Stearynian magnezu - jeden materiał, różne składy łatwe do rozróżnienia za pomocą DSC

Stearynian magnezu, w skrócie MgSt, jest jedną z najczęściej stosowanych farmaceutycznych substancji pomocniczych. Kilka lat temu środek poślizgowy można było znaleźć w ponad połowie z 200 najlepszych preparatów farmaceutycznych na rynku [1].

Chociaż farmaceutyczne środki smarne są dodawane do stałych postaci dawkowania tylko w ilości small (zazwyczaj w proporcji od 0,2 do 5% wag.), mogą one - między innymi - skutecznie zmniejszać tarcie między zagęszczoną tabletką a matrycą podczas tabletkowania [1]. Dlatego odgrywają one ważną rolę w procesie produkcyjnym.

Jednakże, pomimo swojej popularności, stearynian magnezu nie jest zbyt dobrze zdefiniowany. W amerykańskiej farmakopei ([2]) jest on opisany jako związek magnezu z mieszaniną stałych kwasów organicznych, który składa się głównie ze stearynianu magnezu i palmitynianu magnezu w zmiennych proporcjach. W rezultacie wiele komercyjnych gatunków stearynianu magnezu nie odpowiada podawanemu w literaturze wzorowi (_MgC36H70O4) i masie cząsteczkowej (591,2 g/mol) czystego stearynianu magnezu.

Pseudopolimorfizm i jego wpływ na właściwości materiału

Stearynian magnezu występuje w postaci bezwodnej, jako uporządkowany monohydrat, nieuporządkowany monohydrat, dihydrat i trihydrat [1]. W zależności od temperatury i wilgotności względnej, między tymi hydratami może zachodzić interkonwersja [3]. Dlatego wiele komercyjnych rodzajów stearynianu magnezu nie składa się tylko z jednego hydratu, ale z ich mieszaniny [4].

Jednak skuteczność smarowania i tabletkowania stearynianu magnezu jest powiązana z właściwościami fizykochemicznymi materiału, a tym samym również z jego stanem uwodnienia [5]. [W związku z tym istotne jest, aby select stearynian magnezu, który spełnia wymagania dla konkretnego preparatu, i aby konsekwentnie utrzymywać tę jakość. Tutaj DSC jest bardzo pomocne.

Zróżnicowanie w skrócie

Rysunek 1 ilustruje pierwsze nagrzania uzyskane podczas pomiarów DSC na dwóch komercyjnych typach stearynianu magnezu do zastosowań farmaceutycznych. Widoczne efekty termiczne odzwierciedlają odwodnienie (jak również topnienie) próbki. Badania TGA-FT-IR (nie pokazane tutaj) potwierdziły, że w danym zakresie temperatur do 170°C uwalniana jest tylko woda.

Złożone kształty krzywych DSC sugerują, że w obu przypadkach mamy do czynienia z mieszaniną hydratów. Krzywe wskazują jednak, że woda znajduje się w zupełnie innych miejscach. Jest to wyraźny znak, że próbkowane materiały nie mają tego samego stanu hydratacji.

Referencje:

[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] Tekst monografii o stearynianie magnezu w USP, etap 6 harmonizacji, oficjalny 1 sierpnia 2016 r

[3] S.H. Wu, Effect of Magnesium Stearate Lubricant Attributes on Product Processibility and Quality (Wpływ właściwości stearynianu magnezu na przetwarzalność i jakość produktu), prezentacja przedstawiona na konferencji Land O´Lake Industrial Pharmacy Conference w 2009 r., dostępna jako slajd udostępniony w sekcji Attributes of Magnesium Stearate as a Tablet Lubricant (slideshare.net)

[4] J. Li i 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