在制藥行業(yè)中，將少量藥物活性成分 (API) 與輔料混合，經(jīng)過各種單元操作完成后續(xù)加工-這是諸多生產(chǎn)過程的關(guān)鍵部分。
混合物在下游過程中的行為隨混合物不同成分的屬性而變化。
當(dāng)處方以膠囊的形式遞送時(shí)，混合物需要具備合適的特性，以確保精準(zhǔn)地填充定量膠囊。根據(jù)過程行為表征處方特性是質(zhì)量源于設(shè)計(jì) (QbD) 理念的關(guān)鍵部分。對(duì)于配料機(jī)性能較高的粉體處方，可根據(jù)其屬性量化方法，定義設(shè)計(jì)空間，確定取得高質(zhì)量終產(chǎn)品的材料屬性。這樣既提高了生產(chǎn)率和減少浪費(fèi)，又實(shí)現(xiàn)了可觀的商業(yè)效益。
相似處方間的性能差異
選取DPI產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用的三種處方，根據(jù)所使用處方觀察終產(chǎn)品質(zhì)量的差異。在三種處方中，處方1代表配料機(jī)填充性能處于平均水平，處方2代表最差的水平，處方3則代表的水平。
三種處方的樣品使用FT4 粉體流變儀? 進(jìn)行評(píng)價(jià)。測(cè)試研究樣品的動(dòng)態(tài)、整體和剪切屬性，以便確定與配料機(jī)性能相關(guān)的趨勢(shì)變化。
測(cè)試結(jié)果
動(dòng)態(tài)測(cè)試：比流動(dòng)能
三種材料中，處方2的比流動(dòng)能，處方3的比流動(dòng)能。比流動(dòng)能高代表機(jī)械咬合程度較高以及粉體中摩擦作用較大，這通常會(huì)在充填等操作中出現(xiàn)問題，此種操作中重力引導(dǎo)的流動(dòng)十分重要。
圖1
整體測(cè)試：可壓性
處方2是可壓性的樣品，處方3可壓性最小?？蓧盒暂^大表明粉體內(nèi)部包含了大量空氣，粘性粉體通常具有該種屬性。
圖2
剪切盒測(cè)試
六個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，三種樣品之間的差異極小，即每種樣品重復(fù)兩次，結(jié)合可接受的標(biāo)準(zhǔn)偏差，所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力值幾乎相同。由于結(jié)果與過程行為缺少相關(guān)性，說明該項(xiàng)測(cè)試本身用于研究固結(jié)后的粉體如何從靜態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，但可能與粉體在膠囊定量過程中所處的高度動(dòng)態(tài)、低應(yīng)力的環(huán)境無關(guān)。
圖3
結(jié)論
FT4可識(shí)別出三種相似的處方之間存在明顯且可重復(fù)的差異，它們與配料機(jī)內(nèi)的表現(xiàn)性能密切相關(guān)。比流動(dòng)能和可壓性的差異非常明顯，表示機(jī)械咬合和摩擦力以及粉體內(nèi)部自組結(jié)構(gòu)對(duì)工藝性能具有重大影響。而剪切盒測(cè)試提供的信息有限，表明剪切屬性對(duì)整體性能的影響很小，甚至沒有影響。動(dòng)態(tài)和整體性能的參數(shù)可用于構(gòu)建一個(gè)與加工過程相關(guān)測(cè)試的設(shè)計(jì)空間，用作未來處方的模板，從而保證過程特性預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
粉體流動(dòng)性不是材料的固有屬性，而是粉體在特定設(shè)備中以其所需要的方式進(jìn)行流動(dòng)的能力。成功的加工需要粉體與過程的完美匹配，相同的粉體在一個(gè)過程中表現(xiàn)良好，而在另一個(gè)過程中卻不佳的情況并不罕見。也就是說，需要多種特性表征方法，得出的結(jié)果能夠與過程評(píng)估相聯(lián)系，從而構(gòu)建對(duì)應(yīng)于可接受的過程行為的參數(shù)設(shè)計(jì)空間。FT4的多變量方法并非依靠單一的表征來描述所有過程特性，而是模擬一系列單元操作，以便直接研究粉體對(duì)各種加工過程和環(huán)境條件的響應(yīng)。
作者簡介：
Tim Freeman，富瑞曼科技有限公司總經(jīng)理
自20世紀(jì)90年代末，Tim Freeman作為粉體表征公司富瑞曼科技有限公司的總經(jīng)理，在FT4粉體流變儀®和通用型粉體測(cè)試儀的設(shè)計(jì)和持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。Tim與各專業(yè)機(jī)構(gòu)合作并參與行業(yè)活動(dòng)，對(duì)促進(jìn)粉體加工領(lǐng)域的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。
Tim擁有英國薩塞克斯大學(xué)的機(jī)電一體化學(xué)位。他是美國結(jié)構(gòu)化有機(jī)微粒系統(tǒng)工程研究中心 (Engineering Research Center for Structured Organic Particulate Systems) 許多項(xiàng)目組的導(dǎo)師，并經(jīng)常組織粉體表征和加工領(lǐng)域的行業(yè)會(huì)議。作為美國藥學(xué)科學(xué)家協(xié)會(huì) (AAPS) 的"過程分析技術(shù)"焦點(diǎn)小組的前任主席，Tim是制藥技術(shù)編輯顧問委員會(huì)的成員，以及《歐洲藥物評(píng)論》雜志的行業(yè)專家組成員。Tim還是化學(xué)工程師學(xué)會(huì)"顆粒技術(shù)"特別興趣小組的委員會(huì)成員、ASTM負(fù)責(zé)粉體和松裝固體的特性和處理的D18.24小組委員會(huì)副主席，以及美國藥典 (USP) 通論 - 物理分析專家委員會(huì) (GC-PA EC) 的成員。
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