความสามารถของ HPMC ในการสร้างเจลที่แข็งตัวที่ความเข้มข้นต่ำทำให้มีประโยชน์ในการแพร่กระจายไขมันและเจลของหวานที่ต้องลดความหนาแน่นของแคลอรี่ให้เหลือน้อยที่สุดในขณะที่ยังคงเนื้อสัมผัสไว้

การดูแลส่วนบุคคลและเครื่องสำอาง

ในสูตรการดูแลส่วนบุคคล HPMC ทำหน้าที่เป็นสารเพิ่มความข้น ตัวสร้างฟิล์ม และความคงตัว แชมพู ครีมนวดผม และเจลแต่งผมใช้ HPMC ที่ 0.5–2% เพื่อให้ได้ความหนืดและเนื้อสัมผัสตามที่ต้องการ ยาหยอดตาใช้ HPMC เกรดเภสัชกรรมที่ 0.3–1% เป็นสารหล่อลื่นและเพิ่มความหนืด — ขยายเวลาสัมผัสของสารออกฤทธิ์กับพื้นผิวตา ผลิตภัณฑ์น้ำตาเทียมที่ใช้ HPMC ถูกนำมาใช้มาตั้งแต่ปี 1970 และยังคงเป็นหนึ่งในวิธีรักษาตาแห้งที่แนะนำอย่างกว้างขวางทั่วโลก

การเลือกเกรด HPMC ที่เหมาะสม: สิ่งที่ผู้ซื้อและผู้กำหนดสูตรจำเป็นต้องรู้

ตลาด HPMC เชิงพาณิชย์มีเกรดหลายสิบเกรดที่แตกต่างกันตามความหนืด ประเภทสารทดแทน และขนาดอนุภาค การนำทางแนวนอนนี้จำเป็นต้องมีความชัดเจนในข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหลักของแอปพลิเคชัน

ตารางที่ 2: คู่มือการเลือกเกรด HPMC ตามแอปพลิเคชัน
ใบสมัคร	เกรดที่แนะนำ	ช่วงความหนืด (โซล 2%)	พารามิเตอร์ที่สำคัญ
เปลือกแคปซูล HPMC	E-series ประเภท 2910	50–200 mPa·s	ความชื้นต่ำ ความยืดหยุ่นของฟิล์ม
เคลือบฟิล์มแท็บเล็ต	E5/E6	4–8 mPa·s	เนื้อฟิล์มมีความใส การยึดเกาะ
เมทริกซ์ควบคุมการปล่อย	K4M / K15M / K100M	3,000–140,000 มิลลิปาสคาล·วินาที	ความแข็งแรงของเจล อัตราการกัดเซาะ
ยาหยอดตา	ประเภท 1828	3–15 mPa·s	ความปลอดเชื้อปราศจากอนุภาค
กาวปูกระเบื้อง/ปูน	เกรดการก่อสร้าง	40,000–80,000 มิลลิปาสคาล·วินาที	การกักเก็บน้ำ, เวลาเปิด
สารเคลือบอาหาร/สารเพิ่มความข้น	E464 เกรดอาหาร	50–4,000 mPa·s	เจลความร้อนความปลอดภัย

เมื่อจัดหา HPMC สำหรับการผลิตแคปซูล HPMC หรือการใช้ทางเภสัชกรรมโดยเฉพาะ ผู้ซื้อจะต้องตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้ในเอกสารประกอบของซัพพลายเออร์: การปฏิบัติตามเอกสารประกอบของ USP/NF, JP หรือ EP; ใบรับรองค่าวิเคราะห์ความหนืด การสูญเสียเมื่อแห้ง สารตกค้างจากการจุดระเบิด และโลหะหนัก ไม่มีเอทิลีนออกไซด์ที่ตรวจพบได้ และการกระจายขนาดอนุภาคที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์การประมวลผลที่ใช้งาน

สำหรับการใช้งานในการก่อสร้าง จุดสนใจจะเปลี่ยนไปที่ค่าการกักเก็บน้ำ ปริมาณอากาศ และความสม่ำเสมอของความหนืดระหว่างล็อตการผลิต HPMC ระดับการก่อสร้างไม่จำเป็นต้องเป็นไปตามมาตรฐานความบริสุทธิ์ทางเภสัชตำรับ และมีราคาตามนั้น — โดยทั่วไป ลดลง 30–50% ต่อกิโลกรัม กว่าวัสดุเกรดยาที่มีความหนืดเทียบเท่า

การจัดเก็บ ความคงตัว และการจัดการไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส

ผง HPMC มีความเสถียรทางเคมีภายใต้สภาวะการเก็บรักษาปกติ ผงแห้งที่เก็บในภาชนะปิดสนิทที่อุณหภูมิต่ำกว่า 30°C และความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 65% คงข้อกำหนดเฉพาะไว้อย่างน้อย 3 ปี ในการกล่าวอ้างเรื่องอายุการเก็บรักษาของผู้ผลิตส่วนใหญ่ วิถีการย่อยสลายเบื้องต้นคือ:

ไฮโดรไลซิส: ที่ pH สุดขั้ว (ต่ำกว่า 2 หรือสูงกว่า 12) และอุณหภูมิสูง พันธะอีเทอร์สามารถไฮโดรไลซ์ ซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักโมเลกุลและความหนืดลงอย่างต่อเนื่อง ภายใต้สภาวะการเก็บรักษาปกติ จะไม่มีนัยสำคัญใดๆ
ออกซิเดชัน: การสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานอาจทำให้สีเปลี่ยนไปเล็กน้อย (เหลือง) ที่อุณหภูมิสูง นี่เป็นปัญหาด้านสุนทรียภาพที่ไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานในการใช้งานส่วนใหญ่ แต่อาจเกี่ยวข้องกับการใช้งานเคลือบฟิล์มใสที่มองเห็นสีได้
การปนเปื้อนของจุลินทรีย์: โซลูชัน HPMC แบบน้ำสนับสนุนการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ สารละลายควรเตรียมสดใหม่และใช้ภายใน 48 ชั่วโมง หรือเก็บรักษาด้วยสารต้านจุลชีพที่ยอมรับได้ที่ความเข้มข้นที่ผ่านการตรวจสอบสำหรับการใช้งานเฉพาะ

การละลายผง HPMC อย่างถูกต้องเป็นประเด็นในทางปฏิบัติที่ทำให้เกิดปัญหาในสภาพแวดล้อมการผลิต เนื่องจาก HPMC ให้ความชุ่มชื้นในความเย็นแต่กระจายตัวได้ดีที่สุดในน้ำร้อน เทคนิคมาตรฐานคือการกระจายผงในน้ำร้อน (80–90°C) โดยที่ผงไม่ละลายแต่ทำให้เปียกทั่วถึง จากนั้นทำให้การกระจายตัวเย็นลงเหลืออุณหภูมิต่ำกว่า 40°C เพื่อทำให้เกิดการละลาย การเติมน้ำเย็นโดยตรงจะส่งผลให้เกิดการจับตัวเป็นก้อนเนื่องจากอนุภาคด้านนอกจะชุ่มชื้นและสร้างผิวเจลก่อนที่อนุภาคด้านในจะเปียก นี่เป็นสาเหตุทั่วไปของความแปรปรวนของความหนืดในการผลิต — สารละลาย HPMC ที่เตรียมอย่างเหมาะสมซึ่งมีความเข้มข้นและเกรดที่ถูกต้องจะให้ผลลัพธ์ที่มีความสม่ำเสมอสูง

อุณหภูมิการจัดเก็บ ต่ำกว่า 30°C
ความชื้นสูงสุด ต่ำกว่า 65% RH
โซลูชันใช้ภายใน 48 ชม
อายุการเก็บรักษา (ปิดผนึก) นาที 3 ปี

แบ่งปัน:

เมนูเว็บไซต์

ภาษา

ออกจากเมนู