EN Investigation of selected rheological and structural properties of suspensions based on model pharmaceutical ointments

polish

PL Niniejsza praca składa się z dwóch części: teoretycznej i doświadczalnej. Część teoretyczna zawiera przegląd literatury, dotyczący: ogólnej charakterystyki zawiesin farmaceutycznych ze szczególnym uwzględnieniem maści typu zawiesin; szczegółowego opisu, podziału i wymogów względem farmaceutycznych układów zawieszonych do użytku zewnętrznego; analizy doniesień na temat matematycznego opisu właściwości reologicznych i strukturalnych zawiesin farmaceutycznych do użytku zewnętrznego z twardymi cząstkami ciała stałego, zawieszonego w nienewtonowskim medium. Część doświadczalna poświęcona była badaniu wybranych właściwości reologicznych, określeniu lepkości maści typu zawiesin oraz morfologii zawieszonych cząstek stałych, zarówno przed sporządzeniem maści, jak i w gotowym preparacie. W pracy zbadano pod kątem właściwości reologicznych 150 próbek maści z kwasem salicylowym i siarką w wazelinie białej (w badanym zakresie stężeń substancji aktywnych 5 – 30 % mas.) z uwzględnieniem podłoża maściowego – wazeliny białej. Maści sporządzono za pomocą miksera recepturowego – UNGUATOR® 2100, Gako Konietzko, Niemcy. Badania właściwości reologicznych przeprowadzono stosując reometr rotacyjny Rheostress RS75 z termostatem K15/DC/5, HAAKE, Niemcy z układem pomiarowym stożek – płytka, głównie w temperaturach 25 °C i 32 °C. W celu przeprowadzenia badań strukturalnych, zbadano 200 próbek czystych substancji aktywnych (kwas salicylowy, siarka), wykorzystując mikroskop optyczny Morphologi G3, Malvern, Wielka Brytania oraz Skaningowy Mikroskop Elektronowy. Na podstawie badań doświadczalnych i analizy wybranych właściwości badanych układów rozproszonych, ustalono zależności pomiędzy cechami reologicznymi i lepkością ośrodka nienewtonowskiego oraz całościowo układu, a podstawowymi parametrami kształtu cząstek zawieszonych, tym samym dokładniej opisano badane formulacje. Przeprowadzono analizę statystyczną i matematyczną uzyskanych wyników badań reologicznych, lepkości oraz pomiarów rozkładu wielkości i kształtu cząstek, maści typu zawiesin z kwasem salicylowym oraz siarką w wazelinie białej, z zastosowaniem programu Grapher 10 oraz Excel 2016, w którym przygotowano własny arkusz kalkulacyjny w celu sprawdzenia poprawności wykonanych obliczeń. W pracy zaproponowano własną funkcję A, stanowiącą modyfikację modelu lepkości Quemady, określającego lepkość farmaceutycznych, nienewtonowskich układów rozproszonych z cząstkami stałymi o różnym stężeniu oraz nieregularnej geometrii. Zaproponowaną modyfikację modelu lepkości Quemady sprawdzono dla zakresu stężeń substancji aktywnych – kwasu salicylowego i siarki w maści od 5 % mas. – 30 % mas., w zakresach różnych wielkości (30 – 180 μm) oraz kolistości cząstek fazy stałej od 0 – 1.

EN The thesis is composed of two parts: theoretical and experimental. Theoretical part contains literature review concerning: general characteristic of pharmaceutical suspensions, specifically suspension type ointments; detail description, classification and requirements for pharmaceutical dispersed systems for external usage with regard to structure and rheology; review of reports regarding rheological and structural properties of pharmaceutical suspensions for external usage with suspended hard solids in non-Newtonian medium. Experimental part was dedicated to selected rheological properties, viscosity determination of suspension type ointments and morphology of suspended solid particles, both before and after ointment preparation. In the scope of the thesis, 150 samples of ointments with salicylic acid and sulfur (in the range of investigated concentrations of active ingredients 5 – 30 wt. %) including ointment base – white petroleum jelly, were rheologically examined. Ointments were prepared in pharmaceutical mixer – UNGUATOR® 2100, Gako Konietzko, Germany. Rheological tests were carried out by using rotational rheomether Rheostress RS75 with thermostat K15/DC/5, HAAKE, Germany with sensor cone – plate, mainly in 25 °C and 32 °C. In the aim of structural tests, 200 samples of active ingredients (salicylic acid, sulfur), were examined by optical microscope Morphologi G3, Malvern, Great Britain and by Scanning Electron Microscope. Based on selected rheological properties analysis of investigated dispersed systems, it was possible to determine dependencies between rheological properties and viscosity of non-Newtonian continuous phase and overall system and basic shape factors of suspended particles, and therefore accurately describe investigated formulations. It was comprising statistical and mathematical analysis of obtained rheological results and measurements of particles size and shape of suspension type ointments with salicylic acid and sulfur in white petroleum jelly, prepared in Grapher 10 program and Excel 2016, which was used for preparation of proper spreadsheet program to check the correctness of calculations. The proper function A, which is a modification of Quemada’s viscosity model of pharmaceutical, non-Newtonian systems with different concentration of irregularly shaped suspended solids has been proposed. The proposed modification of Quemada’s viscosity model was checked for the range of concentrations of active ingredients – salicylic acid and sulfur in ointments from 5 wt. % to 30 wt. %, in the range of particle size (30 – 180 μm) and circularity of solid particles from 0 to 1.

160

engineering and technical sciences

chemical technology

DrOIN 1943

to201990751

Download file

public

Zygmunt Kowalski

Kraków, Polska

15.10.2018

polish

Download file

public

Jacek Różański

Poznań, Polska

12.11.2018

polish

Download file

public

dissertation

Poznań, Polska

04.12.2018

Rada Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej

doktor nauk technicznych w dyscyplinie: technologia chemiczna