制药和保健品生产中以高效的方式生产质量一致的片剂和胶囊剂可能具有挑战性,问题往往发生在生产过程的以下阶段:
物料通过料斗的流动性:
由于静电会影响流动性,粉末可能会粘在金属壁上;料斗内可能会形成结块,导致流动性差和搭桥
高速压片或胶囊填充:
粉末内聚性导致API或辅料分离;片剂含量不均匀;片重差异
压片:
粉末可压性能差引起片剂硬度变化,可能导致片剂顶裂、分层、裂片和破损
CAB-O-SIL®胶态二氧化硅助流剂
美国卡博特(CABOT)生产的胶态二氧化硅CAB-O-SIL®M-5P(F20180001601-A),是一种高纯度的无定型合成二氧化硅。由氯硅烷在氢氧焰中高温水解缩合而得到的一种超细粉体材料,具有优异的触变性、防沉降、增稠、抗结块、助流以及吸附性能,可解决或改善上述生产中的问题。

压片机料斗中,粉末桥的形成会导致粉末流中的“搭桥”现象。如图所示,料斗内粉末搭桥(左图)、料斗内粉末流动均匀(右图)。
流动性测量
表1.粉末流动性与休止角的关系

休止角为粉末流动性提供了相关性。休止角与粉末流动的关系如表1所示,休止角越小,流动性越好。
流动性影响

图1.不同浓度的M-5P对APAP、布洛芬和阿司匹林流动性的影响
图1显示了APAP、布洛芬和阿司匹林片剂在使用不同浓度的M-5P进行测试时的流动性。结果表明,随着M-5P浓度的增加,粉末混合物的流动性得到改善,从“粘性”到“尚可流动”再到“自由流动”。

图2.M-5P对APAP混合物流动性的影响
图2说明了M-5P的浓度如何影响APAP混合物的流动性。结果表明,M-5P改善了APAP混合物的流动性,使其从粘性粉末变为流动性可接受的粉末。

CAB-O-SIL®胶态二氧化硅模具填充助剂
片重均匀性和活性成分含量的均匀性取决于粉末混合物以可反复填充到模具的能力。在配方中添加M-5P,可以改善物料的流动性,并在模具填充和压片的早期阶段帮助颗粒在模具内重排。
片重和混合时间

图4.M-5P在不同浓度和混合时间下对片重的影响
在压片过程中能平滑顺畅地流入模具的原辅料配方可制备均一的片重和药物含量。图4表明APAP片重会受到M-5P浓度以及混合时间的影响。
片重和生产速度

图5.M-5P和压片速度对片重的影响
添加M-5P可使片剂生产商以更高的压片速度生产高质量片剂,从而提高生产效率。
图5显示在高速生产时,不含M-5P的布洛芬片重减少了11%,表明是粉末流动和模具填充存在问题。相比之下,含有0.25%M-5P的布洛芬片剂在更高的压片速度下保持更一致的片重。

图6.M-5P对布洛芬片重变化的影响
图6表明在高生产速度下,添加0.25%M-5P的布洛芬混合物与不含助流剂的相同粉末混合物相比,可将片重变化降低30%至40%。
API含量均匀性

图7.M-5P对API变异系数的影响
添加M-5P减少了活性成分和非活性成分的分离,促进了含量均匀性。
图7可以看出,APAP配方中加入M-5P会降低活性药物(API)含量的变异系数。混合15分钟后,含有0.5%M-5P的APAP片的药物含量变化很小。不含M-5P的片剂混合15分钟后的变异系数为6%,比含有M-5P片剂的变异系数高12倍。
CAB-O-SIL®胶态二氧化硅片剂压片助剂
片剂硬度
在布洛芬片中添加M-5P,在不同压片力下测试其对片剂硬度的影响

图8.M-5P在不同压片力下对片剂硬度的影响
图8显示与不含助流剂片剂相比,在0.25mt的压片力下仅添加0.25%M-5P,片剂硬度提高81%;当压片力达到0.5mt时,添加0.25%M-5P可使片剂硬度提高104%,与不含助流剂的片剂相比,添加M-5P可以使片剂硬度翻倍;在1.5mt的压片力下,片剂硬度最高。
添加M-5P是有必要的,因为加入M-5P后较小的压力即可压出足够硬度的片子,而随着压片力的减少,对冲头和模孔的磨损也减少了。
总 结
胶态二氧化硅CAB-O-SIL®M-5P(医药级)是一种纯度极高的辅料,在制药和营养保健行业中用作多功能辅料,可解决固体制剂生产中遇到的问题:
改进压片操作:
M-5P的助流和防静电性能有助于改善粉末流动性,并减少在高速生产片剂和胶囊剂中的摩擦和静电荷,并可以防止搭桥;以更低的脱模力和更高的压片速度生产高质量片剂。
片重和含量更均一:
片重和API含量的均匀性是由于在压片过程中粉末能平滑顺畅地流入模具,胶态二氧化硅M-5P可使片重和尺寸更均一,片重和厚度变化更小。
更高的片剂硬度和密度:
胶态二氧化硅M-5P可以在压片的早期阶段帮助颗粒在模具内重排,并可提高粉末颗粒之间的黏合强度,形成坚固的制剂,有助于更有效地压实片剂/填充胶囊;减少了片剂在搬运、包衣、包装和运输过程中的碎裂和破损。
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