近年来压片技术市场以及对设备制造商提出的需求都发生了极大的改变。这由多个因素驱动。

市场挑战

第一,在制药行业,固体制剂生产设备发生了重大投资转变,不断向仿制药和合同制造倾斜。由于这一市场细分内的公司本能地密切关注成本缩减,因此生产率、灵活性和工艺生产率(即最低产品损耗)得到了相当程度的重视。设备成本和可靠性以及快速现场援助都已成为关键的选型标准。研发公司也被迫跟随这一成本缩减趋势。

第二,中东和远东(例如印度、中国和韩国)的新制药市场快速崛起也带来了在这些区域内对固体制剂设备的投资,甚至超过了在北美和欧洲的投资。这为设备价格带来越来越高的压力,并导致多家西方公司将设备设计、制造和装配业务迁往亚洲。

最后,随着新 API 药效的增加,需要为操作人员提供更好的保护,以免受到药品加工的影响。可通过使用个人防护装备 (PPE) 或者制造高度密封设备来减少操作人员与药品的接触。后一种方式是优选解决方案,主要原因是,该方案符合人体工程学,而且可以为整体环境以及设施和其他人员带来更高效的保护方式。

技术突破

尽管旋转压片机的运行原理和基本设计已经数十年未曾改变,但由多个供应商开发和实现的多项机器设计改进降低了成本并减少了研制周期;而且,更为重要的是,增加了生产率、灵活性和安全性能。

创新的最初着眼点在于,减少机器清洗和产品批次间切换的时间消耗。首次重大变革是“可替换转台”,该装置由 Fette 在上世纪 90 年代初引入市场,而现在几乎所有供应商都在使用。尽管在同一台机器的可用冲模类型方面,这一机器功能带来了极大的灵活性,但是清洗和剂型转换所节约的时间依然有限;在去除转台后,压片机复杂的内部结构仍需要进行清洗。因此,机器的结构开放性与可接触性得到了进一步改善(例如 Korsch 的 XL 系列产品)。IMA 采用了不同方式来应对这一挑战并提出了革命性的设计,即使用离心充模与原位清洗功能取代可替换转台。而在 2000 年初,GEA 引入了“可替换压制模块”,归功于线下清洗,这一理念使得产品批次间的快速切换成为可能,而且相比于常规可拆卸转台机器,其带来了更高的粉尘密封水平。

最近几年,出现了各种机器设计改进,增加了压片机的瞬时输出。为达到此目的,必须提高压力型叶片式进料器的效率,以保证高输出下的均匀充模(以及片剂重量的稳定性)。下一步便是增加转台的冲床站点数量(例如,Fette 推出的冲模板段;GEA 推出的配备冲模壳的可替换冲模盘)及/或增加转台转速。在增加转台的每分钟转数时,每片药的压制保压时间相应缩短,往往造成硬度不足、顶裂或分层等情况。目前开发出的用以维持长保压时间的方法有,空气补偿以及(较少应用的)更大的压辊和特制冲头设计。

过去 10 年间,我们还目睹了一项重要成果的诞生,即设计全套片剂生产线以处理强效有毒药品。由于粉末进料、片剂处理、抽样和片剂收集都需要在“高度密封”条件下进行,因此迫切需要设计完整生产线以便整合周边设备,例如粉末排出站、片剂除尘器、金属探测器、吸尘器和片剂分析仪。起初,最常用的技术是在设备周围搭建隔离器,并提供现场清洗能力。然而,在来源和线下清洗位置进行密封成为最新设计趋势,因为这些理念允许设备采用更小的体积,更方便安装和操作,且成本更低。

缺点

现代压片机的主要缺点是缺少先进的过程控制。大部分压片机配备有唯一的反馈控制回路,这一回路基于主压制力度测量,是一种间接估算片剂重量的方法。需要通过片剂抽样修正这一回路:在机器以 200,000 片/小时的速度运行时每 15-30 分钟采集 20 片。这自然引起了对此方法统计相关性和准确性的质疑。目前只有极少的新过程控制方法,即将面世的新型传感器可在线监控其他片剂 CQA,例如硬度、API 含量和溶离时间。

下一次突破在哪?

在不断探索如何降低成本的过程中,制药行业也在继续提升操作效率。这可通过更高的转速、更快的清洗和产品批次间切换速度以及全自动无人值守运行来实现。由于出现了特殊片剂,例如多层片剂与药芯包衣片剂,随着片剂复杂性的增加,也需要进一步提高灵活性。

但最主要的是,未来发展应该专注于先进的过程控制以保证更高的稳定片剂质量。对于将塑造固体制剂未来生产方式的两个极为重要新理念(连续加工与实时放行)来说,这是帮助实现二者的基本要求之一。压片机配备新控制策略与新型传感器是实现这一目标的关键手段。随着 NIR 传感器等拥有美好前景的新装置的出现,长足进展必将到来,但是目前我们仅处于必要新发展的早期阶段。

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