許多粉體的基本流動屬性很差，會在料斗和沖模送料結(jié)構(gòu)中堵塞，造成不均勻或間歇式的卸料速率、粘附在設(shè)備表面，無法與其它材料充分混合。在這種情況下，可通過添加潤滑劑減少顆粒間的摩擦作用，改變粉體移動的阻力。在口服固體制劑的生產(chǎn)中，廣泛使用硬脂酸鎂 (MgSt) 作為潤滑劑。在壓片之前，通常將低濃度的硬脂酸鎂 (含量一般<1%) 加入到處方中。
但在許多過程中，人們對流動助劑與基質(zhì)之間的關(guān)系知之甚少。由于不同過程對粉體的要求不同，特定添加劑對特定基質(zhì)的相對影響在各種情況下并不一致。
樣品準(zhǔn)備
三種不同的硬脂酸鎂 (MgSt) 處方 (Stear-O-Wet、一水合物和二水合物 - Malinckrodt) 分別與五種輔料 (Avicel PH101 - FMC；Inhalac 230 & Granulac 70 - Meggle; C*Mannidex & C*Sorbidex - Cargill) 混合。
混合操作在Turbula T2A攪拌機(jī) (Willy A Bachofen AG) 中以固定的時長和旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行。得到的混合物使用FT4 粉體流變儀?進(jìn)行測試，評價動態(tài)流動、整體和剪切屬性，并與無潤滑劑的相應(yīng)基質(zhì)的結(jié)果作比較。
流動添加劑含量對流動屬性的相對影響
動態(tài)測試：基本流動能
所有潤滑劑都能顯著降低基質(zhì)的BFE，說明在動態(tài)、強(qiáng)制流動的工藝 (例如，送料和混合) 中流動性有所提升，所有基質(zhì)中Inhalac 230對潤滑劑最敏感，而甘露醇最不敏感。以Avicel PH101為基質(zhì)，少量潤滑劑 (0.1%) 就能顯著改善動態(tài)流動性，但進(jìn)一步增大濃度并不會提高流動性。
整體測試：可壓性
在Inhalac 230中添加潤滑劑導(dǎo)致可壓性顯著變化。一水合物和二水合物的可壓性降低，但添加Stear-O-Wet時可壓性升高，
說明不同的潤滑劑以不同方式作用于基質(zhì)。對于其它的基質(zhì)和潤滑劑組合，可壓性僅觀察到十分有限的變化。以Avicel PH101為例，隨著潤滑劑含量的增加或減少，基質(zhì)可壓性的變化響應(yīng)各異。在低濃度的潤滑劑下，一水合物和Stear-O-wet的可壓性增大，并隨著濃度的增大又降低。二水合物的響應(yīng)趨勢則相反。較高的可壓性通常表示粉體具有粘性，因此它對壓實(shí)操作 (例如，壓片) 有負(fù)面作用。
剪切盒測試
二水合物和Stear-O-Wet通常會增大基質(zhì)的無約束屈服強(qiáng)度 (UYS)(對于山梨醇/二水合物混合物十分顯著)，說明這些組合后的混合物在儲存后的初始流動更加困難 (這也是為什么在加工接近結(jié)束時，而不是在料斗內(nèi)添加潤滑劑的原因，否則會產(chǎn)生反效果)。一水合物對UYS的影響取決于基質(zhì)。Granulac 70和Inhalac 230與其它三種基質(zhì)相比，UYS都降低。而當(dāng)Avicel PH101作為基質(zhì)時，UYS的增大不僅取決于潤滑劑的類型，還取決于其濃度。
結(jié)論
該研究對潤滑劑如何顯著改變一系列典型輔料的流動性，以及潤滑劑的濃度和類型在優(yōu)化加工能力和提升成本效益的關(guān)鍵作用進(jìn)行了量化。研究還表明，即使是簡單的雙組分系統(tǒng)，潤滑劑與基質(zhì)之間的相互作用也十分復(fù)雜，潤滑劑的影響必須量化并與工藝條件聯(lián)系在一起。
粉體流動性不是材料的固有屬性，而是粉體在特定設(shè)備中以其所需要的方式流動的能力。成功的加工需要粉體與過程的完美匹配，相同的粉體在一個過程中性能良好，而在另一個過程中卻不佳的情況并不罕見。FT4的多變量方法并非依靠單一的特性表征來描述所有的過程性能，而是模擬一系列單元操作，以便直接研究粉體對各種過程和環(huán)境條件的響應(yīng)。
作者簡介
Tim Freeman，富瑞曼科技有限公司總經(jīng)理
自20世紀(jì)90年代末，Tim Freeman作為粉體表征公司富瑞曼科技有限公司的總經(jīng)理，在FT4粉體流變儀?和通用型粉體測試儀的設(shè)計和持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。Tim與各專業(yè)機(jī)構(gòu)合作并參與行業(yè)活動，對促進(jìn)粉體加工領(lǐng)域的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。
Tim擁有英國薩塞克斯大學(xué)的機(jī)電一體化學(xué)位。他是美國結(jié)構(gòu)化有機(jī)微粒系統(tǒng)工程研究中心 (Engineering Research Center for Structured Organic Particulate Systems) 許多項(xiàng)目組的導(dǎo)師，并經(jīng)常組織粉體表征和加工領(lǐng)域的行業(yè)會議。作為美國藥學(xué)科學(xué)家協(xié)會 (AAPS) 的"過程分析技術(shù)"焦點(diǎn)小組的前任主席，Tim是制藥技術(shù)編輯顧問委員會的成員，以及《歐洲藥物評論》雜志的行業(yè)專家組成員。Tim還是化學(xué)工程師學(xué)會"顆粒技術(shù)"特別興趣小組的委員會成員、ASTM負(fù)責(zé)粉體和松裝固體的特性和處理的D18.24小組委員會副主席，以及美國藥典 (USP) 通論 - 物理分析專家委員會 (GC-PA EC) 的成員。
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