LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
FARMACIJOS FAKULTETAS
VIKTORIJA JUOZAPAITYTĖ
ŽEMOS PH REIKŠMĖS GELIO SU GLIKOLIO RŪGŠTIMI
IR CELIULIOZĖS POLIMERAIS TECHNOLOGIJA IR
VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbasVientisųjų studijų programa „Farmacija“, valstybinis kodas 6011GX003 Studijų kryptis „Farmacija“
Darbo vadovas
Doc. Dr. Gailutė Drakšienė
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS FARMACIJOS
FAKULTETAS
VAISTŲ TECHNOLOGIJOS IR SOCIALINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanė Prof. Dr. Ramunė Morkunienė
Data
ŽEMOS PH REIKŠMĖS GELIO SU GLIKOLIO RŪGŠTIMI IR
CELIULIOZĖS POLIMERAIS TECHNOLOGIJA IR VERTINIMAS
Magistro baigiamasis darbas
KAUNAS, 2021
Darbo vadovas
TURINYS
SANTRAUKA ... 5
SUMMARY ... 6
SANTRUMPOS ... 8
ĮVADAS ... 9
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI ... 11
1. LITERATŪROS APŽVALGA ... 12
1.1 Žemos pH reikšmės sistemos ... 12
1.2 Glikolio rūgštis gelinėse sistemose ... 12
1.3 Glikolio rūgštis ir jos savybės ... 13
1.4 Glikolio rūgšties panaudojimo sritys bei pritaikymo galimybės ... 14
1.4.1 Glikolio rūgšties panaudojimas gydant seborėjinį dermatitą ... 15
1.4.2 Glikolio rūgšties panaudojimas koreguojant raukšles ... 15
1.4.3 Skirtingos glikolio rūgšties koncentracijos poveikis odai veikiant UV spinduliuotei ... 16
1.5 Mažos koncentracijos glikolio rūgšties veiksmingumas ir panaudojimas ... 16
1.6 Žemos pH reikšmės hidrogelių komponentai ... 17
1.7 Pektino panaudojimas gaminant hidrogelius ... 18
1.8 Celiuliozės polimerai ... 19
1.9 Hidroksietilceliuliozė ... 19
1.10 Hidroksipropilmetilceliuliozės polimero taikymas formuluojant žemos pH reikšmės gelių sistemas ... 20
1.11 Žemos pH reikšmės hidrogelių kokybės vertinimas ... 21
1.12 Literatūros apžvalgos apibendrinimas ... 22
2. TYRIMO METODIKA ... 23
2.1 Tyrimo objektas ... 23
2.2 Tyrime naudotos medžiagos ir aparatūra ... 23
2.2.1 Tyrime naudotos medžiagos ... 23
2.2.2 Tyrime naudota aparatūra ... 23
2.3 Tyrimo vykdymo planas ... 24
2.4 Tyrimų metodai ... 25
2.4.1 Žemos pH reikšmės gelių gamyba ... 25
2.4.2 Centrifugavimo testas ... 25
2.4.3 Šildymo-šaldymo ciklo testas ... 26
2.4.4 Gelių juslinių savybių tyrimas ... 26
2.4.5 Gelių pH reikšmės nustatymas ... 26
2.4.6 Gelių viskozimetrinis klampos tyrimas ... 27
2.4.7 Gelių tekstūros analizė ... 27
2.4.8 Statistinė analizė ... 28
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 29
3.2 Žemos pH reikšmės gelių stabilumo vertinimas ... 30
3.2.1 Juslinių savybių analizė ... 31
3.2.2 Stabilumo vertinimas atliekant centrifugavimo testą ... 32
3.2.3 Stabilumo vertinimas atliekant šildymo – šaldymo testą ... 34
3.3 Gelių pH reikšmės vertinimas ... 35
3.4 Žemos pH reikšmės gelių viskozimetrinis klampos tyrimas ... 37
3.4.1 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksietilceliulioze (HEC) viskozimetrinis klampos tyrimas... 37
3.4.2 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC) viskozimetrinis klampos tyrimas ... 40
3.4.3 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksietilceliulioze (HEC) ir hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC) klampos tyrimo rezultatų palyginimas ... 42
3.4 Žemos pH reikšmės gelių tekstūros analizė ... 43
3.4.1 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksietilceliulioze (HEC) tekstūros analizė ... 43
3.4.2 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC) tekstūros analizė 50 3.4.3 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksietilceliulioze (HEC) ir hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC) tekstūros analizės rezultatų palyginimas ... 57
4. IŠVADOS ... 58
5. PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS ... 60
6. LITERATŪROS SĄRAŠAS ... 61
SANTRAUKA
V. Juozapaitytės magistro baigiamasis darbas ,,Žemos pH reikšmės gelio su glikolio rūgštimi ir celiuliozės polimerais technologija ir vertinimas“. Mokslinė vadovė doc. dr. Gailutė Drakšienė; Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Farmacijos fakulteto Vaistų technologijos ir socialinės farmacijos katedra.-Kaunas.
Tyrimo tikslas: Pagaminti žemos pH reikšmės gelį, sudėtyje turintį glikolio rūgšties ir celiuliozės polimerų bei įvertinti jo kokybę.
Darbo uždaviniai: Remiantis mokslinės literatūros analize, parengti receptūras ir pagaminti
žemos pH reikšmės gelius su glikolio rūgštimi ir celiuliozės polimerais. Įvertinti pagamintų gelių fizikinį stabilumą atliekant centrifugavimo, šildymo – šaldymo ciklo testus ir juslinių savybių analizę. Įvertinti celiuliozės polimerų ir pagalbinių medžiagų įtaką gelių pH reikšmei ir klampai. Įvertinti celiuliozės polimerų ir pagalbinių medžiagų įtaką gelių tekstūrai.
Tyrimo objektas ir metodikos: Žemos pH reikšmės geliai su glikolio rūgštimi, pagaminti
naudojant polimerus hidroksietilceliuliozę (HEC) ir hidroksipropilmetilceliuliozę (HPMC). Gelių sudėtys sumodeliuotos remiantis išanalizuota moksline literatūra. Žemos pH reikšmės gelių fizikinis stabilumas įvertintas atlikus centrifugavimo, šildymo – šaldymo ciklo testus, juslinių savybių analizę, atlikti pH reikšmės ir viskozimetrinis klampos tyrimai. Atlikta tekstūros analizė gelių mechaninių savybių nustatymui ir nustatyta gelių sudėties įtaka gelių tekstūros parametrams.
Rezultatai ir išvados: Sumodeliuota bei pagaminta 12 skirtingų žemos pH reikšmės gelių
sudėčių su 2,0 proc. glikolio rūgšties, skirtingomis hidroksietilceliuliozės (HEC) ir hidroksipropilmetilceliuliozės (HPMC) koncentracijomis (3,0, 4,0, 5,0 proc.) bei pagalbine medžiaga pektinu. Atlikus centrifugavimo, šildymo – šaldymo ciklo testus, juslinių savybių analizę ir pH reikšmės matavimą nustatyta, jog visi mėginiai su HEC, nepriklausomai nuo polimero koncentracijos ir pektino sudėtyje yra fiziškai stabilūs. Mėginių su HPMC fizinį stabilumą didina didesnė polimero koncentracija (4 proc. ir 5 proc.) bei pektino pridėjimas į sudėtį. Viskozimetrinio klampos tyrimo metu nustatyta, jog visų žemos pH reikšmės gelių su HEC ir HPMC polimerais dinaminę klampą statistiškai reikšmingai (p<0,05) didina šių polimerų koncentracijos didinimas ir pektino pridėjimas į sudėtį. Atlikus tekstūros analizę nustatyta, jog tekstūros parametrai tiesiogiai priklauso nuo mėginių sudėties – didinant HEC ir HPMC polimerų koncentracijas sudėtyse ir pridedant pektino, parametrai didėja statistiškai reikšmingai (p<0,05).
Praktinės rekomendacijos: Gaminant žemos pH reikšmės gelius su HEC, siekiant pagaminti
SUMMARY
A masters‘ thesis by. V. Juozapaitytė on “The technology and quality evaluation of low pH value gel with glycolic acid and cellulose polymers“. Scientific supervisor Assoc. Prof. Dr. G. Drakšienė; Lithuanian University of Health Sciences Faculty of Pharmacy, Department of Pharmaceutical Technology and Social Pharmacy. – Kaunas.
The aim of the research: To produce and evaluate the quality of low pH value gels with glycolic
acid and cellulose polymers.
The objectives of research: to prepare compositions and produce low pH value gels with
glycolic acid and cellulose polymers according to scientific literature. To evaluate the physical stability of the produced gels by conducting centrifugation, freeze – thaw cycle tests and analysis of sensory properties. To evaluate the influence of cellulose polymers and excipients on the pH value and viscosity of gels. To determine the influence of cellulose polymers and excipients on gel texture.
The object and methods of research: Low pH value gels with glycolic acid are made by using
the polymers hydroxyethylcellulose (HEC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC). Composition of gels were created based on analysis of scientific literature. The physical stability of low pH value gels were evaluated by centrifugation, freeze – thaw cycle tests, sensory analysis, pH value and viscosity measurements. Texture analysis was performed to determine the mechanical properties of gels and the influence of gel composition on gel texture parameters were determined.
Results and conclusions: 12 low pH value gels compositions with 2,0 % glycolic acid, different
concentrations of hydroxyethylcellulose (HEC) and hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) (3,0, 4,0, 5,0%) and the excipient pectin (0,5%) were produced. Centrifugation, freeze – thaw cycle tests, sensory analysis and pH value measurement showed that all samples with HEC, regardless of polymer concentration and pectin content, were physically stable. The physical stability of the samples with HPMC is remarkably increased by the higher polymer concentration (4 and 5 %) and the addition of pectin. The viscosity test results revealed that the dinamic viscosity of all low pH value gels with HEC and HPMC was statistically significantly (p<0,05) increased by higher concentration of aforementioned polymers, and by adding pectin to the composition. The texture analysis indicated that the texture parameters correlate with the composition of the samples – by increasing the concentrations of HEC and HPMC polymers in the compositions and adding pectin, the parameters increase statistically significantly (p<0,05).
Practical recommendations: When producing low pH value gels with HEC, a lower (3%)
PADĖKA
SANTRUMPOS
AHA – alfahidroksirūgštys
aps./min – apsisukimai per minutę angl – anglų kalboje
BHA – betahidroksirūgštys g•s – gramai per sekundę HEC – hidroksietilceliuliozė
HPMC – hidroksipropilmetilceliuliozė konc – koncentracija
kt – kiti
mm/s – milimetrai per sekundę mPa•s – milipaskaliai per sekundę p – patikimumo lygmuo
P. acnes – Propionbacterium acnes pav – paveikslas
Ph. Eur. – Europos farmakopėja
pH – vandeninio jonų koncentracijos matas proc – procentai
q.s. – kiek reikia iki
SĄVOKOS
Aknė – paprastieji spuogai
ĮVADAS
Žemos pH reikšmės produktai yra produktai, turintys rūgštinę (ne didesnę nei 6) pH reikšmę bei savo sudėtyje turintys rūgštinių komponentų. Šie produktai yra veiksmingiausi, kai pH reikšmė neviršija 5. Dažniausiai produktai, turintys žemą pH reikšmę naudojami odos būklės gerinimui bei gydymui. Didžiausias iššūkis gaminant šiuos vietinio veikimo produktus – jų fizikinis stabilumas. Yra sudėtinga pagaminti stabilią ir pasižyminčia tinkamomis tekstūros bei reologinėmis savybėmis žemos pH reikšmės gelinę sistemą [1-4]. Žemos pH reikšmės geliai, kurių sudėtyje yra maža glikolio rūgšties koncentracija pasižymi plačiomis pritaikymo galimybėmis ir efektyvumu bei maža nepageidaujamų poveikių odai tikimybe. Esant mažai glikolio rūgšties koncentracijai produktuose, norint užtikrinti jų veiksmingumą svarbu, kad priemonės pH reikšmė būtų rūgštinė – nuo 3 iki 4,5 [20-22].
Glikolio rūgštis priklauso alfahidroksirūgščių (AHA) grupei ir yra plačiai naudojama vietinio poveikio vaistiniuose preparatuose bei kosmetikos gaminiuose [5]. Ji naudojama Propionbacterium
acnes sukeltos aknės gydymui, taip pat kitų būklių - kserozės, seborėjinės keratozės, hiperpigmentacijos,
raukšlių bei seborėjinės odos gydymui ir būklės pagerinimui [10]. Mažomis koncentracijomis ji gali būti naudojama ilgą laiką, išvengiant nepageidaujamų poveikių (nudeginimo, pigmentinių dėmių veikiant UV spinduliuotei ir kt.) [22].
Celiuliozės polimerai hidroksietilceliuliozė (HEC) ir hidroksipropilmetilceliuliozė (hipromeliozė, HPMC) yra tinkami formuoti gelius plačiame pH reikšmės intervale, taigi yra tinkami ir žemos pH reikšmės gelių gamybai. Hidrogeliai, gaminami su celiuliozės polimerais yra plačiai pritaikomi, taip pat gali absorbuoti daug vandens ir pasižymi geru veikliosios medžiagos pernešimu.
Atliekant mokslinių tyrimų analizę pastebėta žemos pH reikšmės gelinių sistemų su glikolio rūgštimi stoka. Dėl šios priežasties nuspręsta pagaminti ir atlikti kokybės vertinimą sumodeliuotiems žemos pH reikšmės geliams su maža glikolio rūgšties koncentracija (2,0 proc.) ir celiuliozės polimerais hidroksietilceliulioze ir hidroksipropilmetilceliulioze (hipromelioze). Taip pat nagrinėjant įvairias mokslines publikacijas nepavyko rasti tyrimų, kuriuose būtų panaudotas pektinas kaip tirštiklis žemos pH reikšmės gelinių sistemų formulavime. Dėl to nuspręsta formuluojant gelius panaudoti naturalią medžiagą – pektiną, kaip tirštiklį.
Gelinių sistemų kokybė vertinta atliekant fizikinio stabilumo testus – centrifugavimą bei šildymo – šaldymo ciklo testą, juslinių savybių, klampos, tekstūros ir pH reikšmės nustatymus.
Šio darbo tikslas – pagaminti žemos pH reikšmės gelį, sudėtyje turintį glikolio rūgšties ir celiuliozės polimerų bei įvertinti jo kokybę.
Darbo aktualumas ir praktinė reikšmė – nagrinėjant moksliniuose straipsniuose ir
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI
Darbo tikslas: Pagaminti žemos pH reikšmėsgelį, sudėtyje turintį glikolio rūgšties ir celiuliozės
polimerų bei įvertinti jo kokybę.
Darbo uždaviniai:
1. Remiantis mokslinės literatūros analize, parengti receptūras ir pagaminti žemos pH reikšmės gelius su glikolio rūgštimi ir celiuliozės polimerais.
2. Įvertinti pagamintų gelių fizikinį stabilumą atliekant centrifugavimo, šildymo – šaldymo ciklo testus ir juslinių savybių analizę.
3. Įvertinti celiuliozės polimerų ir pagalbinių medžiagų įtaką gelių pH reikšmei ir klampai. 4. Įvertinti celiuliozės polimerų ir pagalbinių medžiagų įtaką gelių tekstūrai.
Tyrimo objektas: žemos pH reikšmės geliai su glikolio rūgštimi, pagaminti naudojant polimerus
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1 Žemos pH reikšmės sistemos
Žemos pH reikšmės produktai yra apibūdinami kaip turintys rūgštinę (<6) pH reikšmę ar savo sudėtyje turintys rūgštinių komponentų. Šie produktai naudojami odos ar plaukų būklei pagerinti bei gydyti. Dažniausiai žemesnės pH reikšmės produktai turi odą drėkinantį, priešraukšlinį, šviesinantį, šveičiantį bei pigmentines dėmes šalinantį poveikį. Tam, jog būtų pasiekta maksimali nauda iš šių produktų, jų pH reikšmė neturėtų būti didesnė nei 5. Sukurti stabilų produktą, turintį žemą pH reikšmę, tinkamą klampą ir tekstūrą, su veiksmingu rūgštinių veikliųjų medžiagų kiekiu ir tinkamomis reologinėmis savybėmis dažnai yra sudėtinga, nes yra susiduriama su stabilumo problema gaminant žemos pH reikšmės gelį. Dažniausiai jų gamyboje yra naudojami sintetiniai tirštikliai, tačiau būtina atsižvelgti į tai, kad jie gali būti neveiksmingi žemoje pH reikšmėje, jei gelio sudėtyje yra katijoninių komponentų [1-3]. Įprasti anijoniniai tirštikliai naudojami gelių gamyboje, žemos pH reikšmės geliams gali būti netinkami, nes yra nesuderinami bei gali būti neefektyvūs modeliuojant kartu su katijoniniais komponentais, dažnai esančiuose žemos pH reikšmės sistemose. Nejoniniai tirštikliai nevisada gali suteikti norimą gelio tekstūrą bei fizikines savybes [4].
1.2 Glikolio rūgštis gelinėse sistemose
Asmeninės higienos produktų su AHA ir glikolio rūgštimi yra įvairių formų. Gelinės sistemos yra pats paprasčiausias ir greičiausias būdas aktyviems ingredientams pasiekti odą ir ją gydyti. Šiose sistemose įprastai yra įdėta glicerino ar kitų ingredientų drėkinti, reologinių modifikatorių, taip pat gali būti įterpta augalinių ekstraktų ar antioksidantų [3].
1.3 Glikolio rūgštis ir jos savybės
Glikolio rūgštis – mažos molekulinės masės bei viena plačiausiai naudojamų alfa – hidroksirūgščių (AHA). Ji sudaryta iš dviejų anglies atomų: vienas anglies atomas yra sujungtas su karboksilo grupe, o kitas – su hidroksilo grupe. Ši rūgštis yra stipriai hidrofiliška. Nebuferinio glikolio rūgšties tirpalo pH reikšmė svyruoja nuo 0,08 iki 2,75. Glikolio rūgštis yra naudojama kaip laisvos formos rūgštis, iš dalies neutralizuota (aukštesnės pH reikšmės), taip pat buferiniai ar esteriniai glikolio rūgšties tirpalai. Jos poveikio stiprumas priklauso nuo koncentracijos ir pH reikšmės. Kuo didesnė glikolio rūgšties koncentracija ir mažesnė pH reikšmė, tuo stipresnis šveičiamasis poveikis odai. Glikolio rūgštis gelio formoje yra lengviau kontroliuojama ir prasiskverbia į odą lėčiau [5].
1 pav. Glikolio rūgšties struktūrinė formulė [20].
Glikolio rūgštis suformuoja bespalvius kristalus, tirpius vandenyje, alkoholyje, acetone bei eteryje. Chemiškai ji yra labai stabili, bet stipriai higroskopiška, todėl turi būti laikoma uždarose talpyklėse. Natūraliai ji atsiranda vynuogėse, cukranendrių sultyse, cukriniuose runkeliuose. Glikolio rūgštis, iš visų alfa hidroksirūgščių, yra dažniausiai naudojama šveisti odą. Gydyti aknės pažeistą odą dažniausiai yra naudojami 5-20 proc. koncentracijos produktai su glikolio rūgštimi. Koncentracija bei rūgšties pH reikšmė, žemesnė nei fiziologinė odos pH reikšmė, lemia komedolitinį ir antimikrobinį poveikį [6].
tačiau gydo ir po aknės likusią odos pigmentaciją, šviesina pigmentines dėmes. Pigmentinės ląstelės po šveitimo atsinaujina į mažiau pigmentuotas, todėl pigmentinės dėmės šviesėja. Tai taip pat pagerina odos tekstūrą bei poras [8].
Glikolio rūgštis, kombinuojama su kitomis odos šveitimo, odos ligoms gydyti skirtomis priemonėmis, dažnai naudojama ir medikų. Pavyzdžiui, gydant įvairaus tamsumo hiperpigmentines dėmes, nes suteikia papildomą poveikį ir pagerina odos išvaizdą bei tekstūrą. Be to, po odos nušveitimo rūgštimi, preparatai veiksmingiau įsiskverbia į odos sluoksnius. Glikolio rūgšties šveitimai turi mažą šalutinių poveikių odai tikimybę, be to, ši rūgštis nėra toksiška. Pagrindinis glikolio rūgšties sukeliamas nepageidaujamas poveikis yra galimi odos nudegimai [9].
Mažesnės koncentracijos glikolio rūgšties preparatai (iki 20 proc.) galimi naudoti namuose, o su didesnės koncentracijos glikolio rūgšties preparatais (iki 70 proc.) rekomenduojama dirbti tik gydytojams dermatologams [10]. Glikolio rūgštis turi odą minkštinančių savybių. Kaip natūralus drėkinimo faktorius, sudarytas iš mažos molekulinės masės, preparatas svarbus hidraduojant epidermio raginį sluoksnį. Taip pat glikolio rūgštis padeda epidermio raginiam sluoksniui absorbuoti vandenį, jį pritraukia iš dermos į epidermį [11].
Pagrindiniai glikolio rūgšties poveikiai – drėkinimas, eksfoliacija, kolageno sintezės pagreitinimas, epidermio atsinaujinimo reguliavimas, laisvųjų radikalų neutralizacija. Ji yra naudojama gydyti aknės ir rožinės pažeistą odą, taip pat sausą, hiperkeratinizuotą, jautrią, hiperpigmentuotą, raukšlėtą ir senėjančią odą, nes yra labai gerai toleruojama ir saugi [12].
Glikolio rūgštis yra tirpi vandenyje, todėl dažniausiai naudojama kremų, losjonų, A/V emulsijų bei gelių forma. Geliai su glikolio rūgštimi yra labiau tinkami pacientams, turintiems riebią odą bei aknę [13].
1.4 Glikolio rūgšties panaudojimo sritys bei pritaikymo galimybės
1.4.1 Glikolio rūgšties panaudojimas gydant seborėjinį dermatitą
Seborėjinis dermatitas – tai yra lėtinė, neuždegiminė liga, kurios metu pasireiškia per didelis audinio pleiskanojimas. Suaugusiems jis dažniausiai pasireiškia tose vietose, kuriose yra didelė riebalinių liaukų koncentracija. Labiausiai šios ligos pažeidžiamos vietos – veido bei galvos oda. Dažniau seborėjinis dermatitas pasireiškia asmenims, sergantiems žmogaus imunodeficito virusu ar Parkinsono liga. Seborėjinio dermatito atsiradimo priežastis nėra tiksliai žinoma, tačiau tai yra susiję su riebalinių liaukų sekreto sudėtimi, susilpnėjusiu žmogaus imuniniu atsaku, taip pat Malassezia mielių atsiradimu. Gydymui naudojami preparatai, sudėtyje turintys antigrybelinių, priešuždegiminių bei keratolitinių medžiagų (pvz. glikolio rūgšties) [14,15].
Seborėjiniu dermatitu dažniau serga vyrai nei moterys. Dažniausiai šios ligos pažeidžiami asmenys – naujagimiai iki 3 mėnesių, paaugliai bei vyresni nei 50 metų asmenys. Tai, kad ši liga daugiausiai yra paplitusi tarp vyrų ir dažniausiai vystosi brendimo metu rodo, jog jos atsiradimą lemia hormonų, daugiausia androgenų, įtaka. Šios ligos atsiradimą lemia daugelis faktorių, vienas pagrindinių – vidiniai ir išoriniai organizmo pakitimai [16].
Pagrindinis seborėjos terapijos ir gydymo tikslas – pašalinti matomus ligos požymius (pleiskanojimą) ir palengvinti ligos simptomus, tokius kaip niežėjimą [15].
1.4.2 Glikolio rūgšties panaudojimas koreguojant raukšles
tokius kaip Krebso ciklas, glikolizė ir serino biosintezė. Todėl glikolio rūgštis naudojama sumažinti raukšles ir šalutinius UV spinduliuotės reiškinius. Atliktų tyrimų rezultatai parodė, kad kosmetikos priemonės su alfa hidroksirūgštimis (AHA) ir tinkamu odos drėkinimu, pagerino ir gydė saulės spindulių sukeltas raukšles ir odos pažeidimus, lyginant su placebu [19]. AHA, tarp jų ir glikolio rūgštis gali pagerinti raukšlėtos odos būklę, padidinti glikoaminoglikanų sintezę ir odos sustorėjimą [20].
1.4.3 Skirtingos glikolio rūgšties koncentracijos poveikis odai veikiant UV
spinduliuotei
Atlikti moksliniai tyrimai parodė, jog AHA gali padėti išvengti ultravioletinių spindulių sukeliamų odos auglių atsiradimo. Be to, daugelis dermatologų mano, kad šios rūgštys turi antioksidantinį aktyvumą. Vis dėlto, įvairūs atlikti tyrimai pagrindžia mintį, kad naudojant didelės koncentracijos glikolio rūgštį (20-50 proc.) kiekvieną dieną, oda yra sudirginama saulės šviesos skleidžiamos UV spinduliuotės. Nuo glikolio rūgšties koncentracijos produktuose priklauso, ar ji sukels žalingą ar naudingą poveikį veikiant odą UV spinduliuotei. Tyrimo rezultatai taip pat atskleidė, kad mažos koncentracijos glikolio rūgštis turėjo priešuždegiminį poveikį, o didelės koncentracijos rūgštis sukėlė sinergistinį fototoksinį poveikį odos keratinocitams. Didelės koncentracijos glikolio rūgštis gali sutrikdyti odos barjero korneocitų koheziją, sukelti odos sudirgimą ir, per stipriai eksfoliuojant, sustiprinti odos fotojautrumą saulės šviesai. Priešingai, mažos koncentracijos AHA, tarp jų ir glikolio rūgštis, yra naudinga odai dėl epigenetinių uždegiminių kompleksų modifikacijų [20].
1.5 Mažos koncentracijos glikolio rūgšties veiksmingumas ir panaudojimas
acnes bakterijas, taip pat pasinaudojant šios rūgšties platesnėmis priešuždegiminėmis funkcijomis.
Antibakterinis glikolio rūgšties veikimas prieš šias bakterijas priklauso nuo produkto pH reikšmės. Glikolio rūgštis yra veiksminga ir efektyvi priemonė, kuri tiesiogiai veikia C. acnes bakterijų dauginimąsi žema pH reikšme suardydama šių bakterijų membranas. Šis veikimo mechanizmas gali būti plačiai naudojamas pagerinti aknės gydymo strategiją. Produktai su žemesne pH reikšme (3-4,5) su glikolio rūgštimi yra veiksmingos nuo 0,2 proc. koncentracijos ir yra tinkamos naudoti bei saugios [1,21].
Daugelį metų kosmetiniai gaminiai, savo sudėtyje turintys alfa ir beta hidroksirūgščių (AHA ir BHA), dermatologų buvo naudojami gydyti aknę, fotosenėjimą, hiperpigmentaciją, kitus dermatologinius susirgimus, taip pat gerinti ir bendrą odos būklę. Glikolio rūgštis šioms būklėms palengvinti ir gydyti naudojama labai skirtingomis koncentracijomis – įvairiose kosmetinėse priemonėse, priklausomai nuo jų paskirties, šios rūgšties koncentracija siekia nuo 2 proc. iki 70 proc. Glikolio rūgštis mažesnėmis nei 4 proc. koncentracijomis įprastai naudojama saugiam ilgalaikiam rezultatui pasiekti. Tokiomis mažomis koncentracijomis ši rūgštis yra prausikliuose, geliuose, kremuose, kurie minimaliai eksfoliuoja odą. Yra įrodyta, jog glikolio rūgštis yra efektyvus šveitiklis naudojant ją įvairiomis koncentracijomis. Atlikti tyrimai parodė, jog glikolio rūgšties efektyvumas ir dirginantis poveikis priklauso nuo pH/pKa ir kosmetikos priemonėje esančios rūgšties koncentracijos. Išanalizavus mokslinę literatūrą rasta tyrimų, kuriuose nustatyta, kad glikolio rūgštis pagerina odos kokybę – oda tampa lygesnės tekstūros, pigmentacija sumažėja ir spalva tampa vienodesnė, taip pat histologiškai padidėja kolageno ir elastino pluoštai. Atlikto klinikinio tyrimo rezultatai su 24-72 metų moterimis parodė, jog po 12 savaičių visos tyrimo dalyvės pastebėjo aiškų odos būklės pagerėjimą – lygesnę tekstūrą, toną, mažesnę pigmentaciją bei sumažėjusias poras. Šiame tyrime buvo naudota 10 proc. koncentracijos glikolio rūgštis [22].
1.6 Žemos pH reikšmės hidrogelių komponentai
šiluminis stabilumas ir tinkamumas daugeliui pacientų [24]. Hidrogeliai gali būti gaminami iš natūralių ir (arba) sintetinių polimerų, tačiau sintetiniai polimerai yra chemiškai stabilesni už natūralius.
Drėkinančios medžiagos farmaciniuose ir kosmetiniuose preparatuose, taip pat ir geliuose yra naudojamos epidermio sluoksniui drėkinti, atkurti odos barjerą bei tam, kad oda gebėtų sulaikyti ir paskirstyti vandenį [25]. Hidrogelių gamyboje naudojamos drėkinamosios medžiagos, pavyzdžiui, glicerolis [23]. Glicerolis, kitaip žinomas kaip glicerinas ar propan-1,2,3-triolis, yra mažo toksiškumo alkoholis, kuris savo sudėtyje turi trijų anglių grandinę su hidroksilo grupe prie kiekvienos anglies. Glicerolio fizinės savybės – bespalvis, skaidrus, bekvapis, higroskopiškas ir saldaus skonio skystis. Cheminės savybės – tirpus vandenyje ir alkoholiuose, mažai tirpus eteryje ir netirpus hidrokarbonatuose [26]. Jis yra naudojamas kaip drėgmę sulaikanti priemonė, pritraukti drėgmę iš gilesnių odos sluoksnių į epidermį ir apsaugoti ją nuo per didelio džiūvimo ir vandens išgaravimo. Tokiu būdu oda išlaiko drėgmę ir yra elastingesnė [27].
Dėl mikrobinio užteršimo gaminiai greičiau sugenda ir tokiais mikroorganizmais gali užsikrėsti pacientai. Siekiant išvengti mikroorganizmų užteršimo bei plitimo, į produktus yra dedami konservantai. Kadangi jie gali sukelti alerginį kontaktinį dermatitą, svarbu naudoti kuo mažesnės koncentracijos antimikrobines medžiagas, neprarandant antimikrobinio poveikio [28]. Taigi kaip antimikrobinis konservantas geliuose yra naudojamas fenoksietanolis. Jis yra veiksmingas antimikrobiškai nedidelės, iki 1%, koncentracijos, naudojamas tokios koncentracijos ilgą laiką, nesukelia reikšmingų nepageidaujamų poveikių. Fenoksietanolis alerginį dermatitą sukelia retai. [28,29].
1.7 Pektino panaudojimas gaminant hidrogelius
susilieja ir pradeda sąveikauti. Pektino molekulės, turinčios mažą esterių kiekį geba sudaryti gelius plačiame pH reikšmės intervale, esant daugiavalenčiams katijonams. Kadangi pektinas yra bioaktyvus hidrokoloidas, pasižymintis kaip saugus naudoti, jis yra vis dažniau naudojamas kosmetikos pramonėje bei medicinoje. Kaip tirštiklis bei stabilizatorius dažnai yra naudojamas įvairių kosmetikos produktų gamyboje. Taip pat pektinas naudojamas kaip efektyvi priešraukšlinė odos priemonė [30].
Yra dviejų tipų pektinai, naudojami gelių gamyboje. Tai aukšto ir žemo metoksiškumo. Žemo metoksiškumo pektinas yra stabilus ir tinkamas gelių gamyboje, kurių pH reikšmė yra 2-6. Jis yra tinkamas gaminti žemos pH reikšmės gelius ir išlieka stabilus [31]. Pektinas gerai reaguoja su vandeniu bei turi gelifikuojančių savybių naudojant jį net ir mažomis koncentracijomis, todėl jį idealiai tinka naudoti kaip tirštiklį ir stabilizatorių maisto ir farmacijos pramonėje [32]. Pektinas yra tirpus išgrynintame vandenyje. Sausas, miltelių pavidalo pektinas tirpsta vandenyje labai greitai, formuodamas gumulėlius [31].
1.8 Celiuliozės polimerai
Celiuliozės polimerai – tai pusiau sintetiniai polimerai, išgauti iš celiuliozės, natūralios strūktūros polimero, esančio augaluose. Celiuliozės polimerai, naudojami geliuose yra šie: karboksimetilceliuliozė, metilceliuliozė, hidroksipropilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė ir kt. [33]. Hidrogeliai, gaminami su biopolimerais, pavyzdžiui celiuliozės polimerais, pasižymi plačiomis gamybos ir pritaikymo galimybėmis dėl unikalios cheminės struktūros, turinčios daug hidrofilinių grupių, leidžiančių medžiagai absorbuoti ir išlaikyti didelį kiekį vandens. Hidrogeliai, gaminami iš celiuliozės polimerų yra tinkami naudoti medicinos pramonėje dėl gero veikliosios medžiagos pernešimo [34].
1.9 Hidroksietilceliuliozė
yra nejoninis hidrofilinių polisacharidų biopolimeras [37]. Tai vienas svarbiausių rinkoje esančių ir prieinamų celiuliozės darinių, nes yra nejoninis celiuliozės eteris, turintis reologines savybes, termodinaminius ir hidrodinaminius parametrus. Šis polimeras yra plačiai naudojamas kaip tirštiklis ir stabilizatorius [38]. HEC yra vienas iš celiuliozės darinių, kuris savo cheminėje struktūroje turi hidroksilo grupes [28]. Šis polimeras pasižymi puikiomis savybėmis sudaryti plėvelę ir taip sulaikyti vandenį, taip pat gali sutirštėti, surišti, emulsinti, suspenduoti ir stabilizuoti medžiagas. Jis lengvai tirpsta tiek karštame, tiek šaltame vandenyje gaminant įvairaus klampumo medžiagas [39]. Ruošiant gelius su HEC, pasveriamas atitinkamas polimero kiekis ir brinkinamas išgrynintame vandenyje, o po to maišoma ir yra dedama pagalbinių medžiagų [40]. HEC yra pakankamai stabilus, esant pH reikšmei 2-12, todėl yra tinkamas gaminant žemos pH reikšmės gelius [41]. Formuojant žemos pH reikšmės gelius su hidroksietilceliulioze, šio polimero koncentracijos gali būti naudojamos nuo 1,0 proc. iki 5,0 proc., polimeras užpilamas dejonizuotu vandeniu ir tada pašildoma iki 60-70 C. temperatūros tam, kad būtų išgauta tinkama, gelinei tekstūrai būdinga klampa [42].
2 pav. Dviejų pasikartojančių hidroksietilceliuliozės (HEC) grandinių struktūra. [41]
1.10 Hidroksipropilmetilceliuliozės polimero taikymas formuluojant žemos pH
reikšmės gelių sistemas
gelius. Remiantis atliktais tyrimais, hidroksipropilmetilceliuliozės žemos pH reikšmės gelis su glikolio rūgštimi yra stabilus, tinkamos klampos, taip pat pridėjus skvarbos stipriklių, gelis su HPMC pasižymi tinkamu atsipalaidavimu ir skvarba. Žemos pH reikšmės gelyje su glikolio rūgštimi, HPMC nėra didelės koncentracijos, geliams formuoti pasirinktos 2-4% polimero koncentracijos, tačiau galima naudoti ir didesnes šio polimero koncentracijas hidrogeliams formuoti [46].
2 pav. Hidroksipropilmetilceliuliozės cheminė struktūra [43].
1.11 Žemos pH reikšmės hidrogelių kokybės vertinimas
Pagamintų hidrogelių kokybei tirti atliekamas tekstūros analizės testas tekstūros analizatoriumi. Tekstūros analizatorius naudojamas nustatyti hidrogelių tekstūros parametrus [45]. Tekstūros analizė yra plačiai naudojama apibūdinant produktus maisto, kosmetikos ir farmacijos pramonėje. Joje naudojami įvairūs tam tikrų medžiagos savybių kiekybinio matavimo metodai [46]. Gelių, kurie pagaminti naudojant įvairius polimerus, mechaninės ir reologinės savybės, keičiančios tekstūros parametrus, gali būti koreguojamos didinant naudojamo polimero koncentraciją, koreguojant gelio pH reikšmę ir pridedant įvairių pagalbinių medžiagų. Tekstūros analizės parametras gelio kietumas (tvirtumas) parodo gelio tinkamumą tepti ant odos. Šis parametras tiesiogiai koreliuoja su gelio gamybai naudoto polimero koncentracija. Gelių klampa bei tekstūros parametrai tiesiogiai priklauso nuo gelių sudėties [45].
1.12 Literatūros apžvalgos apibendrinimas
Apibendrinant nagrinėtą mokslinę literatūrą, galima teigti, jog glikolio rūgštis yra efektyviai taikoma įvairių odos susirgimų ar būklių, tokių kaip – aknė, seborėjinis dermatitas, keratozės, raukšlės, hiperpigmentacija ir kt. gydyti ar odos būklei pagerinti. Atliktų mokslinių tyrimų metų nustatytas ir patvirtintas glikolio rūgšties veiksmingumas prieš minėtas odos būkles. Taip pat nustatyta, jog glikolio rūgštis yra veiksminga ją naudojant net ir mažomis koncentracijomis – svarbiausia, jog produkto su šia rūgštimi pH reikšmė nebūtų per aukšta. Glikolio rūgštis priemonėse mažesnėmis koncentracijomis (iki 4,0 proc.) yra saugesnė ilgalaikiam naudojimui ir veiksminga, jei priemonės pH reikšmė yra nuo 3 iki 4,5. Kadangi glikolio rūgštis veikiant UV spinduliuotei gali sukelti odos fotojautrumą ir pigmentines dėmes, būtina pasirinkti saugias šios rūgšties koncentracijas naudojimui.
2. TYRIMO METODIKA
2.1 Tyrimo objektas
Žemos pH reikšmės gelis odai su glikolio rūgštimi naudojant polimerus hidroksietilceliuliozę (HEC) ir hidroksipropilmetilceliuliozę (HPMC).
2.2 Tyrime naudotos medžiagos ir aparatūra
2.2.1 Tyrime naudotos medžiagos
• Hidroksietilceliuliozė (HEC) (Ph. Eur. 01/2018:0336; Sigma – Aldrich Chemie GmbH, Steinhem, Vokietija);
• Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) (Ph. Eur. 01/2019:0348; Alfa Aesar GmbH & Co KG, Karlsruhe, Vokietija);
• Glikolio rūgštis (ReagentPlus®, 99 proc. grynumo, Sigma – Aldrich Chemie GmBH, Steinhem, Vokietija);
• Glicerolis (>98 proc. grynumo, Ph. Eur. 01/2019:0497; Carl Roth GmbH & Co., Karlsruhe, Vokietija);
• Išgrynintas vanduo (Ph. Eur. 04/2018:0008; LSMU laboratorija);
• Natrio hidroksidas (18 proc.) (Ph. Eur. 01/2017;0677; Sigma – Aldrich Chemie GmBH, Steinhem, Vokietija);
• Pektinas (Louis Francois, Prancūzija);
• 2-Fenoksietanolis (Ph. Eur. 07/2016:0781; Sigma – Aldrich Chemie GmBH, Steinhem, Vokietija).
2.2.2 Tyrime naudota aparatūra
• pH-metras - ,,WinLab Data Line pH-meter“ (WINDAUS Labortechnik GmbH & Co., Vokietija);
• Viskozimetras - ,,FungiLab ALPHA“ (S.A. Fungilab, Italija); • Analitinės svarstyklės – AXIS AD510 (Lenkija);
• Šaldytuvas – ,,LIEBHERR Comfort“ (Vokietija);
• Centrifuga – Sigma 3-18KS (Sigma Laborzentrifugen GmbH, Vokietija); • Filtravimo popierius ,,Albet DP 400“ (S.L. Filalbet, Ispanija).
2.3 Tyrimo vykdymo planas
4 pav. Tyrimo plano schema (sudaryta autorės)
Mokslinės literatūros analizė (nagrinėti moksliniai šaltiniai)
veiklioji medžiaga glikolio rūgštis, pasirinkti HEC ir HPMC polimerai, pagalbinė medžiaga pektinas
Atlikus mokslinės literatūros analizę parenkamos medžiagų koncentracijos, vykdoma gelių gamyba karštuoju metodu
Atliekami fizinio stabilumo tyrimai, pH reikšmės, klampos nustatymas ir tekstūros analizė
Pakartojami visi kokybės tyrimai praėjus 1 mėn. ir 3 mėn. po pagaminimo
2.4 Tyrimų metodai
2.4.1 Žemos pH reikšmės gelių gamyba
Žemos pH reikšmės gelio gamyba su hidroksietilceliulioze (HEC):
Hidroksietilceliuliozė disperguojama išgrynintame vandenyje, palaikoma išbrinkti ir šildoma 80˚C laipsnių temperatūroje. Pektinas disperguojamas mažame kiekyje vandens ir pridedamas, maišoma. Pridedamas glicerolis ir maišoma iki vienalytės konsistencijos. Vandeninė polimero dispersija neutralizuojama 18 proc. natrio hidroksido vandeniniu tirpalu. Į susidariusią gelinę sistemą įterpiama glikolio rūgštis, ištirpinta mažame kiekyje vandens, maišoma iki vienalytės konsistencijos. Į gelinę sistemą įterpiamas konservantas fenoksietanolis. Jei reikia, neutralizuojama iki reikiamos pH reikšmės (3,5).
Žemos pH reikšmės gelio gamyba su hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC):
Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) disperguojama dalyje visam geliui skirto karšto vandens 80 ˚C laipsnių temperatūroje, po to apie valandą vyksta brinkimas. Išbrinkinus užpilamas likęs šaltas vanduo ir maišoma iki vienalytės konsistencijos. Dedamas pektinas ir maišoma iki vienalytės konsistencijos. Įterpiamas glicerolis ir maišoma iki vienalytės konsistencijos. Vandeninė polimero dispersija neutralizuojama 18 proc. natrio hidroksido vandeniniu tirpalu. Į susidariusią gelinę sistemą įterpiama glikolio rūgštis, ištirpinta mažame kiekyje vandens, maišoma iki vienalytės konsistencijos. Į gelinę sistemą įterpiamas konservantas fenoksietanolis. Jei reikia, neutralizuojama iki reikiamos pH reikšmės (3,5).
2.4.2 Centrifugavimo testas
2.4.3 Šildymo-šaldymo ciklo testas
Atliekant šildymo – šaldymo ciklo testą nustatomas gelinės sistemos stabilumas. Vienodu tiriamųjų mėginių kiekiu užpildomi 2 ml centrifugavimui skirti mėgintuvėliai. Atliekant tyrimą, mėgintuvėliai užpildyti geliais yra laikomi šaldiklyje vieną parą, (-18±2˚C) temperatūroje. Praėjus 24 valandoms, užpildyti mėgintuvėliai ištraukiami ir parai laiko paliekami kambario temperatūroje (25±2˚C) dar 24 valandoms. Praėjus laikui, mėginiai centrifuguojami ir jų fizikinis stabilumas vertinamas vizualiai pagal atsiskyrusią vandeninę fazę. Testas atliekamas 5 ciklus. Tyrimas atliktas praėjus parai laiko po gelių mėginių pagaminimo [50].
2.4.4 Gelių juslinių savybių tyrimas
Pagaminti hidrogelių mėginiai buvo laikomi kambario temperatūroje (25±2˚C). Jų fizikinis stabilumas bei juslinės savybės buvo vertinamos praėjus dienai po pagaminimo, po 1 mėn ir po 3 mėn. Juslinės savybės – spalva, kvapas, homogeniškumas ir konsistencija vertintos vizualiniu metodu, apžiūrint mėginius, stebima, ar nėra fazių atsiskyrimo, spalvos pokyčio, kvapo ir konsistencijos pakitimo. Gelių mėginiai turėjo atitikti jiems keliamus reikalavimus [51].
2.4.5 Gelių pH reikšmės nustatymas
2.4.6 Gelių viskozimetrinis klampos tyrimas
Viskozimetrinis klampos matavimas buvo atliktas remiantis farmakopėjos straipsniu Ph. Eur. 01/2008:20210 ,,Klampa – rotacinio viskozimetro metodas” metodiniais reikalavimais bei rotacinio viskozimetro ,,FungiLab ALPHA” naudojimosi instrukcija. Pagal minėtą farmakopėjos straipsnį šio metodo principas – išmatuoti jėgą, veikiančią rotorių (sukimo momentą), kai jis skystyje sukasi pastoviu greičiu (sukimosi greičiu). Besisukantys viskozimetrai naudojami matuojant Niutoninių arba ne Niutoninių skysčių klampumą (priklausomai nuo šlyties klampos arba tariamosios klampos). Vadovaujantis aparato instrukcija buvo parinktas suklys L4, o sukimo dažniai – 0,3, 0,6, 1, 10, priklausomai nuo gelio klampos. Suklys panardinamas į gelį iki žymės ir matuojama gelių klampa, kuri parodoma aparato ekrane. Bandymas atliekamas su šviežiai pagamintais, 1 mėn. ir 3 mėn. mėginiais. Rezultatai fiksuojami po 30 sukimosi sekundžių. Bandymas atliekamas 3 kartus ir iš gautų rezultatų vedamas aritmetinis vidurkis.
2.4.7 Gelių tekstūros analizė
Pagamintų gelių mėginių tekstūros parametrai nustatomi su tekstūros analizatoriumi TaxTplus Texture Analyser (Stable Mycro Systems Ltd, Godalming, Surrey, Jungtinė Karalystė), naudojant kompiuterinę ,,Exponent stable micro systems” programą, pasirenkant tyrimą, skirtą kosmetinių kremų ir gelių tekstūros vertinimui. Atliekamas atgalinio ištūmimo testas. Tyrimo metu vertinti produkto parametrai, nustatant kietumą (jėgą), konsistenciją, lipnumą, klampos indeksą ir jų pokyčius laikymo metu praėjus tam tikram laikui. Tyrimas atliekamas su mėginiais, praėjus parai po pagaminimo, po 1 mėn ir po 3 mėn, laikytais kambario temperatūroje (25±2˚C). Kiekvienas mėginys tiriamas 3 kartus, vedamas aritmetinis rezultatų vidurkis.
Atgalinio išstūmimo testas (angl. ,,back extrusion test”) pasirinktas gelių mechaninių
ekrane brėžiama teigiama grafiko kreivė, pagal kurios maksimumą yra nustatoma jėga (sistemos kietumas), o plotas, brėžiamas po ja apibūdina mėginio konsistenciją. Diskeliui kylant iš mėginio yra brėžiama neigiama kreivė, pagal kurios maksimumą nustatoma jėga (g), kuri apibūdina koheziją, o brėžiamas plotas po ja apibūdina klampos indeksą. Kohezija rodo mėginio lipnumą ir reikalingą jėgą tarpmolekuliniams ryšiams suardyti. Klampos indeksas parodo klampos pokytį didėjant temperatūrai. Didėjant klampos indeksui, mažėja temperatūros įtaka klampai [45,46,50].
2.4.8 Statistinė analizė
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS
3.1 Žemos pH reikšmės gelių odai sudėtis ir technologija
Remiantis atlikta literatūros, mokslinių publikacijų analize, buvo parinktos žemos pH reikšmės geliams pagaminti tinkamos medžiagos bei nurodyta jų paskirtis:
• Hidroksietilceliuliozė – nejoninis hidrofilinių polisacharidų celiuliozės polimeras, tinkamas gaminant įvairaus klampumo gelius, stabilus pH reikšmėje 2-12 [36,37,41].
• Hidroksipropilmetilceliuliozė – vandenyje tirpus celiuliozės derinys, tinkamas įvairios klampos gelių gamyboje ir stabilus žemos pH reikšmėse [40].
• Glikolio rūgštis – mažiausios molekulinės masės alfahidroksirūgštis (AHA), pasižyminti antiuždegiminiu, keratolitiniu, odos būklę gerinančiu, šviesinančiu ir priešraukšliniu poveikiu [5,10,18]. Geliuose ji yra veiklioji medžiaga bei reguliuoja pH reikšmę.
• Pektinas – natūralus polimeras, naudojamas kaip gelifikuojanti medžiaga ir kaip gelių tirštiklis. Formuoja gelius plačiose pH reikšmėse, tinkamas ir žemos pH gelių gamyboje, stabilus 2-6 reikšmėje [30,31].
• Natrio hidroksidas (18 proc. Vandeninis tirpalas) – medžiaga, reguliuojanti pH reikšmę, akrilo rūgšties polimero vandeninės dispersijos neutralizatorius.
• Glicerolis – drėkiklis, pritraukiantis ir sulaikantis vandenį iš dermos į raginį sluoksnį. Didina klampą geliuose [25,27].
• Fenoksietanolis – konservantas, neleidžiantis mėginiuose augti mikroorganizmams ir bakterijoms [28,29].
• Išgrynintas dejonizuotas vanduo – tirpiklis.
medžiaga būtų veiksminga gelinėje sistemoje, glikolio rūgšties pasirinkta naudoti nedidelė koncentracija - 2 proc. Pektinas buvo naudotas kaip pagalbinė medžiaga – tirštiklis, siekiant padidinti gelinių sistemų klampą bei stabilumą ir įvertinti, kaip šios pagalbinės medžiagos pridėjimas keičia gelinės struktūros parametrus ir kokia yra įtaka kokybei. Mėginiai buvo gaminami su 0,5 proc. pektino. Natrio hidroksido 18 proc. naudota iki 3,5 pH reikšmės. Glicerolio koncentracija visuose mėginiuose naudota vienoda (5,0 proc.). Konservanto fenoksietanolio visuose mėginiuose koncentracija buvo vienoda (1,0 proc.) Išgryninto vandens koncentracija skyrėsi nuo mėginio sudėties.
1 lentelė. Žemos pH reikšmės gelių su glikolio rūgštimi ir HEC, HPMC polimerais, sudėtys
HEC ir HPMC nurodo polimerus hidroksietilceliuliozę ir hidroksipropilmetilceliuliozę, skaičiai 3,4,5 nurodo polimerų koncentracijas (3,0%,4,0% ir 5,0%), B – be tirštiklio pektino, S - su tirštikliu pektinu;
3.5 – gelių pH reikšmes.
3.2 Žemos pH reikšmės gelių stabilumo vertinimas
3.2.1 Juslinių savybių analizė
Pagamintų gelių mėginių fizikinis stabilumas vertintas stebint juslinių savybių pokytį per tam tikrą laiką, laikant mėginius kambario temperatūros sąlygomis (25±2˚C). Juslinės savybės vertintos pagal kriterijus, pateiktus 2 lentelėje, po pagaminimo, po 1 mėn. ir po 3 mėn.
2 lentelė. Juslinių savybių vertinimo kriterijai
Juslinės savybės Juslinių savybių apibūdinimas
Spalva Bespalvis
Homogeniškumas Vienalytis, nėra matomo fazių atsiskyrimo Kvapas Specifinis, silpnas, malonus
Konsistencija Pusiau kieta, gelinė sistema
Vertinant visus žemos pH reikšmės gelius su HEC, visi mėginiai po pagaminimo atitiko gelinėms sistemoms keliamus reikalavimus. Vertinant šių mėginių su HEC juslinių savybių pokytį laiko atžvilgiu, visi mėginiai pakartojus tyrimą po 1 mėn. ir po 3 mėn. išliko tokie patys, kaip ir pagaminus. Nepastebėti nei spalvos, nei kvapo pokyčiai mėginiuose be pektino ir su pektinu, taip pat visų mėginių konsistencija išliko tokia pati kaip ir buvo pagaminus mėginius, jie išliko homogeniški ir stabilios konsistencijos visą tyrimo laikotarpį.
3 lentelė. Juslinių savybių analizė
Mėginio kodas
Šviežiai pagaminti Po 1 mėnesio Po 3 mėnesių
S pa lva K va pa s K ons is te nc ij a H om oge ni škum as S pa lva K va pa s K ons is te nc ij a H om oge ni škum as S pa lva K va pa s K ons is te nc ij a H om oge ni škum as HEC3B3.5 + + + + + + + + + + + + HEC3S3.5 + + + + + + + + + + + + HEC4B3.5 + + + + + + + + + + + + HEC4S3.5 + + + + + + + + + + + + HEC5B3.5 + + + + + + + + + + + + HEC5S3.5 + + + + + + + + + + + + HPMC3B3.5 + + + + + + # + + + # + HPMC3S3.5 + + + + + + + + + + + + HPMC4B3.5 + + + + + + + + + + + + HPMC4S3.5 + + + + + + + + + + + + HPMC5B3.5 + + + + + + + + + + + + HPMC5S3.5 + + + + + + + + + + + +
Mėginys atitinka (+), (#) – mėginys atitinka lentelėje nurodytus kriterijus iš dalies.
Apibendrinant tyrimo rezultatus galima daryti išvadą, jog mėginių su HEC polimeru juslinėms savybėms polimero koncentracija ir pagalbinė medžiaga pektinas įtakos neturėjo – visi mėginiai su HEC be pektino ir su pektinu, buvo tinkamos gelinės konsistencijos ir homogeniški visą tyrimo laikotarpį. Apibendrinant mėginių su HPMC tyrimo rezultatus galima teigti, jog mėginių stabilumas priklauso nuo polimero koncentracijos ir pagalbinės medžiagos pridėjimo. HPMC gelių mėginiai be pagalbinės medžiagos pektino išliko stabilūs ir buvo tinkamos konsistencijos visą tyrimo laikotarpį tik tie, kurie buvo pagaminti su 4 ir 5 proc. HPMC koncentracija. Tuo tarpu pridėjus į gelių sudėtį pagalbinę medžiagą pektiną, visų (3, 4 ir 5 proc.) gelių mėginių stabilumas ir konsistencija nekito visą tyrimo laikotarpį.
3.2.2 Stabilumo vertinimas atliekant centrifugavimo testą
Atlikus centrifugavimą šviežiai pagamintų mėginių praėjus parai po pagaminimo, visi mėginiai išliko stabilūs ir nei viename mėginyje nepastebėtas vandeninės fazės atsiskyrimas. Tai parodo jog visi mėginiai pagaminti su HEC ir HPMC polimerais yra fiziškai stabilūs po pagaminimo. Visi gelių mėginiai su HEC ir HPMC polimerais, su pektinu ir be pektino, centrifuguoti iš karto po pagaminimo, 3000 aps./min, 7000 aps./min, 10000 aps./min greičiais 25˚C temperatūroje, pavaizduoti 5 paveiksle.
5 pav. Žemos pH reikšmės gelių mėginiai nucentrifugavus, praėjus parai po pagaminimo
Atlikus gelių mėginių centrifugavimą praėjus 1 mėn. po pagaminimo, visi mėginiai ir toliau išliko stabilūs ir nebuvo pastebėtas vandeninės fazės atsiskyrimas. Galima teigti, jog su abiem polimerais pagaminti geliai, su pektinu ir be pektino, išliko stabilūs ir praėjus mėnesiui po pagaminimo ir laikant kambario temperatūros sąlygomis (25±2˚C).
4 lentelė. Stabilumo vertinimas atlikus centrifugavimą.
Mėginio kodas
Iš karto pagaminus Po 1 mėnesio Po 3 mėnesių
3000 aps./ min 7000 aps./ min 10000 aps./ min 3000 aps./ min 7000 aps./ min 10000 aps./m in 3000 aps./ min 7000 aps./ min 10000 aps./m in HEC3B3.5 - - - - HEC3S3.5 - - - - HEC4B3.5 - - - - HEC4S3.5 - - - - HEC5B3.5 - - - - HEC5S3.5 - - - - HPMC3B3.5 - - - + HPMC3S3.5 - - - - HPMC4B3.5 - - - - HPMC4S3.5 - - - - HPMC5B3.5 - - - - HPMC5S3.5 - - - -
Vandeninės fazės atsiskyrimas nepastebėtas (-) Vandeninė fazė atsiskyrė (+)
Apibendrinus gautus centrifugavimo tyrimo rezultatus galima teigti, kad visi mėginiai su HEC yra fiziškai stabilūs ir jų neveikia sukeltas fizinis stresas ir stipri išcentrinė jėga. Mėginiuose su HPMC fizikinis stabilumas priklauso nuo polimero koncentracijos ir pagalbinės medžiagos pridėjimo. Lyginant identiškos 3 proc. HPMC koncentracijos žemos pH reikšmės gelius, didesniu fizikiniu stabilumu pasižymi mėginys su pektinu, o mėginyje be pektino nustatytas vandeninės fazės atsiskyrimas. Galima teigti, jog pektinas padidina gelinės struktūros stabilumą. Taip pat mėginiams su HPMC stabilumo prideda didesnė polimero koncentracija (4 ir 5 proc.), nes visi mėginiai su šiomis koncentracijomis be pektino išliko stabilūs.
3.2.3 Stabilumo vertinimas atliekant šildymo – šaldymo testą
Atliekant šildymo-šaldymo testą siekiama įvertinti, kokią įtaką pagamintiems gelių mėginiams daro temperatūros pokyčiai (nuo -18±-2˚C iki 25±2˚C) ir koks yra jų jautrumas temperatūrai.
5 lentelė. Šildymo – šaldymo ciklo testas
Fazių atsiskyrimas nepastebėtas (-), Vandeninė fazė atsiskyrė (+)
Atlikto tyrimo rezultatai parodė, jog po pirmųjų trijų šildymo – šaldymo ciklų, centrifugavus visus mėginius 3000 aps./min, 7000 aps./min ir 10000 aps./min greičiais vandeninės fazės atsiskyrimas nebuvo nustatytas nei viename gelių mėginyje. Atlikus ketvirtąjį šildymo – šaldymo ciklą, centrifugavus mėginius 3000 aps./min ir 7000 aps./min greičiais vandeninės fazės atsiskyrimas nenustatytas nei viename mėginyje, tačiau centrifugavus 10000 aps./min greičiu, vandeninė fazė atsiskyrė mėginyje su 3 proc. HPMC koncentracija be pektino. Šis mėginys toliau šiame tyrime nebuvo naudojamas. Po penktojo ciklo visi likę mėginiai ir toliau išliko stabilūs, vandeninės fazės atsiskyrimas nenustatytas. Atlikto tyrimo rezultatai parodė, jog visi geliai su HPMC ir pektinu išliko fiziškai stabilūs visus 5 šildymo – šaldymo ciklus.
Apibendrinus šio tyrimo rezultatus galima teigti, jog visi mėginiai su HEC, su pektinu ir be pektino nėra jautrūs temperatūriniams svyravimams ir išlieka stabilus esant temperatūros pokyčiams (nuo -18±-2°C iki 25±2°C), o mėginių su HPMC polimeru stabilumas priklauso nuo polimero koncentracijos ir pagalbinės medžiagos.
3.3 Gelių pH reikšmės vertinimas
Remiantis nagrinėtomis mokslinėmis publikacijomis ir jose pateikta informacija, jog glikolio rūgštis veiksmingiausia naikinant C. acnes bakterijas yra pH reikšmėje nuo 3 iki 4,5, nepriklausomai nuo glikolio rūgšties koncentracijos produkte, pasirinkta pagaminti mėginius, kurių pH reikšmė yra 3,5
Mėginio kodas
1 ciklas 2 ciklas 3 ciklas 4 ciklas 5 ciklas
[1,21]. Atliekant tyrimą buvo siekiama nustatyti kaip kinta gelių pH reikšmė laiko atžvilgiu priklausomai nuo polimero tipo, koncentracijos ir pagalbinės medžiagos pridėjimo. Mėginiai buvo laikomi kambario temperatūroje (25±2˚C), pH reikšmės matavimo tyrimai buvo atliekami gelius pagaminus, praėjus 1 mėn. ir 3 mėn. po pagaminimo. Rezultatai pateikti 6 paveiksle.
6 pav. Gelių pH reikšmės pokytis laiko atžvilgiu (n=3 )
*p<0,05 po pagaminimo vs po 3 mėn.
Apibendrinant šio tyrimo rezultatus galima teigti, jog mėginiuose su HEC pH reikšmės pokytis laiko atžvilgiu nepriklauso nuo polimero koncentracijos ir pagalbinės medžiagos pektino pridėjimo. Visi mėginiai su HEC išliko stabilūs ir pH reikšmė statistiškai reikšmingai nekito visą tyrimo laikotarpį (p>0,05). Tuo tarpu mėginiuose su HPMC, pH reikšmės sumažėjimui įtakos galėjo turėti mažesnė polimero koncentracija (3 proc.) ir pagalbinės medžiagos nebuvimas mėginyje.
3.4 Žemos pH reikšmės gelių viskozimetrinis klampos tyrimas
Gelių viskozimetrinis klampos tyrimas atliktas siekiant išsiaiškinti, kokią įtaką gelių su glikolio rūgštimi ir celiuliozės polimerais dinaminei klampai daro celiuliozės polimero pasirinkimas (hidroksietilceliuliozė ir hidroksipropilmetilceliuliozė), skirtingos šių polimerų koncentracijos bei pagalbinė medžiaga pektinas. Buvo ištirti pagaminti skirtingų sudėčių gelių mėginiai, laikyti kambario temperatūroje praėjus parai, 1 mėn. ir 3 mėn. po pagaminimo. Rezultatai pateikti 7,8,9,10 paveiksluose.
3.4.1 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksietilceliulioze (HEC) viskozimetrinis
klampos tyrimas
Viskozimetrinio klampos tyrimo rezultatai pateikti 7 ir 8 paveiksluose.
7 pav. Skirtingų sudėčių gelių su HEC klampa (mPa•s) po pagaminimo (n=3)
Atlikus viskozimetrinį klampos tyrimą gelių mėginiams su HEC be pektino nustatyta, kad didinant polimero koncentraciją nuo 3 iki 5 proc. klampa didėja nuo 42629±10,53 mPa•s iki
200081±4,35 mPa•s. Šiems gelių mėginiams nustatyta labai stipri koreliacija (r=0,973) tarp dinaminės
klampos ir polimero koncentracijos. Didėjant hidroksietilceliuliozės koncentracijai nuo 3,0 proc. iki 4,0 proc. be pektino (HEC3B3.5 ir HEC4B3.5) nustatytas statistiškai reikšmingas klampos padidėjimas (p<0,05) ir labai stipri tiesioginė koreliacija (r=1) tarp klampos ir polimero koncentracijos. Taip pat statistiškai reikšmingas (p<0,05) dinaminės klampos padidėjimas bei labai stipri tiesioginė koreliacija (r=1) nustatyta mėginiuose be pektino, kuriuose polimero koncentracija buvo 4,0 proc. ir 5,0 proc. (HEC4B3.5 ir HEC5B3.5). Didžiausias dinaminės klampos padidėjimas, lyginant gelių mėginius be pektino, nustatytas tarp mėginių, kuriuose HEC koncentracija buvo 4,0 proc. ir 5,0 proc. (HEC4B3.5 ir HEC5B3.5) - klampa padidėjo 2,244 karto, nuo 89153,66±4,16 mPa•s iki 200086,33±4,35 mPa•s.
Apibendrinant šiuos gautus rezultatus matoma, jog gelių dinaminė klampa priklauso nuo polimero koncentracijos mėginyje. Šie rezultatai sutampa su Jones D. ir kt. (1997) atlikto tyrimo rezultatais – hidrogeliuose su HEC, didinant šio polimero koncentraciją dinaminė klampa didėja statistiškai reikšmingai (p<0,05) [48]. Binder. L. ir kt. (2019) atliktame tyrime, hidrogelių su HEC klampa taip pat didėjo, didinant HEC polimero koncentraciją mėginiuose [49].
Atlikus dinaminės klampos tyrimą ir vertinant mėginius su HEC su pektinu, mėginių dimaminė klampa didėjo nuo 78474±2,08 mPa•s (3 proc. HEC su pektinu) iki 254392±4,61 mPa•s (5 proc. HEC
su pektinu). Vertinant atlikto tyrimo rezultatus po pagaminimo, nustatytas statistiškai reikšmingas (p<0,05) dinaminės klampos pokytis lyginant mėginius su pektinu visuose mėginiuose su HEC. Lyginant tarpusavyje visus skirtingos polimero koncentracijos mėginius su pektinu rasta labai stipri tiesioginė koreliacija (r=0,952) tarp dinaminės klampos ir polimero koncentracijos ir statistiškai reikšmingas (p<0,05) dinaminės klampos padidėjimas didinant polimero koncentraciją mėginiuose su pektinu.
Lyginant 3,0 proc. HEC koncentracijos mėginius be pektino ir su pektinu (HEC3B3.5 ir HEC3S3.5) nustatyta, kad mėginių klampa pridėjus 0,5 proc. pektino padidėjo 1,84 karto – nuo 42629±5,56 mPa•s iki 78474,33±2,08 mPa•s, (p<0,05). Vertinant identiškos 4,0 proc. HEC
koncentracijos mėginius su pektinu ir be pektino (HEC4B3.5 ir HEC4S3.5) nustatytas statistiškai reikšmingas klampos pokytis (p<0,05) pridėjus 0,5 proc. pektino, dinaminė klampa padidėjo 1,322 karto, nuo 89153,66±3,21 mPa•s iki 117942,66±2,08 mPa•s. Taip pat statistiškai reikšmingai (p<0,05) klampa
įdėjus 0,5 proc. pektino klampa padidėjo 1,27 karto, nuo 20086,33±2,08 mPa•s iki 254392,66±4,61
mPa•s.
Visų žemos pH reikšmės gelių su HEC dinaminės klampos pokytis laiko atžvilgiu pavaizduotas 7 paveiksle.
8 pav. Gelių su HEC, laikytų kambario temperatūroje, klampos pokytis laiko atžvilgiu (n=3)
Visi gelių mėginiai, laikyti kambario temperatūroje (25°C±2°C) su polimeru HEC, su pektinu ir be pektino, išliko stabilūs visą tyrimo laikotarpį, dinaminė klampa kito labai nežymiai. Nei viename mėginyje su HEC su pektinu ir be pektino, nepastebėtas statistiškai reikšmingas dinaminės klampos pokytis (p>0,05). Binder L. ir kt. (2019) atliktame tyrime vertinant hidrogelius su HEC laiko atžvilgiu taip pat nebuvo nustatyta statistiškai reikšmingo klampos pokyčio (p>0,05) [49].
3.4.2 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC)
viskozimetrinis klampos tyrimas
HPMC gelių mėginių viskozimetrinio klampos tyrimo rezultatai pateikti 9 ir 10 paveiksluose.
9 pav. Skirtingų sudėčių gelių su HPMC klampa (mPa•s) po pagaminimo (n=3)
*p<0,05, lyginant klampą tarp identiškos sudėties mėginių, kai skiriasi polimero koncentracija
**p<0,05, lyginant klampą tarp identiškos sudėties mėginių, kai pridedama pektino
Atlikto tyrimo rezultatai parodė, jog didinant mėginių su hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC) be pektino polimero koncentraciją nuo 3 iki 5 proc., gelių dinaminė klampa didėjo nuo 20454±2,30 mPa•s iki 59577±21,93 mPa•s. Tiriant skirtingų koncentracijų mėginius su HPMC be pektino, nustatyta
labai stipri koreliacija (r=0,975) tarp dinaminės klampos ir polimero koncentracijos bei statistiškai reikšmingas klampos padidėjimas (p<0,05) tarp visų mėginių su HPMC be pektino. Didinant HPMC koncentraciją nuo 3 proc. iki 4 proc. mėginiuose be pektino (HPMC3B3.5 ir HPMC4B3.5) nustatytas statistiškai reikšmingas (p<0,05) klampos pokytis ir labai stipri tiesioginė koreliacija (r=1). Taip pat didinant polimero koncentraciją nuo 4 proc. iki 5 proc. (HPMC4B3.5 ir HPMC5B3.5) dinaminės klampos padidėjimas yra statistiškai reikšmingas (p<0,05) ir nustatyta labai stipri tiesioginė koreliacija (r=1). Didžiausias klampos padidėjimas nustatytas mėginiuose su HPMC be pektino didinant polimero koncentraciją nuo 3 proc. iki 4 proc. – dinaminė klampa padidėjo 2,44 karto, nuo 20454,66±2,30 mPa•s
iki 47745±2,64 mPa•s. Binder L. ir kt. (2019) atliktame tyrime, hidrogeliuose su HPMC didinant
polimero koncentraciją dinaminė klampa taip pat didėja [49].
35586±10,58 mPa•s (3 proc. HPMC su pektinu) iki 84565±29,87 mPa•s (5 proc. HPMC su pektinu).
Palyginus tarpusavyje skirtingų HPMC polimero koncentracijų mėginius su pektinu, nustatyta, jog didinant polimero koncentraciją ir įdedant tirštiklio pektino, dinaminė klampa padidėja statistiškai reikšmingai (p<0,05), tarp šių mėginių nustatyta stipri tiesioginė koreliacija (r=0,952) tarp polimero koncentracijos ir dinaminės klampos.
Lyginant identiškos 3 proc. (HPMC3B3.5 ir HPMC3S3.5) polimero koncentracijos mėginius su pektinu ir be pektino po pagaminimo, nustatytas statistiškai reikšmingas (p<0,05) klampos pokytis, klampa pridėjus 0,5 proc. pektino padidėjo 1,73 karto – nuo 20454,66±2,30 mPa•s iki 35586±2,44
mPa•s. Įdėjus 0,5 proc. pektino į 4 proc. polimero koncentracijos (HPMC4S3.5) mėginį, klampa padidėjo
1,077 karto, nuo 47745±2,64 mPa•s iki 51431±1,53 mPa•s, šis klampos padidėjimas yra statistiškai
reikšmingas (p<0,05). Lyginant identiškos polimero 5 proc. (HPMC5B3.5 ir HPMC5S3.5) koncentracijos mėginius su pektinu ir be pektino, į mėginį pridėjus 0,5 proc. pektino nustatytas statistiškai reikšmingas klampos padidėjimas, klampa padidėjo 1,41 karto, nuo 59577±5,29 mPa•s iki
84565±3,46 mPa•s. Didžiausias klampos padidėjimas pridėjus pektino į identiškos polimero
koncentracijos mėginius nustatytas 3 proc. hidroksipropilmetilceliuliozės mėginiuose (HPMC3S3.5). Visų žemos pH reikšmės gelių su HPMC polimeru dinaminės klampos pokytis vertinant laiko atžvilgiu pavaizduotas 10 paveiksle.
10 pav. Gelių su HPMC, laikytų kambario temperatūroje, klampos pokytis laiko atžvilgiu (n=3)
Vertinant gelių su HPMC dinaminės klampos kitimą laiko atžvilgiu nustatyta, jog visi geliai su pektinu ir be pektino išliko stabilūs praėjus 1 mėn. po pagaminimo. Nenustatyta jokio statistiškai reikšmingo klampos pokyčio (p>0,05), klampa mėginiuose kito nežymiai. Vertinant mėginius praėjus 3 mėn. po pagaminimo, mėginyje su 3 proc. HPMC koncentracija be pektino klampa sumažėjo statistiškai reikšmingai (p<0,05), vadinasi, mėginys neišliko stabilus visą tyrimo laikotarpį. Tokios pačios HPMC koncentracijos mėginys su pektinu liko stabilus ir jo klampa nekito statistiškai reikšmingai (p>0,05). Visi kiti mėginiai su didesnėmis polimero koncentracijomis (4 ir 5 proc.) su pektinu ir be pektino išliko stabilūs ir nenustatytas statistiškai reikšmingas klampos pokytis (p>0,05).
Apibendrinant viskozimetrinio klampos tyrimo su hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC) rezultatus galima teigti, jog gelių dinaminė klampa priklauso nuo sudėties. Didinant HPMC koncentraciją (intervale nuo 3 iki 5 proc.) visų gelių dinaminė klampa didėjo statistiškai reikšmingai (p<0,05). Į mėginius pridėjus tirštiklio pektino klampa taip pat didėjo statistiškai reikšmingai visuose mėginiuose su HPMC (p<0,05). Apibendrinant gelių mėginių klampos pokytį laiko atžvilgiu galima teigti, jog gelių mėginių klampos stabilumas priklauso nuo polimero koncentracijos ir tirštiklio pektino. HPMC gelio mėginys su 3 proc. polimero koncentracija be pektino išskystejo ir šio mėginio klampa po 3 mėn. sumažėjo statistiškai reikšmingai (p<0,05), tuo tarpu tos pačios 3 proc. koncentracijos mėginys su HPMC ir pektinu išliko stabilus ir jo klampa kito nežymiai. 4 ir 5 proc. HPMC gelių mėginių klampa tiek su pektinu, tiek be pektino kito nežymiai visą tyrimo laikotarpį.
3.4.3 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksietilceliulioze (HEC) ir
hidroksipropilmetilceliulioze (HPMC) klampos tyrimo rezultatų
palyginimas
reikšmingai (p<0,05) didesnė mėginių su HEC polimeru klampa – HEC gelių mėginiuose be pektino nustatyta 1,86 karto didesnė klampa nei HPMC gelių mėginiuose be pektino. Lyginant šios koncentracijos gelių mėginius su pektinu, taip pat nustatyta statistiškai reikšmingai (p<0,05) didesnė klampa HEC gelių mėginiuose – HEC gelio klampa buvo net 2,29 karto didesnė lyginant su HPMC geliu. Lyginant 5,0 proc. koncentracijos mėginius be pektino, mėginio su HEC klampa didesnė už mėginio su HPMC 3,35 karto, šis skirtumas yra statistiškai reikšmingas (p<0,05). Lyginant 5 proc. polimerų koncentracijos mėginius su pektinu, HEC gelip klampa didesnė 3 kartus nei gelio su HPMC (p<0,05).
Apibendrinant klampos tyrimo rezultatus galima teigti, jog visų koncentracijų HEC geliai tiek su pektinu, tiek be jo, buvo didesnės klampos lyginant su tos pačios koncentracijos HPMC geliais. Nustatyta, kad visų HEC gelių mėginių klampa yra statistiškai reikšmingai didesnė (p<0,05) už HPMC gelių klampą.
3.4 Žemos pH reikšmės gelių tekstūros analizė
Pagamintiems gelių mėginiams su HEC ir HPMC polimerais, su pektinu ir be pektino, buvo atlikta tekstūros analizė pagal 2.2.7 skyriuje pateiktą metodiką. Mėginių tekstūrai analizuoti buvo atliktas atgalinio išstūmimo (angl. ,,back extrusion“) testas. Išmatuoti šie parametrai: tvirtumas, konsistencija, kohezija ir klampos indeksas. Tyrimai atlikti praėjus 24 val. po mėginių pagaminimo, praėjus 1 mėn. ir 3 mėn. po pagaminimo. Lyginama kaip parametrai (tvirtumas, konsistencija, kohezija, klampos indeksas) priklauso nuo polimero rūšies, polimero koncentracijos ir kaip kinta laiko atžvilgiu. Rezultatai pateikti 11,12,13,14,15,16,17,18 paveiksluose.
3.4.1 Žemos pH reikšmės gelių su hidroksietilceliulioze (HEC) tekstūros analizė
11 pav. Gelių su HEC polimeru tvirtumo testo rezultatai (n=3)
*p<0,05, lyginant tvirtumą tarp identiškos sudėties mėginių, kai skiriasi polimero koncentracija
**p<0,05, lyginant tvirtumą tarp identiškos sudėties mėginių, kai pridedama pektino
Pagal atliktus tyrimo rezultatus su HEC gelių mėginiais be pektino praėjus parai po pagaminimo nustatyta, jog mėginiuose naudota deformacijos jėga didėjo nuo 131,06±6,06 g (3 proc. HEC be pektino) iki 633,39±11,98 g (5 proc. HEC be pektino). Nustatyta labai stipri koreliacija (r=0,945) tarp visų mėginių su HEC be pektino deformacijos jėgos rezultatų ir polimero koncentracijos mėginiuose, taip pat visuose mėginiuose be pektino didinant HEC polimero koncentraciją po 1 proc. (intervale nuo 3 proc. iki 5 proc.) nustatytas statistiškai reikšmingas (p<0,05) tvirtumo parametro padidėjimas. Jones D. ir kt. (1997) atlikto tyrimo metu taip pat nustatė, jog hidrogeliuose su HEC didinant polimero koncentraciją, gelių tvirtumas didėja [48].
Vertinant gelius su HEC su pektinu praėjus parai po pagaminimo, tvirtumas didėjo nuo 376,9±19,81 g (3 proc. HEC) iki 845,90±42,71 g (5 proc. HEC). Nustatytas statistiškai reikšmingas (p<0,05) tvirtumo padidėjimas didinant HEC polimero koncentraciją po 1 proc. (intervale nuo 3 proc. iki 5 proc.) mėginiuose su pektinu.
pektino kietumas padidėjo 1,33 karto – nuo 633,39±11,9 g iki 845,90±42,71 g, šis pokytis taip pat statistiškai reikšmingas (p<0,05).
Vertinant visų gelių su HEC polimeru su pektinu ir be pektino tvirtumo testo rezultatus laiko atžvilgiu nustatyta, jog deformacinės jėgos (tvirtumo) rezultatai vertinant praėjus 1 mėn. ir 3 mėn. po pagaminimo nežymiai sumažėjo visuose mėginiuose, tačiau statistiškai reikšmingas sumažėjimas nenustatytas nei viename mėginyje (p>0,05), vadinasi, geliai išlaikė savo tvirtumą visą tyrimo laikotarpį, nepriklausomai nuo HEC koncentracijos ir pagalbinės medžiagos pektino buvimo sudėtyje. Apibendrinant gautus rezultatais galima teigti, jog gelių su HEC tvirtumas tiesiogiai priklauso nuo polimero koncentracijos mėginyje ir nuo pektino pridėjimo į mėginius. Atlikto testo rezultatų analizė parodė, jog didėjant polimero koncentracijai didėja ir deformacijos jėga (tvirtumas) o pridėjus į mėginius pektino ji dar labiau padidėja (p<0,05). Šio tvirtumo rodiklio didėjimas parodo, jog gelio tekstūra darosi kietesnė ir jį sunkiau paskleisti ant odos.
12 paveiksle pateikti žemos pH reikšmės gelių su HEC konsistencijos rezultatai ir kokią įtaką jai daro polimero koncentracija ir pektinas. Šis parametras apibūdina medžiagos takumą ir tirštumą, kuo konsistencijos rodikliai didesni – tuo tirštesnis ir mažiau takus gelis.
12 pav. gelių su HEC konsistencijos testo rezultatai (n=3)
*p<0,05, lyginant konsistenciją tarp identiškos sudėties mėginių, kai skiriasi polimero koncentracija
**p<0,05, lyginant konsistenciją tarp identiškos sudėties mėginių, kai pridedama pektino
