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Trascrizione |
| Diletta Biagi |
Ciao a tutti, benvenuti alla nostra presentazione. Sono Diletta Biagi. Vorrei iniziare raccontandovi cosa ci ha ispirato in questo progetto. |
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Quindi vi fornirò elementi molto semplici e basilari su cosa sono le compresse e come realizzarle, poi vi parlerò del perché realizzare uno studio di compattazione. |
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Poi, Paolo approfondirà la questione, illustrandovi tutti i passaggi pratici di un lavoro. Vi mostrerà come lavoriamo con i dati e vi illustrerà anche alcuni casi di studio reali. |
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Quando si parla di somministrazione di farmaci, la via più utilizzata è quella più vecchia e, in particolare, le compresse sono la forma di dosaggio solida più diffusa in assoluto. |
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Si possono avere compresse di tutti i tipi, colori e forme. Si possono avere compresse rivestite a rilascio controllato, ma anche compresse standard. |
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Come si ottengono le compresse? Si possono ottenere compresse dalla polvere, ma anche dal granulato. La polvere viene inserita in uno spazio ristretto dello stampo e poi viene applicata una forza di compressione. |
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causando una riduzione del volume. Ma cosa succede realmente quando si verifica una riduzione del volume? Inizialmente, quando la compattazione... la pressione è ancora bassa, |
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Le particelle si riorganizzano e si compattano più strettamente, riducendo la loro porosità. Tuttavia, all'aumentare della pressione, la dimensione delle particelle cambia, sia perché si formano, sia perché si fratturano in particelle più piccole. |
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Quindi, il principale... questo comportamento dipende dalla polvere di partenza. Per quanto riguarda la polvere di partenza, ha le sue caratteristiche che influenzano il processo di compresse. |
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Allo stesso modo, le compresse risultanti hanno delle caratteristiche che dipendono dalla forza applicata, dalla geometria dello stampo e dei punzoni e anche dalle polveri che utilizziamo. |
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Abbiamo quindi numerose caratteristiche che influenzano il processo e che ne risultano. E tutte queste caratteristiche possono essere riassunte in quattro formule che utilizziamo per descrivere il processo di compressione. |
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Vediamo quindi questa formula: la pressione di compattazione collega la forza applicata all'area della sezione trasversale del punzone. |
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Ed è utile confrontare il carico applicato alle compresse quando queste hanno dimensioni diverse, perché non è possibile confrontare direttamente la forza quando due compresse hanno dimensioni diverse. |
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La resistenza alla trazione è il rapporto tra la forza di rottura e l'area della sezione longitudinale della compressa. È utile confrontare la resistenza meccanica di compresse di dimensioni diverse, perché, ancora una volta, non è possibile confrontare direttamente la forza di rottura quando due compresse hanno dimensioni diverse. |
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La densità reale rappresenta la densità solo della parte solida della polvere, quindi nessuna aria tra le particelle, nessun vuoto all'interno delle particelle contribuisce al calcolo della densità reale. |
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La frazione solida è il rapporto tra la densità apparente e la densità reale delle compresse e, come si può vedere, è correlata alla porosità. |
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Ma la pressione compassionevole, la resistenza alla trazione e la frazione solida possono essere rappresentate graficamente l'una rispetto all'altra in tre modi diversi. |
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Utilizzando questi tre grafici, vediamo brevemente cosa significano. La comprimibilità è la capacità di un materiale di ridurre il suo volume quando viene applicata una pressione. Come potete vedere qui, la riduzione di volume è espressa come un aumento della frazione solida. |
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La compattabilità è la capacità di una polvere di dare compresse di una determinata concentrazione quando si verifica una riduzione di volume. Ancora una volta, si può osservare che la riduzione di volume è espressa in termini di frazione solida, con un conseguente aumento della frazione solida. |
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La comprimibilità è la capacità di una polvere di conferire alla compressa una resistenza sufficiente quando viene applicata una pressione. In effetti, è un grafico che mette in relazione la resistenza alla trazione con la pressione di compattazione. |
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Grazie a questi tre grafici, siamo in grado di comprendere meglio cosa accade a una polvere durante la compressione. E siamo anche in grado di comprendere e spiegare le caratteristiche delle compresse risultanti, soprattutto se utilizziamo questi tre grafici insieme. |
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Perché è importante capire cosa è successo durante il processo di compressione? Perché è assolutamente necessario se vogliamo sviluppare una formulazione robusta per compresse, ed è anche molto utile per l'espansione su larga scala di una formulazione di laboratorio. |
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Bene, ora vi racconterò il primo passo pratico del nostro lavoro. Abbiamo iniziato raccogliendo alcuni dati, quindi abbiamo selezionato alcuni eccipienti puri, in particolare cellulosa microcristallina, lattosio e fosfato di calcio. |
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Abbiamo anche selezionato diverse dimensioni delle particelle per questi eccipienti. |
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Qui ho riportato solo un tipo di cellulosa, a titolo di esempio. Quindi abbiamo compresso la cellulosa con una singola pressa a punzone, utilizzando un punzone a faccia piana. |
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Tutte le compresse sono state realizzate manualmente una alla volta e per ogni singola compressa abbiamo registrato la forza di compattazione, il peso, lo spessore e la resistenza alla frantumazione. |
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La forza di compattazione è stata modificata e aumentata ogni volta, quindi abbiamo registrato compresse che utilizzano una forza di compattazione da due kilonewton fino a 40 kilonewton, che corrispondono a una pressione di compattazione da 20 fino a 400 |
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megapascal. Vorrei sottolineare che queste forze sono state l'unico tipo di dati che abbiamo effettivamente registrato |
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perché tutti gli altri dati che utilizziamo in questo progetto (e puoi vedere la resistenza alla trazione, ma ne utilizziamo anche altri) |
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derivato da questi tipi di forza utilizzando la formula che vi ho mostrato prima, ma anche utilizzando altri modelli che Paolo vi mostrerà tra poco. |
| Paolo Nencioni |
Ok, come ha detto Diletta, per calcolare la frazione solida, dovevamo conoscere la vera densità del materiale. |
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La densità è comunemente misurata da ???, ma può anche essere derivata dai dati di compattazione. Un metodo sviluppato da Sun utilizza una regressione non lineare della pressione di compattazione in base alla densità della compressa, basata su |
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un'equazione di Heckel modificata qui esposta. |
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Per modellare questa equazione, abbiamo utilizzato la regressione non lineare nella piattaforma di modellazione specializzata di JMP. |
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La libreria di modelli integrata contiene molti modelli, ma è anche possibile creare un'equazione personalizzata, come mostrato qui. |
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Devi solo aggiungere il tuo ??? definito in NonlinLib.JSL. |
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Va bene. |
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eseguendo la regressione non lineare JMP dell'equazione, con ??? calcolato, con stime dei parametri che si adattano meglio ai dati, e il parametro che qui chiamiamo D è la densità reale, che useremo in tutte le nostre elaborazioni dei dati. |
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Una volta ottenuta la vera densità. |
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Possiamo iniziare a tracciare i dati e la relazione relativa, le proprietà di comprimibilità prima collegano la riduzione del volume |
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del materiale con pressione applicata. |
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Questa relazione può essere spiegata dall'equazione di Kawakita, anche qui dobbiamo. |
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modellare questa equazione con una regressione non lineare e anche qui dobbiamo aggiungere un'equazione personalizzata definita in NonlinLib.JSL. |
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Va bene. |
| Paolo Nencioni |
Eseguendo la regressione non lineare si ottiene una formula, che possiamo salvare nella nostra tabella dati. |
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Quindi otteniamo il |
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grafico di compressibilità. |
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L'equazione salvata di Kawakita spiega la riduzione del volume con la pressione applicata. |
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E questa è la prima trama che Diletta ci ha mostrato in precedenza. |
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Un'altra proprietà molto importante è la compattabilità: la maggior parte degli articoli che ne parlano utilizzano l'equazione di Ryshkewitch per descrivere la relazione tra la frazione solida e la resistenza alla trazione. |
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In questo caso non è necessario utilizzare la modellazione non lineare, perché dal nostro report "Fit Y by X" dobbiamo solo selezionare il comando "Fit Special". In questo modo è possibile applicare una trasformazione logaritmica ai dati Y, la resistenza a trazione, quindi non ci resta che salvare. |
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la formula nella tabella dati. |
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E otteniamo la relazione che |
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collega la frazione solida alla resistenza alla trazione. |
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Questo è il grafico della compattabilità con l'equazione di Ryshkewitch, che spiega la resistenza alla trazione e la densificazione della polvere, la frazione solida. |
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L'ultima trama che Diletta ci ha mostrato è la Tabletability. |
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Descrive l'efficacia della pressione applicata nell'aumentare la resistenza alla trazione. |
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Normalmente una grande pressione di compressione si traduce in compresse più forti, ma non è sempre così, questa relazione è vera perché dopo |
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Aumentando così tanto la pressione di compattazione, la resistenza alla trazione, ad aumentare, smette di aumentare. |
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Sii alto. |
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SU. |
| Paolo Nencioni |
La relazione qui non è una funzione diretta |
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Inoltre, se l'argomento. |
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è stato approfondito in un quadro teorico completo e versatile sulla comprimibilità della polvere. Qui cerchiamo di applicare una composizione funzionale delle due equazioni precedenti, non qualunque sia la soluzione che l'equazione risultante riesce a trovare per i dati. |
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Ciò dipende principalmente dalle caratteristiche del materiale, tuttavia nella prossima diapositiva utilizzeremo questa composizione funzionale. |
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I tre grafici possono essere visualizzati insieme, utilizzando ad esempio un dashboard e avendo un |
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filtro dati locale, che ci dà anche la possibilità di evidenziare l'intervallo desiderato di pressione di compattazione. |
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I dati possono. |
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essere mostrato anche in |
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grafici tridimensionali e un diagramma di dispersione per comprendere la relazione tra pressione di compattazione, frazione solida e resistenza alla trazione. |
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Ogni faccia del cubo rappresenta uno dei tre grafici che abbiamo visto in precedenza. La frazione solida del compatto è diretta alla valutazione dei risultati. |
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Pressione di compattazione applicata che simula la resistenza alla trazione del compatto come risultato diretto della frazione solida. |
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Ora andiamo a vedere alcuni casi di studio, due casi di studio. Il primo è un'applicazione molto semplice. |
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con un profilo di due eccipienti e della loro miscela, utilizzando un punzone a faccia piatta di un centimetro quadrato di superficie. |
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La cellulosa e il lattosio hanno un comportamento diverso sotto compressione; la prima, la cellulosa, è comunemente nota come il materiale che si consolida mediante formazione. |
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Il secondo è quello più comunemente noto, che consiste nella compattazione tramite fermentazione. |
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Qui possiamo vedere che la cellulosa dà ??? contro il lattosio |
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raggiunge un valore di resistenza alla trazione più elevato. |
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Possiamo vedere anche che nel. |
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grafico di tabletabilità l'ultima parte dei dati non si adatta molto bene |
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l'equazione. |
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Il lattosio |
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non raggiunge lo stesso valore di resistenza alla trazione della cellulosa, ma nella compressebilità si può vedere che |
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dati. |
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Su questa linea si adatta molto bene l'equazione della composizione della funzione che utilizziamo. |
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Ok, abbiamo anche miscelato gli eccipienti con un rapporto diverso. |
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Come previsto, i due profili di miscela di cellulosa e lattosio sembrano simili per quanto riguarda gli eccipienti in quantità maggiori |
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Possiamo quindi modificare il comportamento della miscela non semplicemente aumentando o diminuendo il rapporto tra i due ingredienti, questo può essere molto utile nello svolgimento di un'attività di formulazione, quando dobbiamo affrontare. |
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Per affrontare un principio attivo con proprietà di bassa compattazione. |
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Qui abbiamo un secondo |
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caso di studio. |
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Si tratta di una formulazione reale, una formulazione in compresse reale, è una |
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studio di compattazione utilizzando sia un punzone a faccia piatta che abbiamo visto prima, ma anche un punzone vero e proprio che è una tavoletta molto piccola intorno ai 5 milioni ??? |
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Per prima cosa abbiamo realizzato il profilo utilizzando una singola pressa punzonatrice. |
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Qui possiamo confrontare il grafico dei due diversi punzoni. È possibile notare che le compresse realizzate con il punzone convesso più piccolo non sono in grado di raggiungere lo stesso valore di resistenza alla trazione per la frazione solida ottenuto con il punzone a faccia piana più grande. |
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Per ottenere risultati più affidabili, abbiamo continuato lo studio utilizzando il punzone realmente utilizzato nei lotti industriali, quello più piccolo. |
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Qui vediamo il profilo realizzato con due attrezzature diverse, una pressa punzonatrice singola e una pressa rotativa. |
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Possiamo vedere che |
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non c'è |
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una differenza notevole tra le due apparecchiature. |
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La resistenza alla trazione e la frazione solida sono pressoché identiche per entrambe le apparecchiature. |
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Infine, abbiamo prodotto le compresse a due velocità diverse, utilizzando l'attrezzatura rotativa. |
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Qui dobbiamo introdurre un nuovo termine, |
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il termine "tempo di permanenza" che definisce il tempo in cui la polvere è |
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sotto il carico, sotto la massima pressione del ciclo. |
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Una velocità inferiore, che significa un tempo di permanenza più lungo, si traduce in compresse con il più alto attrito solido, e possiamo vedere chiaramente dal primo grafico, la comprimibilità |
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che collega la pressione di compattazione e la frazione solida. |
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La compattabilità, che si trova sul lato destro del grafico, è forse la più preziosa delle tre proprietà, perché riflette. |
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resistenza alla trazione e frazione solida e possiamo vedere qui che una parte di differenza minore è il risultato delle due curve |
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sono abbastanza uguali. |
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Ciò significa che |
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La compattabilità non è influenzata in modo significativo dalla velocità di compattazione e per questo motivo il profilo di compattabilità |
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diventare uno strumento utile durante il passaggio dalle apparecchiature di laboratorio a quelle industriali. |
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Perché il ??? |
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è un'informazione molto importante sul |
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compattazione della pressione, della polvere che abbiamo. |
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Quindi sì, ti ringrazio per |
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avendo seguito il nostro discorso e |
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Dico addio. |
