Tim Freeman“粉體流動”專欄 | 應(yīng)用于濕法制粒的粉體表征技術(shù)

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作者：Tim Freeman 來源：CPhI制藥在線

2018-03-09

濕法制粒是制藥行業(yè)內(nèi)的一項(xiàng)常規(guī)的單元操作，也是壓片前一道常見的工序。它通常分批運(yùn)行，終點(diǎn)檢測是一個重要問題。在這方面，動態(tài)粉體流變性具有久經(jīng)驗(yàn)證的益處。

濕法制粒是制藥行業(yè)內(nèi)的一項(xiàng)常規(guī)的單元操作，也是壓片前一道常見的工序。它通常分批運(yùn)行，終點(diǎn)檢測是一個重要問題。在這方面，動態(tài)粉體流變性具有久經(jīng)驗(yàn)證的益處。通過使用一種與規(guī)模無關(guān)的特性，靈敏地檢測從濕團(tuán)到顆粒的轉(zhuǎn)變，這種強(qiáng)大的分析技術(shù)能夠加速生產(chǎn)規(guī)格擴(kuò)大的進(jìn)程，并長期改進(jìn)生產(chǎn)。

高剪切混合器易于成為濕法制粒的首選。干燥成分初混后，添加溶液潤濕混合物，促進(jìn)成粒至理想的終點(diǎn)。通過改變制粒溶液的添加量、添加速率、處理時間和葉輪轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)控制。

濕法制粒工藝

圖1 - 濕法制粒工藝

兩個主要的問題使得工藝的開發(fā)復(fù)雜化。首先，濕法制粒通常是一個中間步驟，因此，確定終點(diǎn)通常涉及處理許多個批次，一直到加工出最終產(chǎn)品。如果離開造粒機(jī)的樣品，其處理過程中的性能無法與易于測量的顆粒特性相關(guān)聯(lián)，探索這個問題可能是一個很長的過程，但卻至關(guān)重要。

其次，用于控制濕法制粒的過程變量不會與批次規(guī)格呈線性關(guān)系。例如，為了達(dá)到相同的終點(diǎn)，大規(guī)模生產(chǎn)可能需要添加27%的水，而不是小試工藝中所需的24%。由于上述兩種原因，在整個研發(fā)周期中擁有以及使用制粒終點(diǎn)的直接量度方式都是有利的。

基本流動能 (BFE) 是一種使用粉體流變儀測量的動態(tài)粉體特性。在濕法制粒過程中監(jiān)控BFE可對工藝進(jìn)行有效追蹤。制粒溶液濃度較低時，BFE幾乎保持不變，但是，隨著水分增加，將觀察到BFE急劇增加。對此突增點(diǎn)周圍提取樣品所做圖像分析，可確認(rèn)急劇增加直接對應(yīng)從濕團(tuán)到顆粒的轉(zhuǎn)變。在這個最關(guān)鍵的工藝部分，BFE急速增加使其變得極為敏感，從而提供了精準(zhǔn)地確定終點(diǎn)的機(jī)會。

對于新的濕法制粒工藝，BFE監(jiān)控將快速識別相關(guān)的工藝范圍。精確地設(shè)定目標(biāo)的BFE范圍以獲得的顆粒，根據(jù)這一范圍處理不同條件下的多個批次。該過程將的顆粒與BFE值相關(guān)聯(lián)，而不是與一組工藝條件相關(guān)聯(lián)，從而定義一種與規(guī)模無關(guān)的關(guān)系。因此，對于每種處方，只需確定一次BFE與最終產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系，無需針對每種規(guī)模單獨(dú)確定。

該BFE為所有后續(xù)開發(fā)工作提供制粒終點(diǎn)提供一種直接量度的手段。隨著工藝的不斷商業(yè)化，每個階段都可相對快速地建立新的條件，以達(dá)到目標(biāo)的BFE值。此外，長期促使工藝達(dá)到BFE終點(diǎn)，而不是以預(yù)設(shè)參數(shù)運(yùn)行，引入自適應(yīng)控制的可能性，從而使操作人員能夠控制變量，即使在供料變化時也能保持穩(wěn)定的輸出。這樣，采用粉體流變學(xué)不僅有助于更快地開發(fā)的制粒工藝，而且在產(chǎn)品的整個生命期間中都能更加靈活、高效地生產(chǎn)。

作者簡介:

Tim Freeman，富瑞曼科技有限公司總經(jīng)理

Tim Freeman是粉體表征公司富瑞曼科技有限公司的總經(jīng)理，他自20世紀(jì)90年代末便效力于該公司。他在FT4粉體流變儀®和通用型粉體測試儀的設(shè)計(jì)和持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。Tim與各專業(yè)機(jī)構(gòu)合作并參與行業(yè)活動，對促進(jìn)粉體加工領(lǐng)域的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。

Tim擁有英國薩塞克斯大學(xué)的機(jī)電一體化學(xué)位。他是美國結(jié)構(gòu)化有機(jī)微粒系統(tǒng)工程研究中心 (Engineering Research Center for Structured Organic Particulate Systems) 許多項(xiàng)目組的導(dǎo)師，并經(jīng)常組織粉體表征和加工領(lǐng)域的行業(yè)會議。作為美國藥學(xué)科學(xué)家協(xié)會 (AAPS) 的"過程分析技術(shù)"焦點(diǎn)小組的前任主席，Tim是制藥技術(shù)編輯顧問委員會的成員，以及《歐洲藥物評論》雜志的行業(yè)專家組成員。Tim還是化學(xué)工程師學(xué)會"顆粒技術(shù)"特別興趣小組的委員會成員、ASTM負(fù)責(zé)粉體和散裝固體的特性和處理的D18.24小組委員會副主席，以及美國藥典 (USP) 通論-物理分析專家委員會 (GC-PA EC) 的成員。

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