تحسين كفاءة المستحضرات الصيدلانية الحيوية من خلال التجفيف بالرش

يعد التجفيف بالرذاذ طريقة تجفيف سريعة جدًا نظرًا لمساحة سطح الجسيمات الكبيرة للغاية ومعامل التبادل الحراري العالي. تسمح مساحة سطح الجسيمات الكبيرة أيضًا بالتجفيف في درجات حرارة معتدلة إلى منخفضة. التجفيف السريع ودرجات الحرارة المعتدلة يجعل تجفيف الرذاذ مناسبًا للمواد الحساسة للحرارة-. إن التجفيف السريع واستقرار المواد السريع المصاحب يجعل التجفيف بالرش مثاليًا للتغليف وإنتاج المستحلبات الجافة أو المواد غير المتبلورة. تتضمن إمكانيات هندسة الجسيمات أيضًا خصائص أداء المسحوق، مثل الأبعاد الديناميكية الهوائية، وهندسة الجسيمات، وتوزيع حجم الجسيمات، وخصائص تدفق المسحوق.

يتضمن التجفيف بالرذاذ للجسيمات النانوية تجفيف الجسيمات النانوية المعلقة في سائل مناسب (مثل الماء). من خلال التجفيف بالرش، يمكن حماية الجزيئات الأصلية مع تحقيق خصائص مسحوق جديدة مرغوبة أكثر في نفس الوقت. وهذا يعني أن المسحوق يتمتع بخصائص تدفق جيدة وميل منخفض لتوليد الغبار، أو أن لديه خصائص تدفق مسحوق جيدة وحجم جسيمات هوائية صغير.

يمكن تحقيق الكبسلة الدقيقة باستخدام عمليات التجفيف بالرش وتكثيف الرش. المادة المستخدمة في الكبسلة الدقيقة المجففة بالرش هي عبارة عن سائل يوجد فيه الدواء بشكل معلق أو مذاب داخل مادة التغليف. يمكن أن تكون المذيبات المناسبة هي الماء والكحول والأسيتون وما إلى ذلك. البديل الآخر هو التجفيف بالرش، حيث يتم استبدال محلول التغليف بمحلول التغليف المنصهر. من خلال التجفيف بالرش أو التجفيف بالرذاذ، يمكن تعديل حجم الجسيمات بسهولة لتحقيق شكل إطلاق متحكم مناسب للضبط وخصائص المسحوق المرغوبة الأخرى.

المستحلبات الجافة هي أحد أشكال تقنية الكبسلة الدقيقة. في المستحلبات الجافة، يجب تغليف القطرات الدقيقة، أي المحاليل الزيتية التي تحتوي على أدوية قابلة للذوبان في الزيت-. المادة التي سيتم إنتاجها عن طريق التجفيف بالرش هي مستحلب يحتوي على مادة حاملة صلبة مذابة. رش - يمكن إعادة تجميع المستحلبات الجافة المجففة للحفاظ على حجم القطرة الأصلي لتحسين التوافر البيولوجي للدواء مع الحصول على خصائص المسحوق المرغوبة الأخرى.

يمكن الحصول على المشتتات/المحاليل الصلبة غير المتبلورة باستخدام التجفيف بالرش. تتكون المادة المستخدمة لإنتاج المشتتات الصلبة غير المتبلورة من دواء ومذيب مناسب يحتوي على مواد تثبيت. تشتمل المذيبات المناسبة على الكحول، والأسيتون، وثنائي كلورو ميثان، وما إلى ذلك. يمكن أن يؤدي رش المشتتات الصلبة غير المتبلورة المجففة - إلى تحسين التوافر الحيوي واستقرار الدواء مع الحصول على خصائص المسحوق المرغوبة الأخرى، مثل قابلية سيلان المسحوق وأداء الضغط المباشر.

تجفيف

عندما يُظهر الدواء لدونة حرارية وقابلية عالية للمذيبات، يكون من الصعب تجفيف المنتج. بالنسبة للأدوية ذات الألفة العالية للمذيبات، يتطلب مستوى معين من المذيب المتبقي في المنتج درجات حرارة تجفيف أعلى أو محتوى أقل لبخار المذيب في غاز العادم، وهو ما يمثل تحديًا كبيرًا، خاصة بالنسبة للمنتجات التي تكون أيضًا لدنة بالحرارة. بالنسبة للأدوية التي تظهر اللدونة الحرارية ولها درجات حرارة انتقالية منخفضة، فإن نطاق درجة الحرارة الفعالة للتجفيف محدود للغاية. هناك عاملان متعارضان يحددان نطاق درجة الحرارة المحدود هذا: يجب أن تكون درجة حرارة المنتج منخفضة بدرجة كافية لضمان ثبات المنتج ومنع الالتصاق؛ وفي الوقت نفسه، يجب أن تكون درجة حرارة التجفيف مرتفعة بما يكفي لتجفيف المادة خلال فترة زمنية فعالة قبل أن تصطدم قطرات/جسيمات المادة بجدران برج التجفيف. والأسوأ من ذلك أن المذيب الموجود في المادة يعمل كملدن، مما يخفض درجة الحرارة المسموح بها للمنتج. يمكن أن تؤدي ظروف التجفيف غير الصحيحة إلى إنتاجية منخفضة جدًا بسبب تراكم المواد على جدران البرج؛ يمكن أن تؤدي درجات حرارة التجفيف المنخفضة جدًا والمرتفعة جدًا إلى هذه النتيجة.

بالنسبة للتجفيف بالرذاذ، يعد التمييز بين درجة حرارة مدخل المجفف ودرجة حرارة المنتج ودرجة حرارة التجفيف ودرجة حرارة مخرج المجفف أمرًا بالغ الأهمية. في مجفف الرذاذ-الذي يعمل بالتيار المشترك-والمصمم جيدًا، تكون درجة حرارة التجفيف ودرجة حرارة مخرج المجفف متماثلتين. بسبب تبخر المذيبات، ستكون درجة حرارة المنتج أقل من درجة حرارة مخرج المجفف، عادة 5-20 درجة.

يتم تحديد تجفيف الجسيمات بشكل أساسي من خلال درجة حرارة مخرج مجفف الرذاذ ومحتوى بخار المذيب في عادم مجفف الرذاذ. سوف تؤثر درجات حرارة مخرج مجفف الرذاذ المرتفعة أو انخفاض محتوى بخار المذيب في عادم مجفف الرذاذ على تجفيف المنتج. بالنسبة لدرجة حرارة مخرج مجفف الرذاذ الثابتة ومعدل تدفق غاز التجفيف، فإن خفض درجة حرارة مدخل المجفف سيؤدي إلى انخفاض معدل التغذية، وانخفاض معدل التبخر، وانخفاض محتوى بخار المذيب في عادم مجفف الرذاذ. لذلك، يجب أن تكون معاملات تجفيف الرذاذ متوازنة بعناية، وعادةً ما يمكن العثور على الإجابة في إطار فرصة سانحة.

قد تسمح نافذة فرصة التجفيف بالرش بمواصلة عملية التجفيف بإنتاجية عالية، ولكنها قد تؤدي في نفس الوقت إلى فشل المنتج النهائي في تلبية مستوى محتوى المذيب المتبقي المطلوب. بالنسبة للعديد من المنتجات، يعد وقت التجفيف الفعال أكثر أهمية. عندما يتم تقييد انتشار المذيب المتبقي في المنتج، لا يمكن لمجفف المرحلة الواحدة- تحقيق تجفيف فعال، وفي العديد من الحالات، يجب إضافة مراحل تجفيف إضافية.

اللدونة الحرارية لبعض الأدوية تجعلها غير مناسبة للتجفيف في مجففات الرش التقليدية. في مثل هذه الحالات، يمكن أن يكون التجفيف بالرذاذ المنخفض-خيارًا متاحًا. تسمح مجففات الرذاذ التي تعمل بضغط 0.5-0.7 بار بانخفاض كبير في درجة حرارة التجفيف.

أنواع المجففات

في الآونة الأخيرة، قدمت Niru سلسلة من المجففات المصممة لإنجاز المهام المذكورة أعلاه. يسمح PHARMASD (PSD) والمكونات الضرورية الأخرى مجتمعة بالإنتاج المتوافق مع cGMP- في مصانع الأدوية.

مبدأ PSD هو تصميم سلسلة من الأجهزة ذات أداء مماثل ولكن بقدرات إنتاجية مختلفة، تتراوح من بضعة جرامات إلى عدة أطنان من المسحوق لكل دفعة. يعمل الأداء المتسق لمعدات PSD على تسهيل عملية التوسيع-السلسة بدءًا من التطوير المبكر وحتى الإنتاج الضخم النهائي. تتكون معدات PSD من العديد من الوحدات المجمعة لتلبية متطلبات محددة، بغض النظر عن درجة حرارة التشغيل أو ضغط التشغيل أو المذيبات أو الإنتاجية أو عوامل أخرى. لذلك، قد تكون المجففات ذات القدرة الإنتاجية نفسها مختلفة تمامًا في التصميم والتكوين والأبعاد المادية. تم تصميم مجففات PSD لاستخدام الهواء الساخن أو، عند تجفيف المواد غير المائية-، استخدام النيتروجين كغاز تجفيف (القضاء على خطر الاحتراق). يمكن استخدامها لتجفيف مجموعة واسعة من الأسيتون وثنائي كلورو ميثان والكحول والمذيبات العضوية الأخرى. عند استخدام المذيبات العضوية والنيتروجين، يعمل المجفف عادةً في نظام حلقة مغلقة- لتقليل فقدان النيتروجين ومنع تبخر المذيبات العضوية وتسربها.

باختصار، من خلال اختيار معلمات التشغيل بعناية، يمكن إنتاج الأدوية التي تظهر اللدونة الحرارية وتقارب المذيبات باستخدام التجفيف بالرش. توفر مجففات الرذاذ مزايا لإنتاج التغليفات، أو المستحلبات الجافة، أو المواد غير المتبلورة ذات خصائص الإطلاق-المستمرة الخاضعة للرقابة، و/أو تحسين كفاءة المستحضرات الصيدلانية الحيوية.