Technologia mikrokapsułkowaniato technologia wykorzystująca naturalne lub syntetyczne materiały polimerowe do kapsułkowania substancji stałych, płynnych, a nawet gazowych w celu utworzenia mikrokapsułek z kapsułkami półprzepuszczalnymi lub zamkniętymi. Powstałe maleńkie cząstki nazywane są mikrokapsułkami. Technologia mikrokapsułkowania może poprawić właściwości fizyczne kapsułkowanych substancji, odizolować składniki aktywne od środowiska zewnętrznego, zwiększyć stabilność, zmniejszyć lotność i wydłużyć okres przydatności do spożycia. Dodatkowo posiada funkcję kontrolowanego zwalniania. Ze względu na swoje unikalne zalety technologia mikrokapsułkowania została dogłębnie zbadana i zastosowana w medycynie, przyprawach, przetwórstwie spożywczym, tekstyliach i odzieży.
Badania nad technologią mikrokapsułkowania rozpoczęły się w latach trzydziestych XX wieku. Była to fizyczna metoda wytwarzania mikrokapsułek żelatynowych z oleju z wątroby dorsza w ciekłej parafinie z żelatyną jako materiałem ścianki. Pod koniec lat czterdziestych XX wieku technologia mikrokapsułkowania dokonała przełomu i zaczęto ją stosować w powlekaniu preparatów leków. W ostatnich latach technologię mikrokapsułkowania zastosowano w wielu gałęziach przemysłu i dziedzinach, takich jak trwałe uwalnianie smaku, nowe barwniki i przetwórstwo żywności.
Klasyfikacja materiałów na ścianki mikrokapsułek
Materiał ścianek mikrokapsułek stanowi zewnętrzną otoczkę kapsułki. Materiały ścienne w różnych obszarach zastosowań są również różne. Obecnie istnieją trzy główne typy materiałów ściennych powszechnie stosowanych w technologii mikrokapsułek: polimery naturalne, półsyntetyczne materiały polimerowe i w pełni syntetyczne materiały polimerowe. Zasada doboru materiałów ściennych jest następująca: materiał ścienny może być kompatybilny z materiałem rdzenia, a wydajność jest stabilna i odporna na wysoką temperaturę, tarcie i wytłaczanie. Materiał ściany musi mieć pewną przepuszczalność, higroskopijność i rozpuszczalność.
1. Naturalne materiały polimerowe
Naturalne materiały polimerowe, które można stosować jako materiały ścienne, obejmują głównie żelatynę, gumę arabską, szelak, lak, skrobię, dekstrynę, wosk, kalafonię, alginian sodu, białko kukurydziane itp.
Naturalne materiały polimerowe mają na ogół zalety nietoksyczności, niewielkiej szkodliwości dla środowiska, stabilności i łatwego tworzenia filmu.
2. Półsyntetyczne materiały polimerowe
Półsyntetyczne materiały polimerowe, które można stosować jako materiały ścienne, obejmują głównie metylocelulozę, metylocelulozę, etylocelulozę itp.
Półsyntetyczne materiały polimerowe mają zalety niskiej toksyczności, wysokiej lepkości i zwiększonej rozpuszczalności po utworzeniu soli, ale łatwo ulegają hydrolizie, nie są odporne na wysokie temperatury i wymagają tymczasowego przygotowania.
3. W pełni syntetyczne materiały polimerowe
W pełni syntetyczne materiały polimerowe, które można stosować jako materiały ścienne, obejmują głównie polietylen, polistyren, polibutadien, polipropylen, polieter, polimocznik, glikol polietylenowy, alkohol poliwinylowy, poliamid, poliakryloamid, poliuretan, polimetakrylan metylu, poliwinylopirolidon, żywica epoksydowa, polisiloksan itp. .
W pełni syntetyczne materiały polimerowe mają dobre właściwości błonotwórcze, dobrą stabilność chemiczną, wysoką wytrzymałość mechaniczną, wygodne przechowywanie i transport oraz ulegają biodegradacji lub bioabsorpcji. Wymagają one jednak dużej ilości rozpuszczalników organicznych, są kosztowne i wyrządzają ogromne szkody środowisku. Dlatego należy wybierać materiały nietoksyczne lub niskotoksyczne, charakteryzujące się dobrą rozpuszczalnością w leku oryginalnym. Dodatkowo w procesie przygotowania mikrokapsułek. Reakcje uboczne mają znaczący wpływ na mikrokapsułki. Dlatego należy unikać wybierania niektórych monomerów, które mogą powodować reakcje z rdzeniem kapsułki i niektórymi zawartymi w niej dodatkami do kapsułkowania.
Sposób wytwarzania mikrokapsułek
1) Rozproszyć przetworzony materiał rdzenia (faza wewnętrzna) w ośrodku mikrokapsułkowania;
2) Do utworzonego układu zdyspergowanego dodać materiał błonotwórczy (materiał ścianki);
3) Zbierz, zdeponuj lub owiń w jakiś sposób materiał ścienny wokół rozproszonego materiału rdzenia;
4) Do obróbki i zestalenia materiału ściany zastosować określone środki fizyczne i chemiczne, tak aby powłoka membrany osiągnęła pewien stabilny stan.
Zastosowanie mikrokapsułek w różnych dziedzinach
Mikrokapsułki pełnią głównie sześć następujących funkcji: proszkowanie, przekształcanie cieczy, gazów itp. w suche proszki, zmniejszanie lotności i utrudnianie ulatniania się niektórych substancji lotnych; Poprawa stabilności substancji (substancji, które łatwo ulegają utlenieniu, łatwo rozkładają się pod wpływem światła i łatwo ulegają wpływowi temperatury lub wilgoci); Maskujący smak; Izolowanie składników aktywnych; Kontrolowanie wydania. Ze względu na te sześć głównych funkcji są szeroko stosowane w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, żywność i barwniki.
- Pole biologiczne
Proces kapsułkowania lub owijania komórek biologicznych materiałami do mikrokapsułkowania w celu utworzenia mikrokapsułek zawierających komórki biologiczne nazywany jest mikrokapsułkowaniem komórek biologicznych. Komórki unieruchomione przez mikrokapsułki można chronić przed trudnymi warunkami środowiskowymi (kwasy i zasady, temperatura, rozpuszczalniki organiczne, substancje toksyczne itp.); unieruchomione komórki są łatwe w hodowli i można je hodować w sposób ciągły. Mikrokapsułkowane komórki biologiczne znalazły zastosowanie w medycynie, ochronie środowiska, przemyśle spożywczym i innych dziedzinach ze względu na ich doskonałe działanie.
Do przygotowania przeciwciał monoklonalnych wykorzystano mikrokapsułkowane komórki zwierzęce ze względu na ich doskonałe właściwości izolacji i kontrolowanego uwalniania. Eksperymenty wykazały, że wstrzyknięcie mikrokapsułkowanych komórek hybrydoma do tkanki podskórnej myszy może spowodować wydzielanie przeciwciał. W przeciwieństwie do mikrokapsułkowanych komórek hybrydom, niekapsułkowane komórki hybrydomy przeszczepia się myszom z niedoborem odporności, co jest dla myszy śmiertelne.
Probiotyki mikrokapsułkowane również mają swoje unikalne zalety. Chociaż probiotyki mają dobry wpływ na poprawę funkcji żołądkowo-jelitowych ludzi i zwierząt, hamując rozwój patogenów i sprzyjając wzrostowi organizmów zwierzęcych, liczba żywych bakterii ulega znacznemu zmniejszeniu w procesie produkcji do jelita, ograniczając w ten sposób fizjologiczne działanie probiotyków. Oczekuje się jednak, że zastosowanie technologii mikrokapsułkowania w produkcji probiotyków lepiej rozwiąże problemy nietolerancji probiotyków na kwas żołądkowy i krótki okres przechowywania. Japonia i Korea Południowa to kraje, które już wcześniej zastosowały technologię mikrokapsułkowania w probiotykach i zgłosiły wiele patentów. badania w moim kraju w tej dziedzinie rozpoczęły się stosunkowo późno, ale poczyniły szybkie postępy.
- Dziedzina farmaceutyczna
Mikrokapsułki mają wiele zastosowań w medycynie i leczeniu, przynosząc niezwykłe rezultaty i ogromny potencjał. Obecnie badania z tym związane są również bardzo szczegółowe. Zaletami mikrokapsułkowania leku jest to, że może zmniejszyć skutki uboczne, wyizolować rozkład kwasu żołądkowego, poprawić stabilność leku, kontrolować uwalnianie leku itp.
Mikrokapsułkowanie chińskich leków ziołowych znacznie zmniejsza gorycz, zapach i skutki uboczne leków, zmniejsza podrażnienie żołądka i zmniejsza ulatnianie się leku. 10-Hydroksykamptotecyna jest lekiem przeciwnowotworowym kamptotecyny stosowanym klinicznie w moim kraju, ale wartość jej zastosowania jest ograniczona ze względu na duże działania niepożądane i niską biodostępność. Mikrokapsułki o przedłużonym uwalnianiu 10-hydroksykamptotecyny (HCPT) przygotowane w technologii nanosamoorganizacji warstwa po warstwie przyciągania elektrostatycznego (metoda LBL) charakteryzują się wysoką wydajnością kapsułkowania i właściwościami przedłużonego uwalniania, co zwiększa wartość aplikacyjną chińskich ziołolecznictwo HCPT [1].
- Codzienne pole chemiczne
Jeśli chodzi o produkty chemiczne codziennego użytku, mikrokapsułki olejków eterycznych roślinnych stosuje się głównie w detergentach, produktach do pielęgnacji skóry i kosmetykach. Li Xuejing i in. zbadali rolę mikrokapsułek skrobiowych olejków eterycznych w detergentach do prania i odkryli, że gdy mikrokapsułki skrobiowe są stosowane do kapsułkowania olejków eterycznych i płynnych olejków eterycznych, działanie olejków eterycznych podczas prania i po płukaniu można poprawić przy małej całkowitej ilości. Po mikrokapsułkowaniu olejek roślinny zostaje automatycznie i równomiernie uwolniony do tkanki skóry za pomocą mikrokapsułki jako nośnika i utrzymuje się przez długi czas w efektywnym stężeniu, pełniąc jednocześnie funkcję stabilizującą skutecznych składników i redukujących podrażnienia specjalnych dodatków na skórę.
- Pole żywności
Zastosowanie technologii mikrokapsułek w branży spożywczej ma za zadanie ułatwiać transport i przechowywanie, zapobiegać ulatnianiu się, utlenianiu i psuciu się niektórych niestabilnych surowców spożywczych, zmniejszać lub ukrywać nieprzyjemny zapach lub gorycz w żywności, regulując uwalnianie mikrokapsułki aromatyzujące w żywności, aby osiągnąć cel polegający na długotrwałym smaku i długotrwałej skuteczności oraz uniknąć wzajemnego oddziaływania wieloskładnikowych dodatków w żywności. Na przykład niektóre naturalne pigmenty mają problem ze słabą rozpuszczalnością i stabilnością podczas stosowania. Po mikrokapsułkowaniu może nie tylko zmienić ich właściwości rozpuszczalności, ale także poprawić ich stabilność.
- Pole barwnika
Technicznym rdzeniem barwienia mikrokapsułek jest wytwarzanie mikrokapsułek z barwnikami jako materiałami rdzenia. Podczas barwienia mikrokapsułki barwnika można bezpośrednio umieścić w kąpieli barwiącej, a różnicę stężeń barwnika we włóknie, kąpieli barwiącej i kapsułce wykorzystuje się do ciągłego uwalniania, adsorbowania i barwienia barwnika na włóknie w celu zakończenia barwienia barwiący. Stosowanie barwników mikrokapsułkowych do barwienia może wytwarzać kolorowe tekstylia i skutecznie rozwiązywać niektóre problemy związane z drukowaniem i barwieniem tekstyliów, takie jak zmniejszenie kosztów, poprawa wykorzystania barwników, ułatwienie oczyszczania ścieków oraz uzyskanie barwienia bez środków pomocniczych i bez wody. Wybrano trzy podstawowe kolory barwników dyspersyjnych w wysokiej temperaturze, aby zbadać skuteczność dopasowywania kolorów w wyniku barwienia mikrokapsułkami na zamszu poliestrowym. Wyniki wykazały, że nasycenie próbek koloru mikrokapsułek z rozproszonym barwnikiem uległo ogólnej poprawie, a widoczna głębia koloru wzrosła, co wskazuje, że dopasowanie kolorów jest możliwe.
 |
 |
Technologia mikrokapsułkowania HSF
Aby uzyskać więcej szczegółów, skontaktuj się z nami:
E-mail: sales@healthfulbio.com
Whatsapp: +86 18992720900