Bevezetés
A NETZSCH Kinexus Prime reométer sorozat érzékenységének, kis térfogatigényének, moduláris geometriájának és a Advanced Software képességeknek köszönhetően a komplex folyadékok és félszilárd anyagok széles skáláját jellemzi. Különösen ezek a reométerek rendelkeznek egy rendkívül alacsony súrlódású légcsapágyazással, amely páratlan érzékenységet biztosít a nagyon alacsony (0,001 1/s) és a nagyon magas (10 000 1/s) nyírási sebességek között. Ez fontos az anyag viselkedésének megértéséhez és méréséhez olyan valós körülmények között, mint például a szemcseppentőn keresztül történő nyírás vagy a szem fölötti fiziológiai nyírás a pislogás során. A szemészeti terápiás célú vállalatok a Kinexus Prime reométer sorozat által generált adatokat felhasználhatják a készítmények fejlesztésének befolyásolására.
A helyi szemcseppek a szemészeti betegségek, például a száraz szem, a glaukóma és a szezonális allergia első számú kezelési módszere. Jól ismert azonban, hogy a helyi szemcseppek nagyrészt hatástalanok, mivel az alkalmazott dózisban lévő hatóanyag kevesebb mint 5%-a jut el a célszövetekbe [1]. Ezt a jelenséget elsősorban a szem természetes hatása okozza, hogy a szem eltávolítja az idegen tárgyakat. A szem elülső része, amint az az 1. ábrán látható, számos akadályból áll, mint például a komplex könnyfilm és a szaruhártya hidrofób és hidrofil jellege. Ezenkívül a nasolacrimalis elvezetés és a pislogás is nagy szerepet játszik a felhordott szemcseppek gyors eltávolításában. A pislogás egyedülálló eset, amikor a nyírási sebesség a nyitott szem alatt a nulláról a nagyon magas nyírási sebességre változik, amikor a szemhéjak gyorsan bezáródnak és újra kinyílnak.
Az aktív komponensek tartózkodási idejének javítására különböző adagolási formák használhatók, például kenőcsök, gélek és emulziók. A NETZSCH nemrégiben egy szemészeti gyógyszer- és eszközgyártó vállalat K+F csoportjával dolgozott együtt, hogy a programozható rSpace szoftverben egy egyedi vizsgálati módszert dolgozzanak ki, amely segít a kenőcsök és kenőanyagok szemcsepp formuláinak kifejlesztésében.
Mérési feltételek
A Kinexus reométerek a rSpace szoftvert használják, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy egyedi vizsgálati sorrendet programozzanak. A felhasználók hozzáférhetnek és módosíthatják a szoftverhez tartozó több mint 200 előre elkészített programot is, amelyek 6 nyelvet fednek le.
A rendelkezésre bocsátott minták vizsgálatához olyan egyedi szekvenciát készítettek, amely képes egyetlen minta mérésére különböző nyírási sebességek tartományában, különböző hőmérsékleteken, időnkénti fűtési szünetekkel. Ez a módszer szimulálja mind a helyileg alkalmazható készítmény alkalmazását, ahogyan azt az elsődleges csomagolásból (nyírási áramlás) szobahőmérsékleten alkalmazzák, mind pedig a pislogás hatását közel fiziológiás hőmérsékleten. A vizsgálati paramétereket az 1. táblázat tartalmazza.
Táblázat: A helyi szemészeti anyagok mérésére szolgáló vizsgálati paraméterek
| Geometria | 1°-os kúp, 40 mm |
|---|---|
| A minta térfogata | 0.8 ml |
| Hézag (H) | 1.5 mm |
| Normál erő | 5 N |
| Vizsgált hőmérséklet | 25°C és 37°C |
| Izoterm nyírási tartomány | 1 -5000 1/s |
Helyi formulák összehasonlítása
A viszkozitás a nyírási sebesség és a hőmérséklet függvényében három kereskedelmi forgalomban kapható helyi termék esetében a 2a, b és c ábrán látható. A 2a. ábra egy petrolátumból, ásványi olajból és lanolinból készült szemkenőcsöt mutat, amelyet a száraz szem tüneteinek éjszakai enyhítésére használnak. A 2b. ábra szintén a száraz szem éjszakai tüneteinek kezelésére használt kenőcs, de A-vitamint tartalmaz a vazelinnel, ásványi olajjal és lanolinnal együtt. Végül a 2c. ábra egy nagy molekulasúlyú nátrium-hialuronátot és glicerint tartalmazó szemkenőcs.
Bár mindhárom mintát úgy tervezték, hogy a száraz szemű betegek számára szemkomfortot nyújtson. A 2a. és 2b. ábrán látható szemkenőcs formulák nagyságrendekkel viszkózusabbak a 2c. ábrán látható kenőanyaghoz képest. Ezenkívül a kenőcsök egyértelműen hőmérsékletfüggőek, mivel a minták felmelegítése a környezeti hőmérsékletről fiziológiás hőmérsékletre jelentősen csökkenti a viszkozitásukat. Ezzel szemben a kenőanyag csak enyhe viszkozitáscsökkenést mutat a hőmérséklet növekedésével, ami nem változtatja meg az általános válaszprofilját. Ezek a tervezés szempontjából informatív eredmények: a kenőcsök "megolvadnak" a szemmel szembeni hő hatására, de elég viszkózusak maradnak ahhoz, hogy növeljék a visszatartási időt. Ezeket a kenőcsöket gyakran használják a szem komfortérzetének javítására súlyos szemszárazságban és szaruhártya-betegségekben szenvedő betegeknél. A szemkenőcs másrészt határozott nyíróvékonyító hatást mutat, ami azt sugallja, hogy a készítmény a pislogás függvényében nyíróvékonyodik, és nem távolodik el gyorsan, illetve nem akadályozza a látást.
Végezetül, annak ellenére, hogy mindkettő hasonló összetételű szemészeti kenőanyag, a 2a. és 2b. ábrán látható válaszprofilok között határozott különbség van. Szobahőmérsékleten a 2b. ábra a 2a. ábrán látható fokozatos válasz helyett kétfázisú nyírásra adott választ mutat. Ezenkívül fiziológiás hőmérsékleten a 2b minta a 2a-hoz képest jelentősen viszkózusabb. Ez az eredmény jól szemlélteti a Kinexus egységek érzékenységét, és azt, hogy képesek különbséget tenni a termékek között, még akkor is, ha azok összetétele hasonló.
Összefoglaló
A NETZSCH Kinexus Prime reométer sorozat sokoldalúságot és nagyfokú testreszabhatóságot kínál a felhasználóknak az összetett folyadékok és félszilárd anyagok jellemzésében. A gyógyszeripari és élettudományi alkalmazások esetében a large nyírási sebességtartományban való nagyfokú érzékenység és az alacsony mintatérfogat egyaránt kulcsfontosságú tulajdonság a vizsgálatokhoz. A következőkben bemutattuk, hogyan hoztunk létre egy egyedi vizsgálati módszert a Kinexus számára, hogy a kereskedelmi szemészeti termékekről adatokat állítsunk elő a készítményfejlesztés támogatására. A széles nyírási sebességtartomány lehetővé teszi a felhasználók számára a pislogási nyírási sebességek szimulálását, hogy a formulázási szakértők iránymutatást kapjanak a szem tartózkodási idejéről, a beteg kényelméről és a homályosságról.