Vergleichende Untersuchungen pharmazeutischer Hilfsstoffe unter Einsatz eines inkrementalen Weggebers zur präzisen Wegmessung an einer Exzenter-Tablettenpresse

Abstract

Ziel der Arbeit ist es, verschiedene pharmazeutisch verwendete Hilfsstoffe hinsichtlich ihrer Komprimierbarkeit vergleichend zu untersuchen. Dabei kommt eine instrumentierte Exzenter-Tablettenpresse zum Einsatz, die mit runden, biplanen Stempeln mit einem Durchmesser von 10 mm bestückt ist. Besonderen Wert wird bei der Instrumentierung auf die Wegmessung gelegt. Die Presse ist mit einem digitalen, inkrementalem Weggeber instrumentiert, der die Bewegungen des Oberstempels mit einer Auflösung von 0,4 µm aufzeichnet. Der Weggeber ist über seinen gesamten Arbeitsbereich linear und muss nicht kalibriert werden. Diese Wegmessung erlaubt in Zusammenhang mit der weiteren Instrumentierung der Tablettenpresse eine präzise Analyse der Kompressionsvorgänge und gestattet reproduzierbare Messungen. Über ein Computersystem werden die Daten jedes Pressereignisses ausgewertet. Schwerpunkte der Untersuchungen sind das Kompressionsverhalten mithilfe des Heckel-Modells, die Fragmentierungsneigung der Substanzen, die initiale elastische Rückdehnung, die Kraftrelaxation sowie R-Wert, Rest- und Ausstosskräfte. Als Hilfsstoffe werden mikrokristalline Cellulosen, teilhydrolysierte Stärken, Lactosen, Mannitol, Sorbitol sowie Calciumphosphate untersucht. Neben dem direkten Vergleich der Einzelsubstanzen werden auch Einflüsse von Magnesiumstearat als Schmiermittel und Einflüsse von Kompressionsgeschwindigkeit und Produktfeuchte auf das Kompressionsverhalten untersucht. Ebenso wird auf ein Verdichtungsphänomen bei der Tablettierung von teilhydrolysierter Stärke unter hohen Pressdrücken näher eingegangen.

The aim of this study was the comparative investigation on the compressability of pharmaceutical excipients. A fully instrumented eccentric tablet press equipped with round flat faced 10 mm diameter punches is used. Concerning the instrumentation the measurement of the upper punch displacement is of special interest. Therefore, an incremental displacement transducer providing a resolution of 0.4 µm is used. This digital displacement transducer shows linearity over its entire measuring range and there is no need for calibration or recalibration of the sensor. Precise compression analysis as well as reproducible measurements of the compression data were performed thanks to the displacement and force instrumentation of the tablet press. Compression data were assessed and analysed using a computerized measurement system. The focus is put on the compression model according to Heckel, the fragmentation tendency of the powder, the initial elastic recovery, the plastic flow under pressure as well as on the R-value, the residual force in the die after compression and the ejection force. The compression characteristics of microcrystalline Cellulose, modified starches, different types of lactose, mannitol, sorbitol and calcium phosphate were investigated. The influence of magnesium stearate as a lubricant and the product moisture as well as the compression speed on the compressability of the excipients were examined. A phenomenon of powder densification occuring when tablets of modified starch where compressed at high loads is also investigated and diskussed.