Extrusion et sphéronisation

L'extrusion/la sphéronisation est un processus de fabrication communément employé dans le secteur pharmaceutique, qui permet de produire de petites sphères ou des granulés qui contiennent les médicaments. Les granulés produits par le processus de sphéronisation sont généralement enrobés. Les étapes du processus de fabrication par sphéronisation comprennent le mélange à froid, la formation de la masse humide, l'extrusion, la sphéronisation et le séchage/enrobage. Une analyse peut être effectuée afin d'optimiser la plage de répartition des particules selon leur taille avant de procéder à l'enrobage.

Le principe actif et les excipients sont avant tout mélangés dans un granulateur, avant d'y ajouter un liquide de granulation. La masse humide ainsi constituée passe à travers un filtre afin de produire un extrudat souple et flexible. La taille des granulés finaux (sphères) est principalement déterminée par le diamètre complet du filtre utilisé lors de l'extrusion.

L'extrudat passe dans un sphéroniseur, lequel est constitué d'une vrille à plaque/disque qui tourne à 400–500 rpm environ dans un bassin de sphéronisation. L'extrudat est ensuite brisé, de façon à former des éléments de forme cylindrique et approximativement de même longueur, laquelle dépend directement du diamètre de l'extrudat. Ces segments cylindriques sont progressivement arrondis par les collisions contre la paroi de la cuve, la plaque et entre eux. Lorsque les particules ont atteint la forme voulue, elles sont déchargées du sphéroniseur. Les granulés humides sont alors récoltés et séchés, en général dans un séchoir à lit fluidisé (FBD). Les FBD peuvent également être utilisés pour enrober les granulés, si nécessaire.

Les défis du processus de sphéronisation

Bien que la sphéronisation soit une opération bien connue du secteur pharmaceutique, la formation des granulés à partir des extrudats n'est pas toujours entièrement comprise dans tous les processus de fabrication. L'influence de la variation de la matière brute n'est pas non plus pleinement comprise, et cette variation peut causer des problèmes en termes de qualité du produit. Une répartition uniforme de la taille des sphères, leur sphéricité, leur forme et les caractéristiques de leur surface ont été identifiés comme des attributs qualité critiques (CQA) des granulés. Ces attributs qualité critiques sont particulièrement importants si les granulés doivent être enrobés afin de contrôler leur libération. Comprendre la formation des granulés et l'influence de la variabilité de la matière brute de chacun de vos processus de sphéronisation peut être un élément important pour le succès et la cohérence de vos produits. Dans cette optique, mesurer la répartition des particules selon leur taille et leur forme peut être un élément important pour le succès de votre activité.

Analyse de la taille de la particule : analyse sélective

Même si les particules sont en trois dimensions, les résultats de l'analyse sélective ne se basent que sur une dimension. Les vibrations mécaniques appliquées durant l'analyse sélective peuvent porter les particules à se placer de telle façon qu'elles passent à travers les tamis par leur plus petit côté. Les résultats peuvent donc être faussés si cette analyse n'est pas contrôlée de manière précise. Certains matériaux (comme les matériaux hygroscopiques ou électrostatiques) peuvent être difficiles à analyser par la méthode sélective, en particulier lorsque la maille des tamis est fine. L'analyse sélective ne peut être effectuée que de manière séparée, car elle n'est pas adaptée à un contrôle en ligne.

Analyse de la taille de la particule : Caractériseur de particules 3D Eyecon

Lorsqu'il est équipé d'une interface avec les systèmes Nica™ de GEA, Eyecon surveille en temps réel le processus de formation des granulés et la répartition des particules selon leur taille. Il génère immédiatement des images directes qui aident à comprendre le processus. La connaissance et la compréhension du processus de sphéronisation aideront les fabricants à identifier les paramètres critiques du processus et donc à évaluer l'impact des variations sur ce processus.

Les fonctions avancées du logiciel permettront de paramétrer des limites de taille des particules de produit en fonction de l'écart par rapport à un état/standard idéal donné pour le processus de sphéronisation. Les mesures étant effectuées en temps réel, la fonction d'alarme unique permet d'identifier en temps réel les problèmes, écarts et variations de la fabrication. Le fabricant peut donc adopter les mesures nécessaires à résoudre ces problèmes dès leur survenue, en réduisant le gaspillage, en conservant la qualité globale du produit et en garantissant la sécurité du patient.

Eyecon est unique par le fait qu'il n'entre pas directement en contact avec le produit (aucun risque de contamination), qu'il ne nécessite pas la préparation d'un échantillon (réduction de la variation des résultats par rapport à d'autres échantillons) et qu'il utilise une technologique de mesurage direct de l'échantillon (les algorithmes de calcul sont moins complexes). La même unité peut être utilisée comme analyseur d'atelier et comme analyseur du process en ligne.

Étude de cas 1

Eyecon a été utilisé pour mesurer la taille et la forme de particules pour des sphéroïdes à libération soutenue (Figure X). L'utilisation de Eyecon visait à identifier, et donc à réduire, les variations provoquées par un élément commun au sein du processus de fabrication. Le client a économisé 1 million d'euros par an en optimisant son processus de fabrication de sphéroïdes.

Étude de cas 2

Eyecon a été utilisé pour les analyses en ligne et en atelier, afin de contrôler la taille et la forme des particules. Outre le contrôle habituel du processus de sphéronisation, le client entendait normaliser ce même processus pour différentes sites de production. Eyecon s'est avéré très utile pour la surveillance de la qualité du produit, car il a permis d'améliorer le rendement et la résistance globale du processus.