Polveri - Salvataggio automatico

MICRONIZZAZIONE

Per ridurre le particelle al di sotto dei 10 micrometri o micronizzo o atomizzo. Per ottenere polveri micronizzate (<10micron) è necessaria l'applicazione di notevole energia, tramite il molino ad energia fluida (chiamato anche micronizzatore a getto d'aria), che agisce tramite meccanismi di impatto e attrito (attrito: sfregamento del materiale tra un elemento macinante in movimento e un elemento fisso). Le particelle da polverizzare vengono trascinate da una violenta corrente d'aria in una camera progettata in modo che subiscano un gran numero di urti e sfregamenti reciproci e contro le pareti. Via via che le dimensioni delle particelle si riducono, quelle di minore dimensione ruotano più vicine alla parete interna della camera dove è presente il foro di uscita delle particelle.

Problematiche: la forza (energia) applicata durante il processo di polverizzazione è usata con efficacia molto bassa, in generale non superiore al 2%.

elementi macinanti applicano un carico alle particelle del materiale da macinare. Come conseguenza le particelle subiscono una deformazione che può essere elastica o reversibile (quando cessata l'applicazione della forza le particelle tornano alla loro forma originaria), o plastica (irreversibile). Al limite della deformazione plastica, quando il carico supera un valore caratteristico di ogni materiale, si ha rottura delle particelle e la loro frammentazione.

LEGGE DI HOOKE

Un sistema completamente elastico risponde alla legge di Hooke. Questa pone in relazione lo sforzo applicato (forza, carico) con la deformazione da esso provocata.

Diagramma forza/deformazione ci dice che esiste una correlazione tra forza applicata e deformazione elastica. In generale si osservano tutti e 3 i meccanismi: a basse forze prevale la deformazione elastica, all'aumentare della forza le particelle iniziano a deformarsi irreversibilmente (plastica) (yeld point) per poi rompersi. Ogni materiale ha

La sua specificità, può comportarsi in modo plastico, elastico o frammentarsi. Quindi seguendo il modulo di Young, quindi la legge di Hooke, abbiamo inizialmente un aumento della deformazione elastica all'aumentare dello sforzo (nella zona lineare, dove la curva sale in modo costante) poi abbiamo una zona non lineare al centro che corrisponde alla deformazione plastica, e poi a un certo punto, aumentando ancora il carico avrò frammentazione, punto di rottura.

Light scattering per sistemi colloidali (nanometrici) per determinare la taglia di particelle nanometriche.

Le proprietà dei materiali che influenzano direttamente il processo di polverizzazione e dalle quali dipende la scelta del metodo da adottare sono:

• durezza e resistenza: più i materiali sono duri, più difficilmente sono polverizzabili (es caolino, ossido di Mg, calcio lattato).
• adesività: il materiale che possiede adesività può aderire alla superficie di

frantumazione ed è difficilmente polverizzabile e ha la tendenza a formare aggregati. La problematica può essere risolta con la co-macinazione con altro materiale inerte. Questi sono materiali gommosi e resinosi come gomma arabica, adragante, che sono adesivi appunto, hanno una certa adesività, aderiscono idratandosi.

temperatura di rammollimento: molte sostanze, in genere di natura grassa, possono rammollire se la polverizzazione è accompagnata da calore. Bisogna adottare un sistema di raffreddamento.

contenuto in umidità: un elevato contenuto di umidità (acqua) o di altro solvente rende difficile la macinazione. Aumenta il grado di elasticità e di adesione del materiale. La pre-essicazione rende il materiale più friabile perché riducendo l'umidità riduco l'elasticità del sistema e lo posso macinare più efficacemente.

plasticità: un materiale con un elevato grado di plasticità

può risultare difficilmente macinabile (es canfora enumerosi polimeri). Bisogna applicare la macinazione per intermedio, cioè si miscela un'altra sostanza (che può poi essere eliminata, es alcool con canfora) insieme a quella di interesse per essere macinata. Un intenso raffreddamento può provocare diminuzione di plasticità e aumento di durezza e fragilità.

INCONVENIENTI DELLA MACINAZIONE: la macinazione richiede una notevole quantità di energia, e solo una piccola parte di energia che applico (<2%) viene usata per la riduzione delle particelle (frammentazione), mentre la restante è dissipata in fenomeni di deformazioni e attrito, con conseguente generazione di calore, quindi è un processo poco efficiente. In seguito al calore generato e alla pressione esercitata sulle particelle, si potrebbero verificare le seguenti problematiche:

-polimorfismo: una sostanza si riarrangia in diverse strutture cristalline (α,β...).

Interconversioni polimorfiche dell'attivo possono dare diminuzione dell'attività biologica o della sua stabilità. Tra diverse forme cristalline (polimorfi) abbiamo diverse proprietà come il punto di fusione e possono avere anche minore attività. Il diverso punto di fusione può essere un problema se uso un certo eccipiente per una certa forma farmaceutica per una certa via di somministrazione. Ad esempio, in passato si usava il burro di cacao come eccipiente principale e durante il processo di fusione della massa, incorporazione del principio attivo e solidificazione nello stampo, il burro di cacao può subire polimorfismo e ricristallizzare in forme diverse che hanno diverse temperature di fusione. Se ho prevalenza di un polimorfo che fonde a temperature più basse di 37°C potrebbe fondere già sullo scaffale prima della somministrazione, se più alte non fonderà a temperatura corporea. - Amorfizzazione dell'attivo - Degradazione dell'attivo - Formazione di cariche elettrostatiche sulla superficie del

materiale macinato, con conseguente agglomerazione particellare. Ad es il paracetamolo è elettrostatico quindi è difficoltoso magari pesarlo ecc-peggioramento delle caratteristiche di bagnabilità del materiale macinato (bagnabilità: affinità per il solvente, spesso acqua, da parte della superficie del solido)-formazione di particelle molto fini che possono disperdersi nell'aria provocando contaminazione

PROPRIETA' DELLE POLVERI DELLE SINGOLE PARTICELLE

FORMA: se sferica e liscia miglior scorrevolezza

DIMENSIONE (taglia): analisi granulometrica per poter giudicare se una polvere sia adeguata all'uso a cui è destinata bisogna conoscere le sue caratteristiche granulometriche. Le particelle ottenute con i vari metodi di polverizzazione raramente sono uniformi. Lo scopo dell'analisi granulometrica è determinare le dimensioni delle particelle che compongono una polvere e la loro distribuzione fra varie classi dimensionali.

Le dimensioni sono espresse per mezzo di una unità lineare indicata come diametro. Ci sono diversi metodi di analisi granulometrica in base alle dimensioni delle particelle da misurare, perché più piccole sono le dimensioni più difficile sarà misurarle e più complesso sarà lo strumento (in farmacia avrò dei microscopi ottici, dei setacci, non il SEM cioè il microscopio a scansione elettronica, o l'ultracentrifuga); possiamo utilizzare la velocità di sedimentazione, il microscopio ottico, il contatore di particelle, la laser diffraction, e i setacci (metodo di separazione delle polveri). Analisi granulometrica mediante setacci: i setacci sono formati da maglie costituite da fili metallici o di fibra aventi forma quadrata e le cui dimensioni, riferite alla distanza tra due nodi (intersezioni tra i fili di due maglie), sono espresse in mm o micrometri. La FU prevede 16 setacci, il numero del setaccio è dato in mm.

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o in mesh (numero di maglie per pollice lineare). Conoscendo l'apertura di una maglia per ogni setaccio, il diametro medio delle particelle che compongono la frazione raccolta su di un setaccio può essere considerato uguale alla media aritmetica fra l'apertura del setaccio sul quale sono trattenute e quella del setaccio immediatamente precedente. Per eseguire un'analisi granulometrica si dispongono uno sopra l'altro 6-8 stacci, in modo che l'apertura della maglia diminuisca dall'alto verso il basso; 100 g di polvere vengono depositati nello staccio superiore, si copre con un coperchio e si agita per 5-10 minuti. Le particelle raccolte in ciascuno staccio avranno dimensioni uguali alla media aritmetica tra l'apertura della maglia dello staccio su cui sono state raccolte e l'apertura di quello che sta sopra. Il valore ottenuto rappresenta la classe dimensionale. Una polvere omogenea si raccoglie quasi completamente in due stacci.

Il diametro medio delle particelle può essere ricavato dai dati così ottenuti: (40x1700+30x1200+25x855+5x605)/100=1284 micrometri. Unadistribuzione delle dimensioni delle particelle (grado di polidispersione) polvere può avere particelle più o meno tutte uguali o può essere costituita da frazioni preponderanti con dimensioni più grandi, e altre frazioni più piccole con dimensioni più piccole. Questo significa che avrò una distribuzione granulometrica dimensionale della polvere. Se vado a misurare la grandezza della polvere con uno strumento, avrò sicuramente una curva gaussiana, avrò una %ampia di particelle che saranno al centro, che avranno dimensione maggiore e a sx e dx popolazioni più piccole di particelle più piccole. Più il picco della gaussiana è stretto, più avrò dimensioni uguali, più il picco si allarga, più avrò dimensioni diverse.

avrò polidispersione. Più la base della gaussiana è stretta, migliore sarà la polidispersione, cioè più le particelle avranno le stesse dimensioni.

POROSITÀ (volume dei pori in %): percentuale di spazio corrispondente al volume dei pori. Volume dei pori x 100/volume apparente.

Materiali porosi, come il carbone vegetale, possono essere usati anche per assorbire dei veleni, perché una sostanza, come anche l'acqua, entra facilmente in questi canali all'interno.

AREA SUPERFICIALE-IGROSCOPICITÀ-CRISTALLINITÀ E POLIMORFISMO: i materiali solidi possono essere definiti cristallini, amorfi o semicristallini. I cristallini sono solidi i cui atomi o molecole sono arrangiati nello spazio 3D in maniera altamente ordinata (ordine a lungo raggio); è stato fatto uno studio, sono stati ottenuti cristalli diversi di lattosio usando % diverse di etanolo per far precipitare il lattosio, in particolare sono stati usati dei gel.

e in base alla viscosità del sistema, alla percentuale di etanolo, si potevano ottenere cristalli di dimensioni e forme diverse. Nei solidi amorfi gli atomi o molecole sono disposti in maniera molto simile a quella che si trova in un determinato istante in un liquido (or