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辊式压实机工艺对口服固体制剂颗粒性能的影响

2021-05-18 13:45:30 作者:华越国际  浏览次数:

导读

口服固体制剂仍然是首选的给药途径,因为它们具有成本效益、易于生产和对患者友好的剂型选择。口服固体制剂仍然是最常用的向患者释放药物的载体,主要有三个原因:

它们具有成本效益,相对容易生产,最重要的是对患者友好。从数量上看,口服固体制剂(OSD)产品仍然是药物市场上的最大的细分市场。根据未来市场洞察公司(Future Market Insights)的数据,世界口服固体剂型药物制剂市场预计将从2017年的4930亿美元增长到2027年底的9260亿美元。这意味着10年预测期内的年复合增长率(CAGR)为6.5%。就新分子实体(NME)而言,从2015-2019年度开始,美国FDA批准的新分子实体(NME)中有70%至80%是小分子。在2019年,批准的小分子中有68%是通过口服给药的。

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口服固体制剂生产状态及难点

“口服固体制剂的当前生产状态已经成熟,是因为常规片剂的制剂和能力已经存在,而还不成熟的是因为需要开发和改进新的制剂能力以应对更复杂的问题。

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1 世界口服固体制剂(OSD)的增长趋势

可能对世界口服固体制剂(OSD)市场的最大影响是肿瘤学领域的增长。在2015年至2020年期间,临床阶段癌症项目增加了77%(从1,642个增至2,911个),并继续占据主导地位,这导致目前世界约有四分之一的药物被归类为高效药物。这种高效药物的趋势正在对合同开发和生产组织(CDMO)领域产生显著的影响,因为对更小规模和封闭生产工艺的需求日益增长,这对许多制药公司的装机容量构成了挑战。

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2.影响世界口服固体剂市场的另一个关键趋势是实用性和患者依从性的提高,这是药物开发人员的主要关注点。这种以患者为中心的方法正在推动对缓释(MR)口服固体剂型产品的需求快速增长。“开发人员出于多种原因而转向缓释(MR)技术来实现其可用性目标,与传统的速释产品相比,它可以通过保持治疗性血液浓度更长的时间来延长药物在体内保持活跃的时间。通过使用特殊的包衣,它可以延迟药物的作用,直到达特定的部位(例如小肠)。而且,还可以利用它来创建固定剂量组合,多种原料药产品,每种原料药的剂量设计为以不同的速率释放。

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高载药量非结晶固体分散体制药技术

非结晶固体分散体(ASD)可通过增加胃肠道(GI)中的溶解药物浓度来提高水溶性差的药物的生物利用度。然而,非结晶固体分散体(ASD)剂型通常较大,或者需要多个片剂或胶囊才能满足剂量要求,从而降低了患者的依从性,尤其是在吞咽困难的小儿或老年患者中。

配制高载药量剂型(HLDF)时,必须考虑两个关键因素:1)保持物理稳定性和2)提供所需的生物性能。为在高载药量下获得良好的物理稳定性。

为了保持良好的物理稳定性,非结晶固体分散体(ASD)必须保持均质和非结晶,并且在其保质期内不会出现颗粒形态变化(例如颗粒熔化))。对于大多数喷雾干燥的非结晶固体分散体(ASD),非结晶固体分散体(ASD)中药物的浓度超过了药物在聚合物中的结晶溶解度,从而导致了结晶的热力学驱动力。为了在非结晶固体分散体(ASD)药品的整个保质期内促进良好的物理稳定性,目标是创建一种均质的非结晶固体分散体(ASD),该非结晶固体分散体(ASD)在相关的存储温度下具有动力学稳定性。

在低体积密度、流动性能不足和混合制片机分离的风险下,很难压制制药行业所需的高质量药片。为了压制这些混合物,需要干式造粒技术来调整材料的行为,以适应自然流动、更高的体积密度和减少分离的趋势。

制药业的动力是持续制造。30多年来,Gerteis一直是干制粒的主要供应商,赋予了公司独特的工艺专业知识和其他竞争对手所没有的知识。全球数据与Gerteis讨论了公司对制药行业干制粒系统的贡献。

为什么干式造粒会在制药领域变得越来越重要?

干制粒是一个非常经济的过程。传统上有湿造粒,这是一个相当耗时的过程,特别是对所需的资源。除了巨大的足迹之外,还需要许多液体。此外,与干式造粒或碾压相比,拥有成本较高。在碾压过程中,也需要考虑较少的工艺参数。碾压是一个连续的过程。只要机器提供粉末颗粒。紧凑的机器布局,少量需要的实用工具和未来的机器设计。

客户经常发现其粉末的颗粒流动性不好。因此,平板印刷机或胶囊填充料不能以持续的方式喂养。此外,他们还有种族隔离的倾向。与我们的机器,你把这个流动产品送到我们的辊子压实机。我们给它的密度,密度后,它会被磨碎。这意味着你可以从流量特性差的产品中,获得不分离的产品流。压实产生的颗粒后,流动得更好,可以进入下一个过程——平板压榨机。在那里,他们确保了一个更经济的平板电脑,更少的拒绝和更少的任务,更多的吞吐量,和更少的质量变化。

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与湿法制粒相反,干法制粒是一个真正的连续过程。这导致各种经济优势。目前,普通干法制粒系统的生产量可以达到约。400kg / h。

干法制粒系统需要在设施或设备上的较低资本投资。这样,再加上更低的维护要求,大大降低了生命周期成本。

由于无数的和不断的创新,几乎所有的干粉都可以在GERTEIS®干法制粒系统中进行处理。

干法制粒的其他优点是:

-占地面积最小

-物料通过量大(高效工艺)

-真正连续的工艺

-高效节能;无需加热即可干燥,也不需要像其他造粒技术那样使用空调

-超高密闭性选项可避免强效活性物质污染生产区域和人员

-运行成本低

产品推荐 Gerteis(GERTEISMASCHINEN+PROCESSENGINEERING AG)

GERTEISMASCHINEN+PROCESSENGINEERING AG于1986年成立,当时是一家单人企业,总部位于瑞士乔纳。自1986年以来,GERTEIS Maschinen + Processengineering AG一直在开发和设计干法制粒系统,以适应您的个性化需求。我们的专利压路机为制药,化学和食品工业的流体从研发到生产的过渡提供了便利。多年来,公司成倍增长,并确立了其作为优质干法制粒设备市场领导者的地位。通过专注于制药行业的压路机,我们在这一领域拥有深入的知识。

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Gerteis产品优势及案例分析

例如在一种新开发的肿瘤学产品的原材料成本仅达数千美元。想象一下,一批产品会仅仅因为糟糕的机器设计而失败!这不是一个选择!如果你损坏了这样的产品,你损坏的价值高于你的整个机器的价值,病人可能会遭受药物短缺。话虽如此,很明显,该设备必须是敏感的和很好的控制的。

Gerteis有一个独特的装置,仅生产干式造粒。Gerteis的机器比其他任何机器都更精确,而且有非常广泛的工艺技术。Gerteis超越了机器供应商的角色,在药物开发方面提供帮助,包括支持生产过程中出现了基本过程和硬件问题。

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Gerteis的机器可以适应制药行业的需要。它对粉末的特性非常敏感。与其他公司相比,优势是Gerteis直接开发机器,致力于此,并与行业合作。

应用分析

干法制粒系统是在制药业的基础上构建的。但是,我们的多功能机器也可以用于精细化工或食品应用。

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Mini-Pactor®介绍:

加工粉末共混物可能会带来许多挑战:组分粉末在加工过程中流动性可能很差,共混物可能易于偏析,或者附聚物的形成可能会影响均匀性。制粒用于一系列行业和应用中,可将共混物中的多种成分组合成更自由流动的均质中间产品,用于下游加工。它通常以湿法进行,但是必须将所得的湿物料干燥并研磨以产生可加工的产品。这可能是耗时且昂贵的,并且在某些情况下由于活性成分的化学和/或热降解是不可能的。

干法制粒在加工和降低成本方面均具有显着优势,并且可以与敏感材料一起使用。但是,几乎没有迹象表明哪个工艺参数可以产生最佳的颗粒质量,从而实现无中断的加工和高质量的产品。因此,大多数设备供应商和产品制造商都依靠历史和临时试验信息来确定合适的参数。

方法:

使用GerteisMINI-PACTOR®辊式压实机将由70%乳糖,29.5%的微晶纤维素和0.5%硬脂酸镁组成的安慰剂配方制成颗粒,在辊压机上可以改变辊隙,压实力和辊速以及筛网/筛子尺寸。使用Freeman Technology FT4 PowderRheometer®对所得颗粒进行评估,以量化其动态,体积和剪切性能。

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FT4粉末流变仪®

结论:

设计的质量要求应充分理解材料与过程之间的关系,以便能够控制和优化过程性能并确保最终产品的质量。此处生成的结果表明,可以确定优化辊压实工艺以生产具有直接影响下游操作性能和最终产品的关键质量属性的特性的颗粒所需的关键过程参数。

FT4测得的流动性能已观察到清晰且可重复的趋势,表明了工艺参数如何可预测地影响颗粒的流变性能。样品的渗透率,可压缩性和条件堆密度与辊式压实机的工作模式显示出稳固的相关性,总体上认为,较小的辊隙和较高的压实力更可能导致更均匀/一致的颗粒,形成通常与自由流动的粉末相关联的效率更高的填充粉末床。

这项研究表明粉末流变学在粉末表征的全面,多变量方法中的价值。流动性不是材料的基本性能,而是反映多种性能如何影响粉末在特定设备中的整体性能。单个属性的细微变化可能导致过程性能的显着差异,这意味着需要几种表征方法,其结果可以与过程等级相关联,以产生与可接受的过程行为相对应的参数设计空间。

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