30.2. Микрокапсулирование лекарственных веществ

В настоящее время Микрокапсулирование применяется в раз личных отраслях промышленности: в медицинской, косми­ческой, пищевой, сельскохозяйственной, в целях уменьшения опасности работы со взрывчатыми веществами, в космической медицине, для ингибиторов коррозии металлических конструк­ций и др.

30.2.1. Характеристика микрокапсул

Микрокапсулы — мельчайшие частицы твердого, жидкого или газообразного вещества, заключенные в оболочку. Размер заключенных в оболочку частиц — микрокапсул — может со­ставлять от 1 до 6500 мкм. Наиболее широкое применение в медицине находят микрокапсулы размером от 100 до 500 мкм. Особым видом микрокапсул являются нанокапсулы, частицы лекарственных веществ размером 80—200 нм (размер коллоид­ных частиц, мицелл), полученных полимеризацией и способ­ных высвобождать лекарственное вещество при парентераль­ном введении.

Форма капсул определяется составом их содержимого: жидкие и газообразные вещества придают микрокапсулам ша-

рообразную форму, твердые — овальную или геометрически неправильную.

Содержимое микрокапсул (внутренняя фаза, ядро) состав­ляет от 15 до 99% их массы, но чаще всего 50—55%. Толщина оболочки микрокапсул колеблется от 0,1 до 200 мкм и может быть однослойной, многослойной, эластичной или жесткой, с различной устойчивостью к воздействию воды, органических растворителей, нагреванию, давлению. Масса оболочек состав­ляет 1—70% от массы микрокапсул. Строение микрокапсул представлено на рис. 61.

Основными целями микрокапсулирования являются:

• маскировка вкуса, запаха и цвета лекарственных веществ;

• уменьшение летучести лекарственного препарата, его го­рючести, воспламеняемости и взрывоопасное™;

• изолирование реагирующих между собой лекарственных веществ;

• предохранение лекарственных веществ и ферментов от воз­действия неблагоприятных факторов окружающей среды: влаги, кислорода воздуха, колебаний температуры и др. Это удлиняет срок годности лекарственных средств, потому что стабилизирует неустойчивые лекарственные вещества (фер­менты, антибиотики, витамины и др.);

• получение лекарственных форм с направленной локализа­цией действия, например, получение микрокапсул, устой­чивых в кислой среде желудка и высвобождающие лекар­ственные вещества в кишечнике;

• высвобождение лекарственного вещества с регулируемой скоростью за счет определенной толщины, пористости и растворимости оболочки. Иными словами, создание про-лонгированных лекарственных форм с целью сокращения числа приемов лекарственного вещества и снижения их по­бочного действия;

• снижение раздражающего действия лекарственных веществ на ткани организма;

• изменение технологии за счет перевода жидких и газооб­разных лекарственных веществ в сыпучие твердые массы, удобные для дозирования, расфасовки и переработки в го­товые лекарственные формы;

• микрокапсулы могут использоваться как самостоятельно, так и при получении различных лекарственных форм для внутреннего, наружного и парентерального применения;

• получение иммобилизированных ферментов для использо­вания в инженерной энзимологии.

Недостатками микрокапсулированных лекарственных ве­ществ являются:

• несовместимость в некоторых случаях лекарственного ве­щества с веществом оболочки;

• нестабильность оболочек из некоторых полимеров при хра­нении, что требует введения консервантов;

• микрокапсулирование экономически относительно дорогой в настоящее время технологический процесс, в некоторых случаях требующий специального дорогого оборудования. В зависимости от назначения и свойств микрокапсулиро­ванных веществ, свойств полимерного материала оболочки и ее толщины, известны 3 типа оболочек микрокапсул.

Оболочка микрокапсулы не проницаема для ядра и окру­жающей среды. Высвобождение внутренней фазы происходит в результате механического разрушения оболочки, в результа­те ее растворения, нагревания, давления, изменения рН.

Оболочка микрокапсулы проницаема для ядра. Скорость высвобождения ядра зависит от толщины и пористости оболо­чек. Лекарственное вещество выделяется не сразу, а постепен­но, т. е. в окружающей среде можно в течение длительного времени поддерживать определенную концентрацию, что име­ет большое значение в лекарственной терапии.

Оболочка микрокапсулы полупроницаема, т. е. она не проницаема для ядра, но проницаема для низкомолекулярных веществ, содержащихся в окружающей среде. Действие микрокапсул обеспечивается благодаря диффузии низкомолекуляр­ной жидкости внутрь микрокапсулы.

Веществами для создания оболочки микрокапсул являются пленкообразователи, которые должны давать оболочку, хоро­шо прилипающую к капсулируемому веществу, и обеспечивать ее герметичность, эластичность, прочность и стабильность при хранении. При производстве микрокапсул для медицинских целей наиболее употребимы следующие пленкообразователи.

Водорастворимые — желатин, гуммиарабик, поливинил-пирролидон, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюло-за, поливиниловый спирт, полиакриловая кислота.

Водонерастворимые — этилцеллюлоза (ЭЦ), нитроцеллю­лоза, полипропилен, полиметакрилат, полиамид, латексы, си­ликоны.

Энтеросолюбилъные (кишечнорастворимые) соединения — шеллак, зеин, ацетофталат (АЦФ), ацетобутират, ацетосукци-нат целлюлозы.

Воскиилигшды — парафин, спермацет, пчелиный воск, сте­ариновая кислота, пальмитиновая кислота, цетиловый, стеа-риловый, лауриловый спирты и др.

Требования к проницаемости оболочки определяются на­значением микрокапсул. Если лекарственное вещество нужно защитить от окружающей среды, то оболочка должна быть низкопроницаемой. Один из способов уменьшения проницае­мости оболочки — получение многослойных покрытий и до­полнительная их обработка (обезвоживание, дубление).

Оболочки, непроницаемые для внутренней фазы и окружа­ющей среды, обеспечивают прочность и герметичность упаковки ядра. Такие оболочки используют в микрокапсулах с целью изоляции друг от друга взаимодействующих компонентов, а также для придания жидким и вязким составам свойства сы­пучести.

Технология микрокапсулирования позволяет создать мик-рокапсулы с оболочкой, непроницаемой для ядра и материала растворимого в воде (желатин), в кислой (ЭЦ) или слабоще­лочной (АЦФ) среде желудочно-кишечного тракта.

Если оболочка проницаема для ядра, то скорость высво­бождения идет за счет диффузии и зависит от толщины обо­лочки, размера микрокапсул, наличия пор и растворимости вещества во внешней среде.