חומרים פעילים פרמצבטיים חייבים להיות מוכנסים לגוף בצורה ביולוגית, כלומר בצורה שמבטיחה כי הם מועברים למקום בו הם אמורים לפעול ולהיספג. יחד עם זאת, היבטים כימיים של משטחים גם רלוונטיים, למשל שיפור יכולת ההמסה של טבליה או יצירת אמולסיה יציבה במשחה. לפיכך, לטנסיומטרים ומכשירי מדידת זווית המגע של Kruss יש תפקיד חשוב בפיתוח ובאבטחת האיכות של תרופות.
ממיסים וחומרי הרטבה בטבליות ובגרגירים
גרגירים, שנדחסים ליצירת טבליות, צריכים להיות הידרופיליים ככל האפשר כדי להבטיח שהם יורטבו בקלות ויתמוססו במהירות. הרטבה מיטבית מושגת לרוב באמצעות חומרים פעילי שטח בתערובת.
ניתן לקבוע את יכולת ההרטבה על ידי מכשירי המדידה של Kruss לניתוח צורת הטיפה. המכשירים של Kruss מתעדים גם את השינוי ברטיבות ביחס לזמן לאחר מגע עם מים על ידי מדידת זווית המגע. מידע זה מתאר את ההתקדמות בפועל של ההרטבה, מכיוון שבדרך כלל זה משתפר מיד לאחר המגע עד שמגיעים לריכוז שיווי משקל בממשק. ניתן לבצע אופטימיזציה ספציפית של יכולת ההרטבה תוך התחשבות בהתנהגות התלויה בזמן. מידע נוסף לשיפור הרטבה ניתן לקבל על ידי מדידה עם נוזלים רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית, למשל עם תמיסות איזוטוניות.
במקרה של גרגירים ו- loose granulates, ניתן למדוד את יכולת ההרטבה על סמך זווית המגע של האבקה. שיטה זו מאפשרת גם למדוד את האנרגיה החופשית של פני השטח ובכך מאפשרת קבלת מסקנות הנוגעות לפיזור. מידע זה חשוב במיוחד עבור תרחיפים המיוצרים על ידי המטופל עצמו, שכן היווצרות גושים עלולה להוביל למינון לא סדיר.
חקירה לגבי יכולתן של אבקות לייצר גרגירים
גרגירי תערובת אבקה המכילה חומרים פעילים מונעת de-mixing. צבירה ליצירת granulate מתבצעת לעיתים קרובות על ידי ייבוש תרחפי אבקה ("גרגיר רטוב"). יחד עם זאת, חומרי מליטה בתרחיף או בציפוי מקדים של אבקות מונעים מ- granulate להתפרק.
הנטייה של האבקה להצטבר קשורה קשר הדוק לאנרגיה החופשית של פני השטח שלה וליחס בין הכוחות cohesive and adhesive. ניתן לחשב כמויות אלו על ידי אפיון פני השטח של האבקה והשלב הנוזלי ובכך לספק מידע חשוב לייעול ציפוי האבקה ובחירה ומינון מתאימים של חומר ההדבקה.
הרטבה על ידי תרופות בצורת טיפות
הרטבה של העיניים או הריריות של האף על ידי טיפות מתאימות, תלויה במתח הפנים של התרופה. על מנת לשפר את ההרטבה, התערובות מכילות לרוב חומרים פעילי שטח, המפחיתים את מתח הפנים.
טנסיומטרים של Kruss מודדים את מתח הפנים של תמיסות פעילי שטח במדויק ובמידת הצורך באופן אוטומטי לחלוטין. יתר על כן, הם יכולים גם לקבוע את ריכוז המיצל הקריטי (CMC). כמות זו מתארת את היעילות של חומר פעיל שטח ונותנת את ריכוז החומר הפעיל, בו מושגת ההפחתה המקסימלית במתח פני השטח. מדידה זו יכולה למנוע מינון יתר יקר של חומר פני השטח, שאם בכלל מוביל לתאימות גרועה יותר.
אופטימיזציה של גודל טיפה והרטבה של תרסיסים
בעת פיתוח תרסיסים, תשומת הלב ניתנת להיווצרות ערפילי ריסוס עדינים ככל האפשר, שכן אלו מאפשרים ספיגה מהירה יותר. מכיוון ששטח הפנים הכולל גדל במידה ניכרת על ידי פיצול לטיפות קטנות רבות, עבודה דרושה לאטומיזציה ולכן גם גודל הטיפות תלויות במתח הפנים. ההרטבה לאחר מכן של הרקמה על ידי הטיפות, נשלטת גם על ידי מתח הפנים. מסיבות אלו מוסיפים לתרסיסים חומרים פעילי שטח המפחיתים את מתח הפנים.
בנוסף למתח השטח הסטטי וה-CMC, מידע הנוגע להתנהגות הדינמית של חומר השטח הוא גם חשוב. ריכוז שיווי המשקל של החומר הפעיל על פני השטח אינו מושג לעתים קרובות במהלך ה- flight time הקצר של הטיפות, כך שמתח פני השטח גבוה יותר מאשר בתמיסה במצב יציב. טנסיומטר לחץ הבועות הנייח של Kruss מודד את הערך הדינמי הזה של מתח פני השטח על פני טווח גדול של מהירות היווצרות פני השטח.
חקירות לגבי יכולת התחליב של משחות ומיקרו אמולציות
משחות הן לרוב תחליבים של חומרים הידרופוביים במים ובנוזלים הידרופיליים אחרים. חומרים פעילי שטח משמשים כתחליבים לייצור וייצוב תחליבים אלו.
ההשפעה המתחלבת של חומר פעיל שטח מבוססת על הפחתת מתח הממשק בין הטיפות לשלב התפזורת. המכשירים של Kruss כוללים מגוון שיטות למדידה מדויקת של מתח הממשק.
מתח הממשק הדינמי חשוב לתהליכי ייצור מהירים שבהם מעורב ערבוב של אמולסיות. טנסיומטר נפח טיפה מודד את ערך תלוי מהירות זה ומסייע בבחירה ובמינון של מתחלב.
על מנת להפוך חומרים הידרופוביים ל - bioavailable, החומרים ניתנים גם בצורה של מיקרו-אמולציות, שמתנהגות באופן תרמודינמי כמו תמיסות מימיות. מיקרו-אמולציות נוצרות לרוב רק בטווח ריכוז צר. מתח הממשק יורד בכמה decades בקרבת טווח זה. Spinning drop tensiometers פותחו עבור טווח מתח הממשק הנמוך ביותר עד mN/m 10-6. ידע חשוב הנוגע לפורמולציה אופטימלית של מיקרו אמולציות ניתן להשיג על ידי ביצוע ניתוחים עם סוג זה של מכשיר.