Dikalsiumvetyfosfaatin ja mikrokiteisen selluloosan seossuhteen vaikutus telapuristettujen nauhojen ominaisuuksiin

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202002071287
Title: Dikalsiumvetyfosfaatin ja mikrokiteisen selluloosan seossuhteen vaikutus telapuristettujen nauhojen ominaisuuksiin
Author: Veijanen, Terhi
Other contributor: Helsingin yliopisto, Farmasian tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Helsingfors universitet, Farmaceutiska fakulteten
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202002071287
http://hdl.handle.net/10138/311272
Thesis level: master's thesis
Discipline: Farmasian teknologia
Pharmaceutical technology
Farmaceutisk teknologi
Abstract: Rakeistuksen tarkoituksena on parantaa tabletointimassan valuvuusominaisuuksia, vähentää hienojakoisten partikkelien määrää sekä kasvattaa massan tiheyttä. Telarakeistus on ollut kasvavan kiinnostuksen kohteena ja sitä käytetään nykypäivän lääketeollisuudessa yhä useammin. Telarakeistuksella on monia ylivoimaisia ominaisuksia verrattuna märkärakeistusmenetelmiin kuten helposti hallittava prosessi, kustannustehokkuus ja kosteudelta sekä lämmöltä välttyminen. Uudet lääkeaineet ovat usein kosteusherkkiä, minkä vuoksi perinteisesti käytettyjä märkärakeistusmenetelmiä ei voida käyttää. Telarakeistuksessa jauhemassa puristetaan kahden pyörivän telan välissä puristenauhaksi, joka sitten murskataan sopivan kokoisiksi rakeiksi. Prosessissa ei käytetä lainkaan nestettä tai lämpöä rakeiden muodostamiseksi. Työn tavoitteena oli selvittää, miten plastisen ja murtuvan materiaalin seossuhde vaikuttaa telapuristettujen nauhojen fysikaalisiin ominaisuuksiin kuten lujuuteen ja jäykkyyteen sekä pinnan rakenteeseen. Murtuvana materiaalina käytettiin dikalsiumvetyfosfaattia ja plastisena materiaalina mikrokiteistä selluloosaa. Työssä valmistettiin 9 erilaista jauheseosta, joissa dikalsiumfosfaatin määrää lisättiin 5 massaprosenttiyksikön välein 0 ja 40 massaprosentin välillä. Jauheseokset kompaktoitiin samoilla laiteparametreilla nauhoiksi. Nauhojen tutkimista varten kehitettiin kaksi erilaista mittausmenetelmää. Nauhojen lujuuden ja jäykkyyden mittaamista varten kehitettiin kolmipistetaivutusmenetelmä Lloyd material tester -laitteelle. Nauhojen pinnan rakenteen tutkimista varten suunniteltiin mittausasetelma valokuvista kolmiulotteisen kuvan muodostavalle FlashSizer-laitteelle. Taivutustestit suoritettiin sekä poikittais- että pitkittäissuuntaisesti. Taivutustestien tuloksista määritettiin kullekin nauhaerälle kulmakerroin, joka kuvaa nauhojen jäykkyyttä sekä myötöraja, joka kuvaa nauhojen lujuutta. Lisäksi tuloksista laskettiin materiaalin ominaisuuksia kuvaavat Youngin moduuli ja vetomurtolujuus sekä laskettiin käyrän alle jäävä pinta-ala, joka kuvaa nauhan murtamiseen vaadittua työtä. Nauhojen pinnan rakennetta tutkittiin silmämääräisesti. Nauhojen lujuus ja jäykkyys pienenivät dikalsiumfosfaatin määrän lisääntyessä. Myös Youngin moduuli, vetomurtolujuus ja työ pienenivät vastaavasti. Dikalsiumfosfaatin määrän lisääminen aiheutti jauheseoksen puristumisen heikentymisen siten, että suuremmilla dikalsiumfosfaattipitoisuuksilla täydellisiä nauhoja ei saatu muodostettua. Kompaktoinnin puristusvoima ei ollut todennäköisesti riittävä dikalsiumfosfaattipartikkelien fragmentoitumiseen. Nauhat olivat poikittaissuuntaisesti mitattuna lujempia ja jäykempiä ja suhteelliset keskihajonnat olivat pienempiä. Menetelmällä ei pystytty erottelemaan seossuhteiltaan peräkkäisistä jauheseoksista kompaktoituja nauhaeriä toisistaan. Kun dikalsiumfosfaatin määrän ero oli suurempi, nauhaerien välillä havaittiin tilastollisesti merkitseviä eroja. Nauhan pinnan rakennetta tarkasteltaessa huomattiin, että vähemmän dikalsiumfosfaattia sisältävät nauhat noudattivat pinnan rakenteeltaan tarkemmin telojen pintakuviointia.Granulation is used to improve the flowability of pharmaceutical powders, reduce the amount of fines and increase the density of the material. Roller compaction has shown growing interest in recent years and it is used ever more frequently in pharmaceutical industry. Roller compaction has many superior qualities compared to wet granulation such as good control of process and absence of moisture and heat in the process. It is also cost effective compared to traditional granulation methods. New APIs are often sensitive to moisture. Therefore traditional granulation methods cannot be used. In the roller compaction process powder mixture is fed between two counter-rotating rolls where the compaction occurs and ribbon is formed. After compaction the ribbon is crushed into granules of desired size. The aim of this study was to find out how the mixture ratio of plastic and brittle material affects the physical properties of roller compacted ribbons such as the strength and stiffness of the ribbons and the structure of the ribbon surface. The materials used were microcrystalline cellulose and dicalsiumphosphate. Nine powder mixtures of 0 to 40 w-% of dicalsiumphosphate were prepared after which the mixtures were roller compacted with the same compactor parameters. Two methods were developed to study the above mentioned characteristics of the ribbons. For the stiffness and strength studies a 3-point bending method was developed for Lloyd material tester. For the surface structure characteristics of ribbons a measurement set up for FlashSizer 3D image analysis device was designed. Bending tests for the ribbons were performed in two different directions. For each batch of ribbons a slope of the linear area and maximum point of bending curves were defined, which represent the stiffness and strength of the ribbons accordingly. Also Young’s modulus and tensile strength were calculated, which are characteristics of a given material. In addition area under curve, which represents the work done to break the ribbon, was calculated. The strength and stiffness of the ribbons decreased with the increasing amount of dicalsiumphosphate. A clear trend was observed. Also Young’s modulus, tensile strength and AUC decreased accordingly. The increase of dicalciumphosphate led to diminished compactibility of the powder mixtures. The compaction force was probably not high enough to fragment the dicalsiumphosphate particles. The ribbons showed higher strength and stiffness when the bending was done perpendicularly ie. across the ribbon width compared to parallel measurements. Also relative standard deviations were smaller in this measurement set up. The 3-point bending method could not mostly distinguish between adjacent formulations from each other but when the difference in the amount of dicalsiumphosphate increased to 10-20 w-% statistically significant differences were observed in most of the calculated values. The surface structure of the ribbons differed between formulations when evaluated visually. Ribbons with less dicalsiumphosphate had a surface structure that followed the knurled pattern of the compactor rolls better.
Subject: telarakeistus
telapuristetut nauhat
Youngin moduuli
vetomurtolujuus
kolmipistetaivutus
roller compaction
roller compacted ribbons
Young’s modulus
tensile strength
3-point bending


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record