Den farmasøytiske industrien har lånt prosessteknologi fra plastblanding for å danne en unik farmasøytisk blandingsmetode. På sin side kan vi lære mye av låntakerne. Interessant nok vil elever definitivt utvikle tidligere teknologier fra forskjellige perspektiver, som igjen vil danne ny inspirasjon for elever. For eksempel:
1. Farmasøytisk TSE legger mer vekt på forskrifter og veiledningsdokumenter, spesielt den dynamiske farmasøytiske produksjonspraksisen (cGMP) som brukes i farmasøytiske operasjoner, som kan gjøre produksjonen mer stabil, reproduserbar og mer effektiv. I dagens streben etter intelligent produksjon er disse normative tiltakene svært meningsfulle, fordi standardiserte operasjoner er grunnlaget og forutsetningen for intelligens.
2. Preferansen for visse typer TSE, slik som preferansen for motroterende sammengripende dobbeltskrueekstrudere, er et interessant fenomen som fortjener analyse.
3. Det er verdt å merke seg vektleggingen av visse plastiske TSE-teknologier. For eksempel, ved å revurdere funksjonen til sultefôring, kan vi kanskje lære av PP-fordamping og redusere lukt, og opplevelsen av å unngå overdreven skjæring i bakendens mating av prosessområdet er inspirerende for lysspredende plast .
Twin-screw ekstrudering har vært standardprosessen for plastblanding i flere tiår, men den har bare blitt akseptert av farmasøytisk industri de siste årene. Her er hva plastblandinger kan lære av vår lillebror, legemiddelprodusenten, for å hjelpe oss med å lage bedre og mer konsistente produkter.
Systemet bruker en dobbeltskrue-ekstruder for å produsere medisinleveringsprodukter. Dette ekstruderingsgranuleringssystemet med to skruer har et luftkjølt transportbånd og in-line tykkelsesbestemmelse for å produsere mikropartikler på omtrent 0,8 mm for fylling av mikrokapsler.
I mer enn 50 år har dobbelskrueekstrudering vært en veletablert teknologi for produksjon av plastblandinger. Før dobbeltskrue-ekstrudere (TSE) ble akseptert, var blandere og enkeltskrue-ekstrudere ofte det foretrukne blandingsutstyret for blandere. Men i dag er TSE det foretrukne valget for plastblanding på grunn av den stabile produksjonen av mange forskjellige formuleringer på samme ekstruder og dens selvrensende egenskaper.
I løpet av de siste tiårene har den farmasøytiske industrien også omfavnet dobbeltskrueekstrudere for produksjon av et mylder av legemidler og multifunksjonelt medisinsk utstyr. TSE brukes nå ofte til å blande aktive farmasøytiske ingredienser sammen med polymerer og hjelpestoffer, hvor polymerene og hjelpestoffene fungerer som linkere. Som i masterbatch-applikasjoner, brukes TSE som en kontinuerlig mikser for å produsere høykvalitets, konsistente doseringsformer for medikamentlevering, inkludert tabletter, implanterbare enheter, sårpleie og mange andre produkter. Bruksområdene spenner fra kontrollerte frigjøringssystemer til forbedring av oral biotilgjengelighet.
Det er ingen tvil om at farmasøytiske selskaper har høstet fordelene av 100 år med TSE-teknologiutvikling og prosessoptimalisering, inkludert industrielle prestasjoner og forskningsresultater innen plast. Men nå er det på tide at plastbedrifter følger i fotsporene til farmasøytiske selskaper og – i det minste noen ganger – implementerer den dynamiske gode produksjonspraksisen (cGMP) som brukes i farmasøytiske operasjoner for å sikre produksjonseffektivitet og skape bedre produkter.
Ledende utviklingsaktiviteter på slutten av 1980- og 1990-tallet resulterte i flere kommersielle medikamentleveringskomponenter som er avhengige av TSE. Drevet av FDAs prosessanalytiske teknologiaktiviteter, har bruken av dobbeltskrueekstrudere siden blitt akseptert av virkelig flertallet av farmasøytiske selskaper i verdensklasse.
Historisk sett har de fleste legemiddelleveringsformuleringer blitt produsert gjennom blandingsprosesser. FDAs PAT-aktivitet i 2004 gir legemiddelprodusenter et rammeverk for å veilede legemiddelutvikling, produksjon og kvalitetssikring gjennom online overvåking. Kort sagt oppfordrer PAT-aktiviteter sterkt til at nye agenter bør utvikles og produseres gjennom kontinuerlig prosessering med online overvåking av nøkkelparametere. Denne filen kunne ganske enkelt vært skrevet av en ekstruderleverandør.
Ekstrudere med to skruer behandler materiale i en kanal som er forbundet ved siden av skruen og tønneveggen, så det kalles en liten batch kontinuerlig blander. Motoren tilfører energi til prosessen, og blandingen utføres ved å rotere skruen. Prosesskontrollparametere inkluderer skruhastighet (rpm), matehastighet, temperatur langs fatet til dysen og eksosvakuum. Typiske parametere som overvåkes for in-line kvalitetsmåling inkluderer smeltetrykk, smeltetemperatur, motorstrøm og in-line IR-sensorer. Programmerbare logiske kontrollere (PLS) og berøringsskjerm-menneske-maskin-grensesnitt (HMI) er nå vanlig utstyr sammenlignet med de eldre isolerte kontrollene og instrumentavlesningene.
Den grunnleggende utformingen av en TSE for plast eller legemidler er den samme. Blandingsprinsippet og enhetsdriftssegmenteringen er i hovedsak det samme. TSE-behandlingsteknologier som er utprøvd i industrielle prosessanlegg kan ofte raskt implementeres i farmasøytiske prosesser - TSE-behandling er en klar gitt.
TSE bruker segmenterte gjenger satt sammen på skrueaksler med høyt dreiemoment. Tønnen er også modulær og integrert med innvendige boringer for fatkjøling. Den segmenterte skruen og tønnen, kombinert med de kontrollerte pumpe- og selvrensende egenskapene til de samroterende skruene, gjør at skrue-/tønnegeometrien kan tilpasses prosesseringsoppgaven. Det motroterende sammengripende dobbeltskruemønsteret brukes også til prosessering av PVC, masterbatcher og farmasøytiske blandingsapplikasjoner.
Sammenlignet med stort volum frem- og tilbakegående blandere, bidrar TSEs iboende høyintensitetsblanding og korttids masseutvekslingsegenskaper mellom skruene til effektive blandeoperasjoner. Innestengt luft, fuktighet og flyktige stoffer fjernes ved vakuumeksos under ekstruderingsprosessen. Den relativt korte oppholdstiden (1 sekund til 2 minutter) i TSE er fordelaktig for mange varme- og skjærfølsomme materialer, fordi TSE kan utformes for å begrense eksponeringen for høye temperaturer til bare noen få sekunder.
TSE bruker sultfôring, og produksjonshastigheten bestemmes av materen, som målte pellets, væsker, pulver og fibre til prosesseringsseksjonen. TSE skruehastighet er ikke avhengig av matehastighet, på grunn av optimal blandeeffektivitet. Som pigmenter krever noen APIer (aktive farmasøytiske ingredienser) dispersiv blanding i TSE, mens andre drar nytte av distributiv blanding. For eksempel kan et skjærfølsomt API eller pigment måles inn i bakenden av prosesseringsseksjonen for å unngå høy skjærstyrke under smelteforhold.
Samroterende TSE representerer for tiden 90 prosent av TSE som brukes til å produsere masterbatch-produkter. Interessant nok brukes en høy andel av motroterende sammengripende TSEer av farmasøytiske produsenter, kanskje fordi de ikke har en forhåndsinnstilt preferanse for samroterende tvillingskruer.
Et eksempel på en kritisk prosessparameter som overvåkes (avhengig av om det er en plastblanding, masterbatch eller formulering) er spesifikk energi (SE), som er definert som energitilførselen per masseenhet materiale som behandles. Hvis det er en plutselig endring i SE, betyr det at utstyr, prosessforhold eller råvarer har endret seg, og sluttproduktet kan bli annerledes.
SE beregnes som følger:
KW (sanntid)=kW (motoreffekt) X prosent dreiemoment XRPM (i drift) / maksimal RPMX0.97 (girkasseeffektivitet)
så:
Spesifikk energi=kW (sanntid) / ((kg/time))
enhet:
SE er merket som kW per kg/time
KW{{0}}kilowatt (motoreffekt i kW=HPX0.746)
prosent dreiemoment=Prosentandel av maksimalt tillatt dreiemomentbruk
RPM=Skruens rotasjonshastighet/minutt
Det er også mulig å lage en solid boks som overvåker og registrerer SE for enhver ekstruderingsprosess, men ofte nok er den uovervåket og det er verdt å spørre hvorfor den ikke blir overvåket.
For farmasøytiske applikasjoner ligner nedstrømssystemer også plast. Strand- og formflatepellets brukes til vannløselige farmasøytiske produkter. I tillegg til vann, glødes partiklene også på transportbåndet, eller transporteres og avkjøles i luft for å lette granuleringen. Mindre partikler kan brukes til direkte mikroinnkapslingsfylling, mens større partikler generelt males og komprimeres til tabletter. Laminerte systemer brukes til subkutane og uløselige filmapplikasjoner. Slangesystemer produserer antimikrobielle strukturer, mens koekstruderte stenger er integrert i prevensjonsutstyr (f.eks. vaginalringer). Slike applikasjoner er uendelige.
TSE-er brukt i et cGMP-miljø er generelt i samsvar med FDA del 11 av tittel 21 av Code of Federal Regulations (CFR) om elektroniske poster og elektroniske signaturer, som angir standardene for hvilke elektroniske poster skal være ærlige og pålitelige. I praksis krever del 11 at legemiddelprodusenter implementerer kontroller, revisjoner og systemvalidering av programvare og systemer som er involvert i behandling av elektroniske data. Parametrene som overvåkes må verifiseres og periodisk kalibreres - en god praksis for ekstruderingsinstallasjoner.
Protokoller må følges for å begrense tilgangen til systemet for autoriserte personer og for å utføre driftsverifisering, utstyrsverifisering, kontroll av systemdokumentasjon og en rekke andre instruksjonsdokumenter. Streng overholdelse av metoder for kopiering og oppbevaring av poster er en del av veiledningsdokumentet.
Enhetskvalifikasjonsdokumentasjon knyttet til installasjon i et miljø av farmasøytisk kvalitet må være mer forseggjort enn for en vanlig plastenhet. Installasjoner av farmasøytisk kvalitet tar måneder med tid og arbeid for å fullføre installasjonen og igangkjøringen av utstyr, og krever en detaljert prosjektspesifikk dokumentasjonspakke (FAT), installasjonskvalifikasjon (IQ) og operasjonskvalifisering (OQ).
Det finnes også cGMP-retningslinjer for rengjøring av TSE-systemer av farmasøytisk kvalitet. For eksempel må utstyr rengjøres med passende intervaller i henhold til dokumenterte prosedyrer som er spesifikke og detaljerte. Etter rengjøring er utstyret beskyttet mot forurensning inntil det tas i bruk, og rensligheten kontrolleres rett før bruk. Det skal føres journal og utstyrslogg over alle oppryddinger og inspeksjoner, og tiden mellom ferdigstillelse av bearbeiding og opprydding skal registreres. En lignende protokoll vil være til nytte for enhver plastbehandlingsoperasjon.
På grunn av de regulatoriske kravene som ligger i produksjonen av legemidler, krever alle aspekter knyttet til TSE-produksjonsenheten en mer strengt kontrollert og dokumentert tilnærming enn standardaktivitetene til plastindustrien.
Vårt forslag her er ikke at FDA-veiledning og forskrifter for farmasøytiske produkter kan brukes strengt på produksjon av plastblandinger, men at det kan være nyttig å revidere aktivitetene til farmasøytiske produksjonsselskaper og selektivt implementere de som er praktiske og nyttige. ting, som bidrar til å lage et mer stabilt og repeterbart produkt.
