Технологии для нанесения Kollicoat® Smartseal 30 D на пеллеты

При выборе технологии покрытия необходимо учитывать многочисленные аспекты. Эффективность процесса, однородность состава наносимого покрытия и экономические аспекты чрезвычайно важны, но в то же время зависят от типа применяемого покрытия, особенно в случае нанесения функциональных и лекарственных оболочек.

Цель данного исследования заключалась в сравнении эффективности трёх различных технологий в процессе нанесения покрытия на пеллеты.

Материалы и методы

В качестве субстрата были использованы пеллеты (20 – 25 меш, Emilio Castelli) на основе сахарозы и микрокристаллической целлюлозы. Как индикатор был использован рибофлавин (BASF), нанесённый в виде водного раствора привитого сополимера поливинилового спирта и полиэтиленгликоля (Kollicoat® IR, BASF) в отношении 1:2, с общим содержанием сухого вещества, равным 15%.

Функциональное покрытие содержало сополимер метилметакрилата и 2-диэтиламиноэтилметакрилата (Kollicoat® Smartseal 30 D, BASF) [1]. Дополнительно в составе присутствовали (Таблица 1): бриллиантовый синий FD&C Blue No. 1 (BASF), ацетилтрибутилцитрат (АТБЦ, Jungbunzlauer), бутилгидрокситолуол (БГТ, Lanxess), докузат натрия (ДН, Cytec) и тальк (Merck). Содержание сухого вещества в рецептуре дисперсии на основе Kollicoat® Smartseal составило 20%.

Исследование было проведено с использованием трёх различных технологий покрытия: установки псевдоожиженного слоя (УПС) с нижним распылением (Ghibli Lab, Рис. 1), коутера с цельностенным котлом (КЦС) GS Evolution Lab (Рис. 2) и коутера с перфорированным котлом с щелевыми отверстиями и боковой продувкой (КП) Perfma Lab (Рис. 3). Последнее оборудование было снабжено котлом, специально разработанным для нанесения покрытия на небольшие субстраты, например, пеллеты. Стенки котла оснащены мелкими щелевыми отверстиями для продувки воздуха. Форма самого котла, перемешивающие рёбра и система распыления такие же, как и в стандартном оборудовании для нанесения покрытия на таблетки. Всё оборудование было предоставлено компанией IMA (Болонья). Процессы покрытия были осуществлены согласно схеме, указанной в Таблице 2.

Конкретное определение уровня покрытия в каждом случае было осуществлено с помощью фотометрического измерения количества рибофлавина или красителя FD&C Blue No. 1 [2, 3].

Тест на растворение был проведён в соответствии с методом USP2 (лопастная мешалка) с помощью аппарата ERWEKA и непрерывного УФ онлайн анализа (Agilent 8453). Для гарантирования вкусовой маскировки в полости рта в качестве среды растворения (pH 6.8) был использован фосфатный буфер (700 мл ±1%, 37°C ±0.5 K, n=13).

Результаты и обсуждение

В первую очередь, пеллеты были покрыты рибофлавином, действующим в качестве индикатора при тестировании функциональности оболочки (растворение). Во всех трёх коутерах одна и та же рецептура покрытия с одинаковым содержанием твёрдого вещества наносилась на пеллеты в течение пяти часов, с использованием оптимизированных условий для каждого процесса. С точки зрения прироста массы, отличные результаты были достигнуты в установке псевдоожиженного слоя. Однако, при использовании значения стандартного отклонения в качестве индикатора равномерности содержания, становится очевидно, что наилучшие результаты были получены в коутере с цельностенным барабаном, как результат более длительного процесса (Таблица 3).

При нанесении покрытия указанного состава на таблетки, для достижения необходимой функциональности его уровень должен составлять в среднем 3.5 мг/см2 [4]. При нанесении аналогичного покрытия на пеллеты полная функциональность была достигнута во всех установках при значительно более низком уровне покрытия. Причина этого, наиболее вероятно, заключалась в отсутствии критичного края между ободком и фаской, неизбежно присутствующего в случае таблеток. Сферическая форма пеллет позволяет избежать таких критичных областей.

Пеллеты, обработанные в установке псевдоожиженного слоя, практически не были подвержены никакому механическому воздействию. Присутствие воздушного слоя, помимо смягчающего эффекта, также гарантировало эффективную сушку благодаря максимальному доступу ко всей поверхности продукта. Как результат, покрытые ядра обладают гладкой оболочкой (Рис. 4), полностью эффективной даже при более низком уровне покрытия (Рис. 7). Более существенное механическое воздействие на ядра наблюдалось в обоих котлах, что привело к образованию более неровной поверхности пеллет (Рис. 5, Рис. 6). Функциональность оболочки была достигнута при схожих уровнях покрытия в обоих коутерах. Единственное различие было найдено с точки зрения продолжительности процесса, обусловленное разницей в объеме входящего воздуха.

Заключение

Применение установки псевдоожиженного слоя позволило значительно сократить длительность процесса. Нанесение покрытия было осуществлено быстро и однородно благодаря более высокой эффективности смешивания и сушки, характерной для псевдоожиженного слоя.

С другой стороны, преимущество обоих котлов заключается в более компактных размерах. Крупные партии материала могут быть обработаны в оборудовании меньших размеров и с упрощённым доступом. В свою очередь, неизбежное механическое воздействие на продукт диктует необходимость увеличения уровня покрытия.

Перфорированный котёл с боковой продувкой позволяет увеличить количество поступаемого воздуха и, как следствие, производительность распыления. С другой стороны, цельностенный котёл предоставляет более широкий выбор возможных процессов (например, нанесение покрытия на таблетки, нанесение порошков). За гибкость в использовании приходится платить сокращением количества поступающего воздуха, что увеличивает длительность процесса, но также даёт преимущество более высокой однородности нанесения покрытия.

Список литературы

[1] Kolter, K.; Guth, F.; Angel, M.; Physicochemical characteristics of a new aqueous polymer; AAPS Annual Meeting, November 14 – 18, 2010; New Orleans (LA), U.S.A.
[2] Agnese, Th.; Cech, Th.; Guth, F.; Developing a photometric method to determine the amount of flm-coating material applied onto individual tablet cores; 3rd PharmSciFair; June 13 – 17, 2011; Prague, Czech Republic
[3] Agnese, Th.; Cech, Th.; Cembali, F.; Funaro, C.; Geiselhart, V.; Mondelli, G.; Evaluating different methods to determine the amount of applied coating material onto a tablet; 3rd PharmSciFair; June 13 – 17, 2011; Prague, Czech Republic
[4] Agnese, Th.; Cech, Th.; Cembali, F.; Funaro, C.; Mistry, M.; Mondelli, G.; Determining the minimum amount of functional coat to be applied to gain taste masking functionality and investigating whether shape or scale is influencing the results; 3rd PharmSciFair; June 13 – 17, 2011; Prague, Czech Republic.

Авторы материала:
Торстен Агнезе, Флориан Банг, Торстен Цех — Европейская фармацевтическая прикладная лаборатория BASF SE, Людвигсхафен, Германия
Фьоренцо Чембали, Джузи Монделли,Катерина Фунаро — Лаборатория разработки производственных процессов, Solid Dose Division, IMA S.p.A., Болонья, Италия