ghent university faculty of pharmaceutical...

54
GHENT UNIVERSITY FACULTY OF PHARMACEUTICAL SCIENCES Department of Pharmaceutics Laboratory of Pharmaceutical Technology Academic year 20082009 TABLET FORMULATION OF POROUS SILICON MICROPARTICLES FOR IMPROVED DISSOLUTION OF POORLY SOLUBLE DRUG MATERIALS Liesbeth VANDERHAEGEN First Master in Drug Development Promoters Prof. Dr. C.Vervaet Prof. Dr. J. Yliruusi Commissioners Prof. Dr. S. De Smedt Dr. E. Mehuys

Upload: hoangtram

Post on 15-Apr-2018

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

 

 

 

 

 

GHENT UNIVERSITY 

FACULTY OF PHARMACEUTICAL SCIENCES 

 

Department of Pharmaceutics 

Laboratory of Pharmaceutical Technology 

Academic year 2008‐2009 

TABLET FORMULATION OF POROUS SILICON 

MICROPARTICLES FOR IMPROVED DISSOLUTION 

OF POORLY SOLUBLE DRUG MATERIALS  

Liesbeth VANDERHAEGEN 

First Master in Drug Development 

Promoters Prof. Dr. C.Vervaet Prof. Dr. J. Yliruusi 

 Commissioners 

Prof. Dr. S. De Smedt Dr. E. Mehuys 

 

 

 

 

 

 

GHENT UNIVERSITY 

FACULTY OF PHARMACEUTICAL SCIENCES 

 

Department of Pharmaceutics 

Laboratory of Pharmaceutical Technology 

Academic year 2008‐2009 

 

TABLET FORMULATION OF POROUS SILICON 

MICROPARTICLES FOR IMPROVED DISSOLUTION 

OF POORLY SOLUBLE DRUG MATERIALS  

Liesbeth VANDERHAEGEN 

First Master in Drug Development 

Promoters Prof. Dr. C.Vervaet Prof. Dr. J. Yliruusi 

 Commissioners 

Prof. Dr. S. De Smedt Dr. E. Mehuys 

 

“The author and the promoters give the authorization to consult and to copy parts of this thesis 

for personal use only. Any other use is limited by the laws of copyright, especially concerning 

the obligation to refer to the source whenever results from this thesis are cited.” 

 

June 2nd , 2009 

 

 

 

       Promotor                      Author 

Prof. dr. C. Vervaet                      Liesbeth Vanderhaegen 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ACKNOWLEDGEMENTS 

 

 

First of all I would like to thank Prof.  C. Vervaet and  

the Faculty of Pharmaceutical Sciences for creating the opportunity 

 to write my master’s thesis abroad.  

I am also grateful to Dr. J. Heinämäki, for his guidance during this period.  

 

I would like to express my gratitude to Tanja Rotko for 

 all her help and patience during the experiments  

and for her help with the analysis of our results. 

I would also like to thank Leena Peltonen for her help with the results. 

My thanks also go to Helder Santos for his assistance with the dissolution tests  

and Timo Laaksonen for his help with the TEM pictures.  

Without all these researcher my work would have been impossible.  

A special thank goes to Simon who always stood me by in the laboratory and during our four 

months in Helsinki.  

 

I am also grateful to all the staff from the Division of Pharmaceutical Technology for their great 

welcoming and for creating a very nice atmosphere.  

They were always ready to help. 

 I especially want to thank Kati(Germany) and Jordane(France) for creating a nice ambience in 

the lab.  

 

My deepest thanks goes to my mother who gave me the chance to study in Helsinki.  

 

 

 

TABLE OF CONTENT 

 LIST OF USED ABBRIVIATIONS  

1  INTRODUCTION ...................................................................................................... 1 

1.1  THE USE OF MESOPOROUS SILICON PARTICLES .................................................... 1 1.2  SILICON PARTICLES FOR ORAL DRUG DELIVERY .................................................... 3 1.2.1  Fabrication of mesoporous silicon particles ............................................. 3 

1.2.2  Drug loading into the mesoporous silicon particles .................................. 6 

1.3  TABLETING ............................................................................................................ 7 1.3.1  Compaction .............................................................................................. 7 

1.3.2  Tablet excipients .................................................................................... 10 

1.4  TABLETING OF POROUS MATERIALS ................................................................... 10 1.4.1  Porous Calcium Silicate .......................................................................... 10 

1.4.2  Mesoporous silicon particles .................................................................. 13 

2  THE AIMS OF THE STUDY ...................................................................................... 16 

3  MATERIALS AND METHODS ................................................................................. 17 

3.1  MATERIALS .......................................................................................................... 17 3.2  METHODS ........................................................................................................... 18 3.2.1  Tableting ................................................................................................ 18 

3.2.2  HPLC analyses ........................................................................................ 19 

3.2.3  Characterization of Tablets .................................................................... 19 

3.2.3.1  Crushing strenght ................................................................................. 19 3.2.3.2  Thickness .............................................................................................. 20 3.2.3.3  Friability ............................................................................................... 20 3.2.3.4  Disintegration test ............................................................................... 20 3.2.3.5  Dissolution test .................................................................................... 20 

3.2.4  Transmission electron microscope (TEM) ............................................... 23 

4  RESULTS AND DISCUSSION ................................................................................... 24 

4.1  TOPSI –IBUPROFEN TABLETS ............................................................................... 24 4.2  TOPSI – INDOMETHACIN TABLETS ...................................................................... 34 4.2.1  Dissolution profile of TOPSi – Indomethacin tablets compared with TOPSi – Indomethacin particles and pure Indomethacin powder. ..................................... 37 

5  CONCLUSIONS ...................................................................................................... 43 

 

 

6  REFERENCES ......................................................................................................... 44 

             

LIST OF USED ABBREVIATIONS 

 

GI: gastrointestinal  

IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry 

HF: hydrofluoric  

PSi: porous silicon 

TOPSi: thermal oxidized porous silicon particles 

TCPSi: thermal carbonized porous silicon particles 

THCPSi: thermal hydrocarbonized mesoporous silicon 

MCC: microcrystalline cellulose 

PVP: polyvinylpyrrolidone 

TEM: transmission electron microscope 

 

 

1 INTRODUCTION 

1.1 THE USE OF MESOPOROUS SILICON PARTICLES 

Oral dosage  forms, especially  tablets, are one of  the most convenient  formulation 

forms,  as  well  in  fabrication  and  administration.  The  production  costs  are  very  low 

compared to other dosage forms. Tablets have  lots of advantages such as such as ease 

of  transportation,  easier  delivery  especially  in  elderly  and  patients  with  low  vision, 

patient compliance and accurate dosing (Takeuchi et al., 2005).  

 

The  tablet  formulation  of  lot  of  potential  hydrophobic  and/or  lipophilic  drug 

molecules  can  be  very  problematic  due  to  their  poor  pharmacokinetics/ADME 

parameters. These include a low solubility in the stability range of temperature and/or a 

low  dissolution  rate  of  the    drug  in  the  intestinal  lumen,  low  permeation  properties 

through  the  gastrointestinal  (GI)  wall  and    rapid  intestinal  wall metabolism  or  high 

hepatic  first   pass effect.   The oral bioavailability of  these molecules  can be very  low 

because  the  rate  of  absorption  of  the  drug  is  restricted  by  the  poor  dissolution 

throughout the GI tract (Salonen et al., 2008; Hirvonen et al. ,2008) 

   

Recently the slowing down of the therapeutic effect has become mandatory in order 

to down  regulate  the  frequency of  the administration and  reduce  the side  ‐ effects  in 

the cases of immediate or rapid drug release (Salonen et al., 2008) 

 

  New  focuses  for  oral  drug  delivery  systems  are  the  inorganic  drug  carries, 

especially  the porous  carriers,  “these are  low density  solids with open  or  closed pore 

structure and  they provide  large exposed  surface area  for drug  loading”. Examples of 

porous drug carriers are:  

‐ porous silicon dioxide (Sylysia) 

‐ polypropylene foam powder (Accurel) 

‐ porous calcium silicate (Florite) 

1  

‐ magnesium aluminimeta silicate (Neusilin)  

‐ porous ceramic  

‐ Mesoporous silicon particles (Sharma et al., 2005). 

 

In this study we will focus on the use of mesoporous silicon particles for oral use in 

tablets. The mesoporous silicon particles show a lot of interesting properties considering 

drug  delivery  applications.  The  International  Union  of  Pure  and  Applied  Chemistry 

(IUPAC) defines mesoporous particles as inorganic drug carrier molecules with pore size 

between 2 and 50 nanometres. These  small pores  “engage  the  effects of  the  surface 

interactions of the drug molecules and the pore wall” (Salonen et al., 2008). 

 

The pores of the silicon particles are  just a  few times  larger than a drug molecule. 

Due to the confined space  inside the pores of the silicon particles, the drug molecules 

cannot  align  themselves  into  crystals. Thus  the mesoporous  carriers  confine  the drug 

molecules  in  their  amorphous,  noncrystalline  form.  The  drug  leaves  the  pore  in  its 

amorphous  form, which  is  far more soluble because  the often high crystal energy has 

not  to  be  overcome.  The  drug  release  out  of  the  particles  is  not  hampered  by  the 

electrostatic  interactions  nor  chemical  bonds  between  the  particles  and  the  drug,  as 

these forces are very weak in silicon. The dissolution rate is also improved by the better 

wetting properties of the silicon particles and the greatly expanded surface area (up to 

several hundreds of m²/g).  

 

These mesoporous  carriers  can  be  used  as well  to  produce  formulations with 

controlled or sustained release. The carrier molecule helps to release a steady  flow of 

the drug  into the circulation and  it can be used as a magic bullet as  it directs the drug 

into a specified target (e.g. cancer cells) (Hirvonen et al., 2008).   

 

2  

The  pore  size  and  surface  chemistry  of  the  pore walls  can  be modified  quite 

easily.  (Salonen  et  al.,  2008).  The  surface  properties will  influence  the  affinity  of  the 

compound drug towards the particle and the release of drug and increase drug stability.  

(Salonen et al., 2005a).  

 

The mesoporous materials can, besides  improving the dissolution, also enhance 

the  permeability  of  large  hydrophobic  molecules  in  addition  to  the  classical  oral 

permeation enhancers (Hirvonen et al., 2008). 

 

1.2 SILICON PARTICLES FOR ORAL DRUG DELIVERY 

1.2.1 Fabrication of mesoporous silicon particles 

During the fabrication of the particles for oral use, it must be ensured that they 

can  resist  the  acid  environment  of  the  stomach  and  the  harsh  conditions  of  the  GI 

lumen.  They  have  to  preserve  their  physicochemical  properties  and  their  function  as 

non‐erosive drug carrier (Salonen et al., 2008). 

 

The  first  production  of  PSi  was  actually  about  40  years  ago  by  Uhlir.  He 

discovered  that during electropolishing of  silicon  in an aqueous hydrofluoric acid  (HF) 

medium,  the  surface of  the  silicon became black, brown or  red  (Uhlir, 1956). But  the 

porous  nature  of  the  silicon  was  not  yet  recognized.  The  porous  nature  was  first 

discovered in the early seventies. (Watanbe et al., 1971) 

 

Usually,  porous  silicon  (PSi)  particles  are  manufactured  by  cavitation  during 

electrochemical anodization of silicium wafers in hydrofluoric (HF) acid solutions  

(Salonen et al., 2005a). During this process, the pores are etched into the material. The 

process  is mostly  regulated by  an  anodic  current because  this method  gives  a better 

control  of  the  porosity  and  thickness  and  the  fabrication  is more  reproducible.  The 

production  process  can  also  be  controlled  by  voltage.  Figure  1.1.  shows  a  schematic 

3  

setup of  this process. A strip of Si  is dipped  into  the HF acid solution and  the etching 

current  is  laid  on  between  the  two  electrodes.  As  the  process  continues  the  porous 

layers are formed on the surface of the positive Si anode. Usually the cathode is made of 

platinum and the fabrication cell must be made of an HF resistant material,  like Teflon 

for example. The used electrolyte can also be an ethanolic HF solution. The ethanol  is 

added  to  lower  the  surface  tension  and  to  absorb  hydrogen,  thus  to  reduce  the 

formation of hydrogen bubbles (insulators) but also to improve the permeability of the 

electrolyte in the pores, which results in a more uniform PSi layer. When the fabrication 

is  completed,  freestanding  porous  films  can  be  obtained  by  abruptly  increasing  the 

current density. Porous powder with specific particle size can be obtained by ball milling 

and sieving of the films (Hirvonen et al., 2008). In our study the production of powder is 

very important, as we want to make tablets out of the loaded particles samples.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIG  1.1.:  SCHEMATIC  PRESENTATION OF  THE ANODIZATION OF  SILICON  IN A  TEFLON 

CELL, FILLED WITH A HF ACID – EHANOL SOLUTION (Hirvonen et al., 2008) 

 

  As  seen  previously,  the  surface  chemistry  of  the  porous  particles  is  very 

important concerning  their properties. The as‐anodized hydrogen  terminated  (Si‐H, Si‐

H2, Si‐H3) PSi  surface  is hydrophobic and very  susceptible  for oxidation, even at  room 

temperature. This leads to changes in its properties and structure.  

4  

The  simplest modification of  the  surface  is  thermal oxidation. The oxidation  is 

usually performed  in quite mild conditions  (300°C), this causes back‐bond oxidation of 

the PSi. Instead of replacing the hydrogen atoms, oxygen – bridges are formed between 

different  layers  of  the  PSi  (Figure  1.2.).  The  structure  modification  does  not  only 

improve  the  stability of  the particles, but also  turns  the  surface  from hydrophobic  to 

hydrophilic. A slight decrease  in pore diameter  is noticed after the oxidation. This type 

of silica particle  is not applicable for every drug delivery system because the surface  is 

still  partially  chemically  unstable.  These  particles  are  called  thermal  oxidized  porous 

silicon particles (TOPSi) (Hirvonen et al., 2008).  

 

 

 

 

 

FIG 1.2.: OXYGEN BRIDGES BETWEENS LAYERS OF SILICA (Anglin et al., 2008)   

 

Particles  produced  by  thermal  carbonization  are  chemically more  stable.  Two 

different  types  of  surfaces  can  be  obtained,  depending  on  the  used  technique.  Both 

particles  are  produced  by  the  adsorption  of  acetylene  to  the  PSi  surface.  Gaseous 

acetylene is used because of its small size and due to its ability to diffuse quite fast into 

the pores. After the adsorption at room temperature, the temperature is increased. This 

causes  desorption  of  the  hydrogen  atoms while  the  acetylene  atoms  bind  to  the  Si 

atoms. This results in a carbonized surface. When the temperature is kept below 700°C 

and there  is a continuous flow of acetylene, a partially carbonized surface  is obtained. 

The  surface  of  these  particles  still  consist  hydrogen  atoms,  these  particles  are  called 

thermally hydrocarbonized PSi (THCPSi). When the temperature  is raised above 700°C, 

thermally carbonized PSi’s are formed. During this process the acetylene flow has to be 

stopped before the temperature is raised. The high temperature treatment removes all 

the hydrogen atoms, so  the surface  is completely carbonized. Before  the modification 

5  

the PSi particles are first dipped in an aqueous HF – solution to ensure that the surface is 

hydrogen determinate (Salonen et al., 2005b), because the surface was oxidized during 

the milling procedure (Salonen et al., 2005a). This procedure is not necessary before the 

thermal oxidation modification.  

 

 

TOPSi  and  TCPSi  both  show  hydrophilic  behaviour,  with  low  contact  angle 

towards  water.  This  explains  why  the  porous  silicon  particles  have  better  wetting 

properties.  The  particles  with  this  kind  of  surface  are  applicable  for  oral  drug 

formulations (Salonen et al., 2005a)  

 

This  fabrication  process  determines  the  pore  architecture  while  the  surface 

modifications  are  important  for  interactions  with  the  PSi  particles  (Hirvonen  et  al., 

2008). 

 

1.2.2 Drug loading into the mesoporous silicon particles 

 

The particles are  immersed  into a drug  solution  to get  them drug  loaded. The 

choice of a solvent depends on the solubility characteristics of the drug (Salonen et al., 

2008).. Afterwards the particles are filtered out of the loading solution, rinsed with the 

drug‐free solvent and dried to powder (Salonen et al., 2005a). 

 

An alternative drug  loading method  is  impregnation. Here a controlled amount 

of drug solution is added to the silicon particles. Capillary forces infuse the drug into the 

pores. Both methods  can be performed at  room  temperature and do not expose  the 

drug to any harsh chemical conditions. The first method can be better dose‐controlled. 

The capillary infusion method is more usable in case of expensive drugs, small amounts 

of drugs or when the porous particles are still attached on the Si wafer (Salonen et al., 

2008).  

6  

1.3 TABLETING 

   Powders,  granules,  pellets  or  film  coated multiple  pellets  can  be  used  for  the 

direct  production  of  tablets.  This  is  only  possible  when  the  materials  show  good 

compressibility  properties  to  form  a  tablet,  which means  that  a material  is  able  to 

undergo  a  stable  reduction  in  volume  as  a  result  of  the  applied  pressure.  The 

compressibility  can  be  presented  as  a  plot  of  the  tablet  porosity  towards  the 

compaction pressure.  

 

  The  simplest method  to  produce  tablets  is  by  direct  compression.  The  active 

ingredient and the suitable excipients are dry mixed and then compacted. Although it is 

a  simple  procedure,  the  powder must  have  specific  properties  to  have  a  successful 

compaction.  These  properties  include  high  flowability,  low  segregation  tendency  and 

high compactibility. The compactibility is defined by Patel et al. (2006) as the ability of a 

material to produce tablets with a sufficient strength under the effect of densification 

and is represented by a plot of tablet tensile strength against tablet porosity. In general 

particle  modification  is  necessary  prior  to  the  direct  compaction  because  a  lot  of 

pharmaceutical powders do not have these properties. The most common procedure for 

particle modification  is  the production of  granules,  the particles  are  agglomerated  to 

form larger secondary particles. These are more porous than the primary particles (Patel 

et al., 2006).  

 

1.3.1 Compaction 

  Compaction  is  one  of  the most  important  steps  in  the  formulation  of  tablets 

because during this process the following properties of a tablet are determined: 

‐ Mechanical properties 

• Friability                                     Tablet integrity • Hardness       

7  

‐ Physicochemical properties  

• Disintegration in watery environment                                                                           Bio availability 

• Solubility 

 

The reliability of the compaction depends on the physicochemical properties of 

the  drug  and  the  excipients.  Especially  their  deformation  behaviour  contributes  to 

successful  tableting.  Besides  the  components  of  the  tablets,  also  the  settings  of  the 

tableting instrument are important to get a standardized compaction.  

 

  The compaction process can be divided  into 2 main stages, a compression and 

consolidation  step.  During  the  initial  compression  there  is  a  reduction  in  the  bulk 

volume due to an expulsion of trapped air. Further volume reduction is accomplished by 

a  tighter  packing  of  the  powder  particles,  as  the  smaller  particles  nestle  themselves 

between the  larger ones. This results  in a  less porous structure. When the compaction 

force is further increased, the subsequent volume reduction is accomplished by particle 

deformation.  

 

The  consolidation  step  involves  particle‐particle  interactions,  these 

interparticulate  bond  formations  are made  possible  as  the  powder  particles  became 

closer to each other during the volume reduction. Consolidation is very important in the 

fabrication of tablet as it gives them the mandatory mechanical strength.  

 

The actual compaction cycle consist of 5 stages: 

1. Precompression: loading of the compressive device 

2. Initial compression: expulsion of trapped air 

3. Particle deformation 

‐ Reversible compression: elastic deformation of the particles 

‐ Exceeding critical pressure: plastic deformation (irreversible) 

‐ Irreversible compression: fragmentation of particles 

8  

4. Removing the compression: partial elastic recoil or decompression 

5. Ejection of the tablet: avoid adhesion 

 

The  kind  of  particle  deformation  is  based  on  the  mechanical  properties  of  the 

powder but is as well dependent on the rate and magnitude of the applied force and of 

the duration of the  induced pressure. Elastic deformation  is a reversible process, while 

the shape of the particles only changes temporarily, and occurs when the applied stress 

does not reach the critical deformation value. Plastic deformation  is  irreversible as the 

original  shape  of  the  particles  changes  permanently.  This  kind  of  deformation  takes 

place when a critical stress  is exceeded. Further fragmentation of particles  into smaller 

ones  is  called  brittle  fraction,  it  starts  while  exceeding  a  threshold  called  crushing 

compression. These smaller particles reallocate which results  in minute further volume 

reduction, by particle deformation,  in part elastic and  in part plastic. A  single particle 

can undergo  this circle of deformation  for several  times  (Patel et al., 2006; Alderborn, 

2002) 

   

  When the applied force is removed, the tablet is put under a new kind of stress, 

the elastic  recovery. To accommodate  to  this  stress  the  tablets must be mechanically 

strong enough or otherwise structural failure will take place. Types of structural failure 

are  capping  and  lamination  (figure  1.2).  This  happens when  the  degree  and  rate  of 

elastic  recovery  are  high.  Structural  failure  can  be  prevented  or  at  least  reduced  by 

adding  excipients  which  deform  plastically,  like microcrystalline  cellulose  (MCC)  and 

polyvinylpyrrolidone (PVP).  

 

 

 

 

 

FIG 1.3.: LAMINATION AND CAPPING OF A TABLET (Alderborn, 2002) 

9  

  The  next  and  last  step  in  the  compression  cycle  is  the  ejection  phase.  In  this 

stage  the  tablets  are  removed  from  the  die.  There  is  a  force  needed  to  break  the 

adhesion between the die and the formed tablet. To reduce this stress a  lubricant can 

be used (Patel et al., 2006). 

 

1.3.2 Tablet excipients 

Excipients are essential  in the  formulation of tablets, the most commonly used 

are a filler or diluents, a binder, a disintegration accelerator and a  lubricant. Less used 

are antiadherents, sorbents, flavouring components and colorants (Alderborn, 2002) 

 

  The diluents are the most important of all the excipients listed above as they are 

present  in  amounts higher  than  all  the other excipients  (Patel  et al., 2006). They  are 

used  to  increase  the bulk  volume of  the powder,  as  tablets have  a minimum weight 

(commercially available tablets 50mg). A disintegration accelerator  is used to  facilitate 

the  formation of  smaller particles when  the  tablet  comes  in  contact with  liquids. The 

formation of these smaller particles  increases the dissolution rate, as the total surface 

area  enlarges.  The  binders  are  added  to  the  tablet  blend  to  ensure  that  tablets  are 

formed  with  the  right  mechanical  force.  These  are  mostly  added  in  a  very  low 

concentration, only 2‐10 % of the tablet weight. Lubricants lower the disintegration and 

dissolution rate as most of them are hydrophobic. This negative effect is strongly related 

to  the  amount  of  lubricant  used,  normally  the  concentration  is  1%  or  even  lower 

(Alderborn, 2002).  

 

1.4 TABLETING OF POROUS MATERIALS 

1.4.1 Porous Calcium Silicate 

 

10  

Calcium  Silicate  is  a  porous  structure  (figure  1.4)  of which  the  formulation  of 

drug  loaded microparticles  into  tablets  has  already  been  studied.  The microparticles 

were  first characterized and afterwards  formulated  into  tablets  (Sharma et al., 2005). 

Thanks  to  the  interparticle  and  intraparticle  pores  it was  used  before  as  a medicinal 

additive to absorb oily drugs and to improve the dissolution and compression properties 

of drugs (Asano et al., 1997). 

 

.  

 

 

 

 

FIG 1.4.: SCANNING ELECTRON MICROSCOPE PICTURE OF CALCIUM SILICATE (Florite RE® 

or FLR). SCALE: 4100X 

[2CaO.3SiO2.mSiO2.nH2O (1<m<2; 2<n<3)] at 4100X (Sharma et al., 2005) 

 

  Tableting studies of unloaded porous calcium silicate show actually really good 

results. FLR has high plasticity and a low elastic recovery during the compression cycle. 

On  top  of  that  most  of  the  energy  during  the  process  is  consumed  by  plastic 

deformation and brittle fracture of the particles. Because of these properties FLR tablets 

show  high  hardness,  which  is  very  important  parameter  in  tablet  formulation.  The 

reason for the good compressibility of this material can be found in its porous structure 

(Asano et al., 1997). 

 

To  formulate  the  tablets,  the  loaded microparticles were  directly  compressed 

with lactose IP, primogel, PVP‐K30 and magnesium stearate IP as excipients. The tablets 

were  evaluated  by  measuring  their  thickness,  hardness,  disintegration  time  and 

friability. These results were compared with a commercial available tablet (Figure 1.5.). 

11  

The  tablets  of  the  loaded  microparticles  show  good  mechanical  properties  and 

disintegration time and friability are according to pharmacopeia standards.  

FIG 1.5. PHYSICAL PROPERTIES OF FLR‐MELOXICAM TABLET AND COMMERCIAL TABLETS 

(Sharma et al., 2005) 

  MSD1 (1:1 MIXTURE FLR AND MELOXICAM) 

MSD3 (1:3 MIXTURE FLR AND MELOXICAM)  

 

Dissolution tests were performed both in acid and basic medium and compared 

to  the  commercial available  tablet of meloxicam,  in both media  the  FLR  tablets gives 

faster drug release (Figure 1.6. and 1.7.). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIG 1.6. DISSOLUTION TEST OF FLR TABLETS COMPARED TO COMMERCIAL TABLETS IN 

PH 7.4 (Sharma et al., 2005) 

12  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIG  1.7.:  DISSOLUTION  TEST  OF  FLR  TABLETS  COMPARED  TO  COMMERCIAL  TABLETS 

ACCORDING  TO  METHOD  A  OF  USP  XXIV  FOR  DISSOLUTION  OF  ENTERIC  COATED 

(DELAYED RELEASE) TABLETS (Sharma et al., 2005) 

 

1.4.2 Mesoporous silicon particles 

In  the  earlier  studies,  tablet  production  of  mesoporous  silicon  particles  has 

mainly been focused on tableting of unloaded samples to see how the particles behave 

during and after the compression. Tablets of 50 mg have been directly compressed with 

silicified microcrystalline  cellulose  (as needed), PVP  (4,5 w/w %) as a binder and as a 

disintegration accelerator, a  sodium  salt of  cross –  linked  carboxymethylcellulose  (0,5 

w/w  %).  Three  kinds  of  PSi  particles  were  used  in  this  study.  Tablets  with  variable 

concentration of PSi particles were formulated and it seems that the highest amount in 

the tablets could be obtained by the TOPSi particles (Table 1.1.)  

 

During tableting procedure, segregation of the tablet blend was noticed and so 

there  is  a  possibility  of  forming  inhomogeneous  tablets.  A  few  tablets  also  showed 

capping after their removal from the tableting machine.  

 

13  

  Thickness,  crushing  strength  and  disintegration  time  of  the  tablets  were 

examined  after  the  compression.  According  to  the  measurement  of  the  crushing 

strength (n=3), the TCPSi tablets were the hardest ones (Table 1.2.). The disintegration 

time  showed  a  lot  of  variation  for  the  different  samples,  it  could  either  take  a  few 

minutes  or  several  hours.  Optical  microscope  pictures  of  the  filtrated  disintegrated 

samples show that the disintegrated particles are bigger than the original PSi particles 

(Figure 1.8.)  

 

TABLE  1.1. USED  AMOUNTS OF  PSI  PARTICLES  IN  THE  STUDY  (Presentation  Rotko  T., 

2009) 

Used particles  Weight percent used (%) 

TCPSi  40‐50 

TOPSi  50‐75 

THCPSi  40‐50 

 

TABLE 1.2. CRUSHINGS STRENGHT DATA IN THE STUDY (Presentation T.Rotko, 2009) 

Used 

particles 

Sample 1  Sample 2  Sample 3  Mean  Standard 

deviation 

TOPSi  108 N  96 N  114 N  106 N  9 N 

TCPSi  144 N  159 N  154 N  152 N  8 N  

THCPSi  94 N  70 N  73 N  79 N  13 N 

 

14  

FIG 1.8.: OPTICAL MICROSCOPE PICTURE (5X MAGNIFICATION) 

  LEFT: ORIGINAL TOPSI PARTICLES (BATCH 2 15.09.2008) 

  RIGHT: DISINTEGRATED 65% TOPSI TABLET (Presentation T.Rotko, 2009) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15  

2 THE AIMS OF THE STUDY 

The main purpose of this Master’s thesis was to formulate drug loaded silica micro ‐ 

particles  into  a  tablet  form,  as  it  is  of  great  importance  to  create  an  oral  applicable 

dosage form for this drug delivery system. 

 

Before my participation  in  the  study, only  the  compression of unloaded particles 

was  studied.  The  actual  compression was  not  the main  focus  in  this  study,  but  the 

compression data were  important  to characterize  the  tablets,  so at  first  the  thickness 

and crushing strength of the tablets were measured. During the compression the forces 

upon the powder bed were monitored.  

 

To  examine  if  the  surface  of  the  tablets  was  damaged  and/or  if  they  showed 

evidence of lamination or capping a friability test was performed, as well to investigate 

if the tablets were mechanically strong enough.  

 

The most  important part of  this  study was  to evaluate  the drug  release  from  the 

mesoporous particle tablets. For this purpose, disintegration and dissolution tests were 

performed. The dissolution tests were actually the most essential element of this study. 

The  drug  release  profile  of  the  tablets  should  resemble  the  profile  of  the  pure 

mesoporous particles. The dissolution behaviour from the particles could eventually be 

improved by the addition of certain excipients  in the tablets. There were thought that 

the particles could eventually break during the compression or that the excipients could 

block the pores, which both could give a negative effect on the dissolution behaviour.  

 

After dissolution  and disintegration  tests,  the  filtrated  samples were  investigated 

with  optical  and  electron  microscopes.  These  images  were  compared  to  the  pure 

particles to discover eventual modifications formed during these experiments or during 

the compression.  

16  

3 MATERIALS AND METHODS 

3.1 MATERIALS 

The mesoporous silicon particles were fabricated and loaded at the University of 

Turku, Finland. The thermally oxidized type was always used based on the preliminary 

studies with  the  empty  PSi  particles  since  the  TOPSi  tablets  could  have  the  highest 

concentration of PSi particles.  This  is quite  important  for  the  further  research  as  the 

purpose is to increase the amount of TOPSi particles in the tablets.  

 

 The  particles were  either  loaded with  Ibuprofen  or  Indomethacin.  They were 

kept  in  storage  in  desiccators  and  used  as  received.  The  particles  loaded  with 

Indomethacin were protected  from  light  since  it  is  sensitive  to breakdown under  the 

influence of light. 

 

 

 

 

 

 

 

FIG 3.1.: OPTICAL MICROSCOPE PICTURE TOPSI PARTICLES (MAGNIFICATION 5X) 

    LEFT: TOPSi PARTICLES LOADED WITH IBUPROFEN BEFORE COMPRESSION 

RIGHT:  TOPSi  PARTICLES  LOADED  WITH  INDOMETHACIN  BEFORE 

COMPRESSION 

 

Lactose  monohydrate  (Pharmatose  DMV  international,  The  Netherlands)  and 

microcrystalline cellulose  (Avicel PH102, FMC Biopolymer,  Ireland) were used as  filling 

agents. AcDiSol (FMC Biopolymer, Ireland), a sodium salt of carboxymethylcellulose, was 

17  

used  as  a  disintegration  accelerator.  As  a  binder  PVP  was  used  (Kolidon  30,  Bast 

Corporation, Germany). All the excipients were used as received.  

 

The  tablet composition was  the  same  for  the  Ibuprofen and  the  Indomethacin 

series: 

‐ 20% (w/w) of drug loaded TOPSi particles 

‐ 1.5% (w/w) of disintegration accelerator  

‐ 4.5% (w/w) of PVP 

‐ 30% (w/w) of MCC 

‐ 44% (w/w) of lactose monohydrate 

 

3.2 METHODS 

3.2.1 Tableting 

The  PSi  particles were  dry mixed  together with  the  excipients,  this was  done 

manually with a spoon and by shaking.  

 

Tablets were directly compressed using a manual single ‐ punch eccentric tablet 

machine (Korsch EKO, Berlin, Germany) with 5 mm diameter circular punches with flat 

faces.  The  powder  for  the  tablet  (50  mg  or  30  mg)  was  weighed  before  every 

compression and poured manually  into the die. The tablet mold was  lubricated with a 

5% (w/w) magnesium‐stearate (Yliopiston Apteekki, Helsinki, Finland)  in acetone (Fluka 

Aceton)  solution before every  compression. The upper and  lower  compression  forces 

were  monitored  during  tableting  (Single  Station  DAAS  measure).  The  tableting 

procedure was performed in a relative humidity controlled room.  

 

After  the  compression  the  tablets were  kept  in  a  storage  room,  the  TOPSi  – 

indomethacin tablets were protected from light. 

 

18  

3.2.2 HPLC analyses  

HPLC  (Agilent  Technologies  1100  series)  analyses were  fulfilled  on  the  TOPSi‐

Indomethacin particles to evaluate the drug release in different media. The used media 

were pH 1.2 (0.2M HCl –KCl), pH 7.4(phosphate buffer) and ethanol. The buffer solutions 

were  prepared  according  to  the USP.  About  1 mg  of  particles were  dissolved  in  ten 

millilitres of pH 7.4 and ethanol. As the solubility (Table 3.1.) of Indomethacin is lower in 

pH 1.2, only 150 µg – 250 µg particles were dissolved in 50 millilitres. The samples were 

stirred overnight, protected from light. 

 

TABLE 3.1. SOLUBILITY OF  INDOMETHACIN  IN DIFFERENT MEDIA, DETERMINED  IN THE 

DIFFERENT  pH  VALUES  USING  A  FLASK  DISSOLUTION  METHOD  AT  37°C  (Personal 

communication with  Helder  Santos, University  of  Helsinki, Division  of  Pharmaceutical 

Technology, Solubility in ethanol: Martindale 28th edition) 

  pH 1.2  (µg/mL) 

pH 5.5  (µg/mL) 

pH 7.4  (µg/mL) 

Ethanol  (g/mL) 

Indomethacin solubility   1  3.9  70  0.02  

The used chromatographic system consisted of a DAD absorbance detector (λ = 

320nm,  retention  time  of  Indomethacin  between  3.9  and  4.4 minutes).  The mobile 

phase consisted of 60% of acetonnitrille and 40% of 0.2% phosphate acid, the flow rate 

was 1.5 mL/min. A Luma C18 column, size 250 x 4.60 mm was used. The pore size of the 

column was 100 Å.  

 

3.2.3 Characterization of Tablets 

3.2.3.1 Crushing strength 

Tablet crushing strength  (n = 6) was measured according to the method of the 

European Pharmacopeia and was calculated as the force (N) needed to break the tablet 

diametrically.  The  used  apparatus  was  a  Schleuniger‐2E  8003,  Mod  2E/205 

19  

(Switzerland). Samples were measured  in a relative humidity controlled room, at  least 

one day after the fabrication. The crushing strength was also monitored during tableting 

to obtain tablets with the acceptable crushing strengths. 

 

3.2.3.2 Thickness 

Tablet  thickness  (Sony  Magnescale  Inc,  serial  number  100774,  Japan)  was 

measured directly after the compression in a relative humidity controlled room. 

 

3.2.3.3 Friability 

Tablet  friability  was  measured  according  to  the  method  of  the  European 

Pharmacopeia for uncoated tablets (for tablets up to 0.65g rotate the drum 100 times 

with 20 tablets). The test was performed in a Sotax Friabilator USP (Basel, Switzerland) 

 

3.2.3.4 Disintegration test 

The disintegration  time  (n=3) of  the  tablets was determined using  the method 

and apparatus (Sotax DT3, Basel, Switzerland) according to the European Pharmacopeia. 

The  used medium was  purified water  at  a  temperature  of  37°C  ±  0.5°C.  Afterwards 

samples  were  filtrated  and  kept  in  storage.  Optical  microscope  (Leica  DMLB, 

Germany)/TEM analysis was performed on the residue. 

 

3.2.3.5 Dissolution test 

All dissolution  tests were performed using a paddle  type dissolution apparatus 

(Erweka DT‐D6, Heusenstamm, Germany). 1000 mL of a buffer solution was used as a 

dissolution medium,  for  Ibuprofen pH 1.2  (0.2M HCl‐KCl) was used, while the tests  for 

Indomethacin  were  performed  in  pH  5.5  (Neutralized  Phthalate  Buffer).  All  buffer 

solutions were prepared according to the USP. The medium was heated at 37°C ± 0.5˚C 

20  

and kept at  this  temperature during  the experiment. The paddle  speed was 100  rpm. 

Samples  (5mL) were  taken every 20 seconds during  the  first minute, afterwards every 

minute until 15 minutes  time. To  follow  the drug  release after  longer period, samples 

were taken after 30 minutes and 1 hour time. After taking each sample, the volume was 

replaced by  the  same volume of  the equilibrated buffer  solution at 37°C ± 0.5˚C. The 

samples were always manually taken from the same place and height in the vessel. 

 

Tests with Indomethacin powder and TOPSi – Indomethacin were performed by 

weighing  an  amount  into  capsule  number  0.  A  metal  wire  was  girdled  around  the 

capsule to ensure that the capsule settled down in the vessel.  

 

The  samples  were  analyzed  with  a  UV  spectrophotometer  (Pharmacia  LKB 

Ultrospec  III,  Sweden).  In  case  of  experiments  with  tablets  or  TOPSi  particles,  the 

samples were  filtrated  trough a  filter with pore size 0.45µm  (Sartorius biotech GmbH, 

Goettingen, Germany) before the UV ‐ measurement. The wavelength for the Ibuprofen 

samples was 221 nm  (USP, monograph  for  Ibuprofen  tablets),  the wavelength  for  the 

Indomethacin samples was 318 nm (USP, monograph of Indomethacin).   

 

The exact amount of drug release was calculated using a calibration curve (figure 

3.2.  and  figure  3.3.).  To  compose  these  curves,  exact  known  amounts  of  Ibuprofen 

(Boots  Pharmaceuticals,  batch  165004,  Nottingham,  England)  and  Indomethacin 

(Indomethacin  USP,  Hawkins,  lot  number  pH05113013)  were  dissolved  in  96%  of 

ethanol  (Etax A12, Altia, Rajamäki, Finland), as  the drugs show better solubility  in  this 

solvent (Ibuprofen: 0.57 g/ml, Salonen et al., 2005b, Indomethacin: see table 4.1.). The 

calibration  solutions were  also measured  at  221nm  for  Ibuprofen  and  at  318nm  for 

Indomethacin.  

 

 

21  

y = R²

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 0,005 0,01 0,015 0,02

Absorba

nce at 221nm

Concentration of Ibuprofen in EtOH (mg/mL)

Calibration curve of Ibuprofen in e

40,369x + 0,001 = 0,9998

0,025

thanol

FIG 3.2.: CALIBRATION CURVE OF PURE IBUPROFEN IN 96% OF ETHANOL 

y = 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 0,01 0,02 0,03 0,04

Absorba

nce at 318nm

Concentration of Indomethacine in EtOH 

Calibration curve of indomethacine ethanol

16,653x ‐ 0,0024R² = 0,9999

0,05 0,06

(mg/mL)

in 

FIG 3.3.: CALIBRATION CURVE OF PURE INDOMETHACINE IN 96% OF ETHANOL 

22  

To  calculate  the  recovery  after  the dissolution  test,  the medium was  filtrated. 

The  filters  (Whatman  Schleicher  &  Schuell,  number  5)  were  dried  overnight  and 

afterward  the powder  residue was dissolved  in 25mL of 96% ethanol  (Etax A12, Altia, 

Rajamäki,  Finland).  The  samples  were  stirred,  and  afterwards  measured  with  the 

spectrophotometer  at  the  same  wavelengths  as  described  above.  Before  the  UV 

measurement the samples were again filtrated.  

 

3.2.4 Transmission electron microscope (TEM) 

   The  samples were made  by  dispersing  (4‐6  µL water)  powder  of  pure  TOPSi 

particles and disintegrated tablets on a cupper, small plate, coated with a carbon layer. 

Images  (FEI Tecnia F12, Philips Electron Optics, The Netherlands) were  taken  the next 

day, as  the samples need  to dry  for at  least one night. The used camera was a Gatan 

Multiscan 794 1k x 1k CCD (Gatan Inc., USA).  

(http://www.biocenter.helsinki.fi/bi/EM/f12.htm) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23  

4 RESULTS AND DISCUSSION 

The tablet blends were made a day before (kept in a storage room) or the same 

date  as when  the  compressions were performed. As  they were mixed manually,  it  is 

possible that the blends were not completely homogeneous. For all tablet blends, both 

for  the  Indomethacin  as  the  Ibuprofen  tablets,  segregation  of  the  components  was 

noticed, which might  lead to an  inhomogeneous blend and  inhomogeneous tablets.  In 

the preliminary studies, no lubricants were used, which in part might have increased the 

segregation.  

 

4.1 TOPSi –IBUPROFEN TABLETS 

  Four different series of TOPSi – Ibuprofen tablets were compressed. The first 

series (Table 4.1.) was a test compression, as the used batch of loaded TOPSi – particles 

was quite old (batch from year 2007). Nine tablets were made in total. The punch 

settings were adjusted by changing the distance of the upper punch until acceptable 

crushing strengths (Table 4.2.) were obtained. The lower punch was set upon 10.8 mm, 

the upper one was set a bit lower than 8.2 mm. 

 

Only a disintegration test was performed for this series of tablets, as we were 

not sure if the quality of the particles was still good. Tablet 5, 6 and 8 were randomly 

chosen and all three tablets had a disintegration time of about 2 minutes which falls 

within the limits stated by the European pharmacopeia for immediate release tablets. 

The average thickness of the tablets measured during compression was 2.012 ± 0.145 

cm. It is hard to interpret the result of the crushing strengths as the compression forces 

of tablet 3 could not be written down as the tableting machine got stuck due to the too 

high adjustment of the upper punch (9mm). For tablet 4 the lower force is missing as 

the program used for monitoring the forces doesn’t save the data and forces needed to 

be written down very quickly after the compression. This also happened with the other 

24  

series but these tablets were not selected to study their crushing strengths. Tablet 2 was 

mechanical so weak that it broke when the thickness was measured. 

 

TABLE 4.1. COMPRESSION DATA OF TOPSi IBUPROFEN FROM SERIES 1 

  

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet) 

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (cm) 

AverageMax Min 

49.9 ± 0.2 50.2 49.6 

49 ± 1.9 52.5 46.5 

13611 ± 8001 19949 413 

11647 ± 7705 18446 230 

2.012 ± 0.145 2.239 1.814 

 

TABLE 4.2.: DATA OF TOPSi TABLETS SERIES 1, CRUSHING STRENGHT MEASURED 

DURING COMPRESSION 

   Tablet number 

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

 Crushing strength 

(N) 1 2 3 4 

49.6 50.1 50.1 49.6 

52.5 47 49.7 48.8 

1150 413 ‐ 

18245 

829 230 ‐ ‐ 

2.239 Tablet broke 

1.926 2.123 

0 ‐ 41 66 

 

As no significant problems were noticed during the test compression, a second 

small series of 19 tablets (Table 4.3.) was made, as soon as new particle material was 

available. The same punch setting as for series one were used, while still observing the 

crushing strengths during the first compressions. At least one day after the compression 

six tablets were randomly chosen, based on their compression forces during tableting, 

for measuring their crushing strength. Tablets with high, intermediate and low forces 

were picked out (tablet 7, 8, 12, 16, 18, 19). The average crushing strength for this series 

was 32 ± 8N.  

 

 

 

25  

TABLE 4.3. COMPRESSION DATA OF TOPSi ‐ IBUPROFEN TABLETS FROM SERIES 2  

  

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet) 

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

AverageMax Min 

50 ± 0.4 50.6 49.2 

48.7 ± 1.6 51.8 45.5 

6233 ± 2166 10296 2572 

5390 ± 1968 9409 2386 

2.004 ± 0.100 2.195 1.853 

 

TABLE 4.4. DATA OF INVESTIGATED TOPSi – IBUPROFEN TABLETS SERIES 2 

  TABLETS 1 – 4: CRUSHING STRENGHT MEASURED DURING COMPRESSION 

TABLETS 7 – 19: CRUSHING STRENGHT MEASURED AT LEAST AFTER ONE DAY OF 

STORAGE 

 Tablet number 

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

 Crushing strength 

(N) 1 2 3 4 

49.6 49.6 50.5 49.5 

49.3 49 51.8 46.9 

2742 6250 9423 6060 

2386 5975 8564 5284 

2.125 1.955 2.195 failure 

0 26 0 5 

7 8 12 16 18 19 

49.9 50.1 49.2 50.2 49.5 49.4 

45.5 49.3 47.8 48.1 49.3 48.9 

4392 10296 8413 4872 2572 5897 

3676 9409 6718 5164 2688 4651 

1.928 2.052 1.853 1.927 2.051 2.050 

17 33 37 32 41 32 

 

As  the  tablets  showed  acceptable mechanical  properties,  a  disintegration  test 

was  performed.  Three  tablets were  randomly  chosen  (5,  10,  15).  The  disintegration 

started immediately, no aggregates were formed and the time was about 30 seconds for 

each tablet. The  fast disintegration  is very encouraging towards the drug release  from 

the tablets but we have to take into account that the tablets contain a lot of excipients 

in  the  used  composition.  A  filtrated  sample  was  investigated  with  a  transmission 

electron microscope  (TEM)  (figure  4.1.)  and  compared  to  the  uncompressed  TOPSi  – 

Ibuprofen  particles.  The  surface  still  looks  porous,  thus  the mesoporous  structure  is 

26  

maintained after  the compression according  to  these TEM  images. According  to  these 

TEM images it seems that the particles have split into smaller ones but this decrease in 

particles  size  was  not  noticed  with  the  optical  microscope  (figure  4.2).  The  actual 

particle size can be measured using  laser diffraction, the only problem  is that cellulose 

might interfere as it doesn’t dissolve in water and is left in the residue together with the 

particles. The laser diffraction experiment will be performed at the University of Turku, 

as they have more experience with measuring the particles size of the pores, since they 

fulfill it as well after the synthesis of the particles.  

 

FIGURE 4.1. TEM IMAGES OF DRUG (IBUPROFEN) LOADED TOPSi 

  LEFT: PURE TOPSI – IBUPROFEN PARTICLES (UNCOMPRESSED)         PORES 

  RIGHT: COMPRESSED TOPSi PARTICLES AFTER DISINTEGRATION TEST 

FIGURE 4.2.: OPTICAL MICROSCOPE IMAGES OF TOPSi –IBUPROFEN(5X MAGNIFICATION) 

  LEFT: PURE TOPSI – IBUPROFEN PARTICLES (UNCOMPRESSED)          

  RIGHT: COMPRESSED TOPSi PARTICLES AFTER DISINTEGRATION TEST 

27  

As series  two showed very promising  results concerning  the disintegration and 

because  the  porous  structure  remained  after  the  compression  according  to  the  TEM 

images, it was decided to make a larger series of tablets, as more tablets are needed to 

measure the friability. The series were as well made to set up the dissolution profile of 

the  tablets.  In  fact  two  tablet series were made  from  the same  tablet blend, but with 

different crushing strengths. Tablets with crushing strengths between 30 and 40N (Table 

4.5.)  and  a  series with  crushing  strengths  of  50  –  60N were made  (Table  4.7.).  The 

settings of the upper punch were again adjusted until the right crushing strengths were 

achieved. Tablet thickness was only measured as from the right settings.  

 

For  the  series with  crushing  strengths  between  30  and  40N  (Table  4.5.),  the 

distance of the lower punch was again 10.8 mm, while the upper punch distance was 8.1 

mm. The average thickness was 1.923 ± 0.118 mm. It seems that the tablets (10, 24, 30, 

33,  42,  50)  got  stronger  during  storage,  as  the  crushing  strengths  (Table  4.6.) were 

higher than the range we had set. The average crushing strength for the series was 52 ± 

4.5 N.  

 

  During  the production of  the  tablets  (Table  4.7.) with  crushing  strengths  50  – 

60N, the lower punch was set upon 10.8 mm and the upper was a bit lower than 8.2 mm 

because when the punch was set upon 8.2 mm the compression  forces were too high 

which blocked the tableting machine. The average crushing strength (tablet 11, 14, 28, 

37, 46, 49) after at least one day of storage was 65.5 ± 3 N (Table 4.8.). We can conclude 

that  for  both  series,  the  tablets  got  stronger  during  storage.  The  samples  for  the 

crushing strengths were for both series again chosen by the compression forces, namely 

with low, high and intermediate forces.  The average thickness for this series was 1.881 

± 0.075 mm.  

 

 

28  

TABLE 4.5. COMPRESSION DATA TOPSi  ‐  IBUPROFEN TABLETS WITH C.S. 30 – 40N  (50 

TABLETS) 

  

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet) 

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

AverageMax Min 

50.1 ± 0.3 50.5 49.5 

48.5 ± 7 51.6 46 

8350 ± 3989 14363 975 

7679 ± 3749 13315 820 

1.923 ± 0.118 2.502 1.798 

 

TABLE 4.6. DATA OF INVESTIGATED TOPSi – IBUPROFEN TABLETS WITH C.S. 30 – 40N 

  TABLETS 1 – 4: CRUSHING STRENGHT MEASURED DURING COMPRESSION 

TABLETS 10 – 50: CRUSHING STRENGHT MEASURED AFTER AT LEAST ONE DAY OF 

STORAGE 

 Tablet number 

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

 Crushing strength 

(N) 1 2 3 4 

50.2 50.3 50 49.8 

47.5 49.9 ‐ 

48.9 

3895 1381 4320 8719 

3442 1162 3850 7283 

‐ ‐ ‐ ‐ 

19 18 44 38 

10 24 30 33 42 50 

50.5 50 50 49.8 49.8 50 

48.6 48.3 48.8 46.5 48.6 48.7 

12285 10938 12030 5084 975 4760 

10571 9843 11090 4366 820 5228 

1.834 1.890 1.965 1.938 1.983 1.847 

56,5 54 50,5 46 47 56 

 

TABLE 4.7.: COMPRESSION DATA TOPSi  ‐  IBUPROFEN TABLETS WITH C.S. 50 – 60N  (54 

TABLETS) 

  

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet) 

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

AverageMax Min 

50 ± 0.3 50.7 49.5 

49.1 ± 1.1 51.7 46.8 

16551 ± 3370 22927 4001 

15185 ± 2852 22400 3474 

1.881 ± 0.075 2.069 1.766 

29  

TABLE 4.8.: DATA OF INVESTIGATED TOPSi – IBUPROFEN TABLETS WITH C.S. 50 – 60N  

  TABLETS 1 – 7: CRUSHING STRENGHT MEASURED DURING COMPRESSION 

TABLETS 11 – 49: CRUSHING STRENGHT MEASURED AFTER AT LEAST ONE DAY OF 

STORAGE 

 Tablet number 

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

 Crushing strength 

(N) 1 2 3 4 5 6 7 

50.2 49.9 50.6 50 50.1 50.1 49.7 

47.8 49.6 ‐ ‐ 

49.9 49.3 46.8 

8246 716 

Too high Too high 7859 12336 15816 

7155 556 

Too high Too high 7460 10663 14101 

‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 

37 27 80 80 38 45 59 

11 14 28 37 46 49 

49.9 49.7 50 50 49.5 50.1 

51.6 49.3 47.7 47.5 49 51.4 

21104 12419 12416 16425 4001 22927 

20011 10754 13206 14333 3474 22400 

1.901 1.854 1.913 1.788 1.828 1.986 

66 63 68 68 68 60 

    

  To evaluate  if the tablets were mechanically strong enough, a friability test was 

performed  for  each  series  (the  30  –  40N  and  50  –  60N  tablets).  According  to  the 

European Pharmacopeia  the mass  loss  should be  less  than 1% after  the  rotation. The 

mass loss for the series with crushing strengths between 30N and 40N was 0.699%, for 

the  series  with  higher  crushing  strengths  it  was  0.750%  and  the  tablets  were  not 

damaged during the process. According to these values the tablets satisfy to the limit of 

the European Pharmacopoeia. But due to the small size of the tablets, some of them got 

stuck  in  the  friability  drum  during  the  experiment,  which  can  give  a  biased 

representation of the results as not all tablets were turned 100 times. As we compare 

these results to the friability of the porous calcium silicate tablets, the friability of TOPSi 

‐  Ibuprofen  tablets  is  much  higher.  The  porous  calcium  silicate  tablets  were 

automatically  compressed  and  our  tablets  were  manually  produced.  The  manual 

30  

production  can  give more  variation  in  the mechanical  properties  of  the  tablets.  The 

other values cannot be compared, as the porous Calcium Silicate tablets weighed 175mg 

so  the  height  of  the  tablets was  higher.  The  crushing  strengths were measured  in  a 

different unit.  

 

  As the tablets showed good mechanical properties (crushing strengths just a bit 

higher  than  we  wanted),  disintegration  and  dissolution  tests  were  performed. 

Disintegration  time  for 30 – 40N  tablet  series  (tablet 7, 21, 37) was around 1min  for 

each  tablet, while  for  the mechanically  stronger  tablets  (26,  36,  45)  it was  almost  3 

minutes.  Samples  were  again  randomly  chosen.  The  disintegration  for  both  series 

started  immediately  from  the whole  tablet  and  aggregation was  not  noticed.  These 

results  are quite  similar  to  the other  tablet  series  and  are  logical,  as  stronger  tablets 

need more time to disintegrate.  

 

  Drug release  from the tablets was determined  in 1000mL of buffer solution, as 

we wanted to work using sink conditions, which means that the buffer volume doesn’t 

restrict the dissolution of the drug. To work  in these conditions, the maximum amount 

of drug that can dissolve from the tablet  in the buffer volume  is preferably  lower than 

30%  of  the maximum  solubility.  The  solubility  of  Ibuprofen  in  pH  1.2  is  8.9  µg/mL 

(Personal  communication  with  Helder  Santos,  University  of  Helsinki,  Division  of 

Pharmaceutical Technology) 

 

  For both crushing strength series,  it seems that almost all  Ibuprofen  is released 

from the tablet after 20 seconds. The recovery for the 30 ‐ 40N was 6  .3% (n=1, tablet 

31) and  for  the other series the average recovery was 7.0 ± 1.8 %  (n=2, tablet 38 and 

41). Since the recovery is low, the results of the dissolution test can be trusted, which is 

very  promising  as  the  solubility  of  Ibuprofen  is  very  low  in  this  pH.  As  the  pKa  of 

Ibuprofen  is 4.9  (Salonen et al., 2005),  it adopts the anionic  form  in this acid medium. 

31  

The anionic  form has a  lower solubility  than  its  ionic  form,  the  latter being  formed at 

higher pH values.  

 

  Compared  to  the TOPSi particles  and  the  Ibuprofen powder  the dissolution of 

the TOPSi – Ibuprofen tablets is much faster. For the TOPSi particles and the Ibuprofen 

powder  there  is  a  lag  phase  in  the  profile,  as  the  time  for  the  dissolution  of  the 

gelatinous  capsule needs  to be  taken  into account  (Figure 4.3.). But we must  remind 

that the results for the tablets can only give an estimation as the production is still on a 

very  low  scale  and  done  manually  which  gives  a  high  inter  –  batch  variation.  This 

variation influences all the stages of the process, as the compression, as the dissolution, 

as the disintegration.  

   

  As  the  dissolution  is  enhanced  by  the  tablet  form, we  can  conclude  that  the 

excipients do not block  the pores of  the TOPSi particles and  that  the particles are not 

fully  destroyed  during  the  compression.  It  is  possible  that  the  TOPSi  particles  are 

partially damaged but they do not loosen their capacity to improve dissolution of poorly 

soluble drugs.  They maintain their porous structure, no damaged particles were noticed 

in the sample by TEM.  

 

  During the dissolution tests of both series, we noticed that some tablet did not 

disintegrate completely and that aggregates were formed. This TOPSi – Ibuprofen blend 

already had aggregated during tableting.  

32  

HPLC results

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60Time (min)

% ib

u re

leas

ed TOPSi+ibuPure ibu

FIG  4.3.:  DISSOLUTION  PROFILE  OF  TOPSi  –  IBUPROFEN  (AMORPHOUS)  PARTICLES 

 SPEED 300 RPM 

  (SINK  CONDITIONS,  VERY  LOW  AMOUNT  OF 

(Helder  of Helsinki, Division of Pharmaceutical Technology) 

 For all the TOPSi –  ibuprofen tablet series no correlations were found between 

 compression

a

COMPARED TO PURE IBUPROFEN POWDER (CRYSTALINNE), MEASURED WITH HPLC  

USED CONDITIONS: 

  MAGNETIC STIRRING

  UV MEASUREMENT AT 264 NM 

USED  BUFFER  VOLUME:  50  ML

PARTICLES USED) 

 Santos, University

 

 

the   force and the thickness and the crushing strength because there was 

too  much  deviation  in  compression  force  and  the  tablet  height.  It  is  possible  that 

tablets, which contain more porous material, are higher, bec use the tablet blend could 

be inhomogeneous as a result of the segregation. The differences in compression forces 

are mainly due  to human  factor  in manual compression. Probably  the  composition of 

the powder loaded  into the die was not always homogenous due to the segregation of 

33  

the blend, which might also cause these fluctuations. To improve reproducibility, further 

trials should add lubricants to reduce the amount of segregation and aggregation.  

   But for the crushing strength values for the series between 30 – 40N and 50 – 

60N, we can conclude  that  the compression  forces during  tableting did not affect  the 

values  of  the  crushing  strengths  as  we    get  acceptable  crushing  strengths  for  high, 

intermediate and low forces.  

 

4.2 TOPSi – INDOMETHACIN TABLETS 

 Two seizes of TOPSi – Indomethacin tablets were made, tablets of 50 mg and of 

30 mg. The series of 30 mg were especially made to determine the dissolution profile of 

Indomethacin as  it has a very  low solubility and  it was  too expensive    to work  in sink 

condition with the 50 mg 20% TOPSi tablets (too high volumes of buffer needed).  

 

The  setting  of  the  punches  for  the  50  mg  series  were  again  adjusted  until 

acceptable crushing strengths were obtained. The settings were 10.3 mm for the lower 

punch and between 8.1 and 8.2 mm for the upper one. Tablet thickness was measured 

during tableting (as from the right settings) (Table 4.9.), the average was 1.910  ±  0.056 

mm. Crushing  strengths  (Table 4.10.) and disintegration  time were measured again at 

least one day after the production. The mean value for the crushing strength was 53 ± 

5N. Samples  for  the crushing strengths were chosen  in  the same way as  for  the other 

tablet  series  and  for  this  50  mg  tablet  series  we  can  as  well  conclude  that  the 

compression  forces  during  tableting  do  not  affect  the  mechanical  strengths  of  the 

tablets, as acceptable  crushing  strengths are obtained  for  low, high and  intermediate 

tableting forces.  

 

The disintegration  time  (tablets) was once more under  the 15 minutes  limit of 

the  European  Pharmacopoeia  and  was  about  1 min  30  seconds.  The  disintegration 

34  

started  immediately  and  no  aggregates  were  formed  as  the  tablets  disintegrated 

completely  into powder. Drug  release  from  the 50 mg  tablets was not  investigated as 

the  needed  volume,  in  order  to  work  under  sink  conditions,  was  too  large  for  the 

dissolution apparatus.  

 

TABLE  4.9.  COMPRESSION  DATA  TOPSi  –  IMDOMETHACINE  50  MG  TABLETS  (19 

TABLETS) 

  

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet) 

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

AverageMax Min 

50.1 ± 0.3 50.5 49.6 

48.8 ± 1.4 52.2 46.2 

3090 ± 2837 10125 205 

2881 ± 2655 9935 269 

1.910 ± 0.056 1.998 1.826 

 

TABLE 4.10.: DATA OF INVESTIGATED TOPSi – INDOMETHACIN 50 MG TABLETS   

TABLETS  1  –  2:  CRUSHING  STRENGHT  MEASURED  DURING  COMPRESSION 

TABLETS 5 – 16: CRUSHING STRENGHT MEASURED AFTER AT LEAST ONE DAY OF 

STORAGE 

 Tablet number 

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

 Crushing strength 

(N) 1 2 

50.3 50.5 

48.3 48.8 

Too low 2425 

Too low 2719 

‐ ‐ 

0 64 

5 6 7 10 15 16 

50.5 49.9 50.3 50 50.2 49.9 

50.4 47.9 49.8 48.4 52.2 47.4 

985 1711 8147 4671 10125 205 

971 1306 7294 4020 9935 269 

1.906 1.948 1.988 1.967 1.948 1.979 

58 50 49 58 56 48 

 

As  the  tablets  (Table  4.11.)  from  the  second  series  only weighed  30 mg,  the 

punches needed  to be  adjusted  again.  The  lower punch was not  changed,  the upper 

punch was set upon 9 mm to get tablets with a good mechanical strength (Table 4.12.). 

35  

The average thickness measured directly after the compression was 1.171 ± 0.100  mm. 

The crushing strength (Table 4.12.) measured at least one day after the compression had 

a mean value of 37± 11 N. For this series, there were lower crushing strengths observed 

than usual. When  the  compression  forces during  tableting  are  compared,  the  tablets 

with lower crushing strengths seem to have lower compression forces, especially tablet 

35. But on  the other hand,  tablet 16 had even  lower compression  forces but  showed 

acceptable mechanical properties. These fluctuations are most likely due to the manual 

compression and because  the amount of powder poured  into  the die did vary due  to 

segregation of the blend.  

 

As the TOPSi Ibuprofen tablets got stuck  in the friability drum, the friability test 

was not repeated for the TOPSi – Indomethacin tablets.  

 

TABLE  4.11.  COMPRESSION  DATA  TOPSi  –  INDOMETHACINE  30  MG  TABLETS  (38 

TABLETS) 

  

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)    

(mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

AverageMax Min 

30.1 ± 0.4 30.7 29.5 

29.2 ± 0.7 30.6 27.1 

4378 ± 3141 9937 41 

4064 ± 2864 8945 48 

1.171 ± 0.1 1.319 1.110 

 

TABLE 4.8.: DATA OF INVESTIGATED TOPSi – INDOMETHACIN 30MG TABLETS 

  TABLETS 1 – 3: CRUSHING STRENGHT MEASURED DURING COMPRESSION 

TABLETS 7 – 36: CRUSHING STRENGHT MEASURED AFTER AT LEAST ONE DAY OF 

STORAGE 

 Tablet number 

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

 Crushing strength 

(N) 1 2 3 

30.4 29.5 29.6 

‐ ‐ ‐ 

41 342 2648 

48 176 2198 

‐ ‐ ‐ 

0 0 45 

36  

Continuation:  

 Tablet number 

 m (blend) 

 (mg) 

 m(tablet)

 (mg) 

Upper compression 

force (N) 

Lower compression 

force (N) 

 Thickness 

 (mm) 

 Crushing strength 

(N) 7 9 16 25 27 35 

30.1 30.1 30.1 30.1 30.3 30.6 

30.1 29.6 30.4 29.4 29.4 29.4 

9937 401 69 2717 6084 533 

8410 364 51 2441 5486 442 

1.136 1.193 1.143 1.157 1.149 1.240 

40 46 45 26 42 21 

 

  Poor correlation of the compression data of these TOPSi – Indomethacin  tablets 

because there is too much variation in the manual fabrication process as with the TOPSi 

– Ibuprofen tablets. 

  

4.2.1 Dissolution  profile  of  TOPSi  –  Indomethacin  tablets  compared with  TOPSi  – Indomethacin particles and pure Indomethacin powder.  

Before dissolution tests were performed on the TOPSi –  Indomethacin particles 

and tablets, the drug release out of the pure particles was investigated by HPLC analysis. 

The main purpose of  this experiment was  to determine which medium best  fitted  for 

the dissolution test.  

 

In  pH  1.2,  no  Indomethacin was  released  from  the  particles,  as  no  peak was 

shown  on  the  chromatogram  (figure  4.4.).  The  same was  noticed with  silicon  oxide 

particles  loaded  with  Indomethacin  during  the  dissolution  experiments.  The 

Indomethacin did not leave the particles in a very acid environment but the recovery in 

ethanol  was  very  high  (unpublished  data,  University  of  Helsinki,  Division  of 

Pharmaceutical Technology). The tendency of staying into the pores could be due to the 

poor  solubility  of  Indomethacin  in  acid  media  (1µg/mL)  which  may  increase  the 

interactions between the mesoporous structure and the Indomethacin molecules.  

 

37  

In ethanol and pH 7.4, there was a clear peak of  Indomethacin  (figure 4.5. and 

4.6.). The samples were stirred overnight but still the concentration (Table 4.13.) in the 

media never reached the maximum possible concentration, calculated from the loading 

degree (measured by thermogravimetry). Most likely there was no 100% drug release as 

the experiment was not performed using sink conditions. The solubility was restricted by 

the volume of the buffer or ethanol.  

 

The  HPLC  analysis  showed  that  the  dissolution  tests  for  Indomethacin  were 

better performed in another medium than buffer pH 1.2, as Indomethacin isn’t released 

from the particles in low pH values.  For Indomethacin we worked with a buffer solution 

with a pH of 5.5, as the solubility is almost 4 times higher than in pH 1.2 (3.8 µg/mL) The 

solubility is increased as in pH 5.5 Indomethacin (pKa = 4.5, Merck Index 10th edition) is 

no longer in its anionic form but has adopted its ionic form, which is known for its better 

solubility.  

 

TABLE  4.13.:  CALCULCULATIONS  OF  CONCENTRATION  OF  CONCENTRATIONS 

INDOMETHACINE IN TOPSi PARTICLES (LOADING DEGREE OF THE USED TOPSi PARTICLES 

WAS 17%) 

  

 Weighed and dissolved in 

10 mL 

 Concentration

(µg/mL) 

Concentration Indomethacin 

(µg/mL) 

Concentration with HPLC 

pH 7.4 Ethanol 

0.9 mg 0.9 mg 

90 90 

15.3 15.3 

9.373779 7.42728 

61.27 48.54 

 

 

 

 

38  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IG 4.4.: HPLC CHROMATOGRAM OF TOPSi – INDOMETHACIN PARTICLES DISSOLVED IN 

H 1.2 

 

 

FIG 4.5.: HPLC CHROMATOGRAM OF TOPSi – INDOMETHACIN PARTICLES DISSOLVED IN 

pH 7.4 

F

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIG 4.6: HPLC CHROMATOGRAM OF TOPSi –  INDOMETHACIN PARTICLES DISSOLVED  IN 

The  dissolution  experiment  for  TOPSi  –  Indomethacin  tablets,  TOPSi  – 

  particles  and  the  pure  Indomethacin  was  also  performed  using  sink 

 as Indomethacin has an even lower solubility than Ibuprofen.  

The  drug  release  from  the  TOPSi  ‐  Indomethacin  tablets  resembles  (standard 

 are overlapping) the release  from the pure particles  (figure 4.7.) and shows 

 accelerated release opposite to the pure Indomethacin powder. In figure 4.7. there is 

  clear  lag  phase  in  the  dissolution  from  the  TOPSi  –  Indomethacin  particles,  as  the 

  capsule needs  to dissolve before  the drug  can be  released  from  the TOPSi 

 can start. The average recovery for the TOPSi – Indomethacin tablets was 1.175 

 0.418 % (n=3, tablet 10, 22, 38), this low value ensures that the dissolution data can be 

  

ETHANOL. 

 

Indomethacin

conditions,

 

deviations

an

a

gelatinous

particles

±

trusted.

40  

41  

 FIG  4.7.  DISSOLUTION  PROFILE  OF  TOPSi  ‐  INDOMETHACIN  COMPARED  TO  PURE 

PARTICLES AND INDOMETHACIN POWDER.  

If  the  Indomethacin curve  is compared  to  the one of  Ibuprofen,  it  shows a  lot 

ore  fluctuations,  but  the  TOPSi  –  Ibuprofen  dissolution  tests  were  performed  in 

maller  scale  apparatus  and  the  working  conditions  were  different.  As  the  paddle 

tirring  is  not  that  efficient  as magnetic,  it was  possible  that  different  concentration 

yers were formed. We tried to take the sample from the same height and place but it 

 possible that this manual action can have an influence on these results.  

As the profile looks similar we can conclude that the dissolution from the TOPSi 

blets is not restricted by the tablet excipients, as we were afraid that they could block 

e pores and hamper the drug release.  

 

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70

Concen

tration (%

) to maxim

um

time (min)

Pure indomethacin powderTOPSi ‐ Indomethacin tabletTOPSi ‐ Indometacin particles

 

m

s

s

la

is

 

ta

th

The dried  filtrated  residue of  the dissolution experiment was only  investigated 

ter the dissolution test.  

 

ST  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

with  the  optical microscope  (figure  4.8.).  The  shape  of  the  particles  looks  the  same 

before or af

FIGURE 4.8. OPTICAL MICROSCOPE  IMAGES OF DRUG (INDOMETHACIN) LOADED TOPSi 

(5X MAGNIFICATION) 

  LEFT: PURE TOPSI – INDOMETHACIN PARTICLES (UNCOMPRESSED)         

RIGHT:  COMPRESSED  TOPSi  –  INDOMETHACIN  PARTICLES AFTER DISSOLUTION 

TE

42  

5 CONCLUSIONS 

According to this very preliminary study, it seems that drug release from the tablets 

with Ibuprofen is improved comparing to the pure TOPSi particles. For the Indomethacin 

it resembles the profile of the TOPSi ‐ particles, so the dissolution from the particles  is 

not restricted by the tablet excipients. Because there were thoughts that the excipients 

could block  the pores and  leave a negative  influence on  the dissolution. Compression 

does  not  fully  destroy  the  particles  or  their  porous  structure.  It  is  possible  that  the 

structure is partially broken but no evidence was found with TEM or optical microscope. 

We must consider that these results can only give an estimation as there was a lot 

of variation  in the tablet composition due to the manual preparation of the blend and 

the tablets. Automatical compression was not possible as the tablet weight was too low 

and there was not enough particle material.  

m Stearate and/or Silicon dioxide should be 

dded  to  the  tablet  blend,  to  reduce  the  segregation  and  aggregation  of  the  tablet 

blend. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  In the future, lubricants as Magnesiu

a

  

 

   

43  

6 RE

s,  The  Science  Of  Dosage  form  design.  Churchill 

Livingstone, Edinburgh, UK, Chapter 27. 

 

Anglin,  E.  J.;  Cheng,  L.;  Freeman, W.  R.;  Sailor, M.  J.  (2008).  Porous  silicon  in  drug 

delivery devices and materials. Advanced Drug Delivery Reviews, 60

FERENCES 

 

Alderborn,  G  (2002).  Pharmaceutic

, 1266 – 1277 

 

Asano, T.; Tsubuku, S.; Sugawara, S.; Miyajima, M.; Sato, H.; Yuasa, H.; Kanaya, Y. (1997). 

Changes  in  Volume  and  Compression  Energy  upon  Compression  of  Calcium  Silicate 

Tablets. Drug Development and Industrial Pharmacy, 23, 679 ‐685 

ia  (Ph. Eur), 4th edition  (2002). <2.9.1.> Disintegration of  tablets 

nd ca rasbourg, 

France.

 

European  Pharmacopeia  (Ph.  Eur),  4th  edition  (2002).  <2.9.7.>  Friability  of  uncoated 

tablets.  of Elaboration of the European Pharmacopoeia, Strasbourg, France. 

 

European Pharmacopeia (Ph. Eur), 4th edition (2002). <2.9.8> Resistance to crushing of 

tablets.  of Elaboration of the European Pharmacopoeia, Strasbourg, France. 

 

Hirvonen, J.; Laaksonen, T.; Peltonen, L.; Santos, H.; Lehto, V. P.; Heikkilä, T.; Riikonen, J.; 

Salonen,  J.  (2008).  Feasibility  of  silicon‐based  mesoporous  materials  for  oral  drug 

deliver applications. Dosis, 24

 

European Pharmacope

a psules  . Convention of Elaboration of the European Pharmacopoeia, St

 

 Convention

 Convention

y  , 129‐149 

 

Martindale The Extra Pharmacopoeia 28the edition (1982). The Society’s Department of 

Pharmaceutical Sciences, London, UK.  

44  

Patel, S.; Kaushal, A. M.; Bansal, A. K.  (2006). Compression Physics  in  the Formulation 

evelopment of Tablets. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems, 23D , 1‐65 

 

deliver Loading and

108

Rotko T. (2009), Presentation 23.02.2009, University of Helsinki, Finland.  

 

Salonen,  J.; Hirvonen  J.; Kaukonen A. M.;  Tuura,  J.; Björkqvist, M.; Heikkilä,  T.; Vähä‐

Heikkilä, K.; Hirvonen,  J.; Lehto V.P.  (2005). Mesoporous silicon microparticles  for oral 

drug  y:      release of  five drug models.  Journal of  controlled  release, 

, 362‐374 

 

Salonen, J.; Kaukonen A. M.; Hirvonen J.; Lehto V.P. (2008). Mesoporous Silicon in Drug 

Delivery Applications. Journal of Pharmaceutical Sciences, 97, 632‐653 

 

Salonen,  J.; Paski,  J.; Vähä‐Heikkilä, K.; Heikkilä, T.; Björkqvist, M.; Lehto, V.P.  (2005b). 

Determination of drug  load  in porous  silicon microparticles by calorimetry. Phys. Stat. 

Sol, 202, 1629–1633 

 

Sharma, S.; Sher, P.; Badve, S.; Pawar, A. P. (2005). Adsorption of Meloxicam on Porous 

Calcium Silicate: Characterization and Tablet Formulation. AAPS PharmSciTech, 6,  Issue 

akeuchi, H.; Nagari, S.; Tanimura, S.; Yamamoto, H.; Kawashima, Y. (2005). Tabletting of 

olid Dispersion Particles Consisting of Indomethacin and Porous SIlica Particles. Chem. 

harm. Bull, 53

 

T

S

P , 487‐491 

he Merck Index 10th edition (1983). Rahway, New Jersey, USA.  

hlir,  A.  (1956).  Electrolytic  shaping  of  geranium  and  silicon.  Bell  system  technical 

urnal, 35

 

T

 

U

jo ,  333‐347.  

45  

46  

rmacopeia XXIV  (USP) Official Monographs  (p 874 – 875; p856‐857). 

ockville, MD: United States Pharmacopeial Convention; 2000. 

tion  of  a  thick  anode  film  to  semiconductor 

evices. Review of the electrical communications laboratories, 19

United States Pha

R

 

Watanabe,  Y.;  Sakai,  T.  (1971).  Applica

d , 899