Ekstruzja i sferonizacja

Ekstruzja / sferonizacja jest powszechnie stosowanym procesem produkcyjnym w przemyśle farmaceutycznym, w ramach którego produkowane są małe kulki/peletki zawierające lek. Peletki wyprodukowane w procesie sferonizacji są zazwyczaj kapsułkowane. Etapy procesu sferonizacji obejmują mieszanie na sucho, zanurzanie w mokrej masie, ekstruzję, sferonizację oraz suszenie/powlekanie. Aby zoptymalizować rozmiar cząstek przed kapsułkowaniem, można przeprowadzić przesiew.

Substancja czynna i substancje pomocnicze są ze sobą wstępnie mieszane w granulatorze, a potem dodana zostaje ciecz granulacyjna. Powstała mokra masa jest przesuwana przez sito, tworząc miękki, elastyczny ekstrudat. Rozmiar wyjściowych peletek (kul) jest zasadniczo determinowany przez średnicę otworów w sicie używanym na etapie ekstruzji.

Wyciśnięty materiał jest ładowany do sferonizatora, który składa się z tarczy/płyty obracającej się z prędkością około 400–500 rpm wewnątrz misy sferonizacyjnej. Ekstrudat jest rozbijany na cylindryczne kawałki o równej mniej więcej długości, która jest bezpośrednio związana ze średnicą tego wyciśniętego materiału. Cylindryczne segmenty są stopniowo zaokrąglane w wyniku zderzeń ze ścianką misy, płytą i sobą nawzajem. Gdy cząstki osiągną pożądany poziom kulistości, są odprowadzane ze sferonizatora. Mokre peletki są zbierane i suszone, zazwyczaj w suszarce fluidalnej (FBD). FBD może być też w miarę wymogów używana do powlekania peletek.

Wyzwania związane z procesem sferonizacji

Chociaż sferonizacja to uznana w branży farmaceutycznej metoda produkcji, właściwe tworzenie peletek z ekstrudatu nie zawsze jest w pełni zrozumiałe we wszystkich procesach produkcji. Podobnie nie w pełni zrozumiały jest wpływ niestałości surowca, a niestałość ta może wywoływać problemy dotyczące jakości produktu. Jednolity rozkład rozmiaru cząstek, dobra kulistość, właściwości związane z kształtem i powierzchnią to krytyczne czynniki wpływające na jakość peletek. Te krytyczne czynniki wpływające na jakość stają się szczególnie ważne, jeśli peletki mają zostać powleczone w celu kontrolowanego uwalniania. Zrozumienie tego, jak tworzone są peletki oraz wpływu niestałości surowca na każdy proces sferonizacji może być kluczowe w kontekście jakości oraz spójności produktów. Dlatego pomiar rozmiaru i kształtu cząstek może być kluczowy dla sukcesu biznesu.

Analiza rozmiaru cząstek: Analiza sitowa

Pomimo że wszystkie cząstki są trójwymiarowe, wyniki analizy sitowej są oparte tylko na jednym wymiarze. A z powodu wibracji mechanicznych obecnych podczas analizy sitowej, cząstki mogą ustawić się w taki sposób, że przelatują przez sito przez drugi, najmniejszy wymiar. Dlatego analiza sitowa może wykazać nieprecyzyjne wyniki, jeżeli nie jest odpowiednio kontrolowana. Niektóre materiały (na przykład higroskopijne lub elektrostatyczne) mogą być trudne do analizy sitowej, zwłaszcza przy małych rozmiarach sit. Analiza sitowa może zostać przeprowadzona tylko poza linią, ponieważ nie nadaje się do analizy na linii technologicznej.

Analiza rozmiaru cząstek: Charakteryzator cząstek Eyecon 3D

Urządzenie Eyecon połączone z systemami GEA Nica™ monitoruje proces tworzenia się peletek oraz rozmiar cząstek w czasie rzeczywistym. Aby pomóc w zrozumieniu procesu, przekazywane są obrazy bezpośrednie w czasie rzeczywistym. Wiedza na temat procesu i zrozumienie jego mechanizmów pomoże producentom pojąć wszystkie aspekty sferonizacji, zidentyfikować krytyczne parametry procesu oraz zgłębić wpływ zmiennych materiałów wsadowych na ich procesy.

Zaawansowane funkcje oprogramowania pozwalają z kolei ustawić limity wielkości cząstek na podstawie odchyleń od zdefiniowanego stanu idealnego/ standardu procesu sferonizacji. Ponieważ prace pomiarowe przebiegają w czasie rzeczywistym ta unikatowa funkcja alarmu pozwala identyfikować problemy/odchylenia/zmienne w czasie rzeczywistym. Dzięki temu producent może podjąć działanie naprawcze tuż po pojawieniu się problemu, żeby zminimalizować stratę, zachować całą jakość produktu oraz zapewnić bezpieczeństwo pacjenta.

Urządzenie Eyecon jest unikatowe, ponieważ nie styka się bezpośrednio z produktem (brak ryzyka kontaminacji), nie jest wymagane przygotowanie próbki (co zmniejsza zmienność związaną z przygotowaniem próbki) oraz pozwala wykorzystać bezpośrednią technologię pomiaru próbki (mniej skomplikowane obliczanie algorytmów). Tej samej jednostki można użyć jako analizatora warsztatowego typu bench-top oraz jako analizatora na linii technologicznej.

Analiza przypadku 1

Urządzenie Eyecon wykorzystano do pomiaru rozmiaru kulistych cząstek oraz kształtu kulek o kontrolowanym uwalnianiu (wykres X). Wykorzystanie urządzenia Eyecon przyczyniło się do skutecznej identyfikacji i w efekcie zmniejszyło często występujące różnice w procesie produkcji. Klient zarejestrował oszczędności na poziomie 1 miliona euro rocznie dzięki optymalizacji procesu produkcji kulistych cząstek.

Analiza przypadku 2

Urządzenie Eyecon mona używać do pomiaru rozmiaru i kształtu cząstek w formacie warsztatowym oraz na linii technologicznej. Poza kontrolowaniem rutynowych procesów sferonizacji, alternatywny przykład obejmuje klienta planującego ocenić ten sam proces w wielu zakładach produkcyjnych. Okazał się on bardzo skuteczny w monitorowaniu jakości produktu, poprawie uzysku produkcyjnego oraz kompleksowej solidności procesu.