Формулиране с CPC: заряд, pH и съставките, които изяждат вашата активност

Формулата казва0,1% цетилпиридиниев хлорид. Сертификатът за автентичност казва, че чистотата е по-голяма или равна на 99%. Тестването на версията преминава. Шест месеца по-късно клиентът изпраща обратно проба от вода за уста и пита защо е спряла да действа. Етикетът не е променен. CPC не се е влошил. Нещо във формулата тихо го поглъща от първия ден.

Тази статия е за това нещо. Повечето формулатори знаятЦетилпиридиниев хлорид (CAS 123-03-5)е катионен антисептик. По-малко осъзнават колко тесен е прозорецът между „технически налични“ и „действително активни“. Разликата обикновено не е самата CPC. Това е заредената среда около него, pH, в което се намира, и ексципиентите, които се свързват с него, преди да достигне бактериална мембрана. Alfa Chemical произвеждаCPC (CAS 123-03-5)в Джънджоу, Китай за формулатори за грижа за устната кухина по целия свят.

Катионният проблем

Антимикробното действие на CPC започва с електростатика. Молекулата има постоянен положителен заряд върху своя пиридиниев азот. Бактериалните клетъчни повърхности носят нетен отрицателен заряд от тейхоеви киселини, липополизахариди и мембранни фосфолипиди. CPC катионът се адсорбира върху тази повърхност, вкарва своята цетилова верига в липидния двоен слой и нарушава целостта на мембраната. Клетката изтича. То умира.

Този механизъм е бърз. А50 mg/100 mL CPC разтвор- концентрацията, използвана в търговските разтвори за уста - стерилизира всички тествани орални бактериални щамове в рамките на една минута. При3 мг/100 мл, седем от десет щама се унищожават в рамките на три минути. Дейността не е маргинална. Когато CPC работи, тя работи бързо.

Проблемът е, че почти всяка друга съставка в паста за зъби или вода за уста се конкурира за едни и същи места за електростатично свързване. Анионните повърхностноактивни вещества, анионните сгъстители, фосфатните соли и някои абразиви носят отрицателен заряд. CPC не прави разлика между бактериална мембрана и сулфатна глава. Той се свързва с всичко, което е отрицателно заредено и налично. Веднъж свързан с ексципиента на формулировката, той вече не е наличен за антимикробно действие.

SLS и неразтворимият комплекс

Натриев лаурил сулфат (SLS)е най-често срещаното повърхностноактивно вещество в пастите за зъби. Когато CPC и SLS се смесят във водна фаза, те образуват неразтворим комплекс. Комплексът не е малка загуба. В типична паста за зъби, съдържаща1–2% SLS, по-голямата част от CPC може да бъде направена неактивна в рамките на часове след смесването.

Механизмът е ясен. SLS е анионно повърхностно активно вещество със сулфатна горна група. CPC е катионно повърхностно активно вещество с пиридиниева заглавна група. Противоположно заредените повърхностноактивни вещества във водата правят това, което правят противоположно заредените повърхностноактивни вещества: те се свързват, образуват йонни двойки и се утаяват от разтвора. Утайката все още е в епруветката. Просто вече не е в слюнката.

Ако създавате CPC паста за зъби и вашата повърхностноактивна система е SLS-базирана, антимикробното твърдение е компрометирано независимо от концентрацията на CPC на етикета. Единствените надеждни поправки са:

• Заменете SLS с не-йонно повърхностно активно вещество. Полоксамер 407, PEG-40 хидрогенирано рициново масло, иполисорбат 20обикновено се използват с CPC без загуба на активност. Тези повърхностноактивни вещества нямат нетен заряд и не се конкурират за местата за свързване на CPC.
• Използвайте амфотерно повърхностно активно вещество като основно. Кокамидопропил бетаинноси както положителни, така и отрицателни заряди, но се държи като цвитерион при типично pH на формулата. Той е съвместим с CPC на нива на практическа употреба.
• Ако SLS не-подлежи на обсъждане поради разходи или причини, свързани с образуването на пяна,приемете, че КЗК ще се представи по-слабо. Съществуват подходи за капсулиране, но добавят сложност на обработката и разходи, които рядко се използват с молив за обикновена грижа за устната кухина.

Същата логика важи и за анионните сгъстители.Натриева карбоксиметилцелулоза (CMC)икарбомерсвързват CPC чрез техните карбоксилатни групи.Ксантанова гума, макар и по-малко анионен, все още може да взаимодейства в зависимост от pH и концентрацията. Не-йонни сгъстители -хидроксиетилцелулоза, хидроксипропил метилцелулоза, или модифицирани нишестета - избягвайте напълно проблема.

Силициев диоксид, калциев карбонат и абразивният въпрос

Абразивите имат повече значение, отколкото повечето формулатори очакват. Някои степени нахидратиран силициев диоксидикалциев карбонатадсорбират CPC върху техните повърхности на частиците, като намаляват количеството свободен актив във водната фаза.

Това не е единен проблем. Производителите на силициев диоксид са разработили класове с повърхностни обработки, които намаляват свързването на CPC. Утаените силициеви диоксиди с повърхностна модификация могат да постигнатСтойности за съвместимост на CPC над 85–90%, което означава, че по-голямата част от CPC остава безплатна в решението. Стандартните класове силициев диоксид без модификация ще свържат по-голяма фракция.

Абразивите на базата на-калциев карбонат са по-труден случай. Те са склонни да повишават рН на формулировката над 8, което е извън прозореца за стабилност на CPC, и тяхната повърхностна химия е по-реактивна спрямо катионни видове. Ако CPC е основното антимикробно активно вещество, абразивната система на базата на силициев- е почти винаги по-добрият избор.

pH: Две ограничения, един прозорец

Полезният обхват на рН на CPC е тесен, защото стабилността и активността теглят в противоположни посоки.

По-долуpH 5,0, антимикробната активност на CPC намалява. Механизмът не е напълно разбран, но практическото наблюдение е последователно: киселинните условия намаляват скоростта и степента на унищожаване на бактериите.

По-гореpH 8,0, CPC разтворимостта спада и рискът от утаяване се увеличава. При високо рН пиридиниевият катион може да бъде неутрализиран от хидроксид, образувайки свободна основа, която е слабо разтворима във-вода. След като CPC се утаи, той е функционално изчезнал.

Оптималният прозорец еpH 5,5–7,5. За състави за изплакване на устата, aцитратен или фосфатен буфер при pH 6,0–6,5е стандартна практика. Фосфатните буфери имат допълнително предимство: те не въвеждат многовалентни аниони, които биха могли да взаимодействат с CPC. Едновалентни киселинни системи - фосфорна киселина или солна киселина за регулиране на pH - са предпочитани пред многовалентни киселини като лимонена киселина или EDTA, които могат да хелатират или свързват катионни видове.

За пастата за зъби pH често се определя от абразивната система. Абразивите на базата на силициев- позволяват неутрално pH. Калциевият карбонат принуждава алкално pH. Ако формулировката изисква калциев карбонат поради разходи или текстура, CPC е грешният антимикробен активен агент за тази система.

Цинк: единственият ко-актив, който помага

Повечето ко-активни елементи или не правят нищо за CPC, или му пречат.Цинке изключение.

Цинкови соли -цинков хлорид, цинков лактат, цинков цитрат- работят чрез механизъм, различен от CPC. Цинковите йони инхибират бактериалния растеж и директно неутрализиратлетливи серни съединения (VSCs), основната причина за миризмата от устата. CPC убива бактериите и намалява индиректно производството на VSC чрез намаляване на бактериалната популация. Когато се комбинират, двете активни съставки се справят с халитозата чрез допълващи се пътища.

Синергията е документирана in vitro. ПротивAggregatibacter actinomycetemcomitans, ключов пародонтален патоген и производител на VSC, комбинацията от CPC и ZnCl₂ показа синергично инхибиране - ефектът беше по-голям от сбора на отделните дейности. Клинично, водите за уста, съдържащи както CPC, така и цинков лактат, са показали ефикасност против -лоша миризма, която надхвърля това, което всеки активен продукт осигурява самостоятелно.

Предупреждението за съвместимост: цинковите соли са катионни. Те не се конкурират с CPC за анионни свързващи места по начина, по който го прави SLS. Двете могат да съществуват едновременно в една и съща водна фаза, без да образуват неразтворим комплекс.

Какво не помага

Хлорхексидин.Комбинирането на CPC схлорхексидинне предлага антимикробна полза и увеличава риска от дразнене на лигавицата. Двата актива са насочени към подобни механизми и техните профили на същественост не се допълват взаимно. Ако имате нужда от ниво на ефикасност на-хлорхексидин, използвайте хлорхексидин. Ако имате нужда от поносимост-ниво на хлорхексидин, използвайте CPC. Смесването им ви дава най-лошото от двете.

Анионни полимери за контрол на зъбен камък. Пирофосфатииполифосфатиса често срещани средства против-зъбен камък и силни хелатори. Те могат да обвържат CPC и да намалят неговата наличност. Ако се изискват както претенции против-зъбен камък, така и антимикробни, тествайте внимателно комбинацията. Средството против -зъбен камък може да консумира антимикробното средство.

Високи нива на етанол. Етанолпонякога се използва за разтваряне на ароматни масла или за добавяне на "лечебен" сензорен ефект. CPC е разтворим в етанол, но високите концентрации на етанол могат да раздразнят устната лигавица и да не подобрят ефективността на CPC. Ако се използва етанол, дръжте го под нивото, което причинява парене, и проверете дали CPC остава в разтвор, след като етанолът се изпари от устната кухина.

Използвайте нива по тип продукт

Вода за уста. 0,05–0,1% CPCе стандартен. Клинични изпитвания при0.045–0.065%са показали намаляване на плаката в25–35% диапазонс минимално оцветяване или нарушение на вкуса. В Китай нормативната граница за вода за уста е0.05%. За експортни пазари потвърдете местния лимит, преди да финализирате формулата.

паста за зъби. 0,1–0,5% CPC, като действителното количество безплатен (необвързан) CPC е числото, което има значение. Ако формулата съдържа SLS или анионни сгъстители, етикетираната концентрация надвишава ефективната концентрация.

Пастили и спрейове за гърло.Типично1,5 mg CPC на единица. Форматът на доставяне ограничава времето на престой, така че предизвикателството при формулирането е различно: поддържане на наличността на CPC в твърда или подлежаща на пръскане матрица, а не във воден разтвор.

Препарати за почистване на ръце и грижа за кожата.До0,2% CPC. Тези формулировки обикновено избягват SLS поради причини за съвместимост с кожата, което между другото улеснява съвместимостта с CPC.

Правило за последователност, което избягва повечето проблеми

Когато разработвате базиран на CPC-продукт за грижа за устната кухина, редът, в който заключвате решенията за формулиране, определя дали ще имате проблем със съвместимостта.

• Първо заключете системата за повърхностно активно вещество.Ако повърхностно активното вещество е анионно, никаква настройка на pH или регулиране на концентрацията на CPC няма да възстанови загубената активност. Изберете не-йонна или амфотерна, преди да напишете нещо друго във формулата.
• Заключете сгъстителя втори.Съпоставете заряда на сгъстителя със системата на повърхностно активното вещество. Не-йонните сгъстители са безопасни по подразбиране.
• Заключете абразивната трета.Силициев диоксид с ниско CPC свързване или клас силициев диоксид, специално тестван за CPC съвместимост.
• Заключете pH четвърто.ЦелpH 6,0–6,5. Буфер с цитрат или фосфат. Избягвайте многовалентните киселини.
• Добавете CPC последно,предварително-разтворен в малко количество пречистена вода. Добавянето на CPC в края на процеса на смесване минимизира локализираното свързване със сгъстители или абразиви, преди те да са напълно хидратирани.

Тази последователност не е гаранция срещу всяко взаимодействие, но елиминира най-често срещаните режими на повреда. Преоборудването на съвместимост във формула, която вече съдържа SLS, е скъпо и рядко напълно успешно.

Какво да попитате доставчик

Ако снабдявате CPC от китайски производител, техническите въпроси, които имат значение, не са относно цената или опаковката. Те са за партидните данни.

Попитайте заанализ чрез HPLC, а не диапазон. Попитайте заводно съдържание. CPC монохидратът има теоретично водно съдържание около5.3%. Безводният CPC ще се чете по-ниско. Формата има значение за разтворимостта и стабилността. Поискайтеостатък при запалванеитежки метали. Ph. Eur. ограничението за тежки метали е20 ppm. Попитайте дали материалът е тестван за съвместимост с обичайните ексципиенти за грижа за устната кухина - не всеки доставчик ще разполага с тези данни, но тези, които имат, са тези, които разбират продукта.

Сертификатът за автентичност трябва да включва действително измерени стойности, а не спецификации. Сертификат за автентичност, който гласи „По-голямо или равно на 99%“ без номер, е шаблон, а не партиден запис.

Извличане на CPC от Alfa Chemical

Доставки на Alfa ChemicalЦетилпиридиниев хлорид (CAS 123-03-5)от Zhengzhou, Китай, като бял кристален прах сПо-голямо или равно на 99% анализ чрез HPLC. Всяка партида се доставя със специфичен за партидата-COA и SDS. Свързаните органични междинни продукти са изброени по-долуОрганична химия. За въпроси относно формулировката или заявки за проби,свържете се с нашия технически екип.