Interakce práškové laktózy s práškovou buňkou

Úvod

Zhutňování je definováno jako "vytvoření pevného vzorku definované geometrie stlačením prášku" [1]. Zhutnění farmaceutického prášku do podoby tablety se skládá ze tří různých kroků. Nejprve se prášek obsahující účinnou látku a různé pomocné látky naplní do lisu. Ve druhém kroku se prášek stlačí. Nakonec se tableta vysune a může být zabalena.

Účinnost zpracování, zejména v prvním kroku, závisí na tekutosti receptury [2]. Na tokové chování prášků má zase vliv mnoho faktorů: velikost a distribuce velikosti částic, obsah vlhkosti, teplota, vzájemné interakce pomocných látek, interakce mezi účinnou látkou a pomocnými látkami atd.

Formulace používané ve farmaceutickém průmyslu pro výrobu tablet jsou směsí různých prášků, které se mohou vzájemně ovlivňovat a ovlivňovat zpracování tablety. V následujícím textu studujeme vliv stearanu hořečnatého na interakci částic laktosy sušených rozprašováním.

Materiály

Dva komerční vzorky byly podrobeny reologické analýze:

• Rozprašováním sušený monohydrát α-laktosy, který se skládá z 10-20 % amorfní fáze a 90-80 % krystalické fáze
• Stearan hořečnatý

Metoda

Příprava vzorku

Rozprašováním sušená laktóza a stearan hořečnatý byly měřeny tak, jak byly obdrženy. Byly připraveny tři směsi sprejově sušené laktózy s 1 % (w/w) stearanu hořečnatého a měřeny za stejných podmínek jako čisté látky. Směsi byly připraveny těsně před měřením.

Prášky byly 10krát ručně naklepány, aby se získal objem 31 ml, což odpovídá 20 g laktosy a směsi laktosy a stearanu hořečnatého nebo 9,5 g stearanu hořečnatého.

Reologická měření

K měření byl použit přístroj Kinexus ultra+ Prime vybavený válcovou kazetou. Do válcové kazety byl zaveden pohárek o průměru 37 mm a jako horní geometrie byla použita kovová lopatka se dvěma lopatkami (průměr: 32,5 mm, nerezová ocel 1.4404).

Do kalíšku byl vložen objem 31 ml prášku. Horní geometrie byla zavedena do kalichu konstantní úhlovou rychlostí 5 ^rad∙s-1 a spouštěna konstantní rychlostí 1 ^mm∙s-1, dokud nebylo dosaženo absolutní mezery 5 mm.

Fluidace

Každý vzorek byl podroben kroku fluidizace, který se skládal z nárůstu smykové viskozity v rozmezí 100 s-1 až 3 000 s-1 a následného 5minutového klidu. Během tohoto kroku se sníží interakce mezi částicemi [2] a odstraní se vliv historie vzorku.

Tekutost prášku je velmi citlivá na různé faktory, např. na skladování a přípravu vzorku. Po kroku fluidizace a několika minutách klidu byly všechny materiály podrobeny stejné přípravě a měly stejnou historii.

Amplitudový posun

Po kroku fluidizace bylo na prášku provedeno amplitudové promítání při kontrolované teplotě 25 °C a kontrolované frekvenci 1 Hz. Během měření se smykové napětí měnilo od 0,01 Pa do 50 Pa. Každý materiál byl měřen třikrát s novým zatížením.

Metoda stanovení hustoty kohezní energie,_Ec

Kohezní energie prášku označuje energii potřebnou k oddělení dvou částic v kontaktu. HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. Hustota kohezní energie,_Ec, je poměr kohezní energie a objemu částic. [3]

Lze ji určit jako plochu pod křivkou závislosti smykového napětí na smykové deformaci, která se měří v lineární viskoelastické oblasti (LVR) amplitudového posuvu (viz také obr. 1).

γ_(kritická): smyková deformace na konci lineární oblasti
σ´= Pružné smykové napětí

V LVR platí následující: G´ = σ'/ γ ´

Takže (1) lze přepsat takto:

Zjednodušeně je prášek reprezentován jako viskoelastický materiál, který lze sám o sobě charakterizovat jako kombinaci pružin a dashpotů. Stabilitu materiálu, v tomto případě soudržnost prášku, lze kvantifikovat pomocí elastické části (související s pružinami) mechanické energie. Viskozní část se na soudržnosti nepodílí, protože napětí působící na dashpoty se neukládají, ale ztrácejí se jako teplo.

V důsledku toho se HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. hustota kohezní energie vypočítá pomocí hodnot modulu pružnosti ve smyku během plošky LVR a deformace na konci plošky.

Výsledky měření a diskuse

Na obrázku 2 je znázorněna zdánlivá smyková viskozita, která je výsledkem kroku fluidizace provedeného na sprejově sušené laktóze. S rostoucí smykovou rychlostí klesá a při 1000 ^s-1 dosahuje plató. Tato nezávislost zdánlivé smykové viskozity na smykové rychlosti v oblasti vysokých smykových rychlostí ukazuje, že aplikovaná smyková rychlost byla dostatečně vysoká na to, aby vymazala historii vzorku.

Na obrázku 3 jsou znázorněny křivky modulu pružnosti ve smyku vyplývající ze tří amplitudových měření provedených na rozprašované laktóze těsně po kroku fluidizace pro tři různá zatížení. Dobrá opakovatelnost křivek potvrzuje, že vzorky měly po přípravné fázi stejný stav.

Při nízkých deformacích zůstávají křivky konstantní: prášek se nachází v lineární viskoelastické oblasti, kde aplikované deformace nevedou k žádnému strukturnímu porušení a aplikovaná smyková deformace je úměrná výslednému smykovému napětí. Při deformaci 4E-03 až 5E-03 % materiál opustí lineární viskoelastickou oblast. To znamená, že pro časovou škálu použité frekvence (1 Hz) začíná prášek téct.

Na obrázku 4 jsou znázorněny křivky modulu pružnosti ve smyku, které jsou výsledkem tří amplitudových měření provedených na stearanu hořečnatém. Hodnota modulu pružnosti ve smyku v lineární viskoelastické plošině je téměř o jednu dekádu nižší než u sprejově sušené laktózy, přičemž plošina je širší.

Na obrázku 5 jsou zobrazeny tři křivky získané pro směs. Je zřejmé, že u tohoto vzorku je plató LVR kratší než u laktosy a stearanu hořečnatého odebraných samostatně.

Pro lepší srovnatelnost jsou všechny křivky vyneseny na obrázku 6.

Konec lineární viskoelastické oblasti byl automaticky určen měřicím a vyhodnocovacím softwarem. K tomu byly vzaty v úvahu body od smykové deformace 1E-03 %. Byla určena střední hodnota modulu pružnosti ve smyku v plošině LVR a smyková deformace, při které Modul pružnostiKomplexní modul pružnosti (pružná složka), modul skladování nebo G' je "reálná" část vzorků celkového komplexního modulu pružnosti. Tato pružná složka udává pevnou nebo fázovou odezvu měřeného vzorku. modul pružnosti ve smyku ztrácí 5 % této střední hodnoty. V tabulce 1 jsou shrnuty výsledky tří měření provedených na každém prášku a také vypočtená HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. hustota kohezní energie podle rovnice (2).

Tabulka 1: HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. Hustota kohezní energie stanovená na třech vzorcích

Laktóza sušená rozprašováním má nižší hustotu kohezní energie než stearan hořečnatý, a tím i lepší tokové vlastnosti. Stearan hořečnatý se obvykle používá jako mazivo, aby se usnadnilo vysunutí tablety z lisovací formy po lisování prášku. Přestože je považován za kohezní prášek, má při nízkých koncentracích kluzný účinek [4]. Výsledky podle očekávání ukazují, že tato složka zlepšuje tokové vlastnosti laktosového prášku, pokud se přidá v koncentraci small 1 % hmotnosti. Toto chování je způsobeno její schopností přilnout k povrchu ostatních složek práškové směsi, což jí umožňuje vyplnit povrchové mezery a vytvořit částice s menším třením, a tím zlepšit tokové vlastnosti [4].

Závěr

HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. Hustota kohezní energie tří prášků byla stanovena pomocí měření provedených na rotačním reometru NETZSCH Kinexus. Metoda využívá fluidizační krok, po kterém následuje klidový čas před vlastním měřením amplitudy. Koheze prášku souvisí se smykovou deformací na konci lineární viskoelastické plošiny a s modulem pružnosti ve smyku v ploše. Čím vyšší je HustotaHmotnostní hustota je definována jako poměr mezi hmotností a objemem. hustota kohezní energie vyplývající z amplitudového švihu, tím horší jsou tokové vlastnosti prášku.

Touto metodou bylo možné zkoumat vliv small množství stearanu hořečnatého na tekutost sprejově sušené laktózy.