 |
|
Определение технологических свойств таблетируемых материалов
Определение физико-химических характеристик порошков
/. Определение формы и размера частиц
Порошкообразные лекарственные вещества являются полидисперсными системами и состоят из частиц различной формы и размеров. Подавляющее большинство их являются кристаллическими системами, аморфное состояние встречается реже.
По форме все частицы условно делятся на следующие виды:
1) удлиненные - при отношении длины к ширине более чем 3:1 (палочки);
2) пластинчатые (длина превышает ширину и толщину (пластинки,
чешуйки);
3) равноосные (шары, многогранники).
Существует б кристаллических систем: кубическая, гексагональная, тетрагональная, ромбическая, моноклиническая, триклиническая. Наибольшее количество среди кристаллических продуктов составляют вещества моноклинической системы (~ 40%), кубической - 10%, гексагональной - 7%, тетрагональной - 5%, ромбической - 28%, триклинической - 109%.
Известно, что только вещества, принадлежащие к кубической системе, прессуются в таблетки непосредственно, т.е. прямым прессованием, без грануляции.
Обычно порошки, имеющие форму частиц в виде палочек, характеризуются мелкодисперсностью, хорошей уплотняемостью и достаточной пористостью (анальгин, норсульфазол, акрихин и Др.).
Порошки с пластинчатой формой частиц крупнодисперсные, с малой уплотняемостью и малой пористостью (амидопирин, глюкоза, ацетилсалициловая кислота, фенацетин и др.).
Порошки с равноосной формой частиц – крупнодисперсные, с малой степенью уплотнения, малой пористостью (лактоза, уротропин, салол). Чем сложнее поверхность частиц порошка, тем больше сцепляемость и меньше сыпучесть, и наоборот.
Форму частиц порошкообразных лекарственных веществ определяют микроскопически следующим образом: наносят на предметное стекло каплю вазелинового масла, в нем распределяют небольшое количество порошкообразного препарата, покрывают стеклом и рассматривают под микроскопом несколько полей. Поле микроскопа имеет сетку.
Рассматривая частицы, определяют, сколько делений занимает частица по ширине и длине. Так измеряют 50 частиц, и данные заносят в таблицу 1-2.
Таблица 1-2
| № пп. | Число делений сетки по длине частиц | Длина частиц (l), мм | Число делений сетки по ширине частицы | Ширина частиц (s), мм | Заключение о форме частиц |
| * * * |
Если порошок имеет кристаллическую структуру, делают заключение о характере кристаллической структуры.
Определение технологических свойств таблетируемых материалов
1. Определение насыпной массы
Насыпная масса или масса единицы объема свободно насыпанного порошка зависит от плотности вещества, формы и размера частиц, их укладки, и выражается в г/см3. Насыпную массу определяют следующим образом: в мерный цилиндр объемом 50 мл помещают исследуемый порошок отдельными порциями, легко постукивая по стенке цилиндра, пока объем не станет постоянным и равным 50 см3, т.е. когда уменьшение объема уже не наблюдается. Затем порошок взвешивают. Частное от деления массы на объем является насыпной массой:
Кн = P/v,
где Кн - насыпная масса, г/см3;
Р – масса порошка в г:
v - объем порошка, см3.
Дозирование таблетных масс (порошки или гранулы) осуществляется по насыпной массе, поэтому эта величина имеет большое значение при настройке таблеточной машины.
2. Определение фракционного состава порошка
Порошки неоднородны по размерам частиц. Частицы одного размера составляют фракцию. Соотношение веса фракций, выраженное в процентах, называется фракционным или, в случае гранул, - гранулометрическим составом. Фракционный состав влияет на такие технологические свойства порошков, как сыпучесть, прессуемость, а также на прочность и среднюю массу таблеток.
Большинство фармацевтических порошков, подлежащих таблетированию, содержат мелкую фракцию (менее 0.1 мм) в подавляющем количестве и поэтому обладают плохой сыпучестью. Они плохо дозируются по объему на таблеточных машинах, таблетки получаются неоднородными по массе и прочности.
Одним из методов определения фракционного состава является ситовой анализ. Проводится он следующим образом: навеску порошка 50 г просеивают через набор сит (диаметр отверстий 2: 1; 0.5: 0,25 и 0.1 мм). Фракцию, оставшуюся на каждом сите, взвешивают, выражают в процентах по отношению к общей массе порошка (50 г).
3. Определение сыпучести
Сыпучестью называется способность порошкообразных систем высыпаться из емкости под действием силы тяжести, равномерно заполняя матричное пространство. Сыпучесть порошков определяется комплексной характеристикой, определяемой дисперсностью и формой частиц, влажностью массы, гранулометрическим составом. Эта технологическая характеристика может быть использована при выборе технологии таблетирования. Порошкообразные смеси, содержащие 80-100% мелкой фракции (размер частиц < 0.1 мм), плохо дозируются, поэтому необходимо проводить направленное укрупнение частиц таких масс, т.е. гранулирование. Если мелкой фракции содержится только до 15%, возможно использование метода прямого прессования.
Сыпучесть лекарственных веществ или таблетных масс определяют, измеряя время истечения навески порошка или гранулята из воронки с определенным диаметром выпускного отверстия (чтобы можно было измерить время истечения таблетной массы). Сыпучесть оценивают по массовой скорости истечения:
m
Vо = -----------------------, г/см2 ·сек
0,785 ·d2·τ
где m - количество таблетной массы, высыпавшееся из воронки, г;
d - диаметр выпускного отверстия воронки, см;
τ - время истечения навески, сек.
4. Определение прессуемости таблетных масс
Прессуемостью называется способность таблетных масс под действием давления принимать определенную форму и размеры прессовки, т.е. таблетки.
Непосредственных методов определения прессуемости нет. Косвенной пробой на прессуемость является определение прочности модельной таблетки. Чем выше прочность таблетки, тем лучше прессуемость и формуемость таблетных масс.
Модельную таблетку изготавливают следующим образом: навеску таблетной массы в 0.3 г прессуют в таблетку диаметром 9 мм пуансонами с плоскими торцами при давлении 1200 кг/см2 (117,6 мн/м2). Прессуют на специальном гидравлическом прессе. Перед заполнением матрицы таблетной смесью пуансоны и внутренние стенки матрицы протирают ватным или марлевым тампоном, смоченным раствором стеариновой кислоты, и высушивают. После прессования таблетку выталкивают и определяют прочность на приборе «Еrwека».
Установлено, что
- для веществ с прочностью таблеток выше 7 кг применяются чистые растворители; если же это крупнодисперсные порошки с хорошей сыпучестью, то они прессуются непосредственно, т.е. прямым прессованием;
- для веществ с прочностью таблеток 4-7 кг достаточно применения обычных связывающих средств;
- для веществ с прочностью таблеток 1-4 кг необходимо применение высокоэффективных связывающих веществ.
По результатам определения прессуемости таблетных масс делают заключение о технологии таблетирования. Если сделан вывод, что порошок лекарственного вещества обладает плохой сыпучестью и прессуемостью, необходимо получить гранулят этого вещества, вновь проверить указанные физико-химические(кроме формы частиц) и технологические свойства гранулированной массы. Гранулированиеосуществляется методом продавливания (влажная грануляция). При этом в качестве вспомогательных веществ можно использовать вещества, указанные в таблице 1-4. Причем необходимо (исходя из свойств лекарственных веществ) определить назначение каждого вещества, а также в соответствии с требованиями, предъявляемыми к таблеткам, ввести в состав массы определенное их количество.
Результаты исследования физико-химическихи технологических свойств порошков и гранулята заносят в таблицу 1-3.
Таблица 1-3
Физико-химические и технологические свойства препаратов и гранулята
| № | Наименование препаратов | Форма частиц | Фракционный состав, мм | Сыпу честь, г/(см2·с) | Насыпная масса, г/см3 | Прессу емость, кг | ||||
| <2 >1 | <1 <0.5 | <0.5 >0.25 | <0.25 >0.1 | <0.1 | ||||||
| 1. | … | |||||||||
| 2. | … | |||||||||
| 3. | Гранулят | |||||||||
| 4. | … |