2019-11-11
助流劑添加量對藥物輔料流動性的影響
一、介紹
1、理論
顆粒狀材料和精細(xì)粉體在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，為了控制和優(yōu)化加工方法，必須對這些材料進(jìn)行表征。表征方法既與顆粒的性質(zhì)（粒度、形態(tài)、化學(xué)成分等）有關(guān)，也與粉體的行為（流動性、密度、共混穩(wěn)定性、靜電性能等）有關(guān)。然而，關(guān)于散裝粉體的物理性能，大多數(shù)在研發(fā)或質(zhì)量控制實驗室使用的技術(shù)是基于舊的測量技術(shù)。在過去的十年中，我們更新了這些技術(shù)，以滿足研發(fā)實驗室和生產(chǎn)部門目前的要求。特別是測量過程自動化并開發(fā)了嚴(yán)格的初始化方法，以獲得可重復(fù)和可解釋的結(jié)果。利用圖像分析技術(shù)提高了測量精度。
一些可對所有工業(yè)加工粉體和顆粒材料的測量方法應(yīng)運(yùn)而生，本應(yīng)用中著重介紹GranuFlow。
2、GranuFlow
與傳統(tǒng)的Hall流量計（ASTM B213，ISO4490）和藥典（USP1174）中描述的“通過孔的流動”方法相比，GraunFlow所使用的是一種更加先進(jìn)的方法。
GranuFlow是一種簡單明了的粉體流動性測量裝置，它是由一個具有不同孔徑的樣品池和一個用來測量流量質(zhì)量的專用電子天平組成。這種流量質(zhì)量是根據(jù)天平測量結(jié)果與時間對應(yīng)所得到的斜率曲線自動計算獲得。利用轉(zhuǎn)盤，可以快速、方便地調(diào)整孔徑大小。軟件輔助測量和結(jié)果分析。通過測量一組不同孔徑尺寸來獲得流量質(zhì)量對應(yīng)的曲線。后，整個流動曲線是根據(jù)Beverloo理論模型而終得到流動性指數(shù)（Cb與粉末流動性相關(guān)）和小孔徑（Dmin）下的流動（具體可參考附錄1）。整個測量操作簡單、快速、。
本文中，使用一套完整的孔直徑轉(zhuǎn)盤，它具有4、8、12、18、22和28mm的孔口。
二、GranuFlow測量
1、材料
本實驗中使用的輔料為由DEF Pharma提供的Pharmatose200M。這是藥用α-lactose單水乳糖，由機(jī)械研磨制成。由于是細(xì)粉的關(guān)系，研磨制成的乳糖粉體流動性非常差，但其相對較高的比表面積意味著它具備高可壓性。因此，研磨乳糖主要用于濕式造粒，片劑和膠囊，以及通過擠壓球化法制得的球體顆粒。
圖1 Pharmatose 200M、SEM圖片、粒度分布（廠家數(shù)據(jù)）
為了提高該輔料的流動性能，我們選擇四種不同的流動劑：親水的非晶硅：Sipernat 500L和50S和疏水的非晶硅：Sipernat D10和D17。這些產(chǎn)品均由Evonik公司提供。
所有的測量都是在Philippe Marchal教授和Veronique Falk教授指導(dǎo)下由來自LRGP（laboratory atoire et Genie des es-University of Lorraine, Nancy, France）的Assia Saker進(jìn)行。
2、方法
GraunFlow測量條件：20.7℃、37%RH。不同孔徑（4mm-28mm）下的質(zhì)量流量。
F為粉末流動速度（g/s），Cb為Beverloo參數(shù)（g/cm3）。Dmin是能夠獲得流動速度時的小孔徑（有關(guān)Beverloo模型的更多信息，詳見附錄1）。
在本案例中，研究了每種樣品分別添加0.5、1和2%流動助劑的混合物。
3、實驗結(jié)果
首先，值得注意的是，不含流動劑的Pharmatose 200M粉體無法通過任何尺寸的孔徑，因此該樣品無法給出實驗結(jié)果。
然而，在流動劑的幫助下，混合物的流動性可以用Granuflow來測量。可同時獲得相應(yīng)的Cb和Dmin參數(shù)。然而，對于含有0.5%的500LS和D17流動助劑的混合物，粉體只能從兩個尺寸的孔流出，因此對給定的Cb和Dmin參數(shù)要小心。實際上，由于Beverloo定律是一個擬合模型，僅用兩點來確定這些參數(shù)是很難實現(xiàn)的。
圖2 質(zhì)量流量與孔徑大小-親水性流動劑的影響
圖3 質(zhì)量流量與孔徑大小-疏水性流動劑的影響
4、討論
下表匯總了添加流動助劑后Pharmatose 200M粉體經(jīng)計算得到的Cb和Dmin參數(shù)：
表1：Pharmatose 200M和Sipernat流動劑混合物的Beverloo參數(shù)
對于Sipernat 500LS、D10和D17的添加，流動助劑添加百分比越高（直到2%）流動性越好（如果不考慮Beverloo由兩個點的回歸）。
然而，對于添加Sipernat 50S添加劑的Pharmatose 200M，添加2%的流動劑可顯著提高流動性。事實上，0.5和1%的添加也會產(chǎn)生相似的結(jié)果。
三、結(jié)論
命名
字母 | 含義 | 單位 |
Cb | Beverloo參數(shù) | g/mm3 |
D | 孔徑 | Mm |
Dmin | 滿足粉體流動的小孔徑 | Mm |
mp | 粉體質(zhì)量 | g |
F | 粉體質(zhì)量流速 | g/s |
RH | 相對濕度 | % |
T | 溫度 | ℃ |
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