Valuvuusmittaustekniikat huonosti valuvien inhalaatiokantaja-aineiden karakterisoinnissa : Menetelmien kehitys ja soveltuvuus

Abstract

Inhalaatiokantaja-aineiden huono valuvuus aiheuttaa ongelmia inhalaatiolääkkeiden valmistuksessa ja annostelemisessa. Inhalaatiokantaja-aineiden valuvuutta on hankala tutkia, sillä ne voivat olla hyvin koheesiivisia jauheita ja muodostavat valutusta vastustavia holvirakenteita. Jauheiden ominaisuuksiin vaikuttavat monet parametrit ja niiden käyttäytyminen riippuu aiheutetun rasituksen määrästä. Jauheiden valuvuusominaisuuksia voidaan päätellä materiaalin partikkeli- ja bulkkiominaisuuksia tutkimalla. Valuvuutta voidaan mitata monella eri menetelmällä eikä ole olemassa yleisesti sovittua tapaa luokitella jauhemateriaalin valuvuuden tasoa. Tämän työn tavoitteena oli tutkia iPAT FlowPro -valuvuusmittauslaitteen ja Freeman technology FT4 -jauhereometrin soveltuvuutta inhalaatiokantaja-aineiden valuvuusominaisuuksien karakterisointiin ja kehittää luotettavat mittausmenetelmät molemmille mittauslaitteille. Työssä käytetyt inhalaatiokantaja-aineet ovat erilaisia laktooseja. Laktoosien valuvuusominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä tutkittiin myös ominaispinta-ala -määrityksillä, partikkelikokojakaumalaser-diffraktioilla ja pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvilla. Kokeellinen tutkimustyö tehtiin kokonaisuudessaan Orionin fysikaalisen laboratorion tiloissa Espoossa. iPAT FlowPro ja FT4-jauhereometrille onnistuttiin kehittämään sopivat mittausmenetelmät inhalaatiokantaja-aineiden karakterisointiin. Molemmat menetelmät soveltuvat valuvuusominaisuuksien ja valuvuuteen liittyvien ominaisuuksien tutkimiseen. Laitteet mittaavat valuvuutta eri tavalla ja saadut tulokset täydentävät toisiaan. iPAT FlowPro kykenee mittaamaan huonosti valuvien tasalaatuisten laktoosien valuvuusnopeutta, jos näyte muodostaa tarpeeksi kestävän holvirakenteen ja mittausolosuhteet ovat suotuisat. Valuvuusnopeusmittauksissa ilmankosteudella on suuri merkitys, minkä vuoksi valuvuusmittaukset pitää suorittaa olosuhdekontrollissa toistettavien tulosten saamiseksi. Myös altistusajalla on vaikutusta jauhemateriaalin valuvuuteen. Valuvuusominaisuuksia ei voida tarkoin määrittää ilman kokeellisia mittauksia ja se ei ole aina yksiselitteistä. Kaikkia valuvuusominaisuuksia ei pystytä mittaamaan yhdellä menetelmällä ja mittaustuloksista voidaan vetää vääriä johtopäätöksiä.