乾燥コーティングによる流動性向上のためのシリカの種類と量の選択：接触力学ベースの予測アプローチ

目的：異なるサイズ、表面粗さ、形態、アスペクト比を持つ19の医薬品粉末の包括的なセットを使用して、粉末流流の増強に対するシリカの量と種類を乾燥コーティングする効果を調査するだけでなく、推定された結合数を介した流れの予測可能性を評価する機構的多重アスペリティ粒子接触モデルを使用します。 方法：粒子サイズ、形状、密度、表面エネルギーと面積、SEMベースの形態、およびFFCがすべての粉末について評価されました。疎水性（R972p）または親水性（A200）ナノシリカは、各粉末について25％、50％、および100％の表面積被覆（SAC）で乾式コーティングされました。流れの予測可能性は、粒子サイズと結合数を介して評価されました。 結果：いずれかのタイプのシリカの50％SACでのすべての粉末で、ほぼ最大流量強化、1つまたは複数の流れカテゴリが観察されました。。SACとしてのシリカ量は、相対的なパフォーマンスを理解するのに役立ちました。FFCと債券数の間のパワーローの関係が観察されました。 結論：50％SACで大幅な流れの強化が達成され、以前のモデルが検証されました。ほとんどの非凝集性の非常にまとまりのある粉末は、2つのフローカテゴリによって改善され、簡単な流れを達成しました。粒子サイズのみを介して、コーティングされていないコーティングされていないコーティングされたパウダーの両方で、流動性を予測できませんでした。粒子サイズ、表面エネルギー、粗さ、およびシリカの量と種類を考慮して、機械的多吸引粒子接触モデルモデルを介して計算された結合番号を使用して、予測は大幅に優れていました。広く受け入れられている200 nmの表面粗さは、ほとんどの製薬粉末では有効ではありませんでした。

PURPOSE: To investigate the effect of dry coating the amount and type of silica on powder flowability enhancement using a comprehensive set of 19 pharmaceutical powders having different sizes, surface roughness, morphology, and aspect ratios, as well as assess flow predictability via Bond number estimated using a mechanistic multi-asperity particle contact model. METHOD: Particle size, shape, density, surface energy and area, SEM-based morphology, and FFC were assessed for all powders. Hydrophobic (R972P) or hydrophilic (A200) nano-silica were dry coated for each powder at 25%, 50%, and 100% surface area coverage (SAC). Flow predictability was assessed via particle size and Bond number. RESULTS: Nearly maximal flow enhancement, one or more flow category, was observed for all powders at 50% SAC of either type of silica, equivalent to 1 wt% or less for both the hydrophobic R972P or hydrophilic A200, while R972P generally performed slightly better. Silica amount as SAC better helped understand the relative performance. The power-law relation between FFC and Bond number was observed. CONCLUSION: Significant flow enhancements were achieved at 50% SAC, validating previous models. Most uncoated very cohesive powders improved by two flow categories, attaining easy flow. Flowability could not be predicted for both the uncoated and dry coated powders via particle size alone. Prediction was significantly better using Bond number computed via the mechanistic multi-asperity particle contact model accounting for the particle size, surface energy, roughness, and the amount and type of silica. The widely accepted 200 nm surface roughness was not valid for most pharmaceutical powders.