高せん断ホモジナイザーの主な機能は、激しい機械的力を発生させて、混ざり合わない液体、特に水相と油相を、安定した均一なエマルションに混合することです。毎分数万回転で回転することにより、この装置は油滴をマイクロメートルスケールの粒子にまで分解し、水ベース全体に均一に分散されるようにします。
効果的な外用セラムは、成分の物理的安定性に依存します。高せん断ホモジナイザーは、油滴を破砕するために必要な重要なエネルギーを提供し、相分離を防ぎ、有効成分が均一に分散されるようにして、経皮塗布での一貫性を確保します。
乳化のメカニズム
この装置の必要性を理解するには、油と水を組み合わせる物理学に目を向ける必要があります。
混ざり合わない相の組み合わせ
外用セラムは通常、水相（ヒドロゲルマトリックスと保湿剤を含む）と溶融油相（乳化剤、エモリエント剤、脂質を含む）で構成されています。
significantなエネルギー入力がないと、これら2つの相は自然に混ざり合うことを拒否します。高せん断ホモジナイザーは、混合物に急速な機械的力を加えることによって、この抵抗を克服します。
マイクロメートルスケールの分散の達成
この装置は非常に高速で動作し、激しいせん断力を発生させます。
この力により、油相はマイクロメートルスケールの粒子にまで分解されます。これらの微細な液滴は、水相全体に均一に分散され、分離した混合物ではなく、物理的に安定したエマルションが生成されます。
経皮パッチにとって安定性が重要な理由
経皮パッチの最終的な目標は、一貫した予測可能な投与量です。ホモジナイザーは、これを達成するために重要な役割を果たします。
成分の均一な分布
セラムが正しくホモジナイズされない場合、有効成分が凝集したり沈殿したりする可能性があります。
均一なエマルションは、セラムがパッチまたは皮膚に塗布されたときに、薬物または栄養素の濃度が表面積全体で同一であることを保証します。
相分離の防止
時間の経過とともに、不安定なエマルションは油層と水層に分離します。
高せん断処理は、保管中および塗布中にその完全性を維持する安定した構造を作成し、ユーザーが経皮システムの意図された利点を受け取ることを保証します。
トレードオフと区別の理解
高せん断ホモジナイゼーションは強力ですが、製剤のすべてのステップに対する万能薬ではありません。他の機械的プロセスと区別することが重要です。
高せん断ホモジナイゼーション vs. 高圧ホモジナイゼーション
標準的な高せん断ホモジナイザーは、マイクロメートルスケールの粒子を作成します。
しかし、ペプチドやコラーゲンを封入するためのベシクルなどのナノメートルスケールのキャリアを作成することが目標である場合は、高圧ホモジナイゼーションが必要です。これは、二重層ベシクル構造を達成するために、最大850 barの圧力で混合物を処理することを含み、これは標準的な高せん断乳化プロセスとは異なるプロセスです。
高せん断ホモジナイゼーション vs. 電気撹拌機
ホモジナイゼーションを増粘剤の水分和と混同しないでください。
電気撹拌機は、「フィッシュアイ」（塊）を防ぐためにポリマー粉末の初期分散に適しています。撹拌機は高周波せん断を提供しますが、高せん断ホモジナイザーは、油相と水相のその後の乳化ステップに特に最適化されています。
製剤に最適な選択をする
セラムの微細構造の特定の物理的要件に基づいて機器を選択してください。
- 油中水エマルションの作成が主な焦点である場合：高せん断ホモジナイザーを使用して、油滴をマイクロメートルサイズの粒子に分解し、均一な混合物を作成します。
- 有効成分をナノキャリアに封入することが主な焦点である場合：高圧ホモジナイザーを使用して、極端な圧力（最大850 bar）を加えてナノメートルスケールの削減を行います。
- 増粘粉末の水分和が主な焦点である場合：電気撹拌機を使用してポリマーを急速に分散させ、乳化前に塊を防ぎます。
機械的処理の精度は、セラムの物理的安定性が経皮パッチの臨床的目標と一致することを保証します。
概要表：
| 機器タイプ | 主な機能 | 粒子スケール | 最適な用途 |
|---|---|---|---|
| 高せん断ホモジナイザー | 油と水の乳化 | マイクロメートル（μm） | 安定した均一なセラムベースの作成 |
| 高圧ホモジナイザー | ナノキャリア/ベシクルの作成 | ナノメートル（nm） | ペプチドまたはコラーゲンの封入 |
| 電気撹拌機 | ポリマー粉末の水分和 | 該当なし | 増粘剤の「フィッシュアイ」の防止 |
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参考文献
- Suyong Kim, Hyungil Jung. Enhanced Transdermal Delivery by Combined Application of Dissolving Microneedle Patch on Serum-Treated Skin. DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.7b00111
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 .
