Vätning är vattens, eller mer generellt, lösningsmedels och lösningars, förmåga att sprida sig i viss utsträckning på ytor i farmaceutiska system. Farmaceutiska system inkluderar läkemedelssubstanser, råvaror och mellanprodukter såsom blandningar, formuleringar, alla doseringsformer, förpackningsmaterial och anordningar. I den mest direkta formen av att bedöma vätningsegenskaper placeras en droppe av testvätskan på ytan av testmaterialet (vanligtvis fast) och droppens spridning observeras optiskt. Farmaceutiska systems vätningsegenskaper är viktiga för tillverkning, doseringsformens prestanda och stabilitet.
Syftet med standarden ”USP 1243 Vätande egenskaper hos farmaceutiska system” som publicerats av American Pharmacopeia (USP) är att ge allmän information om vätande egenskaper hos farmaceutiska system, beskriva experimentella tekniker som används i farmaceutisk praxis, identifiera svårigheter med mätningar och diskutera metoder som används för att manipulera vätande egenskaper.
Vätande egenskaper hos läkemedelssystem har många tillämpningar, inklusive, men inte begränsat till, råmaterial, tillverkning, doseringsformers prestanda och stabilitet, anordningar och förpackning.
När råmaterialens vätande egenskaper är avgörande för en formulerings- och tillverkningsprocess kan dessa egenskaper mätas som en del av materialkarakteriseringen. Vid utforskning av fasta former av en läkemedelssubstans kan det visa sig att vissa pulver är hydrofoba och uppvisar dåliga vätande egenskaper. Det kan också visa sig att dålig pulvervätning beror på en kristallmorfologi där den dominerande kristallytan är hydrofob. I detta fall kan det vara möjligt att utveckla en kristallisationsprocess som producerar en partikelmorfologi med en framträdande hydrofil yta för att förbättra vätningen. Läkemedelssubstansens vätande egenskaper i en formulering kan också vara viktiga, särskilt i fasta doseringsformer (t.ex. tabletter) och suspensioner. På liknande sätt kan vätande egenskaper hos hjälpämnen som används i formuleringar vara relevanta för doseringsformernas bearbetning och prestanda. Betydelsen av råmaterialens vätande egenskaper upptäcks under utvecklingsprocessen. Hjälpämnens vätande egenskaper kan ses påverka formuleringens stabilitet, bearbetning och prestanda. När vätande egenskaper är avgörande kan utvärdering av vätande egenskaper vara en del av materialspecifikationen.
Vätproblem i förpackningsmaterial och anordningar (såsom behållarväggar, proppar och spruthylsor) kan leda till dosinhomogenitet. Till exempel, i en dosinhalatorsuspension av mikroniserat läkemedel kan otillräcklig vätning av partiklar av mediet resultera i partikelavsättning på anordningen eller primära förpackningskomponenter, vilket resulterar i oacceptabel dosleverans från anordningen. Läckage och extraktionsvätskor kan också påverkas av anordningens eller förpackningsmaterialets vätningsegenskaper.
Den viktigaste parametern som kan mätas experimentellt för att kvantifiera vätning är kontaktvinkeln, som visas i figuren. Kontaktvinkeln är vinkeln mellan linjer som tangerar gränsytorna vätska-luft och fast-vätska vid trefasgränsen fast-vätska-luft. Generellt sett betraktas en kontaktvinkel på 90 grader eller mindre som vätande, medan en kontaktvinkel på 90 grader eller mindre anses vara icke-vätande. Termen "spridning" används för det extrema fallet av vätning när denna vinkel är 0 grader.
Enligt Youngs ekvation är ytspänningen hos vätskor en nyckelfaktor som påverkar vätningen. På ytan av en vätska utsätts molekylerna för obalanserade intermolekylära krafter, med en starkare attraktion mot insidan än mot luften. Följaktligen är molekyldensiteten vid ytan lägre än i bulken, vilket resulterar i ett ökat genomsnittligt separationsavstånd, vilket lämnar molekylerna i spänning, med ytan som kontraherar till minsta möjliga värde, som ett uttänjt membran. Vid en övergångspunkt där ytan av en vätska kommer i kontakt med ett annat material, såsom väggen i en behållare, utövar ytan en kraft på materialet längs kontaktlinjen eller kurvan. Ytspänning är en intensiv egenskap, vilket betyder att det är en kraft per längdenhet, och den totala kraften är omkretsen eller den totala kontaktlängden. På grund av kontraktionsspänningskraften vid ytan krävs externt arbete för att öka ytan av en vätska.
Ytspänningen hos vätskor kan mätas direkt med en mängd olika tekniker. Den vanligaste metoden är Wilhelmy-plattmetoden, men en stav eller ring kan också användas. Utrustningen som krävs för denna metod kan konstrueras från enkla laboratoriekomponenter. Provvolymerna kan variera från några milliliter (t.ex. vid användning av en tunn stav) till tiotals eller hundratals (eller till och med större) milliliter. Denna teknik är särskilt lämplig för att mäta minskningen av ytspänning när ett ytaktivt ämne tillsätts ytan och gränsytspänningen mellan två oblandbara vätskor (t.ex. gränsytan mellan olja och vattenlösning).
Oavsett vilken teknik som används beror vätskors ytspänning på temperaturen, och denna temperatur bör helst kontrolleras eller åtminstone registreras. Till exempel, vid en temperatur nära rumstemperatur minskar vattnets ytspänning med 0,152 mN/m² med en ökning med 1 grad Celsius. Relativ fuktighet har visat sig ha en effekt på vattnets ytspänning. En kritisk faktor vid experimentell mätning av ytspänning är renheten hos utrustningen och allt material som används vid provberedning (t.ex. pipetter, sprutor, glasvaror). Även mindre kontaminering av ett vattenhaltigt prov, särskilt med en oljig kemikalie, kan avsevärt förändra ytspänningen på grund av adsorption av kemikalien och dess höga ytkoncentration. Det är vanligt att rengöra glasvaror genom syratvätt följt av noggrann sköljning med vatten med högrenhet.
Det finns två grundläggande metoder för att mäta kontaktvinkel:
Oavsett vilken metod som används för att mäta kontaktvinkeln är konsekvens i provberedningsprocessen en kritisk faktor. Som framgår av beskrivningen av de experimentella metoderna påverkar porstrukturen och den totala porositeten kontaktvinkeln och kräver kontroll för en konsekvent provberedning. Så länge kontaktvinklar mäts på prover som har komprimerats i viss utsträckning måste kompressionsproceduren kontrolleras. Ytjämnhet är en annan faktor som påverkar kontaktvinkeln. Ytjämnhet kan karakteriseras som förhållandet mellan den faktiska arean av en fast yta och dess synliga eller projicerade area.
Vår organisation, som i åratal har stöttat företag inom alla sektorer genom ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsaktiviteter, har ett starkt team av medarbetare som noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med standarden USP 1243 "Wetting Properties of Pharmaceutical Systems".
Du kan be oss fylla i vårt formulär för att få en tid, för att få mer detaljerad information eller för att begära en utvärdering.
