Физико-химические характеристики частиц лекарственных порошкообразных веществ

Химико-фармацевтическая промышленность производит и перерабатывает в таблетки порошкообразные лекарственные вещества, обладающие разнообразными физико-химическими и фармако-технологическими свойствами.

Лекарственное вещество может быть органической или неорганической природы, может относиться к классу спиртов, солей, кислот, оснований и др. и, следовательно, может иметь различную кристаллическую структуру. Характер роста кристаллов в процессе кристаллизации объясняется направленностью связи и этим определяется отношение вещества к данной кристаллической структуре. Последнее представляет собой специальный раздел науки кристаллохимии, из которой достаточно остановиться на том, что существует вполне определенные кристаллические системы, строго разграничивающиеся по кристаллографическим свойствам (всего их 6): кубическая, гексагональная, тетрагональная, ромбическая, моноклиническая, триклиническая. Наибольшее количество среди химических кристаллических продуктов составляют вещества моноклинической системы – около 42%, кубической – около 8%, гексагональной – около 7 %, тетрагональной – около 5 %, ромбической – около 28%, триклинической – около 10 %.

Рядом исследователей проведена значительная работа по выяснению зависимости между кристаллической структурой и способностью кристаллов к формированию в таблетки при прямом прессовании. Было высказано предположение, что существует связь между физическими свойствами (температура плавления, наличие кристаллизационной воды и др.) и способностью частиц к сцеплению, твердостью и плотностью таблеток, однако, не было сделано детального теоретического объяснения вышеуказанным явлениям.

Еще на заре развития промышленного производства таблеток было известно, что из тонкодисперсного порошка нельзя получить качественные таблетки на таблеточном прессе путем прямого прессования такого порошка. Причиной тому была недостаточная сыпучесть таблетируемого материала при автоматическом дозировании и прессовании массы, поэтому наряду с формой частиц, кристаллической системой вещества необходимо учитывать и размеры частиц.

Поэтому, для получения качественных таблеток необходимо, чтобы таблетируемая масса отвечала требованиям достаточной сыпучести и прессуемости. Если учесть, что при прямом прессовании качественные таблетки можно получить из веществ, принадлежащих в кубической системе при условии их хорошей сыпучести (например, без грануляции и вспомогательных веществ непосредственно в таблетки прессуются натрия хлорид, калия бромид), то остальные требуют предварительной обработки и добавки различных вспомогательных веществ. Последние составляют примерно 90% всех кристаллических лекарственных веществ, имеющих отношение к медицинской практике.

Обычно порошки, имеющие форму частиц в виде палочек, характеризуются мелкодисперсностью, хорошей уплотняемостью и достаточной пористостью (анальгин, норсульфазол, и др.).

Порошки с равноосной формой частиц – крупнодисперсные, с малой степенью уплотнения, малой пористостью (лактоза, гексаметилентетрамин). Чем сложнее поверхность частиц порошка, тем больше сцепляемость и меньше сыпучесть, и наоборот.

Из вышесказанного следует, что поведение индивидуальных веществ и их смесей на стадии прессования определяется физико-химическими и технологическими характеристиками порошка, систематическое исследование которых можно проводить при учете ряда общих для всех дисперсных структур или структурированных систем теоретических положений, разработанных еще академиком П.А. Ребиндером и учеными его школы.

Отправными пунктами, определяющими такие характеристики, являются форма и размеры частиц, их укладка. В совокупности они проявляются в величине удельной поверхности порошка, фракционном составе, насыпном объеме, насыпной плотности, способности к усадке, текучести, прессуемости.