Karbopoler (Rarely Cross-linked Acrylic Polymers - RAP ) är derivat av akrylsyra , från vilka man under vissa förhållanden och med vissa metoder erhåller geler, som används i apotek som baser för mjuka doseringsformer. I USA och Europa kallas karbopoler för karbomerer.
Det finns flera typer av RAP: Carbopols, Pemulens och Noveons:
Karbopol-homopolymerer är polymerer av akrylsyra med allylsackaros eller allylpentaerytritol. Karbopolsampolymerer och Pemulener är polymerer av akrylsyra modifierade med en lång kedja (C10-C30) av alkylakrylater och tvärbundna med allylpentaerytritol. Noveons - kalciumsalt och syraform - polymerer av akrylsyra med divinylglykol [1] .Men oftast, när folk pratar om RAP, menar de karbopol-homopolymerer.
Enligt European Pharmacopoeia är dessa akrylsyrapolymerer tvärbundna med polyalkylestrar av sockerarter eller polyalkoholer.
För närvarande finns det ett stort antal olika märken av RAP, de flesta av dem produceras utomlands, i Ryssland har produktionen av polymerer av varumärkena Arespol och MARS-06 etablerats. RAPs var de första som studerades i Ryssland av KV Alekseev, som syntetiserade den ursprungliga polymeren SAKAP et al [2] , men denna polymer används för närvarande inte. Nästan alla studier av rysk RAP är relaterade till studien av Arespols egenskaper, utvecklad av samma författare.
Carbopols som klass beskrevs först i litteraturen 1955 . [3] Idag används de i stor utsträckning vid framställning av mjuka, flytande och fasta doseringsformer.
Alla RAP är gjorda av akrylsyra . Huvudskillnaden mellan polymerer av olika kvaliteter är förhållandet mellan mängderna sampolymerer och antalet tvärbindningar. En liten förändring i deras antal gör det möjligt att erhålla ett stort antal olika RAP med specifika egenskaper utan en betydande förändring i deras molekylära struktur. Polymererna är en ester av akrylsyrahomopolymerer tvärbundna med allylsackaros, allylpentaerytritol eller divinylglykol. Den teoretiskt beräknade molekylvikten för dessa polymerer ligger i intervallet 700 000 till 3-4 miljarder, men det finns inga metoder för att bestämma den faktiska molekylvikten för RAP. Det repeterande fragmentet av RAP (se fig.) har en molekylvikt på 72 till 78. RAP innehåller inte mindre än 56 % och inte mer än 68 % av karboxylgrupper i termer av torrsubstans [4] .
Till utseendet är RAP vita, flagnande, hygroskopiska, lätt sura pulver som sväller i vatten och andra polära lösningsmedel efter dispergering och bildar stabila geler när de neutraliseras med lösningar av basiska ämnen eller när de interagerar med polyoler [3] [4] ., Huvuddelen RAP- densiteten är ungefär lika med 208 kg/m³, glastemperaturen 100–105 °C (den minskar när polymeren fuktas). I genomsnitt är partikelstorleken för en fast polymer cirka 2-7 mikron, och varje partikel är en tredimensionell nätverksstruktur av vävda polymerkedjor. Densiteten av polymerer är 1,39-1,41 kg/m³. Svullnad i vatten för sura former av polymeren når 150%, för natriumsalter - 250%. pH-värdet för en 1% vattenhaltig dispersion av sura former är 2,5 - 3,5. Vid pH-värden>6 joniseras polymerens karboxylgrupper , som ett resultat av vilket repulsion uppstår mellan de negativt laddade partiklarna, vilket leder till svällning av polymeren och uträtning av kedjan [5] .
Fördelar med RAP: hög viskositet av geler vid låga polymerkoncentrationer; termisk och mikrobiologisk stabilitet; stabilitet och kemisk resistens under lagring; kompatibilitet med många medicinska substanser; möjligheten att erhålla geler med ett brett pH-område från 4 till 10; enkel kontroll av viskositetsegenskaperna hos de resulterande gelerna; utmärkta suspenderande egenskaper; förmågan att stabilisera emulsioner av I- och II-typ; hypoallergenicitet; tixotropi, vilket underlättar deras extrudering från rör; enkel applicering och borttagning från hudytan; hög absorption av medicinska substanser [6] .
Identifiering av karbopoler utförs med olika metoder. European Pharmacopoeia erbjuder infraröd absorptionsspektrofotometri som huvudtestet för äkthet. Spektrumet har huvudband på 2960 cm – 1 , 1720 cm – 1 , 1455 cm – 1 , 1415 cm – 1 , 1250 cm – 1 , 1175 cm – 1 och 800 cm – 1 . Den mest intensiva av dem är 1720 cm −1 .
Ytterligare autenticitetstester:
De europeiska och brittiska nationella farmakopéerna i den allmänna artikeln "Carbomers" (Carbomers) reglerar närvaron av fri akrylsyra (högst 0,25%, bestämt med vätskekromatografi), bensen (bestäms av den allmänna metoden för att bestämma restlösningsmedel), tung metaller (högst 10 ppm bly ), sulfaterad aska (högst 4 % per 1 g prov), samt viktförlust under torkning, som inte bör överstiga 2 % [4] [7] .
Karbopoler är mycket svaga syror och omvandlas ganska lätt till salter . Beroende på koncentrationen har vattenhaltiga RAP-dispersioner ett pH-värde på 2,8 till 3,3. Ju högre polymerkoncentration i dispersionen, desto lägre pH-värde på grund av den större mängden karboxylgrupper (-COOH) [8] .
Två mekanismer för RAP-förtjockning är kända. Det enklaste är omvandlingen av RAP-syra till motsvarande salt genom neutralisering med lösningar av basiska ämnen: natrium, kalium, ammoniumhydroxid, etc. Svagt polära eller opolära lösningsmedelssystem kan neutraliseras med aminer. Med denna neutraliseringsmekanism vecklas den lindade molekylen ut och orsakar omedelbar förtjockning.
Den andra mekanismen är associerad med användningen av en hydroxyldonator för införande i RAP. Kombinationen av en karboxyldonator med en eller flera hydroxyldonatorer orsakar förtjockning på grund av vätebindning. pH-värdet i sådana system är vanligtvis lågt [9] .
För närvarande studeras egenskaperna hos följande polymerer i Ryssland (särskilt vid Department of Pharmacy Technology of Drugs (ATL) SPCFU ) :
- Förtjockning inom ett brett spektrum av viskositeter och ger önskade egenskaper till det flytande materialet.
- Stabilisering av fasta partiklar i suspension.
- Stabilisering av emulsionen.