Критически важные этапы производства таблеточных форм

Процесс производства таблеток сопряжен со многими трудностями, однако они по-прежнему остаются приоритетной лекарственной формой. Прессование порошковой массы в единый плотный продукт – это наука, которую необходимо изучать и понимать для обеспечения успешного производственного процесса. Для потребителей таблетки являются самой простой и удобной лекарственной формой. При условии правильного развития производство таблетированных фармацевтических препаратов демонстрирует куда более высокие показатели в сравнении с другими лекарственными формами.

Процесс фармацевтической разработки таблетированных лекарственных средств считается одним из решающих этапов, для которых необходимо соответствующее оборудование и инструментарий. Именно они позволяют минимизировать проблемы, связанные с промышленным выпуском препаратов и производственными условиями. Подход «качество через разработку» требует четкой характеризации и точного понимания свойств и ограничений конкретного продукта и процесса его производства.

С точки зрения производства таблеток крайне важно заблаговременно изучить свойства материалов. Это относится к активным фармацевтическим ингредиентам, вспомогательным веществам, связывающим веществам и смесям для формования. В список наиболее серьезных проблем, возникающих на начальных этапах производства таблеток, входит высокая стоимость и ограниченное количество материалов, которые можно использовать для лабораторных экспериментов и для дальнейшего масштабирования процесса. Крайне важным моментом для экономически эффективного производства таблеток является применение систем, позволяющих максимально снизить потери материалов благодаря характеризации порошков, например, однопозиционные прессы для таблеток, симуляторы и эмуляторы сжатия.

Стадия, предшествующая разработке лекарственной формы

На данном этапе выявляются физико-механические свойства АФИ. Зачастую АФИ не обладают хорошей прессуемостью, которая необходима для производства плотного спрессованного продукта. По этой причине в процессе получения лекарственного препарата необходимо использование соответствующих вспомогательных веществ. К наиболее значимым характеристикам таких веществ относятся деформируемость, уплотняемость, усилие выталкивания и склеиваемость.

Прессы для таблеток, симуляторы и эмуляторы сжатия – это эффективные инструменты, которые могут помочь при выявлении физико-механических свойств вашего АФИ. Данные системы могут предоставить полную информацию о процессе таблетирования по одной единственной таблетке. При этом им потребуется буквально несколько миллиграммов материала. Добавим, что вы можете установить датчик линейного смещения, который обеспечивает измерение толщины продукта в режиме реального времени, позволяя фиксировать смещение пуансона для изготовления таблеток наряду с уровнем силы сжатия, направленной на объект прессования. Это способствует пониманию следующих фактов:

  • Уплотнения частиц в процессе прессования
  • Момента появления пластичности
  • Взаимодействия между частицами
  • энергии упругой деформации или работы, которая необходима для производства таблетки, и оставшейся работы после явления декомпрессии.

К другим полезным измерениям относится определение верхнего и нижнего значений усилия сжатия, силы выталкивания, остаточное и максимальное усилие пресс-инструмента, а также степень адгезии пуансона/усилие подъема.

Прессы для таблеток представляют собой экономически эффективное решение для проведения вышеописанных измерений, однако они не способны смоделировать явление компрессии, которое наблюдается при использовании высокопроизводительного таблеточного пресса. Материалы, подвергающиеся сжатию на низкой скорости, имеют больше времени на затвердевание частиц и увеличенное время покоя, период между приложением максимального усилия и периодом покоя при декомпрессии. Это может привести к получению более плотного спрессованного продукта в сравнении с технологией производства, при которой прессы для таблетирования работают на высоких скоростях и имеют короткий период покоя, что приводит к недостаточной прочности таблетки, образованию пустот или расслоению.

Кроме того, большинство одиночных таблеточных прессов предназначается для однонаправленного прессования: порошок прессуется между верхним и нижним пуансонами, причем усилие сжатия создается верхним пуансоном. Стандартный промышленный пресс для производства таблетированных форм оснащается верхним и нижним прижимными роликами, и оба пуансона ударяют по штампу для прессования таблеток. Несмотря на данное ограничение, цикл однонаправленного прессования может предоставить полезные данные при условии, что вы фиксируете силу как верхнего, так и нижнего пуансонов.

Симулятор прессования – это высокотехнологичный однопозиционный пресс для изготовления таблетированных форм, разработанный для имитации разнонаправленного прессования, которое производится в высокоскоростных роторных прессах. Как правило, такие установки имеют гидравлический или электрический привод. Они полностью оснащаются контрольно-измерительной аппаратурой, в том числе для контроля над движением пуансона.

Эмулятор прессования также представляет собой высокотехнологичный пресс, разработанный для имитации двойного прессования, которое осуществляется в высокоскоростных роторных установках. Эмулятор прессования оснащен механическим приводом. Он имеет дизайн стандартного роторного пресса, в котором верхний и нижний пуансоны проталкиваются между системой прижимных роликов.

Тип пуансона, а также профили головки и прижимных роликов можно с легкостью изменить для воссоздания промышленной таблетировочной машины, которая используется в производственном процессе. Кроме того, эмулятор прессования спроектирован таким образом, чтобы линейная платформа позволяла пуансонам и штампу перемещаться через узел наполнения, дозирующую ячейку и прижимные ролики, а пользователь мог регулировать угол извлечения.

Рабочая кривая или кривая «сила – смещение» позволяет измерить толщину таблетки в реальном времени при одиночном прессовании. Когда сжимающее усилие увеличивается, толщина таблетки уменьшается; участок ниже кривой отражает количество работы/энергии, оставшееся в таблетке. Данная информация отображает также упругое восстановление материала. В нашем примере упругое восстановление составляет 20,5%.

Участок Геккеля демонстрирует линейную связь между относительной пористостью порошка и приложенным усилием сжатия.

Наклон линейной регрессии представляет собой константу Геккеля – минимальное усилие сжатия, которое требуется для деформации материала, находящегося под воздействием сжимающих сил. В нашем примере предельное давление или константа Геккеля составляет 28 МПа.

В условиях высокой стоимости АФИ и вспомогательных веществ применение систем, позволяющих минимизировать потери материалов, как, например, однопозиционный таблеточный пресс, а также симуляторы и эмуляторы прессования, приобретают особую ценность.

Материал предоставлен компанией Natoli