Innopharma Labs fornisce analizzatori PAT convenienti ed efficienti in grado di supportare i processi di produzione più robusti. I prodotti Innopharma Labs aiutano i clienti a comprendere meglio i loro processi di produzione e a ridurre, di conseguenza, i tempi di scale-up, le perdite di prodotto e a migliorare i rendimenti. Il caratterizzatore di particelle Eyecon™ 3D fornisce informazioni sulla morfologia, sulla forma e sulla dimensione delle superfici in linea e in tempo reale per i processi di granulazione, macinazione e sferonizzazione.

Estrusione e sferonizzazione

L'estrusione/la sferonizzazione è un processo di produzione comunemente utilizzato nel settore farmaceutico con cui vengono prodotti piccoli pellet o piccole sfere contenenti farmaci. Tipicamente, i pellet prodotti dal processo di sferonizzazione vengono incapsulati. Le fasi previste dal processo di produzione mediante sferonizzazione includono la miscelazione a secco, l'agglomerazione a umido, l'estrusione, la sferonizzazione e l'essiccazione/il rivestimento. Prima dell'incapsulamento, può essere effettuata una setacciatura per ottimizzare la gamma di distribuzione delle dimensioni delle particelle.

Inizialmente, viene effettuata la miscelazione del principio attivo e degli eccipienti in un granulatore, seguita dall'aggiunta di un liquido di granulazione. La massa umida risultante viene fatta passare attraverso un setaccio per formare un estruso morbido e duttile. La dimensione dei pellet finali (sfere) è determinata principalmente dal diametro dei fori del setaccio utilizzato nella fase di estrusione.

L'estruso viene caricato nello sferonizzatore, che è costituito da un piatto/disco rotante a velocità di circa 400-500 giri/min all'interno di una vasca di sferonizzazione. L'estruso viene suddiviso in pezzi cilindrici approssimativamente di uguale lunghezza (che è direttamente correlata al diametro dell'estruso). Questi segmenti cilindrici vengono gradualmente arrotondati dalle collisioni reciproche, con le pareti della vasca e con il piatto. Una volta raggiunto il livello desiderato di sfericità, le particelle vengono quindi scaricate dallo sferonizzatore. I pellet umidi vengono raccolti ed essiccati, tipicamente in un essiccatore a letto fluido (Fluid Bed Drier - FBD). Se richiesto, l'essiccatore FBD può anche essere utilizzato per rivestire i pellet.

Le sfide dei processi di sferonizzazione

Benché la sferonizzazione sia un'operazione di produzione consolidata nel settore farmaceutico, l'effettiva formazione dei pellet a partire dall'estruso non è sempre compresa appieno per tutti i processi di produzione. Anche l'impatto della variabilità delle materie prime non è sempre compreso a fondo nonostante possa causare problemi di qualità del prodotto. La distribuzione uniforme delle dimensioni delle particelle, buone caratteristiche di sfericità, forma e superficiali sono stati identificate come fattori critici per gli attributi di qualità (CQA) dei pellet. Questi attributi critici di qualità sono particolarmente importanti se i pellet devono essere rivestiti per garantire un rilascio controllato. Comprendere come avviene la formazione di pellet e l'impatto della variabilità delle materie prime in ogni processo di sferonizzazione può rivelarsi critico per il successo e la costanza dei prodotti. Pertanto, la misurazione della distribuzione delle dimensioni delle forme delle particelle può essere critica per il successo della vostra azienda.

Analisi della dimensione delle particelle: setacciatura

Storicamente, la setacciatura era il metodo preferenziale per la misurazione della dimensione delle particelle. La setacciatura consiste nell'utilizzare una serie di setacci con dimensioni decrescenti delle aperture per separare un campione in distribuzioni di particelle con dimensioni differenti. Tipicamente, questa separazione in distribuzioni di particelle con dimensioni differenti viene effettuata utilizzando un setacciatore meccanico che vibra, separando il campione e provocandone il passaggio attraverso i vari setacci, dai più grandi fino a quello attraverso cui non può passare. Benché la setacciatura sia relativamente semplice da eseguire, è considerata una prova relativamente a bassa risoluzione e dispendiosa in termini di tempo.

Nonostante tutte le particelle siano tridimensionali, i risultati della setacciatura si basano su una sola dimensione. A causa delle vibrazioni meccaniche applicate durante le prove mediante setacciatura, le particelle possono orientarsi in modo da attraversare setacci in virtù della loro seconda dimensione minore. Pertanto, se non controllate appropriatamente, le prove mediante setacciatura possono generare bassi risultati sbilanciati verso i valori inferiori. Alcuni materiali (come i materiali igroscopici o elettrostatici) possono essere difficili da analizzare mediante setacciatura, specialmente al livello dei setacci di piccola dimensione. La prova con setacciatura può essere effettuate esclusivamente "at-line" in quanto non è adatta per l'analisi in linea.

Analisi della dimensione delle particelle: caratterizzatore di particelle Eyecon 3D

L'Eyecon (caratterizzatore della dimensione delle particelle/di particelle) è stato sviluppato da Innopharma Labs per aiutare i produttori a comprendere a fondo i loro processi di sferonizzazione. L'Eyecon utilizza una combinazione esclusiva di fonti d'illuminazione a LED abbinate a un dispositivo di cattura delle immagini all'avanguardia e ad algoritmi su licenza per il dimensionamento delle particelle per acquisire in tempo reale immagini campione e i profili di distribuzione delle dimensioni.

L'Eyecon, interfacciato con i sistemi GEA Nica™, monitora in tempo reale il processo di formazione dei pellet e la distribuzione delle dimensioni delle particelle. Per favorire la comprensione del processo, vengono fornite immagini dirette in tempo reale. La conoscenza/comprensione del processo ottenuta aiuta i produttori a comprendere a fondo i loro processi di sferonizzazione, consente loro di identificare i parametri di processo critici e, inoltre, di comprendere l'impatto della variabilità degli ingressi all'interno di tali processi.

Funzioni software avanzate consentono di impostare i limiti per la dimensione delle particelle di prodotto sulla base dello scostamento rispetto a uno stato ideale/standard definito per il processo di sferonizzazione. Poiché le misurazioni vengono effettuate in tempo reale, questa esclusiva funzionalità di allarme consente di identificare problemi di produzione/scostamenti/variazioni nel momento in cui si verificano. In tal modo, il produttore può intraprendere azioni per correggere immediatamente i problemi, riducendo al minimo gli sprechi, mantenendo il livello qualitativo globale dei prodotti e garantendo la sicurezza dei pazienti.

L'Eyecon è un sistema unico in quanto non entra in contatto diretto con il prodotto (nessun rischio di contaminazione), non richiede alcuna preparazione dei campioni (riduce la variabilità di risultati causata dalla variazione della preparazione dei campioni) e utilizza una tecnologia di misurazione diretta dei campioni (minore complessità degli algoritmi di calcolo). La stessa unità può essere utilizzata come analizzatore da banco e come analizzatore in linea del processo.

Studio di caso 1

L'Eyecon è stato utilizzato per misurare la dimensione di particelle sferoidali e la forma di sferoidi a rilascio prolungato (figura X). L'utilizzo dell'Eyecon ha contribuito a identificare e quindi a ridurre le variazioni più comuni all'interno del processo di produzione. Questo cliente ha ottenuto risparmi per 1 milione di euro all'anno grazie all'ottimizzazione del processo di produzione di sferoidi.

Studio di caso 2

L'Eyecon può essere utilizzato sia in linea sia come dispositivo da banco per misurare la dimensione e la forma delle particelle. Oltre al controllo dei processi di sferonizzazione di routine, un esempio alternativo è quello di un cliente che intenda confrontare lo stesso processo eseguito presso vari siti di produzione. Il sistema si è dimostrato estremamente vantaggioso per il monitoraggio della qualità dei prodotti, per il miglioramento dei rendimenti di produzione e della robustezza globale dei processi.

Controllo e comprensione dei processi

La tecnologia si rivela estremamente utile per i clienti nel supporto allo sviluppo di formulazioni, allo scale-up e nelle attività di trasferimento delle tecnologie quando, per il successo di queste attività, il mantenimento delle caratteristiche dimensionali delle particelle dei processi è di importanza fondamentale. Inoltre, si è dimostrata efficace per i clienti che desiderano ottenere una maggiore comprensione dei processi e, quindi, un maggior controllo dei loro processi di produzione. Innopharma Labs, in collaborazione con GEA, offre di serie una soluzione chiavi in mano e il supporto per l'integrazione, la qualificazione e la formazione.

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