Lisování tablet Výroba tablet GRANULÁT POMOCNÉ LÁTKY (kluzné látky, rozvolňovadla) LÉČIVÉ LÁTKY POMOCNÉ LÁTKY plniva, suchá pojiva, kluzné látky, rozvolňovadla tabletování z granulátu homogenizace TABLETOVINA homogenizace přímé tabletování kontrola lisování TABLETY kontrola, plnění, adjustace kontrola TABLETY (léčivý přípravek) Lisovací nástroje Horní trn (razidlo) Lisovací matrice (forma, lisovnice) Spodní trn (razidlo)
Fáze lisování Plnění odstranění přebytku předlisování a lisování vysouvání Typy tabletovacích lisů Rotační více lisovacích matric Výstředníkový jedna lisovací matrice Lisování tablet 2
Zhutnění materiálu při lisování Mahmoodi F.: Compression properties of powders, Uppsala 202 Vlastnosti materiálu Stlačitelnost = schopnost materiálu snižovat objem při stlačování Lisovatelnost = schopnost materiálu utvořit při stlačování výlisek o jisté pevnosti Mahmoodi F.: Compression properties of powders, Uppsala 202 Energetická analýza lisování tablety Analýza závislosti síly potřebné na určitou míru stlačení (displacement) při stlačení a uvolnění tlaku Energie = síla * dráha Energie = plocha pod křivkou E P = plastická deformace E E = elastická deformace E F ~ přeuspořádání/tření 3
Model viskoelastické deformace tělesa Kelvin-Voigtův model σ = Fε + η dε dt elastická složka (pružina) Hookovo těleso okamžitá elastická deformace vratná plastická složka ( píst ) σ = Fε probíhá určitou rychlostí úměrnou působícímu napětí nevratná σ = η dε dt σ napětí ε relat. deformace F modul pružnosti η viskozitní koeficient Fáze lisování tablety Přeuspořádání částic Deformace v místech kontaktu Fragmentace Tvorba spojení Deformace pevného tělesa Dekomprese Vysunutí tablety Přeuspořádání částic Probíhá za malého tlaku, relativně velké stlačení Dochází ke vzájemnému pohybu částic, tření, vyplňování mezer, perkolaci Míra přeuspořádání je obvykle nižší u materiálů s dobrými tokovými vlastnostmi 4
Deformace Při aplikaci tlaku dochází k deformaci elastické plastické fragmentační Plastická deformace nastává při dosažení meze kluzu (mez trvalé deformace) Deformace zvyšuje celkovou plochu kontaktu materiálů a vytváří možnost vzniku spojení Fragmentace Při dosažení meze pevnosti materiálu může docházet k fragmentaci původních částic Rozdrobnění částic usnadňuje další zhutnění a vytváří nový povrch dostupný pro vznik spojení Fragmentace probíhá pouze u méně plastických materiálů Rozložení sil v lisovací matrici Pokud silové působení obstarává horní trn F U, není síla na spodním trnu F L stejná axiální profil půsoící síly H k D FL FU e k materiálová konstanta Bilance sil FL FD FU F D třecí síla Střední síla lépe charakterizuje podmínky Střední lisovací síla - aritmeticky FL FU FA 2 - geometricky F F F G L U 5
Rozložení sil v lisovací matrici Radiální síla F R F U λ laterální poměr napětí D H Třecí síla na matrici FD FRtgW Míra lubrikace R (R = pro nulové tření) FL R F U Popis průběhu stlačování Heckelova rovnice ln rel kp A B rel solid ln A A ρ A = teoretická hustota při nulovém tlaku ρ 0 = rel. hustota při nulovém tlaku ln kp ln rel A p y k mez kluzu počátek plast. def. ρ A ρ 0 zvýšení hustoty v důsledku přeuspořádání částic Heckelův graf Heckelova rovnice popisuje pouze lineární úsek II 6
+ - + - + - + - Popis průběhu stlačování Kawakitova rovnice míra zhutnění při daném tlaku V0 V bp C a V bp 0 praktický tvar p p C a ab a = maximální míra zhutnění p k b C míra zhutnění V 0 počáteční objem V aktuální objem a, b parametry tlak potřebný na redukci objemu o polovinu - nízká hodnota = deformace materiálu probíhá snadněji Porovnání Heckel-Kawakita Heckelova rovnice lineární popis za vyšších tlaků Kawakitova rovnice - lineární popis za nižších tlaků odlišný význam p y a p k p y nástup plastické deformace p k snadnost a míra průběhu plastické deformace (časově závislé) p y a p k se liší více při delší době zdržení Možnost kombinovaného využití informací obou rovnic pro optimalizaci parametrů lisování p y použít spíše delší dobu nejsou problémy nelze dobře tabletovat použít spíše vyšší tlak p k Spojování Různé mechanismy vzniku spojení Mechanická teorie dochází k mechanickému zaklesnutí částic Intermolekulární teorie dochází k vytvoření interakcí mezi molekulami na površích částic (např. van der Waals) Teorie kapalného filmu na místech lokálních kontaktů je velmi vysoký tlak, který usnadní rozpuštění/tání složek v těchto místech většina nerozpustných materiálů je špatně lisovatelná velmi suché látky se špatně lisují F Vysoký tlak 7
Spojování Perkolační teorie při rostoucím zhutňování může dojít ke skokové změně vlastností výlisku = perkolační práh Perkolačního prahu se dosáhne při vytvoření propojené struktury jednoho z materiálů Deformace pevného tělesa Další zvyšování tlaku po vzniku tablety vede k jejímu zhutňování, úbytku pórovitosti Různá napětí v axiálním a radiálním směru laterální poměr napětí (Poissonův poměr) Dekomprese Při snížení tlaku dojde ke zpětné elastické deformaci vyvolá napětí v tabletě Tableta musí tomuto napětí odolat Napětí se uvolní plastickou deformací tablety fragmentací tablety Velký vliv rychlosti tabletovačky rychlosti uvolnění tlaku rychlost určuje dobu zdržení rychlost krystalizace (teorie kapalného filmu) pevnost krystalů 8
Vysouvání tablet Dokud je tableta v matrici, dochází k rozpínání jen axiálně Po opouštění matrice rychlá radiální expanze (2 0 %) Může dojít k rozpadu tablet vlivem Δσ R laminace víčkování σ R = 0 σ R > 0 9