纤维素气凝胶颗粒在小型喷射床中的喷雾涂层GydF4y2Ba
这项工作的目的是应用保护和均匀虫胶GydF4y2Ba涂层GydF4y2Ba亲水开孔纤维素气凝胶颗粒表面层，密度≤0.1 g/cmGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba和高比表面积在〜400-450米范围内GydF4y2Ba2GydF4y2Ba/g，同时在加工过程中保持气凝胶的微观结构完整。为此，采用了一种创新的微型喷床装置。确定了在气凝胶表面应用封闭膜而不使涂层材料侵入气孔的成功工艺设置。GydF4y2Ba
随着包衣液用量的变化，包衣层厚度可精确控制在10-50 μ m范围内，加工过程中不会发生团聚和堵塞事件。通过涂层前后的体积密度和比表面积的比较，证实了多孔结构的完整性。负载香兰素的颗粒包覆可控释，释放半衰期从20分钟提高到1600分钟。总之，开发了一种成功的低密度有机气凝胶包覆策略。GydF4y2Ba
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介绍GydF4y2Ba
气凝胶是一种固体材料，具有高孔隙率、低密度和高比表面积(GydF4y2BaS.GydF4y2BaV.GydF4y2Ba）。它们的合成通常涉及凝胶化，溶剂交换和超临界干燥步骤（García-gonzález等。2011）。除了许多其他应用外，Aerogels适用于用于味道和药物的可定制的载体矩阵，因为它们使得从多孔结构的靶向释放组件释放，并提供高负载能力（Smirnova和Gurikov 2017; Bian等，2020）。食品和制药部门需要在体内使用的生物降解性和生物相容性等性质，其由淀粉，藻酸盐或纤维素的气凝胶等生物聚合物材料提供，其可以是例如淀粉，藻酸盐或纤维素的气凝胶。装满各种活性药物成分（Ulker和Erkey 2014; Veres等，2018;Pantić等，2016; Mehling等，2009; Zeng等人。2020）。纤维素气体基质作为药物递送系统的特殊适用性源于诱导控制和分层孔隙率，它们在进入含水环境中，高比表面积和宏观形状控制的柔韧性时的相对高的稳定性，这允许生产具有定义大小的球形颗粒（Budtova 2019; Volkert等人2009; Liebner等，2009）。此外，纤维素是一种廉价和丰富的原料。GydF4y2Ba
然而，如果将生物聚合物气凝胶作为载体进行长期释放，则在体内使用生物聚合物气凝胶面临一些挑战:由于气凝胶的亲水表面和开放的孔隙结构，水分或反应分子在储存过程中会渗透到材料内部，造成孔隙的破坏，导致封装材料的老化。此外，当材料暴露于水环境时，孔隙可能会迅速塌陷。最后，根据加载过程以及加载物质与气凝胶表面之间的相互作用，活性物质可以以非晶态的薄层形式加载到基体中(García-González et al. 2011)。给定的点可能导致动力学控制较差，导致物质从内部爆发释放，这主要是由3d结构的坍塌控制，而不是所需的较慢的扩散过程(Ulker和Erkey 2014)。GydF4y2Ba
解决这些问题的一种可能性是气凝胶内表面的疏水性改造，这防止了一方面防止水的渗透到毛孔中，但另一方面改变了原始的表面反应性。保护涂层对气凝胶外表面的施加是一种替代方法，其使内部未改进并提供物理屏障作为内部多孔结构和密封剂的保护。此外，外部GydF4y2Ba涂料GydF4y2Ba通过定制涂层特性(如涂层厚度、pH值和温度敏感性)，可以增强对释放剖面的控制。因此，本研究探讨了在纤维素气凝胶颗粒上涂覆保护性聚合物层的可能性。GydF4y2Ba
均匀涂层的应用通常是在喷涂过程中进行的，在喷涂过程中，移动的粒子与分散的涂层溶液接触。喷涂是一个复杂的过程，涉及许多同时进行的步骤和需要优化的工艺参数(Jones 1985)。具体来说，必须考虑气凝胶颗粒的轻质量和低密度，因为它们会导致非经典的流态化行为，而经典的gel达特分类可能无法充分描述这种行为(Akgün和Erkey 2019)。气凝胶的开放多孔性质可能允许溶剂大量渗透到气凝胶核心，导致多孔网络的变化或破坏，由于高毛细管力，这发生在随后的蒸发干燥。为了防止这种情况发生，聚合物层的固化速度必须快于溶液进入孔隙的速度(Alnaief et al. 2012)。GydF4y2Ba
喷射床系统在这方面是很有前途的装置，因为它们可以在气相和颗粒相之间实现极快的热和质传递。在喷动床系统中，气凝胶颗粒流态化动力学和喷雾涂层已经在工作中进行了描述，该工作侧重于过程的模拟和力学方面，确定重要的工艺参数，以在加工过程中保持颗粒宏观形状完整(Antonyuk等人2012,2013)。除了颗粒的完整性，在喷淋床系统中对气凝胶的喷涂还可以制定两个额外的要求:(1)涂层材料应均匀使用，并规定层厚。(2)为了保持气凝胶功能的完整，必须保留气凝胶内部的孔隙结构。特别是第二点，不容易通过表征方法量化。Antonyuk et al.(2015)和Alnaief et al.(2012)研究了二氧化硅和淀粉/藻酸盐混合气凝胶在水悬浮液包覆过程中的收缩行为。并提出了几种防止多孔结构收缩的措施。由于直接用水性euragit涂布GydF4y2Ba®GydF4y2Ba溶液会导致孔隙坍塌，因此需要采用双层方法，首先用熔体对颗粒进行涂层，然后再暴露于水性涂层材料(Alnaief et al. 2012)。在这方面，比表面积的测量可以提供在不同操作条件下气凝胶质量的敏感评估(Subrahmanyam等人2015)。Goslinska et al.(2019)发现比表面积的减少与应用涂层材料的数量直接相关，表明孔隙的完整性和涂层的质量。在同样的工作中，使用乙醇紫胶溶液涂覆微米大小的乳清蛋白气凝胶颗粒，初始表面积为207 mGydF4y2Ba2GydF4y2BaGGydF4y2Ba-1GydF4y2Ba，首先创造出具有完整孔隙度的包覆、完全可食用的气凝胶。GydF4y2Ba
虫胶是一种天然树脂，用来用于市售改性气氛包装系统（Sandhya 2010）。从上世纪初开始记录了可食用的虫胶涂层作为屏障系统，例如，已经记录了。用于制药，糖果，水果和蔬菜。疏水性和生物降解性的组合使得虫胶成为纤维素配方中具有前途的可再生材料。此外，纤维素/虫胶系统履行了美国食品和药物管理局的法规对食品接触材料的组件（Hult等人2010）。GydF4y2Ba
在这项工作中，我们的目标是研究用紫胶覆盖纤维素气凝胶的可能性，以保护纤维素基质不受水分的影响，并使(可食用的)产品适合在水环境中长期释放活性物质。GydF4y2Ba
我们对壳涂层纤维素气体颗粒的策略涉及以下步骤（图1）：（1）具有不同颗粒尺寸，密度和窄尺寸分布的高度球形纤维素气体颗粒的合成。颗粒的球形是关于目标应用的重要因素，因为它在流动性，均匀的热量和传质方面带来了益处以及密封剂的控制释放（Lee等人2013）。（2）在涂布溶液中的虫胶含量如虫胶含量等过程参数的变化和喷雾溶液与床肿块中的比例中，在小型化的喷射床中用乙醇壳溶液喷涂纤维素壳溶液的喷涂。（3）涂层性能，涂层孔相互作用和气凝胶微观结构的表征。（4）通过测定来自超临界二氧化碳的颗粒的释放动力学来定量药物递送性能。GydF4y2Ba
材料:GydF4y2Ba不同的混凝浴溶液由稀释(33 wt.%)的硫酸(HGydF4y2Ba2GydF4y2Ba所以GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba默克密理博GydF4y2Ba，emsure.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba)和乙酸乙酯(EtAc Carl Roth GmbH & Co. KG)、三氯甲烷(CHCl .)的混合物GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba， Carl Roth GmbH & Co. KG)和醋酸(CHGydF4y2Ba3.GydF4y2BaCOOH, Carl Roth GmbH & Co. KG)用于诱导纤维素溶液的凝固。EtAc和CHClGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba在等质量比下，CH保持不变GydF4y2Ba3.GydF4y2BaCOOH占总质量的10%。GydF4y2Ba
P.GydF4y2Ba纤维素气凝胶颗粒的修复:GydF4y2Ba
数量为10或30克的II型微晶纤维素(GydF4y2BaJRS制药有限公司KGGydF4y2Ba那GydF4y2Bavivapure.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba, 101年GydF4y2Ba)分散在200g去盐水中，5°C肿胀至少30min。GydF4y2Ba
文章信息：Schroeter，B.，Yonkova，V.P.，Goslinska，M。GydF4y2Baet al。GydF4y2Ba纤维素气凝胶颗粒在小型喷射床中的喷雾涂层。GydF4y2Ba纤维素GydF4y2Ba(2021)。https://doi.org/10.1007/s10570-021-04032-0GydF4y2Ba