Истираемость таблеток в фармацевтическом производстве: почему это важно от прессования таблеток до окончательной упаковки

、

Истираемость таблеток описывает, насколько легко спрессованная таблетка теряет материал при воздействии повторяющихся ударов и истирания. Таблетка может выглядеть приемлемо сразу после выхода из пресса, но при этом всё равно скалываться, выделять порошок или разрушаться во время нанесения покрытия, транспортировки, подсчёта, подачи в блистер, фасовки во флаконы или перевозки, если её механическая прочность недостаточна. Именно поэтому истираемость является не только лабораторным результатом. Это практический показатель того, сможет ли таблетка выдержать последующие этапы производства и упаковки после прессования.

Для фармацевтических производителей полезный вопрос заключается не просто в том, проходит ли тест на истираемость. Важно понять, почему результат выглядит именно так и вносят ли вклад в проблему состав, грануляция, смазка, прессование, выталкивание или последующая обработка. Поэтому истираемость таблеток находится на пересечении науки о составе, прессования таблеток, контроля качества и эффективности упаковки.

Что означает истираемость таблеток в фармацевтическом производстве

Истираемость таблеток обычно выражается как процент потери массы таблетки после проведения определённого теста с вращением. Меньшая потеря массы обычно указывает на лучшую устойчивость к истиранию и повторяющимся ударам. Высокая истираемость таблеток может проявляться в производстве в виде сколотых краёв, рыхлого порошка, повреждения поверхности, сломанных таблеток или увеличения количества мусора вокруг точек передачи и упаковочного оборудования.

Истираемость связана с прочностью таблетки, но это не то же самое, что твёрдость таблетки. В фармакопейной терминологии более точным термином является сила разрушения таблетки — сила, необходимая для разрушения таблетки при однократной приложенной нагрузке. Напротив, истираемость оценивает реакцию таблетки на повторяющиеся удары меньшей интенсивности и истирание. USP рассматривает эти показатели как разные аспекты механической прочности и отмечает, что таблетки должны обладать достаточной целостностью для выдерживания производства, нанесения покрытия, упаковки, транспортировки и обращения.

А твёрдая таблетка всё ещё может быть легко истираемой, если её структура или поверхность являются хрупкими, тогда как таблетка с умеренной силой разрушения может хорошо показывать себя в тесте на истираемость. Поэтому увеличение силы прессования не следует рассматривать как автоматическое решение проблемы высокой истираемости.

Как работает тест на истираемость и что означает его предел

Тест на истираемость предоставляет стандартизированную оценку устойчивости к механическому износу. USP гармонизирован с соответствующими текстами Европейской фармакопеи и Японской фармакопеи. FDA и EMA также публикуют руководство ICH Q4B Annex 9, поддерживающее признание этих гармонизированных фармакопейных процедур.

В обычно используемой процедуре образец очищенных от пыли таблеток взвешивают, помещают во вращающийся барабан, подвергают вращению при 25 об/мин в течение 100 оборотов, снова очищают от пыли и повторно взвешивают. Затем истираемость рассчитывают следующим образом:

Истираемость (%) = (Начальная масса − Конечная масса) / Начальная масса × 100

Потеря массы не более 1,0% обычно считается приемлемой для большинства продуктов в соответствии с гармонизированной главой, однако это число не следует описывать как универсальную спецификацию для каждой таблетки. Важны также конструкция продукта, характеристики лекарственной формы, зарегистрированные спецификации, применимые монографии и процедуры компании.

Кроме того, результат теста не следует рассматривать изолированно. Значение, близкое к пределу, установленному компанией, может быть более информативным при рассмотрении вместе с силой разрушения, толщиной, вариацией массы, показателями распада или растворения, тенденциями процесса и визуальным контролем.

Тцель заключается не в достижении минимально возможного значения истираемости. Она состоит в обеспечении достаточной механической прочности без создания новых проблем с эксплуатационными характеристиками продукта.

Что вызывает высокую истираемость таблеток?

Высокая истираемость таблеток редко возникает из-за одной переменной. Итоговый результат отражает поведение состава во время грануляции, смазки, заполнения матрицы, прессования, декомпрессии, выталкивания и последующей обработки.

Уровень связующего вещества и характеристики связующего вещества

Если связывание частиц недостаточно, таблетка может сформироваться, но при этом не иметь достаточной когезионной прочности для сопротивления повторным ударам. Простое увеличение количества связующего вещества не всегда является правильным решением, поскольку выбор и уровень связующего также влияют на распадаемость, растворение, поведение при гранулировании и обработку.

Влажность гранул и свойства частиц

Содержание влаги, распределение частиц по размерам, пористость и структура гранул влияют на то, как частицы перегруппировываются и связываются во время прессования.

Исследование, посвящённое влиянию влажности при гранулировании и прочности таблеток при разрушении, показало, что эти два фактора могут взаимодействовать в своём воздействии на истираемость и растворение, а не действовать как полностью независимые переменные.

Смазывание

Смазочные вещества необходимы для контроля трения о стенки матрицы и выталкивания таблеток, но чрезмерный уровень смазочного вещества или слишком длительное смешивание могут снизить межчастичное связывание в некоторых составах.

Исследование в промышленном масштабе, опубликованное в 2024 году, выявило усилие прессования и долю стеарата магния как важные переменные для прогнозирования истираемости и усилия разрушения таблеток для изученного состава. Это не означает, что они являются универсальными первопричинами, но показывает, почему смазывание и прессование необходимо оценивать совместно.

Условия прессования

Основное усилие прессования имеет значение, но также важны предварительное прессование, время выдержки под давлением, скорость ротора, условия работы питателя и поведение материала при деформации.

Исследование прессования таблеток показало, что увеличение скорости ротора и питателя усилия снижало прочность на растяжение и способность к таблетированию в исследованном составе, при этом время выдержки под давлением и сдвиг порошка были среди задействованных механизмов.

Геометрия и плотность таблетки

Размер, толщина, форма, геометрия краёв и пористость компакта влияют на распределение напряжения при выталкивании и последующей обработке. Поэтому два состава, спрессованные при одинаковом номинальном усилии, могут демонстрировать сильно различающуюся истираемость таблеток.

Выталкивание и последующее воздействие

Механически нестабильная таблетка может выйти из матрицы без повреждений, но получить видимые дефекты после повторных падений, резких изменений направления транспортировки или контакта с направляющими и другими таблетками.

В этом случае замена только таблеточного пресса не решает проблему полностью.

Как прессование таблеток влияет на истираемость

Прессование таблеток — это этап, на котором сыпучий порошок или гранулят превращается в компактную форму, достаточно прочную для прохождения остальных стадий производства. По этой причине таблеточный пресс напрямую связан с истираемостью таблеток, но сам по себе не контролирует её.

Увеличение усилия прессования часто повышает усилие разрушения таблеток и может снизить истираемость в части рабочего диапазона состава. Однако исследования также показывают, что эта зависимость не всегда является линейной.

В одном опубликованном исследовании наблюдалась минимальная истираемость при промежуточном усилии прессования, а не непрерывное улучшение при увеличении усилия.

Чрезмерное прессование также может изменять пористость, распадаемость, поведение при растворении, упругое восстановление или склонность к расслоению в зависимости от состава. Это делает стабильность процесса более важной, чем простая установка высокого значения усилия прессования.

Во время масштабирования и серийного производства производители обычно оценивают такие факторы, как:

• настройки предварительного и основного прессования;
• глубина заполнения и стабильность массы таблеток;
• скорость ротора и время выдержки под давлением;
• скорость питателя и сдвиг порошка;
• характер выталкивания и трение о стенки матрицы;
• состояние пуансонов и матриц;
• тенденции изменения усилия разрушения, толщины, массы и истираемости.

Хорошо контролируемый фармацевтический таблеточный пресс помогает поддерживать повторяемость этих рабочих условий. Он не может компенсировать состав с плохой прессуемостью, неподходящей влажностью или неправильным смазыванием, но стабильные условия прессования облегчают определение того, возникают ли изменения истираемости таблеток главным образом из-за материала или процесса.

Здесь также становятся полезными данные оборудования. Мониторинг усилия прессования, функции отбраковки, производственные записи и повторяемые настройки процесса могут помочь производственным командам связать отклонение по истираемости с фактическими условиями работы пресса, а не полагаться только на проверку в конце партии.

Почему истираемость таблеток по-прежнему важна при нанесении покрытия и окончательной упаковке

Прохождение этапа прессования не означает окончания механических нагрузок на таблетку. Производственные процессы, включая нанесение покрытия и упаковку, могут создавать значительные нагрузки на таблетки.

Это объясняет, почему практическая важность истираемости таблеток становится более очевидной на последующих этапах.

Покрытие таблеток

Во время нанесения покрытия таблетки многократно перемещаются внутри установок для нанесения покрытия и контактируют друг с другом, подвергаясь воздействию воздушного потока и распыляемого покрытия.

Сердцевина таблетки с низкой механической прочностью может образовывать больше рыхлого материала или повреждений краев до завершения нанесения покрытия. В то же время параметры покрытия не следует автоматически считать причиной, если сердцевина таблетки уже имеет недостаточную механическую прочность до начала процесса.

Транспортировка и перемещение продукта

Высота падения, изменения скорости, геометрия направляющих, вибрация, накопление и повторяющийся контакт таблетка-таблетка могут выявить слабые места, которые не были очевидны сразу после прессования.

Поэтому качественная конструкция производственной линии направлена на предотвращение ненужного механического воздействия при сохранении стабильного потока продукта.

Подсчет таблеток и розлив во флаконы

Во время высокоскоростного подсчета и наполнения флаконов таблетки проходят стадии подачи, разделения, обнаружения, перемещения и наполнения.

Чрезмерное количество рыхлого порошка или фрагментов может создавать дополнительные требования к очистке и делать обработку продукта менее стабильной. Поэтому подходящая линия для подсчета таблеток и капсул должна обеспечивать контролируемый поток продукта и избегать ненужных падений или резких переходов.

Блистерная упаковка

Во время блистерной упаковки таблетки должны подаваться, перемещаться в сформированные ячейки, запаиваться, разрезаться и выгружаться без ненужных физических повреждений.

Хрупкая таблетка может поступить в блистерную упаковочную машину уже механически ослабленной. Настройки упаковки не могут исправить проблему прочности таблетки, возникшую на этапе разработки состава или прессования.

Rich Packing производит таблеточные прессы вместе с последующим фармацевтическим упаковочным оборудованием, включая машину для нанесения покрытия на таблетки, линии для подсчета и наполнения таблеток и капсули машины для блистерной упаковки.

С точки зрения оборудования цель не заключается в утверждении, что одна машина «решает проблему истираемости таблеток». Вместо этого прессование и последующая обработка должны оставаться достаточно стабильными, чтобы предотвратимое механическое напряжение не усиливало слабость, связанную с составом или процессом.

Такой взгляд на производственную цепочку более полезен, чем рассмотрение истираемости как лабораторного показателя. Если повреждение впервые становится очевидным во время нанесения покрытия или упаковки, расследование все равно должно идти назад через состав, грануляцию, прессование, выталкивание и условия перемещения, прежде чем возлагать проблему на конечную машину.

Как производители контролируют истираемость таблеток от прессования до упаковки

Практическое исследование истираемости наиболее эффективно, когда оно следует последовательности производства, а не изменяет несколько параметров одновременно.

1. Подтвердить результат испытания на истираемость

Проверьте обращение с образцами, удаление пыли, взвешивание, состояние оборудования, настройки вращения и применимую спецификацию продукта.

Повторный результат может помочь подтвердить, является ли необычное значение реальной тенденцией производства, прежде чем изменять параметры процесса.

2. Проверить данные по составу и грануляции

Изучите систему связующего вещества, уровень смазки и время смешивания, влажность, распределение размера частиц, свойства гранул и другие характеристики материалов, влияющие на способность к уплотнению.

Цель состоит в том, чтобы определить, обладает ли таблетка, поступающая на прессование, физическими свойствами, необходимыми для формирования механически стабильного компакта.

3. Сравнить истираемость с усилием разрушения и другими данными о таблетках

Высокий результат истираемости означает разные вещи, когда усилие разрушения также низкое, и когда усилие разрушения остается высоким.

Толщина, масса таблетки, распадаемость, растворение и другие соответствующие данные о качестве могут помочь отличить слабое уплотнение от хрупкости или других механизмов.

4. Проверить тенденции работы таблеточного пресса

Проверьте, изменялись ли усилие прессования, предварительное прессование, скорость ротора, настройки питателя, условия заполнения или поведение при выталкивании в момент появления тенденции изменения истираемости.

Избегайте автоматического увеличения усилия прессования без учета остальных этапов процесса.

5. Проверить последующую обработку

Наблюдайте за точками перемещения от выгрузки таблеток до нанесения покрытия и окончательной упаковки.

Ищите чрезмерную высоту падения, резкие повороты, нестабильное накопление, ненужную вибрацию или повторяющиеся столкновения, которые могут превратить таблетку с пограничной прочностью в заметно поврежденную.

6. По возможности изменять только один фактор за раз

Контролируемые изменения упрощают определение причины.

Одновременное изменение состава, усилия прессования, скорости ротора и настроек упаковки может улучшить результат, но затрудняет определение того, какой именно параметр фактически решил проблему.

Часто задаваемые вопросы о Истираемость таблеток

Ссылки

1.Фармакопея Соединённых Штатов. Общая глава Истираемость таблеток.

2.Фармакопея Соединённых Штатов. Общая глава Сила разрушения таблеток.

3.Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. Приложение Q4B 9: Общая глава по истираемости таблеток.