Маніторынг канцэнтрацыі крухмалу пры вільготным грануляванні
Крухмал з'яўляецца неабходным дапаможным рэчывам у вытворчасці таблетак дзякуючы сваёй універсальнасці і эканамічнай эфектыўнасці. Праблемы ў працэсе вільготнага гранулявання сканцэнтраваны на дакладным кантролі яго канцэнтрацыі і ўтрымання вільгаці. Гэтыя ваганні з'яўляюцца асноўнай прычынай дэфектаў якасці прадукцыі ў далейшым, такіх як расколіны ў таблетках, змены вагі і нераўнамернае растварэнне.
Тэхналогія аналізу працэсаў (PAT), у прыватнасці, ультрагукавыя канцэнтрацыйныя вымяральнікі, для маніторынгу ў рэжыме рэальнага часу кантралююць канцэнтрацыю крухмальнай звязальнай рэчывы, пераходзячы ад традыцыйнай, рэактыўнай, заснаванай на выпрабаваннях парадыгмы да праактыўнай, заснаванай на кантролі.
Праблемы онлайн-маніторынгу мачавіны
Асноўныя ролі крухмалу ў цвёрдых лекавых формах
Крухмал як шматфункцыянальны дапаможны рэчыва
Крухмал — гэта натуральны, нетаксічны і эканамічны біяпалімер, адзін з найбольш шырока выкарыстоўваных дапаможных рэчываў у цвёрдых лекавых формах, такіх як таблеткі. Яго ўніверсальнасць з'яўляецца ключавой перавагай, якая дазваляе яму выконваць некалькі функцый у адной і той жа прэпараце, часта выступаючы як у якасці злучнага рэчыва, так і ў якасці дэзінтэгратара пры вільготным грануляванні.
Функцыянальныя ўласцівасці крухмалуvaryад яго батанічнай крыніцы, напрыклад, кукурузы, бульбы або сорго, што вызначае суадносіны амілозы і амілапектыну і гранулярную марфалогію. Гэтыя ўласцівыя адрозненні азначаюць, што крухмалы з розных крыніц не ўзаемазаменныя. Напрыклад, бульбяны крухмал звычайна мае больш высокую глейкасць, у той час як кукурузны крухмал мае свае спецыфічныя характарыстыкі клейстратварэння. Разуменне гэтых уласцівасцей, спецыфічных для крыніцы, мае вырашальнае значэнне для распрацоўкі рэцэптуры.
У наступнай табліцы падсумаваны суадносіны паміж рознымі крыніцамі крухмалу і іх функцыянальнымі ролямі:
| Крыніца крухмалу | Тыповае суадносіны амілозы і амілапектыну | Асноўныя функцыянальныя ўласцівасці | Фізіка-хімічныя характарыстыкі |
| Кукуруза | Прыблізна 27:73 | Звязальнае рэчыва, разрыхляльнік, напаўняльнік | Тэмпература жэлатынізацыі, сярэдняя глейкасць |
| Бульба | Прыблізна 22:25 | Дэзінтэгратар, напаўняльнік | Нізкая тэмпература жэлацінізацыі, высокая глейкасць |
| Сорга | Прыблізна 19,2:80,8 | Звязальнае рэчыва, разрыхляльнік | Хутчэйшае распаданне, больш высокая хуткасць растварэння |
У вас ёсць пытанні па аптымізацыі вытворчых працэсаў?
Механістычнае тлумачэнне дзеяння крухмалу
Крухмал як звязальнае рэчыва: крытычнасць жэлатынізацыі
Крухмал служыць эфектыўным звязальным рэчывам пры вільготнай грануляцыі дзякуючы жэлацінізацыі — працэсу, пры якім цяпло і вада незваротна парушаюць яго крышталічную структуру. Натыўны крухмал, які не раствараецца ў халоднай вадзе, патрабуе гэтага этапу варэння для гідратацыі яго амілозных і амілапектынавых палімераў, што дазваляе ім развіваць звязальныя здольнасці.
Моцна разгалінаваная дрэвападобная структура амілапектыну забяспечвае мноства кропак мацавання, што дазваляе яму эфектыўна ўтрымліваць часціцы разам. Тым часам амілоза, дзякуючы сваёй лінейнай структуры, павялічвае глейкасць і ўтварае гелевую сетку пры астуджэнні, узмацняючы стабільнасць гранул.
Каб спрасціць прамысловыя працэсы і ліквідаваць неабходнасць у варэнні, былі распрацаваны папярэдне жэлатынізаваныя крухмалы. Гэтыя крухмалы, часткова або цалкам жэлатынізаваныя, раствараюцца ў халоднай вадзе і могуць быць дададзены ў выглядзе сухога парашка ў рэцэптуры. Падчас грануляцыі вада актывуе іх in situ, спрашчаючы вытворчасць і забяспечваючы моцныя звязальныя ўласцівасці.
Крухмал як дэзінтэгратар: набраканне і ўбіранне
Крухмал — гэта класічны дэзінтэгратар, асноўным механізмам дзеяння якога з'яўляецца набраканне. Калі таблетка кантактуе з водным асяроддзем, вада пранікае ў сітаватую матрыцу таблеткі праз капілярны эфект (ўсмоктванне). Гранулы крухмалу паглынаюць ваду і набракаюць у некалькі разоў ад свайго першапачатковага аб'ёму. Унутраны ціск, які ствараецца гэтым набраканнем, дастатковы, каб пераадолець сілы звязвання таблеткі і прывесці да яе распаду на меншыя фрагменты.
Эфектыўнасць крухмалу як дэзінтэгратара залежыць ад такіх фактараў, як яго канцэнтрацыя, памер часціц і прыкладзеная сіла сціску. Ключавой высновай з'яўляецца тое, што, хоць набраканне з'яўляецца дамінуючым механізмам, іншыя з'явы, такія як адштурхванне паміж часціцамі і простае разбурэнне вадародных сувязяў, таксама спрыяюць дэзінтэграцыі.
Праблемы вільготнага гранулявання of Tabдазваляе
Канцэнтрацыя крухмалу і ўтрыманне вільгаці
Ваганні канцэнтрацыі крухмальнай пасты або ўтрымання вільгаці ў парашковай сумесі з'яўляюцца асноўнымі «балючымі кропкамі» пры вільготным грануляванні. Эфектыўнасць крухмалу як звязальнага рэчыва моцна залежыць ад яго падрыхтоўкі. Напрыклад, калі крухмальная паста «недапрацаваная», яна не будзе функцыянаваць як эфектыўны звязальны палімер, таму што яе крышталічная структура застаецца некранутай.
Роля вільгаці складаная. Пры нізкіх узроўнях вада можа выступаць у якасці змазкі, паляпшаючы цякучасць. Аднак, калі ўтрыманне вільгаці перавышае крытычны пункт, яна значна павялічвае міжчасцічную згуртаванасць, утвараючы трывалыя вадкасныя масткі, што зніжае цякучасць. Гэта можа прывесці да недастатковага і неаднароднага запаўнення формы падчас прэсавання таблетак, што выклікае змены вагі таблетак.
Гэтая ўзаемасувязь стварае эфект даміно. Дрэнная цякучасць з-за ваганняў вільготнасці не толькі ўплывае на аднастайнасць вагі, але і ўплывае на паслядоўнасць сілы сціскання, што прыводзіць да больш шырокага размеркавання цвёрдасці і шчыльнасці таблетак і, у канчатковым выніку, уплывае на эфектыўнасць растварэння. Гэта падкрэслівае складаную сувязь паміж, здавалася б, не звязанымі паміж сабой якаснымі атрыбутамі.
Балевыя кропкі працэсу
Няправільная канцэнтрацыя звязальнага рэчыва або недастатковая актывацыя крухмальнай палімернай рэчывы можа прывесці да слабых гранул і, адпаведна, да «мяккіх» таблетак, схільных да сколаў і расколін. І наадварот, празмерна высокая канцэнтрацыя звязальнага рэчыва або празмерная грануляцыя могуць стварыць занадта шчыльныя і цвёрдыя гранулы, што можа прывесці да такіх дэфектаў, як расколіны і слаістасць падчас сціскання таблетак з-за захопу паветра і недастатковай пластычнай дэфармацыі.
Працэс вільготнага гранулявання вельмі адчувальны да такіх фактараў, як час вільготнага масіравання і хуткасць кручэння крыльчаткі, што можа прывесці да празмернага гранулявання і павелічэння шчыльнасці гранул. Гэта вельмі важная праблема.
Характэрным назіраннем з'яўляецца нелінейная адваротная карэляцыя паміж трываласцю гранул і трываласцю таблеткі на разрыў. Агульнапрынятая думка заключаецца ў тым, што больш моцныя і шчыльныя гранулы, атрыманыя, напрыклад, шляхам грануляцыі з высокім зрухам, павінны даваць больш трывалыя таблеткі. Аднак дадзеныя сведчаць аб тым, што гранулы, атрыманыя шляхам грануляцыі з высокім зрухам, хоць і з'яўляюцца найбольш шчыльнымі і трывалымі, прыводзяць да таблетак з найменшай трываласцю на разрыў. Гэта не простая супярэчнасць. Гэта сведчыць аб тым, што, хоць унутрыгранулярныя сувязі могуць быць моцнымі, міжгранулярныя сувязі, якія ўтвараюцца падчас сціскання таблетак, слабыя. Гэта звязана з тым, што шчыльныя гранулы менш пластычныя і менш дэфармуюцца пры сцісканні. Гэтая паменшаная дэфармацыя мінімізуе плошчу кантакту паміж грануламі і абмяжоўвае ўтварэнне цвёрдых масткоў, што прыводзіць да механічна слабай канчатковай таблеткі, нягледзячы на трываласць саміх гранул. Такім чынам, кантроль канчатковай кропкі грануляцыі заключаецца не ў максімізацыі трываласці або шчыльнасці гранул, а ў дасягненні аптымальнага балансу, які забяспечвае як добрую цякучасць, так і адэкватную сціскальнасць для атрымання трывалай канчатковай таблеткі.
Уплыў канцэнтрацыі крухмалу на якасці канчатковага прадукту
Цвёрдасць і рассыпістасць
Павелічэнне канцэнтрацыі звязальнага рэчыва звычайна прыводзіць да атрымання таблетак з большай цвёрдасцю і меншай рассыпістасцю. Крухмал забяспечвае ўмераныя звязальныя ўласцівасці ў параўнанні з сінтэтычнымі палімерамі, такімі як ПВП, што звычайна прыводзіць да больш мяккіх таблетак, але з лепшымі характарыстыкамі распадальнасці. Адно даследаванне папярэдне жэлатынізаванага кукурузнага крухмалу паказала, што канцэнтрацыя звязальнага рэчыва ад 3% да 9% з'яўляецца аптымальным дыяпазонам для дасягнення прымальных фізічных уласцівасцей.
Распад і растварэнне
Існуе відавочная адваротная залежнасць паміж канцэнтрацыяй крухмальнай звязальнай рэчывы і хуткасцю растварэння прэпарата. Па меры павелічэння канцэнтрацыі звязальнай рэчывы таблеткі становяцца больш цвёрдымі, а час іх распаду павялічваецца, што, у сваю чаргу, затрымлівае вызваленне актыўнага фармацэўтычнага інгрэдыента (АФІ).
Гэты запаволяльны эфект крухмалу на растварэнне можна механістычна растлумачыць утварэннем «вымытага пласта». Калі таблетка, якая змяшчае крухмал, падвяргаецца ўздзеянню асяроддзя для растварэння, крухмал на паверхні таблеткі набракае і ўтварае глейкі гелепадобны пласт. Гэты гелевы пласт у значнай ступені пазбаўлены актыўнага інгрэдыента (АФІ). Такім чынам, АФІ, які раствараецца, з ядра таблеткі павінен дыфузіяваць праз гэтую глейкую, набраклую крухмальную матрыцу, каб дасягнуць аб'ёмнага асяроддзя для растварэння. Гэты працэс дыфузіі з'яўляецца павольным этапам, які абмяжоўвае хуткасць.
Таўшчыня і глейкасць гэтага вымытага пласта прама прапарцыйныя канцэнтрацыі крухмалу і ступені яго жэлацінізацыі. Такім чынам, неадпаведныя ўласцівасці або канцэнтрацыя крухмалу непасрэдна прыводзяць да зменлівых профіляў растварэння, што з'яўляецца крытычна важным паказчыкам якасці (КЯ), які ўплывае на біядаступнасць лекаў.
Ушчыльненне гранул і таблетак
Ключавыя паказчыкі для ацэнкі якасці гранул ўключаюць аб'ёмную шчыльнасць, шчыльнасць пасля ўтрамбоўвання і індэкс сціскальнасці (ІС). Даследаванні паказалі, што больш працяглы час вільготнага масіравання або больш высокая хуткасць кручэння рабочага кола павялічвае аб'ёмную шчыльнасць гранул з-за больш выяўленага ўшчыльнення.
Гэта ўшчыльненне, паляпшаючы цякучасць, прыводзіць да зніжэння індэкса сціскальнасці, што азначае, што гранулы цяжэй сціскаць. У выніку канчатковая таблетка можа быць слабейшай, чым чакалася, або патрабаваць большых сіл сціскання, што, у сваю чаргу, можа прывесці да зносу абсталявання або такіх праблем, як расколіны ў таблетках. Гэта стварае складаную пятлю зваротнай сувязі, дзе невялікая змена працэсу, напрыклад, нязначнае павелічэнне канцэнтрацыі крухмалу, можа аказаць значны і непрадказальны ўплыў на якасць канчатковага прадукту.
| Канцэнтрацыя крухмальнай звязальнай рэчывы (% w/w) | Цвёрдасць таблеткі (N) | Рассыпальнасць таблетак (%) | Час распаду (с) |
| 0% | Без злучнай тканіны | Няма дадзеных | Няма дадзеных |
| 3% | 20 – 30 | <1% | Не залежыць ад сілы сціску |
| 6% | 20 – 30 | <1% | Не залежыць ад сілы сціску |
| 9% | 20 – 30 | <1% | Не залежыць ад сілы сціску |
| 15% | 20 – 30 | <1% | Павялічваецца з сілай сціску |
Заўвага: Значэнні цвёрдасці адрозніваюцца ў залежнасці ад дадзеных для канкрэтнай сілы сціску.
Імператыў дакладнага маніторынгу ў рэжыме рэальнага часу
Абмежаванні традыцыйнага кантролю якасці
Традыцыйныя метады кантролю якасці, такія як афлайн- або ат-лайн аналіз высушаных гранул або таблетак, па сваёй сутнасці рэактыўныя. Яны абапіраюцца на працаёмкі адбор проб і выпрабаванняў, не забяспечваючы зваротнай сувязі ў рэжыме рэальнага часу аб бягучым працэсе. Гэтая затрымка не дазваляе прадухіліць вытворчасць неадпаведных партый, што прыводзіць да значных страт матэрыялу і фінансавых страт.
Раствор для маніторынгу канцэнтрацыі крухмалу
Ультрагукавыя канцэнтраметрывызначыць канцэнтрацыю або шчыльнасць вадкасці, вымераючы хуткасць, з якой гукавая хваля праходзіць праз яе. Хуткасць гуку з'яўляецца прамой функцыяй фізічных уласцівасцей вадкасці, у тым ліку яе канцэнтрацыі і тэмпературы.
Гэтая тэхналогія добра падыходзіць для фармацэўтычных працэсаў дзякуючы сваім перавагам:
- Неінвазіўны:Датчык не мае рухомых частак і можа быць устаўлены ў трубу або ёмістасць, забяспечваючы вымярэнні ў рэжыме рэальнага часу без парушэння працэсу.
- Непрадузяты:На вымярэнне не ўплываюць колер, празрыстасць або хуткасць патоку вадкасці, што з'яўляецца распаўсюджанымі абмежаваннямі аптычных метадаў.
- Прамыя і механістычныя:Ён непасрэдна вымярае канцэнтрацыю крухмальнай пасты, ключавога параметра працэсу, які прычынна-вынікова звязаны з якасцю канчатковага прадукту.
Месца ўстаноўкі онлайн-ультрагукавога вымяральніка канцэнтрацыі
Устаноўка сканцэнтравана на этапе падрыхтоўкі і дадання звязальнага рэчыва, які адбываецца адразу пасля змешвання сухога парашка, але перад вільготным замешваннем. Такое размяшчэнне дазваляе праактыўна рэгуляваць канцэнтрацыю і глейкасць крухмальнай пасты, вырашаючы праблему першапрычыннай зменлівасці самога вадкага звязальнага рэчыва.It's rэкаянебяспекаад д да унёсківысокілоn foловінг пасіціна:
Bпасудзіна для падрыхтоўкі эндру: Ультрагукавой вымяральнік усталёўваецца ў лініі на выходнай трубе або ў контуры рэцыркуляцыі ёмістасці для падрыхтоўкі звязальнага рэчыва. Гэта размяшчэнне дазваляе ўлоўліваць крухмальную пасту.'канцэнтрацыя падчас змешвання або гамагенізацыі, выяўленне неадпаведнасцей з-за зменлівасці крухмалу ад партыі да партыі або памылак падрыхтоўкі.
Вадкая падача ў гранулятар: Ультрагукавой вымяральнік усталёўваецца ў лініі падачы звязальнага рэчыва (звычайна гэта гнуткі шланг або труба з нержавеючай сталі) непасрэдна перад гранулятарам.'порт дадання вадкасці або вузел распыляльнай фарсункі. Ён размешчаны пасля падаючага помпы, але перад распыляльнай трубкай або размеркавальным рычагом унутры чашы гранулятара.
