Точность дозирования

Для предотвращения отклонения массы таблетки и содержания лекарственных веществ в ней необходимо обеспечить строго определенное количество поступаемой таблетируемой массы в пресс-инструмент. Точность дозирования обеспечивается постоянным объемом матричного гнезда, обеспечиваемого положением нижнего пуансона. Регулирование положения нижнего пуансона позволяет получать таблетки разного веса.

Также точность дозирования зависит от бесперебойного поступления таблетируемой массы в гнездо матрицы. Если за время прохождения матричного отверстия под воронкой высыпается меньше порошка, то и вес таблетки будет меньше.  Скорость подачи порошка через воронку зависит как от свойств самого порошка (скольжения), так и от геометрии воронки и угла ската. Мелкодисперсные частицы порошка имеют тенденцию к налипанию на поверхности воронки. Чтобы устранить данную проблему, прибегают к укрупнению частиц путем гранулирования.

Степень однородности порошка по форме его частиц также является одним из факторов, влияющих на точность дозирования. Так, частицы примерно одинаковые по массе, но разные по форме, в гнезде матрицы размещаются с разной компактностью. Это также вызывает колебание массы таблетки. Выравнивание формы частиц также достигается путем гранулирования. Так как при гранулировании практически не удается добиться однородности фракционного состава, подбирают оптимальный состав по сыпучести, и обеспечивающий требуемое качество таблеток, варьируя отношение фракций.

Для увеличения сыпучести в загрузочных воронках могут устанавливаться различные встряхиватели. Однако это приводит к расслаиванию таблетируемой смеси. При этом крупные частицы оказываются сверху, а мелкие – снизу, что вызвано различной насыпной плотностью фракций одного и того же вещества. Расслаивание таблеточной массы также ведет к изменению массы таблетки. Решить эту проблему возможно установкой ворошителей в загрузочную воронку или выравниванием размеров частиц путем гранулирования.

Механическая прочность

При непосредственном прессовании веществ механическая прочность в основном определяется приложенным давлением, а также физико-химическими и технологическими свойствами.

На первой стадии прессования происходит уплотнение вещества с удалением из него воздуха, частичное разрушение кристаллов. Затем происходит сближение частиц, увеличение контакта и проявление сил сцепления, достаточных для взаимоподдержания частиц.

Прессование большинства веществ требует приложения большого давления, которое отрицательно сказывается на качестве таблеток и приводит к быстрому износу пресс-инструмента. Прессование под большим давлением также приводит к выделению тепла, что может негативно сказываться на фармакологических свойствах активных ингредиентов, частичному спеканию веществ в таблетках с образованием цементированного слоя, ухудшая их распадаемость.

Уменьшения давления прессования растворимых препаратов добиваются добавлением веществ с большим дипольным моментом, обеспечивающих лучшую сцепляемость частиц. В качестве такого вещества обычно выступает вода. В результате овлажнения частицы вещества соединяются друг с другом, причем эта связь усиливается при испарении влаги. Для нерастворимых и труднорастворимых веществ в качестве овлажнителя используют растворы веществ с более высокой силой сцепления (крахмал, желатин). Зачастую связывающие вещества способны к гелеобразованию.

На прочность таблеток прямое влияние оказывает влажность таблетируемой массы. Более влажные материалы обладают большей пластичностью, а более сухие –  большими упругими деформациями. При прессовании чрезмерно влажного порошка или гранул происходит налипание к пуансонам, а сухого приводит к расслаиванию таблеток. Обычно, оптимальная влажность составляет от 2 до 5%.

Характер приложенного давления, как было отмечено выше, играет определяющую роль на прочностные характеристики таблеток. Если давление возникает внезапно, то его называют жестким. Такое давление характерно для таблеточных машин ударного типа и обычно приводит к цементированию таблеток вследствие быстрого сильного разогревания.

Ротационные таблеточные прессы обеспечивают прогрессивное давление, то есть нарастающее постепенно.

В машинах промежуточного типа можно встретить применение ступенчатого давления, когда последовательно применяется слабое, более сильное и максимальное сдавливание.

Использование прогрессивного давления дает лучшие результаты, так как длительность воздействия давления на таблетируемую массу в этом случае более продолжительное. Это обеспечивает более полное удаление воздуха из массы, который после снятия давления может привести к разрушению таблетки в результате расширения.

Если прессующим является только верхний пуансон, то оказываемое давление — одностороннее. Обычно, такое давление оказывается жестким и характерно для эксцентриковых таблетпрессов. Область применения ограничена только легкопрессующимися массами. Применение жесткого давления к труднопрессуемым массам приводит к неоднородности и расслаиванию таблеток.

Для обеспечения достаточной прочности, прессование должно производиться при достаточном давлении, которое не должно превышать критического. При превышении критического давления начинает сказываться упругость материала, происходит разрушение зерен гранулята и кристаллов веществ. Величина критического давления индивидуальна для каждого вещества и зависит от влажности и насыпной массы.

Если физико-химические свойства веществ не обеспечивают требуемой прочности таблеток, применяется гранулирование. В процессе гранулирования вводятся связывающие вещества, повышающие пластичность. Количество введенных связывающих веществ не должно превышать определенного значения, так как их избыток приводит к излишней твердости таблеток и уменьшению распадаемости, а их недостаток – к недостаточной пластичности гранулята. Добавление скользящих веществ также влияет на прочность таблеток. Их избыток уменьшает пластичность материала и прочность таблетки.

Распадаемость таблеток

На распадаемость таблеток влияют такие факторы как:

• Количество разрыхляющих веществ, которые способствуют распадаемости.
• Степень прессования. Чем выше – тем хуже распадаемость.
• Количество связывающих веществ. Необходимо определенное содержание для достижения требуемой прочности.
• Свойства веществ, входящих в состав таблетки. Например, способность к смачиванию, набуханию, растворению в воде.

Для нерастворимых в воде лекарственных средств особенно важно подобрать разрыхляющие и связывающие вещества. Таблетка по физической структуре представляет собой пористое тело. При погружении таблетки в жидкость, поры заполняются. Хорошо растворимые высокогидрофильные добавки способствуют быстрой распадаемости таблетки. Добавление крахмала, который является капиллярообразующим средством и высокогидрофильным веществом, уменьшает прочность и увеличивает пористость. Распадаемость таблеток увеличивается за счет увеличения водопроницаемости.

При прессовании гидрофобных веществ добавляют поверхностно-активные вещества (твин-80), а также другие высокогидрофильные вещества, например, КМЦ, альгинаты.

Исходя из вышеприведенной информации очевидно, что для изготовления достаточно прочных легкораспадающихся таблеток необходимо, чтобы

• В состав таблетируемой массы входили вспомогательные вещества в необходимых количествах.
• Давление прессования обеспечивало нормальную распадаемость при достаточной механической прочности таблеток.
• Таблетируемый гранулят обеспечивал максимальную точность дозирования за счет скольжения и фракционного состава.

Необходимость добавления вспомогательных веществ (или их части), а также гранулирования может отпасть, если индивидуальные свойства таблетируемых веществ позволяют этого избежать.