Теоретические основы таблетирования: механическая, капиллярная теории, сплавление под давлением. Проявление сил когезии и адгезии при прессовании.

Существует три теории таблетирования: 1. Механическая(отдается предпочтение)

Таблетирование основано на использовании свойств порошкообразных лекарственных средств уплотняться и упрочняться под давлением. При этом слабоструктурный материал превращается в связнодисперсную систему с определенной величиной пористости. Такая система во многом близка по свойствам к компактному телу, в котором действуют определенные силы сцепления. В результате приложенного давления частицы сдвигаются, скользят друг по отношению к другу и вступают в более тесный контакт.Следствием уплотнения порошка под давлением является увеличение контакта между частицами, вызванного необратимой деформацией частиц. Необратимые деформации могут быть пластическими (изменение формы с сохранением структурной целостности) и хрупкими (потеря структурной целостности).Прессование является определяющей операцией при изготовлении таблеток. В современных промышленных прессах производится двустороннее сжатие порошка верхним и нижним пуансонами. При движении пуансонов в матрице происходит ступенчатое изменение состояния порошка.Для порошков с частицами неправильной формы пористость намного выше и даже утряска уменьшает ее незначительно. Весь процесс уплотнения схематически можно разбить на три стадии.На первой стадии прессования происходит сближение и уплотнение частиц без деформации. Это уплотнение начинает быть заметным уже при малых давлениях прессования (0,7 МПа). Соответствующий этой стадии участок называют областью подпрессовки.

На второй стадии возникает упругая, пластическая и хрупкая деформация частиц порошка, взаимное их обтекание и образование компактного тела, обладающего достаточной механической прочностью.

На третьей стадии происходит объемное сжатие образовавшегося компактного тела. Однако в действительности между тремя стадиями нет резких границ.

Механическая теория учитывает также электростатические силы сцепления. Давление, приложенное к порошку, сближает частицы и, увеличивает электростатические силы сцепления или когезии, а также контактную поверхность сцепления частиц. Прессуемый материал превращается в таблетки под давлением в результате двух сил - когезии и адгезии.

Когезия -сцепление, притяжение молекул, атомов, ионов в физическом теле. Она обусловлена межмолекулярным взаимодействием электростатических, индукционных дисперсионных Ван-дер-Ваальсовых сил, возникновением водородных или химических связей.

· Адгезия - это связывание частиц одна с другой в таблетку под действием склеивающего, или гранулирующего вещества.

Капиллярная теория

По этой теории прессуемый материал рассматривается как пронизанная многочисленными порами масса. Поры заполнены водой. В процессе прессования часть капилляров сминается. Освободившаяся из них вода, а также вода, частично выжатая из не разрушенных капилляров, покрывает в виде тончайшей пленки частички вещества. Возникает мономолекулярный слой толщиной 30 нм.Под действием давления прессования частицы, смоченные водой, имеют возможность скользить одна по отношению к другой до тех пор, пока они не приходят в наиболее тесное соприкосновение; при этом под действием проявляющихся молекулярных сил имеет место сцепление между собой. Эта вода не выдавливается силами сцепления. наличие влаги только способствует улучшению прессования, но не является главенствующим фактором, т.к. известны гидрофобные вещества, содержащие очень мало влаги и дающие прочные таблетки.Капиллярная теория предполагает также наличие молекулярных сил сцепления, которые имеют электрическую природу.

Сплавление под давлением

Эта гипотеза основана на том, что под давлением, в результате нагрева таблетируемой массы, наиболее легко плавящиеся компоненты размягчаются, делаются пластическими и при охлаждении сохраняют свою форму вместе с другими лекарственными веществами. Согласно этой теории некоторые вещества обладают низкой температурой плавления. В результате разогревания пресс-инструмента в процессе прессования и трения частиц между собой эти вещества частично подплавляются, что способствует слипанию частиц.Многими авторамидоказано, что имеется прямая зависимость между сцепляющей способностью частиц, т.е. прочностью таблеток и температурой плавления вещества. Чем выше температура плавления, тем лучше прессуемосгь.

Существуют и другие теории, однако все они не являются полностью исчерпывающими. главное в процессе таблетирования это появление межмолекулярных сил сцепления. Вследствие того, что межмолекулярные силы действуют только в точках соприкосновения, таблетки не представляют собой монолитного продукта, а представляют категорию связанно-дисперсных систем.

Характеристика и принцип работы кривошипных и роторных таблеточных машин. Основные элементы таблеточных машин: матрицы и пуансоны. Питатели таблеточных машин: рамочные, мешалочные, вакуумные, вибрационные. Таблеточные машины двойного прессования.

Для придания таблетированной массе форму таблеток используют таблеточные машины двух типов: -ротационные (РТМ) и –кривошипные(эксцентриковые) (КТМ)

Основные элементы:

· Матрица(стальной диск, имеющий одно или несколько отверстий,укрепляется в основании таблеточной машины).

· Пуансон (стержни из стали, имеют диаметр чуть меньше матрицы, свободно двигаются в ней. Должны иметь ровную, хорошо отполированную прессующую поверхность);

· воронка.

Строение таблеточной машины

Ø Ротор

Ø Корпус

Ø Привод

Ø Двигатель

Ø Узел прессования (матрица и пуансон)

Ø Система копиров

Основные типы машин.

Эксцентриковые машины(все таблетки производятся на одном комплекте пресс-инструмента)

o салазочные;

o промежуточные (башмачные)

ротационные.

Салазочные машины

Загрузочная воронка двинется при работе на специальных салазках.

Матрица - крепится к матричному столу и ограничена снизу нижним пуансоном. Нижний пуансон опускается на положенное расстояние и в матрицу насыпается таблетируемый материал. Затем опускается верхний пуансон и с силой давит на материал. Прессование осуществляется верхним пуансоном. Верхний пуансон подниматеся. Затем поднимается нижний пуансон и выталкивает таблетку.

Здесь прессование осуществляется только сверху (с одной стороны) и кратковременно по типу удара. Они малопроизводительны - 30-50 таблеток в минуту.

Промежуточные машины (башмачные).

Очень близки к салазочным машинам по конструкции и принципу работы, но отличаются от них неподвижностью загрузочной воронки и матрицы.Материал в матрицу подается при помощи подвижного башмака, который присоединяется к воронке посредством башмака. Производительность такая же.

Ротационные таблеточные машины

В отличие от ударных машин имеют большое количество матриц и пуансонов. Матрицы вмонтированы во вращающийся матричный стол(матрица и пуансоны подвижны, а загрузочная воронка не подвижна).

Давление в РТМ нарастает постепенно, что обеспечивает мягкое и равномерное прессование. Имеют высокую производительность (до 0,5 млн таблеток в час).

Технологический цикл состоит из ряда последовательных операций:

§ заполнение матриц таблеточным материалом;

§ собственно прессование;

§ выталкивание и сбрасывание таблеток( операции выполняются последовательно, автоматически).

В таблеточных машинах используется объемный метод дозирования. Загрузочное устройство РТМ состоит из загрузочной воронки – бункера и питателя-дозатора, укрепленных неподвижно на станине машины.Бункер обеспечивает непрерывность потока таблетируемого материала. Для равномерной подачи плохо сыпучих материалов из бункера в питатель первые могут быть снабжены мешалками, шнеками, ворошителями. Питатель-дозатор предназначен для формирования, направления и дозированной подачи таблеточной смеси в зону прессования.Конструкция питателя должна обеспечивать работу РТМ с высокой производительностью, точность и стабильность массы таблеток, таблетирование материалов с различными свойствами и характеристиками, заполнение матричных отверстий от минимальных до максимальных диаметров.Наиболее простым и надежным в эксплуатации является рамочный питатель, но его применение эффективно лишь при прессовании препаратов хорошей и средней сыпучести при скорости вращения ротора до 30 м/мин. В настоящее время создана конструкция рамочного питателя с вибрационной сеткой. Величина сетки выбирается в зависимости от формы и размера гранул, сыпучести таблеточной смеси.

Устройство вакуумной подачи порошков в матрицу: В момент загрузки материала через отверстие, соединенное с вакуумной линией, из полости матрицы отсасывается воздух. При этом порошок поступает в матрицу под действием вакуума, что обеспечивает высокую скорость заполнения и одновременно повышает точность дозирования(РТМ с такими питателями рекомендованы для прямого прессования). Однако предусмотренная конструкция вакуумного заполнения оказалась недостаточно надежной, так как быстро засорялась порошком.
Пресс-автомат оснащен вибрационным питателем, который может за счет регулировки амплитуды и частоты колебаний вибрационной, заполняющей части питателя разрывать силы сцепления между частицами порошка, благодаря чему значительно повышается его подвижность и как бы компенсируется недостаток сыпучести. Производительность автоматов РТМ, оснащенных вибрационными питателями, повышается в 1,5—1,8 раза

Прессование на таблеточных машинах осуществляется пресс-инструментом, состоящим из матрицы и двух пуансонов.Нижний и верхний пуансоны скользят по направляющим, проходят между прессующими роликами и оказывают на них одновременно давление. В зависимости от типа РТМ могут иметь одну или две загрузочные воронки (неподвижные). В загрузочные воронки может быть установлена мешалка – мешающие питатели (2- и 3- лопастные).

Типы РТМ: РТМ-24; РТМ-3028; РТМ-41; РТМ-41М и др.

К РТМ относятся машины двойного прессования РТМ-24Д , Машина Drycota- для получения многослойных таблеток и для получения таблеток, покрытых оболочками методом прессования. Они состоят из двух ротационных машин, связанных между собой транспортирующим устройством. Первый ротор-для получения сердечника табелтки. Сердечники подаются на второй ротор и устанавливаются по центру матриц второго ротора (матрица уже частично заполнена порошком для облицовки). Далее матрица заполняется второй порцией порошка и происходит прессование. Загрузочные воронки с двумя различными видами порошка установлены над соотв роторами. Машина имеет автоматическое устройство для отбраковки таблеток.

Характеристика технологических и физико-химических свойств фармацевтических субстанций и вспомогательных веществ: сыпучесть, прессуемость, гранулометрический состав, насыпная плотность и плотность после усадки, относительная плотность и др.

Свойства исходных веществ во многом определяют рациональный способ таблетирования. В качестве исходных материалов применяют сыпучие вещества в виде порошкообразных или гранулированных форм, имеющих технологические и физико-химические свойства. Физ-хим: форма и размер частиц: порошкообразные лс имеют частицы различных форм и рамеров. Большинство являются кристаллическими, аморфные-встречаются редко. Форма и размер частиц зависят от кристаллической решетки, у измельчённых и\растит материалов- от анатомо-морфологических особенностей измельчённых органов растений и типа измельчающей мащины. Только вещества, принадлежащие к кубической кристаллической системе прессуются в таблетки непосредственно(прямое прессование). Чем сложнее поверхность частиц порошка, тем больше сцепляемость и меньше сыпучесть и наоборот. Удельная поверхность- суммарная поверхность, которую занимает порошкообразное вещество ; контактная поверхность – поверхность, образуемая при соприкосновении между собой частиц порошка. Смачиваемость- сппособность взаимодействовать с различными жидкостями , и прежде всего с водой.

Истинная плотность- отношение массы препарата к его обёму, при нулевй пористости порошка. В качестве сравнение – любая жидкость, смачивающая, но не растворяющая порошок. Определение с помощью волюметра(пикнометр для порошкообразных твердых веществ).

Технологические:фракционный состав(гранулометрический)- распределение частиц порошка по крупности- оказывает влияние на ритмичную работу таблеточных машин, стабильность массы получаемых таблеток, точность дозирования, на качественные хар-ки таблеток(внешний вид, распадаемость, прочность). Его можно изменить с помощью направленного гранулирования, позволяющего получить определенное количество частиц крупных фракций.

Плотность после усадки-это насыпная плотность , полученная после механического встряхивания резервуара, содержащего образец материала. В зависимости от величины насыпной плотности различают порошки : весьма тяжелые(р0>2000кг/м3), тяжелые(2000>p0>1100кг/м3), средние(1100>p0>600кг/м3), лёгкие(p0<600кг/м3).

Относительная плотность-отношение насыпной плотности к истинной.

Пористость- объём свободного пространства (пор, пустот) между частицами порошка.

Прессуемость-способность частиц порошка к когезии под давлением, те способность частиц под влиянием сил электромагнитной природы и механических зацеплений о взаимному притяжению и сцеплению с образованием устойчивой прочной прессовки. Чем лучше прессуемость порошка, тем выше прочность таблетки.

Сыпучесть – способность порошкообразной массы высыпаться из ёмкости воронки под силой собственной тяжести и обеспечивать равномерное заполнение матричного канала. Материал, имеющий плохую сыпучесть в воронке, прилипает к её стенкам, что нарушает ритм его поступления в матрицу. Заданная масса и плотность таблеток будут колебаться.

Фармацевтико-технологические испытания (сыпучесть, насыпная плотность и плотность после усадки, текучесть порошков, степень измельчения порошков), методики их определения, используемое оборудование.

Сыпучесть-испытание предназначено для определения способности материала состоящего из твердых частиц течь в вертикальном направлении при заданных условиях. Прибор: Воронки с выходным стволом или без него, с разными углами и диаметрами выходных отверстий. Воронка располагается вертикально. Методика: В сухую воронку, выходное отверстие закрыто подходящим способом, помещают без уплотнения навеску испытуемого образца. Открывают выходное отверстие воронки и определяют время, необходимое для истечения испытуемого образца из воронки. Проводят три измерения. Сыпучесть выражают в секундах и десятых долях секунд, отнесенных к 100 г образца.

Насыпная плотность-это отношение массы неуплотненного образца порошка к его объёму, включая вклад свободного пространства между частицами. Зависит от плотности частиц порошка, от пространственного размещения частиц в слое порошка. Выражается в г/мл. Метод 1: Измерения в градуировочном цилиндре. При необходимости количество порошка для анализа пропускают через сито 1мм или более; в сухой градуировочный цилиндр 250 мл помещают без уплотнения 100 г порошка, измеряют наблюдаемый объём. Рассчитывают насыпную плотность m/V_0. Метод 2: измерение массы известного объёма порошка, прошедшего через волюметр в чашку. Прибор : волюметр: состоит из верхней воронки, снабженной ситом, она установлена над экранной коробкой, внизу экранной коробки – воронка, собирающая порошок и направляющая его в чашу. Методика: пропускают избыток порошка через прибор в чашку, пока она не переполниться. Удаляют все вещества с внешних стенок чашки и определяют массу порошка . рассчитывают насыпную плотность m/V , V-объём чашки.

Плотность после усадки-это насыпная плотность , полученная после механического встряхивания резервуара, содержащего образец материала.Прибор: градуированный цилиндр+приспособление обеспечивающее 250±15 падений в минуту. Подставка для цилиндра.

Проводят испытание как указано при определении насыпного объёма(метод 1). Закрепляют градуировочный цилиндр в держателе. Фиксируют насыпной объём до уплотнения V0. Проводят 10, 500,1250 ударов и фиксируют соотв объёмы в мл после уплотнения. Если разница между V500 иV1250< 2 ml , V1250-плотность псоле усадки. Если нет, повторяют до тех пор, пока разница не станет <2ml, н. ещё 1250 встряхиваний. Рассчитывают плотность после усадки m/V1, V1- конечный объём уплотненного порошка.

Текучесть порошка-используют 4 основных метода

-угол естественного откоса

-коэф сжимаемости

-скорость вытекания через насадку

-метод сдвиговой ячейки

Степень измельчения порошков

Ситовой анализ

Степень измельчения выражают используя номер использованного сита, её выражают в процентах вещества, проходящего через сито определенного размера.

Собирают сита, порошок полностью просеивают и взвешивают каждую фракцию.

Грубый порошок: не менее 95%- через сито 1400, и не более 40% проходит через сито 355.

Сдренемелкий порошок: не менее 95% - через сито 355 и не более 40% массы через сито 180.

Мелкий порошок: не менее 95% массы проходит через сито 180 и не более 40% -через сито 125.

Очень мелкий порошок: не менее 95% проходит через сито 125, и не более 40% - через 80.

Порошки в количестве 25-100 г помещают на соотв сито и встряхивают 10 минут, периодически постукивая по ситу. Навеску порошка, время и условия – ЧС.

Вспомогательные вещества, применяемые в производстве таблеток (наполнители, разрыхляющие, скользящие, склеивающие, антифрикционные, красители, корригенты, пролонгаторы), их характеристика и номенклатура.

ВВ- предназначены для придать таблеточной массе необходимые технологические свойства, обеспечивающие точность дозирования, механическую прочность, распадаемость и стабильность таблеток в процессе хранения.

Вспомогательные вещества, используемые в производстве таблеток, подразделяются на группы в зависимости от назначения.

К вспомогательным веществам предъявляются следующие требования:

должны быть химически индифферентными;

не должны оказывать отрицательного воздействия на организм больного, а также на качество таблеток при их приготовлении, транспортировке и хранении.

Вспомогательные вещества, применяемые в производстве таблеток

Наполнители (разбавители):

Крахмал, глюкоза, сахароза, лактоза (молочный сахар) магния карбонат основной, магния окись, натрия хлорид, натрия гидрокарбонат, глина белая (каолин), желатин, целлюлоза микрокристаллическая (МЦК), метилцеллюлоза (МЦ), натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na КМЦ), кальция карбонат, кальция фосфат двузамещенный, глицин (аминоуксусная кислота), декстрин, амилопектин, ультраамилпектин, сорбит, маннит, пектин и др.

Количество % (от общей массы) - Не нормируется

Связывающие:

Вода очищенная, спирт этиловый, крахмальный клейстер, сахарный сироп, растворы: карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ), оксипропилметилцеллюлозы (ОПМЦ); поливиниловый спирт (ПВС), поливинилпирролидон (ПВП), альгиновая кислота, натрия альгинат, желатин и др.

Количество % (от общей массы) -Не нормируется. Рекомендуется 1-5%

Разрыхляющие:

Ø Набухающие

Крахмал пшеничный, картофельный, кукурузный, рисовый, пектин, желатин, МЦ, NaКМЦ, амилопектин, ультраамилопектин, агар-агар, альгиновая кислота, калия и натрия альгинат и др.

Количество % (от общей массы) -Не нормируется

Ø Газообразующие

Смесь натрия гидрокарбоната с лимонной или винной кислотой и др.

Количество % (от общей массы) -Не нормируется

Ø Улучшающие смачиваемость и водопроницаемость

Крахмал пшеничный, картофельный, кукурузный, рисовый, сахар, глюкоза, твин-80 и др.

Количество % (от общей массы) -Не нормируется.Твин-80 не более 1%

Антифрикционные:

Ø Скользящие

Крахмал, тальк, полиэтиленоксид-4000, аэросил и др.Тальк не более 3%, аэросила не более 10 %, стеариновой кислоты, кальция и магния стеарата не более 1%.

Ø Смазывающие

Стеариновая кислота, кальция и магния стеарат и др.

Ø Противоприлипающие

Крахмал, тальк, полиэтиленоксид-4000, стеариновая кислота, кальция и магния стеарат и др.

Пленкообразователи

Ацетилфталилцеллюлоза (АФЦ), МЦ, ОПМЦ, ПВП, ПВС, этилцеллюлоза и др.

Количество % (от общей массы) -Не нормируется

Корригенты: вкуса

Сахар, глюкоза, фруктоза, сахароза, ксилит, маннит, сорбит, аспаркам, глицин, дульцин и др. Не нормируется

Запаха: Эфирные масла, концентраты фруктовых соков, цитраль, ментол, ванилин, этилванилин, фруктовые эссенции и др.

Цвета:

Красители

Индигокармин, кислотный красный 2С, тропеолин 00, тартразин, эозин, руберозум, церулезум, флаварозум, хлорофилл, каротин и др.

Пигменты

Титана двуокись, карбонат кальция, гидрооксид железа, оксид железа, уголь активированный, глина белая и др.

Пластификаторы

Глицерин, твин-80, вазелиновое масло, кислота олеиновая, полиэтиленоксид-400, пропиленгликоль и др.Твин-80 не более 1 %

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 2974; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 212223 24 25 26 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!