30.2.2. Методы получения микрокапсул

Методы микрокапсулирования подразделяются на 3 груп­пы:

• физические;

• физико-химические;

• химические.

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Суть физических методов заключается в механическом на­несении оболочки на твердые или жидкие частицы лекарствен­ного вещества путем: дражирования; распыления; напыления в псевдоожиженном слое; напыления в вакууме; диспергиро-вания в системе жидкость-жидкость; электростатического мик­рокапсулирования; микрокапсулирования с помощью центри­фуги (экструзионный метод).

Физические методы выгодно отличаются от других мето­дов микрокапсулирования тем, что в них капсулируемое веще­ство и раствор (или расплав) материала оболочки не контакти­руют до самого момента капсулирования.

Наиболее прЪстым физическим методом микрокапсулиро­вания является метод дражирования. При этом методе одно­родные фракции кристаллов загружают во вращающийся дра­жировочный котел, и они из форсунки покрываются раствором пленкообразователя. Образующиеся микрокапсулы высыхают в токе нагретого воздуха. Толщина оболочки в данном случае зависит от концентрации полимера, скорости распыления ра­створа полимера и температуры.

Получение микрокапсул с твердым ядром и жировой обо­лочкой проводится методом распыления. При этом методе твер­дое вещество суспендируют в растворе или расплаве жирового компонента (воск, цетиловый спирт, стеариновая кислота и др.) с последующим распылением раствора или суспензии в распы­лительной сушилке. В результате этого частицы капсулируе-мого вещества покрываются жидкими оболочками, которые затем затвердевают в результате испарения растворителя или охлаждения расплава.

Процесс распыления при охлаждении считают удобным, но дорогим, его используют при получении микрокапсул витами­нов, ферментов, антибиотиков. Метод сушки при распылении является одним из первых методов микрокапсулирования.

Метод диспергирования в несме­шивающихся жидкостях можно ис­пользовать для жидких и твердых ле­карственных веществ. Технология микрокапсул заключается в следую­щем:

• получают раствор пленкообразова­теля (водный, спиртовый или ис­пользуют другой органический растворитель);

• в растворе пленкообразователя диспергируют лекарственное ве­щество, получая эмульсию или суспензию, или растворяют, полу­чая гомогенную систему;

• раствор пленкообразователя с ле­карственным веществом в виде тонкой струйки или капель пода­ется в сосуд с работающей мешалкой и несмешивающейся жидкостью, часто с парафиновым маслом (рис. 62). Попадающий в масло водный раствор пленкообразователя с распределенным в нем лекарственным веществом дисперги­руется на мелкие капельки, которые охлаждаются и затверде­вают. Полученные микрокапсулы отделяют от масла, промы­вают и сушат.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКАПСУЛ

Физико-химические методы микрокапсулирования основа­ны на разделении фаз и отличаются относительной простотой аппаратурного оформления, высокой производительностью, Способностью заключать в оболочку лекарственное вещество в любом агрегатном состоянии.

Физико-химические методы можно подразделить на сле­дующие: выделение новой фазы (простая и сложная коацерва-ция); испарение легколетучего растворителя в жидкой среде; затвердевание при охлаждении в жидкой среде и др.

Метод выделения новой фазы из раствора пленкообразу­ющего вещества можно осуществлять как в водной среде, так

и в среде органического раство­рителя. В основе водно-фазово­го разделения лежит явление коацервации — расслоение двух жидких фаз в растворах поли­меров.

В определенных условиях однородные прозрачные раство­ры липидов, белков, нуклеино­вых кислот,углеводов и других соединений могут расслаивать­ся на две жидкие фазы: фазу обедненную и фазу обогащен­ную этими веществами. Отде­ление более концентрированной фазы может происходить в виде слоя и в форме капель. Процесс фазового расслоения получил название коацервации, а вся си­стема — коацерват (от лат. coacervare — сгребать в кучу). Коацервация начинается при изменении хотя бы одного из параметров дисперсной системы: температуры, состава рН, введение химических добавок и др.

Различают простую и сложную коацервацию. Простая коа-цервация имеет место при взаимодействии одного полимера и лекарственного вещества. Сложная коацервация — при взаи­модействии двух полимеров, имеющих отрицательный и по­ложительный заряд.

Процесс образования микрокапсул простой коацервацией может быть представлен следующей схемой, приведенной на рис. 63. Процесс протекает следующим образом. Капсулируе-мое вещество эмульгируют в растворе желатина. В качестве капсулируемого продукта берут растительные масла или мас­ляные растворы витаминов (а). К раствору пленкообразовате-ля добавляют 20% водный раствор натрия сульфата, который вызывает коацервацию желатина. Происходит образование двух жидких фаз — фазы с низким содержанием полимера и фазы с высоким содержанием полимера (б). Образование вокруг капсулируемого вещества «ожерелья» из коацерватов (в). Капли . из «ожерелья» сливаются и образуют сплошную оболочку из полимера вокруг лекарственного вещества. Размер микрокап­сул составляет 2—5 мкм (г). Для затвердения оболочек микро­капсул смесь быстро выливают в холодный раствор натрия суль­фата. Затем микрокапсулы отфильтровывают и промывают водой для удаления раствора натрия сульфата.

Полученные микрокапсулы сушат в сушилках или водоот-нимающими средствами (этанол, формалин и др.).

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Основаны на образовании защитных покрытий вокруг ядер микрокапсулируемого вещества в результате реакций полиме­ризации или поликонденсации пленкообразующих компонен­тов.

Реакция полимеризации идет на границе жидкость — жид­кость, жидкость — газ, твердое вещество — жидкость, твер­дое вещество — газ. Химические методы микрокапсуляции применяются для микрокапсулирования как твердых, так и жидких веществ. Процесс получения микрокапсул протекает в жидкой среде. Размеры получаемых микрокапсул можно изменять в широком диапазоне — от нескольких микрон до нескольких миллиметров, с содержанием микрокапсулирован-ного вещества до 99 %. Материал оболочки должен легко ад­сорбироваться на поверхности диспергированных частичек капсулируемого вещества, иначе полимер и капсулируемое вещество будут находиться в дисперсионной среде в виде от­дельных составляющих.

Начальной стадией химических методов микрокапсулиро­вания является получение эмульсий и суспензий. Выбор ра­створителя, материала оболочки микрокапсул определяется плотностью растворителя, его отношением к капсулируемому веществу и компонентам оболочки. Плотность дисперсионной среды должны быть близкой к плотности капсулируемого ве­щества (капсулируемое вещество не должно растворяться в дисперсионной среде), во избежание либо оседания, либо всплы-вания капсулируемого вещества. Этими методами можно по­лучать нанокапсулы..