Изучены свойства микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), получаемой принципиально новым способом — газофазным гидролизом, а также возможности применения её в технологии приготовления таблеток. Установлена целесообразность использования данного способа воспроизводства микрокристаллической целлюлозы.
Ключевые слова: микрокристаллическая целлюлоза, таблетки, вспомогательные вещества, газофазный гидролиз.
Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) часто используется в качестве наполнителя при производстве таблеток. В настоящее время МКЦ в России не производится, вся продукция импортируется [1]. Организация производства микрокристаллической целлюлозы по инновационной технологии позволит нашей стране уйти от зависимости от импорта в этой сфере и стать поставщиком МКЦ на мировой рынок. Целью данной работы стало сравнение показателей таблеток, в составах которых использовались импротная МКЦ и МКЦ, полученная методом газофазного гидролиза.
Материалы и методы
Объектами исследования служили модельные таблетки, имеющие различные составы и технологии приготовления.
В качестве модельного вещества, позволяющего произвести сравнение исследуемых технологий гранулирования, был выбран парацетамол (ПЦМ). Выбор парацетамола обусловлен тем, что он достаточно легко высвобождается, входит в состав многих лекарственных препаратов, обладает технологическими свойствами, присущими многим субстанциям нестероидных противовоспалительных средств (НПВС). Содержание парацетамола в составе таблетной смеси составляет 50 %, что соответствует 200 мг на таблетку массой 400 мг. Первичные гранулы получали методом влажного ситового гранулирования.
Вспомогательные вещества, используемые для приготовления модельных таблеток:
— Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) — это продукт, получающийся в результате химической деструкции целлюлозы, основными свойствами которого будут высокая степень чистоты и высокое процентное содержание упорядоченной части целлюлозы с кристаллической ориентацией полимерных молекул.
— Сахар молочный (лактоза) — используется в качестве наполнителя. Представляет собой белые кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, слабого сладкого вкуса.
— Крахмал картофельный — используется в качестве основы для увлажнителя и наполнителя/разрыхлителя. Особенностью картофельного крахмала, отличающей его от многих других крахмалов (например, получаемых из зерна кукурузы, пшеницы), является высокая начальная вязкость крахмального клейстера. Именно поэтому в качестве основы для приготовления крахмального клейстера был выбран именно картофельный крахмал. Представляет собой однородный порошок белого цвета.
— Поливинилпирролидон — водорастворимый полимер, состоящий из мономерных звеньев N-винилпирролидона. В технологии таблеток используется в качестве связующего вещества. В сухом виде поливинилпирролидон имеет вид белого или светло-желтого гигроскопичного порошка, легко поглощающего до 40 % воды из влажного воздуха.
— Кальция стеарат или магния стеарат — используется как смазывающий и антифрикционный агент при производстве таблетированных и порошковых форм.
Методики получения таблеток с различными составами:
I. Получение таблеток с увлажнителем из крахмального клейстера (с перерасчётом на приготовление 40 грамм таблетмассы).
-
Приготовление крахмального клейстера:
- Примерно 4–5 грамм крахмала заливали небольшим количеством воды и тщательно перемешивали;
- К полученной суспензии приливали 40–50 мл кипящей воды и тщательно перемешивали;
- Охлаждали полученный увлажнитель до комнатной температуры;
- Смешивали в стакане парацетамол (20 г), МКЦ (12 г), лактозу (5,6 г) до однородности;
- К смеси порошков добавляли небольшими порциями раствор гранулирующей жидкости и перемешивали до получения массы, уминающейся в комок, но не прилипающей к пальцам;
- Высушивали увлажнённую смесь при температуре (65–75) 0 С до постоянной массы;
- Протирали высушенную массу через сито с диаметром отверстий 1 мм;
- Опудривали высушенную массу стеаратом магния (0,4 г) в аналоге «пьяной» бочки;
- Настроили таблеточный пресс, засыпали массу для таблетирования в бункер и провели процесс таблетирования, устанавливая разные значения давления прессования.
II. Получение таблеток с использованием в качестве увлажнителя водного раствора поливинилпирролидона (ПВП) (с перерасчётом на приготовление 40 грамм таблетмассы).
-
Приготовление водного раствора ПВП:
- 10 грамм ПВП отвешивали во флакон объёмом 250 мл;
- Приливали во флакон 100 мл воды очищенной;
- Перемешивали до полного растворения ПВП, оставили раствор на сутки;
- Смешивали в стакане ПЦМ (20 г), МКЦ (2 г), лактозу (11,2 г) до однородности;
- К смеси порошков добавляли небольшими порциями раствор гранулирующей жидкости и перемешивали до получения массы, уминающейся в комок, но не прилипающей к пальцам;
- Подсушивали массу и протирали её через сито с диаметром отверстий равным 1 мм;
- Досушивали увлажнённую смесь при температуре 70°C до постоянной массы;
- Опудривали высушенную массу стеаратом магния (0,4 г) в аналоге «пьяной» бочки;
- Настроили таблеточный пресс, засыпали массу для таблетирования в бункер и провели процесс таблетирования, устанавливая разные значения давления прессования.
III. Получение таблеток с использованием в качестве увлажнителя спиртового раствора поливинилпирролидона (с перерасчётом на приготовление 40 грамм таблетмассы).
-
Приготовление спиртового раствора ПВП:
- 10 грамм ПВП отвешивали во флакон объёмом примерно 250 мл;
- Приливали во флакон 100 мл спирта этилового;
- Равномерно переворачивая флакон дожидались полного растворения ПВП;
- Оставили раствор на сутки.
- Смешивали в стакане ПЦМ (20 г), МКЦ (2 г), лактозу (11,2 г) до однородности.
- К смеси порошков добавили небольшими порциями раствор гранулирующей жидкости и перемешали до получения массы, уминающейся в комок, но не прилипающей к пальцам.
- Затем получали таблетки, как описано в вариантах I и II.
Результаты и обсуждение
Для сравнения также были изготовлены модельные таблетки, в составе которых использовалась импортная микрокристаллическая целлюлоза COMPRECEL M101D+ («Mingtai Chemical Co, Ltd», Тайвань). Методика получения данных таблеток аналогична той, что была представлена выше.
В результате анализа данных таблеток, были получены следующие данные:
Таблица 1
Результаты анализа модельных таблеток, в состав которых входила импортная микрокристаллическая целлюлоза COMPRECEL M 101 D +
|
№ состава |
Средняя масса таблетки, г |
Среднее квадратическое отклонение |
Относительное отклонение, % |
|
I состав |
0,3734 |
0,0116 |
3,1038 |
|
II состав |
0,3822 |
0,0096 |
2,5185 |
|
III состав |
0,3786 |
0,0048 |
1,2676 |
Значения средней массы и среднего квадратичного отклонения позволяют оценить воспроизводимость технологии прессования в зависимости от гранулирующего агента и усилия прессования. Как видно из полученных данных, для МКЦ COMPRECEL M101D+ лучшая и высокая воспроизводимость достигается при гранулировании спиртовым раствором ПВП.
Таблица 2
Результаты определения массы модельных таблеток, полученных по технологии с гранулированием водным крахмальным клейстером; с МКЦ, полученной методом газофазного гидролиза
|
Значение усилия прессования, кН |
Средняя масса таблетки, г |
Среднее квадратическое отклонение, г |
Относительное отклонение, % |
|
0,08 |
0,2322 |
0,0141 |
6,0913 |
|
0,20 |
0,2458 |
0,0061 |
2,4985 |
|
0,30 |
0,2299 |
0,0109 |
4,7421 |
|
0,89 |
0,2459 |
0,0113 |
4,5753 |
Таблица 3
Результаты определения массы модельных таблеток, полученных по технологии с гранулированием водным раствором ПВП; с МКЦ, полученной методом газофазного гидролиза
|
Значение усилия прессования, кН |
Средняя масса таблетки, г |
Среднее квадратическое отклонение |
Относительное отклонение, % |
|
0,04 |
0,2397 |
0,0105 |
4,3779 |
|
0,10 |
0,2501 |
0,0119 |
4,7658 |
|
0,23 |
0,2577 |
0,0064 |
2,4891 |
|
0,46 |
0,2526 |
0,0096 |
3,8029 |
|
1,07 |
0,256 |
0,0080 |
3,1439 |
На основании анализа данных, представленных в таблицах 2 и 3, установлено, что таблетки, полученные по технологии с гранулированием крахмальным клейстером при усилии прессования 0,20 кН и таблетки, полученные по технологии с гранулированием водным раствором ПВП при усилии прессования 0,23 кН, не уступают по данным показателям таблеткам, в составе, которых использовалась импортная МКЦ. Относительно модельных таблеток, полученных при других усилиях прессования, видно, что они несколько уступают таблеткам, в состав которых включена импортная МКЦ, но требуются дальнейшие исследования для выявления того, насколько данные значения являются критичными.
Таблица 4
Результаты определения массы модельных таблеток, полученных по технологии с гранулированием спиртовым раствором ПВП; с МКЦ, полученной методом газофазного гидролиза
|
Значение усилия прессования, кН |
Средняя масса таблетки, г |
Среднее квадратическое отклонение |
Относительное отклонение, % |
|
0,09 |
0,2876 |
0,0075 |
2,6118 |
|
0,15 |
0,2877 |
0,0069 |
2,4022 |
|
0,23 |
0,2881 |
0,0092 |
3,1879 |
|
0,52 |
0,2708 |
0,0088 |
3,2324 |
|
0,79 |
0,275 |
0,0101 |
3,6873 |
На основании полученных данных, представленных в таблице 4 видно, что все модельные таблетки, в получении которых использовалась МКЦ, полученная методом газофазного гидролиза и спиртовой раствор ПВП в качестве увлажнителя, демонстрируют удовлетворительную воспроизводимость технологии, но несколько уступают по таблеткам с аналогичным раствором увлажнителя, но с импортной МКЦ.
Заключение
Исследована возможность применения микрокристаллической целлюлозы, получаемой методом газофазного гидролиза, в технологии приготовления таблеток. Установлено, что предложенный способ производства МКЦ может быть целесообразен в случае дефицита поставляемой в данное время импортной МКЦ.
Литература:
- Сизов, А. И. Инновационная технология получения микрокристаллической целлюлозы / А. И. Сизов, В. В. Васильев // ЛесПромИнформ. — 2019. — № 143(5). — С. 118–120.
