소개
NETZSCH 키넥서스 프라임 레오미터 시리즈는 감도, 낮은 부피 요구 사항, 모듈식 형상 및 Advanced Software 기능으로 인해 광범위한 복잡한 유체 및 반고체를 특성화할 수 있습니다. 특히 이 레오미터는 매우 낮은(0.001 1/s)에서 매우 높은(10,000 1/s) 전단 속도에 걸쳐 탁월한 감도를 제공하는 초저마찰 에어 베어링을 갖추고 있습니다. 이는 스포이드를 통한 전단이나 눈을 깜박이는 동안의 생리적 전단과 같은 실제 조건에서 재료의 거동을 이해하고 측정하는 데 중요합니다. 안과 중심의 치료제 회사는 키넥서스 프라임 레오미터 시리즈에서 생성된 데이터를 사용하여 제형 개발에 영향을 줄 수 있습니다.
국소 안약은 안구 건조증, 녹내장, 계절성 알레르기 등의 안과 질환에 대한 최전선 치료법입니다. 그러나 국소 안약은 도포된 용량의 약물이 표적 조직에 도달하는 비율이 5% 미만으로 효과가 거의 없다는 것이 잘 알려져 있습니다[1]. 이러한 현상은 주로 이물질을 제거하려는 눈의 자연적인 효과로 인해 발생합니다. 그림 1과 같이 눈 앞쪽은 복잡한 눈물막과 각막의 소수성 및 친수성 등 수많은 장벽으로 구성되어 있습니다. 또한 비루액 배출과 눈 깜박임은 점안한 안약을 빠르게 제거하는 데 중요한 역할을 합니다. 눈 깜박임은 눈을 뜨고 있는 동안에는 전단 속도가 0에서 눈꺼풀이 빠르게 닫혔다가 다시 열리면서 매우 높은 전단 속도로 변하는 독특한 경우입니다.
활성 성분의 체류 시간을 개선하기 위해 연고, 젤, 에멀젼과 같은 다양한 제형을 사용할 수 있습니다. NETZSCH 최근 아이케어 제약 및 기기 회사의 R&D 그룹과 협력하여 프로그래밍 가능한 rSpace 소프트웨어에서 연고 및 윤활제 안약 제형 개발을 안내하는 고유한 테스트 방법론을 개발했습니다.
측정 조건
키넥서스 레오미터는 사용자가 맞춤형 테스트 시퀀스를 프로그래밍할 수 있는 rSpace 소프트웨어를 활용합니다. 또한 사용자는 소프트웨어와 함께 제공되며 6개 언어로 지원되는 200개 이상의 사전 구축된 프로그램에 액세스하고 수정할 수 있습니다.
제공된 샘플을 테스트하기 위해 다양한 온도에서 다양한 전단 속도 범위에서 단일 샘플을 측정할 수 있는 맞춤형 시퀀스를 생성하고 가열을 위해 간헐적으로 일시 정지합니다. 이 방법은 실온에서 1차 포장(전단 흐름)에서 국소 제형이 도포될 때의 적용과 생리적 온도에 가까운 온도에서 깜박임의 효과를 모두 시뮬레이션합니다. 테스트 매개변수는 표 1에 요약되어 있습니다.
표 1: 국소 안과용 재료 측정을 위한 테스트 파라미터
| 기하학적 구조 | 1° 콘, 40mm |
|---|---|
| 시료 부피 | 0.8 ml |
| 간격(H) | 1.5mm |
| 정상 힘 | 5 N |
| 온도 테스트 | 25°C 및 37°C |
| 등온 전단 범위 | 1 -5000 1/s |
국소 제형 비교
시판되는 세 가지 국소용 제품의 전단 속도와 온도에 따른 점도는 그림 2a, b, c에 나와 있습니다. 그림 2a는 바셀린, 미네랄 오일, 라놀린으로 만든 안구 연고로, 밤새 안구 건조 증상을 완화하는 데 사용됩니다. 그림 2b는 역시 밤새 안구 건조 증상을 치료하는 데 사용되는 연고이지만 바셀린, 미네랄 오일, 라놀린과 함께 비타민 A가 포함되어 있습니다. 마지막으로 그림 2c는 고분자 히알루론산나트륨과 글리세린이 함유된 안구 윤활제입니다.
세 가지 샘플 모두 안구건조증 환자에게 눈을 편안하게 하도록 설계되었습니다. 그림 2a와 2b에 표시된 안구 연고 제형은 그림 2c에 표시된 윤활유에 비해 점도가 훨씬 높습니다. 또한 연고는 상온에서 생리적 온도로 샘플을 가열하면 점도가 현저히 감소하는 온도 의존성이 뚜렷합니다. 반면 윤활제는 온도가 상승함에 따라 점도가 약간만 감소할 뿐 전체적인 반응 프로파일은 변하지 않습니다. 이는 디자인 관점에서 볼 때 유익한 결과로, 연고는 눈의 열에 의해 '녹지만' 점성은 충분히 유지되어 유지 시간을 향상시킵니다. 이 연고는 심한 안구건조증과 각막 질환이 있는 환자의 눈의 편안함을 위해 자주 사용됩니다. 반면에 안구 윤활제는 눈을 깜빡일 때 제형이 얇게 깎여 빠르게 제거되거나 시야를 방해하지 않는 뚜렷한 전단 박리 효과를 나타냅니다.
마지막으로, 두 제품 모두 유사한 제형의 안구 윤활제임에도 불구하고 그림 2a와 2b에 표시된 반응 프로파일에는 뚜렷한 차이가 있습니다. 실온에서 그림 2b는 그림 2a에 나타난 점진적인 반응이 아닌 전단에 대한 2상 반응을 보여줍니다. 또한 생리적 온도에서 시료 2b는 2a에 비해 훨씬 더 점성이 높습니다. 이 결과는 키넥서스 장치의 감도와 비슷한 조성을 가진 제품들 사이에서도 제품을 구별하는 능력을 보여줍니다.
요약
NETZSCH 키넥서스 프라임 레오미터 시리즈는 복잡한 유체 및 반고체의 특성 분석에 있어 사용자에게 다양한 기능과 높은 수준의 맞춤화를 제공합니다. 제약 및 생명 과학 응용 분야의 경우, large 전단 속도 범위에서 높은 감도와 적은 시료 부피는 모두 테스트의 핵심 속성입니다. 여기에서는 키넥서스가 제형 개발을 지원하기 위해 상업용 아이케어 제품에 대한 데이터를 생성하기 위해 맞춤형 테스트 방법을 생성하는 방법을 시연했습니다. 넓은 전단 속도 범위를 통해 사용자는 눈 깜박임 전단 속도를 시뮬레이션하여 안구 체류 시간, 환자의 편안함 및 흐림에 대해 제형 전문가에게 안내할 수 있습니다.