التجفيد التقنية التحليلية للمعالجة من LYOPLUS™ لمجففات تجميد المستحضرات الصيدلانية

استُخدم التجفيف بالتجميد لسنوات عديدة في إنتاج منتجات الحقن لتثبيت الجزيئات الحرارية غير المستقرة. مع الارتفاع المستمر في عدد الجزيئات الكبيرة، سيزيد استخدام التجفيف بالتجميد لأنه سيوفر ألطف طريقة لتحويل تركيبة السائل إلى شكل صلب أكثر استقرارًا.

ومن وجهه نظر هندسية، ستكون العملية النموذجية خشنة جدًا وقاسية على الأجهزة. بعد غسل كل جزء من المجفف بأكمله يحتمل أن يكون على اتصال بالمنتج، يتعرض لبخار مشبع في درجة حرارة تصل إلى 127 درجة مئوية تتعلق بضغط زائد يصل إلى ~1,5 بار. بعد تحميل القنينات يتم إخلاء المجفف إلى 0.05 مللي بار، بينما يتم تبريد الأرفف والمكثفات الثلجية إلى درجات حرارة تصل إلى -85 درجة مئوية. وتُستخدم أنواع مختلفة من زيوت السيليكون لنقل الطاقة الحرارية المطلوبة داخل المجفف وخارجه. ونتيجة لهذه الظروف الصعبة، وبعد العديد من الدورات، يمكن أن تحدث تسربات صغيرة في نظام دوران زيت السيليكون. تحدد هذه المقالة المناطق الأكثر أهمية لحدوث التسربات وتقدم نظامًا للكشف عن الكميات الصغيرة من زيت السيليكون في النظام. كما يقدم أيضًا تصميمات جديدة ومحسنة لأحدث المستويات تقلل خطر التسرب إلى الحد الأدنى.

يوضع زيت السيليكون في درجة الحرارة المطلوبة في المبادلات الحرارية في المنطقة التقنية ثم ضخها في النظام. والأهم من ذلك هو تدفئة/تبريد الأرفف. ومن وجهة نظر هندسية، يكمن التحدي في بناء الأرفف لتكون خفيفة الوزن قدر الإمكان مع ضمان درجة حرارة سطح مستو وسطح أفقي لجميع الأرفف. يتم نقل الأرفف لأعلى ولأسفل أثناء التحميل والتفريغ وعند إغلاق القنينات في نهاية دورة التجفيف. وهذا يعني ضرورة بناء الأنابيب التي تزود زيت السيليكون إلى الأرفف واتباع طريقه تقلل من الانحناء الذي قد يزيد من خطر تصدع الأنابيب.

تميل مجففات التجميد من التصميم القديم إلى التصدعات الصغيرة المتولدة من خلال دورات عديدة. من خلال هذه التصدعات يمكن أن تسرب زيت السيليكون إلى غرفة التجفيف. قبل أي شيء هذه التسريبات صغيرة نسبيًا ولن تسبب خللًا للنظام. وهذا يعني وجود احتمال خطر التسرب في الدفعات المنتجة قبل ذلك، وبالصدفة، حدد فريق مراقبة الجودة (QC) المشكلة وأجرى تحليلًا للقنينات المنتجة. يجب التخلص من هذه الدفعة على الأرجح ولكن هناك ضمان ضئيل بعدم وجود كميات غير مقبولة من زيت السيليكون في دفعات سابقة. لهذه الأسباب، سيكون من المفيد أن نتبع طريقة تسمح للكشف عن آثار زيت السيليكون من لحظة حدوث التسرب الأول.

تم اختيار المطياف الكتلي كطريقة للكشف بسبب حساسيته. تُستخدم أنظمة المطياف الكتلي رباعي الأقطاب على نطاق واسع لرصد العمليات المهمة والكشف عن بقايا التلوث. يستند مبدأ العملية إلى تأين تأثير الإلكترونات وفصل الأيونات المكونة في مجال كهرومغناطيسي وكشفها. وأثبتت التجارب المبكرة مبدأ الطريقة وحددت الحساسية الواجب تقييمها. تم توصيل المطياف الكتلي 2000-P برؤية MKS، كما هو مبين في الصورة 2، عن طريق شفة قياسية بمجفف تجميد LYOVAC™ FCM-2 مركّب في مركز اختبار في GEA Lyophil في هورث (ألمانيا).

عندما يتم إدخال زيت السيليكون في المطياف الكتلي ينكسر الجزيء إلى عدة شظايا. من خلال الكشف عن خصائص الشظايا، يمكن العثور على آثار زيت السيليكون. واستخدمت خلال الاختبارات أنواع مختلفة من زيوت السيليكون. كانت تُستخدم KT5 (شركة Bayer AG) في جميع القياسات لأن لديها أدنى ضغط بخار. وبعد التجارب الأولى، تم العثور على ذروة مميزة عند 73 وحدة كتلة ذرية. بالإضافة إلى ذلك، تم اختبار أنواع أخرى من زيت السيليكون التي قد تكون موجودة في مجفف التجميد. في حين أن الزيت المستخدم عادةً في تصنيع سليكون السدادات أعطى ذروة مميزة عند 56 وحدة كتلة ذرية، فإن رذاذ الصيانة القائم على زيت السيليكون والمستخدم عادةً لتشحيم الأجزاء المتحركة في نظم التفريغ والتحميل أعطى ذروة مميزة عند 58 وحدة كتلة ذرية.

وبما أن الذروة المميزة عند 73 وحدة كتلة ذرية تمثل أنواع الزيوت المستخدمة في دوائر درجة الحرارة لمجفف التجميد، فقد استخدمت هذه الإشارة لإجراء المزيد من القياسات.

وكخطوة تالية تم إدخال 2 ملجم من السيليكون في قنينة تم إغلاقها بسدادة وإحكام ربطها بالرف العلوي بمكانها. بعد الوصول إلى مستوى التفريغ المطلوب، تم رفع الرف العلوي. ونتيجة لذلك طقطقت السدادة وتبخر الزيت في مجفف التجميد. وبعد ثوان فقط تم اكتشاف الإشارة.

وخلال محاكاة أخرى، تم عرض 100 ملجم KT5 أكثر من حجم المصد الصغير في غرفة التجفيف مع مقاس رف يصل إلى 40 متر مربع. وأكد هذا الاختبار مرةً أخرى نمط الإشارة المميزة لزيت السيليكون.