مقارنة بين تقنيات التحبيب
هناك عدد من تقنيات التحبيب المتاحة لشركات الأدوية. ونظرًا لأهمية التحبيب في إنتاج أشكال جرعة عن طريق الفم، تقدم هذه المقالة المشورة بشأن مختلف العمليات.
تقنية التحبيب
في صناعة المستحضرات الصيدلانية، تعتبر عمليات التحبيب الثلاثة الأكثر شيوعًا لإنتاج نموذج الجرعة الصلبة هي التحبيب الرطب والتحبيب الجاف (الرص الأسطواني) والخلط المباشر. ونظرًا لأهمية التحبيب في إنتاج أشكال الجرعات الفموية - تتطلب معظم المركبات الدوائية الدقيقة التحبيب لتحسين قابليتها للتدفق وخصائص المعالجة قبل صنع الأقراص - والاستخدام الواسع النطاق للتقنيات في الصناعة، أساسية لفهم المبادئ والخيارات، التي يرد موجز لها أدناه. ومن المزايا الواضحة للضغط الأسطواني هو عدم وجود أي رطوبة في العملية؛ لذلك فهي طريقة مثالية لمعالجة المركبات التي تكون غير مستقرة ماديًا أو كيميائيًا عند تعرضها للرطوبة. وعلاوة على ذلك، ليس من الضروري تجفيف الحبيبات المنتجة، وبالتالي تكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
التحبيب الجاف: تستخدم هذه العملية لتشكيل حبيبات دون استخدام محلول سائل، لأن المنتج المراد تحبيبه قد يكون حساسًا للرطوبة والحرارة أو لا ينضغط بشكل جيد. ينطوي تشكيل الحبيبات بدون رطوبة على ضغط وخفض حجم المزيج لإنتاج خليط حبيبي متدفق ذو حجم موحد. وبالتالي، يتم تجميع جزيئات المسحوق الأولية تحت ضغط مرتفع باستخدام التمايل أو الخلاطات عالية القص للمحببات. يمكن أن يتم التحبيب الجاف بطريقتين: إما قرص كبير (كبسولة) يتم إنتاجه في مكابس الأقراص للخدمة الشاقة أو يتم ضغط المسحوق بين بكرتين لإنتاج رقاقة من المواد (مكبس الأسطوانة/المبرد). عندما يتم استخدام مكبس الأقراص في التحبيب الجاف، قد لا تمتلك المساحيق كمية كافية من التدفق الطبيعي لتغذية المنتج بشكل موحد في تجويف القالب، مما يؤدي إلى درجات متفاوتة من التكثيف. يستخدم مكبس الأسطوانة (مكبس المحببات) نظام تغذية المثقاب الذي سيقدم باستمرار مسحوقا بشكل منتظم بين بكرتين للضغط. يتم ضغط المساحيق في شريط أو كريات صغيرة بين هذه البكرات، ويتم طحنها باستخدام مطحنة منخفضة القص. وعندما يتم ضغط المنتج بشكل صحيح، يمكن تمريره خلال مطحنة ومزيج نهائي قبل ضغط الأقراص.
التحبيب الرطب: تنطوي عملية إضافة محلول سائل للمساحيق على تكوين حبيبات خليط من جزيئات المسحوق الأولية الجافة باستخدام سائل تحبيب. ويحتوي السائل على مذيب يجب أن يكون متطايرًا، بحيث يمكن إزالته عن طريق التجفيف، ويكون غير سام. وتشمل السوائل العادية الماء والإيثانول والأيزوبروبانول، إما بمفردها أو كخليط. يمكن أن يكون المحلول السائل إما قائمًا على أساس مائي (أكثر أمانًا) أو قائمًا على المذيبات. يمكن أن تشكل المياه المخلوطة في المساحيق روابط بين جزيئات المسحوق القوية بما يكفي لقفلها معًا. ومع ذلك، بمجرد جفاف الماء، قد تتفكك المساحيق. لذلك، قد لا يكون الماء قويًا بما فيه الكفاية لإنشاء الروابط والاحتفاظ بها. في مثل هذه الحالات، يلزم وجود محلول سائل يحتوي على مادة رابطة. وبمجرد أن يتم تجفيف المذيب/الماء وشكلت المساحيق كتلة أكثر كثافة، بعدها يكون التحبيب ناعمًا.
يمكن أن تكون العملية بسيطة جدًا أو معقدة جدًا حسب خصائص المساحيق والمعدات المتاحة. في طريقة التحبيب الرطبة التقليدية، تُدفع الكتلة الرطبة من خلال منخل لإنتاج حبيبات رطبة يتم تجفيفها لاحقًا. وهناك مرحلة فرز لاحقة تكسر التكتلات الحبيبية. تستخدم المذيبات العضوية عندما تتم معالجة الأدوية الحساسة للماء، كبديل للتحبيب الجاف، أو عندما يكون وقت التجفيف السريع مطلوبًا. ونظرًا لأن الضغط المباشر ليس أفضل تقنية للعديد من المواد الفعالة، لا يزال التحبيب الرطب هو الأسلوب المفضل. وحتى إذا كانت المادة الفعالة حساسة للتحلل المائي، فإن المعدات الحديثة (على سبيل المثال، القيعان المميعة) تقضي على جميع المشاكل في التحبيب الرطب.
وأخيرًا، فإن التحبيب الرطب ينطوي على إنتاج حبيبات بإضافة مواد رابطة سائلة إلى خليط المسحوق. يتضمن كل من الضغط المباشر المستمر (CDC) والخلط المستمر لعمليات التحبيب الجاف التحميل الفردي والتغذية الدقيقة للمكون الصيدلاني النشط (API) ومجموعة متنوعة من السواغات في معدات المزج المستمر.
تقنيات التحبيب
توفر GEA خدمات هندسية ومحطات إنتاج/تجهيز كاملة وماكينات الجرعات الصلبة الفموية والمستقلة للعملاء في صناعة المستحضرات الصيدلانية. تقدم GEA حلولًا مجربة لأشكال الجرعات الأكثر تحديًا مثل أدوية الأورام وأقراص نظام الكريات متعددة الوحدات (MUPS) والمشروبات الفوارة والكريات متعددة الطبقات. نحن نقدم كذلك، بصفتنا خبراء في الاحتواء، أكبر مجموعة متنوعة من الحلول للمعالجة المحتواة، بناءً على تجربتنا التي لا تضاهى في تحليل مخاطر الاحتواء لتحديد الحل الأنسب. ويقدم القسم التالي عمليات التحبيب المختلفة، ويقارنها بموضوعية، ويقدم مشورة غير متحيزة حول مزايا كل نظام.
حاوية واحدة
يُعرف الخلاط/المحبب الذي يجفف الحبيبات في نفس الجهاز بدون تفريغ، بجهاز المعالجة في حاوية واحدة (أو معالج بوعاء واحد). يتم التحبيب في معالج عادي عالي القص؛ ومع ذلك، يجب توخي الحذر لتجنب تشكيل كتل لأنها لا يمكن تقسيمها قبل التجفيف. وهناك العديد من الخيارات للتجفيف في حاويات مفردة. يعتمد مبدأ التجفيف الأساسي على استخدام التفريغ في الوعاء، وبالتالي خفض درجة حرارة التبخير لسائل التحبيب. يأتي مصدر الحرارة التقليدية من جدران المجفف الساخنة؛ ويرتبط نقل الحرارة بالمساحة السطحية لجدران المجفف وحجم المنتج المعالج. ولذلك، فإن طريقة التسخين المباشر هذه هي الأكثر فعالية للمذيبات العضوية الصغيرة، أو الكميات المنخفضة لسوائل المادة الرابطة.
يسمح إدخال غاز الفصل في الوعاء بتحقيق محتوى رطوبة نهائي منخفض للغاية (مطلوب فقط في استخدامات معينة). يتم إدخال كمية صغيرة من الغاز في الجزء السفلي من الجهاز، والذي يمر عبر لوحة وضع المنتجات، مما يحسن كفاءة إزالة البخار. ومع ذلك، نظرًا لأن الجدار الساخن هو المصدر الوحيد لتجفيف الطاقة، فإن الزيادة الخطية غير ممكنة. وتتفاقم هذه المشكلة إذا كانت المادة المراد معالجتها حساسة للحرارة (لأن هذا يحد من درجة حرارة الجدار)؛ إذا كان الماء يستخدم كسائل تحبيب (له درجة حرارة غليان مرتفعة نسبيًا تحت التفريغ وحرارة عالية للتبخير مقارنة بالمذيبات العضوية)؛ وإذا تم استخدامها للإنتاج على نطاق أوسع (تتدنى نسبة السطح/الحجم مع زيادة الحجم).
ويمكن استخدام طاقة الموجات الدقيقة للتغلب على هذه القيود. وهذا يوفر مصدرًا إضافيًا للطاقة وله ميزة إضافية، مع المذيبات العضوية، التي يجب أن تعالج فقط الأبخرة العضوية النقية على جانب العادم، وليس مزيجًا من المذيبات وكميات كبيرة من غاز العمليات، كما هو مطلوب في معظم الأنواع الأخرى من تقنيات التحبيب الرطب.
تحبيب رذاذ قاعي للسوائل
يمكن عمل التحبيب باستخدام قيعان السوائل المزودة بفوهات الرش. على الرغم من أن موضع الرش العلوي كان يفضل لسنوات عديدة، إلا أن مزايا أنظمة الرش المماسية أصبحت واضحة. وتتمثل الميزة الرئيسية في موقع فوهة الرش، التي توجد في منطقة ذات قوى قص أعلى بشكل ملحوظ والتي تسمح الآن بتجهيز التركيبات التي لم يكن من الممكن تحبيبها إلا في السابق في معالجات القص العالية. بالإضافة إلى ذلك، فإن إدخال مجموعة FlexStream ™ الجديدة من قيعان السوائل يلغي أيضًا صعوبة تكبير الحجم. وفي السنوات الأخيرة، تطورت قيعان السوائل بشكل كبير في استجابة للمنافسة من تقنية الحاوية الواحدة. أصبح من الممكن الآن التعامل مع المواد المحتواة باستخدام وصلة مغلقة بمعدات المراحل الأولية والنهائية. بالإضافة إلى ذلك، فإن التنظيف المكاني بالكامل (CIP) في قيعان السوائل باستخدام مرشحات الفولاذ المقاوم للصدأ وصل الآن إلى مستوى يقارن بشكل إيجابي مع ما هو ممكن في حاوية واحدة.
تجفيف الرذاذ المميع (FSD)
يعمل على إنتاج حبيبات من السائل في عملية مكونة من خطوة واحدة. وأحد خياراته هو إنتاج العامل النشط في الإنتاج الأساسي كما هو الحال عند إنتاج الحبيبات، لذلك فهو لا يحتاج إلا إلى الخلط مع مواد السواغ لإجراء الضغط المباشر للمعالجة الثانوية. لا يمكن تنفيذ هذا إلا باستخدام عوامل نشطة لزجة (في حالة رطبة)، وإلا فسوف يكون من الضروري إضافة مادة رابطة. وثمة استخدام محتمل آخر لتقنية تجفيف الرذاذ المميع (FSD) وهو خلط جميع المكونات في محلول أو معلق واحد لإنتاج حبيبات في عملية مكونة من خطوة واحدة. خلال عملية تقنية تجفيف الرذاذ المميع (FSD)، تتم تغذية السائل عن طريق التذرية من أعلى البرج في وضع التيار-المساعد. بعد تبخير السائل، تترك الجسيمات المتكونة في وقت لاحق غرفة التجفيف مع هواء العادم. عندئذٍ يتم فصل هذه الجسيمات في إعصار حلزوني أو مرشح ويعاد إرسالها إلى حجرة التجفيف حيث ترتبط بالقطيرات الرطبة لتكون التكتلات. بعد وصول هذه التكتلات إلى وزن معين لا تتمكن من المغادرة عبر الجزء العلوي من البرج مع هواء العادم، لكنها تسقط في قيعان السوائل المدمجة أسفل حجرة التجفيف. وهنا يتم تجفيفها وتبريدها قبل التفريغ. ومع هذا، يصعب تنظيف هذا النوع من المعدات، وخاصةً شبكة الأنابيب الخارجية، عند التغيير لإنتاج منتج آخر. لذلك، تم تطوير الأنظمة التي لا تتلامس فيها الأنابيب الخارجية مع المنتج.
التحبيب عالي القص المتكامل والتجفيف القاعي للسوائل
هذا هو التكوين الأكثر شيوعًا المستخدم على نطاق صناعي لإنتاج الحبيبات الصيدلانية. كما يتيح هذا النظام الاندماج الكامل مع المعدات الأولية والنهائية، وهي تتضمن مطحنة رطبة بين المحبب والمجفف. بفضل أنظمة التحكم الحديثة، من السهل تحميل وخلط وتحبيب دفعة ثانية في محبب القص العالي أثناء تجفيف الدفعة السابقة في قيعان السوائل قبل التفريغ. يمكن تنظيف جميع المعدات في مكانها في عملية أوتوماتيكية واحدة.
التحبيب الذائب: في عملية التحبيب الذائب، يتم استبدال محلول المادة الرابطة لعملية تحبيب رطبة قياسية بمادة رابطة قابلة للذوبان. يمكن إضافة هذه المادة الرابطة في شكل منصهر، ولكن عملية القص العالية توفر ميزة السماح بإضافة المادة الرابطة في حالتها الصلبة. ويتحقق الذوبان من خلال الطاقة المضافة من خلال احتكاك الخلاط والغلاف المسخن للوعاء.
منتجات المشروبات الفوارة: تتم إضافة كمية قليلة جدًا من الماء لبدء تفاعل ما قبل الفوران: ينطلق بعض ثاني أكسيد الكربون أثناء التحبيب، ولكن الماء ينتج أيضًا كناتج للتفاعل؛ وهذا يعمل بمثابة سائل تحبيب ينتج المزيد من ثاني أكسيد الكربون وكذلك المزيد من المياه. ويجب إيقاف هذا الانهيار عند نقطة معينة عن طريق بدء عملية التجفيف ونزع الماء. ويمكن القيام بذلك باستخدام أجهزة التكوين للقص المرتفع مع تجفيف السوائل اللاحق عن طريق تفريغ المادة في نهاية عملية التحبيب إلى مجفف قاعي للسوائل مسبق التسخين.
التحبيب بالدفعات
التحبيب المستمر
نتيجة للمبادرات التنظيمية المختلفة لتحسين جودة المنتج وتقليل مخاطر فشله، هناك اهتمام كبير بالمعالجة المستمرة. يحتوي النظام النموذجي على ثلاث وحدات: وحدة التحبيب الرطب عالي القص، ووحدة مجفف مقسمة ووحدة تكييف حبيبية. في وحدة التحبيب، تتم معايرة المكونات الجافة بشكل فردي أو سابق الخلط في أجهزة التكوين للقص المرتفع المستمر. بعد جزء صغير من المزيج الجاف، تتم إضافة سائل التحبيب، بحيث يتلقى كل جسيم نفس كمية السائل. تحدث عملية التحبيب الرطب بالكامل في بضع ثوانٍ ببضع جرامات فقط من المنتج قيد المعالجة في وقت معين، مما يؤدي إلى سرعة بدء العمل وعدم حدوث خسائر. يمكن تعديل حجم الجسيمات عن طريق تغيير مستوى العمل في المحبب؛ وهذا يؤدي إلى تدفق مستمر من الحبيبات الرطبة ذات الجودة والكثافة الثابتة التي يتم نقلها إلى المجفف. ولا توجد تكتلات كبيرة الحجم وبالتالي لا حاجة للطحن الرطب.
تقوم وحدة المجفف، استنادًا إلى مبدأ تجفيف قيعان السوائل، بتقسيم التدفق المستمر للحبيبات في عبوات بوزن 1.5 كجم، وتجفيفها في جزء منفصل من المجفف. وعندما يصل محتوى القطعة إلى مستوى الرطوبة المرغوب، يتم إفراغها ونقلها إلى وحدة التكييف الحبيبية وإعادة تعبئتها بحزمة جديدة من الحبيبات الرطبة. يتم رصد منحنى التجفيف لكل حزمة. في وحدة التكييف الحبيبية، يمكن قياس الحبيبات المجففة لخصائص الجودة ذات الأهمية البالغة مثل توزيع حجم الجسيمات والرطوبة وتجانس المحتوى. في أي وقت، لا يوجد سوى من 6 إلى 9 كيلو جرامات في العملية، مما يقلل من كمية فقدان المنتج المعرّض للخطر. تسمح الوحدة صغيرة الحجم وبناء الوحدات بانتشار سريع وتكبير سهل، ويسهّل عملية التركيب بالمعدات الموجودة.
ما بعد المحببات
للامتثال الكامل للأنظمة الوطنية والمحلية والداخلية، تقدم GEA مجموعة من خيارات التحكم في الانبعاثات، بما في ذلك نظم استرداد المذيبات، ومرشحات المنافذ، ومصانع الاحتواء الكاملة. ويمكن توفير المعدات اللازمة لتلبية المعايير المقاومة للانفجار وصدمات الضغط حسب الاقتضاء. وتستند محطات أجهزة التكوين للقص المرتفع والخبرة في عملية التحبيب والتجفيف الخاصة بنا على ثروة من الخبرة وتاريخ طويل من البحث والتطوير. ومن خلال المصانع التي أنشئت في جميع أنحاء العالم، وتحديدًا آلاف من الاختبارات التي أجريت، لقد أنشأنا قاعدة صلبة من الخبرات مرتبطة باحتياجات صناعة المستحضرات الصيدلانية. لدينا الحل الصحيح لاستخدام التحبيب الخاص بك.
اتخاذ الخيار المستنير
