Screening of several excipients for direct compression of tablets: A new perspective based on functional properties

Abstract

ABSTRACT: Excipients are widely used to formulate solid drug forms by direct compression. However, the powder-forming and tableting properties of these excipients are affected by the presence of lubricants and active ingredients. In this study, a screening methodology was employed to test the performance of an excipient for direct compression. The effects of three lubricants (magnesium stearate, stearic acid and talc) on the compressibility and compaction of these excipients were assessed by the compressibility index and lubricant sensitivity ratio, respectively. Likewise, the dilution potential in blends with a poorly compactible drug such as acetaminophen was also assessed. Finally, the elastic recovery of tablets was evaluated five days after production. All lubricants increased the compressibility of these excipients and improved their flowability. However, hydrophobic lubricants such as magnesium stearate had a marked negative effect on compactibility, especially in plastic-deforming and more regularly-shaped materials with a smooth surface such as Starch 1500. Alginic acid, rice and cassava starches had the largest elastic recovery (>5%), indicating a tendency to cap. Moreover, highly plastic deforming materials such as sorbitol and polyvinylpyrrolidone (PVP-K30) exhibited the best dilution potential (~10%), whereas alginic acid showed a very high value (~70%). In terms of performance, sorbitol, PVP-K30, Avicel PH-101, sodium alginate and pregelatinized starch were the most appropriate excipients for the direct compression of drugs.

RESUMO: Os excipientes são materiais amplamente utilizados para formular fármacos através de compressão direta. No entanto, as propriedades do pó e compressão desses materiais são afetadas pela presença de lubrificantes e ingredientes ativos. Este estudo utilizou uma metodologia para avaliar a eficácia destes materiais como agentes de compressão direta. O efeito de três lubrificantes (estearato de magnésio, ácido esteárico e talco) na compressibilidade e compactação dos materiais foi avaliado pelo índice de compressibilidade e sensibilidade do lubrificante, respectivamente. Da mesma forma, a capacidade da diluição foi avaliada com um fármaco pouco compressível como o acetaminofeno. Finalmente, a recuperação elástica dos comprimidos foi avaliada aos cinco dias após a produção. Todos os lubrificantes aumentaram a compressibilidade destes materiais e a sua fluidez. No entanto, os lubrificantes hidrofóbicos, tais como o estearato de magnésio tem um efeito negativo sobre a compactação, em especial em materiais plásticos com uma superfície lisa, como o amido 1500. O amido de arroz e de mandioca e ácido algínico apresentaram a maior recuperação elástica (> 5%), indicando uma elevada tendência para a laminação. Além disso, os materiais plásticos com alta deformação, tais como o sorbitol, e polivinilpirrolidona (PVP-K30), exibiram a melhor potencial de diluição (~10%), enquanto que o ácido algínico mostrou um valor muito elevado (~ 70%). Em termos de desempenho, o sorbitol, o PVP-K30, alginato de sódio, Avicel PH101, e de amido pré-gelatinizado são os materiais mais adequados para a compressão direta de fármacos.