硬脂酸镁又名十八酸镁,是硬脂酸脂肪酸的镁盐。常在片剂、胶囊剂和粉末剂中作为润滑剂使用。
硬脂酸镁的生产原料——硬脂酸,是硬脂酸和棕榈酸的混合物。而这两种物质的含量比例将会影响硬脂酸镁的质量。
图1 硬脂酸镁结构
硬脂酸镁在制剂生产中虽然用量较小,却具有十分重要的作用。它的特性包括以下3种:抗粘性、增流性、润滑性。许多产品如果不使用硬脂酸镁,就可能出现颗粒流动性差,压片时粘冲、涩冲等现象。
在一些研究和生产中人们发现,除了作为润滑剂,硬脂酸镁的加入还会对片剂产生一定的软化作用,主要表现为大幅降低片剂的硬度。
下面我们一起来学习一下有关于硬脂酸镁的知识吧。
硬脂酸镁的使用注意事项
硬脂酸镁是制药界广泛应用的药物辅料,通常认为口服无毒。然而,大量口服会引起腹泻或黏膜刺激。并且硬脂酸镁容易粘附在皮肤上,所以在日常实验中应注意保护自己,戴好手套、面具或护目镜,穿好实验服。过量吸入硬脂酸镁粉尘会引起上呼吸道不适、咳嗽和窒息,故应在通风处操作,戴好防尘呼吸设备。
硬脂酸镁与强酸、强碱和铁盐配伍禁忌。应避免与强氧化物混合。硬脂酸镁在含有阿司匹林、一些维生素和大多数生物碱盐的产品中不得使用。
硬脂酸镁的润滑机制
通常,润滑机制有四种:流体动力润滑、弹性流体动力润滑、混合润滑和边界润滑。前三种润滑机制在一定程度上与液体润滑剂的使用有关。在制药行业中,最常用的机制是边界润滑机制。
所谓边界润滑,通常是指润滑剂在两个颗粒表面之间形成薄膜以减少摩擦。
在结构上,产生边界润滑的润滑剂通常是具有活性端基的长链分子,例如硬脂酸及其金属盐。
从微观角度看,一般认为硬脂酸镁的润滑作用是由于分子中的极性金属部分粘附于粉末或者颗粒表面,而非极性碳氢化合物部分定向地从颗粒表面排向邻近的粉末、颗粒或者设备表面(如压力机冲模或胶囊填充机冲杆),从而达到润滑的效果。
从宏观角度看,硬脂酸镁可以用作润滑剂原因之一是其片状晶体结构,这些片状晶体结构层会在混合的过程中从重叠状态中被分开,由于其粒径较小,可半连续性地覆盖于单个颗粒或者设备表面。在压片或填充的过程中,颗粒表面的硬脂酸镁和可与模具表面结合,在药物颗粒和模具之间形成一层膜,减少模具和药物颗粒、片剂在移动过程中的摩擦,从而达到润滑的效果。
图2 硬脂酸镁片状结构
硬脂酸镁影响物料可压性的多种因素
硬脂酸镁影响辅料的可压性受多种因素影响,如混合时间、硬脂酸镁用量、辅料粒径大小、硬脂酸镁粒径大小、混合剪切力等因素都会影响辅料的压片性质。
图3 药物粉体可压性影响因素(引自《药物粉体可压性影响因素及改善策略》)
(1)用量、混合时间
硬脂酸镁混合时间过长,均会导致润滑过度,降低物料可压性,同时疏水性的硬脂酸镁会影响水分的毛细管作用,阻碍水分渗入片芯,导致崩解和溶出变慢。在某些情况下,因硬脂酸镁的作用引起的溶出速度降低,可在处方中加入高膨胀性的崩解剂来解决。
固体颗粒在和硬脂酸镁混合的过程中,硬脂酸镁粉末首先会以类似吸附的方式在颗粒表面形成均匀的吸附膜。
继续混合后,均匀分布在颗粒表面的硬脂酸镁则可能会发生分层或去团聚,使吸附在颗粒表面的硬脂酸镁颗粒破碎,导致硬脂酸镁对颗粒表面的覆盖率增大。
随着混合时间的增加,当硬脂酸镁颗粒单层地分布于颗粒的表面,覆盖率将达到最大。
硬脂酸镁在颗粒表面的覆盖率大小,可改变颗粒表面的性质,从而会影响颗粒的表观和内在性质。
在后续的压片或胶囊填充工序中,由于硬脂酸镁具有疏水性,更大的表面覆盖率会为颗粒带来更强的疏水性,因此在使用硬脂酸镁作为润滑剂时,混合时间的增加会导致溶出和崩解的延迟。
在处方工艺开发中,要选择合适的硬脂酸镁型号、用量、混合时间以及最佳的混合转速,保障润滑效果的同时防止过度润滑,使产品安全、有效、质量可控。
(2)粒径及比表面积
由于硬脂酸镁发挥作用的主要机理是在颗粒的表面成膜,因此硬脂酸镁在颗粒表面的覆盖率就影响润滑效果,同时也会影响颗粒的性质以及后续的工艺。
硬脂酸镁的粒径在10um以下的范围内,随着D50(中位粒径)的减小,比表面积呈现出明显的增加趋势,并且随着混合浓度的增加,这种变化趋势更加明显。
比表面积对硬脂酸镁在颗粒表面的分布有很大的影响。硬脂酸镁的比表面积越大,其极性越强,附着力越大,可以在颗粒表面形成一层较薄但均匀的硬脂酸镁层;而比表面积较低的硬脂酸镁,容易在颗粒表面富集。
硬脂酸镁的粒径和比表面积这种显著的相关性,导致硬脂酸镁的粒径影响硬脂酸镁的比表面积,从而影响润滑效果,最终影响颗粒及终产品的性质。
不同类型辅料对硬脂酸镁的敏感性
辅料根据受压迫后的形变变化可以分为3类:弹性辅料、塑性辅料、脆性辅料。不同辅料的可压性和使用范围不同,并且由于性质的差异,对硬脂酸镁的敏感性也不同。敏感性越强,药片的软化作用越明显。
弹性辅料受到压力时会发生形变,而压力消失后可以恢复到原来的形态,这类辅料包括部分预胶化淀粉以及明胶。
塑性辅料受到压力时发生形变,而压力消失后不会恢复到原来的形态,这类辅料的代表是微晶纤维素。
脆性辅料受到压力后会发生破裂,形成更小的颗粒,如磷酸氢钙。
对硬脂酸镁的敏感性,一般为:弹性辅料>塑性辅料>脆性辅料,因此,可以选择用塑性辅料和脆性辅料的组合来作为填充剂,这样既保留了塑性辅料的高可压性,又具备了脆性辅料的低润滑敏感性。
脆性辅料低敏感性的原因
我们可以将硬脂酸镁与其余物料看作一个二元体系,A代表硬脂酸镁,B代表填充剂以及粘合剂,那么物料间就会有3种结合方式,即A-A、A-B以及B-B。
如果颗粒间是以B-B的方式结合,那么颗粒间结合就会比较紧密;颗粒间如果以A-A或A-B形式结合,那么颗粒间的聚合力就会较弱,结合就不会很紧密。
而硬脂酸镁对脆性辅料物料影响较小的原因,是压片过程中,脆性物料会发生破碎从而变成较小的颗粒,这样就会形成一些没有被硬脂酸镁覆盖的表面,从而使颗粒间紧密结合,弱化硬脂酸镁的软化效果。
总结
当硬脂酸镁的片剂软化效果较为严重时,我们可以从两方面考虑去解决问题。
首先,应调整我们的处方工艺,通过改变硬脂酸镁的加入量、混合时间以及混合机转速等来克服软化作用。
如果这些方法都无法解决问题,我们可以尝试更换辅料。目前已经出现了一些可以替代硬脂酸镁的辅料,例如美国凯瑞医药公司发明的Lubritose复合辅料系列产品。
该复合辅料是将乳糖以及单硬脂酸甘油酯以一定的比例、经过特殊的工艺制备而成的润滑剂,效果不比硬脂酸镁差,并能显著改善硬脂酸镁对片剂带来的副作用。
随着技术的发展,一定会有越来越多的辅料可以满足我们的研发需求。
千叮咛万嘱咐,当我们使用硬脂酸镁的时候,一定要特别注意,硬脂酸镁是否会对片剂产生较大的软化作用,是否对溶出造成影响,如果造成影响,可按小编上述的内容进行排查。今天的内容就到这里啦,我们下篇见!
参考文献
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