טכנולוגיית Microencapsulationהיא טכנולוגיה המשתמשת בחומרים פולימריים טבעיים או סינתטיים כדי לעטוף חומרים מוצקים, נוזליים או אפילו גזים ליצירת מיקרוקפסולות עם כמוסות חצי חדירה או אטומות. החלקיקים הזעירים שנוצרו נקראים מיקרוקפסולות. טכנולוגיית Microencapsulation יכולה לשפר את התכונות הפיזיקליות של החומרים המובלעים, לבודד את החומרים הפעילים מהסביבה החיצונית, לשפר את היציבות, להפחית את התנודתיות ולהאריך את חיי המדף. בנוסף, יש לו גם פונקציית שחרור מבוקרת. בשל יתרונותיה הייחודיים, טכנולוגיית המיקרו-אנקפסולציה נחקרה ויישומה לעומק בתחומי הרפואה, התבלינים, עיבוד המזון, הטקסטיל והבגדים.
המחקר על טכנולוגיית microencapsulation החל בשנות ה-30. זו הייתה שיטה פיזיקלית להכין מיקרוקפסולות ג'לטין של שמן כבד בקלה בפרפין נוזלי עם ג'לטין כחומר הקיר. בסוף שנות ה-40, טכנולוגיית המיקרו-אנקפסולציה פרצה דרך והחלה לשמש בציפוי הכנת תרופות. בשנים האחרונות, טכנולוגיית microencapsulation יושמה בתעשיות ובתחומים רבים כמו שחרור ממושך של טעמים, צבעים חדשים ועיבוד מזון.
סיווג של חומרי קיר מיקרוקפסולה
חומר הקיר של המיקרוקפסולות הוא המעטפת החיצונית של הקפסולה. גם חומרי הקיר בתחומי יישום שונים שונים. כיום, ישנם שלושה סוגים עיקריים של חומרי קיר הנפוצים בטכנולוגיית המיקרוקפסולות: פולימרים טבעיים, חומרים פולימרים חצי סינתטיים וחומרים פולימרים סינתטיים לחלוטין. העיקרון של בחירת חומרי קיר הוא: שחומר הקיר יכול להיות תואם לחומר הליבה, והביצועים יציבים ועמידים בפני טמפרטורה גבוהה, חיכוך ושחול. חומר הקיר חייב להיות בעל חדירות, היגרוסקופיות ומסיסות מסוימת.
1. חומרים פולימריים טבעיים
החומרים הפולימריים הטבעיים שיכולים לשמש כחומרי קיר כוללים בעיקר ג'לטין, מסטיק ערבי, שלאק, לק, עמילן, דקסטרין, שעווה, רוזין, נתרן אלגינט, חלבון תירס וכו'.
לחומרים פולימרים טבעיים יש בדרך כלל יתרונות של חוסר רעילות, פגיעה סביבתית נמוכה, יציבות ויצירת סרט קלה.
2. חומרים פולימרים חצי סינתטיים
החומרים הפולימרים החצי סינתטיים שיכולים לשמש כחומרי קיר כוללים בעיקר מתיל תאית, מתיל צלולוז, אתיל תאית וכו'.
לחומרים פולימרים חצי סינתטיים יש את היתרונות של רעילות נמוכה, צמיגות גבוהה ומסיסות מוגברת לאחר היווצרות מלח, אך הם עוברים הידרוליזה בקלות, אינם עמידים לטמפרטורות גבוהות, וצריך להכין אותם באופן זמני.
3. חומרים פולימריים סינתטיים לחלוטין
החומרים הפולימרים הסינתטיים המלאים שיכולים לשמש כחומרי קיר כוללים בעיקר פוליאתילן, פוליסטירן, פוליבוטדיאן, פוליפרופילן, פוליאתר, פוליאוריאה, פוליאתילן גליקול, פוליוויניל אלכוהול, פוליאמיד, פוליאקרילאמיד, פוליאוריטן, פולימתיל מתאקרילט, פוליוויניל פירולידון, שרף אפוקסי, פוליסילוקסן וכו' .
לחומרים פולימרים סינתטיים לחלוטין יש תכונות טובות ליצירת סרט, יציבות כימית טובה, חוזק מכני גבוה, אחסון ושינוע נוחים, והם מתכלים או נספגים ביולוגית. עם זאת, הם דורשים כמות גדולה של ממיסים אורגניים, הם יקרים ופוגעים בסביבה. לכן, יש לבחור חומרים לא רעילים או רעילים בעלי מסיסות טובה בתרופה המקורית. בנוסף, בתהליך הכנת מיקרוקפסולות. לתגובות לוואי יש השפעה משמעותית על המיקרוקפסולות. לכן, יש להימנע מבחירת מונומרים מסוימים שעלולים לגרום לתגובות עם ליבת הקפסולה וחלק מהתוספים שבה לצורך עטיפה.
שיטת הכנה של מיקרוקפסולות
1) לפזר את חומר הליבה המעובד (שלב פנימי) במדיום המיקרו-אנקפסולציה;
2) הוסף חומר יוצר סרט (חומר קיר) למערכת המפוזרת שנוצרה;
3) לאסוף, להפקיד או לעטוף את חומר הקיר סביב חומר הליבה המפוזר בדרך כלשהי;
4) השתמש באמצעים פיזיקליים וכימיים מסוימים כדי לטפל ולמצק את חומר הקיר כך שמעטפת הממברנה תגיע למצב יציב מסוים.
יישום מיקרוקפסולות בתחומים שונים
למיקרוקפסולות יש בעיקר את ששת הפונקציות הבאות: אבקה, הפיכת נוזלים, גזים וכו' לאבקות יבשות, הפחתת תנודתיות, קושי לנידוף חומרים נדיפים; שיפור היציבות של חומרים (חומרים שמתחמצנים בקלות, מתפרקים בקלות באור ומושפעים בקלות מטמפרטורה או לחות); טעם מיסוך; בידוד חומרים פעילים; שליטה בשחרור. בשל שש הפונקציות העיקריות הללו, הם נמצאים בשימוש נרחב בתחומים רבים כגון רפואה, מזון וצבעים.
- תחום ביולוגי
תהליך עטיפה או עיטוף של תאים ביולוגיים בחומרי מיקרו-אנקפסולציה ליצירת מיקרו-קפסולות המכילות תאים ביולוגיים נקרא מיקרו-אנקפסולציה של תאים ביולוגיים. ניתן להגן על תאים המקובעים על ידי מיקרוקפסולות מפני תנאי סביבה קשים (חומצות ואלקליות, טמפרטורה, ממיסים אורגניים, חומרים רעילים וכו'); תאים משובשים קלים לתרבית וניתנים לתרבית ברציפות. תאים ביולוגיים מכוסים במיקרו שימשו ברפואה, הגנת הסביבה, תעשיית המזון ותחומים נוספים בשל הביצועים המצוינים שלהם.
נעשה שימוש בתאי בעלי חיים מכוסים במיקרו להכנת נוגדנים חד שבטיים בשל תכונות הבידוד והשחרור המבוקר שלהם. ניסויים הראו שהזרקת תאי היברידומה מוקפסים במיקרו לתוך הרקמה התת עורית של עכברים יכולה לגרום להם להפריש נוגדנים. שלא כמו תאי היברידומה מכוסים במיקרו, תאי היברידומה לא מושתלים בעכברים בעלי חוסר חיסוני, דבר קטלני לעכברים.
גם לפרוביוטיקה מוקפסת במיקרו יש את היתרונות הייחודיים שלה. למרות שלפרוביוטיקה יש השפעה טובה בשיפור תפקוד מערכת העיכול של בני אדם ובעלי חיים, עיכוב צמיחת פתוגנים וקידום צמיחת גופות בעלי חיים, מספר החיידקים החיים מצטמצם מאוד במהלך תהליך הייצור למעי, ובכך מגביל את הפיזיולוגי. השפעות של פרוביוטיקה. עם זאת, יישום טכנולוגיית המיקרו-אנקפסולציה בייצור פרוביוטיקה צפוי לפתור טוב יותר את הבעיות של אי סבילות פרוביוטיקה לחומצת קיבה ותקופות אחסון קצרות. יפן ודרום קוריאה הן המדינות שיישמו טכנולוגיית מיקרו-אנקפסולציה על פרוביוטיקה קודם לכן והגישו בקשה לפטנטים רבים. המחקר של ארצי בתחום זה התחיל מאוחר יחסית אבל התקדם במהירות.
- תחום פרמצבטי
למיקרוקפסולות יישומים רבים ברפואה ובטיפול רפואי, עם תוצאות יוצאות דופן ופוטנציאל רב. נכון לעכשיו, המחקר בנושא הוא גם מאוד מעמיק. היתרונות של מיקרו-אנקפסולציה של תרופה הם בכך שהיא יכולה להפחית תופעות לוואי, לבודד את פירוק חומצת הקיבה, לשפר את יציבות התרופה, לשלוט בשחרור תרופות וכו'.
המיקרו-אנקפסולציה של תרופות צמחיות סיניות מפחיתה מאוד את המרירות, הריח ותופעות הלוואי של תרופות, מפחיתה גירוי בקיבה ומפחיתה את נדיפות התרופות. 10-Hydroxycamptothecin היא תרופה נגד גידול קמפטוצין בשימוש קליני במדינה שלי, אך ערך היישום שלה מוגבל על ידי תגובות הלוואי הגדולות והזמינות הביולוגית הנמוכה שלה. למיקרוקפסולות של 10-Hydroxycamptothecin (HCPT) בשחרור מושהה שהוכנו על ידי טכנולוגיית משיכה אלקטרוסטטית שכבה אחר שכבה של ננו-הרכבה עצמית (שיטת LBL) בעלות יעילות עטיפה גבוהה ותכונות שחרור מושהה, מה שמשפר את ערך היישום של סינית צמחי מרפא HCPT [1].
- שדה כימי יומי
במונחים של מוצרים כימיים יומיומיים, מיקרוקפסולות שמן אתרי צמחי משמשות בעיקר בדטרגנטים, מוצרי טיפוח וקוסמטיקה. Li Xuejing וחב'. חקר את תפקידן של מיקרוקפסולות עמילן שמנים אתריים בדטרגנטים לכביסה ומצא שכאשר משתמשים במיקרוקפסולות עמילן לעטוף שמנים אתריים ושמנים אתריים נוזליים, ניתן לשפר את הביצועים של שמנים אתריים במהלך הכביסה ולאחר השטיפה בכמות כוללת נמוכה. לאחר שקופסת השמן האתרי במיקרו, השמן האתרי הצמחי משתחרר אוטומטית ואחידה לרקמת העור כשהמיקרוקפסולה כמנשא, והוא נשמר בריכוז יעיל לאורך זמן, במקביל הוא ממלא תפקיד של ייצוב מרכיבים יעילים והפחתת גירוי של תוספים מיוחדים לעור.
- שדה אוכל
ליישום טכנולוגיית המיקרוקפסולות בתחום המזון יש את הפונקציות של להקל על הובלה ואחסון, מניעת הנידוף, חמצון והידרדרות של כמה חומרי גלם מזון לא יציבים, צמצום או כיסוי הריח הרע או המרירות במזון, ויסות שחרור של מזון. תיחום מיקרוקפסולות במזון כדי להשיג את המטרה של טעם עמיד ויעילות ארוכת טווח, והימנעות מהשפעה הדדית של ריבוי רכיבים תוספים במזון. לדוגמה, לחלק מהפיגמנטים הטבעיים יש בעיה של מסיסות ויציבות לקויה ביישום. לאחר microencapsulation, זה לא רק יכול לשנות את תכונות המסיסות שלהם, אלא גם לשפר את היציבות שלהם.
- שדה צבע
הליבה הטכנית של צביעת מיקרו-קפסולות היא לייצר מיקרו-קפסולות עם צבעים כחומרי ליבה. בעת צביעה, ניתן להכניס ישירות את מיקרו-קפסולות הצבע לתוך אמבט הצבע, והפרש הריכוזים של הצבע בסיבים, באמבט הצבע ובקפסולה משמש כדי לגרום לצבע להשתחרר, להיספג ולצבוע ברציפות על הסיבים. צְבִיעָה. שימוש בצבעי מיקרוקפסולות לצביעה יכול לייצר טקסטיל צבעוני ולפתור ביעילות כמה בעיות בהדפסה וצביעה של טקסטיל, כגון הפחתת עלויות, שיפור ניצול הצבעים, הקלה על טיהור שפכים והשגת צביעה נטולת עזר וללא מים. שלושת הצבעים העיקריים של צבעים מפוזרים בטמפרטורה גבוהה נבחרו כדי לחקור את ביצועי התאמת הצבע של צביעת מיקרוקפסולה על זמש פוליאסטר. התוצאות הראו כי הרוויה של דגימות צבע מיקרו-קפסולות מפוזרות השתפרה בדרך כלל, ועומק הצבע הנראה גדל, מה שמעיד על כך שהתאמת הצבע שלה אפשרית.
 |
 |
טכנולוגיית Microencapsulation של HSF
לפרטים נוספים, אנא פנה אלינו:
אֶלֶקטרוֹנִי: sales@healthfulbio.com
ווטסאפ: +86 18992720900