До цієї ж групи оболонок варто віднести сполуки, що містять у своїй молекулі замісники основного характеру, наприклад, аміногрупи До таких сполук відносяться п-амінобензоати ацетилцелюлози, диетил- і бензиламінометилцелюлози, алкіламінометилпохідні полістиролу, сополімери диетиламіноетилметакрилата зі стиролом і ін Оболонки мікрокапсул з цих сполку нерозчинні у воді, але добре розчиняються під впливом шлункового соку
Оболонки мікрокапсул можуть руйнуватися під дією зовнішніх і внутрішніх факторів.
Зовнішні фактори – тиск, тертя, дія розчинників, температури, ферментів, мікробів, внутрішні фактори – тиск парової фази, розширення, просочування. Оболонка мікрокапсули може руйнуватися відразу чи поступово, наприклад, під дією ферментів чи розчинників.
Найпростіший спосіб звільнення (декапсуляції) рідких лікарських речовин – руйнування оболонки під тиском чи розчинення її при підвищеній температурі
Усе більше застосування в практиці знаходять оболонки мікрокапсул, що нерозчиняються і неруйнуються в травному тракті і звільняють капсулюєму речовину через пори оболонок шляхом дифузії. Наприклад, якщо в мікрокапсулах укладена водорозчинна лікарська речовина, то її виділення у водне середовище через оболонку з етилцелюлози відбувається за рахунок дифузії при вирівнюванні концентрації. Через оболонку вода спочатку надходить усередину мікрокапсули, розчиняє частину лікарської речовини, отриманий насичений водяний розчин дифундує через оболонку у водне середовище. Капсульована лікарська речовина в цьому випадку надходить в організм в оптимальних кількостях, не робить шкідливої побічної (часто подразнюючої) дії і характеризується тривалістю дії з підтримкою концентрації лікарського препарату на оптимальному рівні. Час пролонгованої дії ліків в мікрокапсулах залежить від ряду факторів і визначається типом полімеру, товщиною і пористістю оболонки, розміром мікрокапсули, характером середовища і т. п.
Дуже перспективна ідея мікрокапсулювання в диффузійнопроникні, але не розчинні в шлунково-кишковому тракті оболонки різних ферментів.
Відомо, що напівпроникні мікрокапсули можуть виконувати функції деяких натуральних біологічних кліток. Мікрокапсульовані ензими в комплексі з адсорбентами здатні видаляти визначені речовини з організму шляхом їхньої абсорбції на поверхні адсорбентів і ферментативно діяти на субстрати, що проникнули усередину мікрокапсул. Дуже часто ферменти викликають реакцію несумісності в організмі, для якого вони є чужорідними білками. Якщо ж ферменти вводити в організм у формі мікрокапсул з нерозчинною оболонкою, то цього явища не спостерігається, тому що через оболонки не можуть вивільнитися білкові макромолекули, але вони дають можливість низькомолекулярним субстратам і продуктам реакції вільно дифундувати через оболонку.
Мікрокапсули пролонгованої дії можуть містити два різних препарати, що діють з різною швидкістю. Наприклад, відомі мікрокапсули для лікування астми, що містять бронхоспазмалитик і відхаркувальне. При прийомі мікрокапсул виділення відхаркувального препарату відбувається значно повільніше, ніж виділення бронхоспазмалитика, так що відхаркування бронхіального секрету підсилюється тільки після усунення спазмів.
Для регулювання швидкості дифузії лікарських речовин з мікрокапсул проводять спеціальну обробку оболонок мікрокапсул воскоподібними речовинами Така додаткова обробка приводить до зниження їхньої проникності для рідко-дифузійної екстракції вмісту капсул, що істотно подовжує час вивільнення капсульованих лікарських речовин.
Процес пролонгації дії лікарських речовин у мікрокапсулах у його найпростішому виді можна розглядати як багатостадійний і складається з:
1. проникнення біологічної рідини в капсулу;
2. розчинення лікарських речовин усередині капсули,
3. виходу розчиненої лікарської речовини назовні завдяки наявності різниці концентрацій усередині і поза капсулою.
У диффузійно-проникних мікрокапсулах випускаються багато лікарських речовин, призначені для прийому усередину, але з наявною сильною подразнюючою дією на слизову оболонку шлунка, що іноді приводить до утворення виразок (ацетилсаліцилова кислота, сульфат заліза). У мікрокапсульованому виді ці речовини не мають безпосереднього контакту зі слизовою оболонкою і тому подразнення відсутнє чи помітно зменшується.
Методи мікрокапсулювання поділяються на три основні групи:
· фізичні,
· фізико-хімічні,
· хімічні.
Фізичні методи засновані на механічному нанесенні оболонок на частки лікарської речовини. До них відносяться методи:
· дражирування,
· розпилення,
· напилювання,
· диспергирования в системі рідина-рідина,
· екструзійні методи
· електростатичний метод центрифужного мікрокапсулювання.
Метод дражирування застосовують в основному для мікрокапсулювання твердих лікарських речовин (кристалічного порошку, гранул). Гранули у виді однорідної маси завантажують в обертовий казан і через форсунку, встановлену в отвору казана, розприскують на поверхню матеріалу, що перемішується, розчин плівкоутворювача. Товщина оболонки мікрокапсул залежить від температури, концентрації плівкоутворювача і швидкості пульверизації розчину. Мікрокапсули з твердим ядром, одержувані методом дражирування, називаються також мікродраже.
Метод розпилення використовують при одержанні мікрокапсул із твердим ядром і жировою оболонкою. Ядра лікарської речовини суспендують у чи розчині розплаві жирового компонента (віск, цетиловий спирт, моно – чи дістеарат гліцерину й ін.) і розпорошують у розпилюючій сушарці. При цьому частки лікарської речовини покриваються рідкими оболонками, що твердіє в результаті випару чи охолодження. Одержувані сухі мікрокапсули мають розмір 30–50 мкм.
Методи диспергування в системі рідина-рідина здійснюють у такий спосіб. Пересичений розчин лікарської речовини і розчин для оболонки (водний, водно-спиртовий чи отриманий з використанням іншого органічного розчинника) у виді крапель чи тонкого струменя подається в посудину з охолодженою рідиною, що незмішується, (найчастіше олією), оздоблену мішалкою. При її обертанні відбувається диспергування розчину, що попадає в олію, на дрібні крапельки, величина яких залежить від ряду факторів, але головним чином – від температури олії і швидкості обертання мішалки. Крапельки, що утворяться, швидко затвердевають унаслідок ізогідричної кристалізації лікарської речовини з нагрітого пересиченого розчину при різкому охолодженні в олії, причому форма мікрокапсул, що утворяться, як правило, наближається до кулястого. Після затвердіння мікрокапсули відокремлюють від масла, промивають і висушують.
Метод напилювання в псевдозжиженому шарі. Апарат, використовуваний для цієї мети, являє собою конічну камеру, у яку перед початком роботи завантажують ядра майбутніх мікрокапсул. Після завантаження включають компресор, що нагнітає в камеру знизу під визначеним тиском повітря, інертний газ чи їх суміші. Ядра переводяться в псевдозжижений стан, тобто починають «плавати» у середній частині камери, після чого в струмінь газу вводять розчин покриваючого матеріалу. Потрапляючи у виді дрібних бризів на поверхню ядер, він швидко висихає, поступово утворюючи на частках лікарської речовини міцну оболонку.
Підбираючи відповідну концентрацію покриваючого розчину, температуру, швидкість його надходження в камеру і час нанесення, одержують мікрокапсули з оболонкою заданої товщини. Після того як оболонка здобуває необхідну товщину, подачу розчину припиняють, мікрокапсули якийсь час висушують у струмені газу, злегка нагрітому, і вивантажують. В даний час є ряд удосконалених апаратів. Так, наприклад, розчин плівкоутворювача розпорошується і миттєво відкладається на кристали лікарської речовини, що інтенсивно перемішуються в апараті, при одночасному випарі розчинника.
Центрифужне мікрокапсулювання. Під впливом відцентрової сили частки капсулюємих лікарських речовин (твердих чи рідких) проходять через плівку розчину плівкоутворювача, покриваються нею, утворити мікрокапсули. У якості плівкоутворювачів застосовуються речовини, розчини яких володіють достатнім поверхневим натягом (желатин, натрію альгинат, полівініловий спирт і деякі ін.) і оптимальною в'язкістю. Від цих параметрів буде залежати розмір і форма мікрокапсул.
Фізико-хімічні методи мікрокапсулювання здобувають усе більше значення в зв'язку з порівняльною простотою застосовуваного устаткування, високою продуктивністю, а головне – можливістю одержання ядра практично будь-якого розміру у виді газу, рідини чи твердої речовини. Причому рідке ядро може являти собою індивідуальну рідку речовину (наприклад, олія), щирий розчин, колоїдний розчин чи суспензію.
Одним з основних фізико-хімічних методів є мікрокапсулювання з використанням явища коацервації, що засновано на поділі фаз, тому що дозволяє включати в оболонку лікарська речовина в будь-якому агрегатному стані й одержувати мікрокапсули різних розмірів з різними властивостями плівок (товщина, пористість, еластичність і ін.).
Одержуючи мікрокапсули даним методом, лікарська речовина диспергують у розчині чи розплаві плівкоутворювача. При зміні якого-небудь параметра дисперсної системи (температура, склад, значення рН, введення хімічних добавок) домагаються утворення дрібних крапельок – коацерватів навколо часток диспергуємої речовини у виді «намиста».