粉體流動性的分析

 

在制藥行業(yè)中的粉末已被廣泛應(yīng)用于各種方法表征其流動性。許多藥學(xué)文獻(xiàn)方法試圖以測量與生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的各種粉末的流動特性。有粉，粉末流動性的許多行為，因此復(fù)雜化研究。

本章是醫(yī)藥文獻(xiàn)綜述粉末流動性特征的最常用的方法。有沒有簡單的測試方法可以采取藥物粉末的流動性的一個指標(biāo)，提出了寶貴的一章在藥物開發(fā)過程標(biāo)準(zhǔn)化的粉末流動性測試方法。

四個傳統(tǒng)方法的粉末流動性的表征是：

（1）休止角

（2）壓縮因子或Hausn？r比

（3）孔隙速度

（4）剪切細(xì)胞的方法

考慮到在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法中所用的測試方法和變量的數(shù)目是有利的，可能的。鑒于此目標(biāo)，下面將討論最常用的方法，并取得了重要的實(shí)驗(yàn)方面的考慮，并以規(guī)范的建議的方法。通常，測量粉末流動性的任何方法應(yīng)該是實(shí)際和有用的，可重復(fù)的，敏感的，并且產(chǎn)生有意義的結(jié)果。沒有方法完全，完全表征粉末的流動性。一種策略是利用各種標(biāo)準(zhǔn)的測試方法來表征感興趣的科學(xué)家的藥粉流動性的各個方面。

休止角

休止角是摩擦的顆粒或電阻之間的特性。據(jù)報(bào)道，該結(jié)果是非常依賴于所使用的休止給該方法的角度。當(dāng)形成圓錐體，或塊狀的粉末所形成的空隙，從而導(dǎo)致材料的脫層這個測試是困難。盡管困難重重，但該方法仍是在制藥行業(yè)中得到了廣泛的使用，在文獻(xiàn)中表現(xiàn)出的生產(chǎn)問題的預(yù)測值。

休止角是恒定的，幾個不同的測量方法是假設(shè)錐形物質(zhì)形成的三維角度（相對于底物）（下面將簡要描述）。

休止角的基本方法

有測試描述于文獻(xiàn)中的休止角的幾種方法。測量休止角的靜態(tài)的最常用的方法可根據(jù)以下兩個重要的實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行分類：

（1）相對于基板而言，粉末的通過“漏斗”的高度可以被固定到，或形成為圓錐體高度可變化。

（2）在錐形直徑的基部直徑可以是固定的或可與錐的形成改變。

休止性和流動性的角度之間的關(guān)系

雖然使用粉末流動性一些不確定性休止角，其特征在于，但與大多數(shù)藥學(xué)文獻(xiàn)的分類相一致卡爾，如表1所示。文獻(xiàn)的實(shí)例表明，當(dāng)靜止角可以在40°滿足大于50°的生產(chǎn)要求至50℃，在生產(chǎn)這樣的流動性方面是很少接受。

休息和流動性對應(yīng)表的角度

流動性

休止角（°）

很好

25-30

好

31-35

一般

36-40

合格

41-45

區(qū)別

46-55

很壞

56-65

很差

> 66

休止實(shí)驗(yàn)推薦角度

休止角不是粉末，也就是說的固有特性，它是非常依賴于在錐體使用的成形方法?，F(xiàn)有文獻(xiàn)提出了以下主要建議：

圓錐體的峰可能由粉末的上部變形的影響。通過仔細(xì)地建立所造成的影響，粉紅色的圓錐體變形最小化。

休止的錐角的堿的性質(zhì)的影響。形成錐“公共襯底”，其可以由一個錐形的粉末層上形成，以實(shí)現(xiàn)對所推薦的粉末。這可以用一個固定的直徑來完成和突出外邊緣來完成，這樣一方面可以保持圓錐體的粉末形式。

測量休止角的方法，推薦的

關(guān)于粉末的固定座層的休止測量角度建議保留?；膽?yīng)無振動，。更改漏斗的高度，認(rèn)真形成對稱的錐形。當(dāng)漏斗移動到要采取防止震動。當(dāng)形成錐形，從頂部開始的漏斗的高度應(yīng)保持約2-4厘米，以便最小化在圓錐形的沖擊頭的粉末。

如果錐體不是對稱或非成功形成的重復(fù)，該方法是不恰當(dāng)?shù)摹３松鲜龅淖⑸浞?，以及靜止和動態(tài)測定的排放角。

測量休止被測量的角度和襯底高度并計(jì)算休止α的錐角

計(jì)算公式如下：

黃褐色（α）=高度/半徑

休止角測量原理

休止分類測量角

Hausner比和壓縮

近年來，可壓縮性密切相關(guān)的豪斯納比已成為預(yù)測粉末性能的簡單，快捷和流行的方式。的材料，尺寸和形狀，表面積，含水率和粘度的堆積密度影響壓縮因子，壓縮因子已被建議作為一個粉末的流動性，其特征在于的間接指標(biāo)。

壓縮系數(shù)和Hausner比通過測量振實(shí)密度和粉末的堆積密度來確定。

豪斯納系數(shù)和壓縮率的測定

壓縮系數(shù)的確定和有一定的差異Hausner比測定方法，但基本的方法是測量（1）在沒有抽頭表觀體積V0，（2）的表觀體積Vf的抽頭。

豪斯納因子和壓縮比計(jì)算如下：

可壓縮性（％）= 100×[（V0？VF）/ V0]

Hausner比=（V0 / Vf）的

壓縮系數(shù)和Hausner比可使用堆積密度（ρbulk）和振實(shí)密度（ρtapped）來計(jì)算：

可壓縮性（％）= 100×[（振實(shí)密度？堆積密度）/振實(shí)密度]

豪斯納比率=（振實(shí)密度/堆積密度）

豪斯納因子和壓縮比，不同的流狀態(tài)表2下在可接受的范圍。

在不同的流動狀態(tài)和Hausner比壓縮系數(shù)

流動性

可壓縮性（％）

豪斯納比

很好

≤10

1.00-1.11

好

11-15

1.12-1.18

一般

16-20

1.19-1.25

合格

21-25

1.26-1.34

區(qū)別

26-31

1.35-1.45

很壞

32-37

1.46-1.59

很差

> 38

> 1.60

實(shí)驗(yàn)考慮Hausner比和壓縮

Hausner比和壓縮性是粉末的不固有性質(zhì)，非常依賴于所用的測試方法。

以下是不影響抽頭表觀體積V0，抽頭Vf的表觀體積測量的體積密度和振實(shí)密度ρtappedρbulk的重要因素，：

圓柱體的由直徑

獲得粉末振實(shí)密度的罷工次數(shù)

測試物質(zhì)的質(zhì)量

當(dāng)樣品的振動速度

壓縮比推薦的測量方法和豪斯納

使用百克測試樣品，測量250毫升的體積，可以使用較少的樣本，并應(yīng)所述的圓柱體的體積，但工藝參數(shù)。推薦的平行測量三次。

孔隙速度

材料的流率取決于許多因素，其中一些涉及到顆粒，一些過程相關(guān)。監(jiān)測孔材料的流速粉體流動性測量一個較好的方法。特別重要的是連續(xù)監(jiān)測流動的效果，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，即使該材料仍然是發(fā)生自由流動的脈沖流模式。當(dāng)容器是空的，也可以觀察到的流量變化。孔的流速，顆粒尺寸和顆粒密度依賴性。只為自由流動的物質(zhì)孔隙速度。

每單位時間的孔隙速度是材料從容器流入的量（氣缸，一個漏斗，漏斗）。測量流量可以是間歇的或連續(xù)。

測量孔的流量的基本方法

孔隙速度測量是最常用的基于以下分類實(shí)驗(yàn)的三個重要變量方法：

（1）含有的類型的粉末的容器。常見的容器量筒，漏斗，漏斗生產(chǎn)設(shè)備。

流出孔的尺寸和形狀（2）?？壮叽绾托螤钍欠勰┑乃鶞y量的流率的關(guān)鍵因素。

（3）粉末流速的測量。一些可以與電子記錄裝置（磁帶錄音機(jī)，計(jì)算機(jī)）連續(xù)地測量流量平衡可以使用可被（非連續(xù)測量）離散樣本中測量。

可變孔隙速度測量方法

是否質(zhì)量流量或體積流量可既測量。測量的質(zhì)量流量是相對容易的，但它被偏置到一個高密度材料。由于模具的體積被填滿時，體積流率是最好的選擇。

您可能需要解釋的振動器連接到從容器中的物質(zhì)流，而這反過來又導(dǎo)致復(fù)雜的結(jié)果。孔口已經(jīng)提出了一種移動裝置，以更接近地模擬旋轉(zhuǎn)壓力條件。通過粉末流的孔的最小直徑也可確定。

流量的常見孔徑

有沒有通用的規(guī)模，因?yàn)榻煌ㄊ欠浅Ｒ蕾囉谒臏y量方法，與比較已公布的業(yè)績是非常困難的。

的建議的實(shí)驗(yàn)孔隙速度

孔隙速度不是粉末的固有特性，很大程度上取決于所使用的測量方法。文獻(xiàn)討論了影響這些方法的幾個重要因素：

直徑和形狀的孔的。

類型的容器材料（金屬，玻璃，塑料）。

直徑和高度粉末床的。

的推薦方法的孔隙速度

孔隙速度只能用具有一定的流動性的物質(zhì)，粘性材料是不適用的。它可以用作筒狀容器中，由于流動是在氣缸非常小的效果。

這樣的裝置的流動速率由粉末代替沿著容器壁的粉末移動的移動來確定。當(dāng)該柱的高度小于所述粉末柱的直徑的兩倍，它傾向于增加粉末流速?？讖綉?yīng)圓柱形振動應(yīng)該沒有。

通常為圓柱形的預(yù)定尺寸如下：

開口直徑>粒子直徑的6倍

氣缸直徑>的開口的直徑的2倍

的料斗作為容器可以是合適的，因?yàn)樗碓谏a(chǎn)流動性。用漏斗是不期望的，特別是長頸漏斗，因?yàn)榇笮『吐┒房诘拈L度和粉末和長頸漏斗確定的流率之間的摩擦。截頭圓錐體可以是合適的，但是業(yè)務(wù)會受到影響奮筆摩擦系數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧鲜且紤]的重要因素。

用于氣缸的開口，使用不同的孔直徑的板可被選擇，以提供最大的靈活性，以更好地確保粉末流動圖案。流量測量可以是間歇的或連續(xù)的。使用電子天平連續(xù)測量可以更有效地監(jiān)測瞬時流量變化。

剪細(xì)胞方法

為了研究料斗和粉末流動性的設(shè)計(jì)在一個更基本的基礎(chǔ)上，各粉末剪切試驗(yàn)機(jī)，測定粉末流動性更加透徹和準(zhǔn)確的方法被開發(fā)。制藥研究材料剪切細(xì)胞的方法已被廣泛使用。

在該方法中，可以得到各種有用的參數(shù)，包括剪切應(yīng)力的代表 – 剪切應(yīng)變的屈服軌跡，內(nèi)摩擦角，約沒有屈服強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度和導(dǎo)出的各種參數(shù)，如流量因子和其他之間的關(guān)系流動性指數(shù)。因此能夠更精確地控制的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，移動性可以被確定為的組合時間和其他環(huán)境條件的函數(shù)。該方法已被成功地用于確定料斗的關(guān)鍵參數(shù)。

剪切池的基本方法

水平剪切剪切池的一種類型是圓柱形剪切單元，形成可移動部分之間的剪切表面的這種方法和一個下部固定底座圈剪切單元。

環(huán)形剪切單元設(shè)計(jì)提供多個功能不是圓柱形剪切單元，其包括需要較少的材料，但是，它可能會導(dǎo)致粉末床的缺點(diǎn)不能均勻地切割的，我。e。材料的環(huán)形內(nèi)部材料和更外側(cè)的比。第三種類型的剪切單元（板）與粉末的薄層粗糙表面與下部可動上粗糙的表面之間固定。

所有池的剪切方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，詳細(xì)本章中沒有討論。像的其它方法用于表征粉末流動性，并且在文獻(xiàn)中許多變量被描述。

通常，該方法的一個優(yōu)點(diǎn)顯著是剪切細(xì)胞實(shí)驗(yàn)控制更大程度的。這種方法非常耗時，需要大量的材料和經(jīng)驗(yàn)豐富的操作。

推薦的剪切單元方法

許多現(xiàn)有的剪切單元的裝置和測試方法提供了大量豐富的數(shù)據(jù)，可以有效地利用來表征數(shù)據(jù)的粉末流動性。他們還幫助設(shè)計(jì)設(shè)備，如料斗，料倉。

由于現(xiàn)有的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)程序本章多樣性的使用上沒有具體的建議。據(jù)，粉末流動特性將利用一個剪切單元方法進(jìn)行描述推薦的，它應(yīng)包括該裝置和方法的完整描述。

總結(jié)一下

（1）測定確定粉末流動性的發(fā)展的最常用的方法的固體制劑的休止角，許多研究者制劑通過測量休止角基本上在粉末流動性測定獲得的。然而，靜止方法的角度有以下缺點(diǎn)：

①將粉末的測定無壓力的條件下，不能代表實(shí)際生產(chǎn)條件。

②反映顆粒之間的相互作用沒有透露粒子本身的性質(zhì)。

③測量結(jié)果取決于測量的設(shè)備和條件，重現(xiàn)性差。

（2）壓縮系數(shù)和具有Hausner比計(jì)算簡單，快速的比較藥物活性成分，賦形劑的遷移率的差異制劑的優(yōu)點(diǎn)，如在生產(chǎn)膠囊的具有重要的應(yīng)用，但也有其缺點(diǎn)：

①可壓縮性和Hausner比不能準(zhǔn)確地反映不同類型的粉末材料的實(shí)際流動。

②雖然USP <616> 用于測量體積密度和標(biāo)準(zhǔn)化的振實(shí)密度，但缺乏外部壓力的控制的收集方法使振動壓實(shí)過程的隨機(jī)性。

（3）孔隙率流技術(shù)具有以下缺點(diǎn)：

①通過不同的實(shí)驗(yàn)條件，如非常大的直徑的效果的流率的測定，不同的一組孔的測量流量。

②將粒子間的粉末強(qiáng)吸引力，粉末不能流動測量。

（4）在測量粉末流動性的方法，所述剪切細(xì)胞的方法是可計(jì)量的，可再現(xiàn)的方法，但其缺點(diǎn)是：

①測試所需的粉末量越多。

②測試需要很長的時間。

③所需設(shè)備。

然而剪切基于更基本理論方法，除了上述的簡單方法可以提供更可靠的結(jié)果。

分界線水墨暈染

固體制劑的開發(fā)過程中，有時會遇到小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室階段粉能夠順利流動，一旦流動不暢的規(guī)模化生產(chǎn)車間和問題經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致不一致的產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時甚至無法繼續(xù)生產(chǎn)。藥物生產(chǎn)過程中，例如粉末的從料斗通過粉末轉(zhuǎn)移，傾倒和在混合器中混合，并在膠囊填充機(jī)和壓片模頭都與藥物粉末的流動。粉末的性質(zhì)是流動的粉末顆粒不平衡力。

最大，其特征在于，在重力的影響之間的附著力，顆粒，摩擦等。粒子應(yīng)力分析實(shí)測值：顆粒和粒子附著之間的靜電相互作用，以粉末的重力流動的。顆粒形狀和大小分布已被證明影響粉末的流動性； 并且此外，溫度，水分含量，電性能，堆積密度，和結(jié)塊指數(shù)，內(nèi)部摩擦等因素也系數(shù)被認(rèn)為對藥物粉末的流動性的影響。

由于許多因素影響的粉末流動性，粉末藥物流顯著影響粉末的混合，該配方和生產(chǎn)率的均勻性的效率。因此，采用科學(xué)有效的方法用于測量藥物的粉末流動性，影響了研究的粉末流動性將有助于解決這些問題的因素。

粉研究的基礎(chǔ)，深入材料結(jié)構(gòu)的認(rèn)識 – 財(cái)產(chǎn)“及其與關(guān)系的處方，工藝，設(shè)備，產(chǎn)品的質(zhì)量是在固體制劑的發(fā)展的關(guān)鍵一步。在藥物剪切細(xì)胞的方法的粉末流動性的應(yīng)用將使研究深化影響粉末的藥物技術(shù)中的流動性的因素，以提高理解的方法進(jìn)行測定的分析。