کاربردهای میکروکپسولاسیون چیست؟

فناوری میکرو کپسولاسیونفناوری است که از مواد پلیمری طبیعی یا مصنوعی برای محصور کردن مواد جامد، مایع یا حتی گاز برای تشکیل میکروکپسول‌هایی با کپسول‌های نیمه تراوا یا مهر و موم شده استفاده می‌کند. ذرات ریز تشکیل شده را میکروکپسول می نامند. فناوری ریزپوشانی می‌تواند خواص فیزیکی مواد محصور شده را بهبود بخشد، مواد فعال را از محیط خارجی جدا کند، ثبات را افزایش دهد، فراریت را کاهش دهد و عمر مفید را افزایش دهد. علاوه بر این، عملکرد آزادسازی کنترل شده نیز دارد. با توجه به مزایای منحصر به فرد آن، فناوری ریزپوشانی در زمینه های پزشکی، ادویه جات ترشی جات، فرآوری مواد غذایی، منسوجات و پوشاک به طور عمیق مورد مطالعه و استفاده قرار گرفته است.

تحقیقات بر روی فناوری ریزپوشانی در دهه 1930 آغاز شد. این یک روش فیزیکی برای تهیه میکروکپسول های ژلاتینی روغن کبد ماهی در پارافین مایع با ژلاتین به عنوان ماده دیواره بود. در اواخر دهه 1940، فناوری میکرو کپسوله سازی پیشرفت زیادی کرد و شروع به استفاده در پوشش آماده سازی دارو کرد. در سال‌های اخیر، فناوری ریزپوشانی در بسیاری از صنایع و زمینه‌ها مانند انتشار پایدار طعم، رنگ‌های جدید و فرآوری مواد غذایی استفاده شده است.

جنس دیواره میکروکپسول ها، پوسته بیرونی کپسول است. مصالح دیوار در زمینه های کاربردی مختلف نیز متفاوت است. در حال حاضر، سه نوع اصلی از مواد دیواری وجود دارد که معمولاً در فناوری میکروکپسول استفاده می شود: پلیمرهای طبیعی، مواد پلیمری نیمه مصنوعی و مواد پلیمری کاملاً مصنوعی. اصل انتخاب مصالح دیوار این است که مصالح دیوار می تواند با مواد هسته سازگار باشد و عملکرد پایدار و مقاوم در برابر دمای بالا، اصطکاک و اکستروژن باشد. مواد دیوار باید نفوذپذیری، رطوبت سنجی و حلالیت خاصی داشته باشند.

1. مواد پلیمری طبیعی

مواد پلیمری طبیعی که می توانند به عنوان مصالح دیوار استفاده شوند عمدتاً شامل ژلاتین، صمغ عربی، شلاک، لاک، نشاسته، دکسترین، موم، کلوفون، آلژینات سدیم، پروتئین ذرت و غیره است.

مواد پلیمری طبیعی به طور کلی دارای مزایای عدم سمیت، آسیب محیطی کم، پایداری و تشکیل فیلم آسان هستند.

2. مواد پلیمری نیمه مصنوعی

مواد پلیمری نیمه مصنوعی که می توانند به عنوان مصالح دیواری مورد استفاده قرار گیرند، عمدتاً شامل متیل سلولز، متیل سلولز، اتیل سلولز و غیره است.

مواد پلیمری نیمه مصنوعی دارای مزایای سمیت کم، ویسکوزیته بالا و افزایش حلالیت پس از تشکیل نمک هستند، اما به راحتی هیدرولیز می شوند، در برابر دماهای بالا مقاوم نیستند و باید به طور موقت آماده شوند.

3. مواد پلیمری کاملا مصنوعی

مواد پلیمری کاملا مصنوعی که می توانند به عنوان مصالح دیوار مورد استفاده قرار گیرند عمدتاً شامل پلی اتیلن، پلی استایرن، پلی بوتادین، پلی پروپیلن، پلی اتر، پلی اوره، پلی اتیلن گلیکول، پلی وینیل الکل، پلی آمید، پلی آکریل آمید، پلی اورتان، پلی متیل متاکریلات، پلی وینیل پیرولیدون، پلی وینیل پلی اکسان، اپوکسی و غیره می باشد. .

مواد پلیمری کاملاً مصنوعی دارای خواص خوب تشکیل فیلم، پایداری شیمیایی خوب، استحکام مکانیکی بالا، ذخیره سازی و حمل و نقل راحت و زیست تخریب پذیر یا جذب زیستی هستند. با این حال، آنها به مقدار زیادی حلال آلی نیاز دارند، پرهزینه هستند و آسیب زیادی به محیط زیست وارد می کنند. بنابراین باید مواد غیر سمی یا کم سمی با حلالیت خوب در داروی اصلی انتخاب شود. علاوه بر این، در فرآیند تهیه میکروکپسول ها. واکنش های جانبی تأثیر قابل توجهی بر روی میکروکپسول ها دارند. بنابراین لازم است از انتخاب برخی مونومرهایی که می توانند با هسته کپسول واکنش ایجاد کنند و برخی از مواد افزودنی موجود در آن برای کپسوله کردن خودداری شود.

1) مواد هسته پردازش شده (فاز داخلی) را در محیط ریزپوشانی پراکنده کنید.

2) مواد تشکیل دهنده فیلم (مواد دیوار) را به سیستم پراکنده تشکیل شده اضافه کنید.

3) مواد دیوار را به نحوی در اطراف مواد هسته پراکنده جمع آوری کنید، بگذارید، یا بپیچید.

4) از ابزارهای فیزیکی و شیمیایی خاصی برای تصفیه و جامد کردن مواد دیوار استفاده کنید تا پوسته غشایی به حالت پایدار خاصی برسد.

میکروکپسول ها عمدتاً شش عملکرد زیر را دارند: پودر کردن، تبدیل مایعات، گازها و غیره به پودرهای خشک، کاهش فراریت، تبخیر کردن برخی مواد فرار. بهبود پایداری مواد (موادی که به راحتی اکسید می شوند، به راحتی توسط نور تجزیه می شوند و به راحتی تحت تأثیر دما یا رطوبت قرار می گیرند). مزه پوشاندن؛ جداسازی مواد فعال؛ کنترل رهاسازی با توجه به این شش عملکرد اصلی، آنها به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها مانند دارو، غذا و رنگ استفاده می شوند.

• زمینه بیولوژیکی

فرآیند کپسوله کردن یا پیچاندن سلول های بیولوژیکی با مواد ریزپوشانی برای تشکیل میکروکپسول های حاوی سلول های بیولوژیکی را میکروکپسولاسیون سلول های بیولوژیکی می گویند. سلول های تثبیت شده توسط میکروکپسول ها را می توان از شرایط محیطی سخت (اسیدها و قلیایی ها، دما، حلال های آلی، مواد سمی و غیره) محافظت کرد. کشت سلول های بی حرکت آسان است و می توان آنها را به طور مداوم کشت داد. سلول های بیولوژیکی میکرو کپسوله شده به دلیل عملکرد عالی در پزشکی، حفاظت از محیط زیست، صنایع غذایی و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته اند.

سلول های حیوانی میکرو کپسوله شده به دلیل خاصیت جداسازی عالی و رهایش کنترل شده برای تهیه آنتی بادی های مونوکلونال استفاده شده است. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که تزریق سلول‌های هیبریدوم ریزپوشش‌دار به بافت زیر جلدی موش‌ها می‌تواند باعث ترشح آنتی‌بادی در آنها شود. برخلاف سلول های هیبریدوم ریز کپسوله شده، سلول های هیبریدومی بدون کپسول به موش های دارای نقص ایمنی پیوند زده می شود که برای موش کشنده است.

پروبیوتیک های میکرو کپسوله شده نیز مزایای منحصر به فرد خود را دارند. اگرچه پروبیوتیک ها تأثیر خوبی در بهبود عملکرد دستگاه گوارش انسان و حیوانات، مهار رشد پاتوژن ها و افزایش رشد بدن حیوانات دارند، اما تعداد باکتری های زنده در طول فرآیند تولید به روده به میزان زیادی کاهش می یابد، بنابراین فیزیولوژیکی آن محدود می شود. اثرات پروبیوتیک ها با این حال، انتظار می رود که استفاده از فناوری میکرو کپسوله سازی در تولید پروبیوتیک ها مشکلات عدم تحمل پروبیوتیک ها به اسید معده و دوره های نگهداری کوتاه را حل کند. ژاپن و کره جنوبی کشورهایی هستند که فناوری میکرو کپسوله سازی را زودتر برای پروبیوتیک ها اعمال کردند و برای ثبت اختراعات زیادی درخواست داده اند. تحقیقات کشور من در این زمینه نسبتا دیر شروع شد اما پیشرفت سریعی داشته است.

• رشته داروسازی

میکروکپسول ها کاربردهای زیادی در پزشکی و درمان پزشکی دارند که نتایج قابل توجه و پتانسیل بالایی دارند. در حال حاضر، تحقیقات مرتبط نیز بسیار عمیق است. مزایای میکروکپسولاسیون دارو این است که می تواند عوارض جانبی را کاهش دهد، تجزیه اسید معده را جدا کند، ثبات دارو را بهبود بخشد، آزادسازی دارو را کنترل کند و غیره.

ریزپوشانی داروهای گیاهی چینی تلخی، بو و عوارض جانبی داروها را تا حد زیادی کاهش می دهد، تحریک معده را کاهش می دهد و تبخیر دارو را کاهش می دهد. 10-هیدروکسی کامپتوتسین یک داروی ضد تومور کمپتوتسین است که به صورت بالینی در کشور من استفاده می‌شود، اما ارزش کاربرد آن به دلیل عوارض جانبی زیاد و فراهمی زیستی کم آن محدود است. 10-میکروکپسول‌های رهش پایدار هیدروکسی کامپتوسین (HCPT) تهیه‌شده با فناوری جذب الکترواستاتیک لایه به لایه نانو خودمونتاژ (روش LBL) دارای راندمان محصورسازی بالا و خواص رهش پایدار هستند که ارزش کاربرد چینی را افزایش می‌دهد. داروی گیاهی HCPT [1].

• میدان شیمیایی روزانه

از نظر محصولات شیمیایی روزانه، میکروکپسول های اسانس گیاهی عمدتاً در مواد شوینده، محصولات مراقبت از پوست و لوازم آرایشی استفاده می شود. لی زوجینگ و همکاران نقش میکروکپسول‌های نشاسته اسانس را در شوینده‌های لباس‌شویی مطالعه کرد و دریافت که وقتی از میکروکپسول‌های نشاسته برای محصور کردن اسانس‌ها و اسانس‌های مایع استفاده می‌شود، عملکرد اسانس‌ها در حین شستشو و بعد از آبکشی می‌تواند در مقدار کل کم افزایش یابد. پس از میکرو کپسوله شدن اسانس، اسانس گیاه به طور خودکار و یکنواخت با میکروکپسول به عنوان حامل به بافت پوست رها می شود و به مدت طولانی در غلظت موثر نگهداری می شود و در عین حال نقش تثبیت کننده را نیز ایفا می کند. ترکیبات موثر و کاهش تحریکات افزودنی های خاص به پوست.

• زمینه غذایی

کاربرد فناوری میکروکپسول در زمینه مواد غذایی، کارکردهای تسهیل حمل و نقل و نگهداری، جلوگیری از تبخیر، اکسید شدن و خراب شدن برخی مواد خام غذایی ناپایدار، کاهش یا پوشاندن بوی بد یا تلخی غذا، تنظیم انتشار مواد غذایی را دارد. طعم‌دهنده‌ی میکروکپسول‌ها در غذا برای دستیابی به هدف ماندگاری طعم و اثربخشی طولانی‌مدت، و اجتناب از تأثیر متقابل افزودنی های چند جزئی در غذا به عنوان مثال، برخی از رنگدانه های طبیعی مشکل حلالیت و پایداری ضعیف در کاربرد دارند. پس از ریزپوشانی، نه تنها می تواند خواص حلالیت آنها را تغییر دهد، بلکه پایداری آنها را نیز بهبود می بخشد.

• میدان رنگ

هسته فنی رنگرزی میکروکپسول، ساخت میکروکپسول با رنگ به عنوان مواد اصلی است. هنگام رنگرزی، میکروکپسول های رنگ را می توان مستقیماً در حمام رنگ قرار داد و از اختلاف غلظت رنگ در الیاف، حمام رنگ و کپسول استفاده می شود تا رنگ به طور مداوم آزاد شود، جذب شود و روی الیاف رنگ شود. رنگرزی استفاده از رنگ های میکروکپسولی برای رنگرزی می تواند منسوجات رنگارنگ تولید کند و به طور موثر برخی از مشکلات در چاپ و رنگرزی منسوجات مانند کاهش هزینه ها، بهبود استفاده از رنگ، تسهیل تصفیه فاضلاب و دستیابی به رنگرزی بدون کمک و بدون آب را حل کند. سه رنگ اصلی رنگ های پراکنده در دمای بالا برای بررسی عملکرد تطبیق رنگ رنگرزی میکروکپسول روی جیر پلی استر انتخاب شدند. نتایج نشان داد که اشباع نمونه های رنگی میکروکپسول رنگ پراکنده به طور کلی بهبود یافته و عمق رنگ ظاهری افزایش یافته است که نشان می دهد تطابق رنگ آن امکان پذیر است.

VegeLipi شرکت HSF Biotech^®پودر لیپید میکرو کپسوله شده مبتنی بر فناوری میکرو کپسوله سازی ثبت شده خود است، با هدف چالش هایی که بازار لیپیدهای عملکردی با آن مواجه بوده است، مانند ناپایداری مواد فعال، حمل و نقل دشوار و توانایی جریان، حلالیت ضعیف در آب، طعم بد، و غیره

برای جزئیات بیشتر، لطفا با ما تماس بگیرید:

ایمیل: sales@healthfulbio.com

واتساپ: +86 18992720900