Использование микронизации для уменьшения размеров АФИ

Микронизация может быть выполнена струйной либо бисерной мельницей
Перевод. Источник:
http://www.pharmtech.com/using-micronization-reduce-api-particle-size

Микронизация, которая уменьшает частицы до микрона или, в некоторых случаях, до нанометров (1/1000 микрона), может быть использована для улучшения биодоступности труднорастворимых АФИ через увеличение площади поверхности частицы и повышения скорости растворения. Микронизация также может быть использована для улучшения гомогенности состава и контроля размера частиц. Широкий диапазон типов лекарственных средств, включая твердые лекарственные формы, инъекционные, ингаляционные и офтальмологические препараты, могут извлечь пользу от процесса микронизации.
Микронизация наиболее часто используется для описания процессов, которые уменьшают размер частиц, используя гидроэнергию, такую как струйная мельница, вместо механических средств. Однако механическое уменьшение размера частиц с использованием бисерной мельницы также можно использовать для получения частиц размера микронов и нанометров.

Помол на струйной мельнице

При помоле на струйной мельнице не используются подвижные механические элементы, вместо них применяют газ, подаваемый под давлением для того, чтобы создать высокую скорость частиц и мощное динамическое взаимодействие между ними. После выхода из камеры струйной мельницы, технологический газ отделяется от твердых частиц циклонным фильтром. По сравнению с механическим измельчением, струйное измельчение уменьшает нагрев металла и, поскольку рабочая температура относительно постоянная, оно может использоваться для термочувствительных продуктов, объяснил Джованни Джьянола, управляющий директор компании FPS Food and Pharma Systems (FPS) на недавнем отраслевом семинаре (1).
Однако, помол на струйной мельнице имеет относительно низкую производительность, требует оборудования большого размера и высокие требования к источнику технологического газа, поэтому нужен высокий уровень технологических знаний для того, чтобы оптимизировать использование струйной мельницы.

Микронизация с использованием спирально-струйного измельчения была плохо понятным процессом типа «черного ящика», но понимание процесса растет, поскольку фармацевтические компании работают вместе с производителями оборудования, говорит Джьянола. Параметры включают в себя геометрию оборудования, температуру и характеристики измельчаемого продукта (например, влажность, плотность, примеси и распределение частиц по размеру), а также показатели давления и скорости подачи продукта (т.е. удельная энергия). Более глубокое понимание может привести к повышению производительности, например, распределению частиц по размерам и потреблению газа. Температурный контроль для применения в условиях низких температур также исследуется и осваивается, говорит Джьянола.

Желаемый размер частиц зависит от дозировки АФИ в конечном продукте, отмечает Брайан Лист, менеджер по продажам и маркетингу в компании Jet Pulverizer, с типичными размерами частиц AФИ в диапазоне 2-5 микронов. Минимальный размер частиц, который может быть получен с использованием струйной мельницы, зависит от хрупкости материала, объясняет Лист. Многие AФИ синтезируются или осаждаются в нанометровом масштабе, но агломерируются, а струйная мельница может быть применена для деагломерации этих AФИ до их первоначального размера нанометров.

Помол на струйной мельнице в условиях барьерной защиты

Из-за преобладания активных соединений, микронизация все чаще выполняется в условиях барьерной защиты. Мельница может быть помещена внутри барьерного изолятора для обработки сильнодействующих препаратов. Кроме того, струйные мельницы могут эксплуатироваться в стерильных условиях путем интеграции мельницы в изолятор или барьерную систему с ограниченным доступом (RABS) по мере необходимости, отмечает Джьянола.
Некоторые продукты не считаются активными, но все же требуют барьерной защиты, поскольку небольшие частицы, образованные вследствие процесса микронизации, могут попадать в окружающую среду и негативно воздействовать на здоровье и безопасность персонала, отмечает Майк Макдугал, директор по продажам и маркетингу компании Micron Technologies, который обеспечивает микронизацию и аналитические услуги фармацевтической промышленности. Компания имеет индивидуально-разработанные системы барьерной защиты, которые обеспечивают возможность измельчения на струйной мельнице больших объемов продукта в системе барьерной защиты.

Струйные мельницы могут быть спроектированы для обслуживания и использования без специальных инструментов и санитарно-зажимных соединений, чтобы обеспечить легкую сборку и разборку внутри glovebox. В недавно представленной спиральной струйной мельнице было уменьшено количество деталей для еще более простой сборки, говорит Лист (Профессионал фармацевтического дела, компании Jet Pulverizer). Данная мельница, которая была награждена одобрением USDA, также сводит к минимуму мертвые зоны, чтобы улучшить очищаемость, и содержит бесшовный инжектор подачи продукта.

Помол на бисерной мельнице

По словам Рэнди Смита, президента американской компании Netzsch Premier Technologies, в структурном подразделении «Измельчение и диспергирование», растет интерес к бисерному измельчению в качестве метода микронизации для фармацевтических препаратов. Бисерная мельница использует мокрое механическое измельчение для получения частиц размером до 200-400 нм в том, что можно назвать микронизацией или, возможно, более точно назвать «нанонизацией», поскольку оно относится к нанометровой шкале, говорит Смит. В смесителе бисерной мельницы помолочный бисер и смесительные элементы используются для уменьшения размера частиц AФИ с помощью ударной силы и силы трения. Продукт отделяется от бисера на выходе. Параметры процесса зависят от характеристик продукта (например, вязкость продукта, процентное содержание твердых веществ, добавки для предотвращения реагломерации), плотность и размер бисера, коэффициент заполнения бисера, скорость вала мешалки и скорость потока, объяснил Смит в презентации на недавнем отраслевом семинаре (2). Для конкретного состава параметры процесса и материал конструкции бисерной мельницы должны быть оптимизированы, поэтому существует достаточное усилие, созданное для микронизации, но не избыточная сила, которая могла бы изменить пропорции частиц или привести к предотвратимой опасности загрязнения, объяснил Смит.

Поскольку бисерное измельчение - это мокрый процесс, он исключает любые проблемы, связанные с пылью. Если требуется защитная оболочка, резервуар для смешивания массы может быть помещен в изолятор, и смесь может быть закачана в бисерную мельницу, которая находится вне изолятора, но сама является закрытой системой, объясняет Смит.

Информационные ресурсы:
1. Г. Джьянола, «Проектирование и применение микронизированных систем и инновационного оборудования», презентация «Достижения в фармацевтической переработке» (Сомерсет, Нью-Джерси, 2012 г.).
2. Р. Смит, «Микронизация активных фармацевтических ингредиентов по шкале нанометра», презентация «Достижения в фармацевтической переработке» (Сомерсет, Нью-Джерси, 2012 г.).