Hidastetun vapautumisen (Slow-release) partikkelien valmistus
Kauppinen, Olli (2016)
Kandidaatintyö
Kauppinen, Olli
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201701121120
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201701121120
Tiivistelmä
Tämän työn tavoitteena oli valmistaa hidastetun vapautumisen partikkeleita uudenlaisella päällystysmenetelmällä sekä biohajoavilla polymeereillä. Käytettävällä menetelmällä sekä biohajoavilla polymeereillä voidaan vähentää päällystyksen kustannuksia ja ympäristölle aiheutuvaa kuormitusta.
Kirjallisessa osassa käytiin lävitse partikkeleiden valmistusmenetelmiä, käyttökohteita sekä partikkeleista tapahtuvan liukenemisen mekanismeja. Hidastetun vapautumisen partikkeleiden valmistuksessa käytettiin liukenevana malliaineena kaliumkloridia. Päällystykseen käytettiin ligniiniä, natiivia peruna – ja CGKT-1008-tärkkelyksiä, karboksimetyyliselluloosaa ja gelatiiniä. Partikkelit valmistettiin useilla polymeerin massaosuuksilla käyttäen yhtä polymeeriä. Lisäksi valmistettiin kahdella polymeerillä päällystettyjä partikkeleita. Partikkelit valmistettiin märkäjauhamalla liuottimeen liuotettu polymeeriä KCl:n kanssa, kunnes liuotin oli haihtunut.
30 % ligniinipäällysteisillä partikkeleilla liukeneminen hidastui 2,3-kertaisesti jauhettuun KCl:ään verrattuna. Tärkkelyspäällysteisillä partikkeleilla ei havaittu liukenemisen hidastumista. Ligniinillä sekä tärkkelyksellä päällystettyjen partikkeleiden liukeneminen hidastui, mutta hidastuminen oli kuitenkin vähäisempää kuin pelkällä ligniinillä päällystetyillä partikkeleilla. Tulosten perusteella partikkeleiden jauhamismenetelmällä sekä liuottimen haihtumisnopeudella on vaikutusta muodostuviin partikkeleihin. The purpose of this work was preparation of slow-release particles using a novel method and biodegradable polymers. The preparation method and use of biodegradable polymers can make more economical and less environment.
Different preparation methods, applications and models of diffusion were discussed in the theoretical part of the thesis. Slow-release particles were prepared using potassium chloride as a model dissolving agent. Lignin, two different starches, native potato starch and CGKT-1008 starch, gelatin and carboxymethyl cellulose were used to prepare dissolution barrier. Different coating thicknesses were used for coatings with one polymer. Particles coated with two different polymers were prepared as well. Coating was applied by dissolving the polymer in solution, followed by wet milling with KCl and subsequent drying.
30 % lignin coating slowed the dissolution time 2.3 times when compared with grinded KCl. No slowing of dissolution was observed with starch coated particles. Particles coated with both lignin and starch were observed to slow the dissolution although the dissolution times were shorter than those of lignin coated particles. In the light of these results, the method of milling and the time it takes the solvent to evaporate have effect on the particles formed.
Kirjallisessa osassa käytiin lävitse partikkeleiden valmistusmenetelmiä, käyttökohteita sekä partikkeleista tapahtuvan liukenemisen mekanismeja. Hidastetun vapautumisen partikkeleiden valmistuksessa käytettiin liukenevana malliaineena kaliumkloridia. Päällystykseen käytettiin ligniiniä, natiivia peruna – ja CGKT-1008-tärkkelyksiä, karboksimetyyliselluloosaa ja gelatiiniä. Partikkelit valmistettiin useilla polymeerin massaosuuksilla käyttäen yhtä polymeeriä. Lisäksi valmistettiin kahdella polymeerillä päällystettyjä partikkeleita. Partikkelit valmistettiin märkäjauhamalla liuottimeen liuotettu polymeeriä KCl:n kanssa, kunnes liuotin oli haihtunut.
30 % ligniinipäällysteisillä partikkeleilla liukeneminen hidastui 2,3-kertaisesti jauhettuun KCl:ään verrattuna. Tärkkelyspäällysteisillä partikkeleilla ei havaittu liukenemisen hidastumista. Ligniinillä sekä tärkkelyksellä päällystettyjen partikkeleiden liukeneminen hidastui, mutta hidastuminen oli kuitenkin vähäisempää kuin pelkällä ligniinillä päällystetyillä partikkeleilla. Tulosten perusteella partikkeleiden jauhamismenetelmällä sekä liuottimen haihtumisnopeudella on vaikutusta muodostuviin partikkeleihin.
Different preparation methods, applications and models of diffusion were discussed in the theoretical part of the thesis. Slow-release particles were prepared using potassium chloride as a model dissolving agent. Lignin, two different starches, native potato starch and CGKT-1008 starch, gelatin and carboxymethyl cellulose were used to prepare dissolution barrier. Different coating thicknesses were used for coatings with one polymer. Particles coated with two different polymers were prepared as well. Coating was applied by dissolving the polymer in solution, followed by wet milling with KCl and subsequent drying.
30 % lignin coating slowed the dissolution time 2.3 times when compared with grinded KCl. No slowing of dissolution was observed with starch coated particles. Particles coated with both lignin and starch were observed to slow the dissolution although the dissolution times were shorter than those of lignin coated particles. In the light of these results, the method of milling and the time it takes the solvent to evaporate have effect on the particles formed.