Poboljšanje efikasnosti biofarmaceutika kroz sušenje raspršivanjem

Sušenje raspršivanjem je vrlo brza metoda sušenja zbog izuzetno velike površine čestica i visokog koeficijenta izmjene topline. Velika površina čestica takođe omogućava da se sušenje izvodi na umerenim do niskim temperaturama. Brzo sušenje i umjerene temperature čine sušenje raspršivanjem pogodnim za materijale osjetljive na toplinu{2}}. Brzo sušenje i prateća brza stabilnost materijala čine sušenje raspršivanjem idealnim za kapsuliranje i proizvodnju suhih emulzija ili amorfnih materijala. Mogućnosti za inženjering čestica takođe uključuju karakteristike performansi praha, kao što su aerodinamičke dimenzije, geometrija čestica, raspodela veličine čestica i svojstva protoka praha.

Sušenje nanočestica raspršivanjem uključuje sušenje nanočestica suspendovanih u odgovarajućoj tečnosti (kao što je voda). Sušenjem raspršivanjem, originalne čestice mogu biti zaštićene dok se istovremeno postižu nova, poželjnija svojstva praha. To znači da prah ima dobra svojstva tečenja i smanjenu sklonost stvaranju prašine, ili da ima dobra svojstva protoka praha i malu aerodinamičku veličinu čestica.

Mikrokapsulacija se može postići korištenjem procesa sušenja raspršivanjem i kondenzacije raspršivanjem. Materijal koji se koristi za mikrokapsuliranje-osušenu raspršivanjem je tekućina u kojoj lijek postoji u suspenziji ili otopljenom obliku unutar materijala za pakovanje. Pogodni rastvarači mogu biti voda, alkohol, aceton, itd. Druga alternativa je sušenje raspršivanjem, gde se rastvor za pakovanje zamenjuje rastopljenim rastvorom za pakovanje. Kroz sušenje raspršivanjem ili sušenje raspršivanjem, veličina čestica se može lako modificirati kako bi se postigla kontrolirana morfologija oslobađanja pogodna za podešavanje i druga poželjna svojstva praha.

Suhe emulzije su varijacija tehnologije mikrokapsuliranja. U suhe emulzije, mikrokapljice, odnosno uljne otopine koje sadrže u ulju-ljekove rastvorljive, treba da budu kapsulirane. Materijal koji se proizvodi sušenjem raspršivanjem je emulzija koja sadrži otopljeni čvrsti nosač. Suhe emulzije-osušene raspršivanjem mogu se rekombinovati kako bi se održala originalna veličina kapljica kako bi se poboljšala bioraspoloživost lijeka uz dobijanje drugih poželjnih svojstava praha.

Čvrsti amorfni disperzanti/otopine mogu se dobiti sušenjem raspršivanjem. Materijal koji se koristi za proizvodnju čvrstih amorfnih disperzanata sastoji se od lijeka i odgovarajućeg rastvarača koji sadrži stabilizirajuće materijale. Pogodni rastvarači uključuju alkohol, aceton, dihlorometan, itd. Raspršivanjem-osušeni čvrsti amorfni disperzanti mogu poboljšati bioraspoloživost i stabilnost lijeka dok se postižu druga poželjna svojstva praha, kao što su protočnost praha i učinak direktne kompresije.

Sušenje

Kada lijek pokazuje termoplastičnost i visok afinitet prema rastvaračima, proizvod se teško suši. Za lijekove s visokim afinitetom prema rastvaraču, dati nivo zaostalog rastvarača u proizvodu zahtijeva više temperature sušenja ili manji sadržaj para rastvarača u izduvnom plinu, što je značajan izazov, posebno za proizvode koji su također termoplastični. Za lijekove koji pokazuju termoplastičnost i imaju niske temperature prijelaza, efektivni temperaturni raspon za sušenje je prilično ograničen. Dva suprotstavljena faktora određuju ovaj ograničeni temperaturni raspon: temperatura proizvoda mora biti dovoljno niska da osigura stabilnost proizvoda i spriječi lijepljenje; Istovremeno, temperatura sušenja mora biti dovoljno visoka da se materijal osuši unutar efektivnog vremena prije nego što se kapljice/čestice materijala sudare sa zidovima tornja za sušenje. Što je još gore, otapalo u materijalu djeluje kao plastifikator, snižavajući dopuštenu temperaturu proizvoda. Nepravilni uslovi sušenja mogu dovesti do vrlo niskog prinosa zbog nakupljanja materijala na zidovima tornja; i pretjerano niske i pretjerano visoke temperature sušenja mogu rezultirati ovim ishodom.

Za sušenje raspršivanjem ključna je razlika između ulazne temperature sušilice, temperature proizvoda, temperature sušenja i izlazne temperature sušilice. U dobro-dizajniranoj istosmjernoj-sušilici s raspršivanjem, temperatura sušenja i izlazna temperatura sušara su iste. Zbog isparavanja rastvarača, temperatura proizvoda će biti niža od temperature na izlazu iz sušilice, obično 5-20 stepeni.

Sušenje čestica je prvenstveno određeno temperaturom na izlazu iz sušilice za raspršivanje i sadržajem pare rastvarača u ispuhu sušača za raspršivanje. Veće izlazne temperature raspršivača ili niži sadržaj para rastvarača u izduvnom sistemu raspršivača će uticati na sušenje proizvoda. Za fiksnu izlaznu temperaturu raspršivača i brzinu protoka plina za sušenje, snižavanje temperature na ulazu u sušilicu će dovesti do smanjenja brzine dovoda, smanjenja brzine isparavanja i smanjenja sadržaja pare rastvarača u ispuhu raspršivača. Stoga, parametri sušenja raspršivanjem moraju biti pažljivo izbalansirani, a odgovor se obično može pronaći unutar prozora mogućnosti.

Mogućnosti za sušenje raspršivanjem mogu omogućiti da se sušenje nastavi s visokim prinosom, ali može istovremeno rezultirati time da konačni proizvod ne ispuni traženi nivo rezidualnog sadržaja rastvarača. Za mnoge proizvode, efektivno vrijeme sušenja je kritičnije. Kada je difuzija zaostalog rastvarača u proizvodu ograničena, jednostepena sušara-ne može postići efikasno sušenje, a u mnogim slučajevima se moraju dodati dodatne faze sušenja.

Termoplastičnost nekih lijekova čini ih neprikladnim za sušenje u konvencionalnim raspršivačima. U takvim slučajevima, sušenje raspršivanjem pod niskim-pritiskom može biti opcija. Sušare za raspršivanje koje rade na 0,5-0,7 bara omogućavaju značajno smanjenje temperature sušenja.

Tipovi sušara

Nedavno je Niru predstavio seriju sušara dizajniranih za postizanje gore navedenih zadataka. PHARMASD (PSD) i druge neophodne komponente u kombinaciji omogućavaju proizvodnju u skladu sa cGMP-u farmaceutskim postrojenjima.

Princip PSD-a je dizajniranje serije uređaja sa sličnim performansama, ali različitim proizvodnim kapacitetima, u rasponu od nekoliko grama do nekoliko tona praha po seriji. Dosljedne performanse PSD opreme olakšavaju neometani{1}}proces skaliranja od ranog razvoja do finalne masovne proizvodnje. PSD oprema se sastoji od mnogo modula kombinovanih kako bi se ispunili specifični zahtevi, nezavisno od radne temperature, radnog pritiska, rastvarača, prinosa ili drugih faktora. Stoga sušare s istim proizvodnim kapacitetom mogu biti potpuno različite po dizajnu, konfiguraciji i fizičkim dimenzijama. PSD sušači su dizajnirani da koriste vrući zrak ili, kada se suše materijali koji nisu na vodi, azot kao plin za sušenje (eliminišući rizik od sagorijevanja). Mogu se koristiti za sušenje širokog spektra acetona, dihlorometana, alkohola i drugih organskih rastvarača. Kada se koriste organski rastvarači i dušik, sušilica obično radi u sistemu zatvorene{8}}petlje kako bi se smanjio gubitak dušika i spriječilo isparavanje i curenje organskog rastvarača.

Ukratko, pažljivim odabirom radnih parametara, lijekovi koji pokazuju termoplastičnost i afinitet prema rastvaraču mogu se proizvesti sušenjem raspršivanjem. Sušači u raspršivaču nude prednosti za proizvodnju inkapsulacija, suhih emulzija ili amorfnih materijala sa kontrolisanim svojstvima odgođenog-oslobađanja i/ili za poboljšanje efikasnosti biofarmaceutika.