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KRUSS表界面技術為醫(yī)藥研發(fā)加油助力！

東南科儀 2022-06-22 | 閱讀：763

背景

從表界面角度出發(fā),，通過對藥物、輔料，醫(yī)用材料等自身表界面性質的運用，改變界面間的表面張力,，接觸角等，達到潤濕,、增溶,、分散，提高生物相容性等目的,，滿足生物利用需求,。另外，在藥物一致性評價工作中也應關注表界面特性的作用,，往往仿制藥與原研藥之間的差異,，是由于二者之間的物性差異所造成，而表界面特性就是其中之一,。本文簡述了表面張力儀和接觸角測量儀在醫(yī)藥研發(fā)和質量控制中一些應用,，以期能為廣大的藥物工作者提供些許的幫助。

1.藥物制劑中的表面張力

表面活性劑在藥物制劑的制備中被廣泛應用,，能顯著降低分散系的表面（界面）張力,，因此可用作乳化劑、助懸劑,、增溶劑,、促吸收劑、潤濕劑,、起泡劑與消泡劑,、去污劑等，是藥用乳劑,、懸濁劑、脂質體等的重要輔料,。

藥液的表面張力則可以通過KRüSS的表面張力儀（板法,，環(huán)法）或者光學接觸角儀（懸滴法）來測試。如果藥物體系比較珍貴,，也可以使用小劑量配件,，來測試微量液體的表面張力。

比如,，眼藥水通常用于將活性藥物成分（API）直接涂在眼睛上,。而表面張力在這個過程中起著關鍵作用，表面張力會影響潤濕以及淚膜的破裂時間,，同時液滴的體積與表面張力也有關系,。通過添加表面活性成分，來調配表面張力大小，以及控制和優(yōu)化眼藥水的體積,。

2.界面張力與乳化作用

水相,、油相兩不相溶的組分難以自發(fā)形成乳狀液，這就需要乳化劑,，以維持這兩相間的穩(wěn)定性,，進而形成乳狀液。乳化劑的添加量則可以通過界面張力來確定,，油水兩相之間的界面張力越低,，越容易形成比較穩(wěn)定的乳液。

由油相,、水相,、乳化劑、助乳化劑組成的自微乳釋藥系統(tǒng)是基于微乳釋藥系統(tǒng)發(fā)展建立起來的新型給藥系統(tǒng),，通過對配方的篩選,，降低界面張力，可以極大的促進藥物的溶解度,。

3.臨界膠束濃度和增溶作用

表面活性劑在溶液中超過一定濃度時會從單體（單個離子或分子）締合成為膠態(tài)聚合物,，即膠束（或稱膠團）。開始形成膠束的濃度稱為臨界膠束濃度(critical micelle concentration),，用CMC表示,。當溶液中形成膠束后溶液的性質如滲透壓、濃度,、表面張力,、摩爾電導等都存在突變現(xiàn)象。

很多藥物具有脂溶性或難溶性結構,，進入人體后溶出濃度不足以達到有效血藥濃度,。藥物通過與溶劑中表面活性劑膠束的可逆相互作用而發(fā)生的自發(fā)溶解，與表面活性劑的臨界膠束濃度相關,。預測藥物在生物相關介質中的增溶性,，以及研究載藥膠束等，都離不開臨界膠束濃度,。還可以用臨界膠束濃度,，研究不同表面活性劑的降低表面張力的活性，篩選合適的表面活性劑,。

KRüSS的K100表面張力儀可以通過連接兩個分液器,，全自動測量臨界膠束濃度。

4.用接觸角分析藥物粉末的潤濕性

藥物的難溶性,，也是藥物研發(fā)過程中亟待解決的問題之一,。藥物顆粒的潤濕是溶解的第一步,，是片劑崩解、顆粒溶化,、藥物溶出等藥物使用并在體內發(fā)揮療效的首要步驟,。

KRüSS的光學接觸角分析儀可以通過測量接觸角來分析潤濕性。疏水的粉末或者片劑,，可以直接將液滴滴在固體上測量接觸角,，分析潤濕性即可。針對親水性的粉末樣品,，通過記錄接觸角隨時間變化的曲線,，橫向比對不同樣品的潤濕速度的差異。

KRüSS的K系列表面張力儀,，采用Washburn的方法,，也可以精確的定量測定粉末和液體的接觸角，用來評價兩者之間的潤濕性能,。

測量過程：將粉末樣品均勻填充入底部用濾紙封閉的玻璃管中,，將玻璃管與液體接觸，根據(jù)粉末吸附的液體質量隨時間的變化關系,，測試粉末和液體之間的接觸角,。接觸角越小，潤濕性越好,。由于是通過毛細作用吸附下方的液體,，所以此種方法要求粉末和待測液體的接觸角小于90°。

計算公式和測試示意圖如下：

5.接觸角和生物相容性

生物醫(yī)用材料中最常用的是鈦以及鈦合金,，但由于其自身表面性質不甚理想,，需要使用各種表面處理手段改善鈦及鈦合金的表面性質。親水性的鈦合金表面可以增強蛋白質,，細胞以及種植體的作用,，避免細菌的粘附。而親疏水性則可以通過光學接觸角分析儀來進行測量,。接觸角越大,，越疏水，接觸角越小,，親水性越好。

如果樣品尺寸非常小,，普通的光學接觸角很難測試樣品表面的親疏水性,。KRüSS的DSA100M接觸角分析儀，可以在微小樣品表面滴定皮升級的液滴,，分析潤濕性,。