iSpray: system do efektywnego napylania środka poślizgowego na tabletki

Trudnym wyzwaniem w procesie wydajnego tabletkowania formulacji zawierających substancje aktywne, jest ich tendencja do podklejania się do powierzchni narzędzi podczas zgniatania. Przyklejanie produktu do stempli lub otworów matrycowych może powodować utratę masy tabletki oraz prowadzić do kosztownych problemów produkcyjnych, takich jak przerwy w ciągłości produkcji i nadmierne zużycie części formatowych.

Wewnętrzna czy zewnętrzna metoda dodawania środka poślizgowego

Dodatek środka poślizgowego został powszechnie uznany za efektywny sposób do rozwiązywania problemów z podklejaniem, głównie dzięki dwóm podejściom które zyskują na popularności: dodanie środka poślizgowego do mieszanki (wewnętrzne dodawanie środka poślizgowego) i napylania środka poślizgowego na kluczowe części w tabletkarce w kontakcie z produktem (zewnętrzna metoda dodawania środka poślizgowego).

Istnieją znaczące różnice zarówno pomiędzy procedurami dodawania środka poślizgowego, jak i w otrzymywanych rezultatach, a także rodzajach środka poślizgowego w przypadku obu metod. Jednym z najbardziej popularnych substancji wykorzystywanych jako środek poślizgowy, które zostały zatwierdzone przez FDA(Food and Drug Administration) jest stearynian magnezu. Jednakże ze względu na jego proces produkcji, może on zawierać różne zanieczyszczenia, które często powodują niezgodności z substancjami aktywnymi. Alternatywnymi środkami poślizgowymi są również: kwas stearynowy, SSF (fumaran stearylu sodu) oraz wosk karnauba, które stanowią opcje alternatywne, w przypadku gdy zastosowanie stearynianu magnezu nie jest możliwe.

Istnieje wiele czynników które należy rozważyć w procesie wyboru właściwego środka poślizgowego dla danej formulacji, w tym między innymi: niską wytrzymałość na ścinanie, zdolność do tworzenia trwałej warstwy pokrywającej powierzchnię /cząsteczki, nietoksyczność, chemiczną kompatybilność z substancją aktywną i innymi składnikami formulacji, niską różnorodność między partii oraz minimalny niekorzystny wpływ na działanie gotowych postaci produktu.

Kluczowe uwagi w przypadku wewnętrznego dodawania środka poślizgowego

• Reaktywność z niektórymi substancjami aktywnymi. Podczas analizy wpływu stearynianu magnezu na stabilność chemiczną API należy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym potencjalne interakcje z zanieczyszczeniami (np. MgO), degradację hydrolityczną przy zasadowym pH, utlenianie, degradację za pośrednictwem jonów metali i reakcję z aminami.
• Hydrofobowość oraz wpływ na rozpad i rozpuszczalność: spada twardość tabletk i utrudnione jest jej rozpuszczanie.
• Wpływa na wytrzymałość mechaniczną tabletki oraz frakcję stałą.
• Wymieszana formulacja może nie być jednorodna, co będzie prowadziło do zmian w składzie tabletki.
• Negatywny wpływ na sypkość mieszaniny.
• Serie mogą nie być jednorodne.
• Tworzenie się powłoki na tabletkach musujących
• Poziom nawodnienia stearynianu magnezu może fluktuować wraz z wilgotnością i temperaturą, a jego skuteczność smarowania zmienia się w zależności od jego składu. Aby wykryć zmianę składu podczas produkcji, należy zastosować podczerwień i inne metody termiczne do monitorowania zmienności poziomu nawodnienia.

Proces zewnętrznego dodawania środka poślizgowego

W nawiązaniu do literatury naukowej, zewnętrzny system napylania środka poślizgowego zapewnia szereg korzyści zarówno dla produktu końcowego, jak również dla tabletkarki:

• Lepsze właściwości tabletek: zewnętrzne podawanie środka poślizgowego zwiększa wytrzymałość tabletki o 40% bez wydłużania czasu rozpadu,
• Tabletki wytwarzane z wykorzystaniem zewnętrznego systemu do napylania środka poślizgowego mają wyższą twardość i lepsze właściwości rozpuszczania niż tabletki wytwarzane w wyniku wewnętrznego dodawaniu lubrykantu, dzięki niewielkiej ilości napylanego środka,
• Dobra rozpuszczalność tabletek,
• Poprawa jednorodności kolejnych partii produkcyjnych,
• Siła adhezji warstwy wierzchniej nie traci swoich właściwości przy wykorzystaniu zewnętrznego systemu smarowania,
• Zużycie mniejszej ilości środka poślizgowego w porównaniu z wewnętrzną lubrykacją,
• Brak konieczności wymieszania środka poślizgowego skraca czas i zmniejsza nakłady konieczne do przygotowania mieszaniny,
• W przypadku istniejących produktów higroskopijnych lub musujących, zewnętrzne podawanie środka poślizgowego pomaga zredukować tarcie ścianek matrycy podczas wyrzucania tabletki i obniżyć tarcie na powierzchni stempla, a także pomaga uniknąć problemów z wieczkowaniem oraz podklejaniem tabletek,
• Lubrykacja zapewnia dodatkową korzyść w postaci zmniejszenia zużycia stempli, matryc oraz krzywek.
• Ilość napylanego środka poślizgowego może zostać precyzyjnie zmierzona i zwalidowana, co pozwala producentom tabletek na pozostanie poniżej progu umieszczenia lubrykantu jako składnika, zgodnie z wymogami FDA i Farmakopei Europejskiej.

Ponad 20 lat doświadczenia w branży farmaceutycznej

Pharma Technology w ostatnim czasie zaprezentowała przełomowy system iSpray – zewnętrzny system podawania środka poślizgowego, który w sposób ciągły napyla lubrykant w postaci proszku na powierzchnię roboczą stempli oraz wewnętrzne ścianki matryc. System dostarcza stałą i możliwą do weryfikacji ilość środka poślizgowego, w celu zwiększenia jakości produktu i wydajności tabletkarki. Nadmiar lubrykantu jest eliminowany przez otwór w dyszy natryskowej podłączony do systemu odsysania próżniowego, a odciągnięty środek poślizgowy jest gromadzony w demontowalnym zbiorniku. Zaprezentowany system umożliwia nakładanie stałej ilości lubrykantu na tabletki w ciągu całej partii produkcyjnej, oraz pomiędzy kolejnymi partiami produktów. Pozwala to przeprowadzić szczegółową weryfikację i walidację ilości napylanego środka.

Kluczowe zalety:

• Zwiększenie prędkości produkcji i jakości produktu
• Nadmiar środka poślizgowego jest odciągany, co ogranicza zanieczyszczenie wnętrza tabletkarki i pozwala na dłuższą pracę bez czyszczenia
• Stabilna ilość środka poślizgowego na każdej tabletce w partii

Wyniki testów

Testy systemu iSpray z wykorzystaniem stearynianu magnezu ukazują różne aspekty procesu, podkreślając kilka zalet pod względem wydajności urządzenia oraz optymalizacji zasobów.

Jednym z kluczowych celów testu było zweryfikowanie ilości napylanego stearynianu magnezu na tabletkach podczas 4 godzinnej próby. W tym celu wykorzystano technologię AAS – spektrometrię absorpcji atomowej, w celu określenia dokładnej ilości środka poślizgowego na tabletkach. Próbki były pobierane co 30 minut testu, a poniższy wykres prezentuje stabilność dozowania podczas jednej partii produkcji przy średniej dawce środka poślizgowego wynoszącej 0,022% masy tabletki (patrz Wykres 1).

Ponadto, podczas testu tabletkarka była wyposażone w czujnik siły wyrzutu tabletek, w celu ewaluacji wpływu napylania środka poślizgowego przez iSpray na wartość siły.

Jak wynika z poniższej tabeli, wraz ze spadkiem prędkości dozowania produkt silniej przywiera do oprzyrządowania, a zatem siła wyrzutu wzrasta (patrz Tabela 1 i Wykres 2).

Co więcej, jednostka odpylająca potwierdziła swoją skuteczność w utrzymaniu czystości tabletkarki po partii produkcyjnej. W gruncie rzeczy, celem testu było określenie ilości środka poślizgowego odciąganego z powrotem przed dyszę iSpray oraz ilości rezydualnej, czyli ilości lubrykantu pozostającego w tabletkarce po procesie produkcyjnym.

Test został przeprowadzony dla 3 różnych wydajnościach dozowania: 2, 4 oraz 6.5 g/min, a dla każdej wydajności przeprowadzono kalibrację przed rozpoczęciem testu, w celu ustalenia właściwej prędkości podajnika dla żądanej ilości natryskiwanego środka poślizgowego. (Patrz Tabela 2).

Testy potwierdziły, że ilość środka poślizgowego odciągana z powrotem przed dyszę iSpray wynosi ponad 90% (wartość wyższa dla niższych wydajności napylania), a ponadto jego dokładna ilość jest zależna od wydajności napylania. Zasadnym jest, że im więcej środka jest natryskiwane, tym stosunkowo mniej może zostać odciągniętego. W rzeczywistych warunkach produkcyjnych wyniki mogą się nieznacznie różnić ze względu na zaburzenia takie jak: wpływ prędkości stołu obrotowego, wpływ oprzyrządowania itp.

Analiza wyników pozwala śmiało stwierdzić, że iSpray wyznaczył nową ścieżkę w procesie produkcji tabletek, rozwiązując największe wyzwania pod względem zarówno jakości produktu jak i wydajności produkcji. Jest to zdecydowany krok naprzód względem wszelkich istniejących zewnętrznych układów napylania środka poślizgowego.

Więcej informacji na pharmatec.be oraz u oficjalnego dystrybutora na rynku polskim:

Trade & Consult Ltd. Sp. z o.o.
Nowa 6
05-500 Stara Iwiczna
Tel.: +48 22 250 39 54
e-mail: info@tradeconsult.pl
www.tradeconsult.pl

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Farmaceutycznego" 3/2020