在制藥行業(yè)中，將少量藥物活性成分 (API) 與輔料混合，經(jīng)過(guò)各種單元操作完成后續加工-這是諸多生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵部分。
混合物在下游過(guò)程中的行為隨混合物不同成分的屬性而變化。
當處方以膠囊的形式遞送時(shí)，混合物需要具備合適的特性，以確保精準地填充定量膠囊。根據過(guò)程行為表征處方特性是質(zhì)量源于設計 (QbD) 理念的關(guān)鍵部分。對于配料機性能較高的粉體處方，可根據其屬性量化方法，定義設計空間，確定取得高質(zhì)量終產(chǎn)品的材料屬性。這樣既提高了生產(chǎn)率和減少浪費，又實(shí)現了可觀(guān)的商業(yè)效益。
相似處方間的性能差異
選取DPI產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中使用的三種處方，根據所使用處方觀(guān)察終產(chǎn)品質(zhì)量的差異。在三種處方中，處方1代表配料機填充性能處于平均水平，處方2代表最差的水平，處方3則代表的水平。
三種處方的樣品使用FT4 粉體流變儀? 進(jìn)行評價(jià)。測試研究樣品的動(dòng)態(tài)、整體和剪切屬性，以便確定與配料機性能相關(guān)的趨勢變化。
測試結果
動(dòng)態(tài)測試：比流動(dòng)能
三種材料中，處方2的比流動(dòng)能，處方3的比流動(dòng)能。比流動(dòng)能高代表機械咬合程度較高以及粉體中摩擦作用較大，這通常會(huì )在充填等操作中出現問(wèn)題，此種操作中重力引導的流動(dòng)十分重要。
圖1
整體測試：可壓性
處方2是可壓性的樣品，處方3可壓性最小。可壓性較大表明粉體內部包含了大量空氣，粘性粉體通常具有該種屬性。
圖2
剪切盒測試
六個(gè)數據點(diǎn)，三種樣品之間的差異極小，即每種樣品重復兩次，結合可接受的標準偏差，所產(chǎn)生的剪切應力值幾乎相同。由于結果與過(guò)程行為缺少相關(guān)性，說(shuō)明該項測試本身用于研究固結后的粉體如何從靜態(tài)轉變?yōu)閯?dòng)態(tài)，但可能與粉體在膠囊定量過(guò)程中所處的高度動(dòng)態(tài)、低應力的環(huán)境無(wú)關(guān)。
圖3
結論
FT4可識別出三種相似的處方之間存在明顯且可重復的差異，它們與配料機內的表現性能密切相關(guān)。比流動(dòng)能和可壓性的差異非常明顯，表示機械咬合和摩擦力以及粉體內部自組結構對工藝性能具有重大影響。而剪切盒測試提供的信息有限，表明剪切屬性對整體性能的影響很小，甚至沒(méi)有影響。動(dòng)態(tài)和整體性能的參數可用于構建一個(gè)與加工過(guò)程相關(guān)測試的設計空間，用作未來(lái)處方的模板，從而保證過(guò)程特性預測的準確性。
粉體流動(dòng)性不是材料的固有屬性，而是粉體在特定設備中以其所需要的方式進(jìn)行流動(dòng)的能力。成功的加工需要粉體與過(guò)程的完美匹配，相同的粉體在一個(gè)過(guò)程中表現良好，而在另一個(gè)過(guò)程中卻不佳的情況并不罕見(jiàn)。也就是說(shuō)，需要多種特性表征方法，得出的結果能夠與過(guò)程評估相聯(lián)系，從而構建對應于可接受的過(guò)程行為的參數設計空間。FT4的多變量方法并非依靠單一的表征來(lái)描述所有過(guò)程特性，而是模擬一系列單元操作，以便直接研究粉體對各種加工過(guò)程和環(huán)境條件的響應。
作者簡(jiǎn)介：
Tim Freeman，富瑞曼科技有限公司總經(jīng)理
自20世紀90年代末，Tim Freeman作為粉體表征公司富瑞曼科技有限公司的總經(jīng)理，在FT4粉體流變儀®和通用型粉體測試儀的設計和持續發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。Tim與各專(zhuān)業(yè)機構合作并參與行業(yè)活動(dòng)，對促進(jìn)粉體加工領(lǐng)域的發(fā)展做出了杰出貢獻。
Tim擁有英國薩塞克斯大學(xué)的機電一體化學(xué)位。他是美國結構化有機微粒系統工程研究中心 (Engineering Research Center for Structured Organic Particulate Systems) 許多項目組的導師，并經(jīng)常組織粉體表征和加工領(lǐng)域的行業(yè)會(huì )議。作為美國藥學(xué)科學(xué)家協(xié)會(huì ) (AAPS) 的"過(guò)程分析技術(shù)"焦點(diǎn)小組的前任主席，Tim是制藥技術(shù)編輯顧問(wèn)委員會(huì )的成員，以及《歐洲藥物評論》雜志的行業(yè)專(zhuān)家組成員。Tim還是化學(xué)工程師學(xué)會(huì )"顆粒技術(shù)"特別興趣小組的委員會(huì )成員、ASTM負責粉體和松裝固體的特性和處理的D18.24小組委員會(huì )副主席，以及美國藥典 (USP) 通論 - 物理分析專(zhuān)家委員會(huì ) (GC-PA EC) 的成員。
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