Interaksi Bubuk Laktosa dengan Sel Serbuk

Pendahuluan

Pemadatan didefinisikan sebagai "pembentukan spesimen padat dengan geometri yang ditentukan oleh kompresi bubuk" [1]. Pemadatan serbuk farmasi menjadi tablet terdiri dari tiga langkah berbeda. Pertama, serbuk yang mengandung bahan aktif dan eksipien yang berbeda dimasukkan ke dalam cetakan. Pada langkah kedua, serbuk dikompresi. Terakhir, tablet dikeluarkan dan dapat dikemas.

Efisiensi pemrosesan, terutama pada langkah pertama, tergantung pada kemampuan aliran formulasi [2]. Pada gilirannya, banyak faktor yang mempengaruhi perilaku aliran serbuk: ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel, kadar air, suhu, interaksi eksipien satu sama lain, interaksi antara bahan aktif dan eksipien, dll.

Formulasi yang digunakan dalam industri farmasi untuk produksi tablet adalah campuran dari berbagai serbuk yang dapat berinteraksi dan mempengaruhi pemrosesan tablet. Berikut ini, kami mempelajari dampak magnesium stearat terhadap interaksi partikel laktosa yang dikeringkan dengan semprotan.

Bahan

Dua sampel komersial menjadi sasaran analisis reologi:

• Α-laktosa monohidrat yang dikeringkan dengan semprotan, terdiri dari 10% hingga 20% fase amorf dan 90% hingga 80% fase kristal
• Magnesium stearat

Metode

Persiapan Sampel

Laktosa kering semprot dan magnesium stearat diukur sesuai dengan yang diterima. Tiga campuran laktosa kering semprot dengan 1% (b/b) magnesium stearat disiapkan dan diukur dalam kondisi yang sama dengan zat murni. Campuran disiapkan sebelum pengukuran.

Serbuk-serbuk tersebut diketuk secara manual sebanyak 10 kali untuk mendapatkan volume 31 ml, yang setara dengan 20 g laktosa dan campuran laktosa-magnesium stearat atau 9,5 g magnesium stearat.

Pengukuran Reologi

Kinexus ultra+ Prime yang dilengkapi dengan kartrid silinder digunakan untuk melakukan pengukuran. Cawan dengan diameter 37 mm dimasukkan ke dalam kartrid silinder dan dayung logam 2 bilah (diameter: 32,5 mm, baja tahan karat 1,4404) digunakan sebagai geometri atas.

Sebanyak 31 ml serbuk dimasukkan ke dalam cawan. Geometri atas dimasukkan ke dalam cangkir dengan kecepatan sudut konstan 5 ^rad∙s-1 dan diturunkan dengan kecepatan konstan 1 ^mm∙s-1 hingga tercapai celah absolut 5 mm.

Fluidisasi

Setiap sampel mengalami langkah fluidisasi yang terdiri dari kenaikan viskositas geser antara 100 s-1 dan 3.000 s-1 yang diikuti dengan istirahat selama 5 menit. Selama langkah ini, interaksi antara partikel-partikel dikurangi [2] dan pengaruh riwayat sampel dihapus.

Kemampuan mengalir bubuk sangat sensitif terhadap berbagai faktor, misalnya penyimpanan dan persiapan sampel. Setelah langkah fluidisasi dan beberapa menit didiamkan, semua bahan telah mengalami persiapan yang sama dan memiliki riwayat yang sama.

Sapuan Amplitudo

Setelah langkah fluidisasi, sapuan amplitudo dilakukan pada serbuk pada suhu terkendali 25 ° C dan frekuensi terkendali 1 Hz. Selama pengukuran, tegangan geser divariasikan dari 0,01 Pa hingga 50 Pa. Setiap bahan diukur tiga kali dengan pembebanan baru.

Metode Penentuan Densitas Energi Kohesi,_Ec

Energi kohesi serbuk menunjukkan energi yang dibutuhkan untuk memisahkan dua partikel yang bersentuhan. Densitas energi kohesi,_Ec, adalah rasio energi kohesif dan volume partikel. [3]

Hal ini dapat ditentukan sebagai area di bawah kurva tegangan geser versus SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan geser yang diukur di daerah viskoelastik linier (LVR) dari sapuan amplitudo (lihat juga gambar 1).

γ_(kritis): SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan geser pada ujung daerah linier
σ´= Tegangan geser elastis

Dalam LVR, berikut ini adalah valid: G´ = σ'/ γ ´

Sehingga (1) dapat ditulis ulang sebagai berikut:

Dengan cara yang disederhanakan, serbuk direpresentasikan sebagai bahan viskoelastik, yang dengan sendirinya dapat dicirikan sebagai kombinasi pegas dan titik-titik. Stabilitas bahan, dalam hal ini kohesi bubuk, dapat diukur dengan bagian elastis (terkait dengan pegas) dari energi mekanik. Bagian kental tidak berkontribusi pada kohesi karena tekanan yang dikenakan pada dasbor tidak disimpan, tetapi hilang sebagai panas.

Oleh karena itu, densitas energi kohesi dihitung dengan nilai modulus geser elastis selama dataran tinggi LVR dan SaringRegangan menggambarkan deformasi material, yang dibebani secara mekanis oleh gaya atau tekanan eksternal. Senyawa karet menunjukkan sifat mulur, jika beban statis diterapkan.regangan pada ujung dataran tinggi.

Hasil Pengukuran dan Pembahasan

Viskositas geser yang dihasilkan dari langkah fluidisasi yang dilakukan pada laktosa yang dikeringkan dengan semprotan ditunjukkan pada gambar 2. Viskositas ini menurun dengan meningkatnya laju geser dan mencapai dataran tinggi pada 1000 ^s-1. Independensi viskositas geser semu terhadap laju geser pada kisaran laju geser tinggi menunjukkan bahwa laju geser yang diterapkan cukup tinggi untuk menghapus riwayat sampel.

Gambar 3 menggambarkan kurva modulus geser elastis yang dihasilkan dari tiga sapuan amplitudo yang dilakukan pada laktosa yang dikeringkan dengan semprotan sesaat setelah tahap fluidisasi, untuk tiga pembebanan yang berbeda. Pengulangan yang baik dari kurva tersebut menegaskan bahwa sampel memiliki kondisi yang sama setelah tahap persiapan.

Pada deformasi rendah, kurva tetap konstan: Serbuk berada di Wilayah Viskoelastik Linier (LVER)Pada LVER, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk menyebabkan kerusakan struktural (yielding) pada struktur dan oleh karena itu, sifat-sifat mikro-struktural yang penting diukur. wilayah viskoelastik linier, di mana deformasi yang diterapkan tidak menyebabkan kerusakan struktural dan regangan geser yang diterapkan sebanding dengan tegangan geser yang dihasilkan. Pada regangan 4E-03 hingga 5E-03%, material meninggalkan Wilayah Viskoelastik Linier (LVER)Pada LVER, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk menyebabkan kerusakan struktural (yielding) pada struktur dan oleh karena itu, sifat-sifat mikro-struktural yang penting diukur. wilayah viskoelastik linier. Ini berarti bahwa untuk skala waktu frekuensi yang digunakan (1Hz), serbuk mulai mengalir.

Gambar 4 menggambarkan kurva modulus geser elastis yang dihasilkan dari tiga sapuan amplitudo yang dilakukan pada magnesium stearat. Nilai modulus geser elastis pada dataran tinggi viskoelastik linier hampir satu dekade lebih rendah dibandingkan dengan laktosa yang dikeringkan dengan semprotan, sedangkan dataran tinggi lebih luas.

Gambar 5 menampilkan tiga kurva yang diperoleh untuk campuran tersebut. Jelas, dataran tinggi LVR lebih pendek untuk sampel ini dibandingkan dengan laktosa dan magnesium stearat yang diambil sendiri-sendiri.

Untuk perbandingan yang lebih baik, semua kurva diplot dalam gambar 6.

Ujung Wilayah Viskoelastik Linier (LVER)Pada LVER, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk menyebabkan kerusakan struktural (yielding) pada struktur dan oleh karena itu, sifat-sifat mikro-struktural yang penting diukur. wilayah viskoelastik linier secara otomatis ditentukan oleh perangkat lunak pengukuran dan evaluasi. Untuk ini, titik-titik dari regangan geser 1E-03% diperhitungkan. Nilai rata-rata modulus geser elastis pada dataran tinggi LVR ditentukan bersama dengan regangan geser di mana modulus geser elastis kehilangan 5% dari nilai rata-rata ini. Tabel 1 merangkum hasil dari tiga pengukuran yang dilakukan pada masing-masing bubuk serta densitas energi kohesi yang dihitung menurut persamaan (2).

Tabel 1: KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. Kepadatan energi kohesi yang ditentukan pada tiga sampel

Laktosa yang dikeringkan dengan semprotan memiliki kerapatan energi kohesi yang lebih rendah daripada magnesium stearat dan dengan demikian memiliki sifat mudah mengalir yang lebih baik. Magnesium stearat biasanya digunakan sebagai pelumas untuk memfasilitasi pengeluaran tablet dari cetakan setelah kompresi bubuk. Meskipun dianggap sebagai bubuk kohesif, ia memiliki efek meluncur pada konsentrasi rendah [4]. Seperti yang diharapkan, hasil penelitian menunjukkan bahwa komponen ini meningkatkan sifat mudah mengalir dari bubuk laktosa jika ditambahkan dalam small konsentrasi 1% berat. Perilaku ini disebabkan oleh kemampuannya untuk melekat pada permukaan komponen lain dari campuran bubuk, memungkinkannya untuk mengisi celah permukaan dan membuat partikel dengan sedikit gesekan, sehingga meningkatkan sifat aliran [4].

Kesimpulan

KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. Kepadatan energi kohesi dari tiga serbuk ditentukan melalui pengukuran yang dilakukan dengan NETZSCH Kinexus rotational rheometer. Metode ini menggunakan langkah fluidisasi yang diikuti dengan waktu istirahat sebelum sapuan amplitudo yang sebenarnya. Kohesi serbuk berhubungan dengan regangan geser pada ujung dataran viskoelastik linier dan modulus geser elastis pada dataran tersebut. Semakin tinggi kerapatan energi kohesi yang dihasilkan dari sapuan amplitudo, semakin buruk sifat flowabilitas serbuk.

Dengan metode ini, dimungkinkan untuk menyelidiki pengaruh jumlah small magnesium stearat terhadap kemampuan alir laktosa yang dikeringkan dengan semprotan dengan metode ini.