Fatores a considerar durante o aumento de compactação de tablets - SCALE -UP(aumento de escala)                        Fonte: Natoli Engineering Company, Inc.

Por Kevin Queensen, Natoli Engineering

Dificuldade em mover uma formulação de uma prensa de P & D para uma prensa de produção não é uma questão incomum para os fabricantes de tablets. O desenvolvimento de uma formulação de dose sólida robusta que você pode ampliar para a produção comercial sem encontrar problemas de compactação é um desafio constante para qualquer empresa que fabrica tablets, seja farmacêutica, nutracêutica, veterinária ou industrial.

R & D vs. Produção Press

Durante o processo de P & D, os cientistas tipicamente usam uma prensa de pequena escala para estudar a capacidade de compactação e sensibilidade da taxa de deformação, incluindo a coleta de dados sobre como a formulação se comporta em relação às variações na força de compressão e tempo de permanência. Esses fatores afetam a espessura final, a densidade e a dureza (resistência à tração) do tablet e ajudam a determinar o perfil de compressão ideal.

Diferenças mecânicas e operacionais entre uma prensa de P & D e uma prensa de produção significam que a transferência de um produto para uma produção em escala completa nem sempre é bem-sucedida. Entre as diferenças entre P & D e prensas de produção estão o tamanho da torre, o diâmetro do círculo de passo da torre (PCD) e a velocidade da torre, que afetam o tempo de permanência e podem contribuir para mudanças nas condições de compressão durante o aumento de escala. Geralmente, as prensas de P & D incluem 10 a 16 estações, e as prensas de produção variam de 30 a 100 estações, o que representa uma variação significativa no PCD e o comprimento efetivo da abertura do alimentador.

Além disso, as diferenças operacionais entre P & D e prensas de produção podem afetar significativamente um ambiente de fabricação contínua que alimenta o pó a uma taxa específica, porque a capacidade de variar a velocidade da torre é severamente limitada. Embora o desenvolvimento de uma formulação em uma prensa de fabricação elimine os desafios associados ao aumento de escala, as prensas de manufatura usam uma grande quantidade de ingrediente farmacêutico ativo (API), o que é caro e impraticável.

Durante o desenvolvimento de tablets farmacêuticos, você deve realizar experimentos para coletar dados que caracterizem o desempenho da formulação e ajudar a entender as características de compactação e compactação antes do início da produção em larga escala. Mudanças em uma formulação pronta para produção devido a problemas de compactação são dispendiosas e demoradas, e os fabricantes dos EUA devem seguir as diretrizes de mudança de escala e pós-aprovação do FDA (SUPAC). Garantir que uma formulação funcione corretamente após o aumento de escala minimiza o risco de alterações pós-aprovação e os atrasos e custos associados.

Tempo de espera de compactação

Um fator crítico a considerar durante o aumento de escala de uma prensa de P & D para uma grande prensa de fabricação é o tempo de permanência da compactação - o tempo (expresso em milissegundos) durante o qual os punções atingem a penetração máxima na matriz sob os rolos de compressão principais e não se movem verticalmente .

O tempo de permanência é um fator que contribui para a força e a dureza do comprimido. Por causa das diferenças na velocidade da torre entre uma prensa de P & D e uma prensa de produção, o tempo de permanência que você teve em sua prensa de P & D pode ser difícil de replicar em uma prensa de produção. Os fabricantes de ferramentas podem projetar uma cabeça perfuradora plana para resolver essa diferença no tempo de espera. Uma cabeça mais longa e plana resulta em um tempo de permanência mais longo. Dependendo das características de deformação da formulação e da sensibilidade da taxa de deformação, você pode precisar de um tempo de permanência mais longo para produzir um comprimido robusto.

Estudos de taxa de estiramento ajudam a determinar se uma formulação produz um comprimido aceitável em várias velocidades de torre e tempos de permanência e pode revelar possíveis desafios de produção. Em vez de avaliar a resistência à tração do tablet em diferentes velocidades de torre, um estudo de taxa de deformação é uma abordagem mais escalável que normaliza para PCD de torre e diâmetro da cabeça do punção e avalia a resistência à tração do tablet em função do tempo de permanência. Você pode, com sucesso, compactar uma formulação durante a pesquisa e desenvolvimento, mas a produção pode ser um desafio se você não determinar a sensibilidade da taxa de deformação antes do aumento de escala.

Você pode estabelecer o tempo de permanência de produção ideal em uma pequena prensa rotativa de P & D usando punções com um tamanho menor que o normal da cabeça. Escolhendo cuidadosamente a cabeça plana e a velocidade da torre na prensa R & D de torre pequena, você pode determinar o tempo de espera adequado para uma prensa de escala de produção. Como muitos problemas de compactação estão relacionados ao tempo de permanência, o estabelecimento do melhor tempo de permanência na fabricação no início do processo pode ajudar a atenuar e resolver os problemas que os fabricantes de produtos farmacêuticos frequentemente negligenciam no estágio de desenvolvimento.

A utilização de perfis de cabeça diferentes proporciona a oportunidade única de determinar o tempo de permanência ideal para uma dada formulação ou produto. Os fabricantes de produtos farmacêuticos geralmente pensam que um tempo de permanência mais longo é benéfico para a solução de muitos problemas de compactação, como escolha, colagem e nivelamento. No entanto, estudos recentes mostraram que algumas formulações respondem negativamente a tempos de permanência mais longos. A Natoli Engineering publicará em breve mais informações sobre essa pesquisa, que a empresa realizou no Instituto Natoli da Universidade de Long Island.

A capacidade de atingir um tempo de permanência específico é inestimável para fabricação contínua porque, como uma prensa alimenta o pó a uma taxa específica, você tem pouca capacidade de ajustar a velocidade da torre para atingir o tempo de permanência ideal ou resolver problemas relacionados a defeitos. Alterando a configuração da cabeça da ferramenta, é possível determinar o perfil de compressão ideal para um produto, mantendo a velocidade da torre no requisito específico relativo à alimentação do pó e saída da mesa desejada.

Pesquisadores normalmente têm que comprar vários conjuntos diferentes de ferramentas com diferentes configurações de cabeçote perfurador para alterar o tempo de permanência em uma prensa de P & D. A Natoli oferece uma solução, o Quick-Release Tooling, que elimina o custo de comprar vários conjuntos de ferramentas, bem como o tempo e o trabalho necessários para remover e substituir vários conjuntos de ferramentas durante o processo de P & D. Esse ferramental permite que as equipes de P & D avaliem os tempos de espera em relação às velocidades da torre e aos perfis de cabeça plana, alterando rápida e facilmente as cabeças de perfuração, que são um componente crítico do tempo de permanência. Isso permite uma análise muito mais detalhada da compactabilidade de uma formulação, bem como uma maior capacidade de resolução de problemas nos primeiros estágios de desenvolvimento.

A Natoli fabrica ferramentas de compressão de comprimidos, prensas de comprimidos e peças de reposição para prensas de comprimidos.