Kuivapäällystyksen vaikutus jauheen ominaisuuksiin : mikrokiteinen selluloosa ja magnesiumstearaatti
Title: | Kuivapäällystyksen vaikutus jauheen ominaisuuksiin : mikrokiteinen selluloosa ja magnesiumstearaatti |
Author(s): | Koskela, Jaana |
Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Pharmacy |
Discipline: | Industrial pharmacy |
Language: | Finnish |
Acceptance year: | 2015 |
Abstract: |
Mechanofusion is a dry coating method in which the high shear forces cause a mechanochemical reaction between the processed particles. With the approach it is possible to improve flowability of a host cohesive powder when the guest particle forming the coating is magnesium stearate. Applying mechanofusion in tablet formulations could make poor flowing large dose drug substances suitable for direct compression. However, it is well known that magnesium stearate decreases mechanical strength of the tablets and prolongs disintegration and dissolution time of tablets. A previous study, however, showed that it is possible to compress tablets from a formulation dry coated with magnesium stearate without reducing the dissolution rate. Dry coating with magnesium stearate and its effect on a plastic material, known to be sensitive for the negative effects of magnesium stearate, has not been studied previously.
The aim of the study was to examine the effect of mechanical dry coating with magnesium stearate on the physical qualities and compression behaviour of a plastic material. The effect was studied by dry coating four grades of microcrystalline cellulose with different magnesium stearatecon centrations. The approach was to find an optimum between the flowability and compressibility of the powders by using different process parameters. Microcrystalline cellulose with median particle size of 23 and 78 µm were also mechanofused without magnesium stearate in order to examine whether mechanofusion itself has an effect on the properties of microcrystalline cellulose. Pure raw materials and Turbula-mixed magnesium stearate and microcrystalline cellulose blends were studied as references. Dry coating with magnesium stearate improved the flow properties of microcrystalline cellulose with D50 value less than 78 µm. Powders with D50 value greater than 144 µm, however, break down under the shear during the process and hence their flow properties were decreased. This suggests, that mechanofusion as a process is more suitable for the small particle size microcrystalline cellulose powders which, based on the results, can withstand the high-shear forces better. Mechanofusion of plain microcrystalline cellulose (D50 78 µm) revealed that the moisture content of the powder increased and stronger tablets could be compressed. Mechanofusion may cause changes to the microstructure of microcrystalline cellulose particles and to its ability to adsorb moisture.
Dry coating with magnesium stearate was very effective even with short processing times and relatively low blade speeds, and it was challenging to compress hard tablets from the mechanofused mixtures. Plastic material was found to be sensitive for the negative effects of magnesium stearate, and better flow properties of a mechanofused powder resulted in weaker compressed tablets.
Mekanofuusio on kuivapäällystysmenetelmä, jossa suuret leikkausvoimat saavat aikaan mekaaniskemiallisen reaktion prosessoitavien partikkelien välillä. Menetelmän avulla kohesiivisten jauhemassojen valuvuutta on voitu parantaa kuivapäällystämällä massa magnesiumstearaatilla. Huonosti valuvien suuriannoksisten lääkeaineiden soveltuvuutta suorapuristukseen voitaisiinkin parantaa mekanofuusion avulla. Magnesiumstearaatin tiedetään kuitenkin heikentävän tablettien lujuutta, pidentävän tabletin hajoamisaikaa sekä hidastavan dissoluutiota. Aikaisemmassa tutkimuksessa magnesiumstearaatilla kuivapäällystetystä formulaatiosta oli kuitenkin mahdollista puristaa tabletteja ilman dissoluution hidastumista. Tutkimusta mekanofuusiosta magnesiumstearaatilla ja sen vaikutuksesta tabletoitavaan massaan ei kuitenkaan ole tehty plastiselle materiaalille, joka on herkkä magnesiumstearaatin negatiivisille vaikutuksille.
Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten kuivapäällystys magnesiumstearaatilla vaikuttaa plastisen materiaalin fysikaalisiin ominaisuuksiin ja puristumiskäyttäytymiseen. Ilmiötä tarkasteltiin kuivapäällystämällä neljän eri partikkelikoon mikrokiteistä selluloosaa eri magnesiumstearaattipitoisuuksilla. Tavoitteena oli löytää optimi massan valuvuuden ja puristuvuuden välille prosessiparametreja muuttamalla. Tutkimuksessa haluttiin myös selvittää, vaikuttaako mekanofuusio itsessään mikrokiteisen selluloosan ominaisuuksiin ja kahta raaka-ainetta (D50 23 ja 78 µm) mekanofuusioitiin ilman magnesiumstearaattia. Verrokkeina käytettiin puhtaita raaka-aineita sekä Turbula-sekoitettuja magnesiumstearaatin ja mikrokiteisen selluloosan seoksia.
Kuivapäällystys magnesiumstearaatilla paransi massojen valuvuutta, kun mikrokiteisen selluloosan D50-arvo oli alle 78 µm. Kun massojen D50-arvo oli yli 144 µm, valuvuus kuitenkin huonontui, mikä johtui partikkelien hajoamisesta mekanofuusioitaessa. Voidaankin arvioida, että mekanofuusio prosessina soveltuu vain mikrokiteiselle selluloosalle, jolla on pieni partikkelikoko ja jonka partikkelit kestävät paremmin suuria leikkausvoimia. Kun mikrokiteistä selluloosaa (D50 78 µm) mekanofuusioitiin ilman magnesiumstearaattia, massan kosteuspitoisuuden havaittiin nousseen ja massasta saatiin puristettua lujempia tabletteja. Mekanofuusio saattaa vaikuttaa mikrokiteisen selluloosan mikrorakenteeseen ja siten myös kykyyn sitoa kosteutta itseensä. Kuivapäällystys magnesiumstearaatilla puolestaan oli hyvin tehokasta jo pienillä kierrosnopeuksilla ja lyhyellä prosessiajalla, ja mekanofuusioiduista massoista oli haastavaa saada aikaan lujia tabletteja. Plastisen materiaalin todettiin olevan herkkä magnesiumstearaatin negatiivisille vaikutuksille, ja mitä parempi valuvuus mekanofuusioidulla massalla oli, sitä heikompia tabletteja saatiin puristettua.
|
Keyword(s): | mechanofusion dry coating magnesium stearate microcrystalline cellulose plastic deformation mekanofuusio kuivapäällystys magnesiumstearaatti mikrokiteinen selluloosa plastinen muodonmuutos |
Files in this item
Files | Size | Format | View |
---|---|---|---|
Koskela Jaana.pdf | 6.962Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Pharmacy [577]