هیدروکسی پروپیل متیل سلولز ( HPMC) 

یک پودر بی بو و بی مزه، سفید تا کمی مایل به زرد، فیبری یا دانه ای، با جریان آزاد است که پلیمر طبیعی سلولز است. از این ترکیب  شیمیایی در صنایع غذایی به عنوان یک ماده غذایی چند منظوره استفاده می شود. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز توسط سازمان غذا و دارو آمریکا به عنوان یک افزودنی مستقیم و غیرمستقیم غذایی تایید شده است و برای استفاده به عنوان یک افزودنی غذایی توسط اتحادیه اروپا تایید شده است.

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز چیست و چه کاربردی دارد؟

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) با نام هیپروملوز نیز شناخته می شود. این یک پلیمر سلولزی اصلاح شده شیمیایی است. این ترکیب برای مصرف بی خطر است و به صورت شیمیایی از طریق اصلاح سلولز ساخته می شود. سلولز یک پلیمر طبیعی است که زنجیره ‌ها یا ساختارهای بلندی دارد. این ساختارها از مولکول‌های زیادی که به هم متصل شده‌ اند، تشکیل شده است.

این ترکیب شیمیایی به صورت مایع، ویسکوزیته بالایی دارد و اغلب در فرآورده های چشم پزشکی به عنوان اشک مصنوعی برای برطرف کردن خشکی چشم استفاده می شود. HPMC در صنایع مختلف کاربردهای متنوعی دارد. از این ترکیب شیمیایی می توان به عنوان پوشش در صنعت داروسازی نیز استفاده کرد. 

کاربرد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) نه تنها دارای خواص دیگر اترهای سلولزی مانند ضخیم شدن، پراکندگی، امولسیون شدن، چسبندگی، تشکیل فیلم، حفظ رطوبت و ایجاد اثرات کلوئیدی محافظ است بلکه حلالیت بهتری در حلال های آلی نسبت به متیل سلولز و هیدروکسی دارد. در صنعت داروسازی این ترکیب شیمیایی یک مکمل دارویی غیر سمی و ایمن است. این ترکیب شیمیایی جذب خوراکی نمی شود و انرژی مواد غذایی را افزایش نمی دهد.

می توان از آن به عنوان عامل تشکیل دهنده فیلم، ضخیم کننده، مسدود کننده، عامل امولسیون کننده و عامل تعلیق کننده در دوزهای مختلف استفاده کرد. بنابراین هیدروکسی پروپیل متیل سلولز انواع فرمولاسیون های دارویی را به طور یکنواخت پراکنده یا سخت تر می کند، بدون اینکه شکسته شود. این ترکیب شیمیایی به عنوان پوشش فیلم محصولات با ویسکوزیته کم و غلظت بالا و به عنوان محلول پوششی فیلم آبی نیز استفاده می شود.

به عنوان مثال از آن می توان به عنوان چسب قرص، غلیظ کننده قطره های چشمی و به عنوان محلول های آماده سازی موضعی مانند کلوئید محافظ ژل ها یا پمادها و همچنین تثبیت کننده امولسیون ها و سوسپانسیون ها استفاده کرد. از این ترکیب شیمیایی همچنین می توان به عنوان چسب باند پلاستیکی نیز استفاده کرد. در سال های اخیر، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به عنوان ماتریس، چسب، مواد قاب، مواد متخلخل، مواد تشکیل دهنده فیلم یا مواد پوشش دهنده استفاده کرد.

خواص شیمیایی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

دمای تغییر رنگ: بین ۱۹۰-۲۰۰ درجه سانتی گراد متغیر است.

دمای کربنیزاسیون: در دمای بین ۲۸۰-۳۰۰ درجه سانتی گراد کربنیزه می شود.

اندازه ذرات: اندازه ذرات از ۴۰ تا ۶۰ مش متغییر است. نرخ عبور ۱۰۰ مش بیش از ۹۸.۵٪ است، در حالی که نرخ عبور ۸۰ مش ۱۰۰٪ است.

حلالیت: در آب و همچنین حلال های دیگر مانند پروپانول، اتانول و غیره بسیار محلول است. اما حلالیت این ترکیب شیمیایی با ویسکوزیته تغییر می کند و هر چه ویسکوزیته کمتر باشد، حلالیت بیشتر است و بالعکس.

خواص فیزیکی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

تراکم: چگالی واقعی این ترکیب شیمیایی حدود ۱.۳۹ گرم بر سانتی متر مکعب است.

خصوصیات ظاهری و ظاهری: این ترکیب شیمیایی یک ماده فیبری مایل به سفید رنگ به صورت پودر است.

ثبات: در فرم جامد، HPMC قابل اشتعال است و با ترکیبات اکسید کننده قوی ناسازگار است.

حلالیت: این ترکیب شیمیایی در اتانول  مطلق، استون و اتر تقریبا غیر قابل حل است. وقتی در آب سرد مخلوط می شود، متورم خواهد شد و به محلول کلوئیدی کمی کدر تبدیل می شود.

سایر خواص هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

• انسجام
• ثبات ابعادی
• ظرفیت بالای نگهداری آب
• ثبات pH
• توانایی فیلم سازی عالی
• قابلیت ضخیم شدن
• مقاومت آنزیمی گسترده

روش تولید هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

برای ساخت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، سلولز پنبه تصفیه شده با محلول قلیایی در دمای ۳۵-۴۰ درجه سانتی گراد به مدت نیم ساعت تحت درمان قرار می گیرد و سپس آن را تحت فشار و دمای ۳۵ درجه سانتی گراد قرار می دهند، به طوری که میانگین درجه پلیمریزاسیون الیاف قلیایی بدست آمده در محدوده مورد نیاز قرار بگیرد. سپس الیاف قلیایی تحت فرایند استری شدن قرار می گیرند و سپس پروپیلن اکسید و کلرومتان به نوبت اضافه می شوند و در دمای ۵۰- ۸۰ درجه سانتی گراد به مدت ۵ ساعت قرار می گیرند.

حداکثر فشار وارده به محصول معمولا حدود ۱.۸ مگاپاسکال است. در نهایت مقدار مناسب اسید کلریدریک و اسید اگزالیک را در آب گرم با دمای ۹۰ درجه سانتی گراد اضافه می نمایند تا محصول از نظر حجمی منبسط شود و سپس توسط سانتریفیوژ دهیدراته می شود. فرایند شست و شو را تا خنثی سازی انجام دهید، هنگامی که میزان رطوبت در مواد کمتر از ۶۰٪ است، با جریان هوای گرم در ۱۳۰ درجه سانتی گراد تا زیر ۵٪ خشک می شود و در نهایت محصول با مش های مختلف عرضه می گردد.

موارد استفاده رایج هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

جایگزین گلوتن

این ترکیب شیمیایی به عنوان جایگزینی برای گلوتن در مواد غذایی بدون گلوتن عمل می کند. اگر در حین پخت نان استفاده شود، انتشار و از دست دادن آب در تکه های نان و همچنین برهمکنش بین ماکرومولکول های نشاسته و پروتئین را محدود می کند. نان بدون گلوتن نرم ‌تر خواهد بود و همچنین باعث کاهش کهنگی در هنگام نگهداری می ‌شود.

جایگزین ژلاتین

این ترکیب شیمیایی به دلیل شباهت فیزیکی آن به ژلاتین و منبع گیاهی، جایگزین خوبی برای ژلاتین در محصولات مختلف است. اگر بخواهید مکمل درست کنید، HPMC می تواند بسیار مفید باشد، زیرا می تواند به گیاهخواران و همچنین کسانی که محدودیت های غذایی دارند در مصرف مکمل ها و داروها بسیار کمک کند.

کاربرد های دیگر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز کاربردهای گسترده دیگری نیز دارد. برخی از مهمترین این کاربرد ها عبارتند از:

• نگهدارنده میوه و سبزیجات
• بهبود و درمان چرم
• تولید محصولات کاغذی
• استفاده در صنعت نساجی

کاربرد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز دارویی

از این ترکیب شیمیایی در داروسازی به عنوان ماتریس، چسب، مواد تشکیل ‌دهنده فیلم یا مواد پوشش دهنده استفاده می شود. علاوه بر این به مقدار زیادی در تولید فرمولاسیون های جدید مانند چسب مخاطی با ماندگاری بالا، میکروکپسول‌ ها، انواع قرص‌ های با ماندگاری بالا، قرص‌ های با کنترل بالا، قرص‌های با ماندگاری چند لایه، انواع فرمولاسیون‌ها، شیاف‌ها و قطره های چشمی استفاده شده است. برخی از کاربرد های این ترکیب شیمیایی در صنعت داروسازی عبارتند از:

به عنوان چسب و متلاشی ‌کننده

این ترکیب شیمیایی با گرانروی پایین به عنوان چسب و تجزیه ‌کننده در قرص ها استفاده می ‌شود. این ترکیب با گرانروی بالا به عنوان چسب در داروسازی کارایی دارد. HPMC با غلظت ‌های بین ۲ تا ۵ درصد ممکن است، به عنوان چسب در فرآیندهای دانه‌ بندی مرطوب یا خشک استفاده شود.

به عنوان پوشش فیلم

این ترکیب شیمیایی به عنوان پوشش فیلم قرص مزایای قابل توجهی از جمله پنهان کردن طعم، تغییر ظاهر و غیره را ندارد. اما دارای درجه سختی بالاتر، قابلیت شکنندگی بیشتر و جذب رطوبت کمتر است. بسته به درجه ویسکوزیته این ترکیب شیمیایی، غلظت‌های ۲ تا ۲۰٪ وزنی برای محلول های تشکیل‌ دهنده فیلم های پوششی قرص‌ها استفاده می ‌شود.

به عنوان چسب بیولوژیکی

چسبندگی بیولوژیکی نوع جدیدی از سیستم تحویل دارو در سالهای اخیر است. این روش درمان نه تنها باعث طولانی شدن زمان باقی ماندن ترکیبات دارویی در دستگاه گوارش می ‌شود بلکه باعث می‌ شود داروها و عملکرد جذب محلول در غشاء افزایش یابد. از این ترکیب شیمیایی برای ساخت مواد پلیمری با چسبندگی بیولوژیکی، افزایش تماس با غشاء مخاطی، انتشار آهسته دارو و جذب غشای مخاطی استفاده می شود.

به عنوان پوشش کپسول

در ساخت پوشش کپسول معمولا استفاده از ژلاتین در اولویت قرار دارد. تولید و استفاده از ژلاتین بسیار ساده است. اما یک سری مشکلات مانند محافظت مناسب از داروی حساس به اکسیژن و رطوبت وجود دارد که نمی توان از ژلاتین برای این امر استفاده کرد. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به عنوان جایگزین ژلاتین برای ساخت پوشش کپسول ها مورد استفاده قرار می ‌گیرد. زیرا این ترکیب شیمیایی باعث بهبود مقاومت کپسول در برابر اکسیژن و رطوبت خواهد شد.

به عنوان ژل ‌های موضعی

استفاده از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به عنوان ژل موضعی، یک راه جدید برای تحویل دارو از راه پوست است. این روش درمانی در سال‌ های اخیر بسیار مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است. این روش درمان نه تنها از تخریب داروها در دستگاه گوارش جلوگیری می ‌کند بلکه به یکی از روش های موثر برای رها سازی دارو و غلبه بر عوارض جانبی داروها تبدیل شده است.

 قطره چشمی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

استفاده از این ترکیب در تولید قطره های اشک مصنوعی به رفع خشکی چشم کمک می کند و عوارض خاصی برای فرد در پی نخواهد داشت.

آیا خوردن هیدروکسی پروپیل متیل سلولز بی خطر است

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز توسط انسان قابل هضم نیست و از دستگاه گوارش به راحتی عبور می کند. این ترکیب شیمیایی اکنون یک افزودنی غذایی مورد تایید اتحادیه اروپا و سازمان غذا و دارو آمریکا است و برای انسان غیر سمی در نظر گرفته می شود.