Dokument: Mechanical deformation behavior of materials during compression

Titel:	Mechanical deformation behavior of materials during compression
Weiterer Titel:	Mechanisches Deformationsverhalten von Materialien bei der Tablettierung
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=63050
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20230703-111703-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Berkenkemper, Sabrina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,75 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 30.06.2023 / geändert 30.06.2023
Beitragende:	Prof. Dr. Kleinebudde, Peter [Gutachter] Jun.-Prof. Dr. Hacker, Michael [Gutachter]
Stichwörter:	Material characterization, compression analyses, direct compression
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Obwohl das Tablettieren als Herstellungsverfahren seit langem etabliert ist und in der pharmazeutischen Industrie durchgeführt wird, ist der Tablettierprozess noch immer nicht vollständig verstanden. Kompressionsanalysen werden zur Charakterisierung des Verformungsverhaltens von Materialien während des Tablettierens verwendet. Mit Hilfe von Kompressionsanalysen kann das vorherrschende Verformungsverhalten von Materialien unter Druck bestimmt werden. Die drei Eigenschaften, auf die man sich konzentriert, sind Tablettierbarkeit, Kompaktibilität und Kompressibilität. Zur Bestimmung dieser Eigenschaften stehen zahlreiche Analysen zur Verfügung, aber keine ist bisher in der Lage, ein umfassendes Bild des Verformungsverhaltens zu liefern. Für diese Arbeit wurden acht Kompressionsanalysen ausgewählt, die genauer untersucht werden sollen: Heckel, Kawakita, Tabletability, Ryshkewitch-Duckworth, Kuentz-Leuenberger, Compressibility, Walker und Gurnham. Ziel dieser Forschung war es, das Verständnis des Tablettierprozesses auf Grundlage der in der Literatur beschriebenen Arbeiten zu vertiefen. Die Kompressionsanalysen sollten ausgewertet werden und eine Kombination von Methoden zur Charakterisierung neuer Tablettiermaterialien sollte aufgezeigt werden. Darüber hinaus sollten die Kompressionsanalysen auf ihre Eignung zur Echtzeitüberwachung des Tablettierprozesses untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit wurden zwölf pharmazeutisch verwendete Materialien für Tablettierversuche ausgewählt. Diese wurden so ausgewählt, dass sie einen breiten Bereich des Verformungsverhaltens abdecken. Darüber hinaus wurden chemisch identische Materialien mit unterschiedlichen Partikelgrößen und Herstellungsverfahren untersucht, um den Einfluss dieser Faktoren auf die Ergebnisse der Kompressionsanalysen genauer zu untersuchen. In der Praxis ist die Tablettierbarkeit die relevanteste der drei beschriebenen Eigenschaften. Ein Nachteil der Tablettierbarkeit ist, dass zu ihrer Bestimmung zerstörende Analysemethoden erforderlich sind. In dieser Arbeit wurde eine Korrelation zwischen der Tablettenfähigkeit und einem Kompressionsparameter der Kawakita-Analyse festgestellt. Dies könnte dazu führen, dass in Zukunft keine zerstörenden Methoden mehr erforderlich sind, um Informationen über die Tablettierbarkeit eines Materials zu erhalten. Die Kawakita-Analyse zeigte auch vielversprechende Ergebnisse bei der Beschreibung von Mischungen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass eine vielversprechende Kombination von drei Kompressibilitätsanalysen (Kawakita, Kuentz-Leuenberger, Kompressibilität) ein nahezu vollständiges Bild eines Materials ergibt. So ist es möglich, die Charakterisierung eines neuen Materials auf diese Methoden zu beschränken und dennoch aussagekräftige Informationen über das Verhalten des Materials beim Tablettieren zu erhalten. Alle drei Methoden sind als Echtzeit-Überwachungssysteme einsetzbar, so dass der Tablettierprozess zeit- und kosteneffizient gesteuert werden kann. Auf dem weiten Feld der Kompressionsanalyse hat diese Arbeit dazu beigetragen, eine Auswahl von Methoden zu identifizieren, die in Zukunft zur Vereinfachung der Materialcharakterisierung eingesetzt werden können. Es wurde zusätzliches Prozessverständnis gewonnen, um das Wissen über das Tablettieren schrittweise zu verbessern, bis ein vollständiges Verständnis der Verformungsprozesse erreicht werden kann. Although tableting as a manufacturing process is long established and performed in the pharmaceutical industry, the tableting process is still not fully understood. Compression analysis is used to characterize the deformation behavior of materials during tableting. Compression analysis can be used to determine the predominant deformation behavior of materials under compression. The three properties that are focused on are tabletability, compactibility and compressibility. Numerous analyses are available to determine these properties but none is capable of giving a thorough picture of the deformation behavior yet. For this work, eight compression analyses were selected to be studied in more detail: Heckel, Kawakita, Tabletability, Ryshkewitch-Duckworth, Kuentz-Leuenberger, Compressibility, Walker and Gurnham. The objective of this research was to deepen the understanding of the tableting process based on the work described in literature. The compression analyses should be evaluated and a combination of methods for the characterization of new tableting materials should be highlighted. Furthermore, the compression analyses should be evaluated for their suitability as real-time monitoring of the tableting process. In the present work, twelve pharmaceutically used materials were chosen for tableting experiments. These were selected to cover a wide range of deformation behavior. In addition, chemically identical materials with different particle sizes and manufacturing techniques were investigated in order to examine more closely the influence of these factors on the results of the compression analyses. In practice, tabletability is the most relevant of the three properties described. A disadvantage of tabletability is that destructive analysis methods are needed to determine it. In this work, a correlation was found between tabletability and a compression parameter of Kawakita analysis. This may eliminate the need for destructive methods to obtain information about the tabletability of a material in the future. Kawakita analysis also showed promising results in the description of mixtures. Furthermore, a promising combination of three compressibility analyses (Kawakita, Kuentz-Leuenberger, Compressibility) was found to show an almost complete picture of a material. Thus, it is possible to limit the characterization of a new material to these methods and still obtain meaningful information about the behavior of the material during tableting. All three methods are applicable as real-time monitoring systems, so that the tableting process could be controlled in a time and cost-effective way. In the wide field of compression analysis available, this work has helped to identify a selection of methods that can be used to facilitate material characterization in the future. Additional process understanding was gained to gradually improve the knowledge about tableting until complete comprehension of the deformation processes can be achieved.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Pharmazie » Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie
Dokument erstellt am:	03.07.2023
Dateien geändert am:	03.07.2023
Promotionsantrag am:	18.04.2023
Datum der Promotion:	15.06.2023