Indledning
Laktosemonohydrat er et af de mest udbredte hjælpestoffer i medicinalindustrien. Takket være dets gode tilgængelighed, gunstige forarbejdningsegenskaber, komprimerbarhed og flydeevne anvendes det ofte som fyldstof eller fortyndingsmiddel i tabletter og kapsler. For at sikre en ensartet produktkvalitet er det afgørende pålideligt at påvise eventuelle ændringer i materialet under opbevaring og forarbejdning.
Opbevaring, fugtoptagelse eller strukturelle ændringer kan påvirke de fysiske egenskaber hos farmaceutiske råvarer i pulverform. Ud over de etablerede metoder til termisk karakterisering er Light Flash Analysis (LFA, skematisk vist i figur 1) en hurtig, kontaktfri og ikke-destruktiv teknik til bestemmelse af materialers termiske diffusivitet. Ved denne metode opvarmes den forreste overflade af en planparallel prøve ved hjælp af en kort energipuls; den deraf følgende temperaturstigning på den bageste overflade registreres af en infrarød detektor og anvendes til at bestemme den termiske diffusivitet.
Sådan synliggøres opbevaringseffekter: Frisk laktose kontra udløbet laktose
Der blev undersøgt to pulvere af laktosemonohydrat: en frisk prøve og en udløbet prøve. Begge pulvere blev presset til piller under identiske betingelser (ved 20 kN i 20 minutter) for at opnå sammenlignelige prøvegeometrier og kontaktbetingelser. Formålet med undersøgelsen var at afdække eventuelle forskelle i de to materialers termiske diffusivitet i det lave temperaturområde fra stuetemperatur til 80 °C.
Præcise LFA-målinger med LFA 717 HyperFlash®
Målingerne blev udført ved hjælp af instrumentet » LFA 717 HyperFlash® «. Dette instrument er udviklet til yderst nøjagtige og hurtige målinger af Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet på en bred vifte af materialer og muliggør analyser under definerede atmosfærer. I denne måleserie blev analysen udført under en argonatmosfære på cylindriske piller med en diameter på 12,6 mm og en højde på 3 mm.
Tydelige forskelle påvises pålideligt
Figur 2 viser den termiske diffusivitet for begge laktosemonohydrat-piller som en funktion af temperaturen i området fra 25 °C til 80 °C. For begge prøver kan der observeres et fald i Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet med stigende temperatur. Denne adfærd svarer til den typiske tendens, der ses i mange materialer, hvor stigende fonon-fonon-interaktioner ved højere temperaturer påvirker varmetransporten.
Den friske laktoseprøve udviser lavere værdier end den udløbne prøve i hele det undersøgte temperaturområde. Afvigelsen udgør op til ca. 16 %. Denne forskel kan tilskrives en højere andel af amorfe komponenter i den friske prøve. Amorfe områder kan hæmme varmetransporten inden for pelletsen i højere grad end krystallinske strukturer, hvilket resulterer i lavere Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet.
LFA som et værdifuldt redskab til vurdering af lægemiddelkvalitet
Undersøgelsen viser, at analysen af Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet LFA 717 HyperFlash® er følsom over for materialerelaterede forskelle mellem prøver af laktosemonohydrat. Selv i det moderate temperaturområde mellem 25 °C og 80 °C kunne der påvises tydelige forskelle i Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet mellem frisk og udløbet laktose. Light Flash-analyse udgør derfor en værdifuld metode til karakterisering af farmaceutiske hjælpestoffer og vurdering af opbevaringsrelaterede ændringer.
Måledata i kort form
| Parameter | Indstilling |
|---|---|
| Prøve | Laktosemonohydrat, frisk og udløbet |
| Instrument | LFA 717 HyperFlash® |
| Detektor | MCT |
| Prøveholder | Ø 12,7 mm, standard |
| Atmosfære | Argon |
| Opvarmningshastighed | 10 K/min |
| Temperaturområde | 25 °C til 80 °C |
| Prøvedimensioner | Ø 12,6 mm, højde 3 mm |
| Evalueringsmodel | Standard |
| Prøveforberedelse | Presset ved 20 kN i 20 minutter |
Konklusion
Varmeledningsevnen bestemmer, hvor hurtigt varmen spredes i et laktosepulver. Den påvirker indirekte laktosens stabilitet, da den bestemmer temperaturprofilen og dermed den termiske StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning på pulveret. Høj Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet resulterer i hurtigere og mere ensartet opvarmning eller afkøling, mens lav Termisk diffusivitetTermisk diffusivitet (a med enheden mm2/s) er en materialespecifik egenskab til karakterisering af ustabil varmeledning. Denne værdi beskriver, hvor hurtigt et materiale reagerer på en temperaturændring.termisk diffusivitet kan føre til temperaturgradienter, hvilket medfører, at forskellige områder af pulveret udsættes for termisk StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning i varierende tidsrum.
Ud over den termiske diffusivitet er temperatur, eksponeringstid og fugtindhold også afgørende faktorer, der påvirker stabiliteten. Ved høje temperaturer og høj luftfugtighed kan der opstå Maillard-reaktioner*, misfarvning og ændringer i laktosekrystalstrukturen eller krystalvandindholdet.
*Maillard-reaktionen er en kemisk reaktion mellem reducerende sukkerarter og aminogrupperne i proteiner eller aminosyrer. Den fremskyndes primært af højere temperaturer og ofte også af fugt. Typiske konsekvenser omfatter dannelsen af brune og gullige pigmenter samt andre mulige reaktionsprodukter, som kan ændre produktets egenskaber.