בהיסטוריה בת המאה של הקפסולות, הג'לטין תמיד שמר על מיקומו כחומר הקפסולה המיינסטרים בשל מגוון רחב של מקורות, תכונות פיזיקליות וכימיות יציבות וביצועי עיבוד מצוינים. עם העלייה בהעדפה של אנשים לקפסולות, כמוסות חלולות נמצאות בשימוש נרחב יותר בתחומי המזון, הרפואה ומוצרי הבריאות.
עם זאת, התרחשות והתפשטות מחלת הפרות המשוגעת ומחלת הפה והטלפיים עוררו חששות לגבי מוצרים שמקורם בבעלי חיים. חומרי הגלם הנפוצים ביותר לג'לטין הם עצמות ועורות של בקר וחזיר, והסיכונים שבהם משכו בהדרגה את תשומת לבם של אנשים. על מנת להפחית את הסיכון הבטיחותי של חומרי גלם קפסולות ריקות, מומחים בתעשייה ממשיכים לחקור ולפתח חומרי קפסולות מתאימים מצמחים.
בנוסף, ככל שמגוון הכמוסות גדל, הגיוון בתכולתן גורם לאנשים להבין בהדרגה שלקפסולות חלולות ג'לטין יש בעיות תאימות עם חלק מהתוכן עם תכונות מיוחדות. לדוגמה, תוכן המכיל קבוצות אלדהיד או מגיב ליצירת קבוצות אלדהיד בתנאים מסוימים עלול להוביל להצלבה של ג'לטין; תוכן מצמצם מאוד עלול לעבור תגובת Maillard (תגובת Mailard) עם ג'לטין. תְגוּבָה); התכולה בעלת היגרוסקופיות חזקה תגרום למעטפת קפסולת הג'לטין לאבד מים ולאבד את הקשיחות המקורית שלה. בעיות היציבות שהוזכרו לעיל של כמוסות חלולות ג'לטין משכו יותר תשומת לב לפיתוח של חומרי קפסולה חדשים.
אילו חומרים מצמחים מתאימים לייצור קפסולות קשות חלולות? נעשו ניסיונות רבים. בקשת ספרות פטנט סינית מספר 200810061238.X הוגשה לשימוש בנתרן תאית סולפט כחומר הקפסולה העיקרי; 200510013285.3 הגיש בקשה לשימוש בעמילן או בהרכב עמילן כחומר הקפסולה העיקרי; Wang GM[1] דיווח על ייצור של חומרי גלם של קפסולות צ'יטוסן כמוסות חלולות; Zhang Xiaoju וחב' [2] דיווחו שחלבון קונג'אק-סויה הוא חומר הקפסולה העיקרי. כמובן, הנחקרים ביותר הם חומרי תאית. ביניהם, כמוסות חלולות העשויות מהידרוקסיפרופיל-מתילצלולוזה (HPMC) יוצרו בהמוניהם.
HPMC נמצא בשימוש נרחב בתחום המזון והרפואה, והוא חומר עזר תרופתי נפוץ, אשר מתועד בפרמקופיות של מדינות שונות; ה-FDA והאיחוד האירופי אישרו את HPMC כתוסף מזון ישיר או עקיף; GRAS נרשם כחומר בטוח, מס' GRN 000213; הכלול במסד הנתונים של JECFA, INS No.464, אינו מגביל את המינון היומי המרבי של HPMC; בשנת 1997, משרד הבריאות של סין אישר אותו כתוסף מזון ומסמיך (מס' 20), מתאים לכל סוגי המזון, בהתאם לצרכי הייצור להוסיף [2-9]. בשל ההבדל בתכונות של ג'לטין, מרשם קפסולות ריקות של HPMC מסובך יותר, ויש להוסיף כמה חומרי ג'ל, כגון שיטה, קרגנין (מסטיק אצות ים), עמילן וכו'.
קפסולת HPMC חלולה היא מוצר עם קונספט טבעי. החומר ותהליך הייצור שלו מוכרים על ידי יהדות, איסלאם ואגודות צמחונות. הוא יכול לענות על הצרכים של אנשים בעלי דתות והרגלי תזונה שונים, ויש לו קבלה גבוהה. בנוסף, לכמוסות החלולות של HPMC יש גם את התכונות הייחודיות הבאות:
1. תכולת מים נמוכה - נמוכה בכ-60 אחוז מקפסולות חלולות ג'לטין
תכולת המים של קפסולות חלולות ג'לטין היא בדרך כלל 12.5 אחוזים -17.5 אחוזים [10]. יש לשלוט על הטמפרטורה והלחות של הסביבה בטווח מתאים במהלך הייצור, ההובלה, השימוש והאחסון של קפסולות ריקות. הטמפרטורה המתאימה היא 15-25 מעלות והלחות היחסית היא 35 אחוז -65 אחוזים, כך שניתן לשמור על ביצועי המוצר לאורך זמן. תכולת המים של סרט HPMC נמוכה מאוד, בדרך כלל 4 אחוזים -5 אחוזים, שהם כ-60 אחוזים פחות מזה של כמוסות חלולות ג'לטין. חילופי המים עם הסביבה במהלך אחסון ממושך יגדילו את תכולת המים של קפסולות ריקות HPMC באריזה שצוינה, אך היא לא תעלה על 9 אחוזים תוך 5 שנים.
התכונה של תכולת מים נמוכה הופכת את הקפסולות הריקות של HPMC למתאימות למילוי בתוכן היגרוסקופי או רגיש ללחות כדי להאריך את חיי המדף של המוצרים.
במחקר משנת 2005 על ידי DSM Nutritionals, הושוו ההשפעות של כמוסות ריקות HPMC וקפסולות ריקות ג'לטין על יציבות הפרוביוטיקה (L-10 Lactobacillus acidophilus). פרוביוטיקה היא סוג של מיקרואורגניזמים חיים. מתן אוראלי של כמויות מספקות של פרוביוטיקה יכול לשפר את האיזון של חיידקי המעיים של המארח ולשמש לטיפול במחלות מעיים. נהוג להאמין שרק חיידקים חיים יכולים לייצר פונקציות פרוביוטיות. עם זאת, פרוביוטיקה רגישה מאוד ללחות ולחות רבה מדי עלולה להוביל למוות של חיידקים חיים. DSM מילא L-10 וחומרי עזר בכמוסות HPMC ובכמוסות חלולות של ג'לטין בתנאי לחות שונים, וחקר את יציבותו. התוצאות הראו שבהשוואה לקפסולות חלולות של ג'לטין, כמוסות חלולות של HPMC יכולות לשמור טוב יותר על מספר החיידקים הקיימים במוצר ולהאריך את תקופת התוקף של מוצרים פרוביוטיים.
2. קשיחות גבוהה, ללא שבירות
לסרטי ג'לטין יש תכולת לחות מוגדרת, שמתחתיה סרט הג'לטין הופך שביר בעליל. לקפסולות ריקות ג'לטין רגילות ללא כל תוספים יש סיכון לשבירות של יותר מ-10 אחוזים כאשר תכולת הלחות היא 10 אחוז; כאשר תכולת הלחות ממשיכה לרדת ל-5 אחוזים, תהיה 100 אחוז שבירות. לשם השוואה, הקשיחות של קפסולות חלולות HPMC טובה בהרבה, והיא שומרת על ביצועים טובים גם אם הלחות בסביבה נמוכה. כמובן, השכיחות של שבירות של כמוסות חלולות HPMC עם מרשמים שונים תהיה שונה בתכלית תחת לחות נמוכה.
3. יציבות כימית חזקה
תגובת ההצלבה של כמוסות ג'לטין היא בעיה קשה שנתקלה בה בתכשירי כמוסות. מכיוון שקבוצת האלדהיד של התוכן מגיבה עם קבוצת האמינו של חומצת האמינו בג'לטין ליצירת מבנה רשת, קשה להמיס את מעטפת הקפסולה בתנאי פירוק חוץ גופית, ובכך משפיעה על שחרור התרופה. היפרומלוז היא נגזרת תאית, אינרטית מבחינה כימית, ובעלת תאימות מצוינת לרוב החומרים, כך שלקפסולות ריקות של HPMC אין סיכון לתגובות צולבות והן בעלות יציבות כימית גבוהה.
4. ביצועי ציפוי טובים
קפסולות מצופות אנטרי משמשות לתרופות שנפגעות בקלות מחומצת קיבה, מגרים את רירית הקיבה או דורשות מתן תרופות ממוקדות. תהליך הקפסולה המצופה באנטריים המקובל בעולם הוא הציפוי הכולל של כדורים וכמוסות מצופים אנטרי. קפסולות ריקות HPMC מציגות יתרונות ייחודיים בציפוי הכולל של הקפסולות.
מחקרים הראו כי בשל פני השטח המחוספסים של קפסולות חלול HPMC, הזיקה לרוב חומרי הציפוי האנטריים גבוהה משמעותית מזו של ג'לטין, והמהירות והאחידות של הידבקות חומר הציפוי טובים משמעותית מג'לטין, במיוחד הציפוי בצומת של מכסה הגוף. האמינות השתפרה משמעותית. בדיקת הפירוק החוץ גופית הראתה שלקפסולות HPMC הייתה חדירות נמוכה יותר בקיבה ושחרור טוב במערכת המעי לאחר ציפוי כמוסות HPMC.
המאפיינים של קפסולות HPMC חלולות הופכות את תחומי היישום שלה להרחיב ללא הרף. ממוצרים טבעיים, ועד לתוכן רגיש ללחות או היגרוסקופי, יש כיום יישומים ייחודיים במשאפי אבקה יבשה כמו גם בציפויים אנטריים.
