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États amorphe et vitreux des composés moléculaires et pharmaceutiques - Propriétés généralesArticle de référence | Réf : PHA2032 v1
Auteur(s) : Marc DESCAMPS
Date de publication : 10 avr. 2020
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Les propriétés physiques et chimiques des solides pharmaceutiques sont très dépendantes de l’humidité. L’eau, ou la vapeur, sont présentes quasiment à toutes les étapes de la fabrication et de la conservation des formes solides. La variation du taux d’humidité peut conduire à des modifications, souhaitées ou non, de nombreuses propriétés, telles que l’écoulement, le compactage, l’agglomération, la dissolution, la dureté, etc., mais aussi la stabilité ultérieure . Les comportements des solides cristallins et amorphes, en présence d’humidité, sont très différents. Cela concerne principalement :
la capture de l’eau par les solides (adsorption et/ou absorption) ;
la modification des propriétés viscoélastiques (plastification des solides amorphes).
Cette capture de l’eau a une forte influence sur tous les phénomènes mettant en jeu l’agrégation de particules. Elle peut également conduire à des cristallisations rapides. Par ailleurs, la différence de mode de capture par les cristaux et les amorphes peut être mise à profit pour déterminer de faibles taux d’amorphes dans un composé où les deux formes sont présentes.
5.1 Capture de l’eau – Isothermes de sorption
Une substance capte de l’eau tant que la pression de vapeur interne au composé est inférieure à celle de l’atmosphère qui l’entoure. Quand un équilibre est atteint, à une température donnée, l’activité de l’eau aw est approximativement égale au rapport de la pression de vapeur de l’eau qu’il contient p, et de celle p 0 mesurée au-dessus de l’eau pure dans les mêmes conditions, ce qui est égal à l’humidité relative RH mesurée en pourcentage :
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(1) - DESCAMPS (M.), DUDOGNON (E.) - Crystallization from the amorphous state: nucleation-growth decoupling, polymorphism interplay, and the role of interfaces. - Journal of Pharmaceutical Sciences, 103(9), p. 2615-2628 (2014).
(2) - TURNBULL (D.), FISHER (J.C.) - Rate of nucleation in condensed systems. - The Journal of Chemical Physics, 17(1), p. 71-73 (1949).
(3) - TURNBULL (D.), SPAEPEN (F.) - Crystal nucleation and the crystal melt interfacial tension in linear hydrocarbons. - Journal of Polymer Science Symposium, 63, p. 237-243 (1978).
(4) - Van EERDENBRUGH (B.), BAIRD (J.A.), TAYLOR (L.S.) - Crystallization tendency of active pharmaceutical ingredients following rapid solvent evaporation — Classification and comparison with crystallization tendency from undercooled melts. - Journal of Pharmaceutical Sciences, 99(9), p. 3826-3838 (2010).
(5) - ALBA (C.) et al - Thermodynamic aspects of the vitrification of toluene, and xylene isomers, and the fragility of liquid hydrocarbons. - The Journal of...
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