Разница между твердостью и хрупкостью таблеток

Превращение смеси порошкообразных исходных веществ в готовую лекарственную форму, сохраняющую свою целостность, представляет собой серьезную инженерную задачу. В компании Torontech мы считаем, что производство таблетки, которая не превращается в непригодный для использования порошок до попадания в бутылку, — это практически искусство.

Мы проанализировали достаточное количество производственных линий, чтобы понять, что проверка хрупкости и твердости таблеток — это гораздо больше, чем просто контрольный список соответствия. Это определяющий фактор между безупречным продуктом и производственными проблемами. Но вот реальность: вам не нужно истощать свой капитальный бюджет, чтобы получить необходимые данные.

Определение твердости таблеток

В технической практике это называется пределом прочности на разрыв или прочностью на сжатие. Мы же предпочитаем называть это пределом прочности. Твердость таблетки точно определяет, какая сила необходима для разрушения таблетки по ее диаметру.

Мы рассматриваем это как тонкий баланс. Это относительное свойство, то есть вам нужна лекарственная форма, достаточно прочная, чтобы выдерживать механическое воздействие при производстве, упаковке и транспортировке. 

Читайте также: Тестер твердости таблеток: Полное руководство

Однако следует проявлять осторожность: если таблетка слишком плотная, она может плохо растворяться в организме пациента. Найти тот самый оптимальный диапазон концентраций, при котором таблетка сохраняет свою прочность, но при этом остается биодоступной? Это конечная цель для любого специалиста по разработке лекарственных форм (Osei-Yeboah & Sun, 2015; Paul & Sun, 2017).

К факторам, влияющим на эти свойства, относятся тип вспомогательного вещества, сила сжатия и концентрация смазки. Исследования показывают, что, хотя увеличение силы сжатия, как правило, повышает твердость, чрезмерное использование смазочных материалов для снижения силы выброса может негативно повлиять на твердость (Kittipongpatana et al., 2024; Monton et al., 2023).

Рассмотрим следующее практическое сравнение:

Вместо обезболивающего средства пролонгированного действия принимайте большую жевательную таблетку с витамином С. Если жевательную таблетку спрессовать до состояния камня, производитель рискует получить скол зуба, что обернется серьезными юридическими последствиями. 

И наоборот, если обезболивающее средство с замедленным высвобождением слишком мягкое, оно мгновенно распадается, достигнув желудка, и вся доза выводится сразу, а не в течение двенадцати часов. Мы поможем вам различить эти две критические крайности.

Определение хрупкости таблеток

Затем следует показатель хрупкости. Он относится к склонности таблеток к сколам, крошению или разрушению во время обработки и транспортировки, обычно выражаясь в процентах потери веса после обработки в барабане (Osei-Yeboah & Sun, 2015; Seitz & Flessland, 1965). В отличие от твердости, которая подтверждает прочность внутренних связей, хрупкость оценивает стойкость поверхности.

Мы называем высокую хрупкость «эффектом пылеобразования». Если ваши таблетки обладают этим свойством, они потеряют массу и будут выглядеть неприемлемо — покрытыми ямками и изношенными — к моменту попадания в чан для покрытия. На наш взгляд, отбраковка партии из-за простых эстетических дефектов является одной из наиболее предотвратимых потерь в фармацевтическом производстве.

Разница между твердостью и хрупкостью таблеток

Распространенное заблуждение заключается в том, что существует существенная разница между твердостью и хрупкостью таблеточных форм. 

Как установлено в фармацевтических исследованиях, твердость измеряет сопротивление раздавливанию под действием силы, а хрупкость оценивает склонность к сколам или крошению (Osei-Yeboah & Sun, 2015; Seitz & Flessland, 1965). Таблетка может быть чрезвычайно твердой — для ее раздавливания требуется значительная сила — и при этом удивительно хрупкой. Она может выдержать испытание давлением, но не пройти испытание на вращение в барабане.

Статья по теме: Важность определения твердости таблеток в фармацевтической промышленности

Типичный отраслевой сценарий:

Представьте себе партию таблеток в оболочке, которые показали огромную прочность на сжатие — 20 кПа. Можно предположить, что они неразрушимы. Однако, если провести испытание на вращение в барабане, эти же таблетки могут потерять более 2% своей массы — вдвое больше допустимого предела. Сердцевина останется твердой, но края — хрупкими и сухими. Без проведения обоих тестов эта партия, скорее всего, будет отправлена ​​и не пройдет проверку качества по прибытии.

Это объясняет, почему эти два теста следует рассматривать по-разному:

• Тип напряжения: Твердость сопротивляется сжимающей силе (раздавливанию). Хрупкость сопротивляется абразивному воздействию (обработке в барабане и трению).
• Виды разрушения: Испытание на твердость определяет точку полного разрушения конструкции. Испытание на хрупкость определяет эрозию поверхности и потерю массы.
   

Сравнительный анализ

Технологии для определения хрупкости и твердости таблеток

Фото товара

Для точного измерения этих физических свойств необходимо надежное оборудование. К технологиям тестирования этих свойств относятся испытание на твердость при разрыве в диаметре и фармакопейный тест на хрупкость с использованием вращающегося барабанного аппарата (Osei-Yeboah & Sun, 2015).

Однако мы не согласны с нынешней рыночной тенденцией: широко распространено мнение, что «высокая стоимость» означает «превосходные характеристики». Мы же утверждаем, что зачастую вы просто платите за репутацию бренда. В Torontech мы используем иной подход к тестированию хрупкости и твердости таблеток.

1. Проверка твердости таблеток

Традиционные методы измерения твердости часто включали использование ручных измерителей, что приводило к ошибкам. Современные протоколы требуют одновременного измерения твердости, толщины, диаметра и веса для построения полного физического профиля.

Для всестороннего анализа наша серия TAB-5 разработана для измерения до пяти параметров в одной автоматизированной последовательности, хотя мы также предлагаем упрощенные модели для лабораторий, которым просто необходимы данные о толщине и твердости.

Мы также понимаем, что не все проверки проводятся в центральной лаборатории. Если вашей команде контроля качества необходимо перемещаться по предприятию для выборочных проверок, мы предлагаем портативный тестер твердости таблеток , который избавляет от необходимости перевозить образцы туда и обратно.

Для решения специализированных задач, таких как тестирование желатиновых капсул, требующее совершенно иного подхода, мы рекомендуем Auto PharmaCheck.

Статья по теме: Твердость таблеток: как измерить, рассчитать и контролировать ее

2. Проверка хрупкости таблеток

Хрупкость проверяется с помощью вращающегося барабана (измерителя хрупкости Roche). Последние достижения позволяют использовать ускоренные методы определения хрупкости, которые хорошо коррелируют со стандартными тестами и позволяют ускорить разработку рецептур (Paul & Sun, 2017).

На наш взгляд, стабильность результатов этого теста не подлежит обсуждению. Стандартное тестирование обычно требует двухбарабанной установки для повышения эффективности, что является стандартом для наших приборов для определения хрупкости . Для лабораторий, которым необходима бесшовная интеграция данных во избежание ошибок при ручном вводе, мы предлагаем варианты с прямым подключением к весовым весам.

Кроме того, для отделов исследований и разработок, которым необходимо проводить стресс-тестирование составов при различных скоростях, ToronFRITUS предлагает регулировку скорости. Мы даже рассматриваем нишевые составы; если вы работаете с гранулами, а не с прессованными таблетками, наш ToronFRI-G1 специально разработан для этой цели.

Требования: стандарты USP и EP.

На североамериканском рынке соблюдение правил является обязательным. Стандарты твердости и хрупкости таблеток, как правило, требуют, чтобы потеря веса составляла менее 1%, а значения твердости обеспечивали механическую целостность без ущерба для распада (Koirala et al., 2021; Alemu et al., 2024).

USP <1217> для прочности на разрыв

Этот стандарт предписывает строгий контроль за механикой испытания. Он устанавливает, что плиты, используемые для измельчения таблетки, должны быть идеально отполированы и параллельны, чтобы обеспечить равномерное распределение давления. Кроме того, скорость нагружения — скорость, с которой закрываются щеки, — должна быть постоянной. Переменные скорости приводят к переменным результатам, что мы считаем неприемлемым для контроля качества.

USP <1216> для оценки хрупкости таблеток

В этой главе описывается точная геометрия барабана и необходимая для подтверждения результатов испытания скорость вращения. Обычно она устанавливается на уровне 25 об/мин в течение четырех минут. Если ваше оборудование не сможет поддерживать эту постоянную скорость вращения, высота падения под действием силы тяжести изменится, что сделает испытание на прочность недействительным.

Если ваше оборудование неточное и не соответствует этим инженерным стандартам, ваши данные будут непригодны для использования во время аудита. Мы разработали такие приборы, как серия TAB и линейка ToronFRI, в строгом соответствии с этими североамериканскими и европейскими стандартами, гарантируя вам уверенность при прохождении проверок.

Устранение дефектов: покрытие и ламинирование

Одним из наиболее важных аспектов анализа твердости и хрупкости таблеток является возможность ранней диагностики производственных ошибок. Мы советуем нашим клиентам выходить за рамки простого результата «прошел/не прошел» и определять, как именно происходит сбой в работе таблетки.

Выявление проблем с ограничением трафика

Под «отслаиванием» понимается частичное или полное отделение верхней или нижней части таблетки от основного тела (Seitz & Flessland, 1965). По нашему опыту, это почти всегда указывает на попадание воздуха в порошковый слой во время основного процесса прессования или на слишком быстрый выход пуансона из матрицы.

Практический пример: Если оператор замечает сильное уплотнение во время пробного запуска, быстрый взгляд на линии излома обычно выявляет проблему. Часто это указывает на слишком короткое время выдержки под давлением. Небольшая корректировка силы предварительного сжатия обычно устраняет дефект уплотнения.

Распознавание ламинирования

Ламинирование несколько отличается и зачастую сопряжено с большими проблемами. 

Это расслоение таблетки на отдельные горизонтальные слои, часто вызванное неадекватным составом или параметрами прессования (Seitz & Flessland, 1965). Если ваш прибор для измерения твердости обнаруживает непостоянные картины излома или прибор для измерения хрупкости выявляет чрезмерное расслоение, это явный признак необходимости корректировки состава связующего вещества или силы предварительного прессования.

Надежное оборудование позволяет выявлять эти первопричины до начала полномасштабного производства, что значительно экономит ресурсы.

Укрепите свой Quality Control с компанией Torontech

Сбалансировать строгие нормативные требования с ограниченным бюджетом — сложная задача для каждого производителя. Мы понимаем это. Вам нужны точные, воспроизводимые и обоснованные результаты, но вы предпочитаете не платить за завышенную стоимость бренда.

В компании Torontech мы ориентируемся на эффективные решения, которые бережно относятся к вашим средствам. Мы стремимся предоставлять вам необходимые приборы — будь то диагностика проблем с укупоркой с помощью нашей серии TAB или обеспечение соответствия вашей партии стандартам USP с помощью наших устройств ToronFRI — для поддержки производительности вашей лаборатории.

Ссылки:

• Осей-Йебоа, Ф., и Сун, Ч. (2015). Валидация и применение ускоренного метода определения хрупкости таблеток. Международный журнал фармацевтики, 484 1-2, 146-55.

• Пол, С., и Сан, С. (2017). Зависимость хрупкости от механических свойств таблеток и прогностический подход для бинарных смесей. Фармацевтические исследования, 34, 2901-2909.

• Киттипонгпатана О., Трисопон К., Ваттанаарсакит П. и Киттипонгпатана Н. (2024). Использование и оценка рисовых отрубей и воска из рисовых отрубей в качестве смазки для таблеток. Фармацевтическая, 16.

• Зейтц, Дж., и Флессланд, Г. (1965). Оценка физических свойств прессованных таблеток. I. Твердость и хрупкость таблеток. Журнал фармацевтических наук, 54 9, 1353-7.

• Койрала С., Непал П., Гимире Г., Баснет Р., Рават И., Дахал А., Панди Дж. и Параджули-Барал К. (2021). Состав и оценка мукоадгезивных буккальных таблеток ацеклофенака. Гелион, 7.

• Монтон, К., Вуннакуп, Т., Суксаери, Дж., Чароенчай, Л., и Чанкана, Н. (2023). Влияние силы сжатия, кроскармеллозы натрия и микрокристаллической целлюлозы на свойства таблеток с экстрактом черного перца на основе подхода планирования экспериментов. Scientia Pharmaceutica.

• Алему А., Тегегне А. и Гето Н. (2024). Оценка семи различных марок таблеток метформина гидрохлорида, представленных на рынке города Гондар, Эфиопия. Лекарственные препараты, здравоохранение и безопасность пациентов, 16, 19-28.