A granulálás-formáció mechanizmusa és módszerei

A granulálás-formáció mechanizmusa és módszerei

a granulálás a gyógyszeriparban alkalmazott eljárás, amelynek során a porformákat úgy állítják elő, hogy nagyobb, többrészecskés entitásokat vagy granulátumokat képezzenek. Az elsődleges részecskék közötti kötések tömörítéssel vagy kötőanyag alkalmazásával jönnek létre. A granulálást több okból is elvégzik.

• segít megelőzni az elsődleges összetevők elválasztását vagy elkülönítését a porkeverékben, valamint javítja a keverék tulajdonságainak áramlását. A szegregáció a keverék különböző komponenseinek méretének vagy sűrűségének különbségeiből adódik. Ideális granulált szilárd anyagban a keverék összes alkotóeleme megfelelő arányban van az egyes granulátumokban.
• megváltoztatja a részecskék méretét, ami javítja a porkeverék tömörítését és sűrűségét. Sok por kis méretű és szabálytalan alakú részecskékkel rendelkezik. Összetartóak és nem áramlanak jól. A granulálás nagyobb, homogénebb részecskékhez vezet, jobb áramlási jellemzőkkel, javítva a tablettakészítési folyamatot.
• a tömörített granulátumok kevesebb térfogat/egység súlyt foglalnak el a porhoz képest, és könnyebben tárolhatók és szállíthatók.
• a granulálási folyamat módosíthatja vagy javíthatja a gyógyszer felszabadulási profilját.

a granulálás további előnyei közé tartozik (a) A hidrgroszkópos anyagok csomósodásának kockázata csökken, mivel a granulátumok még képesek felszívni a nedvességet, de megtartják áramlási képességüket a nagy szemcseméret miatt, és (b) a mérgező anyagok kezelése kevésbé veszélyes, mint a finom por esetében. Ideális esetben a granulált anyagnak nagy mechanikai szilárdságot kell mutatnia, és nem morzsolódhat.

granulálási mechanizmusok

a granulátumokat porrészecskék kötésével alakítják ki. Elégségesség erős kötések sok között képződnek részecskék úgy, hogy azok tapadnak, és nem törik. Öt elismert kötés van a részecskék között:

• tapadó és kohéziós erők a mozdulatlan folyadékban a részecskék között
• határfelületi erők mozgó folyadékfilmekben granulátumban
• szilárd híd kialakulása az oldószer későbbi bepárlása után – a száraz granulálás fő mechanizmusa
• vonzó erők a szilárd részecskék között – folyadék jelenléte nem szükséges
• részecskék mechanikus összekapcsolása gyakran rostos vagy lapos rétegek között részecskék

két széles módszert alkalmaznak a gyógyszerkészítmények granulálására: száraz granulálás és nedves granulálás.

száraz granulálás

a száraz granulálást folyékony oldat használata nélkül granulátumok előállítására használják, mivel a granulálandó anyagok érzékenyek lehetnek a nedvességre és a hőre. A granulátum nedvesség nélküli kialakítása a porok tömörítését és tömörítését igényli. Ebben az eljárásban az elsődleges porrészecskéket nagy nyomás alatt összesítik. A száraz granulálásnak kevesebb folyamatszakasza van, mint a nedves granulálásnak.

a por száraz granuláláshoz történő tömörítése vagy nagy teherbírású tablettázó prés segítségével történhet, vagy a port két ellenforgó henger közé szorítják, az úgynevezett Chilson-tömörítőben, hogy folytonos lapot vagy szalagot állítsanak elő anyagokból.

a görgős tömörítő esetében a különböző összetevőket először lemérjük, majd a kívánt arányban összekeverjük. A kapott elegyet a tömörítési területre és a tömörítő görgőkre szállítják, általában csavaros adagolóval vagy csigával. Ezután először görgős tömörítéssel (lecsúszással) összenyomják. Ez tömörített anyaglapokat eredményez, amelyeket ezután pontosan az elfogadott sűrűségű granulátumokká őrölnek, mielőtt megkennék és a kívánt végső formába préselnék. A görgős tömörített részecskék általában sűrűek, éles szélű profilokkal. Ha száraz granuláláshoz tablettaprést alkalmazunk, előfordulhat, hogy a porok nem rendelkeznek elegendő természetes áramlással ahhoz, hogy a terméket egyenletesen betáplálják a szerszámüregbe, ami változó mértékű tömörítést eredményez.

a száraz granulálásban kétféle ellenállhatatlan vonzó fizikai erő van a részecskék között, amelyek összekapcsolják őket

• elektrosztatikus erők – általában gyengék, de kohéziót okozhatnak, ha az anyagot kezdetben összekeverik.
• Vand der Waals erők-ezek erősebbek, mint az elektrosztatikus erők, és növekednek, amikor a részecskék közötti távolság csökken a porok összenyomása során.

száraz granulálás során az alkalmazott nyomás növeli a részecskék adszorpciós rétegei közötti érintkezési felületet és csökkenti a részecskék közötti távolságokat, ezáltal hozzájárulva az anyag végső szilárdságához. A száraz granulálás során alkalmazott nyomás alacsony olvadáspontú anyagokat is megolvaszthat, ahol a részecskék érintkeznek, és nagy nyomás alakul ki. Amikor ez megtörténik, a részecskék összekapcsolódnak, és a nyomás enyhülésekor kristályosodhat.

nedves granulálás

nedves granulálás során a granulátumokat granuláló folyadék (általában vizes oldat) hozzáadásával képezzük egy porágyra, amely járókerék (nagy nyíró granulátorban), csavarok (ikercsavaros granulátorban) vagy levegő (fluidágyas granulátorban) hatása alatt áll. A részecskék keverése a hozzáadott folyadékkal együtt kötést eredményez az elsődleges porrészecskék között, hogy nedves szemcséket állítsanak elő. A folyadéknak illékonynak kell lennie, hogy szárítással eltávolítható legyen, és általában vizet, etanolt vagy izopropanolt használnak önmagában vagy kombinációban. A vizes folyadékok biztonságosabbak, mint a szerves oldószerek. Bár a víz kezdetben megkötheti a részecskéket, amikor elpárolog, a por széteshet, így kötőanyagot adunk hozzá, amely egyfajta ragasztó. Jellemzően povidont (polivinil-pirollidont (PVP) használnak.

amint a víz vagy az oldószer elpárolog a keverékből, a kötőanyag a porrészecskéket granulátumokban egymáshoz zárja, amelyeket ezután a kívánt méretre őrölhetünk.

a folyamat nagyon egyszerű vagy nagyon összetett lehet a porok jellemzőitől, a tablettakészítés végső céljától és a rendelkezésre álló felszereléstől függően. A hagyományos nedves granulálási módszernél a nedves masszát egy szitán keresztül kényszerítik nedves granulátum előállítására, amelyet ezt követően megszárítanak.

a nedves granulálás mechanizmusa akkor kezdődik, amikor folyadékot adnak a porhoz, ami vékony és mozdulatlan folyadékfóliát képez a részecskék között. Ez a részecskék közötti távolság tényleges csökkenését és a részecskék közötti érintkezési terület növekedését okozza. A részecskék közötti távolság lerövidítése növeli a Van der Waals vonzóerőit. A nedves granulálás során általában több folyadékot adnak hozzá, hogy mobil folyékony filmet képezzenek. Ennek eredményeként három olyan állapot van, amely leírhatja a folyadék eloszlását a részecskék között:

• Penduláris állapot-általában alacsony nedvességtartalom mellett, ez az, amikor a részecskéket lencse alakú folyadékgyűrűk tartják össze, de főleg a részecskék közötti levegő.
• Siklóállapot – ez egy közbenső állapot, ahol a levegő elkezd elmozdulni a részecskék között
• kapilláris állapot – ez az, amikor az összes levegő elmozdult a részecskék között.

kapilláris állapotban a folyadék behatol a részecskék pórusaiba, és szilárd hidat képez a részecskék között, ami a legerősebb tapadási formát adja, amikor a folyadék elpárolog.

a granulátumok nedves granulálás során történő Magképződése azzal kezdődik, hogy számos részecske penduláris állapotban egyesül. A keverék keverésével a részecskék átveszik a kapilláris állapotot, és ezen a ponton a részecskék a granulátum további növekedésének magjaként működnek. A keverék keverésekor további szemcsés növekedés következik be, amely nagyszámú, meglehetősen széles méreteloszlású kis granulátumot képez. Ez az ideális összetétel. Két vagy több granulátum összeolvadhat, hogy nagyobb granulátumokat képezzen, vagy olyan fragmensekre törhetnek, amelyek más granulátumokhoz tapadhatnak. A porrészecskék mechanikus összekapcsolódása is lehet. Ha a keverést túl messzire folytatják, a szemcsék összeállnak, hogy használhatatlan, túlzsúfolt anyaggömböket képezzenek. A hozzáadott folyadék mennyisége és a kiindulási anyagok jellege befolyásolja a szükséges keverési időt, valamint a keverő típusát. A nagy nyíró keverők gyakran kevesebb folyadékot igényelnek, mint az alacsony nyíró keverők, és a nagy járókerék forgási sebessége a keverék helyi felmelegedését és az oldószer elpárolgását okozhatja.