Comparison of the Rupture and Disintegration Tests for Soft-Shell Capsules

The USP General Chapter < 2040 > Disintegration and Dissolution of Dietary Supplements introduced a rupture test as a performance test of soft-shell capsules. Traditionally, the disintegration test was used for determining the disintegration time of all solid oral dosage forms. The aim of this investigation was to investigate differences between the rupture test and the disintegration test using soft-shell capsules. Five different soft-shell capsule products were chosen based on their filling contents and treated to simulate a production deficiency. The study design compared capsules as received with capsules that were treated by coating them with the liquid contents of another capsule. The capsules were incubated at room temperature and at 40 degrees C. The tests were repeated after two weeks, and at each time point, twelve capsules of each product were tested using the rupture and the disintegration tests. Six capsules were tested untreated, while the other six capsules were treated. Rupture and disintegration times were recorded as dependent variables in each experiment. Thedata were analyzed using ANOVA. According to the USP definition for disintegration, the rupture of a soft-shell capsule can be seen as fulfilling the disintegration criterion if the capsule contents is a semisolid or liquid. Statistical analysis showed no advantage of the rupture test over the disintegration test. On a product-by-product basis, both tests were sensitive to certain investigated parameters. A noticeable difference between both tests was that in most cases, the rupture test reached the defined endpoint faster than the disintegration test. Soft-shell capsules that are subject to a Quality by Design approach should be tested with both methods to determine which performance test is the most appropriate test for a specific product.

Investigation of the Performance of the Disintegration Test for Dietary Supplements

The aim of this study was to investigate how beaker size, basket assembly, use of disk, and immersion medium impact the disintegration time of dietary supplements. The disintegration times were determined for five tablet and two capsule products. A two-station disintegration tester was used with Apparatus A or Apparatus B as described in the United States Pharmacopeia (USP) chapters, < 701 > and < 2040 >. Two beakers complying with the harmonized specifications were used, one with a volume of 1,000 mL and one with a 1,500-mL volume. The disintegration data were analyzed using ANOVA for the following factors: beaker size, equipment (App A and B) and condition (with/without disk). Two tablet products were not sensitive to any changes in the test conditions or equipment configurations. One product was only partially sensitive to the test conditions. The other products showed impact on the disintegration time for all test conditions. The results revealed that these tablet products might pass or fail current USP disintegration requirements depending on the equipment configuration. Similar results were obtained for the two investigated capsule formulations. One product might fail current USP disintegration requirements if the large beaker was used, but might pass the disintegration requirements when the small beaker was used. Hydroxy propyl methyl cellulose capsules were mostly influenced if sodium instead of a potassium buffer was used as the immersion medium. The results demonstrate that the current harmonized ICH specifications for the disintegration test are insufficient to make the disintegration test into reliable test for dietary supplements.

Gastrointestinal transit and disintegration of enteric coated magnetic tablets assessed by ac biosusceptometry

The oral administration is a common route in the drug therapy and the solid pharmaceutical forms are widely used. Although much about the performance of these formulations can be learned from in vitro studies using conventional methods, evaluation in vivo is essential in product development. The knowledge of the gastrointestinal transit and how the physiological variables can interfere with the disintegration and drug absorption is a prerequisite for development of dosage forms. The aim of this work was to employing the ac biosusceptometry (ACB) to monitoring magnetic tablets in the human gastrointestinal tract and to obtain the magnetic images of the disintegration process in the colonic region. The ac biosusceptometry showed accuracy in the quantification of the gastric residence time, the intestinal transit time and the disintegration time (DT) of the magnetic formulations in the human gastrointestinal tract. Moreover, ac biosusceptometry is a non-invasive technique, radiation-free and harmless to the volunteers, as well as an important research tool in the pharmaceutical, pharmacological and physiological investigations. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Disintegration of magnetic tablets in human stomach evaluated by alternate current Biosusceptometry

Oral administration is the most convenient route for drug therapy. The knowledge of the gastrointestinal transit and specific site for drug delivery is a prerequisite for development of dosage forms. The aim of this work was to demonstrate that is possible to monitor the disintegration process of film-coated magnetic tablets by multi-sensor alternate current Biosusceptometry (ACB) in vivo and in vitro. This method is based on the recording of signals produced by the magnetic tablet using a seven sensors array and signal-processing techniques. The disintegration was confirmed by signals analysis in healthy human volunteers' measurements and in vitro experiments. Results showed that ACB is efficient to characterize the disintegration of dosage forms in the stomach, being a research tool for the development of new pharmaceutical dosage forms. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Disintegration of magnetic tablets in human stomach evaluated by alternate current biosusceptometry

Oral administration is the most convenient route for drug therapy. The knowledge of the gastrointestinal transit and specific site for drug delivery is a prerequisite for development of dosage forms. The aim of this work was to demonstrate that is possible to monitor the disintegration process of film-coated magnetic tablets by multi-sensor alternate current Biosusceptometry (ACB) in vivo and in vitro. This method is based on the recording of signals produced by the magnetic tablet using a seven sensors array and signal-processing techniques. The disintegration was confirmed by signals analysis in healthy human volunteers' measurements and in vitro experiments. Results showed that ACB is efficient to characterize the disintegration of dosage forms in the stomach, being a research tool for the development of new pharmaceutical dosage forms.

Study and modeling of the desintegration kinetics of coated paper

The disintegration of recovered paper is the first operation in the preparation of recycled pulp. It is known that the defibering process follows a first order kinetics from which it is possible to obtain the disintegration kinetic constant (KD) by means of different ways. The disintegration constant can be obtained from the Somerville index results (%lsv and from the dissipated energy per volume unit (Ss). The %slv is related to the quantity of non-defibrated paper, as a measure of the non-disintegrated fiber residual (percentage of flakes), which is expressed in disintegration time units. In this work, disintegration kinetics from recycled coated paper has been evaluated, working at 20 revise rotor speed and for different fiber consistency (6, 8, 10, 12 and 14%). The results showed that the values of experimental disintegration kinetic constant, Ko, through the analysis of Somerville index, as function of time. Increased, the disintegration time was drastically reduced. The calculation of the disintegration kinetic constant (modelled Ko), extracted from the Rayleigh’s dissipation function, showed a good correlation with the experimental values using the evolution of the Somerville index or with the dissipated energy

Study and modeling of the desintegration kinetics of coated paper

The disintegration of recovered paper is the first operation in the preparation of recycled pulp. It is known that the defibering process follows a first order kinetics from which it is possible to obtain the disintegration kinetic constant (KD) by means of different ways. The disintegration constant can be obtained from the Somerville index results (%lsv and from the dissipated energy per volume unit (Ss). The %slv is related to the quantity of non-defibrated paper, as a measure of the non-disintegrated fiber residual (percentage of flakes), which is expressed in disintegration time units. In this work, disintegration kinetics from recycled coated paper has been evaluated, working at 20 revise rotor speed and for different fiber consistency (6, 8, 10, 12 and 14%). The results showed that the values of experimental disintegration kinetic constant, Ko, through the analysis of Somerville index, as function of time. Increased, the disintegration time was drastically reduced. The calculation of the disintegration kinetic constant (modelled Ko), extracted from the Rayleigh’s dissipation function, showed a good correlation with the experimental values using the evolution of the Somerville index or with the dissipated energy

Study and modeling of the desintegration kinetics of coated paper

The disintegration of recovered paper is the first operation in the preparation of recycled pulp. It is known that the defibering process follows a first order kinetics from which it is possible to obtain the disintegration kinetic constant (KD) by means of different ways. The disintegration constant can be obtained from the Somerville index results (%lsv and from the dissipated energy per volume unit (Ss). The %slv is related to the quantity of non-defibrated paper, as a measure of the non-disintegrated fiber residual (percentage of flakes), which is expressed in disintegration time units. In this work, disintegration kinetics from recycled coated paper has been evaluated, working at 20 revise rotor speed and for different fiber consistency (6, 8, 10, 12 and 14%). The results showed that the values of experimental disintegration kinetic constant, Ko, through the analysis of Somerville index, as function of time. Increased, the disintegration time was drastically reduced. The calculation of the disintegration kinetic constant (modelled Ko), extracted from the Rayleigh’s dissipation function, showed a good correlation with the experimental values using the evolution of the Somerville index or with the dissipated energy

Study and modeling of the desintegration kinetics of coated paper

The disintegration of recovered paper is the first operation in the preparation of recycled pulp. It is known that the defibering process follows a first order kinetics from which it is possible to obtain the disintegration kinetic constant (KD) by means of different ways. The disintegration constant can be obtained from the Somerville index results (%lsv and from the dissipated energy per volume unit (Ss). The %slv is related to the quantity of non-defibrated paper, as a measure of the non-disintegrated fiber residual (percentage of flakes), which is expressed in disintegration time units. In this work, disintegration kinetics from recycled coated paper has been evaluated, working at 20 revise rotor speed and for different fiber consistency (6, 8, 10, 12 and 14%). The results showed that the values of experimental disintegration kinetic constant, Ko, through the analysis of Somerville index, as function of time. Increased, the disintegration time was drastically reduced. The calculation of the disintegration kinetic constant (modelled Ko), extracted from the Rayleigh’s dissipation function, showed a good correlation with the experimental values using the evolution of the Somerville index or with the dissipated energy

Development and characterization of orally-disintegrating films for propolis delivery

This study aimed at evaluating the effect of different concentrations of hydrolyzed collagen (HC) on the properties of an orally disintegrating film containing propolis ethanol extract (PEE) as an active component. The films were evaluated in terms of total phenols, mechanical properties, solubility, contact angle, disintegration time, and microstructure. The films were prepared by casting with 2 g of protein mass (gelatin and HC), 30 g of sorbitol/100 g of protein mass, and 100 g of PEE/100 g of protein mass. HC was incorporated at concentrations of 0, 10, 20, and 30 g/100 g of protein mass. It was found that increased concentrations of HC reduced tensile strength and increased elongation; however, all films showed plastic behavior. An increase in solubility at 25 ºC, a reduction in the contact angle, and disintegration time were also observed. Thus, higher concentrations of collagen led to more hydrophilic and more soluble polymeric matrices that showed shorter dissolution time, favoring the use of these materials as carriers for active compounds to be delivered in the oral cavity.

New grafted PLA-g-PEG polymeric nanoparticles used to improve bioavailability of oral drugs.

Les nanoparticules (NPs) de polymère ont montré des résultats prometteurs pour leur utilisation comme système de transport de médicaments pour une libération contrôlée du médicament, ainsi que pour du ciblage. La biodisponibilité des médicaments administrés oralement pourrait être limitée par un processus de sécrétion intestinale, qui pourrait par la suite être concilié par la glycoprotéine P (P-gp). La dispersion de la Famotidine (modèle de médicament) à l’intérieur des nanoparticules (NPs) pegylées a été évaluée afin d’augmenter la biodisponibilité avec du polyéthylène glycol (PEG), qui est connu comme un inhibiteur de P-gp. L’hypothèse de cette étude est que l’encapsulation de la Famotidine (un substrat de P-gp) à l’intérieur des NPs préparées à partir de PEG-g-PLA pourrait inhiber la fonction P-gp. La première partie de cette étude avait pour but de synthétiser quatre copolymères de PEG greffés sur un acide polylactide (PLA) et sur un squelette de polymère (PLA-g-PEG), avec des ratios de 1% et 5% (ratio molaire de PEG vs acide lactique monomère) de soit 750, soit 2000 Da de masse moléculaire. Ces polymères ont été employés afin de préparer des NPs chargés de Famotidine qui possède une faible perméabilité et une solubilité aqueuse relativement basse. Les NPs préparées ont été analysées pour leur principaux paramètres physicochimiques tels que la taille et la distribution de la taille, la charge de surface (Potentiel Zeta), la morphologie, l’efficacité d’encapsulation, le pourcentage résiduel en alcool polyvinylique (PVA) adsorbé à la surface des NPs, les propriétés thermiques, la structure cristalline et la libération du médicament. De même, les formules de NPs ont été testées in vitro sur des cellules CaCo-2 afin dʼévaluer la perméabilité bidirectionnelle de la Famotidine. Généralement, les NPs préparées à partir de polymères greffés PLA-g-5%PEG ont montré une augmentation de la perméabilité du médicament, ce par l’inhibition de l’efflux de P-gp de la Famotidine dans le modèle CaCo-2 in vitro. Les résultats ont montré une baisse significative de la sécrétion de la Famotidine de la membrane basolatéral à apical lorsque la Famotidine était encapsulée dans des NPs préparées à partir de greffes de 5% PEG de 750 ou 2000 Da, de même que pour d’autres combinaisons de mélanges physiques contenant du PEG5%. La deuxième partie de cette étude est à propos de ces NPs chargées qui démontrent des résultats prometteurs en termes de perméabilité et d’inhibition d’efflux de P-gp, et qui ont été choises pour développer une forme orale solide. La granulation sèche a été employée pour densifier les NPs, afin de développer des comprimés des deux formules sélectionnées de NPs. Les comprimés à base de NPs ont démontré un temps de désintégration rapide (moins d’une minute) et une libération similaire à la Famotidine trouvée sur le marché. Les résultats de l’étude du transport de comprimés à base de NPs étaient cohérents avec les résultats des formules de NPs en termes d’inhibition de P-gp, ce qui explique pourquoi le processus de fabrication du comprimé n’a pas eu d’effet sur les NPs. Mis ensemble, ces résultats montrent que l’encapsulation dans une NP de polymère pegylé pourrait être une stratégie prometteuse pour l’amélioration de la biodisponibilité des substrats de P-gp.

Avaluació del procés de desintegració de papers recuperats

La desintegració és una etapa important en la recuperació de paper vell, ja que té importants conseqüències en consum d'energia i en el comportament de les etapes posteriors. Per això els objectius es centren en analitzar la desintegració des del punt de vista del temps de desintegració, els aspectes energètics, modelització de la màquina de desintegració utilitzada i anàlisi dels factors de cisallament calculats com a mesura global de les forces implicades en la desintegració. Els autors que hi han treballat donen diferents explicacions a aquestes forces. Fins avui només s'ha pogut avaluar qualitativament la influència que tenen cada un dels mecanismes en el temps necessari per a desintegrar i en el consum energètic. Les característiques reològiques de les suspensions papereres, i el seu comportament no newtonià tenen una clara influència en el consum energètic i les forces de desfibrat en el desintegrador. Els experiments de desintegració s'han realitzat en un púlper convencional, amb tres tipus de paper recuperat: paper estucat d'alta qualitat imprès offset (PQ), paper revista estucat imprès en color (PR), paper blanc imprès en impresora làsser (PF). Anàlisi del temps de desintegració Per cada un del papers estudiats (PQ, PR i PF), les fraccions màssiques des de 0.06 fins a la màxima que estat possible per cada paper (de 0.14 a 0.18), i a dues velocitats d'agitació diferents, s'ha determinat el temps de desintegració (tD) fins a aconseguir un índex de Sommerville de 0.01%. S'obté que en augmentar la fracció màssica disminueix potencialment el temps de desintegració. S'ha estudiat la velocitat de desintegració, la producció teòrica del púlper en cada cas, i la seva relació amb les forces d'impacte i de fregament que produeixen la desintegració. Aspectes energètics El consum específic d'energia (SEC), definit com l'energia consumida per a desintegrar 1 kg de paper recuperat, disminueix molt en augmentar Xm, ja que a més de disminuir l'energia consumida en cada desintegració, el contingut en paper és més elevat. Pel disseny de desintegradors, cal tenir en compte que en augmentar Xm i en augmentar la velocitat, sempre augmenta la potència consumida. Però així com els beneficis de treballar a Xm alt són de 10 vegades en termes de SEC i de producció, l'augment de potència és només de l'ordre de 2 vegades la necessària respecte de la Xm baixa. Viscositat aparent i energia de fluidització S'estudia la relació entre el temps de desintegració, les forces de fregament i els valors de viscositat aparent de la bibliografia. Per cada paper i velocitat s'ha observat que el consum específic d'energia disminueix en funció de la viscositat aparent. Reologia del púlper Utilitzant el mètode de Metzner i Otto (1957) per determinar la viscositat aparent mitjana de les suspensions papereres, modificat per Roustan, s'ha caracteritzat el pulper mitjançant el model: Np= K· Rex·Fry S'han utilitzat dissolucions de glicerina com a fluid newtonià per a calcular les constants d'ajust, i a partir d'aquí, aïllar la viscositat aparent en funció de la potència neta i els paràmetres d'agitació. La viscositat aparent, d'acord amb Fabry (1999) es substitueix pel concepte de factor de cisallament. Factor de cisallament Calculat el factor de cisallament per a cada paperot i condicions d'agitació, s'ha relacionat amb Xm, SEC, tD, consum de potència, potència instal·lada i fracció cel·lulòsica. El factor de cisallament és un paràmetre útil per a quantificar les forces globals implicades en la desintegració.

Procés de destintatge del paper per flotació. Avaluació de l'eficàcia de l'eliminació de tinta

La tesi doctoral presentada té com a objectius principals l'estudi de les etapes fonamentals de desintegració i flotació en un procés de destintatge de papers vell de qualitats elevades per a poder millorar l'eficàcia d'aquestes etapes clau. Conté una revisió teòrica completa i molt actualitzada del procés de desintegració i flotació tant a nivell macroscòpic com microscòpic. La metodologia de treball en el laboratori, la posada a punt dels aparells, així com les anàlisis efectuades per a valorar la resposta del procés (anàlisi de blancor, anàlisi d'imatge i anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual) estan descrites en el capítol de material i mètodes. La posada en marxa permet obtenir unes primeres conclusions respecte la necessitat de treballar amb una matèria primera homogènia i respecte la no significació de la temperatura de desintegració dins l'interval de treball permès al laboratori (20-50°C). L'anàlisi de les variables mecàniques de desintegració: consistència de desintegració (c), velocitat d'agitació en la desintegració (N) i temps de desintegració (t), permet de discernir que la consistència de desintegració és una variable fonamental. El valor de consistència igual al 10% marca el límit d'existència de les forces d'impacte mecànic en la suspensió fibrosa. A consistències superiors, les forces viscoses i d'acceleració dominen l'etapa de desintegració. Existeix una interacció entre la consistència i el temps de desintegració, optimitzant-se aquesta darrera variable en funció del valor de la consistència. La velocitat d'agitació és significativa només per a valors de consistència de desintegració inferiors al 10%. En aquests casos, incrementar el valor de N de 800 a 1400 rpm representa una disminució de 14 punts en el factor de destintabilitat. L'anàlisi de les variables químiques de desintegració: concentració de silicat sòdic (% Na2SiO3), peròxid d'hidrogen (% H2O2) i hidròxid sòdic (% Na2OH), proporciona resultats força significatius. El silicat sòdic presenta un efecte altament dispersant corroborat per les corbes de distribució dels diàmetres de partícula de tinta obtingudes mitjançant anàlisi d'imatges. L'hidròxid sòdic també presenta un efecte dispersant tot i que no és tant important com el del silicat sòdic. Aquests efectes dispersants són deguts principalment a l'increment de les repulsions electrostàtiques que aporten a la suspensió fibrosa aquests reactius químics fent disminuir l'eficàcia d'eliminació de l'etapa de flotació. El peròxid d'hidrogen utilitzat generalment com agent blanquejant, actua en aquests casos com a neutralitzador dels grups hidroxil provinents tant del silicat sòdic com de l'hidròxid sòdic, disminuint la repulsió electrostàtica dins la suspensió. Amb l'anàlisi de les variables hidrodinàmiques de flotació: consistència de flotació (c), velocitat d'agitació durant la flotació (N) i cabal d'aire aplicat (q), s'aconsegueix la seva optimització dins el rang de treball permès al laboratori. Valors elevats tant de la velocitat d'agitació com del cabal d'aire aplicat durant la flotació permeten eliminar majors quantitats de tinta. La consistència de flotació assoleix valors òptims depenent de les condicions de flux dins la cel·la de flotació. Les metodologies d'anàlisi emprades permeten obtenir diferents factors de destintabilitat. Entre aquests factors existeix una correlació important (determinada pels coeficients de correlació de Pearson) que permet assegurar la utilització de la blancor com a paràmetre fonamental en l'anàlisi del destintatge de papers vells, sempre i quan es complementi amb anàlisis d'imatge o bé amb anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual. S'aconsegueixen expressions empíriques tipus exponencial que relacionen aquests factors de destintabilitat amb les variables experimentals. L' estudi de les cinètiques de flotació permet calcular les constants cinètiques (kBlancor, kERIC, kSupimp) en funció de les variables experimentals, obtenint un model empíric de flotació que relacionant-lo amb els paràmetres microscòpics que afecten realment l'eliminació de partícules de tinta, deriva en un model fonamental molt més difícil d'interpretar. Mitjançant l'estudi d'aquestes cinètiques separades per classes, també s'aconsegueix determinar que l'eficàcia d'eliminació de partícules de tinta és màxima si el seu diàmetre equivalent és superior a 50 μm. Les partícules amb diàmetres equivalents inferiors a 15 μm no són eliminades en les condicions de flotació analitzades. Es pot dir que és físicament impossible eliminar partícules de tinta de diàmetres molt diferents amb la mateixa eficiència i sota les mateixes condicions de treball. El rendiment del procés analitzat en funció de l'eliminació de sòlids per l'etapa de flotació no ha presentat relacions significatives amb cap de les variables experimentals analitzades. Únicament es pot concloure que addicionar quantitats elevades de silicat sòdic provoca una disminució tant de sòlids com de matèria inorgànica presents en les escumes de flotació.

Pilot study of the short-term physico-chemical stability of atenolol tablets stored in a multi-compartment compliance aid

Study objectives: There is a possibility that lower air, moisture and light protection could impact on physico-chemical stability of medicines inside multi-compartment compliance aids (MCCAs), although this has not yet been proved. The objectives of the study were to examine the physico-chemical stability of atenolol tablets stored in a compliance aid at room temperature, and at elevated temperature and humidity to simulate practice conditions. Methods: Atenolol 100 mg tablets in 28-chamber, plastic compliance aids with transparent lids were stored for four weeks at room temperature and at 40°C with 75% relative humidity. Tablets were also stored at room temperature in original packaging and Petri dishes. Physical tests were conducted to standards as laid down in the British Pharmacopoeia 2005, and dissolution to those of the United States Pharmacopoeia volume 24. Chemical stability was assessed by a validated high-performance liquid chromatography (HPLC) method. Results: Tablets at room temperature in original packaging, in compliance aids and Petri dishes remained the same in appearance and passed physico-chemical tests. Tablets exposed to 40°C with 75% relative humidity in compliance aids passed tests for uniformity of weight, friability and chemical stability but became pale and moist, softer (82 newtons ± 4; p< 0.0001) than tablets in the original packaging (118 newtons ± 6), more friable (0.14% loss of mass) compared with other tablets (0.005%), and failed the tests for disintegration (>15 minutes) and dissolution (only 15% atenolol released at 30 minutes). Conclusion: Although chemical stability was unaffected, storage in compliance aids at 40°C with 75% relative humidity softened atenolol tablets, prolonged disintegration time and hindered dissolution which could significantly reduce bioavailability. This formulation could be suitable for storage in compliance aids at 25°C, but not in hotter, humid weather.

Efeito da concentração do amido de milho na liberação de paracetamol de comprimidos

Este trabalho avaliou a influência da concentração de amido de milho nas características físicas e na liberação in vitro de paracetamol a partir de comprimidos. Os granulados foram analisados quanto à granulometria e densidades aparentes bruta e compactada e os comprimidos quanto ao peso médio, espessura, dureza, friabilidade, tempo de desintegração. Os comprimidos foram preparados a partir de granulados obtidos por granulação a úmido, utilizando cozimento de amido a 10% como agente granulante, segundo três formulações. Embora os comprimidos obtidos tenham apresentado características dentro dos limites farmacopéicos, os resultados indicam que variações da concentração de amido provocam diferenças nos diversos parâmetros físicos estudados. Concentração mais alta de amido em pó dá origem, provavelmente, à interação entre os componentes da fórmula, interferindo na liberação in vitro do fármaco. Isto demonstra a importância de se otimizar a concentração dos adjuvantes numa formulação de comprimidos, pois, embora uma pequena variação nesta concentração não exerça efeito significativo no tempo de desintegração, a quantidade de fármaco liberado pode ser substancialmente alterada.