Теоретичні основи таблетування Таблетування засноване на використанні властивостей порошкоподібних
Таблетування засноване на використанні властивостей порошкоподібних лікарських речовин ущільнюватись та зміцнюватися під тиском. При цьому слабоструктурний матеріал перетворюється на зв'язнодисперсну систему з певною пористістю.
Прессуемость порошку - це здатність його частинок до когезії та адгезії під тиском, тобто. здатність частинок речовини під впливом сил різної природи та механічних зачеплень до взаємного тяжіння та зчеплення з утворенням міцної компактної таблетки. Під тиском частки порошку зчіплюються між собою і слабоструктурна дисперсна система перетворюється на однорідне тверде тіло.
Багато дослідників вважають, що механічний зв'язок у таблетці обумовлений площею поверхонь, що контактують, а також взаємним переплетенням і зачепленням поверхневих виступів і нерівностей частинок порошку під тиском. В результаті прикладеного тиску частинки зсуваються, ковзають по відношенню один до одного і вступають у тісніший контакт; симетричні ковзають легше, ніж шорсткі і анізодіаметричні, але останні створюють більшу кількість зачеплень і тому надають пресованій таблетці велику міцність. Наслідком ущільнення порошку під тиском є збільшення контакту між частинками, спричиненого деформацією частинок. Необоротні деформації можуть бути пластичними або крихкими. При пластичній деформації змінюється форма частинок, але з порушується їх структурна цілісність. При крихких деформаціях зламуються виступи поверхні частинок чи самі частинки дробляться більш дрібні. У цьому випадку, чим міцніша та еластичніша частка, тим більша ймовірність, що навіть при високих тисках вона збереже свою цілісність.
Міцність зв'язків частинок у структурі таблеток зм'яких елементів значно нижчі за міцність зв'язків частинок у структурі таблеток
з твердих елементів, оскільки у першій після деформації частинок яскравіше виявляються тиксотропні явища, тобто. тиксотропне відновлення зруйнованих зв'язків під тиском інтенсивного броунівського руху, а в другому - міцність зчеплення визначається зачепленнями і переплетеннями при пластичній деформації твердих частинок, що зумовлюють жорсткий каркас таблетки з меншим кінетичним рівнянням тиксотропного відновлення зв'язків.
До механічної теорії структуроутворення таблеток примикає теорія "зчеплення". Відповідно до цієї теорії деякі речовини мають низьку температуру плавлення. В результаті розігріву прес-інструменту в процесі пресування та тертя частинок між собою ці речовини частково підплавляються. Підплавлення сприяє злипанню частинок між собою.
Відповідно до теорії П.А, Ребіндера сили міжповерхневої взаємодії багато в чому визначаються характером твердих та наявністю рідких фаз. Міцність структурованих систем залежить від кількості води та її розташування. У гідрофільних речовинах адсорбційна вода з товщиною плівки до 3 нм внаслідок наявності на поверхні частинок ненасиченого молекулярного силового поля є щільною та міцно пов'язаною водою. Вона може вільно переміщатися і забезпечує адгезії між частинками, а й перешкоджає силам зчеплення. При збільшенні вологості утворюється товстіший, але менш міцний шар води, тому що через нього діють ван-дер-ваальсові сили молекулярного тяжіння, по-різному ослаблені відстанню.
Прошарок води в місцях контакту відіграють також роль поверхнево-активного мастила і визначають рухливість частинок структури, а в цілому її пластичність під тиском. Чимтонший шар рідини, що обволікає тверді частинки, тим більше проявляється дія молекулярних сил зчеплення. У такому разі виявляється, що в структурі пористої таблеток капілярна система заповнена водою. Так як в таблетках їх діаметр становить 10'6-1(Г7 см, після зняття тиску стислі капіляри прагнуть розширитися і за законом капілярного всмоктування поглинати вичавлену воду. Оскільки всмоктувальна сила в капілярних системах з радіусом 1(Г6 см дорівнює приблизно 14, /м2 (150 кг/см2), при малій довжині капілярів у них створюється тиск, що призводить до стиснення стінок капілярів, а отже, до збільшення сил адгезії.
Капілярно-колоїдна теорія передбачає також наявність молекулярних сил зчеплення, які мають електричну природу і складаються із спільної електростатичної взаємодії різноманітних зарядів та квантово-механічного ефекту тяжіння.
Енергія адгезії як одна з форм міжмолекулярної взаємодії особливо проявляється за наявності полярних сполук. Так як на поверхні частинок порошкоподібних лікарських речовин є активні кисневмісні групи, вільні радикали та інші функціональні групи, вони мають певну силу взаємодії. Тому в процесі формування таблеток зчеплення частинок під дією ван-дер-ваальсових сил і адгезія будуть максимальними в тому випадку, якщо молекули поверхонь, що стикаються, зможуть вступити в максимальну кількість контактів.
Сучасна молекулярна фізика поділяє молекулярні сили на дисперсійні, індуктивні та електростатичні. Перед дисперсійних сил припадає близько 100% загальної величини когезійних сил, але є неполярними силами і залежить від наявності чи відсутності електричного заряду. Індукційні сили розглядаються якполярні сили, і якщо полярність речовини невелика, їх можна знехтувати. Електростатичні сили характеризуються активністю позитивних та негативних зарядів на поверхні молекул речовини. Вони особливо активізуються при обробці поверхні матеріалами, що проводять електрику (вода, поверхнево-активні речовини), і в результаті утворюється подвійний електричний шар іонів протилежного значення. Для неполярних речовин електричний механізм адгезії виключається.
Зчеплення різних речовин з металом (з прес-інструментом) з погляду електростатичних сил обумовлено тим, що з наближенням електричного заряду до поверхні металу він поляризується і електричне поле, що утворюється, призводить до сильного зчеплення. Звідси випливає, що полярні речовини дають особливо міцне зчеплення із металевими поверхнями.
Мал. 22.3. Технологічна схема виробництва твердих лікарських форм: 1 - Змішування; 2 - обробка суміші; 3 — дозування у мультидозову форму; 4 - дозування в однодозову форму; 5 - обробка однодозових форм; 6 - фасування та упаковка
ляют зробити висновок, що діелектричні характеристики поряд із деформаційними також необхідні при розгляді механізму зв'язку частинок у таблетках.
При вивченні електричних властивостей порошкоподібних лікарських речовин виявилося, що в процесі пресування одночасно з орієнтацією частинок, тертям поверхонь, стисненням у якомусь напрямку дроїться їх поляризація та виникнення поверхневих зарядів. При дотику частинок між собою або зі стінкою матриці електричні заряди, що знаходяться на поверхні, притягують рівні за величиною і заряди зворотні по знаку. На кордоні виникає контактна різниця потенціалів, величина якої залежить віделектропровідності поверхонь контактуючих частинок та густини зарядів. Збільшення контактної різниці потенціалів незмінно тягне за собою і збільшення сил когезії. Когезійна здатність гідрофільних речовин значно більша, оскільки вони мають більшу поверхневу електропровідність, гідрофобних — менше.
У загальному вигляді виробництво твердих лікарських форм може бути представлене у вигляді схеми (рис. 22.3), з якої випливає, що основними операціями, що забезпечують однорідність та точність у приготуванні твердих лікарських форм, є змішування та дозування. Принципи, закладені в основу представлених операцій, зумовлюють вимоги до фізико-хімічних та технологічних властивостей лікарських та допоміжних речовин, необхідність їх переробки для певної лікарської форми або необхідність оптимізації деяких фізико-хімічних властивостей ліки.
Дозування жорстких лікарських форм здійснюється об'ємним методом.
Кожен із компонентів суміші характеризується певним обсягом, що складається з суми обсягів, які займає кожна з частинок, конгломератів, і вільного обсягу — пористості. Таблетки найчастіше являють собою однодозову лікарську форму: це дозована лікарська форма, одержувана пресуванням лікарських або суміші лікарських та допоміжних речовин, призначена для внутрішнього, зовнішнього, сублінгвального, імплантаційного або парентерального застосування.
Різновидом однодозових упаковок є тверді капсули, якщо вони не готуються спеціально для транспортування певних відділів кишечника.
Вибір оптимальної технологічної схеми виробництва таблеток залежить від фізико-хімічних та технологічних властивостей лікарських речовин, їх кількості вскладі таблетки, стійкості до впливу факторів довкілля та ін.
В даний час застосовуються два основні методи отримання таблеток: пряме пресування речовин та гранулювання.