Физико-химические свойство порошкообразных лекарственных субстанций

Форма и размер частиц. Фармацевтические субстанции являются полидисперсными порошками, обладают сложной формой и, как правило, значительной шероховатостью. Порошкообразные лекарственные вещества (субстанции) — это системы, имеющие частицы различных форм и размеров. У многих лекарственных субстанций частицы анизодиаметрические (несимметричные, разноосные). Они могут быть удлиненной формы (палочки, иголки) или пластинчатое (пластинки, чешуйки, листочки). Меньшая часть порошкообразных веществ имеет частицы изодиаметрические (симметричные, равноосные) — это шаровидные образования.
Например, в ОАО «Химико-фармацевтический комбинат «АКРИХИН» проводились исследования образцов субстанций, которые показали, что все многообразие форм их кристаллов в плоскостной проекции может быть сведено к нескольким геометрическим фигурам, таким как сферы, плоские пластины (практически не имеющие толщины), объемные пластины, палочки, иголки и призмы. При этом необходимо отметить, что некоторые порошки могут содержать кристаллы разных форм и их фрагменты: например, субстанция ацикловира наряду с частицами пластинчатой формы имеет фракции в форме палочек и призм, a nq-рошок лоратадина содержит частицы в форме палочек, пластинок и многогранников округлой формы.
Все изучаемые порошки по форме частиц основной фракции разделили на шесть групп. Принято считать, что наибольшее влияние на технологические свойства порошков оказывают доминирующие фракции, поэтому строгая характеристика линейных размеров и формы необходима именно для этих фракций.
От размера частиц субстанции зависят выбор технологии получения таблеток, способ и оборудование при необходимости проведения грануляции, прочность и плотность полученных гранул и, соответственно, механические свойства самих таблеток, их распадаемость и растворение.       
Например, в ОАО «Химико-фармацевтический комбинат «АКРИХИН» в результате исследования большого ряда препаратов получен практический материал, подтверждающий влияние формы и размеров кристаллов субстанций на параметры технологического процесса получения таблеточных масс и режимов их прессования.
Например, для производства таблеток-ядер аминалона необходима только мелкокристаллическая субстанция, а кристаллы аминалона размером 500-1000 мкм дают непрочные, рыхлые таблетки. Таблетированную лекарственную форму карбамазепина надлежащего качества методом грануляции в псевдоожиженном слое можно получить из микронизированной субстанции (до 20 мкм), а методом традиционной влажной грануляции — только из порошка с размером частиц от 50 до 300 мкм. Для получения таблеток ацикловира с высоким показателем растворения нормируется размер частиц субстанции — не более 50 мкм. Установлено также, что и таблетку глибенкламида имеют хорошие показатели по растворению только при использовании микронизированного порошка.
Особенно заметно влияние формы и размера частиц субстанций на технологические характеристики таблеточной массы, предназначенной для прямого прессования. Известно, что только вещества, принадлежащие к кубической системе, прессуются в таблетки непосредственно, т.е. прямым прессованием, без грануляции и вспомогательных веществ. Чем сложнее поверхность порошка, тем больше сцепляемость и меньше сыпучесть, и наоборот. Поскольку прямое прессование все шире внедряется в фармацевтическое производство в связи с его явными экономическими преимуществами и появлением современных высокоскоростных таблеточных прессов с высокими усилиями прессования, особенно актуальными являются исследования, направленные на изучение и нормирование технологических и реологических параметров таблеточных смесей, а также их составляющих, т.е. действующих и вспомогательных веществ. Эти исследования особенно востребованы в настоящее время, когда резко возросло число фирм-поставщиков лекарственных субстанций, которые часто значительно отличаются от серии к серии по своим физико-химическим и технологическим показателям.
Удельная поверхность — площадь поверхности твердого вещества (порошка), отнесенная к единице массы или объема. Если вещество имеет пористую структуру, то учитывается суммарная площадь всех его пор.
Контактная поверхность — поверхность, образуемая при соприкосновении между собой частиц порошка.
Истинная плотность — это предел отношения массы препарата к его объему при нулевой пористости порошка.
Смачиваемость — способность порошкообразных лекарственных веществ взаимодействовать с различными жидкостями (лиофильность), и прежде всего с водой (гидрофильность). На поверхности твердых частиц лекарственных субстанций содержится то или иное количество гидрофильных групп (ОН, —СОН и др.) или кислородных атомов, являющихся структурными элементами их кристаллической решетки, поэтому смачиваемость поверхности порошков имеет разную величину в зависимости от интенсивности взаимодействия межмолекулярных сил. Визуально склонность поверхности порошков к смачиванию водой проявляется:

• полным смачиванием, при котором вода полностью растекается по поверхности порошка;
• частичным смачиванием, при котором вода частично растекается по поверхности;
• полным несмачиванием, при котором капля воды не растекается, сохраняя форму, близкую к сферической.

Гидрофобные (не смачиваемые водой) вещества могут хорошо смачиваться другими жидкостями, например органическими растворителями.
Смачиваемость лекарственных веществ важна для прогнозирования распадаемости таблеток. В таблетки, полученные прессованием хорошо смачиваемых водой веществ, легко проникает вода, что ускоряет распадаемость таблеток.
Гигроскопичность — свойство некоторых веществ поглощать водяные пары из воздуха. Если порошкообразная масса, подготовленная к таблетированию, обладает гигроскопичностью, то она начнет поглощать пары из воздуха и расплываться в поглощенной воде. Если субстанция сильно гигроскопична, это предопределяет применение вспомогательных веществ — влагостимуляторов.
Кристаллизационная вода — вода, вовлекаемая в состав соли при ее кристаллизации (вода, содержащаяся в кристаллах, находящаяся в соединении с молекулами вещества в строго определенных количествах). Молекулы кристаллизационной воды определяют механические (прочность, пластичность) и термические (отношение к температуре среды) свойства кристалла и оказывают существенное влияние на поведение кристалла под давлением. Явление «цементации» также тесно связано с наличием кристаллизационной воды в таблетируемых субстанциях.