SYLOID® FP二氧化硅药用辅料:解决流动性和结块挑战

创建于02.27

SYLOID® FP二氧化硅药用辅料:解决流动性和结块问题

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技术信息

对于粉末状活性药物成分(API)和辅料的正确处理,优异的流动性至关重要。易于结块或流动性差的粉末在运输和精确剂量方面会带来重大挑战。在存在结块、壁粘或静电荷问题的情况下,API与其他制剂成分之间的均匀混合将受到影响。
SYLOID® FP二氧化硅药用辅料,说明其流动性和抗结块性能。
添加少量(0.2-2%)的SYLOID® FP二氧化硅可以有效改善药物制剂的流动性。SYLOID® FP二氧化硅精确设计的孔隙结构能够实现独特的分子间相互作用、电荷调控和毛细力生成,从而赋予制剂优异的自由流动特性、助流性能和抗结块效果。
SYLOID® 244FP、AL-1FP(欧盟市场)和 63FP(美国市场)是合成无定形二氧化硅辅料。在严格控制的条件下生产,确保卓越的化学纯度。W. R. Grace & Co.-Conn. 是 SYLOID® FP Silica 的独家制造商,提供完整的供应链可追溯性和保管。所有 SYLOID® FP Silica 等级均已认证,符合美国药典-国家处方集 (USP-NF) 中最新二氧化硅专论、日本药用辅料 (JPE) 中水合二氧化硅以及欧洲药典 (EP) 中胶体水合二氧化硅的要求。
粉末流动行为受多种因素影响,包括原材料的固有特性、颗粒间相互作用、接触材料的表面性质以及各种环境条件。制药生产中最常见的与流动相关的挑战包括结块、粘壁和静电荷。这种关系在下图的图表中有所体现,该图表将引发和维持粉末流动所需的力与粉末的运动速度相关联。

高速 低速

自由流动区 结块区
图 1 启动静止粉末需要更高的初始力,并且随着粉末保持流动,该力会减小。结块通常发生在以高力和低流速为特征的初始阶段,而随着流速的增加,自由流动性会逐渐提高。

水分

吸湿性药物产品,例如植物源性活性药物成分 (API)、抗感染药物、冻干制剂、益生菌等,倾向于根据环境相对湿度 (RH) 吸附大气中的水分,导致颗粒结块和粘性。当粉末未完全干燥时,或在湿法制粒过程中干燥步骤后水分迁移到颗粒表面时,也可能发生结块。
SYLOID® FP 硅石是一种高孔隙率的微粉化硅石粉末。将其添加到配方中时,其高孔隙率能够吸附大量水分,保持产品干燥并提高配方稳定性。图 2 清晰地展示了这一独特性能,该图呈现了各种助流剂在不同相对湿度条件下的吸湿能力。可以根据生产和储存环境的具体环境相对湿度来选择最佳的湿气控制添加剂。保持配方中的低水分含量可防止水分迁移到活性药物成分 (API) 中,从而保持最终产品的化学和物理稳定性。

吸附容量(重量 %) 最大孔隙率

相对湿度 (%):0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

吸附容量(重量%):0 20 40 60 80 100 120 140

  • SYLOID® 244FP二氧化硅
  • SYLOID® 72FP二氧化硅
  • SYLOID® AL-1FP/63FP 二氧化硅
  • 气相二氧化硅
  • 无孔隙
图 2 SYLOID® FP二氧化硅更高的比表面积和内部孔隙度使其比其他二氧化硅辅料具有更强的吸湿能力。
直接压片相比其他片剂制造工艺具有诸多优势,包括提高制剂稳定性、降低生产成本以及简化操作流程。然而,成功实施直接压片需要 API-辅料混合物同时具备优异的流动性和可压性,这在制剂开发中是一个公认的挑战。两步法润滑剂混合工艺为制备此类理想混合物提供了一种有效的解决方案,在保持制剂在整个生产过程中的均一性和稳定性的同时,实现直接压片的最佳流动性和压片性能。
使用SYLOID® FP二氧化硅在制药生产中进行两步助流剂混合工艺的示意图。
GRACE:人才 | 技术 | 信赖
SYLOID® FP 硅石赋形剂可用于两步助流剂混合工艺的两个阶段。在 API 预混阶段,推荐使用 SYLOID® AL-1FP (EU) 或 SYLOID® 63FP (US) 以最大程度地提高 API 的稳定性。其超高的比表面积与水分子的氢键结合,将游离水分转化为高度稳定的结合水。在二次混合阶段,使用 SYLOID® 244FP 可防止在混合和后续加工过程中结块和颗粒分离。SYLOID® 244FP 吸附最佳量的水分,以实现自由流动的粉末混合物,同时其内部孔隙保留足够数量的物理吸附水,以提供片剂加工所需的塑化和粘合性能。

颗粒形状和尺寸

粒子的形状和尺寸对粉体的自由流动性、偏析倾向和混合均匀性有深远影响。一般来说,球形颗粒比非球形颗粒具有更好的流动性能,而较大的颗粒比较小的颗粒在流动性方面表现更佳。此外,更均匀的粒径分布有助于改善流动行为。SYLOID® FP二氧化硅具有狭窄且控制良好的粒径分布,这对于在直接压片工艺中保持混合均匀性至关重要。
SYLOID® FP二氧化硅颗粒的微粉化可有效防止分离,并显著改善含有微粉化API或其他微粉化辅料的混合物的流动性能。这种增强的流动性不仅有利于一般的制药工艺,而且对共处理和预混合操作也带来特别的好处。

温度

升高的温度会对粉末的自由流动性产生不利影响,并可能引起严重的结块。这种影响在含油和含脂的制剂中尤为明显,即使温度略有升高也可能导致严重的团聚。温度波动会改变材料的吸湿能力,并在冷表面引起冷凝,这两者都会导致结块的形成。

内表面积 外表面积

压力

包装好的药品在压力下长时间储存,尤其是在高湿度条件下,会导致颗粒压实和团聚而发生结块。

成分

粘合剂、吸湿性材料和含油制剂本身就容易结块。冻干和冷冻干燥产品(例如益生菌、肽)在加工过程中经常遇到静电荷问题。对于静电问题,SYLOID® 244FP 的多孔结构和毛细作用力能够有效中和电荷,降低静电行为,并最大限度地减少粉末颗粒对加工设备的粘附。对于易粘附在加工表面的制剂,添加 SYLOID® FP Silica 等细磨二氧化硅粉末可以在其他成分表面形成保护涂层,降低粘附性,有效防止结块和壁粘。

SYLOID® FP二氧化硅 – 独特的颗粒间吸引力和相互作用

  • 颗粒间吸引力
  • 摩擦静电和永久静电荷
  • 表面极性官能团
  • 分子相互作用(偶极-偶极,范德华力)
  • 毛细作用力(沃什伯恩方程)

两步助流剂混合工艺*

第一步:API混合和辅料助流剂混合
  • API
  • SYLOID® AL-1FP/63FP二氧化硅
  • 填充剂、粘合剂、崩解剂
第二步:最终DC(直接压片)混合
  • 第一步混合物
  • SYLOID® 244FP二氧化硅
  • 润滑剂
*有关两步助流剂混合工艺的更详细信息,请索取我们的专用应用说明。
图3
  • API 混合:使用 SYLOID® AL-1FP (欧盟) 或 SYLOID® 63FP (美国) 来最大化 API 稳定性。其超高的比表面积与水分形成氢键,生成稳定的结合水。
  • 辅料助流剂混合:添加 SYLOID® 244FP 二氧化硅以防止在混合和加工过程中结块和分离。它吸附最佳量的水分以形成自由流动的粉末混合物,同时其内部孔隙保留足够的物理吸附水,以提供片剂制造所需的塑化和粘合性能。

预测粉末润湿性

Washburn 方程可用于定量预测药物粉末的润湿性。其在制剂开发中的潜在应用包括计算药物释放动力学、优化制剂组成以及确定制造过程中的粘附趋势。
Washburn方程:$$L^2=(C \times r) \times \gamma \times cos\Phi / 2 \times \eta$$
  • L = 液体在粉末床中渗透的长度,时间为t
  • C = 计算粉末床中毛细管随机取向的常数
  • r = 毛细管的半径
  • γ = 液体的表面张力
  • Φ = 液体在粉末表面的前进接触角
  • η = 液体的粘度

辅料选择考虑因素

API特性
对片剂配方的影响
辅料选择考虑因素
剂量
低剂量API可能导致含量均匀性问题;高剂量API可能直接影响片剂的物理特性
选择能够改善混合均匀性并增强API的物理和化学稳定性的辅料
颗粒大小
影响粉末流动性、分离倾向和混合均匀性;也可能导致片剂崩裂问题
选择粒径分布受控且狭窄的助流剂,以改善压片性能并防止偏析(优选微粉化等级)
流动性
API 流动性差可能导致片剂硬度降低和重量差异
选择不会损害药物溶出度和粉末压实的助流剂;对于流动性差的 API,可能需要制粒技术或微粉化助流剂
堆积密度
影响 API 与其他辅料混合均匀度的关键因素
对于高密度 API,请选择高密度稀释剂以避免在直接压片制剂中发生偏析;粒径控制是另一个关键考虑因素
水分含量
高 API 水分含量可能导致压片过程中粘冲
选择具有吸附过量水分能力且不会引起水分表面扩散的助流剂或亲水性润滑剂
吸湿性
高吸湿性API可能导致片剂冲头粘冲问题;对于此类API,在低湿度条件下生产至关重要
选择具有干燥剂特性(高吸湿能力)的辅料,以增强API稳定性并防止在所有环境相对湿度条件下发生降解
辅料相容性
某些 API 可能与特定辅料存在不兼容性,从而限制了辅料的选择。
进行 API-辅料和辅料-辅料的相容性测试(应用质量源于设计原则),以确定在考虑 API 和其他制剂组分的情况下,最佳的辅料组合。
可压性
可压性差的 API 对直接压片工艺构成挑战。
可能需要采用制粒技术或共处理/共混合辅料来提高制剂的可压性。

W. R. Grace & Co.-Conn. 联系信息

公司总部
7500 Grace Drive, Columbia, MD 21044, USA
电话:+1.410.531.4000
区域办事处
  • 拉丁美洲:圣保罗,巴西 | 电话:+55.11.4197.7540
  • 亚太地区:中国上海 | 电话:+86.21.3325.8288
  • 欧洲:德国沃姆斯 | 电话:+49.6241.40300
有关 SYLOID® FP 二氧化硅的更多信息,请访问:SYLOIDFP.com
本信息基于 W. R. Grace & Co.-Conn. 的内部测试和实践经验,供您参考和验证。由于操作条件存在我们无法控制的显著差异,W. R. Grace & Co.-Conn. 对使用我们产品所获得的结果不作任何明示或暗示的保证。W. R. Grace & Co.-Conn. 及其子公司对因不当安装或使用我们产品而造成的任何损害或伤害概不负责。Grace 保留修改产品价格和/或规格的权利,恕不另行通知。
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