U stoljetnoj povijesti kapsula, želatina je uvijek zadržala svoju poziciju glavnog materijala za kapsule zbog svog širokog raspona izvora, stabilnih fizičkih i kemijskih svojstava i izvrsne obrade. S povećanjem preferencija ljudi za kapsule, šuplje kapsule se sve više koriste u području hrane, lijekova i proizvoda za njegu zdravlja.
Međutim, pojava i širenje bolesti kravljeg ludila i slinavke i šapa izazvali su zabrinutost oko proizvoda životinjskog podrijetla. Najčešće korištene sirovine za želatinu su goveđe i svinjske kosti i kože, a njeni rizici postupno su privukli pozornost ljudi. Kako bi se smanjio sigurnosni rizik od praznih sirovina za kapsule, stručnjaci u industriji nastavljaju istraživati i razvijati odgovarajuće materijale za kapsule biljnog podrijetla.
Osim toga, kako se raznolikost kapsula povećava, raznolikost njihovog sadržaja postupno navodi ljude da shvate da želatinske šuplje kapsule imaju problema s kompatibilnošću s nekim sadržajima s posebnim svojstvima. Na primjer, sadržaj koji sadrži aldehidne skupine ili reagira u obliku aldehidnih skupina pod određenim uvjetima može dovesti do umrežavanja želatine; visoko reducirajući sadržaj može proći kroz Maillardovu reakciju (Mailardova reakcija) sa želatinom. reakcija); sadržaj s jakom higroskopnošću uzrokovat će gubitak vode u ovojnici želatinske kapsule i svoju izvornu žilavost. Gore spomenuti problemi stabilnosti želatinskih šupljih kapsula privukli su više pozornosti na razvoj novih materijala za kapsule.
Koji materijali biljnog podrijetla su prikladni za proizvodnju šupljih tvrdih kapsula? Bilo je mnogo pokušaja. Kineska patentna literatura prijava broj 200810061238.X prijavljena je za upotrebu natrijevog celuloznog sulfata kao glavnog materijala kapsule; 200510013285.3 prijavljen za upotrebu škroba ili škrobnog sastava kao glavnog materijala kapsule; Wang GM[1] izvijestio je o proizvodnji sirovina za kapsule od kitozana Šuplje kapsule; Zhang Xiaoju i suradnici [2] izvijestili su da je protein konjac soje glavni materijal kapsule. Naravno, najproučavaniji su celulozni materijali. Među njima se masovno proizvode šuplje kapsule od hidroksipropilmetilceluloze (HPMC).
HPMC se naširoko koristi u području hrane i lijekova, te je često korištena farmaceutska pomoćna tvar, što je zabilježeno u farmakopejama raznih zemalja; FDA i Europska unija odobrile su HPMC kao izravni ili neizravni aditiv hrani; GRAS je evidentiran kao sigurna tvar, br. GRN 000213; uključen u JECFA bazu podataka, INS br. 464, ne ograničava maksimalnu dnevnu dozu HPMC; 1997. godine Ministarstvo zdravstva Kine odobrilo ga je kao dodatak hrani i zgušnjivač (br. 20), prikladan za sve vrste hrane, u skladu s proizvodnim potrebama dodati [2-9]. Zbog razlike u svojstvima sa želatinom, propisivanje HPMC praznih kapsula je kompliciranije, te je potrebno dodati neka sredstva za želiranje, kao što su akacija, karagenan (morska alga guma), škrob itd.
HPMC šuplja kapsula proizvod je prirodnog koncepta. Njegov materijal i proces proizvodnje priznaju židovska, islamska i vegetarijanska udruženja. Može zadovoljiti potrebe ljudi različitih vjera i prehrambenih navika te je vrlo dobro prihvaćen. Osim toga, HPMC šuplje kapsule također imaju sljedeća jedinstvena svojstva:
1. Nizak sadržaj vode - oko 60 posto niži od želatinskih šupljih kapsula
Sadržaj vode u želatinskim šupljim kapsulama općenito je 12,5 posto -17.5 posto [10]. Temperatura i vlažnost okoliša trebaju se kontrolirati u odgovarajućem rasponu tijekom proizvodnje, transporta, upotrebe i skladištenja praznih kapsula. Prikladna temperatura je 15-25 stupnjeva, a relativna vlažnost 35 posto -65 posto, tako da se performanse proizvoda mogu održati dulje vrijeme. Sadržaj vode u HPMC filmu vrlo je nizak, općenito 4 posto -5 posto, što je oko 60 posto niže nego u želatinskim šupljim kapsulama. Izmjena vode s okolinom tijekom dugotrajnog skladištenja povećat će sadržaj vode u HPMC praznim kapsulama u navedenom pakiranju, ali neće prijeći 9 posto unutar 5 godina.
Značajka niskog sadržaja vode čini HPMC prazne kapsule prikladnim za punjenje higroskopnim sadržajem ili sadržajem osjetljivim na vlagu kako bi se produžio rok trajanja proizvoda.
U studiji DSM Nutritionals iz 2005. uspoređeni su učinci HPMC praznih kapsula i želatinskih praznih kapsula na stabilnost probiotika (L-10 Lactobacillus acidophilus). Probiotici su vrsta živih mikroorganizama. Oralna primjena dovoljnih količina probiotika može poboljšati ravnotežu crijevnih mikroba domaćina i koristiti za liječenje crijevnih bolesti. Općenito se vjeruje da samo žive bakterije mogu proizvoditi probiotičke funkcije. Međutim, probiotici su vrlo osjetljivi na vlagu i previše vlage može dovesti do smrti živih bakterija. DSM je punio L-10 i pomoćne tvari u HPMC kapsule i želatinske šuplje kapsule pod različitim uvjetima vlažnosti i ispitivao njegovu stabilnost. Rezultati su pokazali da u usporedbi sa želatinskim šupljim kapsulama, HPMC šuplje kapsule mogu bolje održavati broj živih bakterija u proizvodu i produžiti rok valjanosti probiotičkih proizvoda.
2. Visoka žilavost, bez lomljivosti
Želatinski filmovi imaju specificiran sadržaj vlage, ispod kojeg želatinski film postaje vidljivo lomljiv. Obične želatinske prazne kapsule bez ikakvih dodataka imaju rizik od lomljivosti veći od 10 posto kada je sadržaj vlage 10 posto; kada se sadržaj vlage nastavi smanjivati na 5 posto, doći će do 100 postotne lomljivosti. Za usporedbu, žilavost HPMC šupljih kapsula mnogo je bolja i održava dobre performanse čak i ako je vlažnost okoline niska. Naravno, učestalost lomljivosti HPMC šupljih kapsula s različitim receptima bit će prilično različita pri niskoj vlažnosti.
3. Jaka kemijska stabilnost
Reakcija unakrsnog povezivanja želatinskih kapsula je težak problem koji se susreće u formulacijama kapsula. Budući da aldehidna skupina sadržaja reagira s amino skupinom aminokiseline u želatini i formira mrežnu strukturu, ljusku kapsule je teško otopiti pod uvjetima in vitro otapanja, što utječe na otpuštanje lijeka. Hipromeloza je derivat celuloze, kemijski inertan i ima izvrsnu kompatibilnost s većinom tvari, tako da HPMC prazne kapsule nemaju rizik od reakcija unakrsnog povezivanja i imaju visoku kemijsku stabilnost.
4. Dobra izvedba premaza
Enterično obložene kapsule koriste se za lijekove koji se lako oštećuju želučanom kiselinom, nadražuju želučanu sluznicu ili zahtijevaju ciljanu isporuku lijeka. Međunarodno prihvaćen postupak kapsula s enteričkom ovojnicom je cjelokupno oblaganje peleta i kapsula s enteričkom ovojnicom. HPMC prazne kapsule pokazuju jedinstvene prednosti u ukupnom premazu kapsula.
Studije su pokazale da je zbog hrapave površine HPMC šupljih kapsula, afinitet s većinom materijala za enteričku prevlaku znatno veći nego kod želatine, a brzina i ujednačenost prianjanja materijala za prevlaku znatno su bolji od želatine, posebno prevlake na spoju poklopca tijela. Pouzdanost je značajno poboljšana. In vitro test otapanja pokazao je da HPMC kapsule imaju nižu propusnost u želucu i dobro otpuštanje u probavnom traktu nakon oblaganja HPMC kapsula.
Karakteristike HPMC šupljih kapsula čine da se njihova područja primjene neprestano proširuju. Od posve prirodnih proizvoda, do sadržaja osjetljivog na vlagu ili higroskopnog sadržaja, sada postoje jedinstvene primjene u inhalatorima za suhi prah kao i enteričkim premazima.
