在這項研究中，我們調(diào)查了用于控制藥物釋放的藥物片劑的溶脹行為和力學(xué)性能。 這些信息可以 指導(dǎo)理解溶脹，水化和結(jié)構(gòu)剛度對釋放動力學(xué)的影響。

在水化71±3小時，并在蒸餾水中溶脹后，在裝有蒸餾水的腔室內(nèi)測試片劑。 用千分尺測量片劑的 平均厚度（5.44±0.97mm）和直徑（5.76±0.01mm）mm。 在四種類型的樣品進(jìn)行應(yīng)力松弛測量， 這些樣品由在制造過程中粉末上不同的壓縮力和干硬度表征（參見表1）。在力學(xué)測試期間，以低 速執(zhí)行壓縮步驟以將片劑壓縮到均勻厚度。 然后，在每個步驟之后，以0.2％/ s的速度施加4 個厚度為1％的小壓縮步驟，松弛時間為10,000秒。 接下來在相同條件下進(jìn)行4個釋放步驟。

表1：制造的物理特征

顯示了樣品2的典型應(yīng)力松弛測試曲線。 這些結(jié)果表明溶脹的片劑成功地承受了施加的載荷程序， 因為它們在壓縮和釋放期間具有幾乎可逆的行為，并且具有相似的平衡載荷。 然而，與釋放相 比，壓縮期間的峰值載荷更高。 還顯示了片劑的平衡剛度隨壓縮而增加。 有趣的是，平衡剛度隨 著制造期間施加于粉末的壓縮力以及片劑的干硬度而降低。

在這項研究中使用蠕變測試來觀察溶脹以及溶脹過程中力學(xué)性能的變化。 顯示了樣品2在蒸餾水中 5小時后的溶脹。 在溶脹過程中，每半小時施加20 mm的壓縮拐角，其速度為4 mm / s，松弛時間 為10 s。在5個小時內(nèi)片劑溶脹了700 m。 此外，與水化片劑相比，干燥片劑的力學(xué)性能（t =  0s）不同。 片劑的溶脹會改變其結(jié)構(gòu)，從而在水合和溶脹5小時后，其動態(tài)剛度將降低到三分 之一。

可以分析來自力學(xué)測試的數(shù)據(jù)以獲得結(jié)構(gòu)信息。 使用為組織力學(xué)開發(fā)的原纖網(wǎng)增強(qiáng)多孔彈性模 型，可以處理應(yīng)力松弛曲線以獲得四個模型參數(shù)：矩陣平衡剛度（Em），水力滲透率（k），矩 陣泊松比（ν）和原纖網(wǎng)絡(luò)剛度（ Ef）（請參考網(wǎng)站上:Soulhat et al 1999）。

k可以直接與孔徑有關(guān)，從而與片劑的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。 Em可能與藥片中央部分的剛度有關(guān)，Ef與 膜表面層的剛度有關(guān)。 實際上，在溶脹過程中，我們觀察到片劑可由具有不同于中央部分特性的 表面層來表征。 通過將應(yīng)力松弛曲線與模型擬合來獲得結(jié)果。 有趣的是，與釋放相比，Ef較 高，k較小。Ef與釋放時較低的峰值負(fù)載直接相關(guān)。 k的增加可以通過片劑在壓縮期間繼續(xù)溶脹的 事實來解釋。通過使用Navier-Stokes方程估算基體的孔徑，可以進(jìn)一步獲得微結(jié)構(gòu)信息。 所得基 質(zhì)的孔徑在5至15 nm之間變化，在水合過程中會增加。 在本案例研究中，我們表明Mach-1可以測量溶脹的藥物片劑的力學(xué)性能。 獲得了至關(guān)重要的 重要信息，表明干燥片劑的力學(xué)性能（粉末的壓縮力和硬度）與水合片劑的力學(xué)性能大不相同。  此外，我們假設(shè)水合片劑的力學(xué)行為與控制藥物釋放的事件更密切相關(guān)。 實際上，我們觀察到溶 脹71小時后，對于粉末上壓制力較小的片劑，其平衡剛度較高。 這可能是由于以較高的壓縮力制 造的較硬的片劑中存在缺陷或裂紋。 未顯示的結(jié)果還表明，水合片劑的力學(xué)性能受測試溶液的鹽 濃度和pH影響。