Úvod
Reometry řady NETZSCH Kinexus Prime mohou charakterizovat širokou škálu komplexních kapalin a polotuhých látek díky své citlivosti, nízkým objemovým nárokům, modulární geometrii a možnostem Advanced Software. Tyto reometry mají zejména vzduchové ložisko s velmi nízkým třením, které poskytuje bezkonkurenční citlivost při velmi nízkých (0,001 1/s) až velmi vysokých (10 000 1/s) smykových rychlostech. To je důležité pro pochopení a možnost měření chování materiálu v reálných podmínkách, jako je smyk přes kapátko nebo fyziologický smyk přes oko při mrkání. Terapeutické společnosti zaměřené na oftalmologii mohou využívat údaje získané reometry řady Kinexus Prime k ovlivnění vývoje receptur.
Lokální oční kapky jsou přední metodou léčby očních onemocnění, jako je suché oko, glaukom a sezónní alergie. Je však dobře známo, že lokální oční kapky jsou do značné míry neúčinné, protože do cílových tkání se dostane méně než 5 % léčiva v aplikované dávce [1]. Tento jev je způsoben především přirozeným účinkem oka na odstraňování cizích těles. Přední část oka, jak je znázorněno na obrázku 1, se skládá z četných bariér, jako je komplexní slzný film a hydrofobní a hydrofilní povaha rohovky. Kromě toho hrají při rychlém odstraňování aplikovaných očních kapek významnou roli nazolakrimální drenáž a mrkání. Mrkání je jedinečný případ, kdy rychlost smyku přechází z nulové hodnoty, když je oko otevřené, na velmi vysoký smyk, když se víčka rychle zavírají a znovu otevírají.
Pro zlepšení doby setrvání aktivních složek lze použít různé lékové formy, jako jsou masti, gely a emulze. NETZSCH nedávno spolupracoval se skupinou výzkumu a vývoje jedné farmaceutické společnosti a společnosti vyrábějící oční pomůcky na vývoji jedinečné metodiky testování v programovatelném softwaru rSpace, která pomáhá řídit vývoj receptur očních mastí a lubrikačních kapek.
Podmínky měření
Reometry Kinexus využívají software rSpace, který uživatelům umožňuje naprogramovat vlastní testovací sekvenci. Uživatelé mohou také přistupovat k více než 200 předpřipraveným programům, které jsou součástí softwaru a pokrývají 6 jazyků, a upravovat je.
Pro testování dodaných vzorků byla vytvořena vlastní sekvence schopná měřit jeden vzorek v rozsahu smykových rychlostí, při různých teplotách a s přerušovanými pauzami pro zahřívání. Tato metoda simuluje jak aplikaci topického přípravku, jak je aplikován z primárního obalu (smykový tok) při pokojové teplotě, tak účinek mrkání při teplotě blízké fyziologické. Parametry zkoušky jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1: Zkušební parametry pro měření topických očních materiálů
| Geometrie | kužel 1°, 40 mm |
|---|---|
| Objem vzorku | 0.8 ml |
| Mezera (H) | 1.5 mm |
| Normálová síla | 5 N |
| Zkoušená teplota | 25 °C a 37 °C |
| Rozsah IzotermickýZkoušky při kontrolované a konstantní teplotě se nazývají izotermické.izotermického smyku | 1 -5000 1/s |
Srovnání lokálních přípravků
Na obrázcích 2a, b a c je znázorněna viskozita jako funkce smykové rychlosti a teploty u tří komerčních produktů pro lokální použití. Na obrázku 2a je zobrazena oční mast z vazelíny, minerálního oleje a lanolinu, která se používá k noční úlevě od příznaků suchého oka. Na obrázku 2b je rovněž mast, která se používá k noční léčbě příznaků suchého oka, ale obsahuje vitamin A spolu s vazelínou, minerálním olejem a lanolinem. A konečně na obrázku 2c je oční mazání s vysokomolekulárním hyaluronátem sodným a glycerinem.
Ačkoli jsou všechny tři vzorky navrženy tak, aby poskytovaly oční komfort pacientům se suchým okem. Přípravky oční masti zobrazené na obrázcích 2a a 2b jsou řádově viskóznější ve srovnání s lubrikantem zobrazeným na obrázku 2c. U mastí je navíc zřejmá závislost na teplotě, kdy zahřátí vzorků z okolní na fyziologickou teplotu výrazně snižuje jejich viskozitu. Naproti tomu mazivo vykazuje pouze mírné snížení viskozity s rostoucí teplotou, které nemění jeho celkový profil odezvy. To jsou informativní výsledky z hlediska konstrukce: masti se "rozpouštějí" proti teplu oka, ale zůstávají dostatečně viskózní, aby zvýšily retenční čas. Tyto masti se často používají pro oční komfort u pacientů s těžkým suchým okem a onemocněním rohovky. Na druhou stranu oční mazání vykazuje výrazný efekt smykového zřeďování, což naznačuje, že složení se bude smykově zřeďovat v závislosti na mrkání a nebude se rychle odstraňovat nebo bránit vidění.
A konečně, přestože se v obou případech jedná o oční lubrikanty s podobným složením, existuje zřetelný rozdíl v profilech odezvy uvedených na obrázcích 2a a 2b. Obrázek 2b ukazuje při pokojové teplotě spíše dvoufázovou odezvu na střih než postupnou odezvu, kterou ukazuje obrázek 2a. Kromě toho je vzorek 2b při fyziologických teplotách výrazně viskóznější než vzorek 2a. Tento výsledek ilustruje citlivost jednotek Kinexus a jejich schopnost rozlišovat mezi produkty, i když mají podobné složení.
Souhrn
Reometry řady NETZSCH Kinexus Prime nabízejí uživatelům všestrannost a vysoký stupeň přizpůsobení, pokud jde o charakterizaci složitých kapalin a polotuhých látek. Pro aplikace ve farmacii a biologických vědách je klíčovou vlastností pro testování vysoká citlivost v celém rozsahu smykových rychlostí large a malý objem vzorku. V tomto článku jsme ukázali, jak byla pro přístroj Kinexus vytvořena vlastní testovací metoda pro získání údajů o komerčních produktech pro péči o oči na podporu vývoje receptur. Široký rozsah smykových rychlostí umožňuje uživatelům simulovat smykové rychlosti mrkání, aby se odborníci na složení mohli řídit dobou setrvání v oku, komfortem pacienta a rozmazáním.