Für die ordnungsgemäße Handhabung von pulverförmigen pharmazeutischen Wirkstoffen (APIs) und Hilfsstoffen ist eine ausgezeichnete Fließfähigkeit von größter Bedeutung. Pulver, die zur Agglomeration neigen oder eine schlechte Fließfähigkeit aufweisen, stellen erhebliche Herausforderungen beim Transport und bei der genauen Dosierung dar. Die Erzielung einer homogenen Mischung zwischen APIs und anderen Formulierungsbestandteilen wird durch Verklumpung, Anhaften an der Wand oder elektrostatische Aufladung beeinträchtigt.

Die Einarbeitung einer geringen Dosierung (0,2-2 %) von SYLOID® FP Silica kann die Fließeigenschaften von pharmazeutischen Formulierungen effektiv verbessern. Die präzise entwickelte poröse Struktur von SYLOID® FP Silica ermöglicht einzigartige intermolekulare Wechselwirkungen, Ladungsregulierung und Kapillarkrafterzeugung, wodurch den Formulierungen überlegene Fließfähigkeit, Gleitmittelwirkung und Anti-Verklumpungseffekte verliehen werden.

SYLOID® 244FP, AL-1FP (für den EU-Markt) und 63FP (für den US-Markt) sind synthetische amorphe Siliziumdioxid-Hilfsstoffe. Hergestellt unter streng kontrollierten Bedingungen, gewährleisten sie eine außergewöhnliche chemische Reinheit. W. R. Grace & Co.-Conn. ist der exklusive Hersteller von SYLOID® FP Silica und bietet vollständige Rückverfolgbarkeit und Nachverfolgung der Lieferkette. Alle SYLOID® FP Silica-Qualitäten sind zertifiziert und erfüllen die neuesten Monographienanforderungen für Siliziumdioxid in der United States Pharmacopeia - National Formulary (USP-NF), hydratisiertes Siliziumdioxid in den Japanese Pharmaceutical Excipients (JPE) und kolloidales hydratisiertes Siliziumdioxid in der European Pharmacopoeia (EP).

Das Fließverhalten von Pulvern wird durch eine Kombination von Faktoren beeinflusst, darunter die intrinsischen Eigenschaften der Rohmaterialien, interpartikuläre Wechselwirkungen, Oberflächeneigenschaften von Kontaktmaterialien und verschiedene Umweltbedingungen. Die häufigsten flussbezogenen Herausforderungen in der pharmazeutischen Herstellung sind Verklumpung, Wandhaftung und elektrostatische Aufladung. Dieser Zusammenhang wird in der nachstehenden Grafik veranschaulicht, die die zum Initiieren und Aufrechterhalten des Pulverflusses erforderliche Kraft mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Pulvers korreliert.

Freifließzone Zonenbildung

Abbildung 1 Eine höhere Anlaufkraft ist erforderlich, um ruftiges Pulver in Bewegung zu setzen, und diese Kraft nimmt ab, während das Pulver weiter fließt. Verklumpung tritt typischerweise im Anfangsstadium auf, das durch hohe Kraft und geringe Fließgeschwindigkeit gekennzeichnet ist, während die freie Fließfähigkeit mit zunehmender Fließgeschwindigkeit fortschreitend verbessert wird.

Hygroskopische pharmazeutische Produkte, wie pflanzliche Wirkstoffe, Antiinfektiva, gefriergetrocknete Formulierungen, Probiotika und viele andere, neigen dazu, atmosphärische Feuchtigkeit basierend auf der Umgebungsfeuchtigkeit (RH) zu adsorbieren, was zu Partikelagglomeration und Klebrigkeit führt. Verklumpung kann auch auftreten, wenn Pulver nicht vollständig getrocknet sind oder wenn Feuchtigkeit nach dem Trocknungsschritt bei Nassgranulationsverfahren zur Partikeloberfläche wandert.

SYLOID® FP Silica ist ein hochporöses, mikronisiertes Silikapulver. Wenn es Formulierungen zugesetzt wird, ermöglicht seine hohe Porosität die Adsorption einer erheblichen Menge an Feuchtigkeit, wodurch das Produkt trocken bleibt und die Formulierungsstabilität verbessert wird. Diese einzigartige Eigenschaft wird in Abbildung 2 deutlich demonstriert, die die Feuchtigkeitsadsorptionskapazität verschiedener fließverbessernder Zusatzstoffe unter verschiedenen relativen Luftfeuchtigkeitsbedingungen zeigt. Der optimale feuchtigkeitsregulierende Zusatzstoff kann entsprechend der spezifischen Umgebungsfeuchtigkeit der Herstellungs- und Lagerumgebung ausgewählt werden. Die Aufrechterhaltung niedriger Feuchtigkeitsgehalte in Formulierungen verhindert die Migration von Feuchtigkeit zu APIs und bewahrt somit die chemische und physikalische Stabilität des Endprodukts.

Abbildung 2: Die höhere spezifische Oberfläche und die innere Porosität von SYLOID® FP Silica verleihen im Vergleich zu anderen Siliziumdioxid-Hilfsstoffen eine überlegene Feuchtigkeitsadsorptionskapazität.

Die Direktverpressung bietet zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Tablettenherstellungsverfahren, darunter eine verbesserte Formulierungsstabilität, geringere Produktionskosten und vereinfachte Betriebsverfahren. Die erfolgreiche Implementierung der Direktverpressung erfordert jedoch API-Exzipient-Mischungen mit ausgezeichneter Fließfähigkeit und Komprimierbarkeit, was eine allgemein anerkannte Herausforderung in der Formulierungsentwicklung darstellt. Der zweistufige Gleitmittel-Mischprozess bietet eine effektive Lösung zur Herstellung solcher idealen Mischungen, die optimale Fließ- und Kompressionseigenschaften für die Direktverpressung erzielen und gleichzeitig die Homogenität und Stabilität der Formulierung während des gesamten Herstellungsprozesses aufrechterhalten.

SYLOID® FP Silica-Hilfsstoffe können in beiden Phasen des zweistufigen Gleitmittel-Mischverfahrens eingesetzt werden. In der API-Vormischphase wird SYLOID® AL-1FP (EU) oder SYLOID® 63FP (US) empfohlen, um die API-Stabilität zu maximieren. Seine ultrahohe spezifische Oberfläche bildet Wasserstoffbrückenbindungen mit Feuchtigkeitsmolekülen und wandelt freie Feuchtigkeit in stabil gebundenes Wasser um. In der sekundären Mischphase wird SYLOID® 244FP eingesetzt, um Verklumpung und Partikelentmischung während des Mischens und der nachfolgenden Verarbeitung zu verhindern. SYLOID® 244FP adsorbiert eine optimale Menge an Feuchtigkeit, um rieselfähige Pulvermischungen zu erzielen, während seine innere Porosität eine ausreichende Menge physikalisch adsorbierter Feuchtigkeit speichert, um die für die Tablettenverarbeitung wesentlichen plastifizierenden und bindenden Eigenschaften zu gewährleisten.

Partikelform und -größe üben einen tiefgreifenden Einfluss auf die Rieselfähigkeit, die Entmischungstendenz und die Mischungsuniformität von Pulvern aus. Im Allgemeinen weisen sphärische Partikel bessere Fließeigenschaften auf als nicht-sphärische, und größere Partikel übertreffen kleinere in Bezug auf die Fließfähigkeit. Zusätzlich trägt eine homogenere Partikelgrößenverteilung zu einem verbesserten Fließverhalten bei. SYLOID® FP Silica zeichnet sich durch eine enge, gut kontrollierte Partikelgrößenverteilung aus, die entscheidend für die Aufrechterhaltung der Mischungsuniformität bei Direktverpressungsprozessen ist.

Die Mikronisierung von SYLOID® FP Silica-Partikeln verhindert effektiv die Entmischung und verbessert signifikant die Fließeigenschaften von Mischungen, die mikronisierte APIs oder andere mikronisierte Hilfsstoffe enthalten. Eine solche verbesserte Fließfähigkeit erleichtert nicht nur die allgemeine pharmazeutische Verarbeitung, sondern bringt auch besondere Vorteile für Koverarbeitungs- und Vormischvorgänge.

Erhöhte Temperaturen wirken sich nachteilig auf die Pulverfließfähigkeit aus und können zu starker Verklumpung führen. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt in öl- und lipidhaltigen Formulierungen, wo selbst eine geringe Temperaturerhöhung zu signifikanter Agglomeration führen kann. Temperaturschwankungen können die Feuchtigkeitsadsorptionskapazität von Materialien verändern und Kondensation auf kalten Oberflächen verursachen, was beides zur Verklumpungsbildung beiträgt.

Längere Lagerung von verpackten pharmazeutischen Produkten unter Druck, insbesondere in Kombination mit hoher Feuchtigkeit, kann aufgrund von Partikelverdichtung und Agglomeration zu Verklumpung führen.

Bindemittel, hygroskopische Materialien und ölhalthaltige Formulierungen neigen von Natur aus zum Verklumpen. Gefriergetrocknete Produkte (z. B. Probiotika, Peptide) stoßen während der Verarbeitung häufig auf Probleme mit elektrostatischer Aufladung. Bei elektrostatischen Problemen ermöglichen die poröse Struktur und die Kapillarkräfte von SYLOID® 244FP eine effiziente Ladungsneutralisierung, reduzieren das elektrostatische Verhalten und minimieren die Anhaftung von Pulverpartikeln an Verarbeitungsgeräten. Bei Formulierungen, die dazu neigen, an Verarbeitungsoberflächen zu haften, bildet die Zugabe von fein gemahlenem Silikapulver wie SYLOID® FP Silica eine Schutzschicht auf der Oberfläche anderer Inhaltsstoffe, reduziert die Haftung und verhindert effektiv Verklumpung und Wandhaftung.

*Für detailliertere Informationen zum zweistufigen Gleitmittel-Mischprozess fordern Sie bitte unser spezielles Anwendungshinweis an.

Die Washburn-Gleichung kann verwendet werden, um die Benetzbarkeit von pharmazeutischen Pulvern quantitativ vorherzusagen. Ihre potenziellen Anwendungen in der Formulierungsentwicklung umfassen die Berechnung der Arzneimittelfreisetzungskinetik, die Optimierung der Formulierungszusammensetzung und die Bestimmung der Haftneigungen während der Herstellungsprozesse.

Washburns Gleichung: $$L^2=(C \times r) \times \gamma \times cos\Phi / 2 \times \et$$

7500 Grace Drive, Columbia, MD 21044, USA

Tel: +1.410.531.4000

Weitere Informationen zu SYLOID® FP Silica finden Sie unter: SYLOIDFP.com

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