Мониторинг на концентрацијата на скроб во влажна гранулација
Скробот е суштински ексципиент во производството на таблети поради неговата разновидност и економичност. Предизвиците во процесот на влажна гранулација се фокусираат на прецизната контрола на неговата концентрација и содржина на влага. Овие флуктуации се водечка причина за дефекти во квалитетот на производот, како што се пукање на таблетите, варијации во тежината и неконзистентно растворање.
Процесната аналитичка технологија (PAT), поточно ултразвучните концентрациски мерачи, за следење во реално време во линија ја контролираат концентрацијата на скробното врзивно средство, правејќи премин од традиционална, реактивна, тест-базирана парадигма кон проактивна, контролна парадигма.
Предизвици на онлајн мониторинг на уреа
Фундаментални улоги на скробот во цврсти дозирани форми
Скроб како мултифункционален ексципиент
Скробот е природен, нетоксичен и економичен биополимер, еден од најчесто користените ексципиенси во цврсти дозирани форми како што се таблетите. Неговата разноврсност е клучна предност, што му овозможува да извршува повеќе функции во рамките на истата формулација, честопати дејствувајќи и како врзивно средство и како дезинтегрант при влажна гранулација.
Функционални својства на скробvaryврз основа на неговиот ботанички извор, како што се пченка, компир или сирак, што го диктира неговиот однос амилоза-амилопектин и грануларна морфологија. Овие вродени разлики значат дека скробот од различни извори не е заменлив. На пример, компировиот скроб обично има повисок вискозитет, додека пченкарниот скроб има свои специфични карактеристики на лепење. Разбирањето на овие својства специфични за изворот е клучно за развој на формулацијата.
Следната табела го сумира односот помеѓу различните извори на скроб и нивните функционални улоги:
| Извор на скроб | Типичен сооднос на амилоза/амилопектин | Клучни функционални својства | Физичко-хемиски карактеристики |
| Пченка | Приближно 27:73 | Врзувачко средство, дезинтегратор, полнач | Температура на желатинизација, среден вискозитет |
| Компир | Приближно 22:25 | Дезинтегратор, полнач | Ниска температура на желатинизација, висок вискозитет |
| Сирак | Приближно 19,2:80,8 | Врзувач, средство за распаѓање | Побрза дезинтеграција, повисоки стапки на растворање |
Имате прашања во врска со оптимизација на производствените процеси?
Механистичко објаснување на дејството на скробот
Скроб како врзивно средство: Критичноста на желатинизацијата
Скробот служи како ефикасно врзивно средство при влажна гранулација поради желатинизација, процес каде што топлината и водата неповратно ја нарушуваат неговата кристална структура. Нативниот скроб, кој не се раствора во ладна вода, бара овој чекор на готвење за да ги хидрира своите полимери на амилоза и амилопектин, овозможувајќи им ги врзувачките способности.
Високо разгранетата, дрвовидна структура на амилопектинот обезбедува бројни точки на прицврстување, овозможувајќи му ефикасно да ги држи честичките заедно. Во меѓувреме, амилозата, со својата линеарна структура, го зголемува вискозитетот и формира гел мрежа додека се лади, зајакнувајќи ја стабилноста на гранулите.
За да се поедностават индустриските процеси и да се елиминира потребата од готвење, развиени се прежелатинизирани скробови. Овие скробови, делумно или целосно желатинизирани, се раствораат во ладна вода и може да се додадат како сув прашок во формулациите. За време на гранулацијата, водата ги активира in-situ, поедноставувајќи го производството, а воедно обезбедувајќи силни врзувачки перформанси.
Скробот како распаѓач: оток и впивање
Скробот е класичен дезинтегрант, чиј примарен механизам на дејство е отекување. Кога таблетата ќе дојде во контакт со воден медиум, водата продира во порозната матрица на таблетата преку капиларно дејство (фитилирање). Гранулите од скроб ја апсорбираат водата и отекуваат до неколку пати поголем волумен од нивниот оригинален волумен. Внатрешниот притисок генериран од ова отекување е доволен за да ги надмине силите на врзување на таблетата и да предизвика таа да се распадне на помали фрагменти.
Ефективноста на скробот како дезинтегрант е под влијание на фактори како што се неговата концентрација, големината на честичките и применетата сила на компресија. Клучно откритие е дека иако отокот е доминантен механизам, други феномени, како што се одбивањето меѓу честичките и едноставното нарушување на водородните врски, исто така придонесуваат за дезинтеграција.
Предизвици во влажната гранулација of TabДозволува
Концентрација на скроб и содржина на влага
Флуктуациите во концентрацијата на скробната паста или содржината на влага во правната мешавина се главни „болни точки“ при влажна гранулација. Перформансите на скробот како врзивно средство во голема мера зависат од неговата подготовка. На пример, ако скробната паста е „недоволно сварена“, таа нема да функционира како ефикасен врзувачки полимер бидејќи нејзината кристална структура останува недопрена.
Улогата на влагата е комплексна. На ниски нивоа, водата може да дејствува како лубрикант, подобрувајќи ја проточноста. Меѓутоа, кога содржината на влага надминува критична точка, таа значително ја зголемува кохезијата меѓу честичките со формирање силни течни мостови, што ја намалува проточноста. Ова може да доведе до несоодветно и неконзистентно полнење на калапот за време на компресијата на таблетата, предизвикувајќи варијации во тежината на таблетата.
Оваа врска создава домино ефект. Лошата проточност поради флуктуациите на влагата не само што влијае на униформноста на тежината, туку влијае и на конзистентноста на силата на компресија, што доведува до поширока распределба на тврдоста и густината на таблетата, а на крајот влијае и на перформансите на растворање. Ова ја истакнува сложената врска помеѓу навидум неповрзаните атрибути на квалитетот.
Болни точки на процесот
Неточната концентрација на врзивно средство или недоволната активација на скробниот полимер може да доведе до слаби гранули и, следствено, „меки“ таблети кои се склони кон кршење и пукање. Спротивно на тоа, претерано високата концентрација на врзивно средство или прекумерната гранулација може да создаде премногу густи и тврди гранули, што може да доведе до дефекти како пукање и ламинација за време на компресијата на таблетата поради навлегување на воздух и недоволна пластична деформација.
Процесот на влажна гранулација е многу чувствителен на фактори како што се времето на влажно масирање и брзината на импелерот, што може да доведе до прекумерна гранулација и зголемена густина на гранулите. Ова е критичен предизвик.
Значајно набљудување е нелинеарната инверзна корелација помеѓу цврстината на гранулите и цврстината на истегнување на таблетата. Општата интуиција е дека посилните, погусти гранули - произведени, на пример, со гранулација со висок смолкнување - треба да дадат посилни таблети. Сепак, доказите сугерираат дека гранулите произведени со гранулација со висок смолкнување, иако се најгусти и најсилни, резултираат со таблети со најниска цврстина на истегнување. Ова не е едноставна контрадикција. Тоа сугерира дека иако интрагрануларното поврзување може да биде силно, меѓугрануларните врски формирани за време на компресијата на таблетите се слаби. Ова е затоа што густите гранули се помалку пластични и се деформираат помалку под компресија. Оваа намалена деформација ја минимизира контактната површина помеѓу гранулите и го ограничува формирањето на цврсти мостови, што резултира со механички слаба финална таблета и покрај цврстината на самите гранули. Така, контролирањето на крајната точка на гранулација не е за максимизирање на цврстината или густината на гранулите, туку за постигнување оптимална рамнотежа што обезбедува и добра проточност и соодветна компресибилност за да се произведе робусна финална таблета.
Влијание на концентрацијата на скроб врз атрибутите на квалитетот на финалниот производ
Тврдост и ронливост
Зголемувањето на концентрацијата на врзивно средство генерално резултира со таблети со поголема тврдост и помала ронливост. Скробот обезбедува умерени врзувачки својства во споредба со синтетичките полимери како PVP, обично давајќи помеки таблети, но со подобри карактеристики на распаѓање. Една студија за прежелатиниран пченкарен скроб покажа дека концентрацијата на врзивно средство од 3% до 9% е оптималниот опсег за постигнување на прифатливи физички својства.
Дезинтеграција и распаѓање
Постои јасна инверзна врска помеѓу концентрацијата на скробното врзивно средство и брзината на растворање на лекот. Како што се зголемува концентрацијата на врзивно средство, таблетите стануваат стврднати и нивното време на распаѓање се зголемува, што пак го одложува ослободувањето на активната фармацевтска состојка (API).
Овој забавувачки ефект на скробот врз растворањето може механистички да се објасни со формирање на „исцеден слој“. Кога таблета што содржи скроб е изложена на медиум за растворање, скробот на површината на таблетата отекува и формира вискозен, гел-сличен слој. Овој гел-слој во голема мера е лишен од API. Следствено, растворливата API од јадрото на таблетата мора да дифундира низ оваа вискозна, отечена матрица на скроб за да стигне до медиумот за растворање. Овој процес на дифузија е бавен чекор што ја ограничува брзината.
Дебелината и вискозноста на овој исплакнат слој се директно пропорционални на концентрацијата на скроб и неговиот степен на желатинизација. Затоа, неконзистентните својства или концентрација на скроб директно водат до варијабилни профили на растворање, што е критичен атрибут на квалитет (CQA) што влијае на биорасположивоста на лекот.
Дензифицирање на гранули и таблети
Клучните метрики за оценување на квалитетот на гранулите вклучуваат густина на волуменот, густина на набиена површина и индекс на компресибилност (CI). Студиите покажаа дека подолгото време на влажно масирање или поголемата брзина на работното коло ја зголемуваат густината на волуменот на гранулите поради поизразена консолидација.
Ова згуснување, додека ја подобрува проточноста, резултира со помал индекс на компресибилност, што значи дека гранулите се потешки за компресирање. Како резултат на тоа, конечната таблета може да биде послаба од очекуваното или да бара поголеми сили на компресија, што, пак, може да доведе до абење на опремата или проблеми како пукање на таблетите. Ова создава сложена повратна јамка каде што мала промена на процесот, како што е мало зголемување на концентрацијата на скроб, може да има значаен и непредвидлив ефект врз квалитетот на конечниот производ.
| Концентрација на скробно врзивно средство (% w/w) | Тврдост на таблетата (N) | Кршливост на таблетата (%) | Време на распаѓање (s) |
| 0% | Без врзивно средство | Н/А | Н/А |
| 3% | 20 – 30 | <1% | Не зависи од силата на компресија |
| 6% | 20 – 30 | <1% | Не зависи од силата на компресија |
| 9% | 20 – 30 | <1% | Не зависи од силата на компресија |
| 15% | 20 – 30 | <1% | Се зголемува со силата на компресија |
Забелешка: Вредностите на тврдоста се движат врз основа на податоци за специфична сила на компресија.
Императив за прецизно следење во реално време
Ограничувања на традиционалната контрола на квалитетот
Традиционалните методи за контрола на квалитетот, како што се анализата на сушени гранули или таблети надвор од линија или анализата во живо, се по својата природа реактивни. Тие се потпираат на земање примероци и тестирање што одземаат многу време, без да даваат повратни информации во реално време за тековниот процес. Ова временско задоцнување го оневозможува спречувањето на производството на несоодветни серии, што доведува до значителен материјален отпад и финансиски загуби.
Решение за следење на концентрацијата на скроб
Ултразвучни концентраториОдредување на концентрацијата или густината на течноста со мерење на брзината со која звучниот бран патува низ неа. Брзината на звукот е директна функција од физичките својства на течноста, вклучувајќи ја нејзината концентрација и температура.
Оваа технологија е добро прилагодена за фармацевтски процеси поради нејзините предности:
- Неинвазивно:Сензорот нема подвижни делови и може да се вметне во цевка или сад, обезбедувајќи мерења во реално време без нарушување на процесот.
- Непристрасен:Мерењето не е засегнато од бојата, бистрината или брзината на проток на течноста, што се вообичаени ограничувања на оптичките методи.
- Директни и механистички:Директно ја мери концентрацијата на скробната паста, клучен процесен параметар кој е причинско-последично поврзан со квалитетот на финалниот производ.
Позиција за инсталација на онлајн ултразвучниот мерач на концентрација
Инсталацијата се фокусира на фазата на подготовка и додавање на врзивно средство, што се случува веднаш по мешањето на сувиот прашок, но пред влажното масирање. Ова позиционирање овозможува проактивно прилагодување на концентрацијата и вискозитетот на скробната паста, справувајќи се со основната варијабилност во самото течно врзивно средство.It„s rекоммендеd до инсталлоn foловвинг поситиони:
Bсад за внатрешна подготовка: Ултразвучниот мерач е монтиран во линија на излезната цевка или јамката за рециркулација на садот за подготовка на врзивното средство. Ова поставување ја собира скробната паста.„концентрација за време на мешањето или хомогенизацијата, откривајќи недоследности поради варијабилност на скроб од серија до серија или грешки при подготовката.
Течност за внесување во гранулаторот: Ултразвучниот мерач е инсталиран во линија на цевката за напојување на врзивното средство (обично флексибилно црево или цевка од не'рѓосувачки челик) веднаш пред гранулаторот.„s отвор за додавање течност или склоп на млазница за прскање. Ова е поставено по пумпата за напојување, но пред цевката за прскање или рачката за дистрибуција во внатрешноста на садот на гранулаторот.
