Phân loại và cơ chế của tá dược tăng khả năng chịu nén

Khả năng chịu nén ảnh hưởng nhiều đến các tính chất vật lý của viên nén, ví dụ độ mài mòn, độ rã, hoặc khả năng bao phim. Khả năng chịu nén cũng ảnh hưởng đến tính đồng đều trong quá trình đóng nang cứng, nhất là với loại máy tạo plug. Quá trình nén gồm một số quá trình nhỏ hơn:

• • Sắp xếp lại hạt cốm
  • Biến dạng đàn hồi của hạt cốm
  • Biến dạng dẻo của hạt cốm
  • Biến dạng gãy vỡ của hạt cốm
  • Hình thành liên kết giữa các hạt cốm

Dưới đây là các tá dược phổ biến có khả năng giúp cải thiện độ cứng viên nén, thường được dùng trong viên với vai trò tá dược độn:

• • Biến dạng dẻo chiếm ưu thế:
    • Cellulose vi tinh thể
    • Pregelatinized starch (tinh bột tiền hồ hóa)
  • Biến dạng gãy vỡ chiếm ưu thế:
    • Lactose phun sấy
    • Dibasic calcium phosphate
    • Mannitol

Trong quá trình nén bột khô, một số cơ chế liên kết hạt có thể sảy ra:

• • Tạo cầu liên kết (do nóng chảy)
  • Liên kết do lực liên phân tử
  • Khóa cơ học (giữa các hạt có hình dạng gồ ghề)

Một lưu ý trong việc chọn tá dược là nên kết hợp cả các tá dược biến dạng dẻo và tá dược biến dạng vỡ, để giúp duy trì được độ cứng của viên trong suốt vòng đời sản phẩm.

Biểu đồ dưới tóm tắt số lần dùng một số tá dược độn phổ biến trong các công thức trên thị trường mà SEN Pharma đã khảo sát.

Tóm tắt một số tá dược phổ biến

Cellulose vi tinh thể (MCC)

Tá dược này thu được từ quá trình cắt nhỏ một phần mạch cellulose. Các hạt tá dược có dạng vi tinh thể được tụ lại thành các hạt có độ xốp cao. Với khả năng chịu nén rất tốt, cần ít tá dược trơn và có khả năng rã, MCC là tá dược độn phổ biến nhất trong quá trình sản xuất viên nén. Trên thị trường hiện tại có rất nhiều loại MCC khác nhau, với các kích cỡ hạt, hàm ẩm khác nhau.

Một điểm lưu ý là MCC có biến dạng chủ yếu là đàn hồi, do vậy có nguy cơ quá trình nén không như mong muốn do thời gian biến dạng quá ngắn khi dập viên với tốc độ cao trong sản xuất công nghiệp. Khi này cần phải khảo sát rất kĩ tốc độ chạy phù hợp. Một giải pháp khác là khi phát triển công thức, nên kết hợp thêm các tá dược biến dạng gãy vỡ để giúp quá trình nén được ổn định khi chạy thương mại.

Lactose phun sấy

Lactose phun sấy chủ yếu bao gồm các tinh thể alpha-lactose monohydrate liên kết với nhau tạo các hạt có hình cầu do một lượng nhỏ lactose vô định hình. Lactose phun sấy có độ chảy và khả năng chịu nén rất tốt, phù hợp với các công thức viên nén dập thẳng. Dưới đây là một số dòng Lactose phun sấy phổ biến trên thị trường, cùng với đặc tính kích thước hạt của chúng.

Dibasic calcium phosphate

Tá dược này thường tồn tại ở dạng dihydrate, với khả năng biến dạng gãy vỡ tạo ra các viên nén có độ cứng rất cao nhưng dễ bị mẻ. Thông thường nó sẽ được dùng cùng tá dược biến dạng dẻo (như MCC) để có hiệu quả tốt nhất. Dibasic calcium phosphate có thể dùng cho cả dập thẳng hoặc quá trình tạo hạt.

Một lưu ý là do tỉ trọng thô cao, tá dược này gây ra nguy cơ tách lớp trong quá trình trộn. Để cải thiện, có thể thử dòng khan có tỉ trọng thấp hơn hoặc dạng đã tạo hạt có độ chảy tốt.

Một số cái tên nổi tiếng trên thị trường gồm Di-tab, Emcompress.

Mannitol và sorbitol

Hai tá dược này đều tan tốt trong nước, có vị ngọt mát và được dùng phổ biến trong viên nhai và viên ngậm. Mannitol có một phần xu hướng biến dạng gãy vỡ, thích hợp với quá trình dập thẳng. Trong một số trường hợp không thể dùng lactose do lý do tương kị, mannitol là một lựa chọn sáng giá. Mannitol còn có hàm ẩm rất thấp, cũng giúp ổn định cho các API nhạy cảm với ẩm. Đồ thị dưới cho thấy khả năng chịu nén rất tốt của mannitol và có thể tạo ra các viên nén với độ cứng cao với lực dập viên vừa phải.

Với sorbitol, tá dược này có nhược điểm là dễ hút ẩm và có thể tái kết tinh trong quá trình bảo quản, làm tăng độ cứng của viên qua thời gian. Vì vậy không khuyến khích dùng sorbitol với API nhạy cảm với ẩm. Trong quá trình dập viên với sorbitol, cần phải kiểm soát nghiêm ngặt độ ẩm của môi trường, tốt nhất là dưới 40% độ ẩm tương đối.

Nổi tiếng nhất trên thị trường cho mannitol là dòng Pearlitol của Roquette. Với sorbitol, nổi tiếng nhất là Neosorb của Roquette và Sorbitab của SPI Pharma

Tinh bột tiền hồ hóa

Tinh bột tiền hồ hóa là một dạng của tinh bột đã được biến đổi hóa học và/hoặc cơ học để phá vỡ cấu trúc của một số hạt tinh bột. Quá trình này cải thiện khả năng chịu nén, độ rã và khả năng trơn chảy.

Một nguy cơ với tá dược này là khả năng dập viên của nó bị ảnh hưởng đáng kể bởi magnesium stearate. Một giải pháp là dùng stearic acid thay thế. Thêm vào đó, khi dập ở lực nén cao, biến dạng dẻo của tinh bột có thể gây ra hiện tượng bung nắp (capping).

Một số cái tên nổi tiếng như: Lycatab, Starch 1500, Prejel.

Bảng dưới tóm tắt lượng dùng phổ biến, ví dụ từ 5 – 20% nếu dùng làm tá dược dập thẳng.

Tài liệu tham khảo

1. Handbook of Pharmaceutical Excipients
2. Thư viện SEN Pharma