35
TPL2; Wykład 5 2017/18 27102017 1 STAŁE POSTACI LEKU (proszki i granulaty) Janina Lulek Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Wykład 5, TPL2, 2017/18 Zastrzeżenie Niektóre materiały graficzne zamieszczone w tym dokumencie oraz w łączach zewnętrznych mogą być chronione prawami autorskimi i dlatego jako takie mogą być przeznaczone jedynie w celach edukacyjnych do użytku wewnętrznego studentów kierunku farmacja UMP w roku akadem. 2017/18 1 2 Po wykładzie student powinien Znać klasyfikację farmakopealną proszków Umieć wyjaśnić znaczenie właściwości proszków w technologii farmaceutycznej Znać metody rozdrabniania substancji farmaceutycznych Znać cele i mechanizmy zmniejszania wielkości cząstek Umieć zaproponować odpowiednie urządzenie rozdrabniające/mikronizujące substancje farmaceutyczne Posiadać podstawową wiedzę na temat metod klasyfikacji/pomiaru wielkości cząstek i umieć wskazać ich wady i zalety Wyjaśnić zasadność tworzenia granulatów Znać typy metod stosowanych w otrzymywaniu granulatów i wskazać różnice pomiędzy nimi Znać i umieć dobrać odpowiednią metodę suszenia

TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

1

STAŁE  POSTACI  LEKU(proszki  i  granulaty)

Janina  Lulek

Katedra  i  Zakład  Technologii  Postaci  Leku,  Uniwersytet  Medyczny  im.  Karola  Marcinkowskiego  w  PoznaniuWykład  5,  TPL2,  2017/18

Zastrzezenie  Niektóre  materiały  graficzne  zamieszczone  w  tym  dokumencie  oraz  w  łączach  zewnętrznych  mogą  być  chronione  prawami  autorskimi  i  dlatego  jako  takie  mogą  być  przeznaczone  jedynie  w  celach  edukacyjnych  do  użytku  wewnętrznego  studentów  kierunku  farmacja  UMP  w  roku  akadem.  2017/18

1

2

Po  wykładzie  student  powinien  • Znać  klasyfikację  farmakopealną  proszków  

• Umieć  wyjaśnić  znaczenie    właściwości  proszków  w  technologii  farmaceutycznej

• Znać  metody  rozdrabniania  substancji  farmaceutycznych  

• Znać  cele  i  mechanizmy  zmniejszania  wielkości  cząstek

• Umieć  zaproponować  odpowiednie  urządzenie  rozdrabniające/mikronizujące substancje  farmaceutyczne  

• Posiadać  podstawową  wiedzę  na  temat  metod  klasyfikacji/pomiaru  wielkości  cząstek  i  umieć  wskazać  ich  wady  i  zalety

• Wyjaśnić  zasadność  tworzenia  granulatów

• Znać  typy  metod  stosowanych  w  otrzymywaniu  granulatów    i  wskazać  różnice  pomiędzy  nimi

• Znać  i  umieć  dobrać  odpowiednią  metodę  suszenia  

Page 2: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

2

3

STAŁE  POSTACI  LEKÓW(podanie  doustne)

• Proszki• Granulaty  (peletki)• Tabletki• Gumy  do  żucia• Inne

4

STAŁE  POSTACI  LEKÓWPROSZKI  – wg  FP  X(Pulveres,  Powders)

Preparaty  składające  się  ze  stałych,  sypkich,  suchych  cząstek  o  różnym  stopniu  rozdrobnienia.  Zawierają  jedną  lub  kilka  substancji  czynnych  bez  lub    z  dodatkiem  substancji  pomocniczych,  barwniki  oraz  substancje  poprawiające  smak  i  zapach

Najprostsza  postać  leku

Postać  do  otrzymania  zawiesin,  roztworów,  granulatów,  tabletek

Page 3: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

3

5

BIODOSTĘPNOŚĆ  LEKU  PODANEGO  DROGĄ  DOUSTNĄ

• Jama  ustna• Żołądek• Jelito  cienkie  (dwunastnica)• Jelito  grube  (okrężnica)

Dostarczenie  API                                              do  miejsca  absorpcji

•Wielkość  cząstek• Skład  formy  leku• Obecność  składników  pokarmu• pH  środowiska

Przeprowadzenie  API    do  roztworu

• Obecność  pokarmu• Temperatura• Warunki  spożycia  leku• Ilość  płynu  przyjętego  po  połknięciu  leku

Transport    API                        przez  błony  

• Łączenie  się  z  białkami  osocza• Efekt  I  przejścia

Transport  API                                z  miejsca  absorpcji    

do  krążenia  ogólnego

Dyfuzja  bierna(jama  ustna,  żołądek,  jelito  

cienkie,  jelito  grube)

Transport  konwekcyjny(żołądek,  jelito  cienkie,  jelito  

grube)

Transport  aktywny                                                                (jelito  cienkie)

Endocytoza  (jelito  cienkie,  jelito  grube)

6

Wielkość  cząstek  wywiera  wpływ  na:

• Szybkość  rozpuszczania/uwalniania

• Zdolność  do  zawieszania  cząstek  nierozpuszczonych  lecz  równomiernie  rozproszonych  w  płynnym  medium  (0.5  – 10  µm)

• Jednolitą  dystrybucję  substancji  leczniczej  w  mieszaninie  proszków  lub  w  stałej  postaci  leku  -­‐ zapewnienie  jednolitości  dawki

• Penetrację  cząstek  przewidzianych  do  inhalacji  celem  ich  depozycji  w  układzie  oddechowym  (2  – 5  µm)

• Brak  drobin  stałych  cząstek  w  preparatach    dermalnych  (maści,  kremy)  i  preparatach  do  oczu  (50  – 100  µm)

PROSZKI

Page 4: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

4

7

W  proszku  wielkość  cząstek  w  kształcie  sześcianów  o  krawędzi  1mm  została  zredukowana  do  cząstek  o  krawędzi  10  μm.  Jaka  będzie  liczba  otrzymanych  cząstek  i  w  jaki  sposób  redukcja  wielkości  cząstek  wpłynie  na  powierzchnię  proszku?

WZROST  LICZBY  CZĄSTEKPoczątkowa  objętość  1  cząstki  proszku

1mm  x  1mm  x  1mm  =  1mm3 =  1000  000  000 μm3

Objętość  każdej  z  cząstek  otrzymanych  po  redukcji10 μm  x  10 μm  x  10 μm  =  1000 μm3

1  mm10 μm

LICZBA  CZĄSTEK  PO  ROZDROBNIENIU  PROSZKU

1000  000  000 μm3

1000 μm3=  1000  000  =  1  mln

PROSZKIROZDRABNIANIE

8

WZROST  POWIERZCHNI  PROSZKUPoczątkowa  powierzchnia  1  cząstki  proszku

6  x  1mm  x  1mm  =  6  mm2 =  6  x  106  μm2

Powierzchnia  każdej  z  cząstek  otrzymanych  po  redukcji6x  10 μm  x  10 μm  =  600 μm2

Powierzchnia  całkowita  cząstek  otrzymanych  po  redukcji  rozmiaru

WZROST  POWIERZCHNI  PROSZKUPO  ROZDROBNIENIU  

600  x  106  μm2

6  x  106  μm2=  100  x

1000  000  x  600 μm2 =  600  x  106  μm2

1  mm10 μm

PROSZKIROZDRABNIANIE

Page 5: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

5

Proces  jednostkowy,  prowadzący  do  uzyskania  odpowiedniego  rozdrobnienia  substancji  stałych,  celem  m.  in:

• poprawy  właściwości  fizycznych  substancji• zmiana  morfologii• zmiana  sypkości  (zdolności  do  płynięcia)• zwiększenie  homogenności  

• zwiększenia  stosunku  powierzchni  do  masy  

9

PROSZKIROZDRABNIANIE

10

Mechanizmy  zmniejszające  wielkości  cząstek

• Uderzenie (impact)  -­‐ zastosowanie  chwilowej  siły  prostopadłej  do  powierzchni  cząstek/aglomeratów.  

• Ścieranie,  tarcie (attrition)    -­‐ zastosowanie  siły  w  kierunku  równoległym  do  powierzchni  cząstek.

• Zgniatanie  (compression)-­‐ wolne  działanie  (w  porównaniu  z  uderzeniem)  siły  na  powierzchni  cząstki  w  kierunku  do  środka  cząstki.

• Cięcie (cutting)  –zastosowanie  siły  ścinającej  na  dany  materiał.

ROZDRABNIANIEPROCESY  JEDNOSTKOWE  

Page 6: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

6

UKŁAD  DYSPERSYJNY  CIAŁO  STAŁE-­‐GAZ

Zjawiska  fizyczne

• Agregacja  cząstek  • Adsorpcja  powierzchniowa  (wilgoć)• Ładunek  elektryczny  (energia  styku)• Sypkość  (wielkość  i  kształt  cząstek,  tarcie  między  cząstkami,  siły  kohezji  i  elektrostatyczne,  adsorpcja  wilgoci)

11

ROZDRABNIANIEPROCESY  JEDNOSTKOWE  

Proces  jednostkowy,  prowadzący  do  uzyskania  odpowiedniego  rozdrobnienia  substancji  stałych,  celem  m.  in:

• poprawy  właściwości  fizycznych  substancji• zmiana  morfologii• zmiana  sypkości  (zdolności  do  płynięcia)• zwiększenie  homogenności  

• zwiększenia  stosunku  powierzchni  do  masy  

12

PROSZKIROZDRABNIANIE

Page 7: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

7

13

• Urządzenie

• Młyn  uderzeniowy

• Młyn  walcowy

• Młyn tarczowy

• Młyn  strumieniowy

• Młyn  koloidalny

• Młyn  kulowy

• Młyn  kulowy  planetarny

• Młyn  strumieniowo-­‐fluidalny

• Moździerz

ROZDRABNIANIE

Homogenizator wysokoobrotowy

14

Urządzenie Materiały  rozdrabniane Mechanizm  rozdrabniania

Wymiar  cząstekpo  rozdrobnieniu

Młyn  uderzeniowy Twardsze  i  grubsze  (suche) Uderzenie zazwyczaj  <  50μm

Młyn  walcowy Rozdrabnianie  i  rozproszenie  cząstek  homogenizacja  (suche  i  mokre)

Zgniatanie  i  ścieranie 0.1-­‐5.0  mm

Młyn tarczowy Niezbyt  twarde,  elastyczne  (suche  i  mokre),  homogenizacja  zawiesin  i  emulsji Ścieranie ok.  0.75  mm

Młyn  strumieniowy Miałko  sproszkowane  (suche) Ścieranie  i  zderzenia  cząstek 2  – 20  µm

Młyn  koloidalny Miałko  sproszkowane  (zawiesiny,  materiały  miękkie)

Zgniatanie  i  ścieranie <  5  µm

Młyn  kulowy Twarde  i  półtwarde  (suche  i  mokre) Zgniatanie,uderzenie,  ścieranie

20  -­‐ 100  µmnawet  1  -­‐5  µm

Młyn  kulowy  planetarny

Miękkie,  twarde,  kruche,  włókniste,zawiesiny

Zgniatanie,  ścieranie

<  1  µm,  mielenie  koloidalne  <  0.  1  

µm

Młyn  strumieniowo-­‐fluidalny Miękkie  i  twarde  produkty. Ścieranie  w  złożu  

fluidalnym <  1  µm  do  70  µm  

Moździerz Średnio  twarde  do  miękkich      (suche  i  mokre)

Ścieranie,zgniatanie 10  – 20  µm

ROZDRABNIANIE

http://www.netzsch-­‐grinding.com/pl/produkty-­‐rozwiazania/ VIDEO

Page 8: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

8

15

Przed  mieleniem,  krystaliczny

Po  mieleniu,  amorficzny

Wpływ  mielenia  w  młynie  kulowym  na  właściwości  produktu  farmaceutycznego

Pharmaceutical  preformulation  and  formulation,  2009

ROZDRABNIANIE

16

PRZESIEWANIE

Page 9: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

9

Stosowane  metody  pomiarowe-­‐ analiza  sitowa  (80%  cząstki  >  75  µm)-­‐ dyfrakcja  światła  

17

Klasyfikacja  proszków  na  podstawie  stopnia  rozdrobnieniaTermin opisowy x50 (µm)

Grubo  rozdrobniony >  355Średnio  rozdrobniony 180  -­‐ 355Miałko  rozdrobniony 125  -­‐ 180Bardzo  miałko  rozdrobniony ≤  125Zmikronizowany (wg  BP)Super  fine  powder

<  10µm  (90%  cząstek)

X50   -­‐ mediana  wielkości  cząstek  

FP  X/XI

ROZDRABNIANIEPROSZKI

18

Przesiewanie  • Mechaniczna  metoda  klasyfikacji  proszków  i  granulatów  w  zależności  od  rozkładu  wielkości  cząstek  

• Metoda  z  wyboru  do  klasyfikacji  gruboziarnistych  frakcji  pojedynczych  proszków  i  granulatów  (terminologia  farmaceutyczna)

Metody  przesiewania  • Wstrząsanie  mechaniczne  (na  sucho)• Przesiewanie  strumieniem  powietrza  (air-­‐jet  seiving)• Przesiewanie  z  udziałem  fal  ultradźwiękowych

Analiza  sitowa• Prowadzenie  w  warunkach  kontrolowanej  wilgotności• Ocena  całkowitego  rozkładu  wielkości  cząstek• Materiał  – proszki,  w  których  >80%  stanowią  cząstki  o  wielkości  >  0.75  μm

ANALIZA  SITOWA

FP  X

POMIAR  WIELKOŚCI  CZĄSTEK

Page 10: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

10

19

POMIAR  WIELKOŚCI  CZĄSTEK

ANALIZA  SITOWA

• Czynniki  wpływające  na  wynik  analizy• kształt  oczek  sit• „załadowanie”  sita• sposób  wytrząsania• czas  przesiewania• kształt  cząstek• kohezja  proszków• kruchość  cząstek

• Zalety:  • łatwość  wykonania,  • szeroki  zakres  pomiaru,  • niskie  koszty

• Ograniczenia• konieczność  odpowiednio  dużej  próbki  (zwykle  >25g)• trudność  przy  przesiewaniu  proszków  oleistych  i  wykazujących  skłonność  do  agregacji• dwuwymiarowa  ocena  wielkości  cząstek

FP  X

20

Wymiar  oczek  [mm]

5.6

3.15

1.6

1.0

0.5

0.315

0.16

0.08

ANALIZA  SITOWAPOMIAR  WIELKOŚCI  CZĄSTEK

Page 11: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

11

21

ANALIZA  SITOWA

Krzywa  skumulowana

POMIAR  WIELKOŚCI  CZĄSTEK

POMIAR  WIELKOŚCI  CZĄSTEK

Dyfrakcja  światła  laserowegoStatic laser  light scaterring

laser  diffraction,  laser  diffractometry,  Fraunhofer  diffraction or Mie  scattering

•METODA oparta  na  matematycznej  interpretacji  obrazu  interferencyjnego,  powstałego  w  wyniku  rozproszenia  światła  laserowego  na  badanych  cząstkach

• informacja  o  liczbie  cząstek  o  danym  rozmiarze  oraz  o  sumie  cząstek,  których  wielkość  nie  przekracza  granicznej  wartości

22

•WYKORZYSTANIE  

• aerozole,  proszki,  emulsje,  zawiesiny,    granulaty,  dyspersje  na  mokro  i  na  sucho• zakres  wielkości  cząstek  -­‐ 0,01  µm  – 3000  µm  (zazwyczaj  do  2000  µm)

www.retsch-­‐technology.com/rt/applications/technical-­‐basics/static-­‐laser-­‐light-­‐scattering/

angles  (<35°)  

OPIS  TECHNIKI  FPX

Page 12: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

12

Dyfrakcja  światła  laserowego(Dynamic Laser  Light Scaterring =  Photon Correlation Spectroscopy (PCS)  

• pomiar  wielkości  cząstek  opiera  się  na  zjawisku  ruchów  Browna  i  dynamicznym  rozpraszaniu  światła

• zakres  pomiaru  – 1nm  – 6  µm

• wykorzystanie:  zawiesiny,  emulsje

23

T  -­‐ temperaturaη  -­‐ lepkość  ośrodkaD  -­‐ szybkość  dyfuzjiDp -­‐ średnica  dynamicznak  -­‐ stała  Boltzmanna

www.retsch-­‐technology.com/rt/applications/technical-­‐basics/static-­‐laser-­‐light-­‐scattering/

POMIAR  WIELKOŚCI  CZĄSTEK

Inne  metody  pomiaru  wielkości  cząstek• Metoda  z  elektrodetekcją

• licznik  Coultera

• Analiza  sedymentacyjna

• Pipeta  Andreasena  (0,05  – 60  μm)• Waga  sedymentacyjna  (1  – 150  mm)

• Metody  mikroskopowe

• Mikroskopia  optyczna  (>1μm)• Skaningowa  mikroskopia  elektronowa  (1nm  ÷ 5μm)• Transmisyjna  mikroskopia  elektronowa  (1  nm do  250  nm)

24

Page 13: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

13

25

• Charakterystyka  • wielkości  cząstek

• kształtu  cząstek• iglasty,  kolumnowy,  płatkowy,  płytkowy,  listwowy  izometryczny

• ogólne  informacje  o  stanie  skupienia• płytkowy  (lamellar)• agregat  (aggregate)• aglomerat• konglomerat• krystalit  kulisty• o  kształcie  druzy  (szczotki  kryształów)

• charakterystyka  powierzchni• popękana,  częściowo  popękana,  bruzda  lub  szczelina

FP  X

Analiza  mikroskopowa

26

• kształt,  wielkość  i  liczba  cząstek  w  próbce

•możliwość  analizy:  proszki  w  stanie  suchym,  emulsje  i  zawiesiny,  

• zakres  wielkości  cząstek  0,5  -­‐ 1000  µm  (do  3000  µm).

Wysokoczuły  analizator  wielkości  

i  kształtu  cząstek

PROSZKI

Page 14: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

14

27

PROSZKI

Badania  farmakopealne

§ Jednolitość  jednostek  preparatów  dawkowanych

§ Jednolitość  zawartości

§ Jednolitość  masy

§ Jednolitość  masy  pobieranych  dawek  z  pojemników  wielodawkowych

POWIERZCHNIA  WŁAŚCIWAPOROWATOŚĆ

28

PROSZKI

SPECYFIKACJA

§ Wygląd§ Zawartość  substancji  czynnej  i  pokrewnych§ Jednolitość  zawartości  lub  masy  w  proszkach  

jednodawkowych§ Masa  proszku  w  opakowaniu§ Czystość  mikrobiologiczna

Page 15: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

15

29

GRANULATY(Granulata,  Granules)

Preparaty  złożone  ze  stałych,  suchych  agregatów  cząstek  proszków wystarczająco  odporne  (pakowanie  i  transport).Zawierają  jedną  lub  kilka  substancji  czynnych  bez  lub  z  dodatkiem  substancji  pomocniczychJedno  lub  wielodawkowe

Postać  leku

Postać  do  otrzymania  zawiesin,  roztworów,  tabletek

FP  X

30

DLACZEGO  GRANULACJA?

• Eliminacja  niedogodności  przy  przyjmowaniu  proszków,

• Polepszenie  zdolności  płynięcia  mieszanin  substancji  sproszkowanych

• Polepszenie  zdolności  do  kompaktowania

• Uzyskanie  lepszej  odporności  na  wilgoć  • Łatwiejsze  zwilżanie• Zmniejszenie  narażenia  na  drażniące  i  toksyczne  działanie  pyłów

Page 16: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

16

31

GRANULATY

n Musującen Powlekanen Dojelitowen O  zmodyfikowanym  uwalnianiu

FP  X

• O niemodyfikowanym  uwalnianiu,  niepowlekane• O  niemodyfikowanym  uwalnianiu  powlekane

32

Powlekane

Zwykle  wielodawkowe,  powlekane  jedną  lub  większą  liczbą  warstw  mieszaniny  substancji  pomocniczych  

GRANULATY

Badania  uwalniania

Page 17: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

17

33

GRANULATY

Musujące

Niepowlekane  granulaty  zawierające  zazwyczaj  substancje  o  charakterze  kwasów      i  wodorowęglany,  które  w  obecności  wody  szybko  reagują  uwalniając  dwutlenek  węgla.  

Czas  rozpadu

34

Granulaty  musujące

Page 18: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

18

35

GRANULACJA

Przeprowadzenie  sproszkowanej  lub  płynnej  substancji  leczniczej  oraz  substancji  pomocniczych  w  postać  jednolitych  ziaren-­‐agregatów

36

GRANULATY

Różna  wielkość  ziaren  i  skład  substancji  pomocniczych  w  zależności  od  przeznaczenia

• Postać  leku  – 1.6  – 3.2  mm• Do  tabletkowania  – 0.5  – 1.6  mm• Peletki  -­‐ 0.2-­‐2.8  mm (najczęściej  0,5  -­‐1,0  mm)

Page 19: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

19

37

GRANULATY

38

GRANULATY

Idealny  granulat• Zawiera  wszystkie  składniki  mieszaniny  w  odpowiednich  proporcjach  w  każdym  z  ziaren• Brak  rozdzielania  się składników• Homogenny  i  jednorodny

Page 20: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

20

39

METODY  GRANULACJI

GRANULACJA NA  MOKRO

GRANULACJA NA  SUCHO

ZESTALANIE  ROZPYŁOWE

WYTŁACZANIE  NA  GORĄCO

40

• GRANULATORY• oscylacyjne• wolnoobrotowe  planetarne• szybkoobrotowe

GRANULACJA  NA  MOKRO

• GRANULACJA• FLUIDALNA• SUSZENIE  ROZPYŁOWE• EKSTRUZJA  NA  MOKRO

Page 21: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

21

41

Substancje  pomocniczezwilżające  i  roztwory lepiszcza

GRAN

ULA

CJA  NA  MOKR

OOdważanie  surowców  

wejściowych

Mieszanie  proszków

Formowanie  granulek

Suszenie  granulatu

Ujednolicenie  ziaren  granulatu  (kalibracja)  

42

zgodność  z  API  i  substancjami  pomocniczymi

odporność  mechaniczna  uzyskanego  granulatu

odporność  API  na  hydrolizę

możliwość  jak  najszybszego  wysuszenia  granulatu

względy  bezpieczeństwa

Kryteria  doboru  lepiszcza  i  metody  granulacji

Page 22: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

22

43

Granulator  wysokoobrotowy  (szybkoobrotowy)High-­‐shear

http://www.freund-­‐vector.com/technology/granmeth.asp

GRANULACJA  NA  MOKRO

Czynniki  operacyjne  decydujące  o  jakości  granulatu• Prędkość  obrotowa• Temperatura  złoża• Sposób  i  szybkość  dozowania  roztworu• Czas  granulowania

44

1  -­‐ 9  kg

50  -­‐ 550  kg

10  -­‐ 50  kg

High  Shear  Mixer  and  Granulator

Szybkoobrotowy  mieszalnik  i  granulator

GRANULATOR  SZYBKOOBROTOWY

Page 23: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

23

45

http://www.glatt.com/

Złoże  fluidalneFluid-­‐bed

• sproszkowana  substancja  lecznicza    z  ewentualnym  dodatkiem  substancji  pomocniczych  zwilżona  roztworem  lepiszcza

• rozpylanie  roztworu  za  pomocą  dyszy  ciśnieniowej  lub  powietrznej

• temperatura  strumienia  powietrza  kontrolowana  

• unoszone  i  zwilżane  cząstki  proszku  – zlepiane  podczas  zderzeń  w  aglomeraty  i  suszone

• Mieszanie• Aglomeracja• Suszenie  

GRANULACJA  NA  MOKRO

46

50  -­‐ 750  ml

500  -­‐ 2300  ml  

http://www.glatt.com/

Złoże  fluidalneFluid-­‐bed

5  -­‐ 1500  kg

GRANULACJA  NA  MOKRO

Page 24: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

24

47

Substancje  pomocniczeBrak  rozpuszczalników

EKSTRU

ZJA  NA  GO

RĄCO

Mieszanie  i  topienie  API  i  substancji  pomocniczych  

Mieszanie  i  homogenizacja

Wtłaczanie  do  matrycy

Chłodzenie

Ewentualne  rozdrobnienie

Farmacja  stosowana  2017

48

EKSTRUZJA  NA  GORĄCO

GRANULACJA  NA  MOKRO

Page 25: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

25

49

Substancje  pomocniczewiążące  i  antyadhezyjne

GRAN

ULAC

JA  NA  SU

CHO

Odważanie  surowców  wejściowych

Mieszanie  i  przesiewanie  proszków

Formowanie  brykietów

(tabletkarka  lub  kompaktor)

Mielenie

Ujednolicenie  ziaren  granulatu  (kalibracja)  

• zwiększa  ciężar  nasypowy,  • ulepsza  przepływ  produktu,  • ułatwia  dozowanie  produktu  do  

dalszych  procesów  • likwiduje  pylenie  przy  produktach  

sypkich.

50

GRANULACJA  NA  SUCHO

http://www.welchdry.com/smallscale.html

5  kg  to  500  kg.

Kompakcja  walcowa•materiały  czułe  na  wilgość•materiały  czułe  na  temperaturę    

Page 26: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

26

51

Kompakcja  walcowa    Roller  compaction

http://www.freund-­‐vector.com/technology/granmeth.asp

GRANULACJA  NA  SUCHO

52

Substancje  wiążące  (lepiszcza  i  zwilżające).  

• roztwory  cukrów:  sacharozy,  laktozy• pochodne  celulozy:  metyloceluloza,  hydroksyeltyloceluloza  i  inne

• lipidy  i  woski

• lepiszcza  hydrofilowe  (1-­‐10%  roztwory  wodne,  etanolowe,  wodno-­‐etanolowe  polimerów  rozpuszczalnych  lub  pęczniejących  w  wodzie_• lepiszcza  hydrofobowe  (wodne  dyspersje,  roztwory  etanolowe  lub  wodno-­‐etanolowe)• skrobia i  jej  pochodne  (sodu  glikolan skrobi)• pochodne  celulozy:  celuloza  mikrokrystaliczna,  CMC,  MC• pektyny  i    alginian  sodu

• łączenie  proszków  w  większe  agregaty

• trwałe  wiązanie  proszków  podczas  ich  prasowania  

SUBSTANCJE  POMOCNICZE

Page 27: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

27

53

Substancje  rozsadzające (do  ok.  10%)

• skrobia i  jej  pochodne  (sodu  glikolan skrobi)• pochodne  celulozy:  celuloza  mikrokrystaliczna,  CMC,  MC• pektyny  i    alginian  sodu

Substancje  zapobiegające  zbyt  szybkiemu  rozpadowi

• sacharoza• polimery  (karmeloza sodu,  karboksymetylodekstran)

•przyspieszenie  procesu  rozpadu  granulatów  i  tabletek

• zwiększenie  objętości  wskutek  pęcznienia  w  środowisku  wodnym  

spowolnienie  rozpadu  poprzez  utrudnienie  dyfuzji  wody

SUBSTANCJE  POMOCNICZE

54

Substancje  hydrofilizujące  :

• alkohol  cetylowy•monostearynian  glicerylu• polisorbaty  20  i  80• laurylosiarczan  sodu

Substancje  utrzymujące  wilgoć  (2-­‐8%)  

• glicerol• glikol  propylenowy• sorbitol• skrobia•mleczan  sodu

SUBSTANCJE  POMOCNICZE

Substancje  wypełniające,  adsorbenty  • cukry  proste:  sacharoza,  glukoza,  laktoza• celuloza  mikrokrystaliczna• skrobia• alkohole  cukrowe• bentonit•krzemionka  koloidalna

• uzupełnienie  masy  granulatu

• zapobieganie  zawilgoceniu  substancji  higroskopijnych

zabezpieczenie  granulatu  przed  wysychaniem  (  granulaty  o  charakterze  hydrofobowym)

•zwiększenie  zwilżalności    hydrofobowych  substancji  leczniczych,  które  mogą  zmniejszać  działanie  lepiszczy

Page 28: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

28

ProcesGranulacja    na  mokro Granulacja    na  sucho

Ekstruzja  topliwaSzybko  

obrotowaZłoże  

fluidalneMokra  ekstruzja Brykietowanie Kompaktor  

walcowy

Przesiewanie/mielenie x x x x x x

Mieszanie x x x x x x

Zestalanie x x

Zwilżanie x x x

Topienie x

Ekstruzja x x

Sferonizacja x x

Mielenie/kalibracja x x x x x

Suszenie x x x

Mielenie/  kalibracja x x x

Mieszanie  końcowe x x x x x x

7 6 9 5 5 7

Integrated Pharmaceutics,  2013

56

SEM  of  tableting  mixtures:  (A)  FBG -­‐granulacja  fluidalna,  (B)  HSG -­‐ granulator wysokobrotowy,  (C)  DGS -­‐ brykietowanie,  (D)  DGRC -­‐ młyn  walcowy,  and  (E)  DC = kompresja  bezpośrednia(powiększenie  200×).

International  Journal  of  Pharmaceutics  414  (2011)  131– 139

Page 29: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

29

57

PELETYZACJA

powlekanie    obojętnych  rdzeni  (placebo)

granulacja  szybkoobrotowa

ekstruzja  i  sferonizacja

Peletki  -­‐ 0.2-­‐2.8  mm (0,5  -­‐1,0  mm)

58

PELETYZACJA  

§ powlekanie    obojętnych  rdzeni§ rdzenie  

§ celuloza  mikrokrystaliczna,  laktoza,  sacharoza,  skrobia,  

§ powlekanie  rdzeni    

§ powlekania  proszkami

§ powlekanie  cieczami  -­‐ roztwór  lub  zawiesina  API§ nanoszenie  kolejnych  warstw  API  i  s.  pomocniczych  w  formie  proszku  z  dodatkiem  wodnego  roztworu  lepiszcza  (PVP,  HPC)

Page 30: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

30

59

PELETYZACJA  

§ granulacja  szybkoobrotowa

§ stapianie  – granulator  szybkoobrotowy

§ zmieszanie  substancji  leczniczej  z  pomocniczą    

-­‐ np.  z  fosforanem  wapnia  

§ dodatek  substancji  lipidowych

§ np.  monostearynian glicerolu  i  wosk

§ uformowanie  granulatu

§ zawartość  s.  leczniczej  – 10  – 80%  granulatu

60

Substancje  pomocniczeWypełniające  (celuloza  mikrokrystaliczna,  laktoza)

Lepiszcze  (roztwory  wodne  powidonu lub  hypromelozy)

Ekstruzja

 i  sferon

izacja

Odważanie  surowców  wejściowych

Mieszanie  i  zwilżanie    proszków

Ekstruzja

Sferonizacja

Suszenie  

Ujednolicenie  wielkości  peletek  (kalibracja)

Page 31: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

31

61

PELETYZACJA  -­‐ ekstruzjai  sferonizacja

62

PELETYZACJA  ekstruzja    i  sferonizacja

Page 32: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

32

63

PELETYZACJA  ekstruzja    i  sferonizacja

64

Page 33: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

33

65

• suszarki    komorowe  • suszarki  obrotowe• suszarki  tunelowe• suszarki  mikrofalowe• suszarki  fluidyzacyjne

SUSZENIE  GRANULATÓW

66

• suszarki  z  wymuszonym  obiegiem  powietrza• suszenie  fluidyzacyjne

SUSZENIE

Page 34: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

34

67

SUSZENIE  FLUIDYZACYJNEProces  polegający  na  zawieszeniu  cząstek  ciała    stałego  w  płynącym  do  góry  strumieniu  gazu

GRANULATY

http://kmb-­‐steelproduct.eu/suszarki_fluidyzacyjne.html

Parametr krytyczny:• prędkość  przepływu  gazu

68

ocena  organoleptyczna

wielkość  cząstek

ocena  tożsamości  i  zawartości  API  oraz  zanieczyszczeń  chemicznych

ocena  jednolitości  dawek  i  badanie  jednolitości  

ocena  czasu  rozpadu  (granulaty  musujące)

ocena  uwalniania

ocena  pozostałości  rozpuszczalników

ocena  czystości  mikrobiologicznej

Specyfikacja  granulatu  

Page 35: TPL II W5 proszki i granulaty 27 10 2017 studencifarmstos.ump.edu.pl/lek/wp-content/uploads/2014/11/TPL... · 2017-10-26 · Analiza&sitowa • Prowadzenie&w ... Analiza&mikroskopowa

TPL2;  Wykład  5  2017/18 27-­‐10-­‐2017

35

69

stopień  ziarnistości

zsypywalność

wytrzymałość  mechaniczna  na  ścieranie

zawartość  wilgoci

gęstość  nasypowa

porowatość

zwilżalność

temperatura  topnienia

Krytyczne  parametry  granulatów