EAPACK - Дистрибьютор упаковочного оборудования №1 в России
+7 (495) 150-80-56 (центральный офис в Москве)

Как избежать раскалывания и скопления продукта

Как избежать раскалывания и скопления продукта

Проблемы наливания и скопления встречаются повсеместно в индустрии производства таблеток, будь то фармацевтическая, нутрицевтическая или кондитерская изделия. Часто в контролируемом мире производства лекарственных препаратов возникает ощущение безотлагательности разработки предложения новой молекулы, но эта срочность может привести к поспешным решениям о проведении клинических испытаний или подаче на одобрение регулирующих органов рецептуры, которая в итоге приводит к неожиданные проблемы масштабирования процесса.

В процессе разработки твердой лекарственной формы для перорального применения часто упускаются из виду некоторые, казалось бы, второстепенные детали конструкции таблеток. Это может привести к дефектам таблеток по мере увеличения масштабов производства от клинического до полного снабжения пациентов. Стремление маркетинговых отделов фармацевтических компаний к определенным формам таблеток и логотипам для повышения узнаваемости бренда является источником конструктивных ограничений, часто приводящих к сложностям производства после утверждения конечных продуктов. Производители оснасток для таблеточных прессов часто могут выявлять потенциальные проблемы с раскалыванием и скоплением до того, как будут завершены все этапы разработки таблеток и оснасток, что в свою очередь снижает риск возникновения проблем, которые разделяют производитель таблеток и поставщик оснастки.

Sticking and picking issues generally arise from either formulation or tablet design inadequacies. Both emerge because of the differences in physical properties of the formulation excipients and drug substance. The process of blending components of a formulation results in a pow- der that will either consolidate and compress, or not. As failure to compress into a tablet is a separate issue, we will only consider powders that will compress.

Проблемы раскалывания и скопления обычно возникают из-за несоответствий рецептуры или конструкции таблеток, а также из-за различий в физических свойствах вспомогательных продуктов и активных фармацевтических ингредиентов. Процесс смешивания компонентов рецептуры приводит к тому, что порошок либо прессуется и сжимается, либо нет. В виду того, что невозможность спрессовывания порошка в таблетку — это отдельная проблема, мы будем рассматривать только порошки, которые могут быть спрессованы.

Согласование усилия прессования: формирование твердой таблетки

Формирование спрессованного продукта является результатом химического диспергирования и механических сил, соединяющих частицы с образованием твердого тела измеримой плотности и пористости. Когезионные силы, связывающие частицы вместе, можно оценить с помощью серии исследований для того, чтобы определить, можно ли ожидать проблем с прессованием таблеток. Профили прессования и исследования скорости деформации важны для проектов разработки. Данные исследования гарантируют, что вероятность успешного масштабирования и технического переноса будет очень высока. Следовательно, это никоим образом не повлияет на рыночное предложение из-за того, что не была проведена должная техническая проверка.

Частицы таблетки связываются при помощи когезионных сил. Однако во время процесса прессования когезионным силам, связывающим частицы, противодействуют силы адгезии колпачков пуансона и давление внутри них. Первая стадия проблемы раскалывания возникает, когда адгезионная сила колпачка пуансона может отделить даже одну частицу от таблетки. Недавние исследования указывают на то, что это в основном вызвано физическими свойствами активного фармацевтического ингредиента (API). И механизм, и кинетические показатели могут быть успешно смоделированы.

Скопление на тисненных символах

Проблема раскалывания продукта к буквам и символам штампованного тиснения обычно называется скоплением. Скопление — это тип раскалывания, который часто возникает из-за плохого проектирования таблетки. Проблемы со скоплением обычно можно решить, но они редко бывают предсказуемыми и часто не обнаруживаются до тех пор, пока продукт не будет перенесен из среды исследований и разработок в производственную среду. Среди типичных источников проблем выделяют - выбор правильного шрифта и дизайна гравировки для символов.

Простые решения для снижения уровня раскалывания и скопления

Устранение проблем раскалывания и скопления продукта не всегда означает изменение инструментов, используемых для производства таблеток. Когда порошок прилипает к тисненым буквам, первое, что нужно проверить — это уровень влажности состава таблетки. Избыточная влажность состава или чрезмерная влажность в таблеточном прессе могут спровоцировать возникновение раскалывания. Недостаточное усилие прессования также является потенциальным источником раскалывания, поскольку прессование порошка не будет полностью завершено. Это означает, что адгезионные силы могут легко преодолеть когезионные силы неправильно спрессованной таблетки.

Другое возможное решение - небольшое увеличение количества смазки, используемой в лекарственной форме. Это позволит обеспечить больший уровень высвобождения спрессованной таблетки с поверхности колпачка пуансона. Тщательная проверка колпачков пуансонов также очень важна для того, чтобы убедиться в том, что на поверхности нет царапин, которые могут захватывать очень мелкие частицы лекарственной. Эти царапины приводят к образованию пленки, медленному прилипанию, что чаще всего происходит из-за избытка влаги в гранулах. При обнаружении царапин на поверхности пуансоны следует отполировать. Можно использовать специализированный полировальный состав для придания большей смазывающей способности и улучшения антиадгезионных свойств продукта.

Снижение уровня раскалывания при помощи выбора шрифта

Рисунок 1.
Непрактичный выбор шрифта

Рисунок 2.
Упрощенный и более практичный выбор шрифтов.

В случае, если простые методы устранения данных проблем не помогли, то скорее всего потребуется полный пересмотр дизайна таблетки и используемой оснастки. Выбор шрифта часто представляет собой компромисс между формой таблетки и максимальным уровнем функциональности. Несмотря на то, что красивые шрифты являются визуально более привлекательными, они скорее всего приведут к проблемам выбора дизайна таблетки и к возникновению дальнейших дефектов. На рисунке 1 показан непрактичный выбор шрифта. Различная ширина гравировки, а также отдельные и ненужные выпуклости букв являются препятствиями для равномерного спрессования порошка. Это изменение часто приводит к тому, что порошок отделяется от прессованной сердцевины таблетки, оставаясь, таким образом, в колпачке пуансона. На рис. 2 показано то же тиснение с использованием практичного шрифта с увеличенной гравировкой и угловыми радиусами. Модификация шрифта сводит к минимуму возможность возникновения раскалывания, увеличивает уровень стабильности прессования порошка и обеспечивает максимальный уровень когезионный сил таблетки.

Изменение гравировочного среза

Помимо изменений в выборе шрифта, стоит обратить внимание на дизайн гравировочного среза. На рисунке 3 изображена типичная круглая таблетка. Выгравированная на таблетке цифра “9” выполнена с использованием типичной ширины, глубины и угла в 35 градусов. Большинство рецептур лекарственных форм можно легко спрессовать в таблетки с помощью оснастки с таким дизайном гравировки. Однако многие лекарственные формы не являются типичными и как результат могут возникать проблемы.

Рисунок 3: Типичная круглая таблетка с гравировкой цифры “9”.

Чтобы уменьшить или устранить проблемы с подбором материала на центральной части поверхности с гравировкой «9» [Рис. 3], следует учесть предварительное раскалывание на этапе проектирования таблетки. Данное изменение изображено на рисунке 4, где глубина острова уменьшена с 0,33 мм до 0,17 мм. Данное сокращение определяется как предварительное раскалывание на 50 процентов. Величина сокращения может составлять от 10 до 100 процентов, в зависимости от степени проблемы с раскалыванием. В целях брендинга или эстетики необходимо учитывать таблетки, покрытые оболочкой после прессования, поскольку чрезмерное предварительное раскалывание значительно снизит четкость логотипа. Концепция частичного предварительного раскалывания применима к любой букве или цифре с полностью замкнутыми областями, называемыми “островами” или” площадками”.

Рисунок 4.
Глубина острова уменьшена с 0,33 мм до 0,17 мм.

Многие другие довольно сложные символы, не имеющие полностью замкнутых областей, также подвержены раскалыванию. Буквы E, S, K и M, а также цифры 2, 3 и 5 содержат частично замкнутые области, которые называются полуостровами. Для этих областей мы используем функцию, называемую “сужение” или “наклон”, чтобы предотвратить раскалывание.

Начиная с поверхности таблетки на открытом конце полуострова, данная часть сужается вниз к закрытому концу полуострова на процент от глубины гравировки. Обычно полуострова имеют сужение от 10 до 50 процентов глубины гравировки, из которых 30 процентов наиболее часто используемое значение. Пример 50-процентного сужения изображен на части рисунка 5.

Материалы исполнения оснастки

Рисунок 5.
50% сужение гравировки на полуострове.

Если проблемы скопления и раскалывания были обнаружены на стадии исследований и разработок, или же если пришло время заказать следующий набор пуансонов для продукта с известными проблемами скопления и раскалывания, то еще одним вариантом устранения данных проблем является изготовление пуансонов из специальной стали. Достоверно известно, что сталь для изготовления пуансонов с высокой концентрацией хрома в химическом составе сплава, обычно от 16 до 18 процентов, улучшает высвобождение спрессованного продукта. Мы можем предложить заказчику несколько марок стали с повышенным содержанием хрома для изготовления пуансонов. Также доступны несколько других видов специальных сталей, которые могут повысить производительность и срок службы пуансонов, увеличить их прочность, износостойкость и устойчивость к возникновению коррозии.

В качестве альтернативы использованию специальной стали возможно выполнить нанесение покрытия на Ваши стандартные стальные пуансоны, чтобы улучшить характеристики высвобождения поверхностей пуансонов. Наиболее распространены покрытия из твердого хрома (Cr) и нитрида хрома (CrN). Также доступны несколько других покрытий, в зависимости от уникальных характеристик лекарственной формы. Однако следует отметить, что тонкий слой хромового покрытия со временем может стираться из-за воздействия лекарственной формы состава и процесса полировки. Таким образом, лучшим выбором в качестве долгосрочного решения может быть использование стали с повышенным содержанием хрома без покрытия.

Данные проблемы необходимо обсуждать со своим поставщиком оснастки на раннем этапе процесса, чтобы уменьшить производственные проблемы и дополнительные расходы. Ваш поставщик оснастки должен быть в состоянии объяснить уникальные свойства и преимущества различных сталей и покрытий, доступных для вашего инструмента.

В заключение

Ultimately, several remedies can help speed a new drug to market, ranging from slight formulation changes to major tablet design and tooling modifications. When developing a to-market strategy, it is often best to consult with your tooling vendor early. Their insights will benefit the final product and assist in creating a tablet that is accepted by both the manufacturer and the end consumer. Discussing all unique physical properties with your tool vendor during the tablet design phase will often eliminate sticking and picking issues before they occur.

В конечном счете существует несколько способов, которые могут помочь ускорить вывод нового лекарственного средства на рынок, начиная от незначительных изменений рецептуры и заканчивая серьезными модификациями таблеток и инструментов. При разработке стратегии вывода на рынок часто лучше заранее проконсультироваться с поставщиком инструментов. Их идеи пойдут на пользу конечному продукту и помогут создать таблетку, которая будет принята как производителем, так и конечным потребителем. Обсуждение всех уникальных физических свойств с поставщиком инструмента на этапе проектирования таблеток часто устраняет проблемы с налипанием и раскалыванием до того, как они возникнут.

Компания Natoli предлагает к рассмтрению пять полноразмерных (36 x 24 дюймов) постеров для быстрого ознакомления с дефектами таблеток, выборочной проверки на предмет повреждений инструмента, пошаговых процедур обслуживания инструмента и многого другого! Разместите их в зонах очистки, осмотра и производства для удобного просмотра. Закажите один плакат или весь комплект целиком.