Magnesiumstearaat - één materiaal, verschillende samenstellingen gemakkelijk te onderscheiden met DSC

Magnesiumstearaat, met de afkorting MgSt, is een van de meest gebruikte farmaceutische hulpstoffen. Enkele jaren geleden was het smeermiddel te vinden in meer dan de helft van de top 200 farmaceutische formuleringen op de markt [1].

Hoewel farmaceutische smeermiddelen slechts in een hoeveelheid van small aan vaste toedieningsvormen worden toegevoegd (meestal in een verhouding van 0,2 tot 5%), kunnen ze - onder andere - de wrijving tussen de gecompacteerde tablet en de matrijs tijdens het tabletteren effectief verminderen [1]. Daarom spelen ze een belangrijke rol in het productieproces.

Ondanks de populariteit is magnesiumstearaat echter niet erg goed gedefinieerd. In de Amerikaanse farmacopeia ([2]) wordt het beschreven als een verbinding van magnesium met een mengsel van vaste organische zuren, dat voornamelijk bestaat uit magnesiumstearaat en magnesiumpalmitaat in variabele verhoudingen. Als gevolg daarvan komen veel commerciële soorten magnesiumstearaat niet overeen met de formule (_MgC36H70O4) en de moleculaire massa (591,2 g/mol) van zuiver magnesiumstearaat die in de literatuur worden vermeld.

Pseudopolymorfisme en het effect op materiaaleigenschappen

Magnesiumstearaat bestaat in watervrije vorm, als geordend monohydraat, ongeordend monohydraat, dihydraat en trihydraat [1]. Afhankelijk van de temperatuur en relatieve vochtigheid kan er interconversie plaatsvinden tussen deze hydraten [3]. Daarom bestaan veel commerciële soorten magnesiumstearaat niet uit één hydraat, maar uit een mengsel ervan [4].

De smeerefficiëntie en tabletteerbaarheid van magnesiumstearaat is echter gekoppeld aan de fysisch-chemische eigenschappen van het materiaal en dus ook aan de hydratatietoestand. [5] Daarom is het relevant om select magnesiumstearaat te gebruiken dat voldoet aan de eisen voor de specifieke formulering, en om deze kwaliteit constant te houden. DSC kan hierbij van groot nut zijn.

Differentiatie in een oogopslag

Figuur 1 illustreert de eerste verhittingen verkregen tijdens de DSC-metingen op twee commerciële soorten magnesiumstearaat voor farmaceutisch gebruik. De zichtbare thermische effecten weerspiegelen uitdroging (en Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelten) van het monster. TGA-FT-IR onderzoeken (hier niet getoond) hebben geverifieerd dat er eigenlijk alleen water vrijkomt in het gegeven temperatuurbereik tot 170°C.

De complexe DSC-curves suggereren dat we in beide gevallen te maken hebben met een mengsel van hydraten. De curven geven echter aan dat het water zich op heel verschillende posities bevindt. Dit is een duidelijk teken dat de monstermaterialen niet dezelfde hydratatietoestand hebben.

Referenties:

[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] Monografietekst over Magnesiumstearaat in USP, Fase 6 Harmonisatie, Officieel 1 augustus 2016

[3] S.H. Wu, Effect of Magnesium Stearate Lubricant Attributes on Product Processibility and Quality, gepresenteerd in 2009 Land O´Lake Industrial Pharmacy Conference, beschikbaar als slide share presentatie onder Attributes of Magesium Stearate as a Tablet Lubricant (slideshare.net)

[4] J. Li en 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