卡波姆第四版药典
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药用辅料卡波姆(carbomer )的质量标准与应用应用:1.作乳化剂(0.1%~0.5%)、增稠剂和混悬剂(0.1~1.0%) 2.软膏剂、栓剂等的基质(0.5%~3.0%)3.作黏合剂与包衣材料 颗粒剂和片剂的黏合剂(0.2%~2.0%)CMMMM JJJJJJJJ MUMU 目 标准CP ,2010USP32-NF27,2009BP ,2009EP6CbCb934 Cb934P Cb940 Cb941 Cb1342 CbCb性状 白色疏松状粉末;有特异性微臭;有引湿性— — — — —白色或类白色,膨松,吸湿性粉末白色或类白色,膨松,吸湿性粉末鉴别 ++++++++干燥失重(%)≤ 2.02.02.02.02.02.03.03.0重金属(%)≤ 0.002 0.0020.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002酸碱度 2.5~3.5 ———————苯(%)≤0.010.5 0.01 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2 黏度(Pa·s%) 15~3029.4 ~39.4 29.4 ~39.4 40~604.0 ~11.0 9.5 ~26.50.3 ~115.00.3 ~115.0羧酸基含量(%) 56~6856~6856~6856~68 56~6852~62 56~6856~68游离丙烯酸— — — — — —色谱相应的峰面积不超过 对照品溶液0.25%色谱相应的峰面积不超过 对照品溶液0.25%‹质量标准›项目4.作缓控释材料(6.0%~10.0%)5.还可与羟丙基纤维素合用作粘膜贴剂的基质。
附件:卡波姆均聚物(曾用名:卡波姆)Kabomu JunjuwuCarbomer Homopolymer本品系以非苯溶剂为聚合溶剂的丙烯酸键合多元醇烯丙基醚的高分子聚合物。
按干燥品计,含羧酸基(-COOH)应为56.0%~68.0%。
乙酸乙酯与环己烷(生产工艺中使用时测定)置顶空瓶中,精密加人二甲基亚砜5ml,密封,作为供试品溶液;分别取乙酸乙酯和环己烷适量,精密称定,用二甲基亚砜定量稀释成每1ml 中含乙酸乙酯0.2mg 和环己烷0.12mg 的混合溶液,精密量取5ml ,置顶空瓶中,密封,作为对照品溶液。
照残留溶剂测定法(通则0861 第二法)测定,用100%二甲基聚硅氧烷为固定液(或极性相近的固定液)的毛细管柱,程序升温,起始温度为40℃,维持3 分钟,以每分钟5℃的速率升温至120℃,维持20 分钟,再以每分钟20 ℃的速率升温至220℃,维持3 分钟,再以每分钟20℃的速率升温至240℃,维持8 分钟;进样口温度260℃,检测器温度260℃;顶空瓶平衡温度为85°C ,平衡时间为90 分钟。
取对照品溶液与供试品溶液分别顶空进样。
按外标法以峰面积计算,含乙酸乙酯不得过0.5% ,环己烷不得过0.3%。
苯取苯适量,精密称定,用二甲基亚砜定量稀释制成每1ml 中含苯1.0mg 的溶液。
精密量取该溶液适量,加水定量稀释制成每1ml 中含苯0.5μg 的溶液,作为苯储备液。
取本品约炽灼残渣取本品1.0g,依法检查(通则0841),遗留残渣不得过2.0%。
重金属取炽灼残渣项下遗留的残渣,依法检查(通则0821 第二法),含重金属不得过百万分之二十。
【含量测定】取本品约0.4g,精密称定,加水400ml,充分溶胀后加氯化钾2g,照电位滴定法(通则0701),用氢氧化钠滴定液(0.25mol/L)滴定。
每1ml 氢氧化钠滴定液(0.25mol/L)相当于11.25mg 的-COOH。
【类别】药用辅料,软膏基质和释放阻滞剂。
卡波姆Carbomer1 通用名BP:CarbomersPhEur:CarbomeraUSPNF:Carbomer注意:USPNF 20收载几个单独的卡波姆品目。
见第4项、第9项。
2 异名Acritamer;acrylic acid polymer;Carbopol;carboxy polymethylene,polyacrylic acid;car-boxyvinyl polymer;Permulen;Ultrez.3 化学名和CAS注册号carbomer[9003-01-4](卡波姆)注意,卡波姆910,934,934P,940,941,971P和974P共用一个CAS注册号9003-01-4。
卡波姆1342是一种共聚物,CAS注册号不同。
4分子式与分子量卡波姆是合成的丙烯酸与烯丙基蔗糖或与烯丙基季戊四醇醚交联的高分子聚合物。
以干品计算,含56%~68%的羧酸基团。
BP 2001版和PhEur 2002版有单独品目描述卡波姆。
USPNF20用几个品目描述了不同水溶液黏度和用于口服或非口服级别的卡波姆。
卡波姆树脂的分子量理论上估计在7X105到4X106之间。
在一项测量交联分子量的研究工作中,研究人员将弹性网状结构理论应用于溶胀的凝胶,而且建立了弹性模量和交联分子量之间的逆函数关系[1~3]。
已有报道,卡波姆941的交联分子量估计值为237 600g/mol,卡波姆941的交联分子量为104 400g/mol[4]。
一般来说,低黏度和低硬度的卡波姆树脂有较高的交联分子量值,相反高黏度和较高硬度的卡波姆有较低的交联分子量值。
5 结构式卡波姆聚合物是由丙烯酸的重复单元构成的。
单元结构如下图所示。
聚合物链与烯丙基蔗糖或烯丙基季戊四醇交联。
见第4项。
卡波姆的丙烯酸单体6 类别生物黏附剂;乳化剂;释放调节剂;助悬剂;片剂黏合剂;增黏剂。
7 在药物制剂或制剂工艺中的应用卡波姆主要作为助悬剂或增黏剂应用于液体或半固体的药物剂型。
复合卡波姆溶液1 范围本标准规定了复合卡波姆溶液的技术要求、检验方法、检验规则、标签、包装、贮存、运输及保质期。
本标准适用于以卡波姆为主要原料辅以适宜助剂制成的水溶性复合免疫佐剂。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
《中华人民共和国兽药典》2020年版一部0631pH值测定法、0601相对密度测定法、1101无菌检查法GB/T 191-2008 包装储运图示标志JJF 1070-2005 定量包装商品净含量计量检验规则国家质量监督检验检疫总局令第75号(2005)《定量包装商品计量监督管理办法》3 术语和定义佐剂:是一类单独或与抗原联合使用,通过提升机体免疫系统对抗原或免疫原的免疫应答反应或改变免疫反应类型,从而增强动物机体免疫应答的物质。
型式检验:对产品标准中规定的技术要求全部进行检验(必要时,还可增加检验项目)。
4 缩略语下列缩略语适用于本文件。
pH:酸碱值(pondus hydrogenii)r/min:转/每分钟(revolutions per minute)min:分钟(minute)5 技术要求5.1 性状性状应符合下表1的规定。
表1 性状要求5.2 理化指标理化指标应符合下表2的规定。
5.3 净含量及允许短缺量应符合定量包装商品净含量计量检验规则。
5.4 用法用量主要适用于猪用水性灭活疫苗。
与水性抗原1:1(质量比)进行混合,300r/min搅拌10-20min。
6 检验方法6.1 性状取本品适量,置于无色透明容器内,在非阳光直射下,目测其外观应为白色或灰白色均匀混悬液体。
6.2 理化测定6.2.1 pH值取本品适量,按《中华人民共和国兽药典》2020年版一部附录0631pH值测定法测定,应为6.6~7.0。
6.2.2 相对密度取本品,按《中华人民共和国兽药典》2020年版一部附录0601相对密度测定法,应为1.00~1.03。
卡波姆Carbomer1 通用名BP:CarbomersPhEur:CarbomeraUSPNF:Carbomer注意:USPNF 20收载几个单独的卡波姆品目。
见第4项、第9项。
2 异名Acritamer;acrylic acid polymer;Carbopol;carboxy polymethylene,polyacrylic acid;car-boxyvinyl polymer;Permulen;Ultrez.3 化学名和CAS注册号carbomer[9003-01-4](卡波姆)注意,卡波姆910,934,934P,940,941,971P和974P共用一个CAS注册号9003-01-4。
卡波姆1342是一种共聚物,CAS注册号不同。
4分子式与分子量卡波姆是合成的丙烯酸与烯丙基蔗糖或与烯丙基季戊四醇醚交联的高分子聚合物。
以干品计算,含56%~68%的羧酸基团。
BP 2001版和PhEur 2002版有单独品目描述卡波姆。
USPNF20用几个品目5描述了不同水溶液黏度和用于口服或非口服级别的卡波姆。
卡波姆树脂的分子量理论上估计在7X106到4X10之间。
在一项测量交联分子量的研究工作中,研究人员将弹性网状结构理论应用于溶胀的凝[1~3]胶,而且建立了弹性模量和交联分子量之间的逆函数关系。
已有报道,卡波姆941的交联分子量[4]估计值为237 600g/mol,卡波姆941的交联分子量为104 400g/mol。
一般来说,低黏度和低硬度的卡波姆树脂有较高的交联分子量值,相反高黏度和较高硬度的卡波姆有较低的交联分子量值。
5 结构式卡波姆聚合物是由丙烯酸的重复单元构成的。
单元结构如下图所示。
聚合物链与烯丙基蔗糖或烯丙基季戊四醇交联。
见第4项。
卡波姆的丙烯酸单体类别6生物黏附剂;乳化剂;释放调节剂;助悬剂;片剂黏合剂;增黏剂。
7 在药物制剂或制剂工艺中的应用卡波姆主要作为助悬剂或增黏剂应用于液体或半固体的药物剂型。
常用卡波姆类型及质量标准概述:卡波姆是聚烷基蔗糖或聚烷基季戊四醇与丙烯酸交联聚合物的共聚物。
根据聚合时使用的材料不同和聚合度的不同,形成了多种药用规格的产品,常用的有卡波姆934P、卡波姆940GE、卡波姆941GE、卡波姆980GE、卡波姆971GE、卡波姆974P,其中GE代表药用级,P代表口服级,所以卡波姆940GE 可用于外用制剂,而卡波姆934P,卡波姆971P和卡波姆974P则可用于口服制剂。
卡波姆为白色疏松的粉末,具有较强的吸湿性。
由于其分子结构中含52-68%的酸基团,因此具有一定的酸性,1%水分散体的pH为2.5-3.0。
可用碱性物质中和,形成凝胶。
卡波姆被中和使羧基离子化后,由于负电荷的相互排斥作用,使分子链弥散伸展,呈极大的膨胀状态,并具粘性。
0.5%卡波姆934GE和卡波姆940GE 的中性水分散体粘度分别为30-40Pa.S和40-60Pa.S。
水凝胶体系的有效增稠范围在PH5-10内。
市场上常用的有卡波姆980、卡波姆940、卡波姆U20等,各自的增稠性能、乳化性能、粘度、耐剪切性等都有差异,因此大多数情况是不可以相互替代的。
以下列出不同卡波姆的一些特点:德晟卡波姆940:特点是增稠性能好,具有极短流变性、高粘度、中等清澈度、低耐离子性及高耐剪切性,适用于膏霜、乳液及凝胶等。
卡波姆941:特点是乳化体系稳定、粘度较低、具有长流变性、高清澈度、中等耐离子性及低耐剪切性,即使在离子型溶液中,也可以得到稳定的乳液或者高透明度的凝胶。
德晟卡波姆980:粘度高于940,耐离子性也比940好,透明度相当,用于护肤品时比940滋润。
卡波姆U20:分散性极好,增稠性能高效,具有长流变性、透明度良好、悬浮能力好、乳化体系稳定,而且没有粘连感,可代替传统的卡波姆934用于膏霜或乳液,代替卡波姆940或980用于透明凝胶。
检测:1、含量测定取本品约0.4g,精密称定,均匀分散于400ml水中,搅拌使溶解,照电位滴定法(附录ⅦA),用氢氧化钠滴定液(0.25mol/L)滴定(近终点时,每次滴入后搅拌至少2分钟)。
丙烯酸树脂化学品安全技术说明书(MSDS)丙烯酸树脂健康危害:皮肤接触可导致皮肤刺激不适和发疹;眼睛接触可导致眼睛刺激不适、流泪或视线模糊;呼入此产品可导致上呼吸道刺激、咳嗽与不适,或不特定不舒服症状,如恶心、头痛或虚弱;食入此产品可导致特定不舒服症状如恶心、头痛或虚弱。
患者应立即去医院救治。
卡波也称卡波姆(carbomer),是以季戊四醇等与丙烯酸交联得到的丙烯酸交联树脂,是一类非常重要的流变调节剂,中和后的卡波是优秀的凝胶基质,有增稠、悬浮等重要用途,工艺简单,稳定性好,广泛应用于乳液、膏霜、凝胶中。
卡波是美国诺誉公司的招牌菜(前身为美国古立德公司,美国最古老的公司之一),其产品包括Carbopol系列流变学调节剂和Pemulen系列聚合物乳化剂卡波姆(carbomer)口服混悬制剂、外用凝胶及乳剂配方中的问题及解决办法●分散技巧—卡波姆(carbomer)有极强的亲水性,干粉末的卡波姆(carbomer)吸湿性非常强,与其它的吸湿粉末一样,当用不当的方法把它投入水或其它的极性溶剂中,易成团或不完全润湿。
其它的粉末成团后最终会减小和溶解,但卡波姆(carbomer)成团后不会容易溶解,因为团块外层一旦完全浸润,水份不易再被渗透至内部干燥部分。
为了避免卡波姆(carbomer)成团,必须要把树脂颗粒在冷水中均匀分散开。
这可以在500-800rpm高速搅拌下,把卡波姆(carbomer)用筛网筛入搅拌的漩涡中,可选用的分散设备可以是喷射器,絮凝分散器,以及常规分散器。
一旦树脂颗粒浸润后,应降低搅拌速度以减少空气进入体系,直到树脂完全水合。
如果使用热水分散,热水上升的蒸汽会在树脂尚未加入前使之局部吸湿,形成凝胶,因此最好是在冷水中进行分散。
减低搅拌速度可以减少气泡的产生 (改变转子的方位也可以达到同样目的)因为减少漩涡可以使空气难以进入体系,持续的搅拌产生的漩涡会引入空气并导致气泡形成。
不正确的分散操作会导致树脂水合不完全,伴有较大范围的pH值和粘度的浮动,对凝胶的质量有很大影响。
卡波姆的性质和应用李成蓉黄筱萍提要卡波姆作为一种新型药用辅料可应用于液体制剂、半固体制剂和固体制剂中。
关键词卡波姆性质应用卡波姆(Carboxgpolmethylene)是丙烯酸与烯丙基蔗糖交联的高分子聚合物。
卡波姆作为一种辅料已被英国、美国药典收载[1,2],并已广泛用于制药工业、日化工业及其它有关工业领域。
在药剂中主要用作增稠剂、助悬剂和粘合剂,作缓释制剂的骨架材料和阻滞剂,固体制剂的薄膜衣材料,可与HPC合用作为粘膜粘贴剂基质。
上海人民制药厂已生产该产品。
1 卡波姆的性质卡波姆根据其聚合度的不同,有各种型号的产品,其性质特征见表1。
表1中前三者最常用。
表1 卡波姆性质特征品种分子量(近似值)特征使用范围C-9401×106高粘度、增粘效果好多用于外用制剂及化妆品C-9411×106粘度较低,在不同情况下,即使在离子性溶液中,也可得到稳定的乳液或混悬液透皮外用制剂和透明度高低粘度凝胶之乳化稳定剂,以及日用洗涤、化妆品C-9343×106高粘度、稳定性好对可用于高浓度凝胶、乳液、混悬液C-934P4×106934的高纯制品用于口服制剂C-9101×106耐离子性好、粘弹性寿命长低粘度,永久性悬浮液,乳液卡波姆为白色,疏松状;具酸性、吸湿性和微有特殊臭味,能溶于水、乙醇、甘油。
常用浓度为0.1%~3.0%。
由于其分子中含大量羧基,故水溶液应特别注意用碱中和后使用,以减少对皮肤、粘膜的刺激。
卡波姆的中和剂可用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钾、硼砂、氨基酸类、极性有机胺类如三乙醇胺。
月桂胺和硬脂胺可在非极性系统中作中和剂。
中和后的卡波姆水凝胶在pH6~11之间最粘稠,如pH<3或pH>12,粘稠度即降低,强电解质存在亦可降低粘度[4]。
凝胶不稳定,暴露于阳光下易生长霉菌并迅速失去粘度,加入抗氧剂可减缓反应。
2 制备方法与应用卡波姆广泛应用于药品和化妆品,在药剂中的应用见表2。
收稿日期:2018-04-17㊀㊀修回日期:2018-06-03基金项目:福建省自然科学基金高校联合资助面上项目(2017J01642).作者简介:庄远红(1981-),女,讲师.研究方向:功能性产品开发与质量安全.Email:yuanhongzhuang@qq.com.通信作者潘裕添(1969-),男,教授.研究方向:功能性产品开发.Email:xmpyt@sina.com.5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的质量鉴定及经皮渗透效果庄远红1,2,刘静娜1,2,潘裕添1,2,庞㊀杰3(1.闽南师范大学生物科学与技术学院,福建漳州363000;2.闽南师范大学菌物产业工程技术中心,福建漳州363000;3.福建农林大学食品科学学院,福建福州350002)摘要:以食用菌壳聚糖㊁虾蟹壳聚糖㊁羧化壳聚糖为原料,卡波姆为辅料,通过两种制备方法研制5种壳聚糖/卡波姆聚电解质复合水凝胶,并对复合水凝胶进行定性鉴别及外观特征㊁粒度㊁黏度㊁溶胀度㊁稳定性㊁酸碱度㊁铅离子含量的鉴定;采用茜素红法㊁锌试剂法测定壳聚糖经皮累积渗透量.结果表明:5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的粒径均小于180μm,黏度大于105mPa㊃s,具有较高的耐热耐寒性,pH呈中性或微酸性,铅离子含量小于10μg㊃g-1,符合‘中国药典“的要求,适合人体皮肤使用;除采用直接混合型制备的1%虾蟹壳聚糖/卡波姆复合水凝胶涂抹有颗粒感外,其他4种均具有稠度适宜㊁细腻有光泽㊁易于涂抹㊁有清凉感㊁稳定性好㊁黏滞性好㊁使用安全等优点;食用菌壳聚糖与卡波姆的交联性好于其他4种水凝胶.经皮渗透试验结果表明,茜素红法㊁锌试剂法均适用于复合水凝胶中壳聚糖含量的测定,0.45μm聚合膜㊁Strat⁃MTM皮肤专用膜具有较高的壳聚糖累积渗透量,并随着透皮时间的增加,累积渗透量增大;0.45μm聚合膜可以替代Strat⁃MTM皮肤专用膜成为壳聚糖透皮给药检测模型.关键词:食用菌壳聚糖;水凝胶;质量鉴定;经皮渗透;茜素红法;锌试剂法中图分类号:TQ464.1;R927文献标识码:A文章编号:1671⁃5470(2019)02⁃0266⁃07DOI:10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2019.02.020Qualityidentificationandpercutaneousosmosiseffectof5kindsofchitosan/carbomercomplexhydrogelZHUANGYuanhong1,2,LIUJingna1,2,PANYutian1,2,PANGJie3(1.CollegeofBiologyScienceandTechnology,MinnanNormalUniversity,Zhangzhou,Fujian363000,China;2.TheEngineeringTechnologicalCenterofMushroomIndustry,MinnanNormalUniversity,Zhangzhou,Fujian363000,China;3.CollegeofFoodScience,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,Fujian350002,China)Abstract:Fivekindsofchitosan/carbomercomplexhydrogelweremanufacturedby2methodsusingediblefungichitosan,shrimpandcrabshellchitosanandcarboxylationchitosanasrawmaterials,andqualitiesincludingqualitativeidentification,appearancecharacteristics,grainsize,viscosity,swellingcapacity,stability,pHvalueandleadioncontentwereidentifiedreferingtothegen⁃eralrequirementsofgelsinChinesePharmacopoeia(2015edition).Thecumulativepermeabilityofchitosanwasdeterminedusingalizarinredandzincreagentmethods.Qualityidentificationresultsshowedthatparticlesizesof5kindsofcomplexhydrogelswerelessthan180microns.Theviscositywasgreaterthan105mPa㊃s,withrelativelyhighheatandchillresistance.ThepHwasneutralorslightlyacidic.Leadcontentswerelessthan10μg㊃g-1,whichwasconsistentwiththerequirementofChinesePharmacopoeiaandsuitableforhumanbodyskin.Excepthydrogelmadebydirectmixingmethodhadgranularsensation,allother4hydrogelswereeasytoapply,withcool,consistent,lustrousfeelingandsatisfactorystabilityandviscosity.Crosslinkagebetweenediblefungichi⁃tosanandcarbomercomplexhydrogelwasthebestamongthem.Percutaneousosmosisexperimentsshowedthatalizarinredmethodandzincreagentmethodwereapplicablemethodsfordeterminingchitosancontentincomplexhydrogels.0.45μmpolymermembraneandStrat⁃MTMmembranehadhighcumulativepermeabilityofchitosan,andthecumulativepermeabilityincreasedalongtime.0.45μmpolymermembranecouldreplaceStrat⁃MTMmembraneasachitosantransdermaldrugdeliverytestmodel.Keywords:ediblefungichitosan;hydrogel;qualityidentification;percutaneousosmosis;alizarinredmethod;zincreagentmethod壳聚糖是由甲壳素脱乙酰制得的一类氨基多糖,是目前自然界中唯一的碱性多糖,能溶解在某些酸性福建农林大学学报(自然科学版)第48卷第2期JournalofFujianAgricultureandForestryUniversity(NaturalScienceEdition)2019年3月溶剂中,在体外具有抗菌㊁消炎㊁止血㊁止痛㊁防黏连㊁促进愈合㊁抑制疤痕的作用[1].卡波姆是一种由丙烯酸与烯丙基蔗糖交联而成的高分子聚合物,是一种多用途的高分子材料和优良的药用辅料[2],被广泛应用于药品㊁化妆品的研制生产,已在2005年被‘中国药典“收载.卡波姆水凝胶的pH为2.5 3.0[3],无油腻感㊁易于涂布㊁对皮肤及黏膜无刺激性㊁释药快㊁干后无片屑,是局部药物转运系统的优良基质[4].目前市面上出现了壳聚糖㊁羧甲基壳聚糖与其他基质复配的外用凝胶或单一的卡波姆释药凝胶产品,也有少量以壳聚糖㊁卡波姆为基质制作的释药凝胶[5]或缓释片[6],其工艺均为简单的两种基质直接混合,且目前所用的壳聚糖大多为羧化壳聚糖或虾蟹壳聚糖.目前,利用壳聚糖的药用价值制作的以卡波姆为基质的壳聚糖水凝胶少有研究,以从真菌菌丝和子实体中提取的食用菌壳聚糖为原料的研究更少,壳聚糖与卡波姆的复配工艺对水凝胶质量的影响也几乎没有研究.对于外用凝胶这种经皮给药制剂,有效成分的经皮渗透量是评价功效的重要指标,目前经皮渗透通常在人体皮肤或各种动物皮模型上进行研究,但受性别㊁年龄㊁部位㊁取皮后期处理等的影响,试验数据变异性高㊁平行性差[7].寻找经皮渗透研究动物皮模型的替代物也至关重要.本试验主要以食用菌壳聚糖㊁虾蟹壳聚糖㊁羧化壳聚糖为原料,以卡波姆为辅料,利用壳聚糖的聚阳离子㊁卡波姆凝胶的聚阴离子电解质的性质,通过两种工艺制备5种聚电解质复合水凝胶,参照‘中国药典“(2015年版)凝胶剂的制剂通则要求[8]对复合水凝胶进行定性鉴别及外观特征㊁粒度㊁黏度㊁溶胀度㊁稳定性㊁酸碱度㊁铅离子含量的鉴定;并以食用菌壳聚糖/卡波姆复合水凝胶为对象,以豚鼠皮肤㊁0.45μm聚合膜㊁Strat⁃MTM皮肤专用膜作为人体皮肤替代物,采用改进的Franz扩散池装置,利用茜素红法㊁锌试剂法测定壳聚糖经皮累积渗透量,旨在为拓宽壳聚糖/卡波姆水凝胶在日化及医疗器械上的应用提供参考.1㊀材料与方法1.1㊀材料供试动物为雄性豚鼠,重180 220g,由厦门大学动物实验中心提供.虾蟹壳聚糖(脱乙酰度96.21%,黏度150mpa㊃s)㊁羧化壳聚糖(羧化度85%,黏度40mpa㊃s)购自上海源聚生物有限公司;食用菌壳聚糖(脱乙酰度99.9%,黏度100mpa㊃s)购自福建科人生物科技有限公司;卡波姆940(青岛天力源生物科技有限公司)㊁三乙醇胺(西陇化工股份有限公司)㊁铅(国家有色金属及电子材料分析测试中心)㊁锌试剂(上海三爱思试剂有限公司)㊁茜素红(西陇化工股份有限公司)均为分析纯;0.45μm聚合膜购自北京天安联合科技有限公司;Strat⁃MTM皮肤专用膜购自默克密理博中国有限公司.仪器与设备有OLYMPUSIX51数码相差倒置显微镜(日本奥林巴斯株式会社)㊁HBE⁃50S闪式提取控制器(西安太康生物科技有限公司)㊁EL20K实验室pH计(梅特勒 托利多仪器有限公司)㊁NDJ⁃9S旋转黏度计(上海上天精密仪器有限公司)㊁漩涡振荡器(广州科桥实验技术设备有限公司)㊁Forma705型超低温冰箱(美国Thermo公司)㊁SPX⁃250B⁃Z型生化培养箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)㊁UV⁃3200PC型紫外可见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司)㊁TK⁃12D型透皮扩散试验仪(上海锴凯科技贸易有限公司).1.2㊀试验设计1.2.1㊀特殊工艺型复合水凝胶的制备㊀取适量超纯水,均匀撒入卡波姆粉末,静置,自然溶胀24h,制得1.5%卡波姆溶胶Ⅰ;取虾蟹壳聚糖粉末/食用菌壳聚糖溶于1%乙酸(料液比为1ʒ25),用三乙醇胺调节pHȡ7,抽滤,用超纯水洗至pH<7,用5%乙酸反调至酸性(pH约为6),得到黏稠状胶状物,补充适量超纯水,均质使其充分混匀,得到光滑细腻的3%壳聚糖凝胶Ⅱ;将凝胶Ⅱ缓缓注入溶胶Ⅰ中充分搅拌(质量比为1ʒ2),混合均匀,用三乙醇胺调至pH约为7,充分均质,得到1%壳聚糖/卡波姆复合水凝胶A1㊁B1(含1%卡波姆)(表1).1.2.2㊀直接混合型复合水凝胶的制备㊀取适量超纯水,均匀撒入卡波姆粉末,静置,自然溶胀24h,制得1%卡波姆溶胶;卡波姆溶胶与虾蟹壳聚糖粉末/食用菌壳聚糖/片状羧化壳聚糖混匀(质量比为99ʒ1),自然溶胀24h,充分搅拌,混合均匀,用三乙醇胺调至pH约为5.5,得到1%壳聚糖/卡波姆复合水凝胶A2㊁B2㊁C(表1).㊃762㊃㊀第2期庄远红等:5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的质量鉴定及经皮渗透效果表1㊀壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的组成Table1㊀Compositionsofchitosan/carbomercomplexhydrogel编号组成A11%虾蟹壳聚糖/卡波姆复合水凝胶(特殊工艺型)A21%虾蟹壳聚糖/卡波姆复合水凝胶(直接混合型)B11%食用菌壳聚糖/卡波姆复合水凝胶(特殊工艺型)B21%食用菌壳聚糖/卡波姆复合水凝胶(直接混合型)C㊀1%羧化壳聚糖/卡波姆复合水凝胶(直接混合型)1.3㊀质量鉴定参照‘中国药典“中凝胶剂的制剂通则要求[8]对本品进行鉴定.1.3.1㊀鉴别反应㊀鉴别反应一:取1g壳聚糖/卡波姆复合水凝胶,加入10mL1%乙酸,搅拌溶解后,滴加2滴甲基橙指示剂,观察溶液的变化.鉴别反应二:取10g壳聚糖/卡波姆复合水凝胶,加入50mL去离子水搅拌后加10mL1mol㊃L-1盐酸,水浴煮沸加热15min至样品溶解,冷却至室温,出现白色浑浊物,滤过,滤液滴加10mL1mol㊃L-1氢氧化钠,观察现象,滴加盐酸数滴,观察溶液的变化.1.3.2㊀外观特性㊀观察壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的色泽㊁气味㊁稠度㊁均匀度㊁光泽度㊁涂展性能.1.3.3㊀粒度㊀取壳聚糖/卡波姆复合水凝胶,滴加少量去离子水,于漩涡振荡器中振荡使其正好溶解.取少量液体于载玻片上,涂成薄层,覆以盖玻片,按照粒度测定法[8],采用OLYMPUSIX51数码相差倒置显微镜检查,要求不得检出大于180μm的粒子.1.3.4㊀黏度㊀室温下称取50g壳聚糖/卡波姆复合水凝胶,使用旋转黏度计测定黏度.1.3.5㊀溶胀度㊀准确称取壳聚糖/卡波姆复合水凝胶,置离心管中,先加少量去离子水,置漩涡振荡器中振荡,混合均匀,静置24 48h,若离心后不析水,则继续往离心管中添加少量去离子水,重复以上步骤,直至静置㊁离心后析出的水与最后加入的水量相同,表明溶胀已完成.滤去多余水分,用滤纸吸干表面水分,称重.采用文献[9]的方法计算水凝胶的饱和溶胀度(SR).SR/%=W1-W0W0ˑ100式中:W0为溶胀前的水凝胶质量(g);W1为溶胀完全后的水凝胶总质量(g).1.3.6㊀稳定性㊀通过耐热耐寒性检测确定稳定性.壳聚糖/卡波姆复合水凝胶置于100ħ高压湿热条件下杀菌15min后取出,置室温观察外观是否变化,水凝胶有无分层现象;再将壳聚糖/卡波姆复合水凝胶置于冰箱(-18ħ)中放置6h,取出解冻后,观察外观是否变化,水凝胶有无分层现象.1.3.7㊀酸碱度㊀取10g壳聚糖/卡波姆复合水凝胶,加入20g去离子水搅拌5min至溶解,测定pH.1.3.8㊀铅离子含量㊀参照‘中国药典“附录Ⅷ的要求[8],铅离子含量不得超过10μg㊃g-1.1.4㊀经皮渗透试验设计去除豚鼠背部皮肤的腹毛,剪取脱毛部位的皮肤,剔除皮下组织和脂肪,用生理盐水反复冲洗至无白色污浊物,浸于生理盐水中,置冰箱(-70ħ)中冷藏备用,至少在试验前30min解冻并浸于生理盐水中,1周内使用.试验前检查鼠皮的完整性,不得有破损.精密称取0.2gB1水凝胶均匀涂抹于人体皮肤替代物(0.45μm聚合膜㊁Strat⁃MTM皮肤专用膜㊁豚鼠皮肤)表面,涂匀后固定在接受池上.在6.5mL扩散池中盛满磷酸盐缓冲液(pH6.5),使溶液与皮肤替代物完全接触.于37ħ恒温㊁300r㊃min-1恒速振荡,在一定时间内取样,每次2mL,同时补充等体积的缓冲液.样品壳聚糖累积渗透量分别采用锌试剂法[10]㊁茜素红法[11]测定,参照文献[12]的方法计算.Qn=CnV+ðn-1i=1ViCiA式中:Qn为累积渗透量(mg㊃cm-2);Cn㊁Ci为第n㊁i次取样点的药物含量(mg㊃mL-1);V为扩散池体积(mL);Vi为取样液体积(mL);A为渗透面积(cm2).1.5㊀壳聚糖含量的测定1.5.1㊀锌试剂法㊀取1g食用菌壳聚糖加入100mL1%乙酸,磁力搅拌24h至完全溶解后,定容至100mL,过滤后取滤液,即为样品溶液;配制一系列含量为0.00625% 0.05%的食用菌壳聚糖标准溶液;测定时,取2mL0.2mol㊃L-1NaAc⁃HAc缓冲溶液(pH5.0)㊁1mL样品溶液,马上按秒表开始计时,然后准确加㊃862㊃福建农林大学学报(自然科学版)第48卷㊀入2mL0.833ˑ10-4mol㊃L-1锌试剂(ZCN).从加入样品溶液开始计时到30min时,测定465nm波长处的光密度(D),制作标准曲线[10].1.5.2㊀茜素红法㊀采用 1.5.1 的方法配制食用菌壳聚糖的标准溶液.测定时,取1mL0.2mol㊃L-1NaAc⁃HAc缓冲溶液(pH5.0)㊁2mL超纯水㊁1mL0.2mol㊃L-1磷酸盐缓冲溶液(pH6.5)㊁1mL茜素红操作液㊁1mL样品溶液,从加入样品溶液开始计时到30min时,测定519nm波长处的D,制作标准曲线[11].2㊀结果与分析2.1㊀鉴别反应结果从表2可以看出,在甲基橙的作用下,以水为溶剂的壳聚糖/卡波姆复合水凝胶液呈橙黄色,有少量浑浊物(C水凝胶除外),以1%乙酸为溶剂的水凝胶液呈橙红色,有大量絮状沉淀.表明水凝胶中有壳聚糖㊁卡波姆的存在,这是因为壳聚糖/卡波姆复合水凝胶中的卡波姆在一定的酸性条件下会产生絮凝沉淀,壳聚糖的离子强度也会改变水凝胶对pH的敏感性[13-14].颜色深浅除了与壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的pH有关外,还与水凝胶本身的色泽有关.表2㊀5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的鉴别反应一结果Table2㊀Identificationof5kindsofchitosan/carbomercomplexhydrogelsbymethod1水凝胶编号溶剂水1%乙酸A1溶液呈橙黄色,有少量浑浊物,呈水状溶液呈橙红色,有少量大块白色絮状物A2溶液呈橙黄色,有少量浑浊物,呈黏稠状溶液呈橙红色,有大量大块白色絮状物B1溶液呈橙黄色,有少量浑浊物溶液呈橙红色,有细小且大量的白色絮状物B2溶液呈橙黄色,有少量浑浊物溶液呈橙红色,有少量絮状物,浑浊C㊀溶液呈橙黄色,无浑浊物,呈胶状溶液呈粉红色,白色絮状物有大有小颜色深浅A1>B2>B1>A2>CC>B2>B1>A1>A2混浊程度A1>B1>B2>A2>CA2>B1>A1>C>B2㊀㊀在鉴别反应二中,将水凝胶溶解于盐酸中,过滤掉白色浑浊物(卡波姆).从表3可以看出,壳聚糖在碱性条件下出现浑浊物或沉淀,这是壳聚糖在碱性条件下无法溶解的结果,酸性条件下有少量絮凝物沉淀,这与鉴别反应一的结果相似.而食用菌壳聚糖在碱性条件下出现少量沉淀,在酸性条件下出现少量絮状物,说明食用菌壳聚糖与卡波姆(B1㊁B2)的交联效果比虾蟹壳聚糖(A1㊁A2)好.表3㊀5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的鉴别反应二结果Table3㊀Identificationof5kindsofchitosan/carbomercomplexhydrogelsbymethod2水凝胶编号滴加氢氧化钠后滴加盐酸后A1溶液浑浊㊀㊀㊀溶液变澄清,有少量絮凝物A2溶液浑浊㊀㊀㊀溶液浑浊,有细小絮凝物B1溶液有微量沉淀溶液浑浊,有少量絮状物B2溶液有少量沉淀溶液浑浊,有少量絮状物C㊀溶液呈胶状㊀㊀溶液有微量絮凝物2.2㊀质量鉴定结果研究表明,卡波姆制得的水凝胶涂抹在皮肤上有特别的细腻滑爽感,与皮肤的藕合效果极佳[15].卡波姆遇水溶胀形成酸性黏稠状液体,而壳聚糖只溶解在某些酸性介质中形成胶体黏稠物质,因此二者交联可获得较好的水凝胶.从图1㊁表4可以看出,除A2水凝胶涂抹后有颗粒感外,其他4种水凝胶均细腻有光泽,易于涂抹,有清凉感.可见:食用菌壳聚糖不管是通过特殊工艺还是通过直接混合型工艺制备水凝胶,都能与卡波姆很好地交联;虾蟹壳聚糖只有通过特殊工艺制备卡波姆水凝胶才具有较好的交联性能,若直接混合,则不能完全与卡波姆交联;而羧化壳聚糖本身是水溶性的,与卡波姆的混合效果好.从图2㊁表5可以看出,5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的最大粒径均小于‘中国药典“规定的180μm限量[8].显微镜下发现A2水凝胶分散不均匀,颗粒絮凝感强,结合感官评定结果可以推测虾蟹壳聚糖在该水凝胶制备的过程中并未完全溶解.由表5还可以看出,5种水凝胶的黏度均大于105mPa㊃s.黏度较大,涂抹在皮肤或黏膜表面具有较好的附着性,可以提高药物的滞留时间,促进皮肤对药物的吸收,增强药物㊃962㊃㊀第2期庄远红等:5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的质量鉴定及经皮渗透效果的作用[16].5种水凝胶饱和溶胀度的大小为:B2>A2>C>B1>A1,说明直接混合型水凝胶的溶胀度比特殊工艺型的大;而羧化壳聚糖水凝胶的溶胀度居中,可能是在特殊工艺型水凝胶制备的过程中,壳聚糖经过多次的水洗㊁抽滤,其溶胀性能降低了.表5还显示,食用菌壳聚糖水凝胶的溶胀度大于虾蟹壳聚糖水凝胶,表明食用菌壳聚糖与卡波姆的交联结构更稳定.耐热耐寒性检测的结果表明,5种水凝胶的外观无明显变化,水凝胶无分层现象,说明以卡波姆作为基质的外用型壳聚糖/卡波姆复合水凝胶具有较好的复配稳定性.5种水凝胶铅离子含量的检测结果均不超过10μg㊃g-1,符合‘中国药典“的要求[8];pH呈中性或微酸性,适合人体皮肤使用,符合制作要求.A1㊁A2㊁B1㊁B2㊁C为壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的编号.图1㊀5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的表观状态Fig.1㊀Appearancestatesof5kindsofchitosan/carbomercomplexhydrogels表4㊀5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的外观特性Table4㊀Appearancecharacteristicsof5kindsofchitosan/carbomercomplexhydrogels水凝胶编号外观特性A1白色凝胶状半固体,稠度适宜,细腻有光泽,易于涂抹,有清凉感A2白色凝胶状半固体,稠度适宜,涂抹时有颗粒感㊁清凉感B1淡黄色凝胶状半固体,稠度适宜,细腻有光泽,易于涂抹,有清凉感B2棕黄色凝胶状半固体,稠度适宜,细腻有光泽,易于涂抹,有清凉感C㊀无色透明凝胶状半固体,细腻有光泽,易于涂抹,有清凉感A1㊁A2㊁B1㊁B2㊁C为壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的编号.图2㊀5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的粒径Fig.2㊀Particlesizesof5kindsofchitosan/carbomercomplexhydrogels表5㊀5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的质量鉴定结果Table5㊀Qualityidentificationof5kindsofchitosan/carbomercomplexhydrogels水凝胶编号最大粒径/μm黏度/(mPa㊃s)饱和溶胀度/%pH铅离子含量/(μg㊃g-1)A116.35>105146.61ʃ18.327.11ʃ0.12<10A23.04>105270.19ʃ17.295.77ʃ0.10<10B115.80>105168.08ʃ15.467.00ʃ0.08<10B212.53>105440.34ʃ38.545.70ʃ0.07<10C㊀13.62>105198.33ʃ27.125.40ʃ0.07<102.3㊀食用菌壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的经皮渗透效果2.3.1㊀测定方法对水凝胶壳聚糖累积渗透量的影响㊀以B1水凝胶为对象,以Strat⁃MTM皮肤专用膜为皮肤替代物,采用锌试剂法㊁茜素红法测定壳聚糖累积渗透量.从图3可以看出,茜素红法与锌试剂法的测定数据相当,说明两种方法均适用于水凝胶壳聚糖累积渗透量的测定.此外,随着透皮时间的增加,壳聚糖累积渗透量逐渐升高,说明食用菌壳聚糖/卡波姆复合水凝胶中的壳聚糖释放效果持久.2.3.2㊀不同皮肤替代物对水凝胶壳聚糖累积渗透量的影响㊀采用茜素红法测定B1水凝胶在豚鼠皮肤㊁0.45μm聚合膜㊁Strat⁃MTM皮肤专用膜的累积渗透量.从图4可以看出,豚鼠皮肤的壳聚糖累积渗透量较低,24h的累积渗透量仅为0.45mg㊃cm-2.这可能是豚鼠皮肤组织中的某些成分改变了反应体系的pH,而㊃072㊃福建农林大学学报(自然科学版)第48卷㊀壳聚糖含量的测定对体系的pH要求很高,从而影响测定结果;且豚鼠皮肤模型常因部位㊁个体差异,数据变异性高㊁平行性差.0.45μm聚合膜㊁Strat⁃MTM皮肤专用膜具有较高的壳聚糖累积渗透量,两者的测定数据相当,均随着透皮时间的增加,累积渗透量逐渐增大,24h的累积渗透量达到1.2mg㊃cm-2左右,约为豚鼠皮肤渗透量的3倍.Strat⁃MTM皮肤专用膜是一种合成超滤膜,其多层结构设计是模拟人体皮肤的构造,由紧密的表层㊁中间的多孔渗透层㊁最下层的无纺纤维层构成,这种新型膜产品在多层结构形式㊁厚度㊁多孔渗透性等方面都与人体皮肤极为相似,在经皮渗透研究中具有批次稳定性好㊁操作简便㊁容易获得等优点,是专业的透皮给药检测模型.在0.45μm聚合膜上进行壳聚糖累积渗透研究的结果与Strat⁃MTM皮肤专用膜相近,可以作为廉价的壳聚糖透皮给药检测模型.图3㊀测定方法对壳聚糖累积渗透量的影响Fig.3㊀Effectofassaymethodonthecumulativepermeabilityofchitosan图4㊀皮肤替代物对壳聚糖累积渗透量的影响Fig.4㊀Effectofskinsubstituteonthecumulativepermeabilityofchitosan3㊀讨论与结论目前市面上的壳聚糖产品大多以羧化壳聚糖或虾蟹壳聚糖为原料,虾蟹壳聚糖的缺点是灰分㊁蛋白含量高,脱乙酰度低,性质较不稳定,抑菌效果较差,对虾蟹过敏者有副作用等[3,17];而食用菌壳聚糖脱乙酰度高,性质稳定,灰分含量少,抑菌性能优良,不会对使用者产生副作用[3].由于单一的壳聚糖凝胶力学性能差㊁透气性欠佳,使用性能不好[18],且只溶解在某些酸性介质中,与其他辅料物理交联困难,容易絮凝成坨,这些因素影响了壳聚糖的应用.卡波姆水凝胶的pH为2.5 3.0,是一种酸性药用辅料,可以溶解壳聚糖形成水溶胶,再加入三乙醇胺与卡波姆中的羧基中和,形成稳定的高分子水凝胶结构,达到增稠和保湿的应用效果.但卡波姆溶胶对壳聚糖的溶解性能有限,本试验中,虾蟹壳聚糖与卡波姆直接混合制得的A2水凝胶中的壳聚糖并没有完全溶解,有颗粒感,限制了壳聚糖效能的释放.而特殊工艺采用一定的方法先将壳聚糖制成中性凝胶,再与卡波姆溶胶混合,三乙醇胺中和,通过闪式破碎技术㊁乳化均质技术实现食用菌与卡波姆的物理交联,作者前期研究表明,这种方法制备的壳聚糖/卡波姆复合水凝胶稳定性高,抑菌效果好[3].比较两种方法制备的壳聚糖/卡波姆水凝胶及3种来源壳聚糖制备的水凝胶在品质上是否存在差异,是否达到‘中国药典“凝胶剂的制剂通则要求[8],是本试验研究的初衷.本试验结果显示:5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的粒径均小于180μm,黏度大于105mPa㊃s,具有较高的耐热耐寒性,pH呈中性或微酸性,铅离子含量小于10μg㊃g-1,符合‘中国药典“的要求[8],适合人体皮肤使用;除A2水凝胶涂抹有颗粒感外,其他4种均具有稠度适宜㊁细腻有光泽㊁易于涂抹㊁有清凉感㊁稳定性好㊁黏滞性好㊁使用安全等优点;食用菌壳聚糖与卡波姆的交联性好于其他4种水凝胶.经皮渗透试验常用来评价经皮给药制剂药物有效成分的透皮性能,壳聚糖的经皮渗透量一般采用茜素红法㊁锌试剂法进行检测,利用茜素红或锌试剂与壳聚糖在一定条件下的特异性显色反应,D的变化与壳聚糖含量呈线性关系的特点来测定微量壳聚糖含量,但壳聚糖含量的测定对体系pH要求很高,动物皮肤组织中的某些成分可能会改变反应体系的pH,影响壳聚糖含量的测定结果.采用特殊工艺型制备的食用菌壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的经皮渗透试验结果表明:茜素红法和锌试剂法均适用于复合水凝胶中壳聚糖含量的测定;豚鼠皮肤壳聚糖的累积渗透量较㊃172㊃㊀第2期庄远红等:5种壳聚糖/卡波姆复合水凝胶的质量鉴定及经皮渗透效果㊃272㊃福建农林大学学报(自然科学版)第48卷㊀低;Strat⁃MTM皮肤专用膜具有较高的壳聚糖累积渗透量,24h的累积渗透量为1.22mg㊃cm-2,约为豚鼠皮肤渗透量的3倍;0.45μm聚合膜的壳聚糖累积渗透量与专业的透皮给药检测模型Strat⁃MTM皮肤专用膜相当,因此可以替代Strat⁃MTM皮肤专用膜,作为廉价的壳聚糖透皮给药检测模型.参考文献[1]姜山,史源,朱启忠.壳聚糖文献分析[J].大学化学,2011,26(4):45-48.[2]俞清.药用级卡波姆树脂的合成研究[J].化工时刊,2017(12):19-21.[3]庄远红,刘静娜,黄家福,等.食用菌壳聚糖 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卡波姆Carbomer1 通用名BP:CarbomersPhEur:CarbomeraUSPNF:Carbomer注意:USPNF 20收载几个单独的卡波姆品目。
见第4项、第9项。
2 异名Acritamer;acrylic acid polymer;Carbopol;carboxy polymethylene,polyacrylic acid;car-boxyvinyl polymer;Permulen;Ultrez.3 化学名和CAS注册号carbomer[9003-01-4](卡波姆)注意,卡波姆910,934,934P,940,941,971P和974P共用一个CAS注册号9003-01-4。
卡波姆1342是一种共聚物,CAS注册号不同。
4分子式与分子量卡波姆是合成的丙烯酸与烯丙基蔗糖或与烯丙基季戊四醇醚交联的高分子聚合物。
以干品计算,含56%~68%的羧酸基团。
BP 2001版和PhEur 2002版有单独品目描述卡波姆。
USPNF20用几个品目描述了不同水溶液黏度和用于口服或非口服级别的卡波姆。
卡波姆树脂的分子量理论上估计在7X105到4X106之间。
在一项测量交联分子量的研究工作中,研究人员将弹性网状结构理论应用于溶胀的凝胶,而且建立了弹性模量和交联分子量之间的逆函数关系[1~3]。
已有报道,卡波姆941的交联分子量估计值为237 600g/mol,卡波姆941的交联分子量为104 400g/mol[4]。
一般来说,低黏度和低硬度的卡波姆树脂有较高的交联分子量值,相反高黏度和较高硬度的卡波姆有较低的交联分子量值。
5 结构式卡波姆聚合物是由丙烯酸的重复单元构成的。
单元结构如下图所示。
聚合物链与烯丙基蔗糖或烯丙基季戊四醇交联。
见第4项。
卡波姆的丙烯酸单体6 类别生物黏附剂;乳化剂;释放调节剂;助悬剂;片剂黏合剂;增黏剂。
7 在药物制剂或制剂工艺中的应用卡波姆主要作为助悬剂或增黏剂应用于液体或半固体的药物剂型。
剂型包括乳膏,凝胶,眼用软膏[5~7],直肠[8,9]局部制剂:[10~12]。
即使只有低残留的苯的卡波姆型号如卡波姆934P,欧洲药典2002版已不再收载。
然而,含有低残留的除ICH规定的“第一类OVI溶剂”之外的其他溶剂可以在欧洲应用。
只含低残留的乙酸乙酯的卡波姆,如卡波姆971P或974P,可以用于口服制剂,混悬剂、片剂、或缓释片剂[13~17]。
在片剂中卡波姆用作干或湿的黏合剂以及作为释放速度控制辅料。
在湿法制粒工艺中,水或乙醇-水的混合物可用作润湿剂。
加入聚合物黏合剂的无水有机溶剂也可以应用。
湿物料的黏性随着在制粒液体中加入某些阳离子物质而降低[18]。
有水时,在处方中加入滑石粉也可降低黏性。
卡波姆树脂已研究用于制备缓释骨架微丸[18],在含有多肽的制剂中用作肠蛋白酶的酶抑制剂[19,20],作为子宫颈贴 (cervical patch)[21]的黏胶剂和鼻腔给药的微球[22],以及定位药物传递到食道的磁性颗粒(magnetic granules)[23].卡波姆也作为乳化剂用于外用的O/ W型的乳剂。
为了这个目的,卡波姆部分用氢氧化钠,部分用长链脂肪胺如硬脂胺中和。
卡波姆951作为增黏剂也用于复乳微球的制备[24]。
卡波姆也常用于化妆品中。
见表Ⅰ。
表Ⅰ卡波姆的用途卡波姆是一种白色、“绒毛状”、酸性、吸水性、微具轻微特殊气味的粉末。
扫描电镜照片1辅料名:Carbomer 971P(商品;Carbopol 971P)生产厂家:BF Goodrich放大倍数:2000X电压:25kV扫描电镜照片2辅料名:Carbomer 971P(商品:Carbopol 971P)生产厂家:BF Goodrich放大倍数:6000X电压:25kV9 药典标准见表Ⅱ。
注意,不同的卡波姆级别在USPNF 20中有几个品目,BP 2001和PhEur 2002只有一个品目。
其他级别的卡波姆都应符合USPNF所规定的标准。
卡波姆974P包含在USPNF 20卡波姆934P的品目中。
同样,卡波姆980应符合卡波姆940的标准,卡波姆971P和981应符合卡波姆941品目的限度。
其他国家药典收载的卡波姆树脂有的是单一品种,有的是一个品目包括几个品种。
除另有说明之外,本品所列的测试限量适用于所有级别的卡波姆。
10 一般性质酸碱度:pH=2.7~3.5[0.5%(W/V)水分散液]pH=2.5~3.0[1%(W/V)水分散液]松密度:1.76~2.08g/cm3轻敲密度:1.4g/cm3玻璃化温度:100~105℃熔点:260℃时,30分钟内分解。
见第11项。
含水量:一般情况下,水分含量可达到2%(W/W)。
然而卡波姆具有吸水性,在25℃和相对湿度50%条件下,一般的平衡含水量为8%~10%(W/V)。
卡波姆的含水量不会影响其增黏的性能,但是含水量的增加使卡波姆更难处理,因为它更不易分散。
粒度分布:原粉颗粒平均粒径为0.2μm。
结絮的粉末颗粒平均粒径为2~7μm,并且不能粉碎成为原颗粒大小。
最近,有人介绍了一种颗粒状的卡波姆,粒径为180~425μm,其松密度和轻敲密度也比其他的卡波姆的为高。
溶解度:溶于水,中和之后溶于95%的乙醇和甘油。
卡波姆尽管被称为“可溶的”,但并不溶于水,而只是显著溶胀,形成三维交联的微凝胶。
药典的标准是不明确的,乙醇中溶胀要用长链的脂肪胺或乙氧基化的长链的脂肪胺进行中和,而甘油中溶胀则需要用水溶性的有机胺。
比重:1.41动力黏度:卡波姆分散在水中形成酸性的低黏度胶体分散液,中和之后产生高黏度的凝胶。
首先将卡波姆粉末分散在剧烈搅拌的水中,注意避免形成团块。
然后,加入碱中和。
生产厂家推荐使用商品Corbopol ETD和Ultrez 10系列的卡波姆,以帮助克服粉末分散在水性溶剂中所出现的问题。
卡波姆润湿很快,但水化缓慢,同时具有较低的未中和分散液黏度。
用于中和卡波姆树脂聚合物的物质有氨基酸、硼砂、氢氧化钾、碳酸氢钠,氢氧化钠和极性有机胺如三乙醇胺。
十二胺和硬脂胺可以用于非极性系统的胶凝剂。
1g的卡波姆被大约0.4g 的氢氧化钠所中和。
在制备凝胶的过程中,胶液应该用宽的搅拌桨缓慢的搅拌,以避免产生气泡。
中和的水凝胶pH6~11时黏度更大。
pH小于3或大于12,或有强电解质存在时,黏度显著降低[18,25]。
凝胶经紫外线照射,黏度急剧下降,但加入抗氧剂能减轻。
11 稳定性和贮藏条件卡波姆是稳定并具有吸湿性的物质,在104℃下加热2小时,不影响其增稠性。
然而,暴露于过高的温度能使变色和稳定性降低。
260℃加热30分钟完全分解。
干粉状的卡波姆不长霉。
相反,微生物在无防腐剂的水分散液中生长良好。
所以,应当加入防腐剂,如0.1%(W/V)的氯甲酚,0.18%(W/V)的羟苯甲酯0.02%(W/V)的羟苯丙酯,或0.1%(W/V)的硫柳汞。
某些抑菌剂的加入,如苯扎氯铵或苯甲酸钠,高浓度时(0.1%W/V)能够引起浑浊和卡波姆分散液黏度的降低。
水凝胶能够用热压灭菌[7],如果将混入的氧气除尽,pH和黏度只有很小的变化;也可以用γ射线灭菌,但这种技术能够增加制剂的黏度[26,27]。
室温条件下,能延长卡波姆的保存期且黏度不变。
如果在制剂中加入抗氧剂,或者分散液避光保存,在温度不断升高的情况下,分散液的黏度不变,或者有轻微的降低。
光照可引起氧化,这反映在分散液黏度的降低上。
加入0.05%~0.1%(W/V)的水溶性的紫外线吸收剂如二苯甲酮-2或二苯甲酮-4与0.05%~0.1%(W/V)的EDTA的混合物可使上述变化改善。
三乙醇胺作为中和剂也可以改善卡波姆对紫外线的稳定性。
见第10项。
卡波姆粉末应保存在阴凉,干燥的环境下,置密闭的防腐容器中。
含卡波姆的药物制剂宜用玻璃、塑料、或树脂衬里的容器盛装。
铝管包装时,要求制剂的pH小于6.5,包装在其他的金属管或容器中时pH要求高于7.7,以提高卡波姆的稳定性。
12 配伍禁忌卡波姆遇间二苯酚变色,且和苯酚,阳离子聚合物,强酸及高浓度的电解质不相容。
某些抑菌剂也应避免使用,或者以低浓度使用。
见第11项。
痕量的铁或其他过渡金属能够催化降解卡波姆分散液。
卡波姆与强碱物质如氨、氢氧化钾、氢氧化钠或强碱性有机胺接触的时候,能够产生大量的热。
某些含氨基官能团药物与卡波姆能形成水溶性的络合物。
通常这种情况可用适当的醇或多元醇调节液体的溶解度参数(solubility parameter)来防止。
卡波姆与某些聚合物辅料也能够形成pH依赖型的络合物,调节溶解度参数在这种条件下也能够起作用。
13 制法卡波姆是合成的高分子量丙烯酸交联聚合物。
由聚(丙烯酸)聚合物与烯丙基蔗糖或烯丙基季戊四醇交联制得。
聚合反应最常用的溶剂是苯。
而较新的卡波姆型号是用乙酸乙酯或环己烷-乙酸乙酯共溶剂的混合物制备的。
商品Carbopol ETD树脂是用一种专利聚合助剂在共溶剂中使树脂与聚烯基聚醚交联制得。
14 安全性卡波姆广泛应用于非注射制剂,特别是局部的液体和半固体制剂。
有某些级别可以应用于口服制剂中,见第18项。
动物急性口服毒性研究表明,卡波姆934P的口服毒性较低。
狗按照每千克体重8g的剂量给药,无死亡。
一般认为卡波姆基本上是无毒、无刺激性的辅料。
没有证据表明局部应用卡波姆有过敏反应。
人口服卡波姆1~3g的剂量可被用作强腹泻剂。
卡波姆934 LD50(豚鼠,口服):2.5g/kg[28]卡波姆934P LDb50(豚鼠,口服):2.5g/kg卡波姆940 LD50(豚鼠,口服):2.5g/kg卡波姆934P LD50(小鼠,IP):0.04g/kg卡波姆940 LD50(小鼠,IP):0.04g/kg卡波姆934P LD50(小鼠,IV):0.07g/kg卡波姆940 LD50(小鼠,IV):0.07g/kg卡波姆934P LD50(小鼠,口服):4.6g/kg卡波姆934 LD50(小鼠,口服):4.6g/kg卡波姆940 LD50(小鼠,口服):4.6g/kg卡波姆910 LD50(大鼠,口服):10.25g/kg卡波姆934P LD50(大鼠,口服):2.5g/kg卡波姆934 LD50(大鼠,口服):4.1g/kg卡波姆940 LD50(大鼠,口服):2.5g/kg卡波姆941 LD50(大鼠,口服):>1g/kg15 操作注意事项遵守材料操作的环境和数量相应的注意事项。
应尽量避免产生过多的粉末,以避免爆炸的危险。
最低爆炸浓度为100g/m3。
卡波姆粉末对眼、黏膜、呼吸道有刺激。
与眼接触时,卡波姆粉末由于形成凝胶状的膜,难以用水除去,需要用盐水冲洗。
建议在操作时使用手套,保护眼睛和防尘呼吸器。
16 法规已收载于FDA《非活性组分指南》(用于口服混悬剂和片剂,眼用制剂、直肠制剂和局部用制剂)。