許多粉體的基本流動(dòng)屬性很差,會(huì)在料斗和沖模送料結(jié)構(gòu)中堵塞,造成不均勻或間歇式的卸料速率、粘附在設(shè)備表面,無(wú)法與其它材料充分混合。在這種情況下,可通過(guò)添加潤(rùn)滑劑減少顆粒間的摩擦作用,改變粉體移動(dòng)的阻力。在口服固體制劑的生產(chǎn)中,廣泛使用硬脂酸鎂(mgst)作為潤(rùn)滑劑。在壓片之前,通常將低濃度的硬脂酸鎂(含量一般<1%)加入到處方中。
但在許多過(guò)程中,人們對(duì)流動(dòng)助劑與基質(zhì)之間的關(guān)系知之甚少。由于不同過(guò)程對(duì)粉體的要求不同,特定添加劑對(duì)特定基質(zhì)的相對(duì)影響在各種情況下并不一致。
樣品準(zhǔn)備
三種不同的硬脂酸鎂(mgst)處方(stear-o-wet、一水合物和二水合物 — malinckrodt)分別與五種輔料(avicel ph101 — fmc;inhalac 230 & granulac 70 — meggle;c*mannidex & c*sorbidex — cargill)混合。
混合操作在turbula t2a攪拌機(jī)(willy a bachofen ag)中以固定的時(shí)長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行。得到的混合物使用ft4粉體流變儀進(jìn)行測(cè)試,評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)流動(dòng)、整體和剪切屬性,并與無(wú)潤(rùn)滑劑的相應(yīng)基質(zhì)的結(jié)果作比較。
流動(dòng)添加劑含量對(duì)流動(dòng)屬性的相對(duì)影響
動(dòng)態(tài)測(cè)試:基本流動(dòng)能
所有潤(rùn)滑劑都能顯著降低基質(zhì)的bfe,說(shuō)明在動(dòng)態(tài)、強(qiáng)制流動(dòng)的工藝(例如,送料和混合)中流動(dòng)性有所提升,所有基質(zhì)中inhalac 230對(duì)潤(rùn)滑劑最敏感,而甘露醇最不敏感。以avicel ph101為基質(zhì),少量潤(rùn)滑劑(0.1%)就能顯著改善動(dòng)態(tài)流動(dòng)性,但進(jìn)一步增大濃度并不會(huì)提高流動(dòng)性。
整體測(cè)試:可壓性
在inhalac 230中添加潤(rùn)滑劑導(dǎo)致可壓性顯著變化。一水合物和二水合物的可壓性降低,但添加stear-o-wet時(shí)可壓性升高,說(shuō)明不同的潤(rùn)滑劑以不同方式作用于基質(zhì)。對(duì)于其它的基質(zhì)和潤(rùn)滑劑組合,可壓性僅觀察到十分有限的變化。以avicel ph101為例,隨著潤(rùn)滑劑含量的增加或減少,基質(zhì)可壓性的變化響應(yīng)各異。在低濃度的潤(rùn)滑劑下,一水合物和stear-o-wet的可壓性增大,并隨著濃度的增大又降低。二水合物的響應(yīng)趨勢(shì)則相反。較高的可壓性通常表示粉體具有粘性,因此它對(duì)壓實(shí)操作(例如,壓片)有負(fù)面作用。
剪切和測(cè)試:
二水合物和stear-o-wet通常會(huì)增大基質(zhì)的無(wú)約束屈服強(qiáng)度(uys)(對(duì)于山梨醇/二水合物混合物十分顯著),說(shuō)明這些組合后的混合物在儲(chǔ)存后的初始流動(dòng)更加困難 。這也是為什么在加工接近結(jié)束時(shí),而不是在料斗內(nèi)添加潤(rùn)滑劑的原因,否則會(huì)產(chǎn)生反效果。一水合物對(duì)uys的影響取決于基質(zhì)。granulac 70和inhalac 230與其它三種基質(zhì)相比,uys都降低。而當(dāng)avicel ph101作為基質(zhì)時(shí),uys的增大不僅取決于潤(rùn)滑劑的類型,還取決于其濃度。
結(jié)論
該研究對(duì)潤(rùn)滑劑如何顯著改變一系列典型輔料的流動(dòng)性,以及潤(rùn)滑劑的濃度和類型在優(yōu)化加工能力和提升成本效益的關(guān)鍵作用進(jìn)行了量化。研究還表明,即使是簡(jiǎn)單的雙組分系統(tǒng),潤(rùn)滑劑與基質(zhì)之間的相互作用也十分復(fù)雜,潤(rùn)滑劑的影響必須量化并與工藝條件聯(lián)系在一起。
粉體流動(dòng)性不是材料的固有屬性,而是粉體在特定設(shè)備中以其所需要的方式流動(dòng)的能力。成功的加工需要粉體與過(guò)程的匹配,相同的粉體在一個(gè)過(guò)程中性能良好,而在另一個(gè)過(guò)程中卻不佳的情況并不罕見(jiàn)。ft4粉體流變儀的多變量方法并非依靠單一的特性表征來(lái)描述所有的過(guò)程性能,而是模擬一系列單元操作,以便直接研究粉體對(duì)各種過(guò)程和環(huán)境條件的響應(yīng)。