Cietes koncentrācijas uzraudzība mitrā granulācijā
Ciete ir būtiska palīgviela tablešu ražošanā, pateicoties tās daudzpusībai un izmaksu efektivitātei. Mitrās granulēšanas procesa izaicinājumi galvenokārt ir saistīti ar precīzu tās koncentrācijas un mitruma satura kontroli. Šīs svārstības ir galvenais produktu kvalitātes defektu, piemēram, tablešu plaisāšanas, svara svārstību un nevienmērīgas šķīšanas, cēlonis.
Procesa analītiskā tehnoloģija (PAT), īpaši ultraskaņas koncentrācijas mērītāji, reāllaika uzraudzībai līnijā kontrolē cietes saistvielas koncentrāciju, pārejot no tradicionālās, reaģējošās, uz testiem balstītās paradigmas uz proaktīvu, uz kontroli balstītu paradigmu.
Tiešsaistes urīnvielas monitoringa izaicinājumi
Cietes pamatfunkcijas cietās zāļu formās
Ciete kā daudzfunkcionāla palīgviela
Ciete ir dabīgs, netoksisks un ekonomisks biopolimērs, viena no visplašāk izmantotajām palīgvielām cietās zāļu formās, piemēram, tabletēs. Tās daudzpusība ir galvenā priekšrocība, kas ļauj tai veikt vairākas funkcijas vienā formulā, bieži darbojoties gan kā saistvielai, gan kā irdinātājam mitrās granulācijas procesā.
Cietes funkcionālās īpašībasvaryno tā botāniskā avota, piemēram, kukurūzas, kartupeļiem vai sorgo, kas nosaka tā amilozes un amilopektīna attiecību un granulāro morfoloģiju. Šīs raksturīgās atšķirības nozīmē, ka cietes no dažādiem avotiem nav savstarpēji aizvietojamas. Piemēram, kartupeļu cietei parasti ir augstāka viskozitāte, savukārt kukurūzas cietei ir savas specifiskas līmēšanas īpašības. Izpratne par šīm avotam raksturīgajām īpašībām ir ļoti svarīga formulas izstrādei.
Nākamajā tabulā ir apkopotas attiecības starp dažādiem cietes avotiem un to funkcionālajām lomām:
| Cietes avots | Tipiska amilozes/amilopektīna attiecība | Galvenās funkcionālās īpašības | Fizikāli ķīmiskās īpašības |
| Kukurūza | Aptuveni 27:73 | Saistviela, irdinātājs, pildviela | Želatinizācijas temperatūra, vidēja viskozitāte |
| Kartupelis | Aptuveni 22:25 | Irdinātājs, pildviela | Zema želatinizācijas temperatūra, augsta viskozitāte |
| Sorgo | Aptuveni 19,2:80,8 | Saistviela, irdinātājs | Ātrāka sadalīšanās, augstāks šķīšanas ātrums |
Vai jums ir jautājumi par ražošanas procesu optimizāciju?
Cietes darbības mehāniskais skaidrojums
Ciete kā saistviela: želatinizācijas kritiskums
Ciete želatinizācijas dēļ kalpo kā efektīva saistviela mitrajā granulācijā — procesā, kurā siltums un ūdens neatgriezeniski izjauc tās kristālisko struktūru. Dabīgajai cietei, kas nešķīst aukstā ūdenī, ir nepieciešams šis vārīšanas solis, lai hidratētu tās amilozes un amilopektīna polimērus, tādējādi nodrošinot to saistīšanās spējas.
Amilopektīna ļoti sazarotā, kokam līdzīgā struktūra nodrošina daudzus piesaistes punktus, ļaujot tam efektīvi saturēt daļiņas kopā. Tikmēr amiloze ar savu lineāro struktūru palielina viskozitāti un atdziestot veido gēla tīklu, pastiprinot granulu stabilitāti.
Lai racionalizētu rūpnieciskos procesus un novērstu nepieciešamību pēc gatavošanas, tika izstrādātas iepriekš želatinizētas cietes. Šīs cietes, daļēji vai pilnībā želatinizētas, šķīst aukstā ūdenī un tās var pievienot formulām kā sausu pulveri. Granulēšanas laikā ūdens tās aktivizē uz vietas, vienkāršojot ražošanu, vienlaikus nodrošinot spēcīgu saistīšanas spēju.
Ciete kā irdinātājs: pietūkums un uzsūkšanās
Ciete ir klasisks irdinātājs, kura galvenais darbības mehānisms ir pietūkums. Kad tablete nonāk saskarē ar ūdens vidi, ūdens kapilārās darbības (uzsūkšanās) rezultātā iekļūst porainajā tabletes matricā. Cietes granulas absorbē ūdeni un uzbriest līdz vairākkārtējam tilpumam. Šīs pietūkšanas radītais iekšējais spiediens ir pietiekams, lai pārvarētu tabletes saistīšanās spēkus un izraisītu tās sadalīšanos mazākos fragmentos.
Cietes kā irdinātāja efektivitāti ietekmē tādi faktori kā tās koncentrācija, daļiņu izmērs un pielietotais saspiešanas spēks. Galvenais atklājums ir tāds, ka, lai gan pietūkums ir dominējošais mehānisms, sadalīšanos veicina arī citas parādības, piemēram, starpdaļiņu atgrūšanās un vienkārša ūdeņraža saišu pārtraukšana.
Problēmas mitrajā granulācijā of Tabļauj
Cietes koncentrācija un mitruma saturs
Cietes pastas koncentrācijas vai pulverveida maisījuma mitruma satura svārstības ir galvenās "problēmas" mitrajā granulācijā. Cietes darbība kā saistviela ir ļoti atkarīga no tās pagatavošanas. Piemēram, ja cietes pasta ir "nepietiekami termiski apstrādāta", tā nedarbosies kā efektīvs saistvielas polimērs, jo tās kristāliskā struktūra paliek neskarta.
Mitruma loma ir sarežģīta. Zemā līmenī ūdens var darboties kā smērviela, uzlabojot plūstamību. Tomēr, kad mitruma saturs pārsniedz kritisko punktu, tas ievērojami palielina starpdaļiņu kohēziju, veidojot spēcīgus šķidruma tiltiņus, kas samazina plūstamību. Tas var izraisīt nepietiekamu un nevienmērīgu presformas pildījumu tablešu presēšanas laikā, izraisot tablešu svara svārstības.
Šīs attiecības rada domino efektu. Slikta plūstamība mitruma svārstību dēļ ietekmē ne tikai svara vienmērīgumu, bet arī saspiešanas spēka konsekvenci, kā rezultātā tablešu cietība un blīvums kļūst plašāks un galu galā ietekmē šķīšanas veiktspēju. Tas izceļ sarežģīto saikni starp šķietami nesaistītām kvalitātes īpašībām.
Uzziniet vairāk par blīvuma mērītājiem
Procesa sāpju punkti
Nepareiza saistvielas koncentrācija vai nepietiekama cietes polimēra aktivācija var izraisīt vājas granulas un līdz ar to "mīkstas" tabletes, kurām ir tendence uz šķembām un plaisāšanu. Turpretī pārmērīgi augsta saistvielas koncentrācija vai pārmērīga granulācija var radīt pārāk blīvas un cietas granulas, kas tablešu saspiešanas laikā var izraisīt tādus defektus kā plaisāšana un laminēšanās gaisa iesprūšanas un nepietiekamas plastiskās deformācijas dēļ.
Mitrās granulācijas process ir ļoti jutīgs pret tādiem faktoriem kā mitrās masas veidošanas laiks un lāpstiņriteņa ātrums, kas var izraisīt pārmērīgu granulāciju un palielinātu granulu blīvumu. Tas ir būtisks izaicinājums.
Ievērojams novērojums ir nelineāra apgrieztā korelācija starp granulu stiprību un tabletes stiepes izturību. Vispārpieņemtais uzskats ir tāds, ka stiprākām, blīvākām granulām, kas ražotas, piemēram, ar augstas bīdes granulāciju, vajadzētu dot stiprākas tabletes. Tomēr pierādījumi liecina, ka granulas, kas ražotas ar augstas bīdes granulāciju, lai gan ir visblīvākās un izturīgākās, rada tabletes ar viszemāko stiepes izturību. Tā nav vienkārša pretruna. Tas liek domāt, ka, lai gan granulu iekšējā saite var būt spēcīga, tabletes saspiešanas laikā izveidojušās starpgranulu saites ir vājas. Tas ir tāpēc, ka blīvas granulas ir mazāk plastiskas un mazāk deformējas saspiešanas laikā. Šī samazinātā deformācija samazina saskares laukumu starp granulām un ierobežo cietu tiltiņu veidošanos, kā rezultātā rodas mehāniski vāja gala tablete, neskatoties uz pašu granulu stiprību. Tādējādi granulācijas galapunkta kontrole nav par granulu stiprības vai blīvuma maksimizēšanu, bet gan par optimāla līdzsvara sasniegšanu, kas nodrošina gan labu plūstamību, gan atbilstošu saspiežamību, lai iegūtu izturīgu gala tableti.
Cietes koncentrācijas ietekme uz gala produkta kvalitātes īpašībām
Cietība un irdenums
Palielinot saistvielas koncentrāciju, tabletes parasti iegūst lielāku cietību un mazāku irdenumu. Cietei ir mērenas saistvielas īpašības salīdzinājumā ar sintētiskiem polimēriem, piemēram, PVP, parasti iegūstot mīkstākas tabletes, bet ar labākām sadalīšanās īpašībām. Vienā pētījumā par preželatinizētu kukurūzas cieti tika atklāts, ka saistvielas koncentrācija no 3% līdz 9% ir optimālais diapazons pieņemamu fizikālo īpašību sasniegšanai.
Sairšana un izšķīšana
Pastāv skaidra apgriezta sakarība starp cietes saistvielas koncentrāciju un zāļu šķīšanas ātrumu. Palielinoties saistvielas koncentrācijai, tabletes kļūst cietākas un to sadalīšanās laiks palielinās, kas savukārt aizkavē aktīvās farmaceitiskās vielas (API) izdalīšanos.
Šo cietes aizkavējošo ietekmi uz šķīšanu var mehāniski izskaidrot ar "izskalota slāņa" veidošanos. Kad cieti saturoša tablete tiek pakļauta šķīdināšanas videi, ciete uz tabletes virsmas uzbriest un veido viskozu, želejveida slāni. Šajā želejas slānī lielākoties nav aktīvās aktīvās vielas (API). Līdz ar to šķīstošajai API no tabletes kodola ir jāizdifundējas caur šo viskozo, uzbriedušo cietes matricu, lai sasniegtu kopējo šķīdināšanas vidi. Šis difūzijas process ir lēns, ātrumu ierobežojošs solis.
Šī izskalotā slāņa biezums un viskozitāte ir tieši proporcionāla cietes koncentrācijai un tās želatinizācijas pakāpei. Tādēļ nevienmērīgas cietes īpašības vai koncentrācija tieši noved pie mainīgiem šķīšanas profiliem, kas ir kritisks kvalitātes atribūts (KKA), kas ietekmē zāļu biopieejamību.
Granulu un tablešu blīvēšana
Galvenie granulu kvalitātes novērtēšanas rādītāji ir tilpuma blīvums, blīvums pēc uzsitiena un saspiežamības indekss (CI). Pētījumi liecina, ka ilgāks mitrās masēšanas laiks vai lielāks lāpstiņriteņa ātrums palielina granulu tilpuma blīvumu izteiktākas konsolidācijas dēļ.
Šī blīvēšana, vienlaikus uzlabojot plūstamību, rada zemāku saspiežamības indeksu, kas nozīmē, ka granulas ir grūtāk saspiest. Tā rezultātā gala tablete var būt vājāka nekā paredzēts vai tai var būt nepieciešams lielāks saspiešanas spēks, kas savukārt var izraisīt iekārtu nodilumu vai tādas problēmas kā tablešu plaisāšanu. Tas rada sarežģītu atgriezeniskās saites cilpu, kurā nelielas procesa izmaiņas, piemēram, neliels cietes koncentrācijas pieaugums, var būtiski un neparedzami ietekmēt gala produkta kvalitāti.
| Cietes saistvielas koncentrācija (% w/w) | Tabletes cietība (N) | Tabletes irdenums (%) | Sadalīšanās laiks (s) |
| 0% | Nav saistvielas | Nav pieejams | Nav pieejams |
| 3% | 20–30 | <1% | Nav atkarīgs no saspiešanas spēka |
| 6% | 20–30 | <1% | Nav atkarīgs no saspiešanas spēka |
| 9% | 20–30 | <1% | Nav atkarīgs no saspiešanas spēka |
| 15% | 20–30 | <1% | Palielinās līdz ar saspiešanas spēku |
Piezīme: Cietības vērtības ir atkarīgas no datiem par konkrētu saspiešanas spēku.
Precīzas reāllaika uzraudzības nepieciešamība
Tradicionālās kvalitātes kontroles ierobežojumi
Tradicionālās kvalitātes kontroles metodes, piemēram, žāvētu granulu vai tablešu analīze tiešsaistē vai bezsaistē, pēc savas būtības ir reaģējošas. Tās balstās uz laikietilpīgu paraugu ņemšanu un testēšanu, nesniedzot reāllaika atgriezenisko saiti par notiekošo procesu. Šī laika nobīde neļauj novērst neatbilstošu partiju ražošanu, radot ievērojamus materiālu atkritumus un finansiālus zaudējumus.
Risinājums cietes koncentrācijas uzraudzībai
Ultraskaņas koncentrācijas mērītājiNosakiet šķidruma koncentrāciju vai blīvumu, mērot ātrumu, ar kādu skaņas vilnis pārvietojas caur to. Skaņas ātrums ir tieša šķidruma fizikālo īpašību, tostarp tā koncentrācijas un temperatūras, funkcija.
Šī tehnoloģija ir labi piemērota farmaceitiskajiem procesiem, pateicoties tās priekšrocībām:
- Neinvazīvs:Sensoram nav kustīgu daļu, un to var ievietot caurulē vai traukā, nodrošinot reāllaika mērījumus, netraucējot procesa plūsmu.
- Objektīvs:Mērījumu neietekmē šķidruma krāsa, dzidrums vai plūsmas ātrums, kas ir bieži sastopami optisko metožu ierobežojumi.
- Tiešs un mehānisks:Tas tieši mēra cietes pastas koncentrāciju, kas ir galvenais procesa parametrs, kas ir cēloniski saistīts ar galaprodukta kvalitāti.
Tiešsaistes ultraskaņas koncentrācijas mērītāja uzstādīšanas pozīcija
Uzstādīšana koncentrējas uz saistvielas sagatavošanas un pievienošanas fāzi, kas notiek tūlīt pēc sausā pulvera sajaukšanas, bet pirms mitrās masas sajaukšanas. Šī pozicionēšana ļauj proaktīvi pielāgot cietes pastas koncentrāciju un viskozitāti, novēršot pamatcēloņa mainīgumu pašā šķidrajā saistvielā.It"s rekomēsnded līdz instālslon foLloving positiieslēgts:
Bsagatavošanas traukā: Ultraskaņas mērītājs ir uzstādīts tieši uz saistvielas sagatavošanas tvertnes izplūdes caurules vai recirkulācijas cilpas. Šis novietojums uztver cietes pastu."s koncentrāciju maisīšanas vai homogenizācijas laikā, atklājot neatbilstības, ko rada cietes mainīgums starp partijām vai sagatavošanas kļūdas.
Šķidrā padeve granulatoram: Ultraskaņas skaitītājs tiek uzstādīts saistvielas padeves līnijā (parasti elastīga šļūtene vai nerūsējošā tērauda caurule) tieši augšpus granulatora."šķidruma pievienošanas ports vai smidzināšanas sprauslas komplekts. Tas ir novietots aiz padeves sūkņa, bet pirms smidzināšanas caurulītes vai sadalītāja sviras granulatora traukā.
