Разбиране на зависимостта от температурата и течливостта на продуктите за грижа за очите - измерване на вискозитета с помощта на Kinexus

Въведение

Серията реометри NETZSCH Kinexus Prime може да характеризира широк спектър от сложни флуиди и полутвърди течности благодарение на своята чувствителност, изискване за малък обем, модулни геометрии и възможности за Advanced Software. По-специално, тези реометри притежават въздушен лагер със свръхниско триене, който осигурява несравнима чувствителност при много ниски (0,001 1/s) до много високи (10 000 1/s) скорости на срязване. Това е важно за разбирането и възможността за измерване на поведението на материалите в реални условия, като например срязване през капка за очи или физиологично срязване на окото по време на мигане. Компаниите, занимаващи се с офталмологични терапии, могат да използват данните, генерирани от серията реометри Kinexus Prime, за да повлияят на разработването на формулации.

Локалните капки за очи са основен метод за лечение на очни заболявания, като сухо око, глаукома и сезонни алергии. Добре известно е обаче, че локалните капки за очи са до голяма степен неефективни, като по-малко от 5 % от лекарството в приложената доза достига до целевите тъкани [1]. Това явление се дължи главно на естествения ефект на окото да изчиства чужди обекти. Предната част на окото, както е показано на фигура 1, се състои от многобройни бариери, като сложния слъзен филм и хидрофобната и хидрофилната природа на роговицата. Освен това назолакрималният дренаж и мигането играят важна роля за бързото отстраняване на приложените капки. Мигането е уникален случай, при който скоростта на срязване преминава от нула, докато окото е отворено, до много висока скорост на срязване, когато клепачите бързо се затварят и отново се отварят.

За да се подобри времето на престой на активните компоненти, могат да се използват различни лекарствени форми, като мехлеми, гелове и емулсии. NETZSCH наскоро работи с групата за научноизследователска и развойна дейност на фармацевтична компания и компания за устройства за грижа за очите, за да разработи уникална методология за изпитване в програмируемия софтуер rSpace, която да помогне за разработването на формулировки на мехлеми и лубриканти за капки за очи.

Условия за измерване

Реометрите Kinexus използват софтуер rSpace, който позволява на потребителите да програмират персонализирана тестова последователност. Потребителите могат също така да получат достъп и да променят над 200-те предварително създадени програми, които се доставят със софтуера и покриват 6 езика.

За тестването на предоставените проби беше създадена персонализирана последователност, която може да измерва една проба в диапазон от скорости на срязване, при различни температури, с периодични паузи за нагряване. Този метод симулира както прилагането на локалната формулация, когато тя се нанася от първичната опаковка (поток на срязване) при стайна температура, така и ефекта на мигане при температура, близка до физиологичната. Параметрите на теста са описани в таблица 1.

Таблица 1: Параметри на изпитването за измерване на локални офталмологични материали

Сравняване на локални формулировки

Вискозитетът като функция на скоростта на срязване и температурата за три търговски продукта за локално приложение е показан на фигури 2а, б и в. На фигура 2а е показан очен мехлем, съставен от вазелин, минерално масло и ланолин, който се използва за облекчаване на симптомите на сухота в очите през нощта. На фигура 2б също е представен очен мехлем, който се използва за облекчаване на нощните симптоми на сухота в очите, но включва витамин А заедно с вазелин, минерално масло и ланолин. И накрая, фигура 2в, представлява очен лубрикант с високомолекулен натриев хиалуронат и глицерин.

Въпреки че и трите мостри са създадени, за да осигурят комфорт на очите на пациентите със сухо око. Формулите на очния мехлем, показани на Фигура 2а и 2б, са с порядък по-вискозни в сравнение с лубриканта, показан на Фигура 2в. Освен това мазилата имат ясна температурна зависимост, при която загряването на пробите от околна до физиологична температура значително намалява техния вискозитет. За разлика от тях, смазката показва само леко намаляване на вискозитета при повишаване на температурата, което не променя цялостния ѝ профил на реакция. Това са информативни резултати от гледна точка на дизайна: мазилата се "разтапят" срещу топлината на окото, но остават достатъчно вискозни, за да увеличат времето на задържане. Тези мазила често се използват за очен комфорт при пациенти с тежки заболявания на сухото око и роговицата. От друга страна, очният лубрикант показва ясно изразен ефект на разреждане при срязване, което предполага, че съставът ще се разрежда при срязване като функция на мигането и няма да се отстранява бързо или да пречи на зрението.

И накрая, въпреки че и двата продукта са очни лубриканти със сходни формули, има ясно изразена разлика в профилите на реакция, показани на фигура 2а и 2б. При стайна температура фигура 2б показва двуфазна реакция на срязване, а не постепенна реакция, показана на фигура 2а. Освен това при физиологични температури образец 2b е значително по-вискозен в сравнение с образец 2a. Този резултат илюстрира чувствителността на единиците Kinexus и способността им да разграничават продуктите, дори когато имат сходен състав.

Резюме

Серията реометри NETZSCH Kinexus Prime предлага на потребителите гъвкавост и висока степен на персонализация, когато става въпрос за характеризиране на сложни течности и полутвърди вещества. За приложения в областта на фармацевтиката и науките за живота високата чувствителност в диапазона на скоростта на срязване large и малкият обем на пробата са ключови атрибути за тестване. Тук демонстрирахме как е създаден персонализиран метод за изпитване за Kinexus, за да се получат данни за търговски продукти за грижа за очите в подкрепа на разработването на формулация. Широкият диапазон на скоростта на срязване позволява на потребителите да симулират скорост на срязване при мигане, за да насочат експертите по формулиране на времето за престой в окото, комфорта на пациента и размазването.