FARMACIJOS FAKULTETAS
KLINIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA
VALDONĖ GASPARAVIČIŪTĖ
KAPSULIŲ SU AUGALINE ŽALIAVA TECHNOLOGIJOS
MODELIAVIMAS IR BIOFARMACINIAI TYRIMAI
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovas
Prof. Dr. Vitalis Briedis
LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS
FRAMACIJOS FAKULTETAS
KLINIKINĖS FARMACIJOS KATEDRA
TVIRTINU:
Farmacijos fakulteto dekanas prof. dr. Vitalis Briedis
KAPSULIŲ SU AUGALINE ŽALIAVA TECHNOLOGIJOS
MODELIAVIMAS IR BIOFARMACINIAI TYRIMAI
Magistro baigiamasis darbas
Darbo vadovas Prof. Vitalis Briedis
Recenzentas Darbą atliko
Prof. Kristina Ramanauskienė Magistrantė
Valdonė Gasparavičiūtė
TURINYS
SANTRUMPOS ... 4 SANTRAUKA ... 5 SUMMARY ... 6 ĮVADAS ... 7 1. LITERATŪROS APŢVALGA ... 91.1. Kartusis kietis (pelynas) Artemisia absinthium L. ... 9
1.2. Augaliniai milteliai ir jų kokybės vertinimas ... 10
1.3. Granuliavimas ir granuliatų kokybės vertinimas ... 11
1.4. Kietos kapsulės ir joms keliami reikalavimai ... 12
2. TYRIMO METODIKA IR METODAI ... 15
2.1. Tyrimo medţiagos ir prietaisai ... 15
2.2. Tyrimo metodai ... 15
2.2.1. Karčiojo kiečio miltelių technologinis vertinimas ... 15
2.2.2. Miltelių ir granulių mikroskopinis stebėjimas ... 17
2.2.3. Drėgnasis karčiojo kiečio miltelių granuliavimas ... 18
2.2.4. Granulių drėgmės nustatymas ... 20
2.2.5. Kapsulių uţpildymas ... 20
2.2.6. Bendro fenolinių junginių kiekio nustatymas ... 21
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS ... 22
3.1. Karčiojo kiečio miltelių kokybės rodiklių vertinimas ... 22
3.2. Karčiojo kiečio miltelių granuliatų savybių vertinimas ... 23
3.3. Kapsulių kokybės vertinimas ... 28
3.4. Tirpimo testo vertinimas ... 30
3.5. Eksperimentinės serijos granuliato ir su juo pagamintų kapsulių palyginimas su pirminiams tyrimams pagamintu granuliatu ir kapsulėmis ... 32
4. IŠVADOS ... 37
SANTRUMPOS
JAV – Jungtinės Amerikos valstijos; pav. – paveikslas;
Ph. Eur. – Europos farmakopėja proc. – procentai;
t.y. – tai yra;
UV – ultravioletiniai spinduliai; Vid. – vidurkis;
° - laipsnis;
SANTRAUKA
KAPSULIŲ SU AUGALINE ŽALIAVA TECHNOLOGIJOS MODELIAVIMAS
IR BIOFARMACINIAI TYRIMAI
V. Gasparavičiūtės, magistro baigiamasis darbas/ mokslinis vadovas prof. dr. V. Briedis. Lietuvos Sveikatos mokslų universiteto, Medicinos akademijos, Farmacijos fakulteto, Klinikinės farmacijos katedra. – Kaunas.
Darbo tikslas – parengti augalinės ţaliavos granuliavimo ir kapsuliavimo technologiją, atlikti biofarmacinius tyrimus ir panaudojus gautus rezultatus pagaminti eksperimentinę kapsuliuoto produkto seriją. Darbo uţdaviniai: Įvertinti karčiojo kiečio augalinių miltelių technologines savybes; Parinkti ir pritaikyti tinkamą granuliavimo technologiją; Atlikti granulių kokybės vertinimą; Pritaikyti augalinės ţaliavos kapsuliavimo technologiją; Atlikti kapsulių kokybės vertinimą ir biofarmacinius tyrimus, palyginti ir įvertinti laboratorijoje ir pusiau pramoniniu būdu pagamintų kapsulių kokybės rodiklius. Tyrimo objektas – karčiojo kiečio milteliai ir jų pagrindu pagaminti produktai. Metodai: atliktas karčiojo kiečio miltelių vertinimas, nustatant miltelių birumą, kūgio kampą ir suberiamąjį tankį. Drėgnos granuliacijos būdu pagamintoms granulėms nustatytas procentinis drėgmės kiekis, atliktas suberiamojo tankio nustatymas, išmatuotas granulių dydis. Įvertinta vidutinė kapsulių masė, nustatytas kapsulių suirimo laikas ir bendras fenolinių junginių kiekis išsiskiriantis iš vienos kapsulės. Rezultatai: karčiojo kiečio milteliai yra nebirūs, įsielektrinę, vidutinis dalelių dydis – 22,15 µm, jos nelygiais kraštais. Atlikus drėgną granuliaciją miltelių dalelės tapo lygesniais kraštais, vidutinis dydis – 16,67 µm. Daugeliu atveju suberiamasis tankis viršijo 0,3 g/cm3, išskyrus 2 proc. ţelatinos tirpalą ir 64 proc. cukraus sirupo tirpalą. Didţiausią kapsulės svorį pasiekėme su 5 proc. ţelatinos, 5 proc. metilceliuliozės ir 64 proc. cukraus sirupo granuliatais. Sunkiausiai buvo pildomos kapsulės granuliatais pagamintais su distiliuotu vandeniu ir 5 proc. polivinilpirolidonu. Didţiausias fenolinių junginių kiekis išsiskiria naudojant 2 proc. metilceliuliozę – 3,89 mg, distiliuotą vandenį – 3,52 mg ir 64 proc. cukraus sirupą – 3,55 mg. Maţiausias išsiskyrimas nustatomas naudojant 5 proc. polivinilpirolidoną, po valandos laiko fenolinių junginių kiekis vandeniniame tirpale siekia 2,06 mg, 10 proc. polivinilpirolidoną – 2,33 mg, 70 proc. etanolinį tirpalą – 2,41 mg ir 2 proc. krakmolo tirpalą – 2,71 mg. Išvados: Karčiojo kiečio miltelių negalima tiesiogiai kapsuliuoti, todėl jo technologinėms savybėmis pagerinti, pasirinktas drėgnos granuliacijos metodas. Atlikus granuliatų ir kapsulių kokybinius ir biofarmacinius tyrimus, nuspręsta pasirinkti 70 proc. etanolio tirpalą ir pagaminti didelio masto seriją. Palyginus maţo ir didelio masto serijas, nustatyta, kad didelio masto serija nepasiţymi blogesnėmis savybėmis ir gali būti tinkama tolimesniems tyrimams.
SUMMARY
CAPSULES WITH HERBAL RAW MATERIAL MODELING TECHNOLOGY
AND BIOPHARMACEUTICAL RESEARCH
V. Gasparavičiūtės, master thesis/ Term paper advisor: prof. V. Briedis;
Lithuanian University of Health Sciences, Faculty of pharmacy, Department of Clinical Pharmacy. – Kaunas
Objective of work: to prepare plant material granulation and encapsulation technology to perform biopharmaceutical research and use the results to produce a series of experimental encapsulated product. Tasks: Evaluate wormwood plant powder technological features; Select and apply appropriate granulation technology; Perform pellet quality; Adapt plant material encapsulation technology; Perform quality assessment capsules and biopharmaceutical research, compare , and evaluate laboratory and semi- industrial scale capsules made of quality indicators. The object of investigation – wormwood powder and products based on this material. Method: wormwood powder biopharmaceutical evaluation set pourability, cone angle and tapped density. Wet granulation extruded pellets fixed percentage of moisture carried tapped density of measured grain size. The estimated average weight of capsules set time capsule disintegration and total phenolic compounds, different from one capsule. Results: wormwood powder is non – bulk, charged an average particle size – 22.15 μm, it’s rough edges. After a wet granulation powder particles become more even edges, the average size – 16.67 μm. In most cases, tapped density over 0.3 g/cm3, with the exception of 2 percent gelatin solution and 64 percent sugar syrup solution. The greatest weight of the capsule reached the 5 percent gelatine, 5 percent. methylcellulose and 64 percent granulate sugar syrup. The hardest part was filled in capsules granulate made with distilled water and 5 percent polyvinylpirolidon. The highest phenolic compounds excreted by using 2 percent methylcellulose – 3.89 mg of distilled water – 3.52 mg, and 64 percent sugar syrup – 3.55 mg. The minimum separation is determined using 5 percent polyvinylpyrrolidone, after an hour of phenolic compounds in aqueous solution reaches 2.06 mg, 10 percent polyvinylpyrrolidone – 2.33 mg, 70 percent ethanol and the solution - 2.41 mg and 2 percent starch solution – 2.71 mg. Conclusion: It was found that wormwood powder can’t be directly encapsulation. Improve the technological properties of selected wet granulation method. After granulate and capsules qualitative and biopharmaceutical research, it was decided to select 70 percent. ethanol solution and produce large – scale series. A comparison of small and large series, found that a large-scale series does not have worse performance and may be suitable for further research.
ĮVADAS
Kartusis kietis pasiţymi vaistinėmis savybėmis, todėl jau daugelį metų naudojamas liaudies medicinoje. Lietuvoje šis augalas plačiai paplitęs pietinėje dalyje, bet sutinkamas ir kituose regionuose. Vaistinėse kartusis kietis daţniausiai yra vaistaţolių mišiniuose, kurios gerina apetitą, varo tulţį, taip pat įeina į vidurių lašus. Kartusis kietis kaupia kartumynus, todėl pasiţymi itin karčiu skoniu, kuris, veikdamas per lieţuvio skonio receptorius, skatina skrandţio sulčių išsiskyrimą [12]. Šis augalas turi ir antihelmintinių savybių [37, 40]. Tokiam poveikiui sukelti nėra būtina veikti skonio receptorius, svarbu, kad veikliosios medţiagos pasiektų ţarnyną, kur sustabdytų parazitų plitimą.
Augalinius miltelius galima vartoti keliais būdais: dozuotus miltelius uţpilti karštu vandeniu ir vartoti kaip arbatą, dėti dozuotus miltelius tiesiai į burną ir uţgerti stikline vandens, tačiau dėl miltelių purumo, juos gali būti sunku nuryti, augalinius miltelius taip pat galima tabletuoti arba kapsuliuoti, tačiau kartais tai kainuoja brangiau, nes milteliai vartojami tokiais kiekiais, kurių negalima sutalpinti į vieną kapsulę ar tabletę [15]. Vartotojams, ypač vaikams, tinkamai vartoti augalinius preparatus, šiuo atveju karčiojo kiečio miltelius, trukdo jų savitas skonis. Daţniausiai vaistaţolės yra vartojamos skystais pavidalais: nuovirais, tinktūromis, ekstraktais. Dėl tokių vaisto formų kyla stabilumo problemų, nepatogus pakavimas [34, 30]. Todėl, šias vartojimo problemas galime išspręsti, tinkamai parinkus vaistinę formą. Kapsulėje patalpinta augalinė ţaliava išlieka stabili, nesudrėkusi, patogus dozavimo būdas, paprastas dozės nustatymas [27]. Kadangi Lietuvos rinkoje kartusis kietis yra tik į arbatų mišinius įeinanti vaistaţolė, nuspręsta tyrimo objektu pasirinkti karčiojo kiečio miltelius, kuriuos pritaikyti kapsuliuoto produkto gamyboje.
Augalinių miltelių kapsuliavimu siekiama uţtikrinti tikslų dozavimą, stabilumą, kokybę ir priimtinumą vartotojui. Kadangi palaidus augalinės ţaliavos miltelius, dėl jų savybių: purumo ir dulkėjimo, yra sunku dozuoti ir nepatogu vartoti, nuspręsta atlikti technologinius sprendimus, kurie pagerintu šias savybes, nes ţaliava yra netinkama tiesioginiam kapsuliavimui. Todėl tapo aktualu sumodeliuoti, kapsulių su augaline ţaliava, uţpildymo technologiją ir ją pritaikyti didelės apimties kapsulių serijos gamybai. Būtina atlikti tyrimus, kurie leistų parinkti reikiamą gamybos technologiją ir ją pritaikyti didelio mąsto karčiojo kiečio miltelių kapsulių serijos gamybai, kurią būtų galima panaudoti kituose tyrimuose. Savybių gerinimui pasitelkta drėgna granuliacija, kuri keičia miltelių technologines savybes: didina suberiamąjį tankį, miltelių birumą, maţina dulkėjimą ir ţaliavos nuostolius, milteliai tampa lygesniu paviršiumi, panašesnio dydţio, nekimba prie paviršių, kas sąlygoja geresnį miltelių birumą, nuo kurio priklauso tolygus kapsulių uţpildymas [11, 38].
DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI
Šio darbo tikslas – parengti augalinės ţaliavos granuliavimo ir kapsuliavimo technologiją, atlikti biofarmacinius tyrimus ir panaudojus gautus rezultatus pagaminti eksperimentinę kapsuliuoto produkto seriją.
Darbo uţdaviniai:
1. Įvertinti karčiojo kiečio augalinių miltelių technologines savybes; 2. Parinkti ir pritaikyti tinkamą granuliavimo technologiją;
3. Pritaikyti augalinės ţaliavos kapsuliavimo technologiją;
4. Atlikti kapsulių kokybės vertinimą ir biofarmacinius tyrimus, palyginti ir įvertinti laboratorijoje ir pusiau pramoniniu būdu pagamintų kapsulių kokybės rodiklius.
1. LITERATŪROS APŽVALGA
1.1. Kartusis kietis (pelynas) Artemisia absinthium L.
Karčiojo kiečio milteliai (Absinthii herba, Ph. Eur. 02/2008 : 1380) – tai susmulkintų pelyno dalių mišinys, sudarytas iš dţiovintų didelių arba maţų lapų ir ţydinčių ţiedų.
Kartusis kietis (1 pav.) priklauso astrinių šeimai, tai
daugiametis augalas, kurio aukštis siekia iki 1m. Ţydi liepos – rugsėjo mėnesiais. Natūraliai kartusis kietis auga Europoje, Šiaurės Amerikoje ir Azijoje [31]. Daţniausiai sutinkamas pakelėse, panamėse, sausuose šlaituose, retai auga ganyklose ir auginamuose pasėliuose. Augalas paplitęs visoje Lietuvoje, išskyrus šiaurinę dalį, ten pelynas yra retesnis augalas [1, 2, 4].
Cheminė sudėtis. Kartusis kietis kaupia labai įvairius junginius, tačiau vieni pagrindinių yra absintinas ir artabsintinas (2 pav.). Tujonas (2 pav.) yra toksiškas junginys, aptinkamas daţniausiai eteriniame aliejuje [3, 25].
(1) (2) (3)
2 paveikslas. Pagrindinių karčiojo kiečio komponentų: tujono (1), absintino (2) ir artabsino (3) cheminė struktūra
Pagal tai, kokiame regione auga, kartusis kietis kaupia skirtingus junginius. Pasirinkus skirtingus Europos regionus buvo atliktas tyrimas ir nustatyta, jog pagrindiniai komponentai yra: sabinenas (0,9 – 30.1%), mircenas (0.1 – 38.9%), 1.8 – cineolis (0.1 – 18.0%), ketonas (0 – 14.9%), linalolis ir α – tujonas (1.1 – 10.9%), β – tujonas (0.1 – 64.6%), trans – epoksiocimenas (0.1 – 59.7%), trans – verbenolis (0 – 70.5%, karvonas (0 – 18.5%), (E) – sabinyl acetatas (0 – 70.5%), kurkumenas (0 – 7.0%), neryloktibutanoatas (0.1 – 13.9%), chamazulenas (0 – 6.6%) [28]. Škotijoje, Estijoje, Moldovoje ir Vengrijoje vyravo monoterpenai (44.0 – 67.9%), Italijoje Latvijoje, Lietuvoje ir Vokietijoje – oksiduoti seksviterpenai (11.9 – 29.8%), Armėnijoje daugiau nei kitose šalyse (0 – 2.1%) rasta chamazuleno (6.6%) [28]. Lietuvoje pastebima, jog Vilniaus regione kartusis kietis kaupia dvi
1 pav. Kartusis kietis (Artemisia
absinthium L.)
[http://www.vaistazoles.lt/index. php?id=126]
pagrindines junginių grupes: oksiduotą monoterpeną (47,1 – 66,7%) ir sabinenas (33,9 – 61%) [3]. Dviejose Azijos šalyse: Tadţikistane ir Irane taip pat nustatyta pagrindinės karčiojo kiečio kaupiamos cheminės medţiagos. Tadţikistane - Chrysantenilo acetatas (7.7 – 17,9%), mircenas (8,6 – 22.7%), β – tujonas (0.4 – 7.3%), α – tujonas (0.5 – 2.9%) [32, 33]. Irane pagrindines karčiojo kiečio kaupiamas chemines medţiagas sudarė: β –pinenas (7.3 – 23.8%) ir β – tujonas (18.6% – 35.1%). Oksiduoti monoterpenai – 27.6%, sabinenai – 29.3%, šiame regione didţiausią dalį sudaro hydrokarboniniai monoterpenai – 47.8% [26, 28, 32]. Šiaurės Amerikoje, Kanadoje, ištyrus karčiojo kiečio cheminę sudėtį nustatyta, kad vyrauja trys pagrindinės medţiagos: mircenas (10.8%), trans – Tujonas (10.1%) ir trans – sabinylacetatas (26.4%).
Galime daryti išvadą, jog terpenoidinės prigimties junginiai, Europoje yra vienos daţniausiai pasitaikančių karčiojo kiečio sudedamųjų dalių. Kartumynai – tai augaliniai, azoto neturintys, terpenoidinės prigimties junginiai, kurie yra kartaus skonio. Seskviterpeniai kartumynai daţniausiai aptinkami šių šeimų atstovuose: Araceae, Asteraceae [12, 22].
Naudojimas liaudies medicinoje. Kartusis kietis vartojamas tiek gydymui, tiek kaip prieskonis. Karčiojo kiečio tinktūra buvo skiriama gydymui, tačiau dėl jame esančio tujono, ţmonės daţnai apsinuodydavo, jiems sutrikdavo sąmonė. Atlikus trylikos savaičių pelyno toksiškumo tyrimus su ţiurkėmis, nenustatyta jokių pokyčių susijusių su pelyno toksiniu poveikiu, kuriems priskiriami kūno masės pokyčiai, hematologiniai ir serumo biocheminiai pokyčiai, organų svorio ar histopatologiniai pokyčiai [1, 25].
Medicinoje gydymui ar profilaktikai daţniausiai vartojami kartumynai, kurie gerina apetitą, virškinimą, taip pat slopina skrandţio ir ţarnyno spazmus, naikina kirminus [5, 6, 7, 22]. Kai kurie antihelmintiniai preparatai yra neveiksmingi, dėl atsiradusio atsparumo, dėl šios prieţasties pradedama aktyviai tyrinėti augalų poveikį, tokių kaip pelynas. Moksliniai tyrimai patvirtina šį poveikį. Ištirta, jog pelynas turi antihelmintinių savybių. Kartusis kietis gali būti vartojamas kaip alternatyvus gydymas nuo parazitų [37, 42]. Nustatyta, jog kartusis kietis turi ir antioksidacinių savybių [16, 19, 22, 27]. Pelyno ţolę ar jo miltelius galima dėti ant ţaizdų, nes veikia antimikrobiškai, taip pat malšina skausmą ir stabdo kraujavimą. Pelynas kaip ţaliava naudojamas maisto ir gėrimų pramonėje [6, 8, 9, 24]. Karčiojo kiečio vartoti negalima, jei yra: nėštumas, inkstų akmenligė, pepsinė opa, gastritas, tulţies pūslės susirgimai, gastroezofaginis refliuksas, išvarţos [22].
1.2. Augaliniai milteliai ir jų kokybės vertinimas
Milteliai – tai kieta, biri vaisto forma, kuri gali būti dozuota ir nedozuota, geriamoji arba vartojama išoriškai. Miltelių privalumai [23]: smulkinant didėja jų tirpumas, būdingas greitesnis
gydomasis poveikis, nes organizmas greičiau juos pasisavina, dėl didesnio tirpumo, miltelius patogu vartoti, dėl lengvo jų dozavimo, nesudėtinga gamyba.
Miltelių trūkumai [23]: gali įgyti šalutinį kvapą, gali dirginti gleivinę; kai kurių miltelių nemalonios juslinės savybės (blogas skonis).
Milteliai gali būti tirpinami, kapsuliuojami ar tabletuojami siekiant paslėpti jų trūkumus. Teisingai parenkant tinkamas pagalbines medţiagas, galima pasiekti maksimaliai gerų rezultatų. Kokios pagalbinės medţiagos bus naudojamos, nustatoma atliekant miltelių savybių analizę.
Remiantis Europos farmakopėja (Europos farmakopėjos straipsnių rinkinys, 2004) milteliams atliekami šie testai: suberiamojo tankio, birumo ir subirusių miltelių kampo nustatymas. Pagal šiuos rodiklius galime vertinti ar milteliai atitinka jiems keliamus reikalavimus (reikalavimai pateikiami metodikoje 2.2.1.).
1.3. Granuliavimas ir granuliatų kokybės vertinimas
Granuliavimas – tai procesas, kuomet smulkios dalelės sujungiamos į reikiamo dydţio granules, sutankinamos ar sulipinamos, tokių būdu suformuojant vienodas ir tvirtas reikiamo dydţio granules. Po granuliavimo susidariusias granules galima naudoti gaminant tabletes arba granulėmis uţpildant kapsules [14, 16, 35].
Granuliavimo procesas yra skirstomas pagal mechanizmą į: drėgną granuliaciją (angl. wet granulation) ir sausą granuliaciją (angl. dry granulation). Sausos granuliacijos metodas yra taikomas, kai drėgna masė gali reaguoti su pagalbinėmis medţiagomis ir yra jautri karščiui. Šiame procese sausos dalelės yra mechaniškai presuojamos arba suspaudţiamos. Kai milteliai yra purūs ir dulkantys, norint pagerinti jų technologines savybes atliekama drėgna granuliacija. Tai yra vienas iš labiausiai paplitusių granuliacijos metodų. Taikant šį metodą į miltelius yra dedamas granuliuojantis skystis, kuris sudaro drėgną masę [10, 13, 18, 38] .
Kaip granuliuojantis skystis gali būti naudojami vandeniniai tirpalai: polivinilpirolidono tirpalas, mikroceliuliozės tirpalas, cukraus sirupas, distiliuotas vanduo, etanolio tirpalas, krakmolo tirpalas, ţelatinos tirpalas [21].
Drėgno granuliavimo eigą sudaro kelios skirtingos stadijos:
sausųjų vaistinių medţiagų maišymas su pagalbinėmis medţiagomis (jei tokios yra reikalingos),
miltelių maišymas su granuliuojamu skysčiu, drėgno mišinio pertrynimas pro angeles, granulių dţiovinimas,
išdţiūvusių granulių pakartotinis pertrynimas per sietą [21, 38].
Drėgnos granuliacijos metu susidariusios granulės dţiovinamos specialiose dţiovyklose, esant 40 – 60°C. Dţiovinimo metu temperatūra parenkama individualiai, priklausomai nuo medţiagos granuliavimo skysčio, veikliųjų medţiagų stabilumo [38].
Drėgną granuliaciją galima atlikti rankiniu būdu, naudojant grūstuvę su piestele, kurios pagalba milteliai sudrėkinami, ir sietus, per kuriuos pertrinamas drėgnas mišinys, gauname tolygaus dydţio granules. Pagrindinė kylanti problema yra tolygus granuliuojančio skysčio paskleidimas. Atliekant tokį procesą svarbus granuliatų dţiovinimo laikas, jei procesas per ilgas, granulės gali tapti pernelyg sausos, subyrėti ir prarasti savo formą, dydį, jei dţiovinimo laikas per trumpas, tuomet granuliatas gali būti per drėgnas, tuomet gali imti pelyti. Pagaminti granuliuoti milteliai turi būti įvyniojami į tam skirtas popierines kapsules, kad prireikus atlikti milteliams keliamus testus, būtų lengvai išpakuojamos ir nesudrėktų laikant [23].
Granuliavimo veiksmingumas priklauso nuo šių savybių [14, 34]: Pagalbinių ir vaistinių medţiagų dalelių dydţio;
Rišiklio tipo ir kiekio; Dţiovinimo laiko;
Pasirenkant drėgnos granuliacijos būdą, galima koreguoti miltelių technologines savybes: didėja dozės vienodumas, suberiamasis tankis, sumaţėja dulkėjimas, gerėja produkto išvaizda [8, 34].
Nors drėgna granuliacija yra plačiai taikomas metodas, jis turi ir trūkumų: Tai brangus, reikalaujantis didelės darbo erdvės, laiko, specialios įrangos, procesas; Dideli ţaliavos nuostoliai; Netinka drėgmei ir šilumai jautrių junginių apdorojimui; Granuliuojančio skysčio ir ţaliavos nesuderinamumas [8].
Norint sumaţinti augalinių miltelių purumą reikėtų atlikti drėgną granuliaciją, dėl jos pagerėtų augalinių miltelių technologinės savybės [14].
Remiantis Europos farmakopėja (Europos farmakopėjos straipsnių rinkinys, 2004) granuliatams atliekami testai kaip ir milteliams: suberiamojo tankio, birumo ir subirusių granulių kampo nustatymas [10, 29].
1.4. Kietos kapsulės ir joms keliami reikalavimai
Remiantis Ph. Eur. 01/2002:0016 straipsniu, kapsulės tai kietos formos preparatai su viena doze veikliosios medţiagos, apvalkalas gali būti kietas arba minkštas, įvairių formų. Lotyniškas ţodis „capsula― reiškia maţą dėţutę arba konteinerį. Pasiūlytas kapsulių ţymėjimas, kuris patiktas 1 lentelėje. Pačios didţiausios kapsulės yra 000 dydţio, daţniausiai vartojamos veterinarijoje. 5 dydţio
kapsulės naudojamos retai, dėl maţos talpos. 000 dydţio kapsulėje telpa beveik 1 g miltelių, tuo tarpu maţiausioje kapsulėje telpa tik 0,065 g..
1 lentelė. Kapsulių dydžiai ir vidutinė talpa mg ir ml [36]
Kapsulės
numeris 000 00 0 1 2 3 4 5
Talpa (mg) 975 650 490 335 260 195 130 65
Talpa (ml) 1.37 0.95 0.68 0.5 0.37 0.3 0.2 0.13
Vaistinėje daţniausiai naudojamos 1, 2 ir 0 numerio kapsulės. Kietas ţelatinines kapsules galima pildyti sausomis (milteliai, granulės), pusiau kietomis (suspencijos ir pastos), skystomis (nevandeniniai skysčiai) medţiagomis [19, 36].
Reikalavimai kietoms kapsulėms, skirtoms vartoti per os, aprašyti Europos farmakopėjos straipsnyje 01/2008:0016. Tūrio vienodumo nustatymas (Ph.Eur. 01/2002, 2.9.6). Šis tyrimas yra atliekamas kapsulėms, kuriose vaistinės medţiagos masė maţesnė nei 2 mg arba maţesnis nei 2 proc. nuo bendros masės. Masės vienodumo testas (Ph.Eur. 01/2002, 2.9.5). šis tyrimas turi būti atliekamas visoms kapsulėms, išskyrus atvejus, kai numatyta atlikti tūrio vienodumo testą. Tuomet šis tyrimas nėra reikalingas.
Miltelių masės nuokrypiai neturi būti didesni uţ leidţiamas normas, nepriklausomai nuo dozavimo būdo [42].
2 lentelė. Miltelių masės procentiniai nuokrypiai, nepriklausomi nuo miltelių dozavimo būdo
Miltelių kiekis (g) Leistinas nuokrypis
Iki 0,10 ±15 %
0,11 – 0,30 ±10 %
0,31 – 1,00 ±5 %
>1,0 ±3 %
Suirimas (Ph.Eur. 01/2002, 2.9.1). kietos kapsulės tiriamos metodais, kurie aprašyti Ph. Eur. 01/2002, 2.9.1. „Tablečių ir kapsulių suirimo laikas―. Skystą terpę sudaro vanduo, jei yra nurodoma, specialiais atvejais gali būti dedama druskos rūgšties. Taip pat jei kapsulė plūduriuoja, ant jos gali būti uţdėtas ją skandinantis diskas. Per 30 min. visos tirtos kapsulės turi suirti.
Veikliųjų medţiagų išsiskyrimo iš kapsulės nustatymui naudojamas kietų farmacinių formų tirpimo testas (Ph. Eur. 01/2008 : 20903). Naudojami mentinis arba krepšelinis prietaisai, ypatingais atvejais – pratakios kameros prietaisas, nes tyrimo metu galima stebėti tiriamąjį preparatą.
Krepšelinį prietaisą (Ph. Eur. 01/2002, 2.9.3) sudaro: cilindrinis indas iš borosilikatinio stiklo ar kitos skaidrios medţiagos su pusrutuliniu dugnu ir 1000 ml nominalia talpykla; maišiklis, sudarytas iš vertikalaus veleno, prie kurio apatinės dalies pritvirtintas cilindrinis krepšelis; vandens vonia, kuri palaiko tirpimo terpės temperatūrą 37 ± 0,5 °C. Krepšelio sukimosi greitis V = 50 – 200 apsisukimų per minutę. Terpės temperatūra 37 ± 1°C. Sukimosi metu neturi būti vibracijos. Terpė – vanduo (atskiru straipsniu, jei nurodyta HCl, NaOH, buferiai ar kt.). krepšelio nuotolis nuo dugno 20 ± 2 mm. Cheminių medţiagų koncentracijos nustatomos 3 kartus (n = 3). Atsiţvelgiant į tirpimo greitį, skiriasi mėginių ėmimo laikas. Daţniausiai imami 5 pavyzdţiai: po 5, 10, 30, 45 ir 60 min.
Apibendrinant išnagrinėtą literatūrą galime daryti išvadą, jog augaliniai milteliai yra nebirūs, įsielektrinę, jų dalelės didelės, nelygiais šonais, sulimpančios viena su kita dideliu paviršiaus plotu, kas sukelia prastą augalinių miltelių birumą. Todėl nustatyta, kad karčiojo kiečio milteliai yra netinkami atliekant tiesioginį kapsuliavimą. Šias savybes siekta pagerinti drėgnos granuliacijos metu, naudojant tipinius, populiariausius ir daţniausiai pasitaikančius granuliuojančius skysčius. Taikant šį technologinį procesą, galime pasiekti didesnį miltelių birumą, sumaţinti jų purumą, dulkėjimą ir įsielektrinimą, sudaryti granules, kurios būtų reikiamo dydţio ir formos.
2. TYRIMO METODIKA IR METODAI
2.1. Tyrimo medžiagos ir prietaisai
Darbe naudoti šie prietaisai: Svarstyklės: Scaltec SBC 31, Scaltec Instruments GmbH, Vokietija; Aparatas birumo nustatymui, gamintojas „ERWEKA AG―, Vokietija ;
Magnetinė maišyklė su kaitinimo įranga: IKA C – MAG H57 (IKA – Werke GmbH & Co. KG, Vokietija);
Spektrofotometras su diodų matricos detektoriumi: Agilent 8453 UV – Vis/DAD, Agilent technologies, JAV;
Mikroskopas, MOTIC, „Motic China Group Co., Ltd.―, Kinija Moticcam 1000 1.3 Pixel „Motic China Group Co., Ltd.―, Kinija Drėgnomatis, ‖KERN MLS‖, Vokietija;
Automatinės pipetės, eppendorf Research plus, „Eppendorf AG―, Vokietija. Sietų rinkinys apvaliomis angelėmis;
Darbe naudotos šios medţiagos:
Karčiųjų kiečių milteliai Šveicarija;
Etanolis 96,6 % (v/v), „Stumbras―, Kaunas;
Metilceliuliozė, ―Sigma-Aldrich Chemie GmbH‖, JAV; Krakmolas, ―Sigma-Aldrich Chemie GmbH‖, Vokietija; Ţelatina, ―Sigma-Aldrich Chemie GmbH‖, Vokietija;
Polivinilpirolidonas, ―Sigma-Aldrich Chemie GmbH‖, Vokietija;
Standartinis Folin – Ciocalteu reagentas, ―Sigma-Aldrich Chemie GmbH‖, Šveicarija Natrio karbonatas, ―Sigma-Aldrich Chemie GmbH‖, Šveicarija;
Distiliuotas vanduo, Lietuva;
Kietosios 00 dydţio ţelatininės kapsulės, gamintojas ―Capsugel‖, Belgija;
2.2. Tyrimo metodai
2.2.1. Karčiojo kiečio miltelių technologinis vertinimas
Norint sukapsuliuoti augalinę ţaliavą, pirmiausia reikia nustatyti technologines miltelių savybes: suberiamąjį tankį, birumą, kūgio kampą, išmatuoti miltelių drėgmę. Įvertinus šias savybes,
galima spręsti apie augalinės ţaliavos tinkamumą uţpildyti kapsules, tinkamai parinkti gamybos technologiją ir pagalbines medţiagas.
2.2.1.1. Miltelių birumo ir miltelių kūgio kampo nustatymas
Birumas – tai veiksnys, darantis didţiausią įtaką, kapsulių pildymui, nuo kurio priklauso kapsulių masės vienodumas. Tai savybė, kuri kyla veikiant miltelių sunkio jėgai, ji garantuoja, tolygų vaistinės medţiagos pasiskirstymą kapsulėje. Augaliniams milteliams byrant maţos dalelės sąveikauja tarpusavyje dideliu paviršiaus plotu, todėl sukibusios ima blogai byrėti: kimba prie kapsulės sienelių, susidaro oro tarpai, dėl to kapsulės yra pilnai neuţpildomos, ko pasėkoje atsiranda dideli masės nuokrypiai.
Remiantis Ph. Eur. 01/2008:20916 straipsniu, atliktas testas, birumui nustatyti. Naudojamas tam tikras miltelių kiekis (30,0 – 100,0), kuris turi išbyrėti per tam tikrą laiką ir sudaryti miltelių kūgio kampą. Naudojant „Erveka― vibracinį prietaisą, nustatomi rezultatai.
Pasveriama 30 g miltelių 0,001 tikslumu, viskas atsargiai suberiama į vibracinio aparato piltuvėlį, stengiantis nepurtyti. Prietaisas įjungiamas ir pradedamas skaičiuoti laikas. Praėjus 20 s. nuo purtymo pradţios, atidaroma piltuvėlio uţsklanda ir stebima, per kiek laiko milteliai išbyra iš vibracinio aparato piltuvėlio į surinkimo indą. Bandymas kartotas 3 kartus. Birumas turi būti ne maţesnis nei 4 – 5 g/s.
Birumas apskaičiuojamas taikant formulę: 𝐵𝐶 = 𝑡−20𝑚 , (1)
kur Bc – birumas, g/s; m – pasvertų miltelių masė; t – visas bandymo laikas, s.; 20 – purtymo laikas, s.
Birumo testo rezultatų vidurkis apskaičiuojamas pagal formulę: 𝑉𝐶 = 𝐵𝐶
𝑛 , (2) kur Bc – birumas, g/s;
n – bandymų skaičius (3);
Vc – kelių atliktų bandymų birumo vidurkis.
Nustatinėjant miltelių birumą, kurių maţas suberiamasis tankis, sveriamas maţesnis miltelių kiekis t.y. 30 g..
Tuo pačių prietaisu po miltelių išbyrėjimo nustatomas ir miltelių kūgio kampas, kuris turi būti nuo 25 – 30°, tuomet miltelių birumas yra geras, jei kampas siekia 60 – 70°, tuomet miltelių birumas yra blogas (Ph. Eur. 01/2008:20916).
Taip pat yra ţinoma, kad birumas priklauso nuo dalelių formos, dalelių dydţio, drėgmės kiekio, paviršiaus nelygumų.
2.2.1.2. Miltelių suberiamojo tankio nustatymas
Miltelių ar granulių suberiamoji masė priklauso ne tik nuo miltelių birumo, tačiau ir nuo dalelių dydţio, formos, drėgmės. Subėrus tikslų miltelių arba granulių kiekį į matavimo cilindrą, nustatytas jų tūris.
Laisvoji suberiamoji masė apskaičiuota pagal formulę (Ph. Eur. 01/2008 : 20915): 𝑃 =𝑚𝑉, (3)
kur P – laisvoji suberiamoji masė, g/cm3; m – miltelių arba granulių masė, g;
V – miltelių arba granulių tūris cilindre, cm3.
Pagal tai, kokie rezultatai gauti, tiriant skirtingus granuliatus, galime daryti išvadą apie pagalbinių medţiagų charakteristiką. Daugelis augalinių miltelių yra dulkantys juos pilstant ar maišant. Tai priklauso nuo medţiagos dalelių tarpusavio sąveikos. Kuo maţesnė suberiamoji masė tuo medţiaga daugiau dulka.
2.2.2. Miltelių ir granulių mikroskopinis stebėjimas
Milteliai ir susidariusios granulės stebėtos pro mikroskopą. Įvertintas dalelių dydis ir forma. Mėginiuose esančios dalelės nufotografuotos su Moticcam 1000 1.3 Pixel. Tiriamoji medţiaga beriama ant stiklelio, paskleidţiama plonu sluoksniu, uţdengiama mikroskopavimo stikleliu ir uţlašinamas imersinio aliejaus lašas. Stiklelis įtvirtinamas ant prietaiso darbinio paviršiaus ir nuleidţiamas mikroskopo objektyvas. Pasirinkta po 5 kiekvieno granuliato mėginius ir juose stebėta po 10 nepersidengusių dalelių, matuotas jų plotis.
2.2.3. Drėgnasis karčiojo kiečio miltelių granuliavimas
2.2.3.1. Granuliuojančių tirpalų gamyba
70 proc. etanolio gamyba. Matavimo kolbutėse atmatuojama 96 proc. etanolio (Ethanolum,
Ph. Eur. 01/2008:1317) ir distiliuoto vandens. Sumaišomi tirpalų kiekiai, palaukiama kol skiriasi šiluma ir įvyksta tirpalų tūrio kontrakcija (Ph. Eur. 01 – 02/ 2008: 1317).
2 proc. krakmolo kleisterio gamyba. Į porcelianinę lėkštelę pasveriama 0,400 g krakmolo
(Amylum, Ph. Eur. 01/2008:1267), pamatuojama 20 ml distiliuoto vandens. Pasverti milteliai tirpinami maţame kiekyje vandens (4 ml), o likęs distiliuotas vanduo uţverdamas ant kaitinimo krosnelės. Pilamas pagamintas krakmolo tirpalas į 100 °C vandenį ir viskas išmaišoma, aušinama, kol atvėsta iki kambario temperatūros.
2 proc. želatinos tirpalo gamyba. Atsveriame 0,500 g ţelatinos miltelių (Gelatina
Medicinalis, Ph. Eur 01/2008:0438). Pamatuojame 25 ml distiliuoto vandens. Nedideliame kiekyje vandens apie 10 min. brinkiname ţelatinos miltelius, vėliau supilame likusį vandenį ir kaitinama 60° C 15 min.
5 proc. želatinos tirpalo gamyba. Atsveriama 1,250 g ţelatinos miltelių (Gelatina
Medicinalis, Ph. Eur 01/2008:0438). Pamatuojame 25 ml distiliuoto vandens. Nedideliame kiekyje vandens apie 10 min. brinkiname ţelatinos miltelius, vėliau supilame likusį vandenį ir kaitinama 60° C 15 min.
2 proc. metilceliuliozės tirpalo gamyba. Atsveriame 0,500 g metilceliuliozės
(Methylcellulosum, Ph. Eur. 01/2002:0345) ir ją tirpiname 25 ml distiliuoto vandens.
5 proc. metilceliuliozės tirpalo gamyba. Atsveriame 1,250 g metilceliuliozės
(Methylcellulosum, Ph. Eur. 01/2002:0345) ir ją tirpiname 25 ml distiliuoto vandens.
5 proc. polivinilpirolidono (povidono) tirpalo gamyba. Atsveriame 1,250 g
polivinilpirolidono (Povidonum, Ph. Eur. 04/2004:0685) ir jį tirpiname 25 ml distiliuoto vandens.
10 proc. polivinilpirolidono (povidono) tirpalo gamyba. Atsveriame 2,500 g
polivinilpirolidono (Povidonum, Ph. Eur. 04/2004:0685) ir jį tirpiname 25 ml distiliuoto vandens.
64 proc. cukraus sirupo gamyba. Atsveriame 12,800 g cukraus (Glucosum anhydricum, Ph.
Eur. 01/2002:0177) ir jį supilame į 20 ml distiliuoto vandens. Kaitiname ir maišome tol, kol ištirpsta visas cukrus. Vėsiname iki kambario temperatūros po vandens srove.
Distiliuotas vanduo. Imamas švieţiai distiliuotas vanduo (Aqua purificata, Ph. Eur.
2.2.3.2. Karčiojo kiečio granulių gamyba
Gaminant granuliatus naudotas drėgnos granuliacijos metodas. Sudedama į grūstuvę ant jų purškiama plonu sluoksniu, granuliatams gaminti, reikalinga pagalbinė medţiaga, tuomet milteliai su piestele maišomi tol, kol pagalbinė medţiaga pasiskirsto tolygiai, sudrėkindama visus miltelius. Gautas drėgnas granuliatas pertrinamas rankiniu būdu per 0,05 cm diametro sietą ir paliekamas dţiūti. Praėjus savaitei granuliatai dar kartą pertrinami per sietą, susidaro tolygaus dydţio granulės.
Tinkamų savybių granuliatui pagaminti, pasirinkti septyni skirtingi granuliuojantys skysčiai, kurie yra daţniausiai naudojami drėgnam granuliavimui atlikti, pagaminti granuliatai, kurių sudėtis pateikta 3 lentelėje.
3 lentelė. Granuliatų sudėtis
Granuliato Nr. Granuliuojantis skystis Naudotas granuliuojančio skysčio kiekis (ml) Karčiojo kiečio miltelių masė (g) 1 2 proc. ţelatina 4,5 15 2 5 proc. ţelatina 4,5 15 3 70 proc. etanolis 4,5 15 4 2 proc. metilceliuliozė 4,5 15 5 5 proc. metilceliuliozė 4,5 15 6 5 proc. polivinilpirolidonas 4,5 15 7 10 proc. polivinilpirolidonas 4,5 15 8 2 proc. krakmolas 4,5 15
9 64 proc. cukraus sirupas 4,5 15
10 Distiliuotas vanduo 4,5 15
Toks granuliato santykis pasirinktas, atsiţvelgiant į miltelių drėgnumą ir tolygų granulių susidarymą. Imant 30 proc. granuliuojančio skysčio ir padengus juo miltelius, išmaišyti jie tolygiai sudrėksta ir sudaro tvirtas granules, kurios vėliau dţiovinamos.
2.2.3.3. Pagaminto karčiojo kiečio miltelių granulių kokybės vertinimas
Pagamintų karčiojo kiečio granuliatų kokybės įvertinimui buvo atlikti Europos Farmakopėjoje nurodyti miltelių technologiniai testai. Atliktas suberiamojo tankio nustatymas pagal miltelių
sutankinimo testą: nustatytas sutankintų miltelių tūris ir pagal formulę apskaičiuotas suberiamasis tankis.
2.2.4. Granulių drėgmės nustatymas
Karčiojo kiečio miltelių granulių nuodţiūvis nustatytas pagal Ph. Eur. 01/2005, 2.2.32. drėgnomačiu Radwag WPS 210S. Sverta po 2 g (0,001 g tikslumu) tiriamojo mėginio ir dţiovinta 100 – 105 º C temperatūroje iki pastovios masės. Testas, drėgmės nustatymui kartotas 3 kartus.
2.2.5. Kapsulių užpildymas
Kapsulės uţpildomos rankiniu būdu. Numaunama kapsulės kepurėlė, pasemiamas karčiojo kiečio granuliatas, nepurtoma ir nespaudţiama. Uţdedama kapsulės kepurėlė ir uţspaudţiama. Su kiekvienu mišiniu pagaminama ne maţiau kaip po 21 kapsulę.
2.2.5.1. Vidutinės kapsulių masės nustatymas
Kapsulės turi tenkinti vienadozių preparatų masės vienodumo testą (Eur. Ph. 01/2008:20905). Vidutinei masei išmatuoti naudojamos 10 atsitiktinai parinktų, uţpildytų kapsulių. Pirmiausia pasveriama nepaţeista kapsulė, tuomet ji yra atidaroma, išpilamas turinys ir pasveriama tuščia kapsulė. Kadangi sveriama kapsulė, o ne jos turinys. Todėl turinio masė yra skirtumas tarp uţpildytos kapsulės masės ir tuščios kapsulės masės.
Jei kapsulės masė yra maţesnė nei 300 mg, tuomet leistinas procentinis nuokrypis yra 10 proc.
2.2.5.2 Kapsulių suirimo laiko nustatymas
Kapsulių suirimas tikrinamas rankiniu būdu. Tabletės tirpinamos kolboje, pripildytoje 50 ml vandens, palaikant 37 ± 2 ° C temperatūrą. Į kolbą dedamas magnetas, kuris lėtai maišo šildomą skystį. Pagal Ph. Eur. 01/2008 : 20903 kapsulė turi ištirpti arba suirti ne ilgiau kaip per 30 min. Šis testas atliekamas su kapsulėmis, kurių uţpildymui naudotas skirtingas granuliuojantis skystis. Testas kartojamas po 5 kartus.
2.2.6. Bendro fenolinių junginių kiekio nustatymas
Bendras fenolinių junginių kiekis nustatytas, naudojant spektrofotometrijos metodą, kuris remiasi oksidacijos – redukcijos reakcija su Folin – Ciocalteau reagentu. Stebėjimas atliktas pagal fenolinių junginių kiekio nustatymą, esantį 1 g augalinės medţiagos, naudojant p – kumaro rūgšties standartą [41].
Bandymas atliktas naudojant 50 ml kolbą. Joje šildomas distiliuotas vanduo iki 37 ± 2 °C, vanduo lėtai maišomas magneto dėka. Pasiekus reikiamą temperatūrą įdedama atsitiktinai parinkta kapsulė. Mėginiai imami kas 15 min., 30 min. , 45 min. ir 60 min., po 1 ml. Kiekvienam granuliatui tirti paruošiama po tris, 10 ml matavimo kolbutes. Į kiekvieną iš jų pilame 2 ml distiliuoto vandens, 1 ml Folin – Ciocalteu reagento, 1 ml paimto mėginio ir 1,5 ml pagaminto 20 proc. natrio karbonato tirpalo, gautą mišinį praskiedţiame iki 10 ml ribos. Paliekame stovėti 30 min.. Pastovėjęs mėginys įgauną mėlyną spalvą, jei jame yra fenolinių junginių. Jų kiekis nustatomas spektrofotometriškai [41].
3. REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS
Šiame darbe buvo įvertintos karčiojo kiečio miltelių technologinės savybės ir atsiţvelgiant į jas, pagaminti skirtingi augalinės ţaliavos granuliatai, skirti kietosioms kapsulėms uţpildyti. Atliktas kokybės vertinimas ir biofarmaciniai tyrimai, pagal kuriuos buvo nustatyta, kokią įtaką turi granuliavimo technologija, kapsulių uţpildymui ir cheminių junginių išsiskyrimui. Taip pat nustatyta, kuri, granuliavimui skirta pagalbinė medţiaga, tinkamiausia didelio masto serijų gamybai. Palyginta laboratorijoje uţpildytos kapsulės su pusiau pramoniniu būdu pagaminta serija. Šie tyrimai padėjo nustatyti ar gaminant didelį kiekį granuliato, technologinis procesas turi įtakos granulių ir kapsulių savybėms.
3.1. Karčiojo kiečio miltelių kokybės rodiklių vertinimas
Karčiojo kiečio miltelių kapsuliavimui didţiausią įtaką turi šių miltelių birumas. Vizualiai įvertinus miltelius, pastebėta, kad jie lengvai prikimba prie stiklinių, porcelianinių indų paviršiaus, dėl įsielektrinimo ir netolygiai byra. Pirmiausia nuspręsta karčiojo kiečio miltelius stebėti per mikroskopą ir nustatyti dalelių dydį ir formą. Stebėjimo nuotrauka pateikta 2 paveiksle.
2 pav. Karčiojo kiečio miltelių dalelės (1000x)
Vizualiai matyti, jog dalelės yra skirtingų dydţių ir formų, kraštai nelygūs. Tai gali nulemti netolygų kapsuliuojamos medţiagos pasiskirstymą, blogą birumą. Dalelių matavimui pasirinkta po 10 atsitiktinių dalelių iš penkių skirtingų mėginių. Nustatyta, jog karčiojo kiečio miltelių dalelių vidutinis dydis yra 22,15 µm. Taip pat nuspręsta atlikti, kokybę įvertinančius tyrimus: išmatuoti miltelių byrėjimo greitį, kūgio kampą ir suberiamąjį tankį (rezultatai pateikiami 4 lentelėje).
4 lentelė. Karčiojo kiečio miltelių kokybės rodikliai (n = 3)
Birumas Suberiamasis tankis
Laikas (s) Kampas (°) Birumas (g/s) Kokybė Prieš supurtymą (cm3) Po supurtymo (cm3) g/cm3 Kokybė Karčiojo kiečio milteliai >60 – >0.5 Neatitinka reikalavimų 25.5 15 0.333 Teigiama
Karčiojo kiečio miltelių suberiamasis tankis yra 0,333 g/cm3
. Atliekant birumo testą, išbyrėjo tik dalis miltelių, aparatas uţsikišo ir miltelių byrėjimas sustojo. Testas, miltelių birumui nustatyti, nepavyko, todėl išmatuoti susidariusio kūgio kampo irgi buvo neįmanoma. Remiantis šiais rezultatais, galime daryti išvadą, jog karčiojo kiečio miltelių kokybės rodikliai yra netinkami kapsuliavimui.
Apibendrinus gautus rezultatus, nuspręsta naudoti drėgną granuliavimą, kuris suteiktų milteliams reikiamas technologines savybes, padidintų birumą, sumaţintų dulkėjimą ir tuo pačiu pagerintų kapsulių uţpildymą augaline ţaliava.
3.2. Karčiojo kiečio miltelių granuliatų savybių vertinimas
Nustačius per maţą karčiojo kiečio miltelių birumą, nutarta atlikti jų drėgnąjį granuliavimą, nes nagrinėtoje literatūroje pateikiama informacija apie technologinių savybių gerinimą, taikant drėgnojo granuliavimo metodą: didėja suberiamasis tankis, augaliniai milteliai maţiau dulka ir geriau uţpildo kapsules. Siekiant ištirti ar granuliatai pasiţymi aprašytomis savybėmis, nuspręsta naudoti šiuos granuliuojančius tirpalus: distiliuotą vandenį, krakmolo tirpalą, metilceliuliozės tirpalą, cukraus sirupą, etanolinį tirpalą, polivinilpirolidono tirpalą ir ţelatinos tirpalą. Įvertinti karčiojo kiečio granuliatų kokybės rodiklius svarbu, nes pagal tai galima spręsti apie drėgnos granuliacijos įtaką, miltelių technologinių savybių gerinimui.
Pagaminti karčiojo kiečio granuliatai buvo stebimi mikroskopu (3 pav.), įvertintas dalelių dydis ir forma, po atliktos drėgnos granuliacijos. Technologinio proceso metu siekta, kad karčiojo kiečio miltelių dalelės tarpusavyje taptų panašaus dydţio ir lygiais kraštais. Manoma, jog šios augalinių miltelių granuliatų savybės, gali nulemti miltelių birumą ir dulkėjimą kapsulių gamybos metu. Stebint mikroskopu matyti, jog granuliatų kuriems gaminti naudota 2 proc. metilceliuliozės, 5 proc. metilceliuliozės, 5 proc. polivinilpirolidono, 10 proc. polivinilpirolidono ir 5 proc. ţelatinos tirpalai, granulės yra sąlyginai lygiais kraštais, tarpusavyje panašaus dydţio, dėl šių savybių, galime spėti, jog pagaminti granuliatai, maţiau dulka ir geriau byra. Todėl kapsuliavimo procesas turėtų būti paprastesnis, patiriama maţiau nuostolių, dėl miltelių dulkėjimo.
(1) (2) (3)
(4) (5) (6)
(7) (8) (9)
(10)
3 pav. Karčiojo kiečio miltelių pasikeitimas, atlikus drėgną granuliaciją (1000x) (1 – 2 proc. krakmolas, 2 – 2 proc. metilceliuliozė, 3 – 5 proc. metilceliuliozė, 4 – 5 proc. polivinilpirolidonas, 5 – 10 proc. polivinilpirolidonas, 6 – distiliuotas vanduo, 7 – 5 proc. želatina, 8 – 2 proc. želatina,
Pirmojo mėginio granulės, kurioms gaminti buvo naudojama 2 proc. krakmolo tirpalas, išsiskiria savo dydţiu, tačiau susidariusių granulių kraštai ir gana lygūs, kas yra svarbu, norint padidinti miltelių birumą. Likusieji mėginiai išsiskiria tuo, jog dalelės yra nelygiais kraštais, skirtingo dydţio. Tokios granulės pagamintos naudojant distiliuotą vandenį, 5 proc. ţelatinos, 2 proc. ţelatinos, 70 proc. etanolio ir 64 proc. cukraus sirupo tirpalus.
Stebint granulių daleles mikroskopu galima įvertinti tik jų formą, todėl stebėjimams patikslinti kiekviename mėginyje išmatuota po 10 skirtingų granulių, kad būtų galima įsitikinti ar po drėgnos granuliacijos dalelių dydis pasikeitė. Dalelės pasirenkamos tokios kad nebūtų sugulusios viena ant kitos, aiškiai matomos, matuotas jų plotis. Dalelių dydţio matavimai pateikiami 4 paveiksle.
4 pav. Karčiojo kiečio granulių dydžio matavimas, µm (1 – 2 proc. želatina, 2 – 5 proc. želatina, 3– 70 proc. etanolis, 4 – 2 proc. metilceliuliozė, 5 – 5 proc. metilceliuliozė, 6 – 5 proc. polivinilpirolidonas, 7 – 10 proc. polivinilpirolidonas, 8 – 2 proc. krakmolas, 9 – 64 proc. cukraus
sirupas, 10 – distiliuotas vanduo, 11 –karčiojo kiečio milteliai)
Maţiausios granulės susidarė naudojant 2 proc. metilceliuliozės tirpalą – 8,85 µm, 10 proc. polivinilpirolidoną – 11,9 µm, ir 5 proc. polivinilpirolidoną – 12,52 µm. Didţiausios granulės susidarė granuliuojant su 2 proc. krakmolo tirpalu – 30,05 µm ir distiliuotu vandeniu – 23,11 µm. Šie dydţiai lyginant su negranuliuotais karčiojo kiečio milteliais padidėjo, taip galėjo atsitikti dėl granuliuojančių tirpalų savybių, susidariusios granulės galėjo sulipti tarpusavyje į didesnius darinius. Kitų dalelių dydţiai yra panašus: 70 proc. etanolis – 16,44 µm, 5 proc. ţelatinos tirpalas – 15,27 µm, 2 proc. ţelatinos tirpalas – 19,63 µm, 5 proc. metilceliuliozė – 14,05 µm, 64 proc. cukraus sirupas – 14,88 µm.
0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 G ran u li ų d yd is, µ m
Galime teigti, jog granulės, kurių dydis yra maţesnis, geriau susispaudţia, nes sudaro maţesnius oro tarpus, ko pasėkoje, geriau ir tolygiau uţsipildo kapsulės.
Kiekvienam granuliatui išmatuotas suberiamasis tankis, o gauti rezultatai pateikti 5 paveiksle.
5 pav. Granuliatų suberiamojo tankio matavimas (1 – 2 proc. želatina, 2 – 5 proc. želatina, 3 – 70 proc. etanolis, 4 – 2 proc. metilceliuliozė, 5 – 5 proc. metilceliuliozė, 6 – 5 proc.
polivinilpirolidonas, 7 – 10 proc. polivinilpirolidonas, 8 – 2 proc. krakmolas, 9 – 64 proc. cukraus sirupas, 10 – distiliuotas vanduo)
Sėkmingų rezultatų nepavyko pasiekti naudojant du skirtingus granuliuojančius skysčius t.y. 64 proc. cukraus sirupą – 0,281 g/cm3 ir 2 proc. ţelatinos tirpalą – 0,295 g/cm3. Augalinių miltelių suberiamasis tankis priklauso nuo medţiagos dalelių tarpusavio sąveikos. Kuo maţesnis tankis, tuo milteliai labiau dulka. Naudojant 5 proc. polivinilpirolidono tirpalą – 0,333 g/cm3 ir 70 proc. etanolio tirpalą – 0,316 g/cm3 galime teigti, kad suberiamasis tankis nepakito lyginant jį su negranuliuotais karčiojo kiečio milteliais. Aukštesnių granuliatų suberiamųjų tankių pasiekti nepavyko, todėl reikėtų atlikti pakartotinius tyrimus ir nustatyti ar didesnis granuliuojantis skysčio kiekis, turi įtakos suberiamojo tankio nustatymui.
Pagal Eur. Ph., augalinės ţaliavos drėgmė turi būti iki 5 proc.. Jei drėgmė neatitinka keliamų reikalavimų, augalinė ţaliava gali imti pelyti, gali atsirasti tinkamos sąlygos (drėgmė, temperatūra) veistis įvairiems mikroorganizmams. Esant per didelei drėgmei blogėja ţaliavos kokybė. Tokiu atveju sutrumpėja jos vartojimo laikas. Dėl šios prieţasties atliktas tyrimas, kurio metu nustatytas drėgmės
0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S u b er iam asis tank is (g/cm 3)
kiekis (6 pav.) esantis grynoje karčiojo kiečio ţaliavoje ir skirtinguose granuliatuose, dţiovinant juos kambario temperatūroje vieną savaitę.
6 pav. Granuliatų drėgmės vertinimas (1 – negranuliuoti karčiojo kiečio milteliai, 2 – 2 proc. želatina, 3 – 5 proc. želatina, 4 – 70 proc. etanolis, 5 – 2 proc. metilceliuliozė, 6 – 5 proc. metilceliuliozė, 7 – 5 proc. polivinilpirolidonas, 8 – 10 proc. polivinilpirolidonas, 9 – 2 proc.
krakmolas, 10 – 64 proc. cukraus sirupas, 11 – distiliuotas vanduo)
Nustatyta, jog negranuliuotos ţaliavos drėgmė atitinka Eur. Ph. reikalavimus, siekia 4,24 proc.. Granuliatų drėgmė yra didesnė nei sausos, negranuliuotos ţaliavos, dėl atliktos granuliacijos vandeniniais tirpalais. Maţiausią drėgmę pavyko pasiekti naudojant 70 proc. etanolio (6,77 %) ir 5 proc. polivinilpirolidono (7,08 %) tirpalus. Didţiausia drėgmė yra granuliatuose, kuriems naudotas distiliuotas vanduo (8,63 %), 2 proc. ţelatinos tirpalas (8,5 %.) ir 5 proc. ţelatinos tirpalas (8,09 %). Kituose mėginiuose išmatuota drėgmė: 2 proc. metilceliuliozė (7,5 %), 5 proc. metilceliuliozė (7,82 %), 10 proc. polivinilpirolidonas (7,87 %), 2 proc. krakmolas (7,92 %) ir 64 proc. cukraus sirupas (7,94 %). Maţiausia drėgmė nustatyta naudojant 70 proc. etanolį, nes jis yra lakus skystis, todėl greitai išgaruoja iš mėginių.
Apibendrinant visus gautus granuliatų tyrimų rezultatus galime daryti išvadą, jog drėgnam granuliavimui tinkamiausia būtų naudoti 70 proc. etanolį arba 5 proc. polivinilpirolidono tirpalą, nes naudojant juos sudaromos geriausios sąlygos tinkamai sukapsuliuoti granuliatus. Kad gauti tarpiniai rezultatai būtų tikslesni nuspręsta, neatsiţvelgiant į gautus rezultatus, sukapsuliuoti visus granuliatus ir
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Dr ėgm ė, p roc .
patikrinti ar jie yra tinkami kapsulėms gaminti, atliekant kokybinius ir biofarmacinius kapsulių tyrimus.
3.3. Kapsulių kokybės vertinimas
Kapsulių pildymas granuliatais buvo atliktas rankiniu būdu. Kiekvienos kapsulės korpusas nespaudţiant ir nekratant uţpildytas iki viršaus, uţdedama kepurėle. Tokiu būdu pagaminta po 21 kapsulę su skirtingais granuliatais. Visoms kapsulėms atlikti kokybės ir biofarmaciniai testai (kapsulių masės vienodumo, suirimo laiko nustatymas, tirpimo testas).
Rezultatai, apie vidutinį kapsulės svorį pateikti 7 paveiksle Pagal šiuos rezultatus galime ar pritaikytas drėgnos granuliacijos metodas turi įtakos kapsulių uţpildymo pagerinimui.
7 pav. Kapsulių svorio vertinimas (1 – 2 proc. želatina, 2 – 5 proc. želatina, 3 – 70 proc. etanolis, 4 – 2 proc. metilceliuliozė, 5 – 5 proc. metilceliuliozė, 6 – 5 proc. polivinilpirolidonas, 7 – 10 proc.
polivinilpirolidonas, 8 – 2 proc. krakmolas, 9 – 64 proc. cukraus sirupas, 10 – distiliuotas vanduo, 11 – negranuliuoti karčiojo kiečio milteliai)
Didţiausią uţpildymą granuliatu pasiekėme naudojant 64 proc. cukraus sirupą, vidutinis kapsulės svoris buvo 0,162 g ir 5 proc. ţelatinos tirpalą – 0,160 g, taip pat 5 proc. metilceliuliozę – 0,159 g ir 70 proc. etanolį – 0,159 g.. Maţiausias karčiojo kiečio granuliato kiekis vienoje kapsulėje sutalpintas naudojant 5 proc. polivinilpirolidoną – 0,144 g, ir distiliuotą vandenį – 0,145 g. Kapsulės, su negranuliuotais karčiojo kiečio milteliais, svoris yra maţiausias – 0,126 g., tai rodo, jog šioje kapsulėje telpa maţiausias kiekis miltelių. Pagal gautus rezultatus matyti, jog po drėgnos granuliacijos
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 V id u tini s k ap su lės svoris, g
kapsulių svoris buvo padidintas nuo 14 proc. iki 29 proc.. Todėl galime spręsti, jog drėgnos granuliacijos proceso pritaikymas turi įtakos kapsulių uţpildymui.
Pasvėrus po 20 tuščių ir pripildytų kapsulių, įvertintas statistinis standartinis nuokrypis (5 lentelė).
5 lentelė. Kapsulių masės vienodumo vertinimas
Vidutinė vienos kapsulės masė (g) Didţiausia reikšmė (g) Didţiausio s reikšmės nuokrypis nuo vidurkio (proc.) Maţiausia reikšmė (g) Maţiausio s reikšmės nuokrypis nuo vidurkio (proc.) Statistinis standartinis nuokrypis Tuščia kapsulė 0.075 0.078 4 0.072 4 ±0.002 Ţelatina 2% 0.158 0.165 4.23 0.153 3.35 ±0.004 Želatina 5% 0.16 0.175 9.72 0.145 9.09 ±0.010 Etanolis 70 % 0.159 0.168 5.66 0.145 8.81 ±0.006 Metilceliuliozė 2% 0.151 0.161 6.41 0.147 2.84 ±0.005 Metilceliuliozė 5% 0.159 0.163 2.45 0.157 1.32 ±0.002 Polivinilpirolidonas 5% 0.144 0.149 3.33 0.14 2.91 ±0.004 Polivinilpirolidonas 10% 0.149 0.16 7.24 0.142 4.83 ±0.005 Krakmolas 2% 0.153 0.16 4.58 0.145 5.23 ±0.006 Cukraus sirupas 64% 0.162 0.173 6.79 0.154 4.94 ±0.006 Vanduo 0.145 0.155 7.19 0.135 6.64 ±0.006 Negranuliuoti karčiojo kiečio milteliai 0,126 0,139 10.32 0,115 8.73 ±0.006
Maţiausias procentinis nuokrypis nuo vidutinės reikšmės pasiektas naudojant 5 proc. metilceliuliozės tirpalą (didţiausios reikšmės nuokrypis nuo vid. – 2,45 proc., maţiausios reikšmės nuokrypis nuo vid. – 1,32 proc.). Didţiausias nuokrypis pasiektas naudojant 5 proc. ţelatinos tirpalą (didţiausios reikšmės nuokrypis nuo vid. – 9,72 proc., maţiausios reikšmės nuokrypis nuo vid. – 9,09 proc.). Šis skirtumas galėjo atsirasti dėl pasirinkto kapsulių uţpildymo būdo. Kadangi pildymas buvo rankinis, susidarė gana didelės paklaidos, tačiau remiantis 2 lentelės („Miltelių masės procentiniai nuokrypiai, nepriklausomi nuo miltelių dozavimo būdo―) duomenimis ir įvertinus gautus rezultatus galime daryti išvadą, jog visų kapsulių, uţpildytu granuliatais, masės nuokrypiai atitinka reikalavimus ir yra maţesni nei 10 proc.. Įvertinus kapsules, su negranuliuotais karčiojo kiečio milteliais, nustatyta, jog didţiausios reikšmės nuokrypis nuo vidurkio (ţr. 4 lentelę) viršija 10 proc.. Todėl remiantis 2 lentele, nustatyta, jog negranuliuota ţaliava uţpildytos kapsulės neatitinka masės vienodumo
reikalavimų. Negranuliuoti karčiojo kiečio milteliai yra netinkami kapsuliuoti, nes yra purūs ir nebirūs, todėl netolygiai uţpildo kapsules.
Atlikus masės vienodumo tyrimą, buvo tikrinamas kapsulių suirimo laikas. Viena kapsulė su augaline ţaliava tirpinama stiklinėlėje su 50 ml distiliuotu vandeniu, palaikant 37 ± 2 °C temperatūrą. Gauti rezultatai pavaizduoti 8 paveiksle.
8 pav. Kapsulių suirimo laikas su skirtingais granuliatais (n = 5) (1 – 2 proc. želatina, 2 – 5 proc. želatina, 3 – 70 proc. etanolis, 4 – 2 proc. metilceliuliozė, 5 – 5 proc. metilceliuliozė, 6 – 5 proc. polivinilpirolidonas, 7 – 10 proc. polivinilpirolidonas, 8 – 2 proc. krakmolas, 9 – 64 proc. cukraus
sirupas, 10 – distiliuotas vanduo, 11 – negranuliuoti karčiojo kiečio milteliai)
Kapsulės pagal Eur. Ph. turi suirti per 30 min.. Atlikus tyrimą, paaiškėjo, kad kapsulės vidutinis suirimo laikas yra 5 min.. Greičiausiai suyra kapsulės su 70 proc. etanolio tirpalu (4,4 min), lėčiausiai tirpsta granuliatai, kuriems pagaminti buvo naudojamas 64 proc. cukraus sirupas (5,5 min.) ir 5 proc. metilceliuliozės tirpalas (5,5 min.). Pagalbinės medţiagos neturi įtakos kapsulių suirimo laikui. Visi kapsulių suirimo rezultatai atitinka jiems keliamus reikalavimus.
3.4. Tirpimo testo vertinimas
Suminis fenolinių junginių kiekis tirtas spektrofotometru, pagal kalibracinį grafiką, kaip standartą naudojant p – kumaro rūgštį. Atlikus tirpimo testą, nustatytas fenolinių junginių procentinis kiekis, išsiskiriantis iš 1 g ţaliavos (9 pav.).
0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 V id u tini s su irim o lai k as (m in )
9 pav. Fenolinių junginių išsiskyrimas, proc.
Didţiausias procentinis fenolinių junginių kiekis po 15 min. išsiskiria iš granuliatų, kuriems sudaryti buvo naudojamas 2 proc. metilceliuliozės tirpalas, iš jo išsiskyrė 81,86 proc. ir distiliuotas vanduo – 82,95 proc. fenolinių junginių. Antroje vietoje yra granuliatai, kuriems naudojama 5 proc. metilceliuliozė – 61,29 proc. ir 64 proc. cukraus sirupas – 56,37 proc.. Trečioje vietoje pagal išsiskirimą po 15 min. yra 2 proc. krakmolo tirpalas – 43,82 proc., 70 proc. etanolio tirpalas – 39,57 proc., 2 proc. ţelatinos tirpalas – 38,70 proc. ir 5 proc. ţelatinos tirpalas – 37,75 proc.. Maţiausias išsiskyrimas stebimas, kai naudotas 10 proc. polivinilpirolidonas – 33,12 proc. ir 5 proc. polivinilpirolidonas – 22,28 proc.. Įvertinus rezultatus, gautus po pirmų 15 min., galime teigti, jog pagalbinės medţiagos, naudojamos atlikti granuliaciją, turi įtakos cheminių junginių išsiskyrimui. Vėliau buvo stebimas tolygus fenolinių junginių skyrimosi didėjimas. Po 60 min. gauti tokie rezultatai: beveik maksimaliai fenoliniai junginiai išsiskyrė naudojant 2 proc. metilceliuliozės tirpalą – 99,35 proc., ir distiliuotą vandenį – 98,57 proc., maţiausias išsiskyrimas nustatytas, kai granuliavimui buvo naudojami 5 proc. polivinilpirolidonas – 57,84 proc. ir 70 proc. etanolis – 55,79 proc.
0 20 40 60 80 100 120 0 15 30 45 60 F en oli n ių jun gin ių k ieki s, p roc . Laikas, min. Polivinilpirolidonas 5% Distiliuotas vanduo Polivinilpirolidonas 10% Metilceliuliozė 2% Krakmolas 2% Ţelatina 2% Etanolis 70% Metilceliuliozė 5% Ţelatina 5% Cukraus sirupas 64%
Apibendrinant visus atliktus tyrimus granuliatams, nustatyta, jog įvertinus drėgmę ir suberiamąjį tankį tinkamiausias granuliavimui yra 70 proc. etanolinis tirpalas ir 5 proc. polivinilpirolidono tirpalas. Vėliau atlikus kokybės vertinimą ir biofarmacinius tyrimus kapsulėms, nustatyta, jog naudojant 70 proc. etanolį, kapsulės suyra greičiausiai. Tirpimo testas neparodė reikšmingo skirtumo. Kapsulė masės vienodumas atitinka reikalavimus. Kadangi etanolis yra lengviau prieinamas tirpiklis, lakus ir greitai išgaruoja nepasilikdamas augalinėje ţaliavoje, tačiau sudarydamas granules, kurios sąlygoja tinkamas savybes augalinės ţaliavos kapsuliavimui, nuspręsta pagaminti didelio masto seriją.
3.5. Eksperimentinės serijos granuliato ir su juo pagamintų kapsulių palyginimas
su pirminiams tyrimams pagamintu granuliatu ir kapsulėmis
Pagal granuliatų ir kapsulių kokybės vertinimą, parinktas granuliuojantis skystis, kurį naudojant nuspręsta pagaminti didelio masto seriją. Ji įvertinta pagal kokybės parametrus ir biofarmacinių tyrimų rezultatus. Rezultatai lyginami su laboratorijoje gamintu, pirminiams tyrimams skirtu granuliatu. Granuliatas, didelio masto serijai gaminti, įvertintas mikroskopuojant. Stebimas dalelių dydis, forma (10 pav.)
(1) (2)
10 pav. Granuliatų mikroskopinės nuotraukos (1000x) (1 – granuliatas, skirtas didelio masto serijai, granuliuota 70 proc. etanoliu, 2 – granuliatas, gamintas pirminiams tyrimams,
granuliuota 70 proc. etanoliu)
Stebint pro mikroskopą nustatyta, kad granulės skirtos didelio masto serijai yra maţesnės, lygesniais kraštais. Galime numatyti, kad jų technologinės savybės yra geresnės nei pirminiams tyrimams skirto granuliato. Dalelės, kurių kraštai lygesni, turėtų geriau ir tolygiau uţpildyti kapsulę. Išmatavus dalelių dydį (11 pav.), nustatyta, kad reikšmingo skirtumo nėra.
11 pav. Granulių dydžio palyginimas, µm (1 – granuliatas, skirtas didelio masto serijai, granuliuota 70 proc. etanoliu, 2 – granuliatas, gamintas pirminiams tyrimams, granuliuota 70
proc. etanoliu)
Gauti matavimai patvirtino mikroskopavimo vertinimą, eksperimentinei serijai gaminti skirto granuliato vidutinis dalelių dydis siekia 12,46 µm, granulių skirtų pirminiams tyrimams vidutinis dydis 16,44 µm. Skirtumas tarp šių matavimų nėra reikšmingas.
Eksperimentinei serijai gamintas didelis kiekis granuliato, kuris buvo sijojamas per didesnio paviršiau sietus, tai galėjo įtakoti vidutinį dalelių dydį, kai buvo naudota tokia pati technologija. Dalelių dydis ir forma turi įtakos tolygiam kapsulių uţpildymui. Šiuo atveju, didelio masto serijai paruoštas granuliatas maţai skiriasi nuo pirminių tyrimų metu pagaminto granuliato. Todėl technologiškai turėtų taip pat uţpildyti kapsules. Gavus šiuos rezultatus, nuspręsta atlikti suberiamojo tankio nustatymą. Rezultatai pateikiami 12 paveiksle.
12 paveikslas. Suberiamasis tankis, g/cm3 (1 – granuliatas, skirtas didelio masto serijai, granuliuota 70 proc. etanoliu, 2 – granuliatas, gamintas pirminiams tyrimams, granuliuota 70
proc. etanoliu) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 1 2 G ran u li ų d yd is, µ m 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 1 2 S u b er iam asis tank is, g/cm 3
Suberiamojo tankio skirtumas nėra reikšmingas. Todėl galime teigti, kad granuliato, skirto gaminti didelio masto serijai, technologinės savybės yra tokios pačios kaip ir maţo masto serijos granuliato.
Atliktas granuliato drėgmės nustatymas. Gauti rezultatai palyginti 13 paveiksle.
13 pav. Granuliatų drėgmės palyginimas, proc. (1 – granuliatas, skirtas didelio masto serijai, granuliuota 70 proc. etanoliu, 2 – granuliatas, gamintas pirminiams tyrimams, granuliuota 70
proc. etanoliu)
Nustatyta, kad didelio masto serijai, skirto granuliato drėgmė yra 5,9 %, tai 0.87 procentinio punkto maţiau nei pirminiams tyrimams skirto granuliato drėgmė. Drėgmės pokyčiui įtakos galėjo turėti patalpų vėdinimo ir oro temperatūros skirtumai, tačiau skirtumas nėra reikšmingas, įtakos technologinėms savybėms neturi.
Apibendrinant granuliatams atliktus tyrimus, nustatyta, jog didelio masto serijai skirtas granuliatas pasiţymi tokiomis pačiomis technologinėmis savybėmis, kaip ir maţo masto serija. Įvertinus granulių dydį, formą, drėgmę, suberiamąjį tankį nustatytą, jog pagamintas granuliatas yra tinkamas kapsuliavimui, o technologinės savybės yra tokios pačios, kaip ir maţo masto serijos.
Nuspręsta atlikti kapsuliavimą pusiau pramoniniu būdu ir pagaminti 45 tūkst. kapsulių, uţpildytų karčiojo kiečio granuliatu, kuriam pagaminti naudotas 70 proc. etanolis. Pirmiausia buvo įvertintas kapsulių tūrio vienodumas. Kapsulių svorio palyginimas pateiktas 14 paveiksle.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 D rė gm ė, pr oc .
14 pav. Vidutinės kapsulių masės palyginimas, g (1 – granuliatas, skirtas didelio masto serijai, granuliuota 70 proc. etanoliu, 2 – granuliatas, gamintas pirminiams tyrimams, granuliuota 70
proc. etanoliu)
Didelio masto serija, pagal vidutinį vienos kapsulės uţpildymą, skiriasi, nuo rankiniu būdu pildytų kapsulių. Pildant kapsules pusiau pramoniniu būdų jų uţpildymas padidėja 53 proc.. Pusiu pramoninis uţpildymas yra tikslesnis, pasiekiamas maţesnis skirtumas tarp didţiausios ir maţiausios reikšmės nuokrypio nuo vidurkio (6 lentelė).
6 lentelė. 5 lentelė. Kapsulių masės vienodumo vertinimas
Vidutinė vienos kapsulės masė (g) Didţiausia reikšmė (g) Didţiausios reikšmės nuokrypis nuo vidurkio (proc.) Maţiausia reikšmė (g) Maţiausios reikšmės nuokrypis nuo vidurkio (proc.) Statistinis standartinis nuokrypis Didelio masto serija 0.244 0.260 6.79 0.228 6.64 ±0.009 Maţo masto serija 0.159 0.168 5.66 0.145 8.81 ±0.006
Įvertinus, didelio masto serijos masės nuokrypius nuo vidurkio, ir remiantis 2 lentelės duomenimis, galime teigti, kad ši serija atitinka kapsulėms keliamus reikalavimus, nes neviršija 10 proc. nuokrypio nuo vidurkio. Didelio masto kapsulių uţpildymas yra kokybiškesnis, nes buvo atliktas pusiau pramoniniu būdu. Todėl, galime teigti, jog kapsulių uţpildymui turi įtakos pasirenkama pildymo technologija. 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 1 2 V id u tinė vienos k ap su lės m asė, g
Atlikus tirpimo testą, nustatytas fenolinių junginių procentinis kiekis, išsiskiriantis iš 1 g ţaliavos. Pastebėta, jog didelio masto serijos rezultatai nėra reikšmingai skirtingi. Rezultatai pateikiami 15 paveiksle.
15 pav. Fenolinių junginių kiekio proc. palyginimas
Per pirmas 15 min. iš didelio masto serijos kapsulių su karčiojo kiečio granuliatu, išsiskyrė 47,15 proc. fenolinių junginių. Lyginant su pirminiais tyrimais, išsiskyrimas per pirmas 15 min didelio masto serijoje buvo didesnis (padidėjo 7,6 procentinio punkto). Tuo tarpu išsiskyrimas po 60 min. tapo beveik toks pats, didelio masto serijoje fenolinių junginių kiekis – 58,08 proc., maţo masto serijoje – 55,79 proc.. Lyginant rezultatus su pirminiais duomenimis, galutinis išsiskyrimas padidėjo 2,3 proc.. Testo rezultatai nėra reikšmingai skirtingi.
Galime teigti, kad gaminant granuliatus ir kapsules, išlaikyti tokie patys technologiniai rodikliai, kurie nulemia tinkamą augalinės ţaliavos paskirstymą kapsulėje.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 15 30 45 60 F en oli n ių jun gin ių k ieki s, p roc . Laikas, min.
Didelio masto serija Maţo masto serija
4. IŠVADOS
1. Įvertinus karčiojo kiečio miltelių technologines savybes: birumą, kūgio kampą, suberiamąjį tankį, dalelių dydį, nustatyta, kad milteliai nepasiţymi tinkamomis savybėmis, jog juos būtų galima tiesiogiai kapsuliuoti.
2. Remiantis gautais dalelių dydţio, drėgmės, suberiamojo tankio matavimų rezultatais, parinktas ir pritaikytas drėgnos granuliacijos metodas vertinamas kaip tinkamas, norint sukapsuliuoti karčiojo kiečio miltelius, nes taikant šį metodą, gerėja technologinės miltelių savybės: didėja birumas, maţėja purumas, dulkėjimas ir įsielektrinimas.
3. Pritaikius augalinės ţaliavos kapsuliavimo metodą ir įvertinus rezultatus, nustatyta, kad tinkamiausias granuliuojantis skystis, didelio masto serijos gamybai ir tolimesniems tyrimams, pagal granuliatų ir kapsulių kokybės vertinimą, yra 70 proc. etanolis.
4. Palyginus didelio ir maţo masto gamybos serijas, nustatyta, kad granulių dydis maţesnis 25 proc., vidutinis suberiamasis tankis liko nepakitęs, drėgmės kiekis maţesnis 10 proc., vidutinis kapsulių svoris didesnis 53 proc., biofarmacinis vertinimas parodė panašų fenolinių junginių atsipalaidavimą iš skirtingų serijų kapsulių. Tai patvirtina, kad gamybos masto padidinimas neturi reikšmingos įtakos karčiojo kiečio kapsulių kokybei.
