Определение гранулометрического/фракционного состава (или распределение по размерам частиц) порошков и гранул используется в технологии лекарственных средств на различных стадиях разработки и производства. В национальных фармакопеях (РФ, JP, USP-NF) эту характеристику определяют с помощью ситового анализа.
После завершения синтеза нового лекарственного вещества следующим шагом по направлению к разработке и производству является определение оптимального способа получения активного фармацевтического ингредиента (АФИ) в подходящей дозированной форме.
Ключевое требование к готовой смеси — текучесть и удобство обращения с АФИ и вспомогательными компонентами (наполнителями и смазывающими веществами). Скорость растворения, однородность и стабильность содержания действующего вещества — важнейшие параметры, обеспечивающие эффективность, качество и, самое важное, биодоступность лекарственного средства. Фармакологический термин «биодоступность» означает степень и скорость поступления принятого лекарства в кровеносную систему организма.
Влияние размера частиц и фракции порошков на биодоступность и эффективность тестируется в ходе разработки всех лекарственных средств на нескольких этапах. После оценки этого влияния на финальной стадии разработки определяются требования к целевому гранулометрическому составу для контроля стабильности производства и качества лекарственной продукции.
Приготовление готовой смеси — очень важный этап в производстве лекарственных средств, оказывающий критическое влияние на доставку активного вещества к нужной части организма в нужной концентрации и с нужной скоростью (не слишком быстро и не слишком медленно).
Гранулометрический состав — это характеристика, определяющая относительное содержание в материале частиц разного размера. Как видно из рис. 1, для описания частиц сферической формы используется один размер — диаметр. Однако не все частицы в составе порошка имеют идеальную сферическую форму. Несферические частицы описываются посредством нескольких измерений длины и ширины (в вертикальной и горизонтальной проекциях, как показано на рис. 1).
Рисунок 1: Измерение сферической частицы (слева) и частицы неправильной формы (справа).
Такое описание несферических частиц дает более высокую точность, однако требует более сложных измерений. Поэтому на практике большинство методик исходит из допущения, что все частицы имеют форму шара, так что используемые в них данные — это диаметры соответствующих шарообразных частиц.
Для визуализации распределения размеров частиц строится диаграмма распределения, или гистограмма (см. рис. 2 ниже). Значения по оси абсцисс соответствуют размерам частиц, а по оси ординат — процентному содержанию частиц.
Для фармацевтической отрасли самой важной характеристикой является ширина распределения частиц. Медиана — это размер, меньше которого оказывается ровно половина всех частиц. Аналогичным образом, точка D90 — размер, меньше которого оказывается 90 % всех частиц, а D10 — размер, меньше которого оказывается 10 % всех частиц.
Рисунок 2: Оценка значений D исходя из размеров частиц
В ходе разработки и производства лекарственных средств определение гранулометрического состава и обеспечение его стабильности играет важнейшую роль для достижения необходимой абсорбции АФИ. Несоответствие требований к размеру частиц может приводить к замедлению производственного процесса, уменьшению выхода продукции и снижению рентабельности в целом.
Например, при производстве таблеток очень важно такое свойство, как текучесть порошка. Чем меньше частицы, тем хуже текучесть материала и наоборот. Разберем это на примере такого известного всем вещества, как сахар. Например, сахарная пудра быстрее растворяется в воде, зато сахарный песок гораздо легче пересыпается. Уменьшение или нестабильность скорости потока при подаче материала в процессе таблетирования может приводить к таким проблемам качества, как колебание средней массы таблетки и ухудшение однородности дозирования.
Также очень важна прессуемость частиц. Очень мелкие частицы хуже сцепляются друг с другом при прессовании. При прессовании очень мелких частиц из-за недостаточной способности их к сцеплению друг с другом для обеспечения стабильного качества продукции необходимо введение в технологический процесс дополнительных стадий.
При изготовлении таблеток из порошка, состоящего из мелких частиц часто требуется предварительное прессование - прессование с уменьшенным давлением перед основным прессованием. Если предварительное прессование не выполняется, то при основном прессовании могут возникать такие проблемы, как «отлёт крышек» или расслоение таблетки. Такие дефекты могут происходить при выталкивании сформированных таблеток из матрицы.
Образование мелкодисперсных частиц (пыли) в ходе производства увеличивает эксплуатационные затраты, так как такая пыль не может быть использована для производства продукта, а значит, общий выход продукции снижается.
Мелкодисперсные частицы могут образоваться в результате неправильного обращения с продуктом (размол). Наряду со снижением выхода готовой продукции мелкодисперсные частицы приводят к повышенной потребности в очистке оборудования и фильтров, а также к повышенному износу машин и инструментов, что также отрицательно отражается на рентабельности.
Анализ гранулометрического состава — важный параметр для валидации технологических процессов по правилам FDA (Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США). Чем уже диапазон размеров частиц, тем больше производится продукта, который точно соответствует техническим требованиям к размеру частиц в готовой смеси.
Конические и молотковые мельницы различных производителей, представленных в разделе «Оборудование» нашего сайта, успешно используются для регулирования размера и формы частиц и достижения плотного распределения частиц по размерам, что позволяет получить качественный продукт и повысить эффективность производственного процесса.
Ответ на вопрос, какая именно мельница (коническая или молотковая) будет более оптимальной на конкретном производстве, упирается в ряд факторов, таких как тип обрабатываемого сырья и желаемые результаты.
• • •
Специалисты компании Ист-Пак всегда готовы ответить на Ваши вопросы и оказать помощь в подборе соответствующего оборудования!
Любые интересующие вас вопросы просим направлять по адресу: sales@eapack.ru
Еще больше интересных исследований и статей можно найти в разделе «Полезные материалы» нашего сайта: https://eapack.ru/o-kompanii/media-centr/poleznye-materialy
Характеристики: постер, цветная печать, 90х60 см
Постер бесплатный, Вами оплачивается только стоимость доставки!
Для получения печатной версии оставьте заявку в нашем чат-боте с текстом "Хочу постер" по кнопке "Заказать".