Мембранное эмульгирование

Схематическое изображение мембранной эмульсификации с перекрестным потоком

Мембранное эмульгирование (МЭ) — относительно новый метод производства всех типов одиночных и множественных эмульсий для DDS ( систем доставки лекарств ), твердых микроносителей для капсулирования лекарственного средства или питательного вещества, припоя частиц для технологии поверхностного монтажа , монодисперсных полимерных микросфер ( для упаковки аналитических колонок, носителей ферментов, прокладок жидкокристаллических дисплеев , частиц ядра тонера). ^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]^[6] Мембранное эмульгирование было предложено Накашимой и Симидзу в конце 1980-х годов в Японии. ^[7]^[8]

Описание

В этом процессе дисперсная фаза проталкивается через поры микропористой мембраны непосредственно в непрерывную фазу. Эмульгированные капли образуются и отделяются в конце пор по капельному механизму. Преимущества мембранного эмульгирования перед традиционными процессами эмульгирования заключаются в том, что он позволяет получать очень мелкие эмульсии с контролируемыми размерами капель и узким распределением капель по размерам. Успешное эмульгирование может быть проведено с гораздо меньшим потреблением эмульгатора и энергии, а из-за пониженного эффекта напряжения сдвига мембранное эмульгирование позволяет использовать чувствительные к сдвигу ингредиенты, такие как крахмал и белки. ^[9] Процесс мембранного эмульгирования обычно проводят в режиме перекрестного потока (непрерывного или периодического) или в ячейке с перемешиванием (периодического действия). ^[10]^[11]

Основным ограничивающим фактором МЭ был низкий поток дисперсной фазы. Для расширения промышленного применения необходимо было увеличить производительность этого метода. Некоторые исследования были направлены на решение этой и других проблем, таких как загрязнение мембран. ^[12]^[13]

Теперь было показано, что высокий поток дисперсной фазы возможен при использовании однопроходных поперечноточных мембран с кольцевым зазором. ^[14]

Ссылки

^ Симидзу, М.; К. Ториго; И. Аказаки; Т. Накашима (2001). «Приготовление монодисперсных микросфер припоя методом мембранного эмульгирования». Материалы 36-го форума СПГ .
^ Тоорисака, Э.; Х. Оно; К. Аримори; Н. Камия; М. Гото (2003). «Гипогликемический эффект инсулина, покрытого поверхностно-активным веществом, солюбилизированного в новой эмульсии твердое вещество в масле в воде (S/O/W)». Международный фармацевтический журнал . 252 (1–2): 271–274. дои : 10.1016/S0378-5173(02)00674-9 . ПМИД 12550804 .
^ Хосоя, К.; К. Ёсидзако; К. Кимата; Н. Танака (1997). «Хроматографические свойства макропористых полимерных частиц одинакового размера, полученных с использованием SPG-эмульгирования». Хроматография - Журнал наук о разделении и обнаружении . 18 (4): 226–227.
^ Оми, Синдзо; Казуёси Канеко; Акира Накаяма; Кеничи Катами; Тэцуя Тагучи; Мамору Исо; Масатоши Нагаи; Гуан-Хуэй Ма (1997). «Применение пористых микросфер, полученных методом эмульсификации SPG (пористое стекло Ширасу), в качестве иммобилизующих носителей глюкоамилазы (GluA)». Журнал прикладной науки о полимерах . 65 (13): 2655–2664. doi : 10.1002/(SICI)1097-4628(19970926)65:13<2655::AID-APP7>3.0.CO;2-A .
^ Хигаши, С.; Симидзу М.; Накашима Т.; Ивата К.; Утияма Ф.; Тането С.; Тамура С.; Сетогучи Т. (1995). «Артериальная инъекционная химиотерапия гепатоцеллюлярной карциномы с использованием монодисперсных микрокапель макового масла, содержащих мелкие водные везикулы эпирубицина - первоначальное медицинское применение метода мембранного эмульгирования». Рак . 75 (6): 1245–54. doi : 10.1002/1097-0142(19950315)75:6<1245::AID-CNCR2820750606>3.0.CO;2-U . ПМИД 7882276 .
^ Хуанг, Б.-Р; У Ч.-Х.; Шеу Р.-Ф.; Ха Ю.-К.; Сун Х.-С.; Ли Х.-Дж.; Ким Ж.-Х (2000). «Подготовка сердцевинных частиц к нанесению тонера методом мембранного эмульгирования». Коллоиды и поверхности А: Физико-химические и инженерные аспекты . 162 (1): 289–293. дои : 10.1016/S0927-7757(99)00235-6 .
^ Накашима, Т.; Симидзу М. (1986). «Пористое стекло из кальциево-алюмоборосиликатного стекла». Керамика . 21 : 408.
^ Накашима, Т.; Симидзу М.; Кукизаки М. (1991). «Мембранное эмульгирование. Руководство по эксплуатации». Институт промышленных исследований префектуры Миядзаки, Миядзаки, Япония .
^ Владисавлевич, Г.Т.; Брезель С.; Шуберт Х. (2000). «Приготовление эмульсий вода в масле с использованием микропористых полипропиленовых полых волокон: условия для получения небольших однородных капель» (PDF) . Химические бумаги . 54 (6а): 383–388. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2011 г.
^ ДЕЛЮКА, Г; ДИМАИО, Ф; ДИРЕнцО, А; ДРИОЛИ, Э (1 июля 2008 г.). «Отрыв капель при мембранном эмульгировании с поперечным потоком: сравнение моделей, основанных на крутящем моменте и силе». Химическая инженерия и переработка: интенсификация процессов . 47 (7): 1150–1158. Бибкод : 2008CEPPI..47.1150D . дои : 10.1016/j.cep.2007.03.010 .
^ Тимгрен, Анна; Трагордх, Гун; Трагорд, Кристиан (1 февраля 2010 г.). «Модель прогнозирования размера капель во время эмульгирования в поперечном потоке». Химические инженерные исследования и проектирование . 88 (2): 229–238. Бибкод : 2010CERD...88..229T . дои : 10.1016/j.cherd.2009.08.005 .
^ Корис, Андрас; Пьячентини, Эмма; Ватаи, Дьюла; Бекассы-Мольнар, Эрика; Дриоли, Энрико; Джорно, Лидиетта (19 января 2011 г.). «Исследование влияния метода модификации механического напряжения сдвига во время мембранного эмульгирования с перекрестным потоком». Журнал мембранной науки . 371 (1–2): 28–36. дои : 10.1016/j.memsci.2011.01.005 .
^ Холдич, Ричард Г.; Драгосавац, Марияна М.; Владисавлевич, Горан Т.; Косвинцев, Сергей Р. (21 апреля 2010 г.). «Мембранное эмульгирование с помощью колеблющихся и неподвижных мембран». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 49 (8): 3810–3817. дои : 10.1021/ie900531n .
^ Холдич, Ричард; Драгосавац, Марияна; Уильямс, Брюс; Троттер, Сэмюэл (2020). «Высокопроизводительная мембранная эмульгация с использованием однопроходной мембраны с кольцевым потоком и перекрестным потоком» . Журнал Айше . 66 (6): e16958. Бибкод : 2020AIChE..66E6958H . дои : 10.1002/aic.16958 . ISSN 1547-5905 .

Внешние ссылки

[1] Симидзу, М.; К. Ториго; И. Аказаки; Т. Накашима (2001). «Приготовление монодисперсных микросфер припоя методом мембранного эмульгирования». Материалы 36-го форума СПГ .

[2] Тоорисака, Э.; Х. Оно; К. Аримори; Н. Камия; М. Гото (2003). «Гипогликемический эффект инсулина, покрытого поверхностно-активным веществом, солюбилизированного в новой эмульсии твердое вещество в масле в воде (S/O/W)». Международный фармацевтический журнал . 252 (1–2): 271–274. дои : 10.1016/S0378-5173(02)00674-9 . ПМИД 12550804 .

[3] Хосоя, К.; К. Ёсидзако; К. Кимата; Н. Танака (1997). «Хроматографические свойства макропористых полимерных частиц одинакового размера, полученных с использованием SPG-эмульгирования». Хроматография - Журнал наук о разделении и обнаружении . 18 (4): 226–227.

[4] Оми, Синдзо; Казуёси Канеко; Акира Накаяма; Кеничи Катами; Тэцуя Тагучи; Мамору Исо; Масатоши Нагаи; Гуан-Хуэй Ма (1997). «Применение пористых микросфер, полученных методом эмульсификации SPG (пористое стекло Ширасу), в качестве иммобилизующих носителей глюкоамилазы (GluA)». Журнал прикладной науки о полимерах . 65 (13): 2655–2664. doi : 10.1002/(SICI)1097-4628(19970926)65:13<2655::AID-APP7>3.0.CO;2-A .

[5] Хигаши, С.; Симидзу М.; Накашима Т.; Ивата К.; Утияма Ф.; Тането С.; Тамура С.; Сетогучи Т. (1995). «Артериальная инъекционная химиотерапия гепатоцеллюлярной карциномы с использованием монодисперсных микрокапель макового масла, содержащих мелкие водные везикулы эпирубицина - первоначальное медицинское применение метода мембранного эмульгирования». Рак . 75 (6): 1245–54. doi : 10.1002/1097-0142(19950315)75:6<1245::AID-CNCR2820750606>3.0.CO;2-U . ПМИД 7882276 .

[6] Хуанг, Б.-Р; У Ч.-Х.; Шеу Р.-Ф.; Ха Ю.-К.; Сун Х.-С.; Ли Х.-Дж.; Ким Ж.-Х (2000). «Подготовка сердцевинных частиц к нанесению тонера методом мембранного эмульгирования». Коллоиды и поверхности А: Физико-химические и инженерные аспекты . 162 (1): 289–293. дои : 10.1016/S0927-7757(99)00235-6 .

[7] Накашима, Т.; Симидзу М. (1986). «Пористое стекло из кальциево-алюмоборосиликатного стекла». Керамика . 21 : 408.

[8] Накашима, Т.; Симидзу М.; Кукизаки М. (1991). «Мембранное эмульгирование. Руководство по эксплуатации». Институт промышленных исследований префектуры Миядзаки, Миядзаки, Япония .

[9] Владисавлевич, Г.Т.; Брезель С.; Шуберт Х. (2000). «Приготовление эмульсий вода в масле с использованием микропористых полипропиленовых полых волокон: условия для получения небольших однородных капель» (PDF) . Химические бумаги . 54 (6а): 383–388. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2011 г.

[10] ДЕЛЮКА, Г; ДИМАИО, Ф; ДИРЕнцО, А; ДРИОЛИ, Э (1 июля 2008 г.). «Отрыв капель при мембранном эмульгировании с поперечным потоком: сравнение моделей, основанных на крутящем моменте и силе». Химическая инженерия и переработка: интенсификация процессов . 47 (7): 1150–1158. Бибкод : 2008CEPPI..47.1150D . дои : 10.1016/j.cep.2007.03.010 .

[11] Тимгрен, Анна; Трагордх, Гун; Трагорд, Кристиан (1 февраля 2010 г.). «Модель прогнозирования размера капель во время эмульгирования в поперечном потоке». Химические инженерные исследования и проектирование . 88 (2): 229–238. Бибкод : 2010CERD...88..229T . дои : 10.1016/j.cherd.2009.08.005 .

[12] Корис, Андрас; Пьячентини, Эмма; Ватаи, Дьюла; Бекассы-Мольнар, Эрика; Дриоли, Энрико; Джорно, Лидиетта (19 января 2011 г.). «Исследование влияния метода модификации механического напряжения сдвига во время мембранного эмульгирования с перекрестным потоком». Журнал мембранной науки . 371 (1–2): 28–36. дои : 10.1016/j.memsci.2011.01.005 .

[13] Холдич, Ричард Г.; Драгосавац, Марияна М.; Владисавлевич, Горан Т.; Косвинцев, Сергей Р. (21 апреля 2010 г.). «Мембранное эмульгирование с помощью колеблющихся и неподвижных мембран». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 49 (8): 3810–3817. дои : 10.1021/ie900531n .

[14] Холдич, Ричард; Драгосавац, Марияна; Уильямс, Брюс; Троттер, Сэмюэл (2020). «Высокопроизводительная мембранная эмульгация с использованием однопроходной мембраны с кольцевым потоком и перекрестным потоком» . Журнал Айше . 66 (6): e16958. Бибкод : 2020AIChE..66E6958H . дои : 10.1002/aic.16958 . ISSN 1547-5905 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]