Жидкофазные дисперсные системы как основа микрогетерогенных полимерных матриц для трансдермальной доставки лекарств (1098267), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

53). Помимосинергетического ингибирующего действия ГМО, Тв и ГПЦ на ОС, к факторамагрегативной устойчивости таких миниэмульсий можно отнести формированиесмешанного адсорбционного слоя на межфазных границах миниэмульсии, что поданным тензиометрии сопровождается снижением  до десятых долей мН/м иобеспечивает защиту от коагуляции (а значит и коалесценции).

Загущающеедействие ГПЦ также повышает стабильность миниэмульсий.Инкорпорирование Лк (Ф, Ам) в дисперсную фазу или лизоцима вдисперсионную среду практически не влияло на дисперсность и стабильностьразработанных миниэмульсий, что свидетельствует об их универсальности поотношению к целевым компонентам с различным гидрофильно-липофильнымбалансом.Разработанные миниэмульсии без целевых компонентов (Лк или Лз) и в ихприсутствии использовались как премиксы двойных эмульсий М1/В/М2 (перваястадия процесса).143Глава 6. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРНЫХАДГЕЗИВОВ В НЕПОЛЯРНЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХОценка целесообразности применения растворов липофильных АЧД внеполярных растворителях в качестве дисперсионной среды при разработкестабильных обычных В/М и двойных М/В/М эмульсий медицинского назначенияпредполагает изучение способности полимера снижать избыток межфазнойэнергии, а также реологических свойств этих растворов.Как отмечалось выше (глава 2) в работе использовано оригинальное сочетаниеполиизобутиленов различной молекулярной массы и полибутена, обеспечивающееотличную адгезию к коже, обозначенное как ПИБ, а также запатентованныйадгезив Duro-Tak 87-900А (ДТ) [208].

Информации относительно поверхностнойактивности этих АЧД на межфазных границах, а также о реологическом поведенииих растворов нами не обнаружено.В качестве растворителей ПИБ и ДТ выбраны соответственно гептан иэтилацетат. Растворы полимеров далее будут обозначены аббревиатурой Р XY (гдеX отражает тип полимера, а Y  концентрацию раствора полимера, округленную доединиц масс. %). Например, 37.8 масс. % раствор полиизобутилена в гептане будетобозначаться как РПИБ38.На основе тензиометрических измерений методом висящей капли намипоказано, что ПИБ и ДТ не снижают межфазного натяжения на границевода/раствор АЧД в соответствующем растворителе.

Поэтому ключевым факторомстабилизации эмульсий с липофильной дисперсионной средой может послужить еезагущение. Поскольку полимерные адгезивы не применялись ранее для решенияподобных задач, возникла необходимость исследования реологических свойств ихрастворов.Комплексное реологическое исследование проведено с применением трехрежимов испытаний:стационарное течение с контролируемой скоростью деформации,ползучесть (при постоянном напряжении сдвига, С) и восстановление (приснятии нагрузки, С = 0),144воздействие осциллирующего напряжения сдвига ( = osin(t) с угловойчастотой  и постоянной амплитудой o).Испытания в двух последних режимах должны выполняться в областилинейной вязкоупругости. На основе предварительных опытов для исследуемыхрастворовполимеровбыливыбраныоптимальныезначенияпостоянногонапряжения сдвига С и амплитуды колебаний напряжения o.Известно [163], что в области линейной вязкоупругости податливость, котораяопределяетсяотношениемотносительнойдеформациикприложенномунапряжению сдвига Jс = /С, не зависит от величины последнего.

На рис. 54 (напримере РПИБ38) представлена типичная кинетика податливости для различныхзначений приложенного напряжения сдвига. Из данного рисунка видно, что призначениях С = 0.5, 1.0 и 5.0 Па кривые Jс(t) совпадают в пределах ошибок опыта,что соответствует области линейной вязкоупругости. Для других растворов былиполучены аналогичные результаты, поэтому исследования в режиме ползучести вовсех случаях проводились при С = 1 Па.При динамических испытаниях на основе зависимостей модулей накопления ипотерь от амплитуды колебаний напряжения сдвига, полученных при постояннойчастоте (f = /2 = 1 Гц), определяли оптимальные значения этой амплитуды,соответствующиенеизменнымзначенияммодулей(областьлинейнойвязкоупругости [163], см.

рис. 55). Для всех исследованных растворов значения o 1, соответствовали области линейной вязкоупругости. Далее использовализначения o, равные 0.5 или 1.0 Па.145Рис. 54. Кинетика податливости Jс(t) при различных значениях приложенногопостоянного напряжения сдвига (С, режим ползучести) для раствора ПИБ вгептане (РПИБ38): С = 0.5 Па (1), 1.0 (2) и 5.0 (3).G' , G'' , Па100431021`0,110,010,1110t o , Па100Рис.

55. Зависимости модулей накопления (G) и потерь (G) от амплитудынапряжения сдвига (o) при постоянной частоте колебаний (f = 1 Гц) для растворовРПИБ34 (1  G, 2  G) и РПИБ47 (3  G, 4  G).1466.1.Реологические свойства растворов полиизобутилена в гептанеКонцентрации исследованных растворов ПИБ в гептане приведены в табл.

23.Известно [380], что растворы, в которых объемная доля полимера  > 0.3,классифицируют как высококонцентрированные. К таким растворам можноотнести РПИБ38 и РПИБ47, тогда как РПИБ20 и РПИБ34 (см. табл. 23) являютсяслабоконцентрированными.Таблица 23. Массовые концентрации (m) и объемные доли () ПИБв растворах в гептанеРаствор ПИБm,масс. %,об. д.РПИБ2020.20.158РПИБ3433.50.272РПИБ3837.80.311РПИБ4746.70.394Результаты реологических испытаний растворов ПИБ представлены на рис.5659 и 61, 62. Кривые течения и вязкости, полученные при контролируемомизменении скорости деформации (d/dt), представлены, соответственно, на рис. 56и 57.

Раствор РПИБ20 характеризуется линейной зависимостью напряжения сдвига τот d/dt и постоянным значением η, превышающим вязкость растворителя в ~120раз (для гептана η = 0.41 мПас при 20С [381]). При увеличении концентрацииполимера реологическое поведение растворов изменяется от ньютоновского (дляРПИБ20), до аномального (для РПИБ34, РПИБ38, РПИБ47), когда зависимостинапряжения сдвига и вязкости от скорости деформации являются нелинейнымифункциями (рис. 56 и 57). Аномалию вязкости при этом принято связывать сналичием пространственной флуктуационной сетки зацеплений, образованноймакромолекулами (или их агрегатами). При деформировании в процессестационарного течения происходит два процесса: разрушение флуктуационнойсетки и агрегатов, а также разворачивание макромолекул по потоку [163].147, Па4004350300250320015010025010050100150d/dt, c200-1Рис.

56. Кривые течения растворов ПИБ в гептане: 1  РПИБ20, 2  РПИБ34, 3 РПИБ38, 4  РПИБ47.Рис. 57. Зависимости эффективной вязкости от скорости деформации длярастворов ПИБ в гептане: 1  РПИБ20, 2  РПИБ34, 3  РПИБ38, 4  РПИБ47.148На рис. 58 и 59 для растворов ПИБ, проявляющих аномалию вязкости,представлены кинетические деформационные кривые для стадий ползучести ивосстановления. Вид этих кривых для высококонцентрированных растворов ПИБ(рис.

58) свидетельствует о наличии мгновенной упругой деформации o,последующего постепенного ее развития с уменьшающейся скоростью, истационарноготеченияспостояннойминимальнойскоростью(d/dt)min.Деформационное поведение, сочетающее вклады упругости, высокоэластичности(«запаздывающая» упругая деформация) и вязкости, хорошо описывается модельюБюргерса [163]. Эта реологическая модель (см. рис. 60а) представляет собойпоследовательноесоединениемоделейМаксвелла(споследовательнымсоединением упругого Go и вязкого o элементов) и КельвинаФойхта (спараллельным соединением упругого G1 и вязкого 1 элементов). В соответствии смодельюБюргерсакинетикадеформацииприприложениипостоянногонапряжения сдвига (С = const) на стадии ползучести описывается уравнением[163]:  С/Go + (С/G1)(1  exp(t/1)) + (С/o)t,(39)где Go = С/o и G1 = Сe = Сm  o   соответственно модули упругости иэластичности; m и e  обратимая и эластическая деформации, соответственно; o С(ddt)min и1  С(ddt)е=С(ddt)max(ddt)min]–вязкостисоответствующих демпферов (на рис.

6а); (ddt)е и (ddt)min – соответственноскорости эластической деформации и вязкого течения; (ddt)max  максимальнаяскорость деформации; 1 = 1/G1 – время релаксации (запаздывания деформации).Суммарную упругую и эластическую деформацию m находили (см. рис. 58),как отрезок, отсекаемый на оси ординат при экстраполяции конечного линейногоучастка на кривой ползучести, соответствующего стационарному течению. Приэтом величина m численно равна коэффициенту А в линейном уравнении  = A +Bt, описывающем этот участок, а скорость стационарного течения (ddt)min коэффициенту В. Значения эластической деформации рассчитывали по разности: e= m  o  Максимальная скорость деформации (ddt)max, которая является суммойскоростей эластической деформации (ddt)е и вязкого течения (ddt)min, численноравна коэффициенту В линейного уравнения, описывающего первый линейный149участок на кривой ползучести (рис.

58). Скорость эластической деформациирассчитывали по разности: (ddt)е = (ddt)max  (ddt)min. Коэффициент Ауравнения для первого линейного участка кривой ползучести численно равен o.Численные коэффициенты линейных уравнений находили с помощью программыMicrosoft Excel.g, отн. ед.181611412 = 0.0427t + 6.50108gm62 = 0,191t + 0,45942go0050100150200t, c250Рис. 58. Зависимости деформации от времени для стадий ползучести (τC = 1Па) и восстановления (t > 200, τС = 0) для высококонцентрированных растворовПИБ: 1  РПИБ38, 2  РПИБ47.

Сплошные линии  эксперимент, символы  расчет помодели Бюргерса.Параметры модели Бюргерса для РПИБ38 и РПИБ47 представлены в табл. 24. Наоснове этих параметров рассчитаны зависимости (t), которые наряду сэкспериментальнымиэкспериментальныеданнымииприведенырасчетныенарезультатырис.хорошо58.Видно,чтосогласуются,чтоподтверждает применимость модели Бюргерса для высококонцентрированныхрастворов ПИБ.Для раствора РПИБ34 кинетика деформации на стадиях ползучести ивосстановления имеет другой характер (рис. 59). В данном случае отсутствуетмгновенная упругая деформация и наблюдается достаточно протяженныйлинейный участок, исходящий из начала координат и описываемый уравнением  =150Bоt, (где Bо  численный коэффициент). Характер деформационной кривой (t)(рис.

59) позволяет предположить применимость реологической модели, состоящейиз последовательно соединенных моделей Ньютона (вязкий элемент o) иКельвинаФойхта (параллельное соединение упругого G1и 1 элементов, рис. 60б):  (С/G1)(1  exp(t/1)) + (С/o)t.(40)По сути, это уравнение отличается от уравнения Бюргерса (уравнение 39) лишьотсутствием члена, соответствующего мгновенной упругой деформации. При этоммаксимальная скорость деформации (ddt)max, равная коэффициенту Во, являетсясуммой скоростей эластической деформации (ddt)е и вязкого течения (ddt)min.Физический смысл параметров G1, o, 1 и 1 обоих уравнений и способы ихрасчета одинаковы (см.

Характеристики

Список файлов диссертации