SYLOID® FP 二氧化矽 藥用賦形劑:解決流動性和結塊問題
SYLOID® FP 二氧化矽 藥用賦形劑 解決流動性和結塊問題.pdf
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技術資訊
為了妥善處理粉末狀活性藥物成分 (API) 和賦形劑,優異的流動性至關重要。易於結塊或流動性差的粉末在運輸和精確劑量方面會帶來重大挑戰。在結塊、黏壁或靜電充電問題存在的情況下,API 與其他製劑成分之間的均勻混合會受到影響。
添加少量(0.2-2%)的SYLOID® FP二氧化矽,可有效提升藥物製劑的流動性。SYLOID® FP二氧化矽精確設計的多孔結構,能夠產生獨特的分子間相互作用、電荷調節和毛細作用力,從而賦予製劑優異的自由流動特性、助流性能和抗結塊效果。
SYLOID® 244FP、AL-1FP(適用於歐盟市場)及 63FP(適用於美國市場)為合成無定形二氧化矽賦形劑。其在嚴格的製程條件下製造,確保卓越的化學純度。W. R. Grace & Co.-Conn. 是 SYLOID® FP Silica 的獨家製造商,提供完整的供應鏈追溯性與監管。所有 SYLOID® FP Silica 等級均已認證符合美國藥典國家處方集(USP-NF)中二氧化矽、日本藥用賦形劑(JPE)中水合二氧化矽以及歐洲藥典(EP)中膠體水合二氧化矽的最新單張要求。
粉末的流動行為受多種因素影響,包括原料的固有特性、顆粒間的相互作用、接觸材料的表面性質以及各種環境條件。製藥生產中最常見的與流動相關的挑戰包括結塊、黏壁和靜電充電。這種關係如以下圖表所示,該圖表將啟動和維持粉末流動所需的力與粉末的運動速度相關聯。
高速 低速
力
自由流動區 結塊區
圖 1 啟動靜止粉末所需的初始力較高,隨著粉末持續流動,此力會降低。結塊通常發生在高作用力且低流速的初始階段,而隨著流速的增加,流動性會逐漸改善。
濕度
吸濕性藥品,例如植物來源的 API、抗感染藥物、凍乾製劑、益生菌等,傾向於根據環境相對濕度 (RH) 吸附大氣中的水分,導致顆粒結塊和黏性。當粉末未完全乾燥時,或在濕法製粒過程中乾燥步驟後水分遷移到顆粒表面時,也可能發生結塊。
SYLOID® FP 矽膠是一種高孔隙度、微粉化二氧化矽粉末。當添加到配方中時,其高孔隙度能夠吸附大量水分,保持產品乾燥並增強配方穩定性。此獨特性質在圖 2 中得到了清晰的展示,圖 2 呈現了各種助流添加劑在不同相對濕度條件下的水分吸附能力。可根據製造和儲存環境的特定環境相對濕度,選擇最佳的濕度控制添加劑。維持配方中的低水分含量可防止水分遷移至 API,從而保持最終產品的化學和物理穩定性。
吸附容量(重量 %) 最大孔隙率
相對濕度 (%):0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
吸附容量 (重量百分比):0 20 40 60 80 100 120 140
- SYLOID® 244FP 二氧化矽
- SYLOID® 72FP 二氧化矽
- SYLOID® AL-1FP/63FP 二氧化矽
- 氣相二氧化矽
- 無孔隙
圖 2 SYLOID® FP二氧化矽較高的比表面積和內部孔隙度,使其吸濕能力優於其他二氧化矽輔料。
直接壓製法相較於其他製片工藝具有諸多優勢,包括增強配方穩定性、降低生產成本以及簡化操作流程。然而,直接壓製法的成功實施,需要活性藥物成分(API)與賦形劑的混合物同時具備優異的流動性和可壓性,這在配方開發中是一個公認的挑戰。兩步驟滑動劑混合法為製備此類理想混合物提供了一種有效的解決方案,可在維持配方在整個生產過程中均勻性和穩定性的同時,實現直接壓製法的最佳流動性和壓製性能。
GRACE:人才 | 技術 | 信賴
SYLOID® FP 矽石賦形劑可用於兩步驟助流劑混合製程的兩個階段。在 API 預混合階段,建議使用 SYLOID® AL-1FP (EU) 或 SYLOID® 63FP (US) 以最大化 API 的穩定性。其超高比表面積會與水分子的氫鍵結合,將游離水分轉化為高度穩定的結合水。在二次混合階段,則使用 SYLOID® 244FP 以防止在混合及後續製程中發生結塊和顆粒分離。SYLOID® 244FP 可吸附最佳量的水分,以達到流動性佳的粉末混合物,同時其內部孔隙可保留足夠的物理吸附水,以提供製片製程所需的塑化和結合特性。
粒子形狀與大小
粒子形狀和大小對粉末的自由流動性、偏析傾向和混合均勻性有深遠的影響。一般而言,球形粒子比非球形粒子具有更好的流動性,而較大的粒子比較小的粒子在流動性方面表現更佳。此外,更均勻的粒徑分佈有助於改善流動行為。SYLOID® FP二氧化矽具有狹窄且控制良好的粒徑分佈,這對於在直接壓片過程中保持混合均勻性至關重要。
SYLOID® FP二氧化矽微粒的微粉化能有效防止顆粒分離,並顯著改善含有微粉化活性藥物成分(API)或其他微粉化賦形劑的混合物的流動性。這種增強的流動性不僅便於一般藥物製程,也為共製程和預混合操作帶來了特別的益處。
溫度
高溫會對粉末的自由流動性產生不利影響,並可能引起嚴重的結塊。這種影響在含有油和脂的配方中尤為明顯,即使溫度略有升高,也可能導致嚴重的團聚。溫度波動會改變材料的吸濕能力,並在冷表面引起冷凝,這兩者都會導致結塊的形成。
內部表面積 外部表面積
壓力
藥品包裝產品在壓力下長時間儲存,尤其是在高濕度條件下,可能因顆粒壓實和團聚而導致結塊。
成分
黏合劑、吸濕性材料和含油配方本身就容易結塊。冷凍乾燥和凍乾產品(例如益生菌、胜肽)在加工過程中經常會遇到靜電充電問題。對於靜電問題,SYLOID® 244FP 的多孔結構和毛細作用力能夠有效中和電荷,降低靜電行為,並最大限度地減少粉末顆粒對加工設備的附著。對於有黏附於加工表面傾向的配方,添加如 SYLOID® FP Silica 等細磨二氧化矽粉末,可在其他成分表面形成保護塗層,降低附著力,有效防止結塊和壁黏。
SYLOID® FP二氧化矽 – 獨特的顆粒間吸引與交互作用
- 顆粒間吸引力
- 摩擦電荷與永久靜電荷
- 表面極性官能基
- 分子間作用力(偶極-偶極、凡得瓦力)
- 毛細作用力(Washburn 方程式)
兩步驟助流劑混合製程*
步驟 1:API 混合與賦形劑助流劑混合
- API
- SYLOID® AL-1FP/63FP 二氧化矽
- 填充劑、黏合劑、崩散劑
步驟 2:最終 DC(直接壓製)混合
- 步驟 1 的混合物
- SYLOID® 244FP 二氧化矽
- 潤滑劑
*有關兩步驟助流劑混合製程的更詳細資訊,請索取我們的專用應用筆記。
圖 3
- API 混合:SYLOID® AL-1FP (歐洲) 或 SYLOID® 63FP (美國) 用於最大化 API 的穩定性。其超高比表面積與水分形成氫鍵,產生穩定的結合水。
- 輔料滑劑混合:添加 SYLOID® 244FP 矽膠以防止在混合和加工過程中結塊和分層。它吸附最佳量的水分以創造自由流動的粉末混合物,同時其內部孔隙率保留足夠的物理吸附水,以提供製造片劑所需的塑化和粘合特性。
預測粉末濕潤性
Washburn 方程可用於定量預測藥用粉末的濕潤性。其在配方開發中的潛在應用包括計算藥物釋放動力學、優化配方組成以及確定製造過程中的粘附傾向。
Washburn 方程式: $$L^2=(C \times r) \times \gamma \times cos\Phi / 2 \times \eta$$
- L = 液體在粉末床中滲透的長度,時間為 t
- C = 考慮粉末床中毛細管隨機取向的常數
- r = 毛細管的半徑
- γ = 液體的表面張力
- Φ = 液體在粉末表面上的前進接觸角
- η = 液體的黏度
輔料選擇考量
API 性質 | 對片劑配方的影響 | 輔料選擇考量 |
劑量 | 低劑量 API 可能導致含量均勻性問題;高劑量 API 可能直接影響片劑的物理性質 | 選擇能改善混合均勻性並增強 API 物理和化學穩定性的輔料 |
顆粒大小 | 影響粉末的流動性、分離傾向和混合均勻性;也可能導致片劑的崩裂問題 | 選擇具有受控、狹窄粒徑分佈的助流劑,以改善壓片性能並防止偏析(最好是微粉級別) |
流動性 | 不良的 API 流動性可能導致片劑硬度降低和重量差異 | 選擇不會損害藥物溶解度和粉末壓實的助流劑;對於流動性差的 API,可能需要製粒技術或微粉助流劑 |
堆積密度 | 影響 API 與其他賦形劑混合均勻度的關鍵因素 | 對於高密度 API,請選擇高密度稀釋劑,以避免在直接壓製配方中發生偏析;控制的粒徑是另一個關鍵考量因素。 |
水分含量 | 高 API 水分含量可能導致在藥片壓製過程中發生黏附。 | 選擇具有吸附過量水分能力且不會引起水分表面擴散的助流劑或親水性潤滑劑。 |
吸濕性 | 高度吸濕的活性藥物成分可能導致片劑壓制時粘附的問題;在低濕度條件下生產對於這類活性藥物成分至關重要 | 選擇具有乾燥劑特性的輔料(高水分吸附能力),以增強活性藥物成分的穩定性並防止在所有環境相對濕度條件下的降解 |
輔料相容性 | 某些 API 可能與特定賦形劑存在不相容性,從而限制賦形劑的選擇。 | 進行 API-賦形劑和賦形劑-賦形劑相容性測試(應用品質設計原則),以確定考慮到 API 和其他配方組分的最佳賦形劑組合。 |
壓實性 | 壓實性差的 API 對直接壓片工藝構成挑戰。 | 可能需要造粒技術或共處理/共混合賦形劑來提高配方的壓實性。 |
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- 歐洲:Worms, 德國 | 電話:+49.6241.40300
有關 SYLOID® FP Silica 的更多資訊,請瀏覽:SYLOIDFP.com
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