Современные представления о природе связи в таблетках (механизм таблетирования)

Прессование, или таблетирование, лекарственных веществ представ­ляет собой очень сложный процесс. Теоретические основы этого про­цесса разработаны еще недостаточно. Над их разработкой трудятся не только ученые-фармацевты, но и специалисты смежных областей про­мышленности, поскольку таблетирование порошкообразных веществ давно вышло за пределы фармации (в угольной промышленности — бри­кетирование углей, в химической — таблетирование красок и других продуктов, в пищевой — таблетирование концентратов и т. д.).

Как известно, порошкообразные лекарственные вещества являются грубодисперсными системами и состоят из частиц различных форм и размеров. При таблстировании этот слабый структурный материал в результате оказанного на него давления уплотняется и упрочняется, превращаясь в связнодисперсную систему с определенными физико-ме­ханическими свойствами.

Механическая теория таблетирования. Одно время считали, что связь между частицами в таблетке является чисто механической, обусловлен­ной площадью контактирующих поверхностей, а также взаимным пере­плетением и зацеплением поверхностных выступов и неровностей ча­стиц. В результате приложенного давления частицы сдвигаются, сколь­зят по отношению друг к другу и вступают в более тесный контакт. При этом изодиаметрические частицы скользят легче, чем шероховатые и аиизоднаметрические, зато последние создают большое количество за­цеплений и поэтому придают таблетке большую прочность.

К механической теории структурообразавания таблеток примыкает «теория спекания». Она приложима только к веществам с невысокой точкой плавления, в которых под влиянием давления при сближении частиц происходит не только их зацепление, но и спаивание (под влия­нием разогревания таблетируемой массы) в отдельных точках сопри­косновения.

Однако механический контакт сцепления нельзя рассматривать в ка­честве универсального средства. Оказалось, что на поведение частиц под давлением влияют также физико-химические свойства таблетируе-мых лекарственных веществ и те явления, которые возникают на по­верхности их частиц при прессовании.

Капиллярно-коллоидная теория. Механическая теория контактного сцепления дополняется предложенными в разное время капиллярной и коллоидной теориями. Поскольку они близки в толковании механизма прессования, мы объединили их.

Сущность капиллярно-коллоидной теории состоит в том, что таблети-руемая масса рассматривается как пронизанная многочисленными по­рами или капиллярами, заполненными водой (остаточная влажность). Количество и величина капилляров зависят от таблетируемого мате­риала. При прессовании капилляры деформируются и выжатая из них вода тонкой пленкой покрывает поверхность частиц или гранул, кри­сталлов, способствуя их взаимному скольжению и тесному соприкосно­вению (поверхностно-активная смазка). Под действием развивающихся при этом межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил частицы сцеп­ляются между собой. Действие межмолекулярных сил зависит от тол­щины слоя жидкости: чем он тоньше, тем интенсивнее сцепление между частицами, при более толстом слое воды ван-дер-ваальсовы силы моле­кулярного притяжения ослаблены. При снятии давления капилляры массы по закону капиллярного всасывания стремятся поглотить выжа­тую воду. Однако это невозможно по той причине, что в капиллярных системах с радиусом 10~⁶ (таковые имеют место в таблетках) под вли-

янием высокой всасывающей силы (по II. А. Ребиндеру, до 150 кг/см²) создается вакуум, приводящий к сжатию капилляров. В итоге вода ос­тается на поверхности частиц адсорбированной в виде тонких пленок, что в свою очередь способствует возрастанию сил сцепления между ча­стицами.

Электростатическая теория таблетирования. Имеет обоснование так­же трактовка сцепления частиц порошкообразных лекарственных пре­паратов с точки зрения электростатических сил. Исследования показы­вают, что в процессе прессования одновременно с ориентацией частиц, трением поверхностей, сжатием в каком-либо направлении происходят их поляризация и возникновение поверхностных зарядов. На границе возникает контактная разность потенциалов, с повышением которой увеличиваются силы сцепления (адгезии). По данным Е. Е. Борзунова, на некоторых таблетках поверхностный заряд достигает 20 В. Таким образом, процесс таблетирования необходимо рассматривать с позиций всех перечисленных представлений. Иначе говоря, характер соединения частиц в таблетке основывается на комплексном взаимодействии моле­кулярных (ван-дер-ваальсовых), капиллярных и электрических сил между контактирующими поверхностями, а также на их механическом заклинивающем сцеплении под давлением в условиях оптимального влагосодержания.

Такой подход позволяет одновременно установить причины (техноло­гического порядка, а также в конструкции машин), от которых зависят основные свойства таблеток — точность дозирования, механическая прочность и распадаемость таблеток.