Гранулированная форма хитозана. Получение и свойства
Реакционную смесь, содержащую мицеллообразующее поверхностно- активное вещество и органический растворитель, выдерживают после диспергирования не менее 1 мин, а также реакционную смесь выдерживают перед выделением хитозанового осадка при температуре не ниже +40C и в течение времени не менее 1 мин [18].
В качестве щелочного агента используют водные растворы гидроксида натрия или гидроксида калия, карбонат натрия или гидрокарбонат натрия, боргидрат натрия или их любую смесь.
В качестве сшивающего агента используют насыщенные или ненасыщенные карбоновые, дикарбоновые или трикарбоновые кислоты или их ангидриды, или их галоидангидриды, или их дигалоидангидриды, или их альдегиды, или их диальдегиды, или их окси- или оксопроизводные, или их диглицидные эфиры, или их другие производные. Используют также бисимидаты или бисмалеиды [19].
Сушку осуществляют путем центрифугирования или автоклавирования, или лиофилизации. Недостатком указанного способа является то, что частицы в хитозановом продукте и получаемом на его основе хитозановом геле имеют вид капсул или гранул шарообразной формы без выступающих за границу капсул активных волокон хитозана, что снижает биологическую активность продукта, получаемого по данному способу. Кроме того, хитозановые гели, получаемые по данному способу, имеют низкую емкость по отношению к введению в них различных биологически активных веществ, поскольку хитозановый коллоид с частицами шарообразной формы сохраняет целостность гелевой структуры только при низких концентрациях вводимых в него веществ. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является получение модифицированных хитозановых продуктов с высокой трансдермальной проницаемостью и повышенной ёмкостью по отношению к введению лекарственных и биологически активных веществ, а также высокая биологическая активность лекарственных, лечебно-косметических, косметических, профилактических средств, полученных с использованием модифицированных хитозановых продуктов [20].
Таким образом, разработка технологии получения гранул хитозана является перспективным направлением.
2. Объекты и методы исследования
ХТЗ-1 – образцы хитозана, полученные в лабораторных условиях из ПР;
ХТЗ-2 – образцы хитозана, полученные в промышленных условиях на ВНИ и ТИБП–АОЗТ «Биопрогресс» из панциря краба (ПК), а также растворы и пленки из них. Для изучения свойств растворов полимера использованы следующие образцы ХТЗ (табл.2).
Таблица 2
Характеристика образцов хитозана
Обозначение образца |
Источник сырья |
Влажность, % |
Молекулярная масса,
|
Степень деацетилирования, % |
ХТЗ-11 |
ПР |
9,6 |
270 000 |
89,6 |
ХТЗ-12 |
ПР |
7,8 |
260 000 |
89,6 |
ХТЗ-13 |
ПР |
8,5 |
350 000 |
86,1 |
ХТЗ-14 |
ПР |
8,5 |
220 000 |
91,4 |
ХТЗ-21 |
ПК |
10,5 |
640 000 |
82,6 |
ХТЗ-22 |
ПК |
10,8 |
280 000 |
80,8 |
Растворы хитозана готовили растворением навески порошка полимера в ацетатном буфере (0,33 М СН3СООН + 0,2 М СН3СOONa) в течение одних суток.
Реактивы:
- гидроксид натрия NaOH;
- уксусная кислота
Молекулярную массу хитозана определяли вискозиметрически по стандартной методике. Растворы концентрации 0,05 и 0,5 г/дл готовили растворением навески порошка полимера в ацетатном буфере (0,33 М СН3СООН + 0,2 М СН3СOONa) в течение одних суток. Использовали ледяную уксусную кислоту и уксуснокислый натрий квалификации ХЧ. Измерения проводили при 250С в капиллярном вискозиметре Уббелоде, диаметр которого равен 0,54 мм. Расчёт ММ проводили по уравнению Марка-Куна-Хаувинка с константами К и α из работы [80] ([h]=К ∙ Мα):
,
где [h]-характеристическая вязкость раствора, дл/г,
М – молекулярная масса.
Степень деацетилирования хитозана определяли путем потенциометрического титрования, которое выполняли на универсальном ионометре ЭВ-74 с использованием стеклянного электрода. Точность измерения pH ±0,1. Перед работой прибор настраивали по стандартным буферным растворам. Навеску хитозана 0,2 г растворяют при перемешивании в 20 мл 0,1н растворе соляной кислоты при перемешивании на магнитной мешалке в течение 1ч. Полученный раствор титруют потенциометрически 0,03н раствором едкого натра до рН около 11. Первый перегиб кривой титрования соответствует избыточному количеству соляной кислоты, а второй – концентрации аминогрупп в навеске хитозана.
Степень деацетилирования определяют по формуле:
,
где: G – навеска хитозана в г;
m – количество молей аминосодержащих звеньев в навеске хитозана;
m = V∙T;
V – объем раствора NaOH в мл, соответствующий нейтрализации кватернизированной формы аминогрупп хитозана, определяемый разностью объемов второго и первого перегибов на кривой потенциометрического титрования;
Т – титр раствора NaOH в моль/мл, определяемый в холостом титровании 0,1н раствора HCl.
Точность и воспроизводимость определений может быть обусловлена степенью дисперсности и их влажностью.
Вывод формул:
G = m∙161 + X∙203;
161 – молекулярный вес элементарного звена хитозана;
203 - молекулярный вес ацетилированного звена хитозана;
X – количество молей ацетилированных звеньев в навеске.
;
После преобразований получаем формулу для определения СД.
Результаты исследования
Формовочные растворы полимера с концентрацией 2-6% готовили в разбавленной 1-4%-ной уксусной кислоте. Каплеобразование проводили в воздушной прослойке между иглой и осадительной ванной с использованием шприца и иглы с диаметром отверстия 240 мкм. В качестве осадительной ванны использовали 1-молярный раствор NaOH. Осажденные гранулы промывали водой при гидромодуле 100 в течение 30 мин. Полноту отмывки контролировали по рН промывных вод. Сушили гранулы при комнатной температуре.