Introducere
Seria de reometre NETZSCH Kinexus Prime poate caracteriza o gamă largă de fluide și semisolide complexe datorită sensibilității sale, cerințelor reduse de volum, geometriei modulare și capacităților Advanced Software. În special, aceste reometre posedă un rulment cu aer cu frecare foarte redusă, care oferă o sensibilitate de neegalat la viteze de forfecare foarte mici (0,001 1/s) până la foarte mari (10 000 1/s). Acest lucru este important pentru înțelegerea și măsurarea comportamentului materialului în condiții reale, cum ar fi forfecarea printr-un picurător de ochi sau forfecarea fiziologică asupra ochiului în timpul clipitului. Companiile terapeutice cu profil oftalmic pot utiliza datele generate de seria de reometre Kinexus Prime pentru a influența dezvoltarea formulării.
Picăturile topice pentru ochi sunt modalitatea de tratament de primă linie pentru afecțiunile oculare, cum ar fi ochiul uscat, glaucomul și alergiile sezoniere. Cu toate acestea, este bine cunoscut faptul că picăturile topice pentru ochi sunt în mare măsură ineficiente, mai puțin de 5% din medicamentul dintr-o doză aplicată ajungând în țesuturile țintă [1]. Acest fenomen este cauzat în primul rând de efectul natural al ochiului de a îndepărta obiectele străine. Partea frontală a ochiului, așa cum se arată în figura 1, constă din numeroase bariere, cum ar fi filmul lacrimal complex și natura hidrofobă și hidrofilă a corneei. În plus, drenajul nazolacrimal și clipitul joacă un rol major în eliminarea rapidă a picăturilor oculare aplicate. Clipitul este un caz unic în care rata de forfecare trece de la zero, în timp ce ochiul este deschis, la o forfecare foarte mare, pe măsură ce pleoapele se închid și se redeschid rapid.
Pentru a îmbunătăți timpul de rezidență al componentelor active, pot fi utilizate diferite forme de dozare, cum ar fi unguente, geluri și emulsii. NETZSCH a colaborat recent cu grupul de cercetare și dezvoltare al unei companii farmaceutice și de dispozitive pentru îngrijirea ochilor pentru a dezvolta o metodologie de testare unică, în software-ul programabil rSpace, pentru a ajuta la ghidarea dezvoltării formulărilor de unguente și lubrifianți pentru picături oftalmologice.
Condiții de măsurare
Reometrele Kinexus utilizează software-ul rSpace care permite utilizatorilor să programeze o secvență de testare personalizată. Utilizatorii pot, de asemenea, să acceseze și să modifice cele peste 200 de programe pre-construite care vin cu software-ul și care acoperă 6 limbi.
Pentru testarea probelor furnizate, a fost creată o secvență personalizată capabilă să măsoare o singură probă într-o gamă de viteze de forfecare, la temperaturi diferite, cu pauze intermitente pentru încălzire. Această metodă simulează atât aplicarea formulării topice, așa cum este aplicată din ambalajul primar (flux de forfecare) la temperatura camerei, cât și efectul clipitului la o temperatură apropiată de cea fiziologică. Parametrii de testare sunt prezentați în tabelul 1.
Tabelul 1: Parametrii de testare pentru măsurarea materialelor oftalmologice topice
| Geometrie | con de 1°, 40 mm |
|---|---|
| Volumul probei | 0.8 ml |
| Gap (H) | 1.5 mm |
| Forța normală | 5 N |
| Temperatura testată | 25°C și 37°C |
| Interval de forfecare izotermă | 1 -5000 1/s |
Compararea formulărilor topice
Vâscozitatea în funcție de viteza de forfecare și de temperatură pentru trei produse topice comerciale este prezentată în figurile 2a, b și c. Figura 2a prezintă un unguent ocular din petrolatum, ulei mineral și lanolină, care este utilizat pentru ameliorarea peste noapte a simptomelor de ochi uscat. Figura 2b este, de asemenea, un unguent utilizat pentru tratarea peste noapte a simptomelor de ochi uscat, dar include vitamina A împreună cu petrolatum, ulei mineral și lanolină. În sfârșit, figura 2c este un lubrifiant ocular cu hialuronat de sodiu cu greutate moleculară mare și glicerină.
Deși toate cele trei probe sunt concepute pentru a oferi confort ocular pacienților cu ochi uscat. Formulările de unguent ocular prezentate în figurile 2a și 2b sunt cu câteva ordine de mărime mai vâscoase în comparație cu lubrifiantul prezentat în figura 2c. În plus, unguentele au o dependență clară de temperatură, în care încălzirea probelor de la temperatura ambiantă la temperatura fiziologică le scade semnificativ vâscozitatea. În schimb, lubrifiantul prezintă doar o ușoară reducere a vâscozității odată cu creșterea temperaturii, care nu modifică profilul său general de răspuns. Acestea sunt rezultate informative din punct de vedere al proiectării: unguentele se "topesc" la căldura ochiului, dar rămân suficient de vâscoase pentru a spori timpul de retenție. Aceste unguente sunt adesea utilizate pentru confortul ochilor la pacienții cu ochi uscat sever și boli corneene. Pe de altă parte, lubrifiantul ocular prezintă un efect distinct de subțiere prin forfecare, ceea ce sugerează că formula se va subția prin forfecare în funcție de clipire și nu va fi îndepărtată rapid sau nu va împiedica vederea.
În cele din urmă, în ciuda faptului că ambele sunt lubrifianți oculari cu formulări similare, există o diferență clară în profilurile de răspuns prezentate în figura 2a și 2b. La temperatura camerei, figura 2b prezintă un răspuns bifazic la forfecare, mai degrabă decât răspunsul gradual prezentat de figura 2a. În plus, la temperaturi fiziologice, proba 2b este semnificativ mai vâscoasă în comparație cu 2a. Acest rezultat ilustrează sensibilitatea unităților Kinexus și capacitatea lor de a diferenția între produse, chiar și atunci când acestea au compoziții similare.
Rezumat
Seria de reometre NETZSCH Kinexus Prime oferă utilizatorilor versatilitate și un grad ridicat de personalizare atunci când vine vorba de caracterizarea fluidelor complexe și a semi-solidelor. Pentru aplicațiile din domeniul farmaceutic și al științelor vieții, sensibilitatea ridicată într-o gamă de rate de forfecare large și volumul redus al probei sunt atribute esențiale pentru testare. Aici, am demonstrat cum a fost generată o metodă de testare personalizată pentru Kinexus pentru a produce date privind produsele comerciale de îngrijire a ochilor pentru a sprijini dezvoltarea formulării. Gama largă de viteze de forfecare permite utilizatorilor să simuleze vitezele de forfecare a clipitului pentru a ghida experții în formulare în ceea ce privește timpul de ședere oculară, confortul pacientului și încețoșarea.