Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) diretamente compressível para apoiar a fabricação contínua
Este trabalho foi realizado para avaliar um novo excipiente hidroxipropilmetilcelulose utilizado na fabricação de comprimidos de matriz hidrofílica para liberação controlada oral. Este material foi coprocessado com uma pequena quantidade de dióxido de silício para fornecer melhorias em relação ao material padrão e mostrou ter melhor fluxo, compactabilidade e menos carga triboelétrica, demonstrando um desempenho aprimorado em um alimentador de perda de peso. Como resultado, este material é preferido para uso na fabricação contínua por meio de compressão direta, o que seria problemático para o tipo padrão. Finalmente, foi desenvolvida uma metodologia para calibrar as propriedades do material para uma simulação computacional do alimentador por perda de peso usando o método dos elementos discretos que mostrou ter boa correlação com os resultados experimentais.
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ou continue lendo aqui : Allenspach, Carl. Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) diretamente compressível para apoiar a fabricação contínua . Obtido em https://doi.org/doi:10.7282/t3-evex-3w38
Introdução
Hidroxipropilmetilcelulose ( HPMC, hipromelose) é frequentemente utilizada para criar comprimidos de matriz hidrofílica para formas de dosagem de liberação modificada. A popularidade desses comprimidos deve-se à sua formulação simples, bom perfil de segurança, perfis de liberação reproduzíveis, aceitabilidade global e eficácia de custo, juntamente com mecanismos de difusão e erosão bem conhecidos. Os pacientes têm se beneficiado de formas de dosagem de liberação controlada, reduzindo a frequência de dosagem necessária, uma vez que o medicamento é liberado ao longo do tempo, o que também melhora a adesão do paciente, levando a medicamentos mais eficazes. Um benefício clínico com as formas de dosagem de liberação prolongada é a redução das concentrações plasmáticas máximas que podem permitir doses mais altas e exposição sustentada, minimizando os eventos adversos de segurança em comparação com a liberação imediata.
HPMC tem uma longa história de uso em comprimidos de liberação modificada por quase 60 anos, com pesquisas significativas ocorrendo no início. Um dos maiores desafios com HPMC quando usado sem ser granulado é o fluxo pobre devido à longa morfologia de partícula semelhante a fibra. O fluxo pobre de HPMC afeta negativamente a carga de materiais, alimentação de perda em peso (LIW), mistura e variabilidade de peso de compressão. Os avanços recentes da ciência de materiais para HPMC resultaram em materiais coprocessados que melhoraram o fluxo e a compactabilidade. Esses materiais de compressão direta (DC) HPMC foram projetados para compressão direta e são mais adequados para uso em alimentadores LIW, que são necessários para uso em manufatura contínua.
A fabricação contínua está vendo um aumento na utilização na fabricação de produtos farmacêuticos desde que o primeiro produto foi aprovado em julho de 2015 (Orkambi®, Vertex Pharmaceuticals, Boston, EUA). Tem havido um número significativo de artigos de periódicos, livros e orientações preliminares do FDA que encorajou muitas empresas farmacêuticas a explorar abordagens de fabricação contínua. O desenvolvimento de processos contínuos é bem adequado às abordagens de Quality by Design (QbD) já implementadas e facilitado pelos avanços na Tecnologia Analítica de Processos (PAT) para monitoramento contínuo do produto. Algumas das vantagens da fabricação contínua incluem o seguinte: redução do manuseio manual de materiais (levando a uma maior segurança e redução de erros humanos), tempos de processamento mais curtos, maior eficiência, menor pegada física, eliminação da necessidade de aumento de escala do processo e melhoria geral da qualidade do produto. Um dos pilares da manufatura contínua é a implementação de abordagens de modelagem. Os modelos podem ser usados durante a operação para controlar o processo, definir limites nas excursões e determinar se o material precisa ser desviado durante as excursões e por quanto tempo. Os modelos também podem ser usados durante o desenvolvimento para simular o processo, fornecendo conhecimento adicional ao processo.
A modelagem de processos farmacêuticos por meio de modelos mecanísticos é vantajosa, pois captura os fenômenos físicos subjacentes por meio da aplicação dos primeiros princípios fundamentais de partículas e superfícies, como massa, quantidade de movimento e energia. Eles mostraram ter boa previsibilidade e são frequentemente preferidos, pois podem fornecer uma visão científica adicional sobre as operações modeladas.
Existem diferentes abordagens para modelar processos farmacêuticos, incluindo dinâmica de fluidos computacional (CFD), método de elemento finito (FEM), método de elemento discreto (DEM) e combinações daqueles sendo os mais amplamente utilizados. O método do elemento discreto, também conhecido historicamente como método do elemento distinto, não é uma nova abordagem para simular o movimento e o caminho de cada partícula. Na verdade, uma publicação anterior sobre um modelo numérico discreto para montagens granulares que introduziu os conceitos DEM foi referenciada mais de 16.000 vezes. Ele descreve como o movimento e o momento são resolvidos para cada partícula tridimensionalmente com as forças de contato normal e tangencial incluídas.
Embora os modelos DEM sejam computacionalmente intensos, eles podem fornecer mais informações sobre o processo em comparação com os modelos CFD. A utilização do DEM tornou-se significativamente mais valiosa nos últimos anos, à medida que a velocidade computacional aumentou e as abordagens de modelagem tornaram-se otimizadas. A pesquisa nessa área também aumentou com o aumento do número de publicações em periódicos nos últimos anos. Existem também vários livros dedicados ao assunto DEM e aplicações. O aumento do poder de processamento do computador permitiu que um número maior de partículas fosse simulado, o software melhorado disponível no mercado tornou mais fácil modelar os processos. Novas técnicas de calibração e o processo aprimorado e a compreensão da modelagem levaram a resultados mais precisos das simulações. O DEM, em particular, fornece informações detalhadas sobre fluxos granulares, permitindo um maior conhecimento do processo. Os sistemas de pó são tipicamente representados por partículas esféricas para reduzir a carga computacional e a extrapolação dos resultados para sistemas de partículas não esféricas é altamente desafiadora. Por esta razão, uma abordagem alternativa para esferas foi necessária para simular as partículas de HPMC alongadas.
A alimentação LIW tem o potencial de impactar diretamente a homogeneidade da mistura do pó, resultando em impacto potencial na uniformidade do conteúdo do medicamento na forma farmacêutica final e, como tal, é considerada um processo crítico na fabricação contínua. Este trabalho analisará a combinação da morfologia de partículas desafiadora e propriedades de fluxo de HPMC no primeiro componente de uma linha de fabricação contínua, o sistema de alimentação LIW, utilizando uma abordagem DEM que considera a morfologia não esférica de HPMC. Os diferentes aspectos deste trabalho incluem:
1) Caracterização de três diferentes graus de HPMC padrão e os três
graus de compressão direta equivalentes para propriedades de partículas, incluindo tamanho, morfologia,
área de superfície , muitas técnicas para avaliar o fluxo de pó e estudos de compressão de comprimidos.
2) Estudos do alimentador de perda de peso dos mesmos seis materiais e estudos de caracterização adicionais, incluindo triboeletrificação, fluxo de pó em um tambor, ângulo
de repouso e volume e densidade compactada
3) Modelagem do Alimentador LIW para HPMC
uma. Criação de um material modelo DEM que representa o excipiente HPMC K100M DC com características geométricas apropriadas.
b. Criação de modelos DEM para vários testes de caracterização para facilitar a calibração do material DEM usando dados medidos para HPMC.
c. Simulações de DEM do alimentador LIW com diferentes tamanhos de partículas, taxas e quantidades de material.
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