Technical Newsletter
Tablets are the most common and widely used dosage form in pharmaceuticals due to their versatility and convenience. The tablet compression process involves transforming individual and discrete solid particles into a compact and uniform mass under the pressure of a tablet press. Typically, for a solid powder to be compressed into a tablet, it needs to have the following three main properties:
1. Good flowability to ensure the die is efficiently filled, leading to uniform tablet mass.
2. Adequate cohesiveness during compression and the ability to maintain that structure once the compression force is removed.
3. Ease of ejection from the die without damage to the tablet or press machinery.
In reality, very few powdered active ingredients possess all three of these characteristics. Therefore, the use of additional excipients and careful process selection is essential. In the past, wet granulation was the most common process used in most tablet formulations. However, direct compression is becoming increasingly popular and is now a key trend in pharmaceutical manufacturing. In direct compression, the role and properties of excipients are crucial in determining the characteristics of both the powder blend and the final tablet.
Lubricants are an indispensable component in tablet formulations. Depending on their nature and physicochemical properties, glidants affect both the tablet compression process and the properties of the final product. Therefore, selecting the right glidant is an essential step when developing a tablet formulation. In this review, we will explore different types of glidants and their functions and characteristics in tablet compression.
In fact, the term "lubricant" is a broad term that describes three different functions of this excipient group:
1. Improving powder flowability, aiding in die filling efficiency, and ensuring uniform tablet mass. This function is referred to as glidant.
2. Preventing adhesion between the tablet surface and the punches, facilitating easier ejection and ensuring the integrity of the final tablet by reducing capping and sticking. This function is known as anti-adherent.
3. Reducing friction between the tablet sides and the die walls during compression, preventing tablet lamination or cracking. This function is called lubrication.
Understanding the distinction between these three functions helps in selecting the most appropriate glidant. In practice, very few glidants can perform all three functions simultaneously, with most excipients only covering two out of three.
Khi khối bột được nén trong lòng cối, khối bột sẽ xảy ra sự sắp xếp lại các phân tử để lấp đầy những khoảng trống. Từ đó, sự tiếp xúc giữa các phân tử khối bột và thành cối tăng lên và lực ma sát giữa viên nén tạo thành với cối cũng sẽ lớn. Vì vậy, mục đích chính khi sử dụng tá dược trơn bóng (lubrication) chính là làm giảm lực ma sát này, bằng cách tạo một lớp màng trơn bóng ở toàn bộ bề mặt viên để ngăn cách tiếp xúc giữa mặt bên của viên và thành cối. Tá dược trơn bóng (lubrication) thường là những chất rắn vô cơ hoặc hữu cơ có thể dễ dàng tạo cấu trúc màng. Một tá dược trơn bóng không hiệu quả sẽ dễ khiến viên thuốc thành phẩm không nguyên vẹn khi ra khỏi cối và ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy móc, thiết bị.
Một số tá dược trơn bóng thông dụng:
Tá dược trơn bóng hiệu quả và thông dụng nhất, với hàm lượng sử dụng thấp 0.25 – 0.5%. Magnesium stearate cỡ hạt nhỏ giúp tạo lớp màng trơn bóng bao quanh viên hiệu quả. Tuy nhiên với cấu trúc chứa chuỗi hydrocarbon có tính xơ nước, Magnesium stearate tạo một lớp chống thấm nước trên bề mặt viên thuốc, làm giảm khả năng thấm ướt của viên và từ đó kéo dài thời gian rã cũng như thời gian hòa tan, phóng thích hoạt chất. Bên cạnh đó, Magnesium stearate thường làm giảm độ bền vật lý của viên thuốc, bởi vì tạo những lớp màng mỏng bên trong viên thuốc, làm giảm tính kết dính giữa những phân tử khối bột. Nếu thời gian trộn quá lâu, các phân tử Magnesium stearate có xu hướng kết tụ lại với nhau để tạo thành một màng xơ nước bên trong lòng khối bột, dẫn đến việc làm giảm độ cứng của viên thuốc. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, viên thuốc sử dụng tá dược độn có biến dạng dẻo (Starch hay MCC) sẽ dễ bị ảnh hưởng bởi sự giảm độ bền viên của tá dược trơn bóng hơn là những viên thuốc sử dụng tá dược độn biến dạng gãy vỡ (Dicalcium phosphate, tá dược độn nhóm đường).
Tá dược trơn bóng không tan trong nước nhưng cũng không làm cản trở sự thấm nước của viên thuốc như Magnesium stearate. Trong khối bột, Talc thường xếp thành những lớp trượt và cuộn lên nhau, vì vậy khi tăng lực dập viên thì độ xốp của khối bột giảm, việc trượt và cuộn lên nhau của các lớp Talc cũng giảm, làm giảm hiệu quả trơn bóng. Thông thường Talc sử dụng trong công thức với hàm lượng cao hơn Magnesium stearate. Một số nghiên cứu cho thấy việc kết hợp Magnesium stearate và Talc cho hiệu quả trơn bóng tốt hơn, đồng thời làm giảm ảnh hưởng của Magnesium stearate lên độ bền viên và độ hòa tan hoạt chất.
PEG 4000, PEG 6000, fumaric acid, SLS. Những tá dược này hiệu quả trơn bóng không tốt bằng Magnesium stearate, vì vậy cần dùng với hàm lượng cao trong công thức. Các tá dược này thường được dùng trong công thức những viên cần hòa tan trong nước trước khi dùng như viên sủi.
Nếu tác dụng trơn bóng là ngăn cản lực ma sát giữa 2 bề mặt rắn khi chúng chuyển động trượt đẩy lên nhau, thì tác dụng chống dính là giúp 2 bề mặt rắn dễ dàng tách nhau ra, trong dập viên thì đó là tác dụng giảm lực ma sát giữa bề mặt chày cối và bề mặt viên. Thông thường một tá dược có hiệu quả trơn bóng thì cũng có khả năng chống dính. Tuy nhiên một số ngoại lệ như MCC và starch không có tác dụng trơn bóng nhưng lại có thể chống dính nhờ vào khả năng hấp thụ nước, giúp hạn chế sự dính giữa bề mặt viên và cối chày trong trường hợp sự dính này gây ra bởi độ ẩm môi trường.
Độ trơn chảy của khối bột là một tính chất quan trọng quyết định tính đồng đều khối lượng và hàm lượng của viên thuốc. Độ trơn chảy có liên quan mật thiết đến cỡ hạt, theo đó khối bột có cỡ hạt càng nhỏ thì số điểm tiếp xúc của một hạt với những hạt xung quanh càng lớn, vì vậy làm giảm khả năng trơn chảy của cả khối bột. Hình dạng hạt cũng ảnh hưởng đến khả năng trơn chảy, trong đó hạt hình cầu là trơn chảy tốt nhất.
Thông thường, quy trình xát hạt trong dập viên giúp làm tăng cỡ hạt từ đó tăng khả năng trơn chảy của khối bột, vì vậy quy trình này không cần dùng thêm tá dược trơn chảy. Tuy nhiên như đã đề cập ở phía trên, hiện nay các nhà bào chế càng ngày càng ưa chuộng quy trình dập viên trực tiếp. Quy trình dập viên trực tiếp yêu cầu khối bột phải có khả năng trơn chảy tốt, vì vậy sự hiện diện của tá dược trơn chảy là cần thiết.
Là tá dược trơn chảy được sử dụng phổ biến. Cỡ hạt của tá dược này rất nhỏ vì vậy diện tích bề mặt lớn giúp nó có thể len lõi vào khoảng trống giữa các phân tử trong khối bột, từ đó làm giảm tính gắn kết giữa những phân tử này, giúp chúng di chuyển trượt chảy lên nhau dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, Colloidal silicon dioxide có khả năng hấp thụ nước, vì vậy trong trường hợp khối bột chảy kém do bị ẩm, chúng có thể hút nước và làm khối bột giữ được tính trơn chảy tốt. Hàm lượng sử dụng của Colloidal silicon dioxide trong công thức viên khoảng 0.05%.
Thường sử dụng trong viên với hàm lượng 0.1%. Talc cũng là một tá dược trơn chảy hiệu quả.
Trong rất nhiều tài liệu, 3 nhóm tá dược: trơn bóng, trơn chảy và chống dính được gọi chung là tá dược trơn bóng mà không có sự phân chia cụ thể và rõ ràng, khiến việc lựa chọn tá dược phù hợp với từng chức năng đôi khi chưa thỏa đáng. Vì vậy, qua bài viết này, chúng tôi hy vọng sẽ mang lại cho bạn đọc một góc nhìn bao quát nhưng cũng cụ thể hơn về nhóm tá dược trơn bóng, một nhóm tá dược dù chỉ sử dụng với hàm lượng rất thấp trong viên nhưng mang lại những hiệu quả rất quan trọng và không thể thiếu.
