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Écrit par Dr Amit Pratap Singh
Évalué par Dr Alidad Amirfazli
Revu: 28
Il s’agit d’un guide pratique de la science des surfaces pour les chercheurs travaillant dans l’industrie pharmaceutique.
Dans ce tout nouveau guide, vous apprendrez tout sur :
Plongeons dans le vif du sujet.
L’industrie pharmaceutique se divise en grands segments, notamment les médicaments génériques, les médicaments en vente libre, les médicaments en vrac, les vaccins, la recherche et la fabrication sous contrat (CRO et CMO), les biosimilaires et les produits biologiques. La caractérisation des poudres pharmaceutiques implique de comprendre les propriétés de surface, qui jouent un rôle important dans des processus tels que la pénétration des liquides dans les comprimés et les granulés, l’étalement des poudres dans les liquides, la séparation des phases et la formation et la stabilité des émulsions. De plus, la compréhension des processus tels que l’adsorption, la tension superficielle et le frottement aux interfaces de phase est essentielle pour obtenir des conditions optimales en pharmacie.
Nous utilisons les propriétés de surface importantes ci-dessous pour comprendre le comportement des produits pharmaceutiques et améliorer leur qualité.
Young – Méthode Laplace
Méthode polynomiale
Angle de contact dynamique
Idéalement, lorsque nous plaçons une goutte sur une surface solide, il existe un angle unique entre le liquide et la surface solide. Nous pouvons calculer la valeur de cet angle de contact idéal (ce qu’on appelle l’angle de contact de Young) à l’aide de l’équation de Young. En pratique, en raison de la géométrie de surface, de la rugosité, de l’hétérogénéité, de la contamination et de la déformation, la valeur de l’angle de contact sur une surface n’est pas nécessairement unique mais se situe dans une plage. Nous appelons les limites supérieure et inférieure de cette plage l’angle de contact qui avance et l’angle de contact qui s’éloigne, respectivement. Les valeurs des angles d’avancement et de recul des angles de contact pour une surface solide sont également très sensibles. Ils peuvent être affectés par de nombreux paramètres, tels que la température, l’humidité, l’homogénéité et la contamination infime de la surface et du liquide. Par exemple, les angles de contact d’avancement et de recul d’une surface peuvent différer à différents endroits.
Les surfaces et les revêtements pratiques présentent naturellement une hystérésis d’angle de contact, indiquant une gamme de valeurs d’équilibre. Lorsque nous mesurons les angles de contact statiques, nous obtenons une seule valeur dans cette plage. S’appuyer uniquement sur des mesures statiques pose des problèmes, tels qu’une mauvaise répétabilité et une évaluation incomplète de la surface en ce qui concerne l’adhérence, la propreté, la rugosité et l’homogénéité.
Dans les applications pratiques, nous devons comprendre la facilité d’étalement du liquide (angle d’avancement) et la facilité d’évacuation (angle de retrait) d’une surface, comme dans la peinture et le nettoyage. La mesure des angles d’avancement et de recul offre une vue holistique de l’interaction liquide-solide, contrairement aux mesures statiques, qui produisent une valeur arbitraire dans la plage.
Ces informations sont cruciales pour les surfaces du monde réel avec des variations, une rugosité et une dynamique, aidant des industries telles que les cosmétiques, la science des matériaux et la biotechnologie à concevoir des surfaces efficaces et à optimiser les processus.
Découvrez comment la mesure de l’angle de contact est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de contact, lisez notre mesure de l’angle de contact : le guide définitif
Cette propriété mesure la force qui agit à la surface d’un liquide, dans le but de minimiser sa surface.
Tension superficielle dynamique
La tension superficielle dynamique diffère de la tension superficielle statique, qui fait référence à l’énergie de surface par unité de surface (ou à la force agissant par unité de longueur le long du bord d’une surface liquide).
La tension superficielle statique caractérise l’état d’équilibre de l’interface liquide, tandis que la tension superficielle dynamique tient compte de la cinétique des changements à l’interface. Ces changements peuvent impliquer la présence de tensioactifs, d’additifs ou de variations de température, de pression et de composition à l’interface.
La tension superficielle dynamique est essentielle pour les processus qui impliquent des changements rapides à l’interface liquide-gaz ou liquide-liquide, tels que la formation de gouttelettes et de bulles ou la coalescence (changement de surface), le comportement des mousses et le séchage des peintures (changement de composition, par exemple, évaporation du solvant). Nous le mesurons en analysant la forme d’une gouttelette suspendue au fil du temps.
La tension superficielle dynamique s’applique à diverses industries, notamment les cosmétiques, les revêtements, les produits pharmaceutiques, la peinture, l’alimentation et les boissons, ainsi que les processus industriels, où la compréhension et le contrôle du comportement des interfaces liquides sont essentiels pour la qualité du produit et l’efficacité des processus.
Apprenez comment la mesure de la tension superficielle est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’énergie de surface, lisez notre mesure de la tension superficielle : le guide définitif
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L’angle de glissement mesure l’angle auquel un film liquide glisse sur une surface solide. Il est couramment utilisé pour évaluer la résistance au glissement d’une surface.
Apprenez comment la mesure de l’angle de glissement est effectuée sur notre tensiomètre
Pour une compréhension plus complète de la mesure de l’angle de glissement, lisez notre Mesure de l’angle de glissement : le guide définitif
Au sein de l’industrie pharmaceutique, plusieurs études de cas illustrent les avantages de la réalisation de mesures de propriétés de surface.
Imaginons qu’une société pharmaceutique développe une nouvelle formulation de médicament oral. Le succès du médicament dépend de sa capacité à se dissoudre rapidement et à être absorbé par l’organisme. En mesurant l’angle de mouillage de la solution médicamenteuse sur diverses surfaces d’excipient, telles que la matrice des comprimés et les matériaux d’enrobage, l’entreprise peut identifier les matériaux qui favorisent un mouillage et une dissolution optimaux. Un angle de contact plus faible indique un meilleur mouillage et une dissolution plus rapide, ce qui améliore la biodisponibilité et l’efficacité thérapeutique.
Dans la fabrication pharmaceutique, il est essentiel d’assurer la propreté des surfaces des équipements pour prévenir la contamination et maintenir la qualité des produits. En mesurant l’angle de glissement des liquides utilisés dans la fabrication, l’entreprise peut identifier les surfaces qui sont moins susceptibles de permettre aux liquides d’adhérer. Cela permet de concevoir des surfaces d’équipement faciles à nettoyer et résistantes à l’adhérence des liquides, ce qui réduit le risque de contamination croisée et garantit la production de produits pharmaceutiques sûrs et cohérents.
Prenons l’exemple d’une société pharmaceutique qui développe un patch transdermique pour une administration efficace des médicaments. Le patch se compose d’un réservoir de médicament et d’une couche adhésive, tous deux essentiels pour une libération optimale du médicament et une adhérence cutanée sûre. Cependant, l’entreprise a découvert une divergence dans les énergies de surface de ces deux matériaux. Cette information a conduit à une enquête plus approfondie sur les causes potentielles, telles qu’une mauvaise adhérence du médicament ou une administration incohérente du médicament. L’entreprise a méticuleusement mesuré l’énergie de surface du réservoir de médicament et du matériau adhésif, en s’assurant que ces composants ont des énergies de surface correspondantes pour une bonne liaison et une libération constante du médicament.
Prenons l’exemple d’une société pharmaceutique qui développe des médicaments inhalables pour les affections respiratoires. L’efficacité de ces médicaments repose sur la production de gouttelettes d’aérosol d’une taille précise pour atteindre efficacement les poumons. En mesurant la tension superficielle de la formulation liquide utilisée dans l’aérosol, l’entreprise peut optimiser les caractéristiques de pulvérisation pour obtenir la taille et l’uniformité souhaitées des gouttelettes. Ce processus garantit que le médicament est administré directement au site cible dans les poumons, maximisant ainsi son effet thérapeutique.
Si vous êtes intéressé par la mise en œuvre de ces applications ou de toute autre application, veuillez nous contacter.
Dans une industrie où la précision règne en maître, vers qui les fabricants de produits pharmaceutiques se tournent-ils pour s’assurer que leurs produits peuvent survivre à un examen minutieux ? La réponse se trouve dans les normes et les directives : la boussole qui guide les fabricants de cosmétiques dans le labyrinthe complexe de la qualité et de la performance.
Cette norme fournit les lignes directrices pour les traitements de surface qui sont applicable lorsque la capacité des films polymères à retenir les encres, les revêtements, adhésifs, etc. est à l’étude. L’angle de contact de l’eau peut être utilisé comme facteur directeur pour définir l’efficacité de la surface traitements sur films polymères. L’angle de contact avec l’eau est mesuré en capturant l’image d’une goutte de liquide posée sur un solide, puis en l’analysant. Selon la norme, une plage d’angle de contact de guidage à Définir le niveau de traitements de surface est donné comme suit :
|
Traitement marginal ou absence de traitement |
>90° |
|
Traitement faible |
85 à 90° |
|
Traitement moyen |
78 à 84° |
|
Traitement élevé |
71 à 77° |
|
Traitement très élevé |
<71° |
Cette norme fournit une méthode d’essai pour mesurer la tension de mouillage de films de polyéthylène et de polypropylène. Dans cette surface standard L’énergie est définie et formulisée.
Cette norme fournit également les détails pour la mesure de L’angle de contact des gouttelettes d’eau sur un film polymère traité Corona surfaces et détermine ainsi la tension de mouillage du film. Selon cette norme, l’énergie de surface peut être définie comme l’énergie est associé aux forces intermoléculaires à l’interface entre deux surfaces et elle est mesurée en énergie libre par unité de surface. Aussi L’angle de contact statique est défini comme un angle entre un solide plan surface et la tangente dessinée dans le plan vertical à l’interface entre la surface solide plane et la surface d’une gouttelette de liquide reposant sur la surface.
Nous espérons que ce guide vous a montré comment appliquer la science des surfaces dans l’industrie cosmétique.
Maintenant, nous aimerions vous céder la parole :
Droplet Lab a été fondé en 2016 par le Dr Alidad Amirfazli, membre du corps professoral de l’Université York, et deux de ses chercheurs, le Dr Huanchen Chen et le Dr Jesus L. Muros-Cobos.
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