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藥用半固體制劑的流變特性淺談(一)

來源:賽默飛世爾科技智能制造與過程分析   2025年02月13日 17:05  

你知道嗎?軟膏、凝膠這些我們?nèi)粘3R姷乃幤罚鋵?shí)都有它們獨(dú)特的“流動秘密”。今天,我們就來聊聊藥用半固體制劑的流變特性,一起探索它們是如何在科學(xué)儀器的幫助下,展現(xiàn)出不同的質(zhì)地和穩(wěn)定性。

 

 

半固體制劑是一種常用制劑,包括軟膏、凝膠、乳膏等,新仿制半固體制劑需證明與原研產(chǎn)品活性成分相同且物理和結(jié)構(gòu)性質(zhì)類似,這尤其需要對微觀結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的表征進(jìn)行驗(yàn)證。為此,各組織和政府機(jī)構(gòu)(FDA、EMA、NMPA)發(fā)布了相關(guān)法規(guī)和建議,這些建議包括全面的流變特性表征。

遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了簡單的單點(diǎn)黏度測定。無論哪個機(jī)構(gòu),這些建議始終包括在較寬的剪切速率范圍內(nèi)測定完整的流動曲線、屈服應(yīng)力和黏彈性性質(zhì)。

此外,進(jìn)一步的流變方法也可能有助于證明兩種配方的可比性;這些方法包括蠕變和恢復(fù)測量以及觸變性測量。

 

 

賽默飛哈克(HAAKE)在半固體制劑流變性能表征方面擁有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),在此,我們介紹兩種半固體制劑配方的流變特性表征內(nèi)容。

 

 

· 樣品信息

非處方藥用軟膏或藥用凝膠。

· 測試儀器

HAAKE MARS iQ Air流變儀。

圖片

· 測試內(nèi)容

振幅掃描、頻率掃描(更多測試內(nèi)容在下一篇幅)。

· 振幅掃描

可確定樣品強(qiáng)度和機(jī)械穩(wěn)定性,在恒定振蕩頻率下增加剪切應(yīng)力或應(yīng)變振幅,評估儲能模量G’、損耗模量G’’或復(fù)數(shù)模量G*,確定線性黏彈區(qū)范圍,即LVR:模量不隨振幅變化的平臺區(qū),在超過LVR后,模量在較高振幅下會顯著降低。當(dāng)模量作為剪切應(yīng)力的函數(shù)顯示時,LVR的寬度可用作微觀結(jié)構(gòu)(網(wǎng)絡(luò))穩(wěn)定性的度量。

 

圖1為頻率1Hz時振幅掃描的結(jié)果。軟膏的質(zhì)地比凝膠更硬,因?yàn)樵诘驼穹?| G*| 的平臺值更高(軟膏:3630 Pa,凝膠:248 Pa)。此外,軟膏LVR更寬(軟膏:105 Pa,凝膠:11 Pa),表明軟膏中的微觀結(jié)構(gòu)比凝膠更穩(wěn)定。

圖片

圖1:頻率1Hz下的剪切應(yīng)力振幅掃描

(點(diǎn)擊查看大圖)

· 頻率掃描

在LVR內(nèi),不同頻率下模量對頻率的響應(yīng)提供了有關(guān)樣品結(jié)構(gòu)性質(zhì)的信息。例如:

當(dāng)模量值(尤其是儲能模量G’)具有較低的頻率依賴性且?guī)缀跖cx軸平行,則說明樣品具有高度互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);

反之頻率依賴性較高,則表示樣品相互作用的互聯(lián)性較差(如乳液或分散結(jié)構(gòu)樣品);

如果在測試頻率范圍內(nèi)G’和G’’相交且G’’在較低頻率下占主導(dǎo)地位,則樣品為黏彈性液體。這通常是不含固體成分的聚合物溶液或熔體。

 

圖2是軟膏和凝膠的頻率掃描結(jié)果。在整個測量范圍內(nèi),兩種樣品G’高于G’’,表現(xiàn)為固態(tài)性質(zhì)。軟膏的G’比凝膠的G’具有更強(qiáng)的頻率依賴性,表明軟膏更像乳液,而凝膠中存在更高的互聯(lián)結(jié)構(gòu)。對于軟膏,G’和G’’在低頻率范圍內(nèi)繼續(xù)收斂趨近(差值縮小),這表明軟膏的較弱的長期穩(wěn)定性。對于凝膠,即使在最低頻率下,G’仍比 G’’高一個數(shù)量級,這表明凝膠具有更高的長期穩(wěn)定性。

圖片

圖2:軟膏和凝膠的的頻率掃描

 

 

振幅掃描和頻率掃描的結(jié)果表明,軟膏的質(zhì)地比凝膠更硬, 兩者都擁有典型的半固體性質(zhì),但軟膏的長期穩(wěn)定性較差。

 

更多關(guān)于兩者黏彈性和流動性的差異,如屈服力、流動曲線的表征將在下一篇幅,敬請期待。

 

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