大口径平行平板ジオメトリを備えた制御応力レオメーターは、振動応力スキャンと周波数スイープ測定を実行することにより、ペクチン/ゼラチン経皮パッチを評価します。これらの特定のテストは、貯蔵弾性率（$G'$）と損失弾性率（$G''$）を定量化し、材料の内部微細構造の強度、柔軟性、および人間の皮膚への適応性に関する正確なデータを提供します。
コアインサイト：この評価の価値は、パッチの「擬塑性」挙動を定義することにあります。ゲルが保管中に安定して保持できるほど構造化されているが、塗布時に容易に広がり、快適に接着できるほど流動的であることを確認できます。
測定のメカニズム
平行平板セットアップ
レオメーターは、ペクチン/ゼラチンサンプルを保持するために大口径平行平板を使用します。このジオメトリは、経皮ゲルなどの柔らかく半固体の材料に最適です。これは、繊細なポリマーネットワーク構造を損傷することなく、サンプル全体に均一なせん断を適用するためです。
振動応力スキャン
装置は振動応力スキャンを実行して、パッチに非破壊的なひずみを加えます。プレートを前後に振動させることにより、レオメーターは材料が変形にどのように抵抗するかを測定します。これにより、「線形粘弾性領域」が特定され、応力下で材料の構造がそのまま維持されます。
周波数スイープ測定
応力スキャンの後、周波数スイープが実行され、さまざまな時間スケールの活動がシミュレートされます。これにより、保管中の重力のゆっくりとしたクリープから、日常活動中の皮膚の急速な動きまで、さまざまな条件下でのパッチの挙動が明らかになります。
材料挙動の解釈
構造強度（$G'$）の測定
レオメーターは、粘弾性挙動の弾性部分を表す貯蔵弾性率（$G'$）を測定します。$G'$が高いほど、内部微細構造が強いことを示します。この指標は、薬物負荷接着剤が固体ユニットとして壊れることなくまとまるのに十分な凝集強度を持っていることを確認します。
柔軟性と流動性（$G''$）の測定
同時に、装置は材料の粘性または液体のような部分を表す損失弾性率（$G''$）を測定します。この指標は、柔軟性と適応性の分析に不可欠です。パッチがエネルギーをどの程度効率的に散逸させ、皮膚表面の不規則性に適合できるかを定量化します。
せん断減粘の確認
この分析は、せん断減粘とも呼ばれる擬塑性流体挙動を確認するために使用されます。これにより、ゲル粘度がせん断応力下（塗布中）で低下して容易に広がるようになり、静止時には高い粘度を回復して構造安定性と信頼性の高い接着性を維持します。
トレードオフの理解
接着性と凝集性のバランス
この評価の重要な側面は、$G'$と$G''$のバランスを見つけることです。弾性率（$G'$）が支配的すぎると、パッチは皮膚の輪郭に接着するには硬すぎる可能性があります。粘性率（$G''$）が支配的すぎると、パッチは構造的完全性を失い、除去時に粘着性の残留物を残す可能性があります。
薬物負荷への感度
薬物分子の導入は、接着剤の三次元ネットワークを変化させる可能性があります。レオメーターはこれらの微妙な変化を検出します。薬物負荷が凝集強度を大幅に低下させ、長期的な接着性能を損なう可能性があるかどうかを監視する必要があります。
目標に合わせた適切な選択
経皮パッチ製剤を最適化するために、レオロジーデータを使用して特定の目標を導き出してください。
- 臨床上の利便性が最優先事項の場合：ゲルが塗布中に容易に広がり、塗布後に所定の位置にとどまるように、擬塑性挙動（せん断減粘）を優先してください。
- クリーンな除去が最優先事項の場合：凝集強度を維持するために十分に高い貯蔵弾性率（$G'$）を確保し、患者の皮膚に残留物が残らないようにしてください。
- 皮膚への適合性が最優先事項の場合：損失弾性率（$G''$）を最適化して、パッチが皮膚の質感にわずかに流れ込み、薬物送達のための接触面積を最大化します。
信頼性の高い経皮治療は、薬だけでなく、送達媒体の機械的インテリジェンスにも依存します。
概要表：
| レオロジーパラメータ | 測定対象 | 性能上の利点 |
|---|---|---|
| 貯蔵弾性率（$G'$） | 凝集強度 | 構造的完全性と残留物なしの除去を保証します。 |
| 損失弾性率（$G''$） | 柔軟性と流動性 | 皮膚への適合性を向上させ、薬物接触面積を最大化します。 |
| 振動スキャン | 線形粘弾性領域 | ゲル構造がそのまま維持される応力限界を特定します。 |
| せん断減粘 | 擬塑性挙動 | 保管中の安定性を維持しながら、容易な塗布を保証します。 |
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参考文献
- Stefania Mazzitelli, Luana Perioli. Hydrogel blends with adjustable properties as patches for transdermal delivery. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2013.06.081
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Enokon ナレッジベース .
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