Application of the percolation theory in the formulation of pharmaceutical dosage forms: Hydrophilic matrix tablets

Abstract

Perkolaciona teorija je matematička alatka koja omogućava uvid u karakteristike geometrijski složenih sistema. Geometrijska tranzicija u čvrstim farmaceutskim oblicima je povezana sa naglim promenama određenih karakteristika tableta (mehaničke karakteristike, brzina rastvaranja lekovite supstance). Cilj rada je implementacija koncepata perkolacione teorije u karakterizaciji hidrofilnih matriks tableta, određivanjem perkolacionih pragova za ključne mehaničke karakteristike matriks tableta kao i za profile brzine rastvaranja lekovite supstance. Hidrofilne matriks tablete su izrađene sa polietilen oksidnim polimerima kao matriks-formirajućim materijalima, diklofenak-natrijumom kao lekovitom supstancom i mikrokristalnom celulozom kao sredstvom za dopunjavanje. Izrađeno je 18 formulacija variranjem masenog udela ekscipijenasa i primenjene sile kompresije, pri čemu su matriks tablete izrađene metodom direktne kompresije. Ispitana je kompresibilnost i kompaktibilnost ekscipijenasa, kao i zatezna čvrstoća izrađenih matriks tableta. Brzina rastvaranja diklofenak-natrijuma iz matriks tableta je ispitana u aparaturi sa rotirajućom lopaticom, a dobijeni profili su analizirani primenom matematičkog modela. Perkolacioni pragovi su određeni praćenjem promena u zateznoj čvrstoći matriks tableta i kinetičkim parametrima profila brzine rastvaranja lekovite supstance, u funkciji relativne gustine matriks tableta odnosno zapreminskog udela matriks-formirajuće supstance i poroziteta matriks tableta. Dobijene vrednosti perkolacionih pragova, tj. kritičnih poroziteta za zateznu čvrstoću iznose 22,57% odnosno 50,63% za PEO WSR 1105 i PEO WSR Coagulant hidrofilne matriks tablete. Perkolacioni prag za kinetičke parametre profila brzine rastvaranja diklofenak-natrijuma za PEO WSR 1105 hidrofilne matriks tablete iznosi 20,86 %. Dobijeni rezultati ukazuju na mogućnost identifikacije perkolacionih pragova kao kritičnih formulacija koje podležu naglim promenama karakteristika matriks tableta sa manjim promenama u sastavu formulacija ili parametara procesa izrade.