Carbopoler (Rarely Cross-linked Acrylic Polymers - RAP ) er derivater af akrylsyre , hvorfra der under visse betingelser og ved hjælp af visse metoder opnås geler, som anvendes i apoteket som baser for bløde doseringsformer. I USA og Europa kaldes carbopoler carbomerer.
Der er flere typer RAP'er: Carbopols, Pemulens og Noveons:
Carbopol-homopolymerer er polymerer af acrylsyre med allylsaccharose eller allylpentaerythritol. Carbopol-copolymerer og Pemulener er polymerer af acrylsyre modificeret med en lang kæde (C10-C30) af alkylacrylater og tværbundet med allylpentaerythritol. Noveons - calciumsalt og syreform - polymerer af akrylsyre med divinylglycol [1] .Men oftest, når folk taler om RAP, mener de carbopol-homopolymerer.
Ifølge European Pharmacopoeia er disse akrylsyrepolymerer tværbundet med polyalkylestere af sukkerarter eller polyalkoholer.
I øjeblikket er der et stort antal forskellige mærker af RAP, de fleste af dem er produceret i udlandet, i Rusland er produktionen af polymerer af mærkerne Arespol og MARS-06 blevet etableret. RAP'er var de første, der blev undersøgt i Rusland af KV Alekseev, som syntetiserede den originale polymer SAKAP et al. [2] , men denne polymer bruges ikke i øjeblikket. Næsten alle undersøgelser af russisk RAP er relateret til studiet af Arespols egenskaber, udviklet af samme forfatter.
Carbopols som klasse blev først beskrevet i litteraturen i 1955 . [3] I dag bruges de i vid udstrækning til fremstilling af bløde, flydende og faste doseringsformer.
Alle RAP'er er lavet af akrylsyre . Den største forskel mellem polymerer af forskellige kvaliteter er forholdet mellem mængderne af copolymerer og antallet af tværbindinger. En lille ændring i deres antal gør det muligt at opnå et stort antal forskellige RAP'er med specifikke egenskaber uden en væsentlig ændring i deres molekylære struktur. Polymererne er en ester af acrylsyrehomopolymerer tværbundet med allylsaccharose, allylpentaerythritol eller divinylglycol . Den teoretisk beregnede molekylvægt af disse polymerer ligger i intervallet 700.000 til 3-4 milliarder, men der er ingen metoder til at bestemme den faktiske molekylvægt af RAP. Det gentagne fragment af RAP (se fig.) har en molekylvægt på 72 til 78. RAP indeholder ikke mindre end 56 % og ikke mere end 68 % carboxylgrupper målt i tørstof [4] .
I udseende er RAP hvide, flagende, hygroskopiske, let sure pulvere, der kvælder i vand og andre polære opløsningsmidler efter dispergering og danner stabile geler, når de neutraliseres med opløsninger af basiske stoffer eller ved vekselvirkning med polyoler [3] [4] ., Hovedparten densitet af RAP er omtrent lig med 208 kg/m³, glasovergangstemperatur 100-105 °C (den falder, når polymeren fugtes). I gennemsnit er partikelstørrelsen af en fast polymer ca. 2-7 mikron, og hver partikel er en tredimensionel netværksstruktur af vævede polymerkæder. Densiteten af polymerer er 1,39-1,41 kg/m³. Hævelse i vand for sure former af polymeren når 150%, for natriumsalte - 250%. pH-værdien af en 1% vandig dispersion af sure former er 2,5 - 3,5. Ved pH-værdier>6 ioniseres polymerens carboxylgrupper, hvorved der opstår frastødning mellem de negativt ladede partikler, hvilket fører til hævelse af polymeren og udretning af kæden [5] .
Fordele ved RAP: høj viskositet af geler ved lave polymerkoncentrationer; termisk og mikrobiologisk stabilitet; stabilitet og kemisk resistens under opbevaring; kompatibilitet med mange medicinske stoffer; muligheden for at opnå geler med et bredt pH-område fra 4 til 10; let kontrol af viskositetsegenskaberne af de opnåede geler; fremragende suspenderende egenskaber; evnen til at stabilisere emulsioner af I og II art; hypoallergenicitet; thixotropi, der letter deres ekstrudering fra rør; let påføring og fjernelse fra hudoverfladen; høj absorption af medicinske stoffer [6] .
Identifikation af carbopoler udføres ved forskellige metoder. Den europæiske farmakopé tilbyder infrarød absorptionsspektrofotometri som den vigtigste test for ægthed. Spektret har hovedbånd på 2960 cm – 1 , 1720 cm – 1 , 1455 cm – 1 , 1415 cm – 1 , 1250 cm – 1 , 1175 cm – 1 og 800 cm – 1 . Den mest intense af dem er på 1720 cm −1 .
Yderligere ægthedstest:
De europæiske og britiske nationale farmakopéer i den generelle artikel "Carbomers" (Carbomers) regulerer tilstedeværelsen af fri akrylsyre (ikke mere end 0,25%, bestemt ved væskekromatografi), benzen (bestemt ved den generelle metode til bestemmelse af resterende opløsningsmidler), tung metaller (højst 10 ppm bly), sulfateret aske (højst 4 % pr. 1 g prøve) samt vægttab under tørring, som ikke bør overstige 2 % [4] [7] .
Carbopoler er meget svage syrer og omdannes ret nemt til salte . Afhængigt af koncentrationen har vandige RAP-dispersioner en pH-værdi på 2,8 til 3,3. Jo højere polymerkoncentrationen er i dispersionen , jo lavere er pH-værdien på grund af den større mængde carboxylgrupper (-COOH) [8] .
To mekanismer for RAP-fortykkelse er kendt. Den enkleste er omdannelsen af RAP-syre til det tilsvarende salt ved neutralisering med opløsninger af basiske stoffer: natrium, kalium, ammoniumhydroxid osv. Svagt polære eller upolære opløsningsmiddelsystemer kan neutraliseres med aminer. Med denne neutraliseringsmekanisme folder det oprullede molekyle sig ud og forårsager øjeblikkelig fortykkelse.
Den anden mekanisme er forbundet med anvendelsen af en hydroxyldonor til indføring i RAP. Kombinationen af en carboxyldonor med en eller flere hydroxyldonorer forårsager fortykkelse på grund af hydrogenbinding. pH-værdien af sådanne systemer er normalt lav [9] .
I øjeblikket studeres egenskaberne af følgende polymerer i Rusland (især ved Department of Pharmacy Technology of Drugs (ATL) SPCFU ) :
- Fortykkelse inden for et bredt viskositetsområde og bibringe det flydende materiale de ønskede egenskaber.
- Stabilisering af faste partikler i suspension.
- Stabilisering af emulsionen.