Объективный информационный канал
для профессионалов отрасли

«Фармацевтическая отрасль», 2020, № 4 (81) август

Сравнительный анализ свойств Kollicoat ® IR и различных типов поливинилпирролидона в процессах грануляции с высоким усилием сдвига и в псевдоожиженном слое

Введение

Kollicoat® IR – привитый сополимер поливинилового спирта и полиэтиленгликоля – был первоначально разработан для применения в качестве пленкообразующего полимера немедленного высвобождения. Кроме того, данный полимер дополнительно обладает отличными связующими свойствами при влажной грануляции. Отсутствие пероксидов в составе синтезированного полимера позволяет применять его в качестве связующего вещества для подверженных окислению активных ингредиентов [1].

Оценка свойств Kollicoat® IR при влажной грануляции была проведена путем сравнения полученных данных со свойствами поливинилпирролидона (ПВП), который можно рассматривать в качестве стандартного связующего вещества в процессе влажной грануляции. Существует несколько различных типов полимера, отличающихся по молекулярной массе, вязкости и величине «К». Kollidon® 25 (ПВП К25), Kollidon® 30 (ПВП К30) и Kollidon® 90 F (ПВП К90) являются типичными влажными связующими веществами. С точки зрения большинства свойств, Kollidon® 25 и Kollidon® 30 практически одинаковы, в то время как водные растворы Kollidon® 90 F значительно отличаются по связующим свойствам и вязкости
[2].

Цель данного исследования – сравнить свойства Kollicoat® IR и типов повидона Kollidon® 25 и Kollidon® 90 в процессе влажной грануляции с высоким усилием сдвига (ГВУС) и в псевдоожиженном слое (ГПС).

Материалы и методы

Материалы

Тестирование проводилось на влажных связующих Kollidon® 25, Kollidon® 90 F и Kollicoat® IR (все – производства компании BASF). В качестве наполнителя использован специальный сорт лактозы, предназначенный для процесса влажной грануляции (GranuLac® 200, Meggle).

Метод

Грануляцию проводили согласно схеме, указанной в табл. 1 и 2.

Во всех опытах связующие вещества наносили в форме водных растворов до достижения содержания, равного 5% от конечной массы гранул. Все гранулы были проанализированы с точки зрения размера частиц и хрупкости. Полученные гранулы были затем спрессованы в таблетки при усилии прессования 15 кН.

Вязкость

Определение динамической вязкости полимерных растворов проводилось с помощью ротационного реометра Thermo Scientific HAAKE RotoVisco 1 с контролем температуры жидкости в конфигурации «концентрические цилиндры».

Грануляторы

ГВУС проводили в установке P1-6 (Diosna), оснащенной 2-литровой емкостью продукта.

ГПС проводилась в установке GPCG 3 (Glatt), оснащенной продуктовой емкостью объемом 5 л и верхней распылительной форсункой (диаметр сопла – 0,8 мм).

Распределение размеров частиц

Анализ выполняли с использованием набора сит AS 200 (Retsch) с размером ячеек в пределах 38
– 500 мкм (согласно ЕФ). Результаты разделили на три категории в зависимости от размера частиц: крупные (>355 мкм), средние (125 – 355 мкм) и мелкие (<125 мкм).

Хрупкость

Остаточные количества мелких частиц (остаточных неагломерированных частиц) и хрупкость гранул определяли с помощью воздухоструйной просеивающей машины LPS 200 (Rhewum) с использованием сита с размером ячейки 125 мкм [3].

Прессование

Прессование выполняли на одно-пуансонном таблеточном прессе XP 1 (Korsch) с плоскоцилиндрическими пуансонами (диаметр – 8 мм).

Прочность на растяжение

Прочность таблеток на раздавливание определяли с помощью автоматического тестера HT-TMB-CI-12 FS (Kraemer). Полученные результаты использовали для расчета прочности на растяжение согласно уравнению, приведенному на рис. 1.

Результаты и обсуждение

В процессе влажной грануляции динамическая вязкость является одним из наиболее важных физических свойств связующего раствора. Гидродинамические характеристики влияют как на распределение жидкости по поверхности частиц (длительность процесса внедрения связующего раствора в порошковую смесь), так и
на технологичность процесса (нанесение с помощью распылительной форсунки). Динамическая вязкость изучаемых водных связующих растворов проявила типичную зависимость от содержания полимера (рис. 2). Растворы на основе Kollidon® 90 F были значительно более вязкими, чем растворы Kollidon® 25, что обусловлено разницей в молекулярной массе. Kollicoat® IR занял промежуточное положение между двумя типами ПВП.

Процессы ГВУС и ГПС значительно отличались с точки зрения количества жидкости, необходимого для надлежащей грануляции. В ГПС связующее вещество растворяли в объеме воды, равном 75% от размера конечной партии, в то время как в ГВУС максимальное количество используемой воды соответствовало лишь 10% от конечной массы сухих гранул. Как следствие, в ГВУС необходимо было использовать более концентрированные связующие растворы, что в свою очередь привело к повышению вязкости. Что касается внешнего вида гранул, произведенных по одинаковой технологии, не было выявлено никаких различий между исследуемыми связующими веществами (рис. 6 – 11). В то же время при использовании различных технологий выявлены четкие различия между частицами. Более высокие механические напряжения, применяемые в ГВУС, привели к уплотнению частиц (см. рис. 6 – 8), в то время как в ГПС наблюдалось склеивание частиц, что вызвало увеличение их пористости и изменение формы (см. рис. 9 – 11).