„UNIVERZITA 3. VĚKU – U3V” FAKULTA CHEMICKÉ TECHNOLOGIE 2011 - 2012“
Doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D. 1996 – VŠCHT Praha 2000 – Ph.D. v oboru Organická technologie 2007 – habilitace v oboru Organická technologie
Sypké hmoty ve farmaceutických výrobách Doc. Ing. Petr Zámostný, Ph.D.
VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKO TECHNOLOGICKÁ PRAHA
Vyučované předměty: − Bezpečnost chemických výrob − Chemické reaktory − Internetové publikování − Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob Odborné zaměření: − Matematické modelování a optimalizace chemických a farmaceutických procesů − Pyrolýzní, plynová a kapalinová chromatografie − Zpracování experimentálních dat U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Pevné lékové formy
Lisování tablet
» Sypké hmoty stojí u zrodu většiny pevných lékových forem » Prášky » Zrněné prášky (granuláty) » Tablety » Tobolky a mikroformy
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Plnění kapslí (ruční)
Plnění kapslí (strojní)
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
1
Požadavky na farmaceutické sypké hmoty
Plnění sáčků
» Musí dobře téci (sypat se) » aby mohlo zařízení pracovat s vysokým výkonem a spolehlivě » aby bylo přesné objemové odměřování
» Musí být homogenní » aby byla léková dávka konstantní
» Musí mít dostatečný povrch » aby se léčivá látka rozpouštěla
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Prášek
Tok sypkých látek v zásobnících
» Sypká hmota = zvláštní stav hmoty » Lože prášku » v různých aspektech se chová podobně jako kapaliny nebo pevné látky » řada charakteristik nemá stavové chování (závisí na procesu)
mobilní
Nálevkový (jádrový tok)
» Přesýpací hodiny » Naplněné kapalinou » průtok je závislý na výšce sloupce kapaliny
Objemový tok
» Naplněné pískem » rychlost sypání je přibližně konstantní, závislá na průměru otvoru
stagnantní http://youtu.be/CVpHUlBJfho
http://youtu.be/aNnZoo3x9S0
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Příklad poruchy toku prášku
Měření tokových vlastností prášků
stagnantní
» Sypný úhel (úhel přirozené sklonitelnosti) » velký úhel = špatná tokovost
» Měření času sypání látky standardní nálevkou (lékopisná metoda) U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
2
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Charakteristiky lože sypké hmoty
Měření tokových vlastností prášků
» Sypná hustota lože (bulk density) ρB
» Hausnerův poměr
» hustota sypané vrstvy včetně volného prostoru » závisí na historii nakládání se sypkou hmotou
» Setřesná hustota lože (tapped density) ρT » hustota vrstvy včetně volného prostoru po sklepání
» Součinitel zaplnění (packing fraction) η » objem pevných částic / objem lože
» Mezerovitost (void fraction) ε = 1- η » podíl volného prostoru v loži U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Jenikeho smykový přístroj
» podíl setřesné a sypné hustoty » charakterizuje stlačitelnost prášku » špatná tokovost pro H > 1,25
» Carrsův index » » » »
charakterizuje stlačitelnost prášku dobrá tokovost pro C < 15 % špatná tokovost pro C > 25 % běžný rozsah hodnot 5 – 40 %
H
T B
C 100
H
VB VT VB
C 1 100
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Distribuce velikosti částic » Určuje s jak často jsou jednotlivé velikosti částic zastoupeny ve vzorku » Důležitá, protože různě velké částice se různě chovají » např. rychlost rozpouštění
» Často lékopisně předepsaná charakteristika pro surovinu nebo produkt U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
3
Tokové vlastnosti látek
Měření DVČ
» Dobře tekoucí látky
» Sítová analýza
» větší velikost částic (s omezením) » hladké částice » kulovité, pravidelné částice
» měření frakcí částic prošlých do různých vrstev sloupce sít s klesajícím rozměrem ok
» Špatně tekoucí tátky » velmi jemné » výrazná textura povrchu » jehličkovitý, destičkovitý tvar
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Měření DVČ
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Ferret a Martins´ rozměr
» Mikroskopie » optická nebo SE (skenovací elektronová) » vyhodnocení nejlépe pomocí software pro analýzu obrazu » omezení » kvalita (kontrast) obrazu » chybějící rozměr velikosti (obtížné odlišení kuliček a destiček)
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Měření DVČ
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Difrakce na disperzi oparu
» Sedimentace » rozdělení částic do frakcí podle rychlosti usazování
» Další složitější přístrojové metody - difraktometrie
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
4
koloidní vrstva
Nekulové částice
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Závislost na morfologii částic
Tvarové hodnoty Tvarový faktor
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Požadavky na farmaceutické sypké hmoty
Mísení prášků
» Musí dobře téci (sypat se)
» Rotační mísiče
» aby mohlo zařízení pracovat s vysokým výkonem a spolehlivě » aby bylo přesné objemové odměřování
» Musí být homogenní » aby byla léková dávka konstantní
» Musí mít dostatečný povrch » aby se léčivá látka rozpouštěla
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
» rotující nádoby s vestavbami » frekvence otáčení 5 – 30 min-1
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
5
Mísení je reverzibilní proces
Mechanismy segregace podle stavu lože prášku » Kompaktní lože
» Fluidizace
míchání, mísení (mixing, blending)
rozdružování, segregace (demixing, segregation)
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Příčiny segregace
Segregace
» Rozdíly ve velikosti částic
» Segregace v různých typech mísičů
» Rozdíly v morfologii » Rozdíly v hustotě
» Poměr složek
» Kohezní interakce » vlhkost » statický náboj U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Příklady segregace
Příklady segregace
» Větší částice jsou hmotnější, mají větší setrvačnost a „dokutálí“ se dále
» MAteriály mají různý sypný úhel
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
» Větší částice jsou hmotnější a propadnou do „kráteru“
» Klasické prosévání – velké částice nemohou prostupovat malými, ale naopak ano
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
6
Příklady segregace » Velké částice jsou méně stabilně ukotveny a mohou strhnout lavinu
Příklady segregace » Dráhová segregace v prostředí s aerodynamickým odporem
» Fluidační segregace při plnění sila
» Výtok segregované směsi nálevkovým tokem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Požadavky na farmaceutické sypké hmoty
Vliv velikosti částic na rozpouštění
» Musí dobře téci (sypat se)
» Rychlost rozpouštění je úměrná povrchu částice
» aby mohlo zařízení pracovat s vysokým výkonem a spolehlivě » aby bylo přesné objemové odměřování
H2O H2O
» Povrch částic
» Musí být homogenní » aby byla léková dávka konstantní
» Musí mít dostatečný povrch » aby se léčivá látka rozpouštěla
» rozdrobněním vzorku na menší částice se zvyšuje povrch
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Kladivový mlýn
Koloidní mlýn
» Koloidní mlýn
» Velmi univerzální podle typu kladiv » Produkuje „ostré“ částice (výrazné hrany) U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
» pracuje za mokra » velmi jemné mletí » úzká distribuce velikosti částic v produktu
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
7
Fluidní mlýn (mikronizér)
Granulace
» Srážky částic uvedených do vysoké rychlosti
» Přínosy granulovaného produktu
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Vlhká granulace: princip
Růst velikosti granulí
Postřik
vlhčivo + pojivo
prášek
» » » » » »
Zvlhčování
Zpevňování
kapalinové můstky
pevné můstky
neobsahuje prachové částice dobré tokové vlastnosti dávkovatelnost tabletovatelnost dobrá rozpustnost zhutnění materiálu
Aglomerace
Mechanické míchání směsi U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
Vysokosmykové promíchávané granulátory
Fluidní granulace » Vsádkové fluidní granulátory » s horním postřikem » se spodním postřikem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
U3V -Výroba a kontrola kvality pevných lékových forem
8