MICROCRYSTALLINE CELLULOSE. STRUCTURE, PROPERTIES AND APPLICATIONS (REVIEW)
Abstract
This review provides information about the physicochemical properties and basic directions of microcrystalline cellulose use due to the structural and morphological features of its particles. Biomedical applications of microcrystalline cellulose, such as the production of dosage forms and making non-toxic bioresorbable materials for medical applications, discussed in detail. The main factors that determine the applications of microcrystalline cellulose are the morphological characteristics of the particles, a highly developed surface and physiological inertness, it was shown.Downloads
Metrics
References
Ardizzone S., Dioguardi F.S., Mussini T., Mussini P.R., Rondinini S., Vercelli B., Vertova A. Microcrystalline cellulose powders: structure, surface features and water sorption capability // Cellulose. 1999. Vol, 6. N1. Pp. 57–69.
Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Микрокристаллическая целлюлоза // Химия древесины и синтети-ческих полимеров: учеб. для вузов. СПб., 1999. С. 578–579.
Петропавловский Г.А., Котельникова Н.Е. Микрокристаллическая целлюлоза (обзор) // Химия древесины. 1979. № 6. С. 3–21.
Battista O.A., Smith P.A. Microcrystalline cellulose // Industrial and Engineering Chemistry. 1962. Vol. 54. N9. Pp. 20–29.
Акбарова С.Р., Балтаева М.М., Сарымсаков А.А., Рашидова С.Ш. Исследование возможности получения на-норазмерных частиц микрокристаллической целлюлозы с гелеобразующими свойствами // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы II Всероссийской конференции. 21–22 апреля 2005 г. Барнаул, 2005. Книга I. С. 19–21.
Петропавловский Г.А., Котельникова Н.Е., Погодина Т.Е. Свойства целлюлозы с деструктированной формой волокон (порошкообразной целлюлозы) // Химия древесины. 1983. №6. С. 78–82.
Щербакова Т.П., Котельникова Н.Е., Быховцова Ю.В. Сравнительное изучение образцов порошковой и мик-рокристаллической целлюлозы различного природного происхождения. Надмолекулярная структура и хими-ческий состав порошковых образцов // Химия растительного сырья. 2012. №2. С. 5–14.
Баттиста О. Микрокристаллическая целлюлоза // Целлюлоза и ее производные: в 2 т. пер. с англ. / под ред. З.А. Роговина. М., 1974. Т. 2. С. 412–423.
Герт Е.В., Матюлько А.В., Шишонок М.В., Зубец О.В., Капуцкий Ф.Н. Азотнокислый способ получения по-рошковых форм целлюлозы II различной морфологии и их сравнительная структурно-сорбционная характе-ристика // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76, вып. 8. С. 1375–1381.
Миркамилов Ш.М., Султанова Б.М. Получение гидрогелей на основе хлопковой целлюлозы // Химия природ-ных соединений. 2000. №1. С. 71–73.
Торгашов В.И., Зубец О.В., Герт Е.В., Капуцкий Ф.Н. Сравнительное исследование надмолекулярной струк-туры целлюлозы из лиственной древесины, стеблей ржи, рапса и сои // Химия растительного сырья. 2012. №1. С. 31–37.
Battista O.A. Hydrolysis and crystallization of cellulose // Industrial and Engineering Chemistry. 1950. Vol. 42, N3. Pp. 502–507.
Филипп Б., Штеге Х.-Х. Влияние различных параметров реакции на гетерогенный гидролитический распад целлюлозы при получении микрокристаллического целлюлозного порошка // Химия древесины. 1976. №2. С. 3–9.
Гальбрайх Л.С. Целлюлоза и ее производные // Соросовский образовательный журнал. 1996. №11. С. 47–53.
Беляков Н.А., Королькова С.В. Адсорбенты : каталог-справочник. СПб., 1997. 80 с.
Щербакова Т.П., Котельникова Н.Е., Быховцева Ю.В. Сравнительное изучение образцов порошковой и мик-рокристаллической целлюлозы различного природного происхождения. Физико-химические характеристики // Химия растительного сырья. 2011. №3. С. 33–42.
Котельникова Н.Е., Петропавловский Г.А., Шевелев В.А., Волкова Л.А., Васильева Г.Г. Взаимодействие мик-рокристаллической целлюлозы с водой // Cellulose Chemistry and Technology. 1976. Vol. 4. No. 10. Pp. 391–399.
Сидорова М.П., Ермакова Л.Э., Котельникова Н.Е., Кудина Н.П. Электроповерхностные свойства микрокри-сталлической целлюлозы различного происхождения в растворах 1:1-зарядных электролитов // Коллоидный журнал. 2001. Т. 63. №1. С. 106–113.
Жуков А.Н., Батуренко Д.Ю., Чернобережский Ю.М., Лоренцсон А.В. Электропроводность и электрокинети-ческий потенциал частиц микрокристаллической целлюлозы в водных растворах HCl и NaOH // Коллоидный журнал. 2003. Т. 65. №3. С. 343–346.
Котельникова Н.Е., Петропавловский Г.А., Погодина Т.Е. Исследование структуры и хроматографических свойств микрокристаллической целлюлозы, полученной из древесины березы // Химия древесины. 1980. №6. С. 3–12.
Панарин Е.Ф., Котельникова Н.Е., Цзе Сун, Кочеткова И.С., Шилов С.В. Взаимодействие синтетического по-лимерного антисептика катапола с микрокристаллической целлюлозой // Журнал прикладной химии. 1995. Т. 68. Вып. 11. С. 1883–1889.
Котельникова Н.Е., Панарин Е.Ф., Кудина Н.П., Юньфа Хоу, Шусю Ли, Фусиап Ван, Баэшен Сую. Сравни-тельное изучение адсорбции полимерного антисептика катапола образцами микрокристаллической целлюло-зы различного природного происхождения // Журнал общей химии. 1999. Т. 69, вып. 8. С. 1376–1383.
Петропавловский Г.А., Котельникова Н.Е., Васильева Г.Г., Волкова Л.А. О некоторых эффектах структуры целлюлозы // Cellulose Chemistry and Technology. 1971. Vol. 2, N5. Pp. 105–116.
Котельникова Н.Е., Петропавловский Г.А. Сравнительное изучение окисления микрокристаллической и хлопковой целлюлоз надйодной кислотой // Cellulose Chemistry and Technology. 1974. Vol. 3, N8. Pp. 203–214.
Петропавловский Г.А., Чернова З.Д. Котельникова Н.Е. Полярографическое изучение кинетики частичного окисления микрокристаллической целлюлозы надиодной кислотой и свойств диальдегидцеллюлозы // Жур-нал прикладной химии. 1977. Т. 50. Вып. 6. С. 1348–1352.
Петропавловский Г.А., Котельникова Н.Е. О реакции целлюлозы с дихлоруксусной кислотой // Журнал при-кладной химии. 1974. Т. 47. Вып. 10. С. 2290–2293.
Кочева Л.С., Карманов А.П. Целлюлоза и лигнин в медицине // Физикохимия растительных полимеров: мате-риалы V Международной конференции. 8–11 июля 2013 г. Архангельск, 2013. С. 113–116.
Котельникова Н.Е., Лысенко Е.Л., Новоселов Н.П. Интеркалирование наночастиц кобальта и его оксидов в микрокристаллическую целлюлозную матрицу // Вестник СПГУТД. 2007. №13. С. 70–71.
Котельникова Н.Е., Лысенко Е.Л., Serimaa R., Pirkkalainen K., Vainio U., Лаврентьев В.К., Медведева Д.А., Шахмин А.Л., Сапрыкина Н.Н., Новоселов Н.П. Целлюлоза как нанореактор для получения наночастиц нике-ля // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2008. Т. 50. №1. С. 63–70.
Xiong R., Zhang X., Tian D., Zhou Z., Lu C. Comparing microcrystalline with spherical nanocrystalline cellulose from waste cotton fabrics // Cellulose. 2012. Vol. 19. No. 4. Pp. 1189–1198.
Егошина Ю.А., Поцелуева Л.А. Современные вспомогательные вещества в таблеточном производстве // Ус-пехи современного естествознания. 2009. №10. С. 30–33.
Емшанова С.В., Лащева О.Ю., Садчикова Н.П., Зуев А.П. Получение таблеток с пролонгированным высвобо-ждением активного вещества методом прямого прессования // Химико-фармацевтический журнал. 2006. Т. 40, №8. С. 41–44.
Williams R.O., Sriwongjanya M., Barron M.K. Compaction properties of microcrystalline cellulose using tableting indices // Drug Development and Industrial Pharmacy. 1997. Vol. 23, N7. Pp. 695–704.
Podczeck F., Sharma M. The influence of particle size and shape of components of binary powder mixtures on the maximum volume reduction due to packing // International Journal of Pharmaceutics. 1996. Vol. 137, N1. Pp. 41–47.
Воскобойникова И.В., Авакян С.Б., Сокольская Т.А., Тюляев И.И., Багирова В.Л., Колхир В.К., Сакович Г.С. Современные вспомогательные вещества в производстве таблеток. Использование высокомолекулярных со-единений для совершенствования лекарственных форм и оптимизации технологического процесса // Химико-фармацевтический журнал. 2005. Т. 39, №1. С. 22–28.
Landenpaa E., Niskanen M., Yliruusi J. Study of some essential physical characteristics of Three Avicel PA grades using a mixture desing // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 1996. Vol. 42, N3. Pp. 177–182.
Inghelbrecht S., Remon J.P. Roller compaction and tableting of microcrystalline cellulose/drug mixtures // Interna-tional Journal of Pharmaceutics. 1998. Vol. 161, N2. Pp. 215–224.
Vertommen J., Rombaut P., Kinget R. Shape and surface smoothness of pellets made in a rotary processor // Interna-tional Journal of Pharmaceutics. 1997. Vol. 146, N1. Pp. 21–29.
Tuleu C., Chaumeilm J. C. Small-scale characterization of wet powder masses suitable for extrusion-spheronization // Drug Development and Industrial Pharmacy. 1998. Vol. 24, N5. Pp. 423–429.
Большаков В.Н. Вспомогательные вещества в технологии лекарственных форм: текст лекций. Л., 1991. 48 с.
Бурханова Н.Д., Югай С.М., Халиков С.С., Турганов М.М., Муратова С.А., Никонович Г.В., Арипов Х.Н. Взаимодействие на молекулярном и надмолекулярном уровне лекарственных веществ с микрокристалличе-ской целлюлозой // Химия природных соединений. 1997. №3. С. 440–447.
Фазилова С.А., Бурханова Н.Д., Югай С.М., Пулатова Х.П., Никонович Г.В., Рашидова С.Ш. К проблеме взаимодействия на молекулярном и надмолекулярном уровне в системах на основе микрокристаллической целлюлозы и трихлорофена // Химико-фармацевтический журнал. 2005. Т. 39, №12. С. 40–43.
Мызь С.А., Шахтшнейдер Т.П., Медведева А.С., Болдырев В.В., Кузнецова С.А., Кузнецов Б.Н., Данилов В.Г., Яценкова О.В. Механохимическая солюбилизация пироксикама с использованием микрокристалличе-ской целлюлозы, полученной способом каталитической делигнификации опилок древесины осины // Химия
в интересах устойчивого развития. 2007. Т. 15. №6. С. 677–682.
Yamamoto K., Nakano M., Arita T., Nakai Y. Dissolution rate and bioavailability of griseofulvin from a ground mixture with microcrystalline cellulose // Journal of Pharmacokinetics and Biopharmaceutics. 1974. Vol. 2, N6. Pp. 487–493.
Nakai Y., Fukuoka E., Nakajima S., Yamamoto K. Effects of grinding on physical and chemical properties of crystal-line medicinals with microcrystalline cellulose. I. Some physical properties of crystalline medicinals in ground mix-tures // Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 1977. Vol. 25, N12. Pp. 3340–3346.
Ikekawa A., Hayakawa S. The effect of diluents on the mechanochemical change in the solid state of amobarbital // Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1982. Vol. 55, N4. Pp. 1261–1266.
Ягодин А.Ю., Душкин А.В., Болдырев В.В. Высвобождение кислоты ацетилсалициловой, клофелина и нозе-пама из твердых дисперсий на основе целлюлозы // Фармация. 1991. №3. С. 69–71.
Ali A.S., Ali A.M., Mohammed F.A. Formulation and evaluation of controlled-release aminophylline matrix tablets // Bulletin of Pharmaceutical Sciences Assiut University. 1997. Vol. 20, N2. Pp. 141–146.
Kotelnikova N.E., Lashkevich O.V., Panarin E.F. Mutual effect of the interaction of human serum albumin with cel-lulose in water // Macromolecular Symposia. 2001. Vol. 166, N1. Pp. 147–156.
Котельникова Н.Е., Михайлова С.А., Власова Е.Н. Иммобилизация протеолитических ферментов трипсина и α-химотрипсина на целлюлозной матрице // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80, вып. 2. С. 323–330.
Капуцкий Ф.Н., Герт Е.В., Торгашов В.И., Зубец О.В. Гидрогели медицинского назначения, полученные пу-тем окислительно-гидролитической модификации целлюлозы // Химические волокна. 2005. №6. С. 59–62.
Patent 5769934 (US). Method for producing microcrystalline cellulose / E.Y.W. Ha, C.D. Landi // 1998.
Кугач В.В., Константин Ж. Микрокристаллическая целлюлоза в производстве таблеток // Вестник фармации. 2006. №4. С.72–79.
Дудкин М.С., Казанская И.С., Базилевский А.С. Пищевые волокна (обзор) // Химия древесины. 1984. №2. С. 3–14.
Доркина Е.Г. Гаврилин М.В., Терехов А.Ю., Саджая Л.Е., Огурцов Ю.А., Сергеева Е.О. Изучение некоторых токсических свойств микрокристаллической целлюлозы при длительном применении // Токсикологический вестник. 2007. №4. С. 34–37.
Kai Y., Hamada J., Morioka M., Todaka T., Hasegawa S., Ushio Y. The utility of the microcrystalline cellulose sphere as a particulate embolic agent: an experimental study // American Journal of Neuroradiology. 2000. Vol. 21, N6. Pp. 1160–1163.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
The authors, which are published in this journal, agree to the following conditions:
1. Authors retain the copyright to the work and transfer to the journal the right of the first publication along with the work, at the same time licensing it under the terms of the Creative Commons Attribution License, which allows others to distribute this work with the obligatory indication of the authorship of this work and a link to the original publication in this journal .
2. The authors retain the right to enter into separate, additional contractual agreements for the non-exclusive distribution of the version of the work published by this journal (for example, to place it in the university depository or to publish it in a book), with reference to the original publication in this journal.
3. Authors are allowed to post their work on the Internet (for example, in a university repository or on their personal website) before and during the review process of this journal, as this may lead to a productive discussion, as well as more links to this published work.
