Les lubrifiants sont un élément incontournable de la formulation des comprimés. Leur rôle principal est d’assurer une compression propre en réduisant les frictions entre le comprimé et les poinçons, tout en facilitant l’éjection du comprimé : une étape critique qui conditionne la viabilité de l’ensemble du lot.
Le stéarate de magnésium reste le lubrifiant le plus largement utilisé dans l’industrie. Bien documenté, fiable, et efficace même à faible concentration, il constitue le choix de référence pour les formulateurs.
Pour autant, la formulation ne se résume pas à une solution unique : maîtriser le rôle des lubrifiants, les apports du stéarate de magnésium et les cas où une alternative s’avère plus adaptée est la clé pour optimiser les performances de développement.
Stéarate de Magnésium : une efficacité de longue date
Le stéarate de magnésium (MgSt) reste la référence du secteur grâce à ses performances constantes et à sa compatibilité avec un large éventail de principes actifs, ce qui en fait l’un des excipients les plus couramment utilisés en formulation solide.
Dérivé de l'acide stéarique, ce sel de magnésium est un composé hydrophobe. Il permet de réduire considérablement le frottement sur les parois des matrices, diminuer les forces d'éjection et limiter l'usure des poinçons. Cela favorise une production pharmaceutique plus fluide, prolonge la durée de vie des équipements et limite les interruptions de process.
De plus, le stéarate de magnésium améliore la capacité d’écoulement de la poudre en réduisant le frottement entre les particules. Un meilleur écoulement permet un remplissage plus uniforme de la matrice, ce qui favorise directement la régularité du poids des comprimés et l'uniformité de leur contenu.
Cependant, en raison de la nature hydrophobe du MGS, sa concentration doit être surveillée, car une quantité excessive peut rapidement entraîner une sur-lubrification, ce qui a un impact direct sur les caractéristiques de qualité essentielles des comprimés. La durée de mélange est également une étape critique pour le MGS, car celui-ci est sensible au sur-mélange, ce qui réduit la dureté des comprimés. Un autre paramètre influencé par la concentration en MGS est le temps de dissolution et de désintégration. En créant un film hydrofuge autour des particules, il peut ralentir la dissolution du produit final et potentiellement réduire la biodisponibilité du principe actif.
Parmi les MGS, le FARMAL®MGS se distingue par sa grande résistance aux conditions de fabrication, grâce à ses performances élevées même à très faible concentration (généralement entre 0,25 et 2 %) tout en restant compatible avec la plupart des principes actifs et des excipients. Il s'agit là d'un avantage majeur qui permet au formulateur de gérer les risques liés aux paramètres de fabrication.
Stéaryl fumarate de sodium : une alternative haute performance
Si le stéarate de magnésium reste la norme dans l'industrie, le fumarate de stéaryle sodique (SSF) constitue une excellente alternative lorsque la robustesse, les performances de dissolution et la compatibilité avec les principes actifs sont les critères prioritaires.
Le SSF est dérivé de l'acide stéarique et de l'acide fumarique, mais contrairement au stéarate de magnésium, le SSF est hydrophile. Par conséquent, il ne forme pas de film hydrophobe autour des particules du comprimé. Au contraire, il permet à l'eau d'atteindre plus rapidement le cœur du comprimé, favorisant ainsi un mouillage et une désagrégation plus rapides, ainsi qu'une dissolution plus homogène.
Pour les principes actifs dont la solubilité limitée, l'absorption dépend d'une dissolution efficace. Dans ce cas, le SSF possède un avantage majeur. Une dissolution plus rapide et plus fiable se traduit par une libération plus prévisible du principe actif et une meilleure biodisponibilité.
Côté opérationnel, les lubrifiants SSF tels que FARMAL® SSF offrent une large tolérance vis-à-vis du temps de mélange. En effet, ce-dernier étant une problématique fréquente en lubrification, cette plus grande latitude contribue à garantir une qualité de comprimé constante tout en simplifiant le pilotage du procédé.
Tout cela fait du SSF un choix incontournable pour :
• Les principes actifs peu solubles (forte problématique de dissolution)
• Les comprimés orodispersibles qui doivent se désagréger rapidement
• Les systèmes effervescents
• Les principes actifs sensibles à l'humidité incompatibles avec d'autres lubrifiants.
Ces propriétés sont bien documentées dans la littérature, mais comment se traduisent-elles dans la pratique ? Voici ce qu'ont révélé les travaux de notre laboratoire d'application.
De la littérature à la réalité : étude de cas sur Farmal MGS et Farmal SSF
D'un point de vue réglementaire, ces deux lubrifiants sont largement homologués (normes USP-NF et Ph. Eur.). La différence commence par la compatibilité : FARMAL® SSF présente généralement une compatibilité plus large avec les différentes formulations et les principes actifs, tandis que le stéarate de magnésium peut être limité par ses propriétés hydrophobes. Trois paramètres clés sont affectés différemment selon le lubrifiant utilisé.
Pouvoir Lubrifiant
On observe un coefficient de transmission plus élevé avec FARMAL® SSF qu'avec FARMAL® MGS, ce qui indique une perte d'énergie par frottement moindre au niveau de la paroi de la matrice, preuve d'une lubrification plus efficace du système. Cela permet de réduire la résistance lors de la compression, contribue à améliorer l’uniformité des comprimés et diminue les risques de défauts visuels.
La force d'éjection reflète directement le frottement entre le comprimé et la paroi de la matrice à la fin de la compression. Les forces d'éjection plus faibles obtenues avec Farmal SSF témoignent d'une lubrification plus efficace à ce stade critique.
Cela facilite une éjection plus fluide des comprimés et réduit le risque de défauts tels que l'adhérence, le décollement ou la formation de bouchons. Cela limite également l'usure des poinçons et des matrices, contribuant ainsi à prolonger la durée de vie des équipements.
Sensibilité au temps de mélange
Enfin, le principal avantage concurrentiel de Farmal SSF réside dans sa sensibilité minimale, voire nulle, au temps de mélange. Cela s'avère particulièrement avantageux lors de la mise à l'échelle ou dans des environnements où il est difficile de contrôler rigoureusement les paramètres de mélange.
De plus, comme le SSF n'entrave pas de manière significative la pénétration de l'eau, les performances de désagrégation et de dissolution restent plus stables, ce qui favorise une libération constante du principe actif.
Optimiser les formulations avec le stéarate de magnésium : une approche plus durable
Pour de nombreux principes actifs, le stéarate de magnésium demeure l’un des lubrifiants les plus adaptés sur le plan technique et réglementaire. Cependant, dans le paysage pharmaceutique actuel, au-delà des performances, le choix des excipients est de plus en plus lié à des problématiques de durabilité. Une approche plus responsable implique de privilégier la compression directe plutôt que la granulation humide lorsque cela est possible, et de sélectionner des excipients multifonctionnels qui réduisent la complexité globale de la formulation.
Notre laboratoire d'application a mis ce principe en pratique. En utilisant MANNITAB™ SD2, un mannitol séché par atomisation bien adapté aux comprimés ODT et à croquer, hautement soluble dans l'eau et compatible à la compression directe, associé à Farmal MGS comme lubrifiant. Trois formulations ont ainsi été préparées avec pour seule variable le liant utilisé : deux références du marché et l'UNI-PURE®WG220, un amidon de maïs prégélatinisé.
Pour cette étude, tous les paramètres de formulation et de procédé ont été maintenus constants (par exemple, les proportions d’excipients et la taille des comprimés), afin de garantir une comparaison robuste et impartiale.
L’amidon prégélatinisé a nécessité des forces d’éjection inférieures ou égales, traduisant une meilleure compressibilité et une réduction des contraintes mécaniques exercées sur l’outillage.
Point intéressant, il n'a eu qu'un impact minime sur le temps de désagrégation, rendant ainsi totalement inutile l'utilisation d'un agent de désintégration. Par rapport aux références du marché, l'Unipure WG permet d'obtenir des temps de désintégration jusqu'à dix fois plus courts.
Il offre également des performances de compression équivalentes aux liants de références malgré cette formulation plus courte, sans désintégrant.
Sur le plan environnemental, UNI-PURE WG 220 contribue à simplifier la conception des comprimés, à réduire les étapes de fabrication et à diminuer les émissions de Scope 3, en limitant l’utilisation de ressources, la consommation d’énergie et la production de déchets, tout en assurant une qualité optimale des comprimés.
Conclusion
Bien que le stéarate de magnésium reste une référence fiable pour la lubrification des comprimés, les défis actuels en matière de formulation exigent davantage qu’un simple choix de routine. Le choix du lubrifiant approprié ne vise pas seulement à garantir l’éjection ; il a un impact direct sur l’intégrité du comprimé, ses performances de désintégration et sa qualité. Qu’il s’agisse d’optimiser une formulation existante ou d’en développer une nouvelle, il est essentiel de savoir quand s’en tenir à des solutions éprouvées et quand explorer des alternatives pour obtenir des résultats solides même à l’échelle industrielle.
Chez Safic-Alcan, nous accompagnons cette évolution. C’est dans cette optique que nous avons établi un partenariat avec Ingredion Pharma Solutions . Nous vous aidons ainsi à dépasser les approches conventionnelles, vers une conception de formulation plus intelligente et des performances optimisées.
