Ein Controlled-Stress-Rheometer misst hauptsächlich Viskositätsänderungen in Abhängigkeit von der Schergeschwindigkeit, den Speichermodul ($G'$) und den Verlustmodul ($G''$). Diese Indikatoren liefern ein quantitatives Profil des scherverdünnenden Verhaltens und der Viskoelastizität des Gels, die für die Vorhersage der Handhabung des Produkts während der Anwendung und Lagerung unerlässlich sind.
Durch die Analyse der Beziehung zwischen Viskosität und Scherspannung stellen Hersteller sicher, dass ein transdermales Gel flüssig genug ist, um sich leicht auf der Haut verteilen zu lassen, aber gleichzeitig strukturiert genug ist, um fest zu haften, ohne zu verlaufen, und somit die Kinetik der Wirkstofffreisetzung steuert.
Bewertung des Fließverhaltens
Scherverdünnung (pseudoplastischer Fluss)
Das Rheometer misst die Viskosität als Funktion der Schergeschwindigkeit. Dies bestätigt, ob das Gel ein pseudoplastisches Fließverhalten aufweist, d. h. seine Viskosität bei angelegter Kraft abnimmt.
Auswirkungen auf die Streichfähigkeit
Diese Messung sagt direkt das Benutzererlebnis voraus. Ein richtiges Scherverdünnungsprofil stellt sicher, dass das Gel beim Reiben (Anwendung) einen geringen Widerstand bietet, aber sofort nach dem Stoppen eine hohe Viskosität wiedererlangt, um ein Verlaufen zu verhindern.
Bewertung viskoelastischer Eigenschaften
Speichermodul ($G'$)
Dieser Parameter misst die elastische Komponente des Gels – insbesondere die während der Verformung gespeicherte Energie. Er gibt Aufschluss über die strukturelle Integrität und Kohäsion der Gelmatrix.
Verlustmodul ($G''$)
Dieser Parameter misst die viskose Komponente und repräsentiert die als Wärme dissipierte Energie. Er spiegelt die flüssigkeitsähnlichen Fließeigenschaften des Materials wider.
Verlusttangens ($\tan \delta$)
Abgeleitet aus dem Verhältnis von $G''$ zu $G'$ hilft dieser Wert, das Gleichgewicht zwischen dem festen und flüssigen Verhalten des Gels zu quantifizieren. Er ist entscheidend für die Vorhersage der physikalischen Stabilität, wie z. B. die Wahrscheinlichkeit des Austretens von Klebstoff.
Verständnis der Kompromisse
Gleichgewichtsverhältnis zwischen Kohäsion und Adhäsion
Zwischen struktureller Integrität und Oberflächenhaftung besteht oft ein Spannungsverhältnis. Wenn der Speichermodul ($G'$) zu dominant ist, kann das Gel zu steif sein, um die Hautoberfläche effektiv zu benetzen, was zu schlechter Haftung führt. Umgekehrt, wenn der Verlustmodul ($G''$) zu hoch ist, kann dem Gel die Kohäsion fehlen, die notwendig ist, um an Ort und Stelle zu bleiben, was zu einer unordentlichen Anwendung oder einem "Kaltfluss" während der Lagerung führt.
Temperaturabhängigkeit
Rheologische Messungen müssen kontextspezifisch sein. Bei Raumtemperatur gesammelte Daten spiegeln möglicherweise nicht genau die Leistung bei Hauttemperatur (ca. 32 °C) wider. Wenn thermische Bedingungen nicht simuliert werden, kann die tatsächliche Konsistenz und die Wirkstofffreisetzungsrate des Gels nach dem Auftragen auf den Körper falsch eingeschätzt werden.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Um eine transdermale Gelformulierung zu optimieren, müssen Sie bestimmte Indikatoren priorisieren, basierend auf der Leistungscharakteristik, die Sie lösen möchten.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der einfachen Anwendung liegt: Priorisieren Sie Viskosität vs. Schergeschwindigkeit-Daten, um sicherzustellen, dass das Gel beim Reiben ausreichend dünnflüssig wird.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Langzeithaftung liegt: Konzentrieren Sie sich auf den Speichermodul ($G'$) und den Verlusttangens ($\tan \delta$), um sicherzustellen, dass das Gel seine Struktur beibehält, ohne auszutreten.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Wirkstofffreisetzungskinetik liegt: Analysieren Sie das vollständige viskoelastische Profil, da die Dichte des Gelnetzwerks bestimmt, wie schnell der Wirkstoff aus der Matrix diffundiert.
Eine genaue rheologische Charakterisierung schließt die Lücke zwischen einer stabilen chemischen Formulierung und einem praktikablen, patientenfreundlichen Produkt.
Zusammenfassungstabelle:
| Indikator | Beschreibung | Praktische Bedeutung |
|---|---|---|
| Viskosität vs. Schergeschwindigkeit | Misst den Fließwiderstand bei unterschiedlichen Kräften. | Bestimmt die Streichfähigkeit und einfache Anwendung auf der Haut. |
| Speichermodul ($G'$) | Repräsentiert die elastische, festkörperähnliche Komponente. | Zeigt strukturelle Integrität, Kohäsion und Haltbarkeit an. |
| Verlustmodul ($G''$) | Repräsentiert die viskose, flüssigkeitsähnliche Komponente. | Spiegelt die Fähigkeit des Gels wider, zu fließen und die Hautoberfläche zu benetzen. |
| Verlusttangens ($\tan \delta$) | Verhältnis von viskosem zu elastischem Verhalten ($G''/G'$). | Sagt das Gleichgewicht zwischen Haftung und dem Risiko des Austretens voraus. |
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Referenzen
- Ahlam Zaid Alkilani, Maram A. Alhusban. Fabrication of Thymoquinone and Ascorbic Acid-Loaded Spanlastics Gel for Hyperpigmentation: In Vitro Release, Cytotoxicity, and Skin Permeation Studies. DOI: 10.3390/pharmaceutics17010048
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Enokon Wissensdatenbank .
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