粘合剂羟丙纤维素在湿法制粒中的基本性质

发布者:发布时间: 2020.06.18 0

本研究测量了不同粘合剂溶液在两个低水溶性活性成分布洛芬和萘普生多孔物料上的润湿动力学,并评价这些活性成分的表面能和讨论处方中润湿粘合剂的性能。

近年来,越来越多的活性成分表现出较低的水溶性。这类疏水活性成分除了生物利用度的问题外,制粒过程中活性成分的润湿也是一个重要的方面。物料的润湿性差往往会导致颗粒强度差,颗粒多孔,以及粘合剂分布不均匀,最终影响颗粒的流动性和片剂的机械性能。为了研究相关性能,我们设计并实施了此项实验。

目的

以低水溶性活性成分为模型,研究湿法制粒工艺中羟丙纤维素(HPC)溶液的润湿性。

方  法 

布洛芬和乳糖(分别占整个处方的83.3%和9.9%)的混合物或者萘普生(93%处方量)置低剪切行星式混合机中,加入粘合剂溶液制粒。配制合适的粘合剂溶液使其在最后的颗粒中用量为4%。将颗粒干燥至水分0.5%,使用0.065’’ FitMill筛网整粒。0.25%的微粉硅胶和2%的交联羧甲基纤维素钠手工过筛(20目)后,与颗粒混合5分钟,再加入通过20目筛的0.5%硬脂酸镁,混合2分钟。使用TSI Incorporated公司的AeroFlow粉体流动性分析仪检测平均崩塌时间(MTA)以评价粉体的流动性。自由流动粉体的平均崩塌时间短,而流动性差粉体的平均崩塌时间较长。使用检测多孔固体物的Krüss tensiometer系统来研究活性成分的表面能和制粒溶液的润湿性,以对多孔固体物进行测量。使用Brookfield粘度计,选用超低转子检测粘合剂溶液的粘度。在旋转压片机上使用7/16"标准凹冲,制备600mg的片剂。再采用前面所详细描述的方法(3)检测片剂的破碎强度(径向压缩)、脆碎度和片重均一性。

结果

Washburn理论描述了以下现象:当固体与液体接触时,液体通过毛细管作用进入粉体物料的空隙中。

图1显示了正己烷分别被布洛芬和萘普生粉末物料吸收的曲线,各实验操作2次,显示出良好的重现性。

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图1 正己烷被布洛芬和萘普生底物吸收的质量平方-时间图和物料常数的测定


图2为不同粘合剂溶液被布洛芬底物吸收的质量。水并没有随着时间被吸收,所以水根本就不能润湿布洛芬。在另一个极端,HPC溶液快速的吸收速率表明其能迅速地润湿布洛芬。HPMC溶液的吸收速率介于中间,而PVP溶液仅比水好一些,粘合剂溶液逐渐被吸收到粉体底物中。


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图2 不同粘合剂溶液被吸收到多孔布洛芬底物的质量平方-时间图

通过这些吸收曲线的斜率以及测得的溶液粘度、表面张力和密度,可以计算不同粘合剂溶液的润湿接触角。表1描述了HPC以最小的接触角润湿布洛芬表面,其次是HPMC和PVP。  

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根据接触角数据,使用Zisman方法可以评估固体的表面能。如图3所示。图中数据显示,布洛芬的表面能为~19mN/m,与它的低润湿性一致。外推到0(cos90︒),数据显示液体表面张力大于~57mN/m时接触角大于90︒,表明液体不会自发润湿或者渗透到粉体物料中去。水的表面张力为72mN/m,而不具有润湿性,这可以作为这个观点的验证。image.png

图3 布洛芬的Zisman表面能

图4和5显示了第二个活性成分萘普生的类似数据。相比其它粘合剂溶液,HPC粘合剂溶液再次展现出对这个活性成分最高的润湿性。Zisman图显示萘普生的表面能为~40mN/m,这个结果与表2中HPC溶液以0︒的接触角润湿萘普生的数据一致。

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图4 不同粘合剂溶液被吸收到多孔萘普生底物的质量平方-时间图

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图5 萘普生Zisman表面能

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为了建立粘合剂润湿性和粘合性能的相关性,使用了HPC、HPMC或PVP粘合剂溶液对布洛芬和萘普生进行制粒,并检测颗粒的流动性和片剂的性质。图6和7显示了粘合剂在不同压片力下分别制得布洛芬片和萘普生片的硬度。对于这两种低水溶性的活性成分而言,片剂的强度随粘合剂润湿性的增加而提高。图7和表4显示了在萘普生处方中对比使用HPC(润湿性最好)和 PVP(润湿性最差)制得片剂硬度和脆碎度的显著差异。使用PVP的颗粒流动性差,并且由于堆密度低导致填充量小,这也是制粒过程中润湿性差的表现。HPMC粘合剂的性能介于中间。如表3和4所示,HPC的两个处方都表现了卓越的片物理性质和良好的颗粒流动性。优良的热塑性加上良好的润湿性,使HPC成为湿法制粒粘合剂最佳的选择。

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图6 4Wt%粘合剂制得布洛芬片硬度

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图7 4Wt %粘合剂制得萘普生片的硬度

表3布洛芬颗粒和片剂的物理性质

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表4萘普生颗粒和片剂的物理性质

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(1)低堆密度,低填充重量。

结论

1. Washburn方法是研究粘合剂溶液在低水溶性、疏水性活性成分上润湿行为的一种简单可靠的技术。

2.通过接触角的测量可以评估活性物质的表面能。

3.HPC粘合剂溶液与其它常用的粘合剂如PVP和HPMC相比,具有更好的润湿性。

4.良好的热塑性,加上卓越的润湿行为,使HPC成为粘合剂最佳的选择。


文章来源:优普惠供应商-亚什兰

作者:K.M. Lusvardi, T. Dürig, G.W. Skinner W. W. Harcum

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