Magnesiumstearat - ett material, olika sammansättningar som lätt kan särskiljas med DSC

Magnesiumstearat, med förkortningen MgSt, är ett av de mest använda farmaceutiska hjälpämnena. För några år sedan fanns detta smörjmedel i mer än hälften av de 200 mest använda läkemedelsberedningarna på marknaden [1].

Även om farmaceutiska smörjmedel endast tillsätts i fasta beredningsformer i en liten mängd small (vanligen i en andel på 0,2-5 viktprocent), kan de bland annat effektivt minska friktionen mellan den komprimerade tabletten och matrisen under tablettering [1]. De spelar därför en viktig roll i tillverkningsprocessen.

Trots sin popularitet är magnesiumstearat dock inte särskilt väl definierat. I den amerikanska farmakopén ([2]) beskrivs det som en förening av magnesium med en blandning av fasta organiska syror, som huvudsakligen består av magnesiumstearat och magnesiumpalmitat i varierande proportioner. Därför motsvarar många kommersiella kvaliteter av magnesiumstearat inte formeln (_MgC36H70O4) och molekylmassan (591,2 g/mol) för rent magnesiumstearat som rapporteras i litteraturen.

Pseudopolymorfism och dess inverkan på materialegenskaper

Magnesiumstearat finns i sin vattenfria form, som ordnat monohydrat, oordnat monohydrat, dihydrat och trihydrat [1]. Beroende på temperatur och relativ fuktighet kan interkonvertering ske mellan dessa hydrater [3]. Därför består många kommersiella typer av magnesiumstearat inte av endast ett hydrat utan av en blandning av dem [4].

Magnesiumstearatets smörjförmåga och tablettbarhet är dock kopplade till materialets fysikalisk-kemiska egenskaper och därmed också till dess hydratiseringstillstånd. [5] Därför är det relevant att select magnesiumstearat som uppfyller kraven för den specifika formuleringen och att upprätthålla denna kvalitet konsekvent. Här är DSC till stor hjälp.

Differentiering i korthet

Figur 1 illustrerar de första uppvärmningarna som erhölls under DSC-mätningarna på två kommersiella magnesiumstearattyper för farmaceutiskt bruk. De synliga termiska effekterna återspeglar uttorkning (och även Smälttemperaturer och entalpierEtt ämnes smältningsenthalpi, även kallad latent värme, är ett mått på den energitillförsel, vanligtvis värme, som krävs för att omvandla ett ämne från fast till flytande tillstånd. Ett ämnes smältpunkt är den temperatur vid vilken det ändrar tillstånd från fast (kristallin) till flytande (isotropisk smälta).smältning) av provet. TGA-FT-IR-undersökningar (visas inte här) har verifierat att det egentligen bara är vatten som frigörs i det givna temperaturintervallet upp till 170°C.

De komplexa DSC-kurvorna tyder på att vi har att göra med en blandning av hydrater i båda fallen. Kurvorna indikerar dock att vattnet befinner sig på helt olika positioner. Detta är ett tydligt tecken på att provmaterialen inte har samma hydratiseringstillstånd.

Referenser:

[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] Monografitext om magnesiumstearat i USP, steg 6-harmonisering, officiell 1 augusti 2016

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

[4] J. Li och 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