Evaluation of Lactose-Based Direct Tableting Agents’ Compressibility Behavior Using a Compaction Simulator

Sıkıştırma Simülatörü Kullanarak Laktoz Bazlı Doğrudan Tabletleme Ajanlarının Sıkıştırabilme Davranışlarının Değerlendirilmesi

Özet

Objectives: A compaction simulator (CS) is a single-punch instrument that records data during the powder compaction process. The aim of the studywas to determine the behavior of lactose-based direct tableting agents (DTAs) by CS. The data recorded were used to evaluate the flowability andcompressibility of powders. The focus of the study was on comparing the compressibility of StarLac® [alpha lactose monohydrate (85%) and whitemaize starch (15%)] and FlowLac®100 (spray-dried alpha lactose monohydrate) in order to make tablets containing poorly flowable paracetamol.Materials and Methods: Two lactose-based DTAs were used. Physical characterization of these powders was done by measuring bulk, tapped, andtrue densities alongside scanning electron microscopy analysis. Flow properties were then calculated by the angle of repose, Hausner ratio, andCarr’s compressibility index. Force, in-die thickness, and punch displacement data produced by the CS were captured during in-die compression.Compressibility was calculated using the Heckel equation.Results: The physical characterization test results showed no significant difference between the two DTAs. Hardness results revealed that tabletformulations containing FlowLac® had higher sensitivity to an increase in compression force in comparison with StarLac®. From the Heckel plotsgenerated by the CS during the compression cycle, yield pressure (Py) values were calculated for FlowLac®100 and StarLac®. The Heckel parameter(Py) for FlowLac®100 and StarLac® was calculated as 87.5 MPa and 85.2 MPa, respectively, during the compaction cycle at 5 kN. These dataindicated that both powders are compressible and have brittle behavior.Conclusion: StarLac® is less brittle, which was shown by its lower sensitivity to compression force. Py values obtained from the Heckel equationdescribed the plasticity of particles, which gives distinct information on the compressibility of both DTAs in real time during the compaction cycle.

Abstract

Amaç: Sıkıştırma simülatorü (CS) toz sıkıştırma prosesi sırasında veri kaydı yapan tek zımbalı bir cihazdır. Bu çalışmanın amacı laktoz bazlı doğrudan tabletleme ajanlarının (DTA) davranışlarını CS kullanarak belirlemektir. Kaydedilen veriler tozların basılabilme ve akış özelliklerini değerlendirmede kullanılmıştır. Çalışmanın odağı zayıf akış özelliğine sahip parasetamol içeren tabletler yapmak için StarLac® [alfa laktoz monohidrat (%85) ve mısır nişastası %15)] ve FlowLac® 100 (püskürterek kurutulmuş alfa laktoz monohidrat) basılabilirliğini karşılaştırmaktır. Gereç ve Yöntemler: İki laktoz bazlı DTA kullanılmıştır. Bu tozların bulk, sıkıştırılmış ve gerçek yoğunlukları yansıra fiziksel özellikleri taramalı elektron mikroskobu analiziyle birlikte görüntülenmiştir. Daha sonra akış özellikleri yığın açısı, Hausner oranı ve Carr basılabilirlik indeksleri hesaplanmıştır. CS tarafından üretilen kuvvet, sıkışmış tozun zımba içindeki kalınlığı ve zımba deplasmanı verileri iç kompresyon esnasında elde edilmiştir. Basılabilirlik Heckel eşitliği kullanılarak hesaplanmıştır. Bulgular: Fiziksel karakterizasyon test sonuçları iki DTA arasında anlamlı bir fark göstermemiştir. Sertlik sonuçları FlowLac® içeren tablet formülasyonların StarLac® içeren formülasyonlara göre baskı gücünün artışına karşı daha yüksek hassasiyet gösterdiklerini açığa çıkarmıştır. Baskı döngüsü esnasında, CS tarafından oluşturulan Heckel plotlarından FlowLac®100 and StarLac® için verim basıncı (Py ) hesaplanmıştır. kM’de sıkıştırma döngüsü esnasında FlowLac®100 and StarLac® için Heckel parametreleri (Py ) sırasıyla 87,5 MPa ve 85,2 MPa olarak hesaplanmıştır. Bu veriler iki tozun da sıkıştırılabilir olduğunu ve kırılgan davranış gösterdiğine işaret etmiştir. Sonuç: StarLac®’ın daha az kırılgan olduğu baskı kuvveti uygulamasına karşı daha az duyarlı olduğu ile gösterilmiştir. Heckel eşitliğinden elde edilen partiküllerin plastisitesini tarif etmektedir ve bu da sıkıştırma döngüsü esnasında her iki DTA’nın da sıkıştırabilirlikleri hakkında belirgin bilgi vermektedir.