Przemysł farmaceutyczny zapożyczył technologię przetwarzania z mieszania tworzyw sztucznych, aby stworzyć unikalną farmaceutyczną metodę mieszania. Z kolei od pożyczkobiorców możemy się wiele nauczyć. Co ciekawe, uczniowie z pewnością będą rozwijać poprzednie technologie z różnych perspektyw, co z kolei będzie stanowić dla uczniów nowe inspiracje. Na przykład:
1. Farmaceutyczny TSE zwraca większą uwagę na przepisy i wytyczne, zwłaszcza na dynamiczną praktykę produkcji farmaceutycznej (cGMP) stosowaną w operacjach farmaceutycznych, która może sprawić, że produkcja będzie bardziej stabilna, powtarzalna i wydajna. W dzisiejszym dążeniu do inteligentnej produkcji te środki normatywne mają duże znaczenie, ponieważ ustandaryzowane operacje są podstawą i przesłanką inteligencji.
2. Preferencja dla niektórych rodzajów TSE, takich jak preferencja dla przeciwbieżnych, zazębiających się wytłaczarek dwuślimakowych, jest interesującym zjawiskiem, które zasługuje na analizę.
3. Warto zwrócić uwagę na nacisk na niektóre technologie TSE tworzyw sztucznych. Na przykład, ponownie badając funkcję karmienia głodowego, możemy wyciągnąć wnioski z ulatniania się PP i zmniejszyć zapach, a doświadczenie unikania nadmiernego ścinania w tylnym zasilaniu obszaru przetwarzania jest inspirujące dla rozpraszających światło tworzyw sztucznych .
Wytłaczanie dwuślimakowe jest standardowym procesem mieszania tworzyw sztucznych od dziesięcioleci, ale zostało zaakceptowane przez przemysł farmaceutyczny dopiero w ostatnich latach. Oto, czego producenci tworzyw sztucznych mogą nauczyć się od naszego młodszego brata, producenta leków, aby pomóc nam tworzyć lepsze i bardziej spójne produkty.
System wykorzystuje wytłaczarkę dwuślimakową do wytwarzania produktów dostarczających leki. Ten dwuślimakowy system granulacji przez wytłaczanie jest wyposażony w chłodzony powietrzem przenośnik taśmowy i funkcję wyznaczania grubości na linii w celu wytworzenia mikrocząstek o wielkości około 0,8 mm do napełniania mikrokapsułek.
Od ponad 50 lat wytłaczanie dwuślimakowe jest dobrze ugruntowaną technologią wytwarzania mieszanek tworzyw sztucznych. Zanim wytłaczarki dwuślimakowe (TSE) zostały zaakceptowane, miksery i wytłaczarki jednoślimakowe były często wybieranym sprzętem mieszającym. Ale dzisiaj TSE jest preferowanym wyborem do mieszania tworzyw sztucznych ze względu na stabilną produkcję wielu różnych receptur na tej samej wytłaczarce i jej właściwości samooczyszczające.
W ciągu ostatnich kilku dekad przemysł farmaceutyczny wykorzystał również wytłaczarki dwuślimakowe do produkcji niezliczonej ilości farmaceutyków i wielofunkcyjnych urządzeń medycznych. TSE jest obecnie powszechnie stosowany do łączenia aktywnych składników farmaceutycznych razem z polimerami i substancjami pomocniczymi, gdzie polimery i substancje pomocnicze służą jako łączniki. Podobnie jak w przypadku przedmieszek, TSE jest używany jako ciągły mieszalnik do produkcji wysokiej jakości, spójnych form dawkowania do podawania leków, w tym tabletek, urządzeń do implantacji, produktów do pielęgnacji ran i wielu innych produktów. Zastosowania sięgają od systemów kontrolowanego uwalniania po poprawę biodostępności po podaniu doustnym.
Nie ma wątpliwości, że firmy farmaceutyczne czerpią korzyści ze 100 lat rozwoju technologii TSE i optymalizacji procesów, w tym osiągnięć przemysłowych i wyników badań nad tworzywami sztucznymi. Nadszedł jednak czas, aby firmy z branży tworzyw sztucznych poszły w ślady firm farmaceutycznych i — przynajmniej od czasu do czasu — wdrożyły dynamiczną dobrą praktykę produkcyjną (cGMP) stosowaną w operacjach farmaceutycznych w celu zapewnienia wydajności produkcji i tworzenia lepszych produktów.
Wiodące działania rozwojowe pod koniec lat 80. i 90. zaowocowały kilkoma komercyjnymi składnikami dostarczania leków, które opierają się na TSE. Kierując się działaniami FDA w zakresie technologii analizy procesów, zastosowanie wytłaczarek dwuślimakowych zostało od tego czasu zaakceptowane przez naprawdę większość światowej klasy firm farmaceutycznych.
W przeszłości większość preparatów do dostarczania leków wytwarzano w procesach mieszania. Działania PAT FDA w 2004 r. zapewniają producentom leków ramy do kierowania opracowywaniem leków, produkcją i zapewnianiem jakości poprzez monitorowanie online. Krótko mówiąc, działania PAT zdecydowanie zachęcają do opracowywania i wytwarzania nowych środków poprzez ciągłe przetwarzanie z monitorowaniem kluczowych parametrów on-line. Ten plik mógł po prostu zostać napisany przez dostawcę ekstrudera.
Wytłaczarki dwuślimakowe przetwarzają materiał w kanale, który jest połączony przylegająco śrubą i ścianą cylindra, dlatego nazywa się to mieszalnikiem ciągłym do małych partii. Silnik wprowadza energię do procesu, a mieszanie odbywa się poprzez obracanie ślimaka. Parametry kontroli procesu obejmują prędkość ślimaka (rpm), prędkość posuwu, temperaturę wzdłuż bębna do matrycy i próżnię wylotową. Typowe parametry, które są monitorowane w celu pomiaru jakości w linii, obejmują ciśnienie stopu, temperaturę stopu, prąd silnika i czujniki podczerwieni w linii. Programowalne sterowniki logiczne (PLC) i interfejsy człowiek-maszyna (HMI) z ekranem dotykowym są obecnie powszechnym wyposażeniem w porównaniu ze starszymi izolowanymi sterownikami i odczytami przyrządów.
Podstawowa konstrukcja TSE dla tworzyw sztucznych lub farmaceutyków jest taka sama. Zasada mieszania i segmentacja działania jednostki są zasadniczo takie same. Technologie przetwarzania TSE sprawdzone w przemysłowych zakładach przetwórczych często można szybko wdrożyć w procesach farmaceutycznych — przetwarzanie TSE jest pewne.
TSE wykorzystuje gwinty segmentowe montowane na wałach śrubowych o wysokim momencie obrotowym. Lufa jest również modułowa i zintegrowana z wewnętrznymi otworami do chłodzenia lufy. Segmentowany ślimak i bęben w połączeniu z kontrolowanym pompowaniem i właściwościami samooczyszczania współbieżnych ślimaków umożliwiają dopasowanie geometrii ślimaka/bębenka do zadania przetwarzania. Przeciwbieżny, zazębiający się układ dwuślimakowy jest również używany do przetwarzania PCW, przedmieszek i mieszanek farmaceutycznych.
W porównaniu z mieszalnikami tłokowymi o dużej objętości, charakterystyczne dla TSE właściwości mieszania o wysokiej intensywności i krótkotrwałej wymiany masy między ślimakami sprzyjają wydajnym operacjom mieszania. Uwięzione powietrze, wilgoć i substancje lotne są usuwane przez odsysanie próżniowe podczas procesu wytłaczania. Względnie krótki czas przebywania (od 1 sekundy do 2 minut) w TSE jest korzystny dla wielu materiałów wrażliwych na ciepło i ścinanie, ponieważ TSE można zaprojektować tak, aby ograniczyć jego ekspozycję na wysokie temperatury do zaledwie kilku sekund.
TSE stosuje żywienie głodowe, a tempo produkcji określa podajnik, który dozuje peletki, płyny, proszki i włókna do sekcji przetwarzania. Prędkość ślimaka TSE nie zależy od prędkości posuwu, dzięki optymalnej wydajności mieszania. Podobnie jak pigmenty, niektóre API (aktywne składniki farmaceutyczne) wymagają mieszania dyspersyjnego w przypadku TSE, podczas gdy inne korzystają z mieszania rozdzielczego. Na przykład, wrażliwy na ścinanie API lub pigment można dozować na tylnym końcu sekcji przetwarzania, aby uniknąć wysokiej wytrzymałości na ścinanie w warunkach topnienia.
Współrotujące TSE stanowią obecnie 90 procent TSE używanych do produkcji przedmieszek. Co ciekawe, duża część przeciwbieżnych zazębiających się TSE jest wykorzystywana przez producentów farmaceutycznych, być może dlatego, że nie mają oni z góry ustalonej preferencji dla współbieżnych śrub dwuślimakowych.
Przykładem krytycznego parametru procesu, który jest monitorowany (w zależności od tego, czy jest to mieszanka tworzyw sztucznych, przedmieszka czy preparat) jest energia właściwa (SE), która jest definiowana jako energia wejściowa na jednostkę masy przetwarzanego materiału. Jeśli nastąpiła nagła zmiana w SE, oznacza to, że zmieniły się urządzenia, warunki procesu lub surowce, a produkt końcowy może się zmienić.
SE oblicza się w następujący sposób:
KW (w czasie rzeczywistym)=kW (moc silnika) X procent momentu obrotowego XRPM (praca) / maksymalna prędkość obrotowa MX0,97 (wydajność skrzyni biegów)
Więc:
Energia właściwa=kW (w czasie rzeczywistym) / ((kg/godz.))
jednostka:
SE jest oznaczony jako kW na kg/godz
KW{{0}}kilowat (moc silnika w kW=HPX0,746)
procent momentu obrotowego=Procent maksymalnego dopuszczalnego wykorzystania momentu obrotowego
RPM=Prędkość obrotowa śruby/minutę
Możliwe jest również stworzenie solidnego pudełka, które monitoruje i rejestruje SE dowolnego procesu wytłaczania, jednak wystarczająco często jest to niemonitorowane i warto zapytać, dlaczego nie jest monitorowane.
W zastosowaniach farmaceutycznych systemy końcowe są również podobne do tworzyw sztucznych. Peletki ze splotem i matrycą są stosowane w rozpuszczalnych w wodzie produktach farmaceutycznych. Oprócz wody cząstki są również wyżarzane na taśmie przenośnika lub transportowane i chłodzone powietrzem w celu ułatwienia granulacji. Mniejsze cząstki można stosować do bezpośredniego napełniania mikrokapsułkami, podczas gdy większe cząstki są zazwyczaj mielone i prasowane w tabletki. Systemy laminowane są stosowane do podskórnych i nierozpuszczalnych aplikacji folii. Systemy rurek wytwarzają struktury przeciwdrobnoustrojowe, podczas gdy współwytłaczane pręty są zintegrowane z urządzeniami antykoncepcyjnymi (np. krążkami dopochwowymi). Takich zastosowań jest nieskończenie wiele.
TSE używane w środowisku cGMP zasadniczo są zgodne z częścią 11 tytułu 21 FDA Kodeksu przepisów federalnych (CFR) w sprawie zapisów elektronicznych i podpisów elektronicznych, który określa standardy, zgodnie z którymi zapisy elektroniczne powinny być uczciwe i wiarygodne. W praktyce część 11 wymaga od producentów leków wdrożenia kontroli, audytów i walidacji systemów oprogramowania i systemów zaangażowanych w przetwarzanie danych elektronicznych. Monitorowane parametry muszą być weryfikowane i okresowo kalibrowane - dobra praktyka dla instalacji do wytłaczania.
Należy przestrzegać protokołów w celu ograniczenia dostępu do systemu osobom upoważnionym oraz przeprowadzania weryfikacji operacyjnej, weryfikacji sprzętu, kontroli dokumentacji systemu i wielu innych dokumentów instruktażowych. Ścisłe przestrzeganie metod kopiowania i przechowywania zapisów jest częścią wytycznych.
Dokumentacja kwalifikacji urządzenia związana z instalacją w środowisku farmaceutycznym musi być bardziej rozbudowana niż w przypadku typowego urządzenia z tworzywa sztucznego. Instalacje klasy farmaceutycznej wymagają miesięcy czasu i pracy, aby zakończyć instalację i uruchomienie sprzętu, co wymaga szczegółowego pakietu dokumentacji specyficznej dla projektu (FAT), kwalifikacji instalacji (IQ) i kwalifikacji operacyjnych (OQ).
Istnieją również wytyczne cGMP dotyczące czyszczenia systemów TSE klasy farmaceutycznej. Na przykład sprzęt należy czyścić w odpowiednich odstępach czasu zgodnie z udokumentowanymi procedurami, które są określone i szczegółowe. Po oczyszczeniu sprzęt jest chroniony przed zanieczyszczeniem do momentu użycia, a jego czystość jest sprawdzana tuż przed użyciem. Należy przechowywać zapisy i dzienniki urządzeń dotyczące wszystkich sprzątań i inspekcji, a czas między zakończeniem przetwarzania a czyszczeniem musi być odnotowany. Podobny protokół byłby korzystny dla każdej operacji przetwarzania tworzyw sztucznych.
Ze względu na wymogi regulacyjne związane z produkcją farmaceutyków, wszystkie aspekty związane z jednostką produkcyjną TSE wymagają ściślej kontrolowanego i udokumentowanego podejścia niż standardowe działania przemysłu tworzyw sztucznych.
Nasza sugestia nie polega na tym, że wytyczne i przepisy FDA dotyczące produktów farmaceutycznych mogą być ściśle stosowane do produkcji mieszanek tworzyw sztucznych, ale na tym, że przydatne może być audytowanie działalności firm produkujących farmaceutyki i selektywne wdrażanie tych, które są praktyczne i użyteczne. rzeczy, co pomaga stworzyć bardziej stabilny i powtarzalny produkt.
