Quá trình nén và đặc tính biến dạng của tá dược độn trong sản xuất viên nén

Viên nén là một trong những dạng bào chế rắn phổ biến nhất do đặc tính phân liều chính xác, dễ sử dụng và mang theo, tăng tính tuân thủ của bệnh nhân. Giai đoạn nén là một bước quan trọng trong quá trình sản xuất viên nén. Để thiết kế một công thức viên nén, việc hiểu đặc tính vật lý của hoạt chất và tá dược cần được hiểu rõ, đặc biệt là tính chịu nén (compressibility) hay đặc tính biến dạng (deformation).

Quá trình nén (compaction) bao gồm quá trình dập (compression) và cố kết (consolidation). Quá trình dập (compression) liên quan đến việc giảm thể tích khối do pha khí giảm. Khối bột có sự sắp xếp lại ban đầu dưới tác động của lực nén, làm giảm thể tích ban đầu. Khi lực tăng thêm, việc sắp xếp lại trở nên khó khăn và sự biến dạng của hạt xảy ra. Sự cố kết (consolidation), là một quá trình tiếp theo, liên quan đến sự gia tăng độ bền cơ học của viên do tương tác giữa các hạt trong khối bột. Khi các hạt di chuyển đến gần nhau hơn trong quá trình giảm thể tích, các liên kết được thiết lập giữa các hạt.

Đặc tính biến dạng của tá dược hay hoạt chất ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành liên kết giữa các hạt. Dựa trên tính chất cơ học của vật liệu, đặc tính biến dạng khối bột/ cốm được phân loại thành biến dạng dẻo (plastic) và biến dạng đàn hồi (elastic). Tuy nhiên, dưới tác động của áp lực, các hạt không chỉ biến dạng dẻo hoặc đàn hồi mà còn bị phân mảnh thành các hạt nhỏ hơn. Loại biến dạng này được gọi là biến dạng vỡ (brittle fracture). Đặc tính biến dạng của một số dưới chất và tá dược trong hình dưới đây.

Trong công thức viên nén, tá dược độn thường chiếm tỉ lệ cao nên có ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính chịu nén của cốm. Hiện nay tá dược độn có cơ chế biến dạng đa dạng. Đặc tính biến dạng quyết định tính chịu nén của tá dược độn. Những tá dược độn biến dạng dẻo như microcrystalline cellulose (MCC) có tính chịu nén cao trong khi tinh bột có đặc tính biến dạng đàn hồi nên có tính chịu nén thấp. Trong công thức viên nén, thường ưu tiên đạt sự cân bằng giữa 2 đặc tính biến dạng trên và biến dạng vỡ để có độ bền cơ học tốt. Thứ tự độ giòn (brittle) của các tá dược độn phổ biến như sau: MCC < lactose phun sấy < beta lactose < alpha lactose < alpha lactose monohydrat < dicalcium phosphate. Đặc tính biến dạng được trình bày bảng dưới đây.

NGUỒN THAM KHẢO:

Compression Physics in the Formulation Development of Tablets