Magnesiumstearat - ét materiale, forskellige sammensætninger, der let kan skelnes fra hinanden ved DSC

Magnesiumstearat, med forkortelsen MgSt, er et af de mest anvendte farmaceutiske hjælpestoffer. For nogle år siden var smøremidlet at finde i mere end halvdelen af de 200 største farmaceutiske formuleringer på markedet [1].

Selvom farmaceutiske smøremidler kun tilsættes faste doseringsformer i en small mængde (typisk i en andel på 0,2 til 5 vægtprocent), kan de - blandt andet - effektivt mindske friktionen mellem den komprimerede tablet og matricen under tablettering [1]. Derfor spiller de en vigtig rolle i fremstillingsprocessen.

På trods af sin popularitet er magnesiumstearat dog ikke særlig veldefineret. I den amerikanske farmakopé ([2]) beskrives det som en forbindelse af magnesium med en blanding af faste organiske syrer, som hovedsageligt består af magnesiumstearat og magnesiumpalmitat i varierende forhold. Som følge heraf svarer mange kommercielle kvaliteter af magnesiumstearat ikke til formlen (_MgC36H70O4) og molekylmassen (591,2 g/mol) for rent magnesiumstearat, der er rapporteret i litteraturen.

Pseudo-polymorfisme og dens effekt på materialeegenskaber

Magnesiumstearat findes i vandfri form, som et ordnet monohydrat, et uordnet monohydrat, et dihydrat og et trihydrat [1]. Afhængigt af temperatur og relativ luftfugtighed kan der ske en omdannelse mellem disse hydrater [3]. Derfor består mange kommercielle typer magnesiumstearat ikke kun af ét hydrat, men af en blanding af dem [4].

Magnesiumstearats smøreevne og tabletbarhed er imidlertid knyttet til materialets fysisk-kemiske egenskaber og dermed også til dets hydratiseringstilstand. [5] Derfor er det relevant at select magnesiumstearat, som opfylder kravene til den pågældende formulering, og at opretholde denne kvalitet konsekvent. Her er DSC til stor hjælp.

Et overblik over differentiering

Figur 1 illustrerer de første opvarmninger, der blev opnået under DSC-målingerne på to kommercielle magnesiumstearattyper til farmaceutisk brug. De synlige termiske effekter afspejler dehydrering (såvel som Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltning) af prøven. TGA-FT-IR-undersøgelser (ikke vist her) har bekræftet, at der faktisk kun frigives vand i det givne temperaturområde op til 170 °C.

De komplekse DSC-kurveformer antyder, at vi har at gøre med en blanding af hydrater i begge tilfælde. Kurverne viser dog, at vandet befinder sig på helt forskellige positioner. Det er et klart tegn på, at prøvematerialerne ikke har samme hydratiseringstilstand.

Referencer:

[1] S.P. Delaney et al, Characterization of Synthesized and Commercial Forms of Magnesium Stearate Using Differential Scanning Calorimetry, Thermogravimetric Analysis, Powder X-Ray Diffraction, and Solid-State NMR Spectroscopy, J. Pharm. Sci. 106 (2017), 338 - 347

[2] Monografitekst om magnesiumstearat i USP, fase 6-harmonisering, officiel 1. august 2016

[3] S.H. Wu, Effect of Magnesium Stearate Lubricant Attributes on Product Processibility and Quality, præsenteret i 2009 Land O´Lake Industrial Pharmacy Conference, tilgængelig som slide share-præsentation under Attributes of Magesium Stearate as a Tablet Lubricant (slideshare.net)

[4] J. Li og Y. Wu, Lubricants in Pharmaceutical Solid Dosage Forms, Lubricants(2014), 2, 21-43; doi:10.3390/lubricants2010021

[5] J.L. Calahan, Correlating the Physicochemical Properties of Magnesium Stearate with Tablet Dissolution and Lubrication, University of Kentucky, Theses and Dissertations-Pharmacy. 117