Por Bei Chen
O processamento de extrusão destina-se a fabricar continuamente produtos homogêneos e estruturados. Devido à sua imensa adaptabilidade, a extrusão tem sido amplamente utilizada em diversos campos. Está sendo adotado mais recentemente pela indústria farmacêutica em um ritmo sem precedentes para atender a várias necessidades de formulação e fabricação de medicamentos. O processo de extrusão de parafuso duplo pode ser usado não apenas para fabricar novos sistemas de administração de medicamentos, mas também para substituir processos de granulação em lote. Durante a extrusão, mistura (s) de pó ou mistura granular é compactada, forçada através de um orifício sob condições controladas e finalmente convertida em um produto com forma e densidade definidas. Comparado a um processo em lote tradicional,
Extrusão por fusão a quente
A HME evoluiu para uma tecnologia capacitadora
Como processo contínuo de fabricação, a extrusão foi cimentada na fabricação farmacêutica na década de 1980, com o lançamento no mercado do Verapamil de liberação sustentada, que contém ingrediente farmacêutico ativo cristalino (API) incorporado em polímeros. Após o lançamento do Verapamil, os pesquisadores se voltaram para a extrusão a quente (HME) como uma tecnologia eficaz para fabricar dispersões sólidas amorfas (ASDs) para compostos pouco solúveis. Durante o HME, uma mistura de pó consistindo em API e polímero cristalino é transformada em um extrudado, que contém API disperso molecularmente em uma matriz polimérica. O extrudado pode ser modelado diretamente ou subsequentemente convertido em grânulos ou pelotas para processamento a jusante. ASDs racionalmente projetados podem alcançar maior solubilidade aparente e biodisponibilidade aprimorada.
Como um processo contínuo, a extrusão é uma opção econômica e eficiente para reduzir o tempo de produção. Além disso, como o HME é uma tecnologia madura, também é mais escalável com controle de processo mais rígido. Em comparação com outras técnicas para fabricar ADSs, como a secagem por pulverização, o HME oferece grandes vantagens em termos de menor área ocupada e processo sem solvente.
A fabricação bem-sucedida de produtos ASD usando HME requer um entendimento completo das características da formulação, seleção adequada de equipamentos e caracterização abrangente de todas as etapas do processo de extrusão. Portanto, é sensato fazer parceria com uma experiente organização de manufatura contratada (CMO) para a entrega de um medicamento consistente e de alta qualidade para entrada oportuna no mercado.
A caracterização completa é essencial para um HME eficaz
Para que a HME atenda seu objetivo pretendido na fabricação de formulações de ASD, é essencial a caracterização detalhada de cada aspecto da formulação de ASD para garantir um processo robusto e a qualidade do produto. As propriedades físico-químicas da API, incluindo, entre outras, solubilidade, temperatura de fusão, estados sólidos, lipofilicidade e estabilidade devem ser bem caracterizadas. Atenção também deve ser dada à escolha do polímero e suas propriedades. Um polímero ideal deve demonstrar características químicas e físicas apropriadas, como propriedades de fluxo, compressibilidade e comportamento termoplástico, incluindo temperatura adequada de transição vítrea (Tg), propriedades reológicas e boa estabilidade térmica. Muitas vezes, um surfactante também é incorporado a uma formulação ASD para aumentar a carga do medicamento, aumentar ainda mais a taxa de dissolução, e facilitar o processo de extrusão, reduzindo a temperatura do processo. Como a separação de fases pode afetar significativamente a qualidade do produto HME, é extremamente importante qualificar a miscibilidade entre todos os componentes da formulação e controlar os níveis de impureza de todos os componentes da formulação.
A seleção de equipamentos e o design do processo também podem afetar significativamente a qualidade de um produto HME. Um dos aspectos mais desafiadores no desenvolvimento de um processo HME para a fabricação de um ASD é alcançar o equilíbrio entre obter um ASD uniforme, fornecendo mistura e dispersão suficientes, minimizando a degradação do medicamento e / ou polímero. Um projeto de extrusora de parafuso duplo é favorável para aplicações farmacêuticas devido à sua capacidade superior de mistura e menor tempo de permanência do material. Extrusão é uma operação de unidade integrada que consiste em diferentes zonas funcionais (por exemplo, transporte, mistura, fusão, desgaseificação, modelagem, etc.). A interação entre as propriedades do material e a energia aplicada em diferentes zonas da extrusora é bastante complicada e os controles relevantes precisam ser identificados e implementados. Parâmetros individuais do processo,
O Quality by Design (QbD) promove uma compreensão completa do produto e do processo de fabricação por meio de uma abordagem sistemática. Fundamentalmente, a qualidade do produto HME é determinada diretamente por parâmetros-chave independentes do sistema, incluindo energia específica, distribuição do tempo de residência e pressão. A implantação desses parâmetros de processo independentes da escala é uma maneira ideal de preencher a lacuna entre os atributos de qualidade e os parâmetros independentes do processo. O desenvolvimento do espaço de design em torno dos principais parâmetros do sistema garante a escalabilidade do processo e a flexibilidade de fabricação, mantendo os atributos críticos de qualidade. Além disso, a simulação de extrusão permite a ampliação do processo de maneira econômica, com alta confiança. A simulação de extrusão é particularmente útil quando a similaridade geométrica e as estratégias clássicas de aumento de escala não são aplicáveis.
Continuous Granulation
A granulação é um processo de formação / produção de materiais granulares a partir de substâncias sólidas em pó. O processo de granulação é amplamente utilizado na indústria farmacêutica para melhorar o fluxo, a densidade, a uniformidade e a compressibilidade do material para processamento a jusante. Os métodos de granulação podem ser categorizados em granulação úmida, granulação seca e granulação por fusão. A seleção de um método apropriado é orientada pela natureza dos materiais de entrada. A granulação por fusão depende da amálgama de um agente ligante com os materiais de entrada após o aquecimento. Em contraste, a granulação úmida usa líquido e um aglutinante para iniciar a formação de agregados. Na granulação a seco, as partículas primárias de pó são tipicamente agregadas por meio de compactação e densificação sob alta pressão. A granulação tradicionalmente tem sido um processo em lote. Contudo, A granulação contínua recebeu atenção crescente, pois oferece vantagens significativas em termos de melhoria da eficiência e redução de custos relacionados ao desenvolvimento, aumento de escala e produção comercial. A AbbVie demonstrou que a granulação contínua por extrusão é uma opção viável para a fabricação de uma variedade de produtos. A granulação por extrusão pode eliminar a operação da unidade de mistura intra-granulada, alimentando diretamente o ingrediente individual na extrusora, usando alimentadores de perda de peso. Com o design adequado do parafuso e a configuração do processo, a distribuição unimodal do tamanho de partícula dos grânulos pode ser alcançada sem um processo de fresamento, o que pode otimizar significativamente o processo. A mistura eficiente em uma extrusora também permite um produto uniforme com menos solução de ligante necessária para granulação úmida, o que reduz subsequentemente o tempo de secagem.
Extrusão oferece muitos benefícios
Amplamente reconhecida por sua capacidade de aprimorar as características de qualidade e processamento de um medicamento, a extrusão é um processo estabelecido para o desenvolvimento de medicamentos e a fabricação comercial. Se você deseja melhorar a biodisponibilidade, aumentar a solubilidade, mascarar um sabor desagradável, modular a liberação de medicamentos ou resolver problemas de estabilidade de medicamentos, a extrusão pode ser usada para cumprir esses objetivos e muito mais. Para discutir aplicações de extrusão ou saber mais sobre como o AbbVie CMO pode ajudar com seus esforços de desenvolvimento de medicamentos, entre em contato pelo telefone 1-847-938-8524 ou visite www.abbviecontractmfg.com
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