マイクロカプセル化技術天然または合成ポリマー材料を使用して固体、液体、さらには気体物質をカプセル化し、半透過性または密封されたカプセルを備えたマイクロカプセルを形成する技術です。形成された小さな粒子はマイクロカプセルと呼ばれます。マイクロカプセル化技術は、カプセル化された物質の物理的特性を改善し、有効成分を外部環境から隔離し、安定性を高め、揮発性を低下させ、保存期間を延長することができます。さらに、コントロールリリース機能も備えています。マイクロカプセル化技術は、その独特の利点により深く研究され、医薬品、香辛料、食品加工、繊維、衣類の分野で応用されています。
マイクロカプセル化技術の研究は1930年代に始まりました。これは、壁材としてゼラチンを使用し、流動パラフィン中でタラ肝油のゼラチンマイクロカプセルを調製する物理的な方法でした。 1940 年代後半、マイクロカプセル化技術が画期的な進歩を遂げ、医薬品のコーティングに使用され始めました。近年、マイクロカプセル化技術は、香料徐放性、新規色素、食品加工など多くの産業・分野で応用されています。
マイクロカプセル壁材の分類
マイクロカプセルの壁の材質はカプセルの外殻です。さまざまな応用分野の壁の材質も異なります。現在、マイクロカプセル技術で一般的に使用される壁材料には、天然ポリマー、半合成ポリマー材料、および完全合成ポリマー材料の 3 つの主要なタイプがあります。壁材料を選択する原則は、壁材料がコア材料と適合し、性能が安定しており、高温、摩擦、押し出しに対して耐性があることです。壁材には一定の浸透性、吸湿性、溶解性が必要です。
1. 天然高分子材料
壁材として使用できる天然高分子材料としては、主にゼラチン、アラビアゴム、シェラック、ラック、デンプン、デキストリン、ワックス、ロジン、アルギン酸ナトリウム、トウモロコシタンパク質などが挙げられます。
天然ポリマー材料は一般に、毒性がなく、環境への悪影響が少なく、安定性があり、フィルム形成が容易であるという利点があります。
2. 半合成高分子材料
壁材として使用できる半合成高分子材料としては、主にメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースなどが挙げられます。
半合成ポリマー材料は、毒性が低く、粘度が高く、塩形成後の溶解度が高まるという利点がありますが、加水分解されやすく、高温に耐えられず、一時的に調製する必要があります。
3. 全合成ポリマー素材
壁材として使用できる全合成高分子材料としては、主にポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリウレア、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルピロリドン、エポキシ樹脂、ポリシロキサンなどが挙げられます。 。
完全合成ポリマー材料は、良好なフィルム形成特性、良好な化学的安定性、高い機械的強度、便利な保管および輸送を備え、生分解性または生体吸収性を備えています。しかし、それらは大量の有機溶剤を必要とし、高価であり、環境に大きな悪影響を及ぼします。したがって、原薬への溶解性が良好な、無毒または低毒性の材料を選択する必要があります。また、マイクロカプセルを準備中。副反応はマイクロカプセルに大きな影響を与えます。したがって、カプセル化のために、カプセルコアおよびその中の一部の添加剤との反応を引き起こす可能性のある一部のモノマーの選択を避ける必要がある。
マイクロカプセルの調製方法
１）加工されたコア材料（内相）をマイクロカプセル化媒体中に分散させる。
２）形成された分散系に膜形成材料（壁材）を添加する。
３）何らかの方法で、分散したコア材料の周りに壁材料を集める、堆積する、または巻き付ける。
4) 特定の物理的および化学的手段を使用して壁材料を処理および固化し、膜シェルが特定の安定な状態に達するようにします。
マイクロカプセルのさまざまな分野への応用
マイクロカプセルには主に次の6つの機能があります。 液体や気体などを粉砕して乾燥粉末にする、揮発性を下げる、一部の揮発性物質を揮発しにくくする。物質（酸化されやすい物質、光により分解されやすい物質、温度や湿度の影響を受けやすい物質）の安定性の向上。マスキング味。有効成分を単離する。リリースを制御します。この6つの主な機能により、医療、食品、染料など多くの分野で幅広く使用されています。
- 生物分野
生物細胞をマイクロカプセル化材料でカプセル化または包み込んで、生物細胞を含むマイクロカプセルを形成するプロセスは、生物細胞のマイクロカプセル化と呼ばれる。マイクロカプセルによって固定化された細胞は、過酷な環境条件（酸やアルカリ、温度、有機溶媒、有毒物質など）から保護されます。固定化された細胞は培養が容易であり、連続培養が可能です。マイクロカプセル化された生体細胞は、その優れた性能から医療、環境保護、食品産業などの分野で使用されています。
マイクロカプセル化された動物細胞は、その優れた単離特性と放出制御特性により、モノクローナル抗体の調製に使用されてきました。実験により、マイクロカプセル化されたハイブリドーマ細胞をマウスの皮下組織に注射すると、抗体が分泌されることが示されました。マイクロカプセル化されたハイブリドーマ細胞とは異なり、カプセル化されていないハイブリドーマ細胞は免疫不全マウスに移植されますが、これはマウスにとって致命的です。
マイクロカプセル化されたプロバイオティクスには、独自の利点もあります。プロバイオティクスは人間や動物の胃腸機能を改善し、病原菌の増殖を抑制し、動物の体の成長を促進する優れた効果を持っていますが、腸内で生産される過程で生菌数が大幅に減少するため、生理学的影響が制限されます。プロバイオティクスの効果。しかし、プロバイオティクスの製造におけるマイクロカプセル化技術の応用は、プロバイオティクスの胃酸に対する不耐性と短い保存期間の問題をより良く解決すると期待されている。日本と韓国は、マイクロカプセル化技術をプロバイオティクスにいち早く応用し、多くの特許を申請している国です。この分野における我が国の研究は比較的遅く始まりましたが、急速に進歩しました。
- 製薬分野
マイクロカプセルは医学や医療に多くの応用があり、目覚ましい成果と大きな可能性を秘めています。現在、関連する研究も非常に綿密に行われています。薬物マイクロカプセル化の利点は、副作用の軽減、胃酸分解の隔離、薬物の安定性の向上、薬物放出の制御などです。
漢方薬をマイクロカプセル化することで、薬の苦み・臭い・副作用が大幅に軽減され、胃への刺激も軽減され、薬の揮発も抑えられます。 10-ヒドロキシカンプトテシンは、我が国で臨床的に使用されているカンプトテシン抗腫瘍薬ですが、副作用が大きく、生物学的利用能が低いため、その応用価値は限られています。静電引力層ごとのナノ自己組織化技術 (LBL 法) によって調製された 10- ヒドロキシカンプトテシン (HCPT) 徐放性マイクロカプセルは、高いカプセル化効率と徐放性を備えており、中国の応用価値を高めます。漢方薬 HCPT [1]。
- 日常の化学分野
日用化学製品では、植物精油マイクロカプセルは主に洗剤、スキンケア製品、化粧品などに使用されています。李雪静ら。らは、洗濯洗剤におけるエッセンシャルオイルデンプンマイクロカプセルの役割を研究し、デンプンマイクロカプセルをエッセンシャルオイルと液体エッセンシャルオイルのカプセル化に使用すると、少ない総量で洗濯時およびすすぎ後のエッセンシャルオイルの性能を向上できることを発見しました。エッセンシャルオイルをマイクロカプセル化した後、植物エッセンシャルオイルはマイクロカプセルを担体として自動的に皮膚組織に均一に放出され、有効濃度を長時間維持すると同時に、皮膚組織を安定化させる役割を果たします。有効成分を配合し、特殊添加物の肌への刺激を軽減します。
- 食品分野
食品分野におけるマイクロカプセル技術の応用は、輸送や保存を容易にし、一部の不安定な食品原料の揮発、酸化、劣化を防止し、食品の悪臭や苦味を低減または覆い隠し、悪臭や苦味の放出を制御する機能を備えています。風味の持続と効果の持続という目的を達成するために、食品中のマイクロカプセルに風味を付け、食品中の多成分添加物の相互影響を回避します。例えば、一部の天然顔料には、溶解性や塗布時の安定性が低いという問題があります。マイクロカプセル化後、溶解特性が変化するだけでなく、安定性も向上します。
- 染料畑
マイクロカプセル染色の技術的核心は、染料を核材料としてマイクロカプセルを作ることです。染色の際、染料マイクロカプセルを染浴に直接入れることができ、繊維、染浴、カプセル内の染料の濃度差を利用して、染料を連続的に放出、吸着させ、繊維上に染色して完成します。染色。染色にマイクロカプセル染料を使用すると、カラフルな織物を生産でき、コストの削減、染料の利用率の向上、廃水浄化の促進、助剤フリーおよび無水染色の達成など、織物の捺染および染色におけるいくつかの問題を効果的に解決できます。ポリエステルスエード上でのマイクロカプセル染色の色合わせ性能を調査するために、高温分散染料の三原色を選択しました。結果は、分散染料マイクロカプセル色サンプルの彩度が全体的に改善され、見かけの色の深さが増加し、その色マッチングが実現可能であることを示した。
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HSFのマイクロカプセル化技術
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