USP 通则 1174：粉体流动性的启示

在制药工业中广泛应用的粉体已经有了很多种表征其流动性的方法。有许多药学文献试图将粉体流动性的各种测量方法与生产特性相关联。粉体的行为是多方面的，因此使粉末流动性研究变得复杂。

本章的目的是综述药学文献中最常见的表征粉体流动性的方法。没有一个单一的简单的测试方法可以充分表征药物粉体的流动性，本章提出了在药物开发过程中有价值的标准化的粉体流动性测试方法。

考虑到测试方法和变量的数量，在可能的情况下 采用标准化测试方法是有利的 。 考虑到这一目标，下面将讨论最常用的方法，并提出了重要的实验注意事项，并就方法的标准化提出了建议。一般来说， 任何测量粉体流动性的方法都应该是实用的、有用的、可重现的、敏感的，并产生有意义的结果 。没有一种方法能够充分、完全地表征粉体的流动特性。一个策略是使用多种标准化的测试方法来表征药物科学家所关心的粉体流动性的各个方面。

休止角是颗粒间的摩擦或阻力的一个特性。据报道， 休止角结果非常依赖于所使用的方法。 这项测试的困难是当形成圆锥时，粉末会结块或者形成空隙，导致物料分层。尽管存在困难，但该方法仍在制药行业中得到了广泛应用，并在文献中展示了在预测生产问题上的价值。

休止角是个常数，其几种不同的测定方法均是假定物质所形成的锥形是三维立体角度（相对于基底） （简要描述如下）。

在文献中有多种休止角测试方法的描述。最常用的测定静态休止角的方法可以根据以下两个重要的实验变量进行分类：

（1）相对于基底来讲，粉体通过的“漏斗”的高度可以是固定的，或高度可以随着圆锥的形成而变化。

（2）圆锥的底部直径可以固定或直径可以随着圆锥的形成而发生改变。

虽然使用休止角来表征粉末的流动性有一些不确定性，但大部分药学文献与Carr 的分类一致，如表1所示。文献中的例子表明，当休止角在40°至50°时能够满足生产要求，大于50°时，这种流动性对生产来讲很少被接受。

表1. 流动性与休止角对应关系表

休止角不是粉体的固有特性，也就是说，它非常依赖于形成锥体所用的方法。现有文献中提出了以下重要建议：

• 锥体的峰值可能会受到上部粉末的影响而变形。通过小心地建立粉锥，可以将冲击造成的变形降到最低。

• 锥体的基底性质影响休止角。建议将粉锥形成在“共同基底”上，这可以通过在粉末层上形成锥体来实现。这可以通过用一个固定的直径和突出的外缘来完成，这样就可以保留一层形成锥体的粉末。

推荐在保留一层粉末的固定基底上测定休止角。 基底应该是无振动的。改变漏斗的高度，小心地形成一个对称的圆锥。当漏斗移动时，应注意防止震动。圆锥形成时，漏斗的高度应保持距离顶部约2-4厘米，以便最大限度地减少粉末对锥尖的影响。

如果对称圆锥不能成功形成或不可重复，那么这种方法是不合适的。除了上述注入法，还有排出法和动态休止角测定法。

休止角的测定是测量圆锥的高度和基底并计算休止角α

计算公式如下：

tan (α) = 高度/半径

休止角测定原理

休止角测定方法的分类

近年来，压缩系数及其密切相关的Hausner比已经成为预测粉体特性的简单、快速、流行的方法。物质的堆密度、尺寸和形状、表面积、含水量和粘度会影响压缩系数，所以压缩系数被建议作为间接表征粉末流动性的指标。

压缩系数和Hausner比通过测定粉末的振实密度和松密度来测定。

测定压缩系数和 Hausner 比的测定方法有一些差异，但基本的方法是测量（1）未振实的表观体积 V0，（2）振实后的表观体积 Vf。

压缩系数和Hausner比计算公式 如下：

压缩系数（%）=100×[(V0−Vf)/V0]

Hausner比= (V0/Vf)

压缩系数和Hausner比也可以使用松密度（ρbulk）和振实密度（ρtapped）来计算 ：

压缩系数（%）=100×[(振实密度−松密度)/振实密度]

Hausner比=（振实密度/松密度）

对于压缩系数和Hausner比，不同流动状态下的可接受范围见表2 。

表2. 不同流动状态下的压缩系数和Hausner比