Влияние концентрации лактозы на технологические свойства травы лапчатки белой Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕКАРСТВ

О.М. Шимко, О.М. Хишова

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛАКТОЗЫ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРАВЫ ЛАПЧАТКИ БЕЛОЙ

Витебский государственный медицинский университет

Изучено влияние концентрации вспомогательного вещества — лактозы на основные технологические свойства (сыпучесть и прессуемость) таблети-руемой и капсулируемой смеси на основе травы лапчатки белой.

Для оценки сыпучести изучаемой модельной смеси определены следующие параметры — угол естественного откоса, угол падения и угол разности.

Для характеристики насыпной массы при свободном истечении и уплотнении изучаемой модельной смеси рассчитаны коэффициент сжимаемости и отношение Хауснера. Установлено, что по значениям насыпной массы при свободном истечении и при уплотнении модельная смесь на основе порошка травы лапчатки белой относится к классу легких и средних порошков, соответственно.

Показано, что с увеличением концентрации лактозы сыпучесть модельных смесей возрастает. Добавление 20 и 25 % лактозы позволяет характеризовать сыпучесть модельной смеси как хорошую и достаточную для производства капсул и таблеток на основе травы лапчатки белой.

В то же время увеличение концентрации лактозы значимо не влияет на прессуемость модельной смеси и позволяет получать таблетки необходимой прочности на сжатие.

Ключевые слова: лапчатка белая, прессуемость, угол естественного откоса, угол падения, угол разности, коэффициент сжимаемости, отношение Хауснера.

ВВЕДЕНИЕ

В начале прошлого века бурный прогресс в области создания лекарственных средств (ЛС) синтетического происхождения стал теснить лекарственные растения (ЛР) как в лечебной, так и в профилактической практике. Однако в последние десятилетия интерес к ЛС природного происхождения возродился и развивается с нарастающим темпом. Основным фактором повышения интереса к лечебным свойствам ЛР явилось то, что значительной части синтетических ЛС присущи различные нежелательные, даже опасные побочные эффекты. Особенно чувствительны к нежелательным эффектам синтетических ЛС люди пожилого возраста, больные хроническими заболеваниями, дети.

В целом, анализируя тенденции современного фармацевтического рынка в Республике Беларусь, эксперты выделяют следующие причины повышения потребительского спроса на ЛС растительного происхождения:

• относительная безопасность действия. Химическая природа ЛР позволяет ЛС на их основе легко включаться в биохимические процессы организма человека, оказывая многостороннее, мягкое действие;

• незначительное количество побочных эффектов;

• возможность рационального сочетания ЛР между собой и синтетическими ЛС;

• ценовая доступность;

• благосклонное отношение потребителей к ЛС на основе лекарственного растительного сырья (ЛРС), которое сформировалось благодаря многовековым традициям и огромному опыту народной медицины.

С целью расширения номенклатуры ЛС на основе ЛРС нами разрабатываются капсулы и таблетки на основе травы лапчатки белой.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Ранее [1] нами были изучены технологические свойства травы лапчатки белой и были сделаны выводы, что для получения таблеток на основе тонко измельченной травы лапчатки белой необходимо использовать добавление вспомогательных веществ. Поэтому следующим этапом мы изучили технологические свойства тонко измельченной травы лапчатки белой с добавлением различного количества вспомогательных веществ.

В качестве вспомогательного вещества использовали лактозу, которая обладает необходимыми технологическими свойствами и широко применяется в технологии изготовления капсул и таблеток на фармацевтических предприятиях Республики Беларусь.

Готовили модельные смеси порошка травы лапчатки белой (измельчен-ность100 мг) и лактозы следующих составов:

1) Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы;

2) Порошок травы лапчатки белой + 10% лактозы;

3) Порошок травы лапчатки белой + 15% лактозы;

4) Порошок травы лапчатки белой +20% лактозы;

5) Порошок травы лапчатки белой + 25% лактозы.

Основными технологическими характеристиками капсулируемых и табле-тируемых материалов являются сыпучесть и прессуемость. Сыпучесть порошков является комплексной характеристикой, определяемой рядом физических констант: дисперсностью, формой и размером частиц, влажностью массы и гранулометрическим составом. Эта технологическая характеристика порошка может служить критерием для выбора технологии табле-тирования.

Способность порошкообразной системы высыпаться из емкости или «течь» под силой собственной тяжести и обеспечивать равномерное заполнение матричного канала называется сыпучестью таблети-руемой массы. Порошок, имеющий

плохую сыпучесть в воронке, прилипает к ее стенкам, что нарушает ритм его поступления в матрицу.

Для определения сыпучести в сухую воронку, выходное отверстие которой закрыто заслонкой, помещали без уплотнения навеску испытуемого порошка массой 50 г, взвешенную с точностью до

0,01 г. Включали виброустройство и через 20 с открывали заслонку. Определяли время, необходимое для полного истечения испытуемого вещества из воронки. Проводили три параллельных измерения [2].

Сыпучесть рассчитывали по формуле:

V =

т

і - 20

(1),

где V - сыпучесть, г/с;

т - масса навески испытуемого вещества, г;

X - время истечения испытуемого вещества, с;

Для определения насыпной массы в сухой цилиндр помещали навеску испытуемого вещества с заданным насыпным объемом 100 мл и эту массу указывали в результате. Закрепляли цилиндр в держателе. Фиксировали насыпной объем до уплотнения Vo в миллилитрах. Выполняли 10, 500 и 1250 ударов и фиксировали соответствующие объемы V = 10, V = 500 и V = 1250. Частное от деления массы порошка на его объем будет насыпной массой. Частное от деления массы порошка на его объем при уплотнении будет насыпной массой при уплотнении, рассчитанной по формуле 2 [2,3]:

т

Мн = V (2).

Для оценки сыпучести использовали такие параметры, как угол естественного откоса, угол падения, угол разности [3,4].

Угол естественного откоса - это характеристика, учитывающая трение частиц между собой, а также при их движении. Результат определения угла естественного

откоса во многом зависит от выбранного метода. Трудности при испытании возникают из-за сегрегации (расслаивания) материала и уплотнения или разрыхления порошка при формировании конуса. Несмотря на это, метод продолжает использоваться в фармацевтической промышленности, а в литературе описано множество примеров, демонстрирующих его значение при решении производственных проблем.

Угол естественного откоса - это величина трехмерного угла (относительно горизонтальной поверхности),

образующегося при насыпании материала горкой в виде конуса [5].

Угол естественного откоса определяют простейшими средствами.

На рисунке 1 показан прибор для измерения угла естественного откоса. На сборнике 1 смонтирована пластина 2, на которой укреплена шкала 3. Свободно насыпанный исследуемый материал 4 образует конус, угол естественного откоса а, величина которого измеряется при помощи визирной линейки 5 и шкалы 3. На приборе также предусмотрена стойка 7 круглого сечения высотой 177 мм, по которой может скользить втулка 6 массой 111 г, назначение которой - определение угла падения [2].

Рисунок 1 - Прибор для определения угла естственного откоса

После определения угла

естественного откоса, пластину, на которой получен конус из сыпучего материала, встряхивали путем

пятикратного сбрасывания груза с высоты стойки. В момент встряхивания угол естественного откоса обрушивается, стабилизируясь после пятого встряхивания до угла падения, который определяли по шкале визирной линейкой. Чем меньше класс сыпучести, тем меньше угол падения.

В последние годы определение коэффициента сжимаемости и близко

связанного с ним отношения Хауснера считается простым, быстрым и

популярным методом получения характеристик текучести порошков. Коэффициент сжимаемости представляет собой косвенный показатель насыпной массы, размера и формы, площади поверхности, когезионной способности и содержания влаги в материале. Коэффициент сжимаемости и отношение Хауснера определяются путем измерения объемов порошка при свободной засыпке и при уплотнении порошка [5].

Хотя существует несколько методик определения коэффициента сжимаемости и отношения Хауснера, основное испытание заключается в измерении объема порошка до усадки ^о) и конечного объема порошка после усадки или уплотнения ^к). Коэффициент сжимаемости и отношение Хауснера рассчитывают по следующим формулам (3 и 4):

Ув - Ук .

Коэффициент сжимаемости = 100*---------- (3)

Ув

Косвенной технологической пробой на прессуемость является прочность модельной таблетки после снятия давления. Навеску порошка массой 0,3 г прессовали в таблетку диаметром 9 мм на гидравлическом прессе под давлением 120 МПа. Определяли прочность таблеток на сжатие с помощью пружинного динамометра.

Среднее значение находили из 5 определений [2,3].

РЕЗУЛЬТАТЫИ ОБСУЖДЕНИЕ

Ув

Отношение Хауснера= — (4)

Угол разности определяют вычитанием величины угла падения из значения угла естественного откоса.

Прессуемость оценивали по способности таблетируемого порошка под влиянием давления принимать и сохранять определенную форму и размеры таблетки.

Результаты проведенных исследований представлены в таблицах 1 - 8.

Насыпная масса - масса единицы объема свободно насыпанного порошкообразного материала. Насыпная масса зависит от формы, размера, плотности частиц порошков (гранул), их влажности. По значению насыпной массы можно прогнозировать объем матричного канала [2].

Таблица 1 - Зависимость насыпной массы травы лапчатки белой и лактозы от концентрации

лактозы

Состав смеси Насыпная масса, кг/м3

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 619,336+0,164

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 607,095+0,175

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы 601,287+0,078

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 595,929+0,024

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 594,758+0,175

Насыпная масса является объемным показателем порошков. Насыпная масса при свободном истечении изученных смесей травы лапчатки белой с лактозой незначительно уменьшается с увеличением концен-

трации лактозы. По значениям насыпной массы смесь травы лапчатки белой с лактозой в количестве до 15% можно отнести к классу легких, а в количестве 20 и 25% - к классу средних порошков (таблица 1).

Таблица 2 - Зависимость насыпной массы при уплотнении смеси травы лапчатки белой и

Состав смеси Насыпная масса при уплотнении, кг/м3

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 806,774+0,003

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 809,710+0,147

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы 833,764+0,004

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 899,747+0,224

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 890,547+0,024

Насыпная масса при уплотнении возрастает с увеличением концентрации

смеси травы лапчатки белой с лактозой лактозы (таблица 2).

Угол естественного откоса

г\ г0 ^ с0

изменяется в широких пределах от 25 -35 для хорошо сыпучих материалов до 600-700 для связных материалов. Отсюда, чем меньше угол естественного откоса, тем выше сыпучесть. Таким образом, угол естественного откоса является показателем, определяющим потенциальную сыпучесть материала и характеризующим также

форму, размер, удельную поверхность частиц и когезионные свойства [2].

Угол естественного откоса исследуемых смесей травы лапчатки белой с лактозой уменьшается с увеличением концентрации лактозы, следовательно, происходит увеличение сыпучести исследуемых смесей (таблица 3).

Таблица 3 - Зависимость угла естественного откоса смеси травы лапчатки белой и лактозы _________________________________от концентрации лактозы_________________________________

Состав смеси Угол естественного откоса, 0

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 46,20±0,01

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 44,80±0,02

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы 42,80±0,01

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 36,6±0,02

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 36,7±0,02

Увеличение концентрации лактозы резкого ухудшения сыпучести изучаемых

практически не влияет на величину угла смесей (таблица 4).

падения, следовательно, не происходит

Таблица 4 - Зависимость угла падения смеси травы лапчатки белой от концентрации лактозы

Состав смеси Угол падения, 0

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 34,20±0,02

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 34,4±0,03

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы 34,2±0,01

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 29,4±0,02

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 30,4±0,02

Угол разности косвенно

характеризует сыпучесть, удельную

поверхность и когезию. Чем больше угол разности, тем больше склонность сыпучего

материала к аэрированию и псевдоожижению.

При увеличении концентрации лактозы угол разности уменьшается (табл. 5).

Таблица 5 - Зависимость угла разности смеси травы лапчатки белой и лактозы от концентрации лактозы

Состав смеси Угол разности, 0

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 10,60±0,01

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 9,80±0,02

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы 8,20±0,01

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 7,20±0,02

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 6,4±0,02

Сыпучесть смеси с добавлением 5, творительной, с добавлением 20 и 25%

10, 15 % лактозы можно считать удовле- лактозы - хорошей (таблица 6).

Таблица 6 - Зависимость сыпучести травы лапчатки белой и лактозы от концентрации лактозы

Состав смеси Сыпучесть, г/с

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 4,47 ±G,GG1

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 5,88 ±G,GG2

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы б,1б ±G,GG4

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 7,59 ±G,GG5

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 7,81 ±G,GG5

Высокая прессуемость у смеси, содержащей 5% лактозы. С увеличением концентрации лактозы прессуемость изу-

чаемой смеси снижается незначительно и является достаточной для получения таблеток требуемой прочности (таблица 7).

Таблица 7 - Зависимость прессуемости травы лапчатки белой и лактозы от концентрации

лактозы

Состав смеси Прессуемость (разрушающая нагрузка), Н

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 126,42±G,G1

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 97,51±G,G2

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы 98,GG±G,G1

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 93,59±G,G1

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 93,59±G,G1

С увеличением концентрации лак- что свидетельствует об улучшении текуче-

тозы в смеси коэффициент Хауснера и ко- сти (таблица 8).

эффициент сжимаемости уменьшаются,

Таблица 8 - Зависимость коэффициента сжимаемости и отношения Хауснера травы лапчатки ________________________белой и лактозы от концентрации лактозы______________________

Состав смеси Коэффициент Хауснера Коэффициент сжимаемости

Порошок травы лапчатки белой + 5% лактозы 1,5G±G,G1 4G,1±G,2

Порошок травы лапчатки белой + 10 % лактозы 1,42±G,G3 35,4±G,1

Порошок травы лапчатки белой +15 % лактозы 1,25±G,G1 34,3±G,2

Порошок травы лапчатки белой + 20 % лактозы 1,17±G,G2 31,1±G,1

Порошок травы лапчатки белой + 25 % лактозы 1,13±G,G1 3G,3±G,1

ВЫВОДЫ

Изучено влияние концентрации вспомогательного вещества - лактозы на основные технологические свойства (сыпучесть и прессуемость) таблетируемой и капсулируемой смеси на основе травы лапчатки белой.

Для оценки сыпучести изучаемой модельной смеси определены следующие параметры - угол естественного откоса, угол падения и угол разности.

Для характеристики насыпной массы при свободном истечении и уплотнении изучаемой модельной смеси рассчитаны

коэффициент сжимаемости и отношение Хауснера. Установлено, что по значениям насыпной массы при свободном истечении и при уплотнении модельная смесь на основе порошка травы лапчатки белой относится к классу легких и средних порошков, соответственно.

Показано, что с увеличением концентрации лактозы сыпучесть модельных смесей возрастает.

Добавление 20 и 25 % лактозы позволяет характеризовать сыпучесть модельной смеси как хорошую и достаточную для производства капсул и таблеток на основе травы лапчатки белой.

В то же время увеличение концентрации лактозы значимо не влияет на прессуемость модельной смеси и позволяет получать таблетки необходимой прочности на сжатие.

SUMMARY

О.М Shimko, O.M. Khishova THE INFLUENCE OF CONCENTRATION OF LACTOSE ON THE TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF A GRASS POTENTILLA ALBA

The influence of concentration of auxiliary substance - lactose on the basic technological properties of tabletized and capsulated mix is investigated on the basis of a grass Po-tentilla alba.

For an estimation of an investigated model mix the following parameters - corner of a natural slope, corner of fall and corner of a difference are determined.

For the characteristic of bulk weight with the free expiration and condensation of an investigated model mix, coefficient of compression and relation of Hausner are designed. It is established, that on meanings of bulk weight with the free expiration and with condensation model mix on the basis of a powder of a grass Potentilla alba concerns to a class of easy and average powders accordingly.

It is shown, that with increase of concentration of lactose strewing of model mixes grows. The addition 20 and 25 % lactose allows to characterize strewing of a model mix as sufficient for manufacture capsules and tablets on the basis of a grass Potentilla alba.

At the same time increase of concentration of lactose does not influence on ta-bletiering of a model mix and allows to receive tablets of necessary durability on compression.

Key words: Potentilla alba, pressing, corner of a natural slope, corner of fall, corner of a difference, factor of compression, relation Hausner.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шимко, О.М. Изучение технологических свойств смеси тонкоизмельченной травы лапчатки белой и лактозы/ О.М.

Шимко, О.М. Хишова. //Достижения фундаментальной, клинической медицины и фармации: материалы 63-й научной сессии сотрудников университета. - Ви-

тебск:ВГМУ, 2008.С. 78-79.

2. Хишова, О.М. Таблетирование лекарственного растительного сырья / О.М. Хишова. - Витебск, 2005. - 164 с.

3. Белоусов, В.А., Вальтер М.Б. Основы дозирования и таблетирования лекарственных порошков / В.А. Белоусов, М.Б. Вальтер. - Минск, 1980. - 210 с.

4. Государственная фармакопея Республики Беларусь. Т.1. Общие методы контроля качества лекарственных средств / Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении; под общ. ред. Г. В. Годовальникова. -Минск: Минский государственный ПТК полиграфии, 2006. - С. 233.

5. Государственная фармакопея Республики Беларусь. Т.2.Контроль качества вспомогательных веществ и лекарственного растительного сырья / Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении; под общ. ред. А.А. Шерякова. - Молодечно: «Типография «Победа», 2008. - С.33.

Адрес для корреспонденции:

210023, Республика Беларусь, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27,

Витебский государственный

медицинский университет,

кафедра фармацевтической технологии

с курсом ФПК и ПК,

тел. раб. : 8(0212) 37-00-13.

Шимко О.М.

Поступила 06.09. 2010 г.