Технологические свойства порошкообразных лекарственных препаратов

Технологические свойства порошкообразных лекарственных препара­тов зависят от физико-химических свойств последних.

Фракционный состав.Лекарственные препараты, как химико-фарма­цевтические, так и порошки растительного происхождения, имеют раз­личную степень дисперсности. Знание их фракционного состава помо­гает подбору оптимальных условий таблетирования.

Определение фракционного (гранулометрического) состава проводят путем просеивания 100 г вещества через стандартный набор сит, состо­ящий из 4 сит с отверстиями диаметром 0,7; 0,3; 0,2 и 0,1 мм. Набор герметично закрыт кожухом. Просеивание проводят на виброустановке с числом колебаний 340—360 в минуту в течение 5 мин. Результаты — средние из 3—5 определений.

Лекарственные препараты различаются между собой не только по размерам кристаллов (например, амидопирин почти целиком состоит из кристаллов размером от 0,2 до 0,3 мм, а у натрия хлорида свыше 70% кристаллов размером более 0,7 мм), но их разнородностью. Обыч­но порошкообразная масса состоит из 2—3 фракций, но может быть и из 4 размерностей. Как абсолютный размер частиц, так и фракцион­ный состав порошкообразной массы для одного и того же препарата непостоянен и варьирует даже в пределах одного и того же химико-фармацевтического производства. В связи с этим необходимо прове­рить каждую серию препарата.

Пористость порошкообразной массы.В свободно насыпанной массе порошкообразных лекарственных препаратов частицы соприкасаются между собой только отдельными участками своей поверхности. Участки соприкосновения, называемые контактными, занимают малую долю их суммарной поверхности. Пустоты (поры) в порошке могут занимать 50—80% объема. Пористость порошкообразной массы зависит от раз­мера частиц и их формы. Чем меньше плотность укладки, тем больше пористость массы и тем больше ее объем, требующий большего объема матрицы.

Насыпная масса(по старой терминологии — насыпной вес)—масса единицы объема свободно насыпанного порошкообразного препарата в килограммах на кубический метр. Она зависит от плотности порошка, пористости и влажности порошка.

Определение насыпной массы порошка проводят методом свободного его насыпания с условным уплотнением. Для этого в мерный цилиндр малыми порциями при легком постукивании по стенке цилиндра насы­пают исследуемый порошок до постоянного объема до тех пор, пока визуально уменьшение объема не определяется. Затем порошок взве­шивают. Частное от деления массы на объем является насыпной мас­сой. Например, масса амидопирина в объеме 50 см³ оказалась равной

22* 339

29 г. Следовательно, насыпная масса 29 г: 50 см³ = 0,58 г/см^:! (или 580 кг/м^!). Определение насыпной массы можно проводить также пу­тем насыпания порошка непосредственно в матрицу, объем которой из­вестен.

Нескольку в таблеточных машинах дозирование происходит по объ­ему, очень важно знать насыпную массу таблетируемых препаратов. Зная насыпную массу и плотность порошкообразного препарата, можно рассчитать его пористость (77) в процентах по формуле:

1 —К_н

П= -100.

d

где Ки — насыпная масса в (кг/м³); d —плотность (в кг/м³).

Относительная плотность.По показателям насыпной массы и плот­ности рассчитывается также относительная плотность (т) в процентах:

т = -^-.100.

Относительная плотность характеризует долю пространства, занимае­мого материалом порошка. Она выражается в процентах и представля­ет собой отношение фактической плотности порошка (насыпная масса) к плотности компактного материала (истинная плотность). Порошки с анизодиаметрическими частицами укладывают более рыхло (т=12— 40%), чем порошки с изодиаметрическими частицами (т>40%). При рыхлой укладке увеличивается пористость системы. Пористость являет­ся величиной, обратной относительной плотности, и связана с ней про­стой арифметической зависимостью: /7= 100—т.

Коэффициент уплотнения (сжатия).Насыпная масса, пористость, от­носительная плотность — объемные характеристики порошковидного препарата, свидетельствующие о его способности к сжатию. Такой ха­рактеристикой является коэффициент уплотнения (сжатия), которым называется отношение высоты порошка в матрице (Hi) к высоте таб­летки (Н₂).

н,

__ !_

еж — ^ ■

Определение проводят в матрице, высота и диаметр которой извест­ны. Поскольку таблетка в поперечном направлении ограничена стенка­ми матрицы, при прессовании будет изменяться высота. Величина дав­ления должна быть определенной. Например, при давлении 120 МН/м² 7<_сж может быть: у амидопирина — 2, у глюкозы — 3, у сальсолидина гидрохлорида — 4, у рутина — 5,2. Это означает, что при расчетной вы­соте таблетки, предположим 4 мм, глубина матрицы должна быть в 2; 3; 4; 5,2 (соответственно) раза больше.

На способность порошковидных препаратов к сжатию оказывают вли­яние форма частиц, способность последних к перемещению и деформа­ции под влиянием давления. Коэффициент уплотнения является суще­ственным технологическим фактором; в частности, чем он больше, тем больше времени тратится на прессование. При этом расходуется боль­ше усилий и на выталкивание таблетки из глубины матричного капала.

Текучесть (сыпучесть, подвижность) таблетируемых масс.Должная подвижность порошкообразных препаратов — основное условие равно­мерного заполнения матричного отверстия. Разные препараты облада­ют разной текучестью (сыпучестью). Степень сыпучести порошков за­висит от: 1) дисперсности порошка; 2) формы его частиц; 3) электриче­ских явлений вследствие электризации частиц порошка трением (воз­никающим между контактными поверхностями при скольжении), что вызывает прилипание частиц к стенкам воронки и друг к другу; 4) влажности препарата.

Поскольку только немногие натуральные вещества обладают должной текучестью, определение этого технологического параметра проводят обычно с гранулятами этих веществ.

Навеску гранулята 100 г засыпают в сухую чистую стеклянную во­ронку с углом конуса 60°, с носиком, срезанным под прямым углом на расстоянии 3 мм от конца конуса воронки. Воронку устанавливают на штативе с электровибратором (100 колебаний в секунду), снизу под­ставляют цилиндр, открывают выходное отверстие воронки, одновре­менно пускают в ход секундомер и отмечают время, за которое вытечет весь порошок. Проводят 10 определений. Среднюю величину, выражен­ную в граммах в секунду, считают текучестью данного гранулята. Оче­видно, что чем выше величина, тем лучшей сыпучестью обладает данное вещество.

Можно пользоваться коэффициентом текучести, который рассчитыва­ют но формуле:

где t — среднее время вытекания порошка (с); г — радиус отверстия во­ронки (мм); 2,8 — постоянная величина; т — навеска порошка (г).

Прессуемость порошков.Прессуемость порошков — это способность его частиц к когезии под давлением, к образованию прочных структу­рированных систем. От степени проявлений этой способности зависит прочность таблетки после снятия давления. Прессуемость может быть выражена в абсолютных величинах через прочность таблетки в кило­граммах па квадратный сантиметр или через коэффициент прессусмо-сти.

Коэффициентом прессуемости (Кп_Р) называется отношение массы таблетки (Р) к ее высоте (Н).

Кпр = ~ff ■

Этот коэффициент определяют в матрице диаметром 9 мм для на­весок 0,3 г и 11 мм — для 0,5 г на гидравлическом прессе 120 МН/м² (1200 кг/см²). Перед заполнением матрицы веществом пуансоны и внут­реннюю стенку матрицы протирают ватным тампоном, увлажненным раствором стеариновой кислоты в ацетоне, и высушивают.

В случае выражения прессуемости через прочность таблетки послед­нюю определяют на приборе ХНИХФИ или другом равнозначном при­боре в килограммах нагрузки. По значению коэффициента прессуемо­сти можно прогнозировать диаметр матрицы с целью обеспечения соот­ношения между диаметром и высотой таблетки.

Сила выталкивания таблеток из матрицы.Для выталкивания запрес­сованной таблетки из матрицы требуется затратить силу, чтобы преодо­леть трение и сцепление между боковой поверхностью таблетки и стен­кой матрицы. С учетом величины силы выталкивания прогнозируют добавки антифрикционных (скользящих или смазывающих) веществ.

Таблетку прессуют при давлении 1200 кг/см² (120 МН/м²); боковая поверхность таблетки 1 см². Выталкивающее усилие (нижним пуансо­ном) регистрируется на манометре. Количество порошка (Р), необходи­мое для получения таблетки с боковой поверхностью 1 см², рассчиты­вают по формуле:

r.S-d

р ₌ ____ _f

где г — радиус таблетки (см); S — боковая поверхность таблетки (1 см²); d — плотность вещества.