药物粉体表征 | 药物固体密度表征

安东帕

2023/02/13 15:12

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校园食品安全需透明

药物固体密度表征

固体密度测量方法可以表征粉末药物的流动特性，以及片剂药物的开孔孔隙率。安东帕康塔的两款仪器Autotap和Ultrapyc 5000可以测试材料的振实密度和骨架密度。极其精准的体积密度测量结果对制药行业是非常重要的，并且它们和样品的流动性及孔隙率息息相关。

固体密度是粉末（药物或辅料）及片剂的重要性能参数。松装密度和振实密度与粉末的流动性相关。几何密度和骨架密度可以计算片剂的开孔孔隙率。而骨架密度和药物化合物的结晶度、多形态以及纯度有关。

粉末的流动性，特别是添加剂以及赋形剂的流动性，决定了这一添加剂会如何影响造粒或者压片的过程。此外，这一特性有助于预测最终产品的均匀性和溶解性。

片剂药物开孔孔隙率，对于片剂的强度、保质期、生物利用度和体内溶解度等性能至关重要。另外，孔隙率对于防止片剂压缩过程中产生压裂也十分重要。

对于粉末流动性和片剂孔隙率，使用气体比重法测量骨架密度可以评估这些的重要药物特性。

粉末流动特性

硬脂酸镁常被用作制药片剂、胶囊和粉末中的润滑剂。它也影响着药物混合物粉末的流动性。了解其固体密度，比如振实密度和骨架密度，可以有助于了解其流动性。振实密度通过Hausner 比值（HR）和压缩指数（CI）来描述材料流动性。

用Autotap依照USP<616>对市售的硬脂酸镁进行测试其振实密度。计算得到HR为1.92，CI为48。这些参数结果表明硬脂酸镁属于“非常、非常不流动”级别。

用Ultrapyc 5000依照USP<699>测量上述硬脂酸镁的骨架密度。与其理论密度（1.026 g/cm³）有偏差，说明样品中存在不同的水合物或者其他杂质。由于硬脂酸镁是细粉末材料，所以测试时设定Ultrapyc 5000的粉末保护模式，即气体从参考池扩散到样品池模式，防止样品扬尘。这种模式下，可以利用设定高目标压力来提高测试精度。测试参数如表1 所示，测试密度如表2所示。测试结果重复性良好。

参数	设置
样品池	小
气体	氦气
目标压力	18 psi
气体扩散方向	参考池优先
平衡模式	压力模式
前处理模式	流动法，1分钟
最大运行次数	15
计算偏差运行次数	3

表1 Ultrapyc 5000实验参数

样品	密度（g/cm³）				重复性（%）
_	第一次测试	第二次测试	第三次测试	平均结果	_
硬脂酸镁	1.0811	1.0807	1.0789	1.0802	0.09

表2 硬脂酸镁测试结果

片剂药物开孔孔隙率

片剂药物的自身强度和溶解性可以通过骨架密度计算的开孔孔隙率来表征，计算时还需要样品的几何密度。而几何密度可以通过干粉比重法测量。

以治疗2型糖尿病的药品举例，在Ultrapyc 5000上测试。测试温度设置为25℃。测试参数见表3，数据结果见表4。测试结果重复性良好，结合干粉比重法得到的几何体积，计算出片剂开孔孔隙率为13%。

参数	设置
样品池	小
气体	氦气
目标压力	18 psi
气体扩散方向	样品池优先
平衡模式	压力模式
前处理模式	流动法，1分钟
最大运行次数	15
计算偏差运行次数	3