Методы микрокапсулирования.

Микрокапсулирование.

Микрокапсулирование – это процесс заключения в оболочку микроскопических частиц или ЖЛВ. Размер заключенных в микрокапсулу частиц может колебаться в широких пределах. Наиболее широкое применение в медицине нашли микрокапсулы размером от 100 до 500 мкм. Современная технология дает возможность наносить покрытия на частицы размером и менее 1 мкм. Такие частицы с оболочками называют нанокапсулами, а процесс производства – нанокапсулированием. Капсулы с жидким веществом имеют шарообразную форму, с твердыми частицами – обычно неправильную форму, поскольку тонкая пленка фиксирует все неровности частичек. Микрокапсулированием достигается: предохранение неустойчивых ЛВ от воздействия окружающей среды (витамины, антибиотики, ферменты, вакцины, сыворотки и др.); маскировка вкуса горьких ЛВ; высвобождение ЛВ в нужном участке ЖКТ (кишечнорастворимые микрокапсулы); пролонгирование действия (в форме спансул); совмещение в одной микрокапсуле несовместимых между собой веществ (использование разделительных покрытий); «превращение» жидкостей в псевдотвердое состояние, т.е. в сыпучую массу, состоящую из микрокапсул с твердой оболочкой, заполненных жидкими ЛВ.

Методы микрокапсулирования.

Делятся на три основные группы:

• Физические:
1. Метод дражирования применим для микрокапсулирования твердых ЛВ, которые в виде однородной кристаллической массы (с требуемым размером частиц) во вращаемости дражировочном котле опрыскиваются раствором пленкообразователя. Образующиеся пленки высыхают в токе нагретого воздуха, подаваемого в котле. Микрокапсулы с твердым ядром называются микродраже.
2. Метод распыления применяется обычно для микрокапсулирования твердых веществ, которые должны перед этим переведены в состояние тонких суспензий, в растворе или расплаве жировых веществ (воск, цетиловый спирт, моно- или дистеарат глицерина и др.) с последующим распылением и сушкой суспензии в распылительной сушилке. Микрокапсулы имеют размер 30-50мкм.
3. Методы диспергирования в несмешивающихся жидкостях применим для капсулирования жидких веществ. Пригоден, в частности, капельный способ, используемый при получении мягких капсул. Однако более обычен другой способ: нагретую эмульсию масляного раствора ЛВ, стабилизированную желатином (эмульсия типа М/В), диспергируют в охлажденном жидком парафине с помощью мешалки. В результате охлаждения мельчайшие капельки покрываются быстро застудневающей желатиновой оболочкой. Застывшие шарики отделяют от жидкого парафина, промывают органическим растворителем и сушат. Размер микрокапсул 100-150мкм.
4. «Напыление» в псевдосжиженном слое наиболее просто протекает при микрокапсулировании ТЛВ. Твердые ядра «сжижают» потоком воздуха и «напыляют» на них раствор (или расплав) пленкообразующего вещества с помощью форсунки. Затвердение жидких оболочек происходит в результате испарения растворителя или охлаждения.

Использование одного из указанных методов находится в зависимости от того, является ли «ядро» (содержимое микрокапсулы) твердым или жидким веществом.

• Физико-химические методы:

Коацервация - образование двухфазной системы в результате расслаивания. Различают простую и сложную. Первая имеет место при взаимодействии раствора одного полимера и ЛВ (низкомолекулярного). Коацервация при взаимодействии двух полимеров называется сложной или комплексной. Процесс образования методом простой коацервации протекает следующим образом: капсулируемое вещество 9например, масляные растворы витаминов или гормонов) эмульгируют в растворе желатина при 50 С⁰. Получается эмульсия типа М/В с возможной степенью дисперсности 2-5 мкм. В раствор пленкообразователя (последний в данной системе является внешней средой) при постоянном помешивании добавляют 20% водный раствор натрия сульфата (дегидратирующие свойства натрия сульфата вызывают коацервацию желатина). Образуется гетерогенная жидкая система с неоднородным распределением в ней растворенного вещества, состоящая из двух фаз обогащенной и обедненной молекулами. Микрокапли коацервата с понижением температуры начинают концентрироваться вокруг капель масла, образуя в начале «ожерелье» из микрокапель коацервата, которые затем сливаются, покрывая каплю масла сплошной тонкой, пока жидкой пленкой желатина. Для застудневания оболочек смесь быстро выливают в емкость с холодным раствором натрия сульфата. Микрокапсулы отфильтровывают и промывают водой (с целью удаления раствора натрия сульфата). Оболочки микрокапсул содержат 70-80% воды. Сушка их может быть тепловой или осуществляться с помощью водоотнимающих жидкостей (крепкий этанол) и другими способами. Методом простой коацервации можно микрокапсулировать также твердые, нерастворимые в воде ЛВ (сульфаниламиды, антибиотики, фенобарбитал и др.).

• Химические методы: получение микрокапсул химическим методом основано на реакциях полимеризации на границе раздела фаз вода/масло. Для получения микрокапсул этим методом в масле растворяют ЛВ, мономер (например, метилметакрилат) и соответствующий катализатор реакции полимеризации. Полученный раствор нагревают 15-20 минут при температуре 55 С⁰ и вливают в водный раствор эмульгатора. Образуется эмульсия типа М/В, которую выдерживают 4 часа для завершения полимеризации. Полученное соединение, нерастворимое в масле, образует вокруг капель последнего плотную оболочку. Сформировавшиеся микрокапсулы отделяют от среды. Промывают и сушат.

Применение микрокапсул.

В настоящее время в виде микрокапсул выпускаются витамины, антибиотики, нитроглицерин и ряд других ЛВ. Помимо того, микрокапсулы применяются в виде спансул, а также в форме таблеток, суспензий и ректальных капсулах. Изучается возможность применения микрокапсул в инъекциях, глазных каплях, имплантационных таблетках. Большой интерес представят пластырные ленты с нанесенным тончайшим слоем микрокапсулированных ЛВ.