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口腔膜剂机械性能测试方法与影响因素

  口腔膜剂在使用中,其机械性能会很大程度上影响使用体验,尤其是抗拉强度和断裂伸长率两个指标。抗拉强度意味着膜剂材料在拉断时截面上承受的最大应力值,断裂伸长率代表着膜剂材料受力拉伸时,断裂时增加的长度与原始长度的比值,两者共同反映了膜剂的韧性和强度。在实际使用中,口腔膜剂在取用、贴敷过程中受到外力的拉扯,若韧性和强度不够,往往易发生撕裂断裂。同时,韧性和强度也要控制的合适的范围内,防止其在延展过程中拉伸过度造成药剂分量不准。
  抗拉强度和断裂伸长率的测试方法一般参照GB/T 1040-2006《塑料 拉伸性能的测定》:将膜剂裁切成5个长3cm,宽2cm的试样,每个试样采用智能电子拉力机纵向拉伸,选择“抗拉强度和伸长率”模式,拉伸速度为25mm/min,直至膜剂断裂,如图1。仪器自动计算抗拉强度和断裂伸长率。标准集团(香港)有限公司工程师随机测试了几种厚度在100μm左右的口腔膜剂,发现其平均抗拉强度为22.84MPa,平均断裂伸长率为17.61%。
  图1、抗拉强度测试
  口腔膜剂机械性能影响因素:
  口腔膜剂的成膜材料
  由于合成材料成本较低,因而作为口腔膜剂的成膜材料使用的更为广泛,其分子结构特点是造成不同成膜材料机械性能差异的根本原因。聚乙烯醇(PVA)为其一,它是由聚醋酸乙烯酯经碱催化醇解而得,易成膜,其拉伸强度随着PVA的聚合度、醇解度升高而增强。衍生物类也是口腔膜剂常采用的成膜材料,以纤维素衍生物为主,如羟丙基甲基纤维素(HPMC),其分子上的羟基与相应基团形成氢键而产生较高的粘附力,抗拉强度相应增大。羟基含量越多,形成的氢键越多,强度越大。
  口腔膜剂厚度和均匀性
  根据陈芳等人对流延法制备的口腔膜剂的研究,随着膜剂厚度的增加,膜剂的抗拉强度也成增大趋势,但对于断裂伸长率的影响不大。但若膜剂的厚度不均,同样会使膜剂整体强度减弱。造成膜厚不均的原因,大多来自于加工工艺中的因素。一方面,药物与成膜材料溶解于溶剂中制得混合浆液,浆液的粘稠度以能流动为宜,过稀容易在铺膜事发生厚薄不均。另一方面,这一混合浆液应进行除气处理,利用真空、消泡剂等方式除去气泡,这一环节对于制得厚度均匀的膜剂影响颇大。此外,整个生产环境需要严格的水分控制。因为水分的增加,会对膜剂的力学性能的稳定性产生影响。
  增塑剂
  除了上述种种因素,真正对口腔膜剂机械强度影响较大的还是人为添加的增塑剂。它是一种“类溶剂”物质,加入塑料、树脂或弹性体等物质中时能增加其可塑性、柔韧性、拉伸性能等,如甘油、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇等。在使用中,增塑剂使用方式的不同也会造成作用的差异。作为单组分增塑剂使用时,口腔膜剂机械性能的提升尚不明显,而采用复配增塑剂时,对膜材料的增塑效果远优于前者。相关试验证明,PVA膜加入甘油或二乙醇胺单组分增塑剂改性后,膜材的抗拉强度降低但断裂伸长率增加;而采用甘油、聚乙二醇、二乙醇胺、水复配增塑剂后,膜材的机械性能改善效果更为理想。
  口腔膜剂诞生到被市场接受的短短时间内,应用领域不断扩展,逐渐成为膜剂给药系统的重要组成部分。当然,药效的保证离不开可靠的施药方式,而膜剂良好的机械性能对于膜剂的完整性和剂量的准确性至关重要。成膜材料、膜剂的厚度以及增塑剂都是膜剂机械性能的影响因素,通过科学的性能检测能实现膜剂机械性能的合理控制。随着制备工艺的提高,口腔膜剂的机械性能将更加完善,对于口腔膜剂的进一步发展具有积极的意义。

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