Исследование эксплуатационных характеристик микрокристаллической целлюлозы DESU®, полученной методом распылительной и быстрой сушки.

ДЕСУ^® Анализ выбора микрокристаллической целлюлозы на основе различных процессов сушки.

1. Введение

Микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ) — вспомогательное вещество фармацевтического качества, соответствующее стандартам NF/USP/EP/JP, — является одним из наиболее часто используемых ингредиентов в твердых лекарственных формах для приема внутрь, и процесс ее производства оказывает существенное влияние на качество продукта. В настоящее время в промышленности для производства МКЦ используются два основных процесса сушки: распылительная сушка и быстрая сушка. В процессе распылительной сушки суспензия МКЦ распыляется и быстро высушивается потоком горячего воздуха, получая сферические или квазисферические частицы; в процессе быстрой сушки механическое измельчение сочетается с сушкой потоком воздуха, получая волокнистые частицы. Оба процесса имеют свои особенности и подходят для различных сценариев рецептур.

Современное китайское производство микрокристаллической целлюлозы значительно продвинулось: продукты, полученные методом распылительной сушки, обладают хорошей сыпучестью, однородным размером частиц и высокой стабильностью от партии к партии, в то время как продукты, полученные методом быстрой сушки, лучше уплотняются в определенных условиях. Компания DESU, являясь поставщиком технологий распылительной сушки, предлагает свои услуги.^® помогает компаниям, занимающимся разработкой рецептур, понимать особенности продуктов, получаемых различными способами, и делать соответствующий выбор.

В данном исследовании анализируются различия в производительности между DESU.^® В статье рассматриваются физико-химические показатели, характеристики порошка и возможности применения микрокристаллической целлюлозы (полученной методом распылительной сушки) и китайской целлюлозы (полученной методом быстрой сушки) на основе систематических сравнительных исследований, обсуждаются сценарии применения этих двух процессов и предоставляется научная основа для выбора микрокристаллической целлюлозы компаниями-производителями рецептур.

2. Экспериментальные методы

2.1 Физико-химические показатели и анализ характеристик порошка

Согласно Общим правилам части IV Китайской фармакопеи 2025 года, были определены значения pH, степень полимеризации, потери при сушке, остаток при прокаливании, насыпная плотность и гранулометрический состав. Для измерения насыпной плотности, плотности после уплотнения и угла естественного откоса использовался прибор для комплексных характеристик порошка, а также были рассчитаны индекс Карра и коэффициент Хауснера.

2.2 Прямая оценка характеристик сжатия

Различные источники микрокристаллической целлюлозы смешивали с 1% стеарата магния и непосредственно прессовали при четырех градиентах давления: 3,0, 5,0, 8,0 и 12,0 кН. Измеряли изменение массы таблеток, их твердость, хрупкость и время распада.

2.3 Исследование применения разработанной модели

Таблетки амлодипина бесилата (полученные методом прямого прессования) были выбраны в качестве модельных составов для сравнения эффективности применения различных источников микрокристаллической целлюлозы в типичных рецептурах.

3. Результаты и обсуждение

3.1 Анализ характеристик продукции при различных процессах сушки

Процесс распылительной сушки: Суспензия микрокристаллической целлюлозы диспергируется в мельчайшие капли с помощью распылителя и быстро высушивается в потоке высокотемпературного воздуха, обычно в течение пяти секунд. В результате процесса получаются сферические или квазисферические частицы с однородной термической обработкой, хорошей текучестью и узким распределением частиц по размерам. Продукты, полученные методом распылительной сушки, хорошо зарекомендовали себя при высокоскоростном прессовании и влажной грануляции, что делает их основным выбором для высококачественных рецептур.

Процесс быстрой сушки: Шламовая суспензия МКЦ поступает в сушильную камеру после механического измельчения и высушивается высокоскоростным вращающимся диспергирующим устройством с потоком горячего воздуха. В результате процесса образуются волокнистые частицы с сильным механическим воздействием, обеспечивающие лучшую уплотняемость при низком давлении. Однако продукты, полученные методом быстрой сушки, обладают худшей текучестью, снижают способность к измельчению при высокой твердости и имеют более высокую насыпную плотность, что ограничивает область их применения.

В таблице 1 сравниваются два образца MCC. DESU^® Микрокристаллическая целлюлоза PH-102 (высушенная распылением) имеет степень полимеризации 266-278, что находится в идеальном диапазоне; у китайской марки (высушенная методом быстрой сушки) она составляет 245-255, что немного ниже, отражая более сильное механическое воздействие при быстрой сушке.

Таблица 1. Сравнение физико-химических показателей микрокристаллической целлюлозы из разных источников.

3.2 Сравнение характеристик порошка

В таблице 2 представлены данные по характеристикам порошков двух образцов микрокристаллической целлюлозы.

Таблица 2. Данные по характеристикам порошка микрокристаллической целлюлозы из различных источников.

Характеристика порошка показывает, что DESU^® MCC PH-102 (высушенный распылением) обладает лучшей текучестью, чем китайский аналог (быстросохнущий). DESU^® Фильтр MCC PH-102 имеет индекс Карра 22,5%, коэффициент Хауснера 1,29 и угол естественного откоса 35,2°, все показатели превосходны; фильтр китайской марки имеет показатели 25,8%, 1,35 и 38,5°, что соответствует общим требованиям, но с относительно более слабым потоком.

Более слабая текучесть продуктов, полученных методом быстрой сушки, обусловлена ​​их волокнистой структурой, которая может обеспечивать преимущества в прессовании при низком давлении, но может вызывать нестабильность подачи при производительности выше 30 000 таблеток в час. В отличие от них, сферические частицы продуктов, полученных методом распылительной сушки, сохраняют хорошую текучесть при различных скоростях прессования.

По насыпной плотности китайский аналог (0,35-0,38 г/мл) немного превосходит DESU® MCC PH-102 (0,31-0,33 г/мл). Более высокая насыпная плотность может повлиять на однородность смешивания в некоторых конкретных рецептурах, особенно для АФИ с низкой плотностью, что потребует соответствующей корректировки параметров процесса.

3.3 Сравнение сжимаемости и характеристик разрушения

При прямом сжатии (рис. 1) два образца различались по сжимаемости. При низком давлении (3-5 кН) китайский образец (быстровысушенный) показал несколько более высокую твердость из-за механического переплетения волокнистых частиц; при давлении выше 8-12 кН разница уменьшалась.

Рисунок 1. Зависимость между основным давлением прессования и твердостью таблетки.

Два образца заметно различались по скорости распада (рисунок 2). При низкой твердости (60-80 Н) оба распадались за 10-15 минут, что соответствует требованиям; при высокой твердости (>100 Н) китайскому образцу требовалось 30-45 минут, что превышает 15-минутный предел, установленный фармакопеей, в то время как образцу DESU потребовалось 30-45 минут.^® Микрокристаллическая целлюлоза сохраняла свои свойства в оптимальном диапазоне 15-25 минут.

Рисунок 2. Зависимость времени распада от твердости таблетки.

Таким образом, продукты, полученные методом быстрой сушки, лучше подходят для составов с низкой твердостью.<100 Н), тогда как продукты, полученные методом распылительной сушки, обеспечивают стабильное разрушение и более широкое применение при различных уровнях твердости.

3.4 Анализ сценариев применения процесса

Сценарии применения процесса распылительной сушки:

• Высокоскоростное прессование — более 30 000 таблеток в час: превосходная текучесть обеспечивает стабильную подачу порошка.
• Составы с высокой твердостью (>100 Н): стабильные характеристики распада, не ухудшаются с увеличением твердости.
• Процессы влажной грануляции: сферические частицы хорошо соединяются со связующими веществами.
• Продукция, требующая высокой стабильности от партии к партии: стабильный процесс, небольшие колебания качества.

Сценарии применения процесса быстрой сушки:

• Сжатие при низком давлении, ниже 5 кН: волокнистые частицы обеспечивают лучшую уплотняемость при низком давлении.
• Составы средней твердости (60-80 Н): показатели распадаемости приемлемые.
• Низкоскоростное сжатие с низкими требованиями к текучести: позволяет использовать его уплотняющие свойства.

3.5 Рекомендации по оценке и выбору состава и применения

В исследовании таблеток амлодипина бесилата (прямое прессование) оба образца МЦК соответствовали требованиям качества при средней твердости (60-80 Н). На рисунке 3 показаны кривые растворения. Оба типа таблеток показали схожее растворение (f2>50), при этом суммарное растворение составило >80% через 30 минут, что соответствует стандартам.

Рисунок 3. Кривые растворения таблеток амлодипина бесилата в условиях средней твердости.

Однако при высокой твердости (>100 Н) различия были значительными. На рисунке 4 показаны кривые растворения при высокой твердости. Таблетки, приготовленные с использованием DESU.^® MCC PH-102 показал нормальное растворение, с суммарным высвобождением >80% через 30 минут; таблетки китайского производства (быстрорастворимые) показали заметно замедленное растворение, около 75% через 30 минут и достигнув >80% только через 45 минут. Это согласуется с данными о распадах, подтверждая ограничения быстрорастворимых продуктов при высокой твердости.

Рисунок 4. Кривые растворения таблеток амлодипина бесилата в условиях высокой твердости.

Рекомендации по выбору:

При выборе микрокристаллической целлюлозы компаниям, занимающимся разработкой рецептур, следует всесторонне учитывать характеристики рецептуры и технологические требования:

(1) Сценарии, в которых предпочтительнее использовать процесс распылительной сушки.:

• • Высокоскоростная линия по производству компрессионного оборудования
  • Составы, требующие высокой твердости (>100 Н)
  • Составы со строгими требованиями к скорости распада
  • Продукция, требующая высокой стабильности качества от партии к партии.

(2) Сценарии, в которых может быть рассмотрен процесс быстрой сушки.:

• • Сжатие низкого давления (<5 кН)
  • Составы с низкой целевой твердостью (60-80 Н)
  • Низкоскоростное сжатие (<(20 000 таблеток/час)
  • Продукция с полностью проверенными другими параметрами процесса

(3) Общие рекомендации:

Процесс распылительной сушки обеспечивает более широкий спектр применения и предпочтителен для большинства рецептур. Продукты, полученные методом быстрой сушки, имеют ограниченную область применения, поскольку их распадаемость снижается с увеличением твердости; перед выбором необходимо тщательно оценить конкретные требования.

4. Заключение

В данном исследовании с помощью систематического сравнения был проанализирован уровень производительности DESU.^® Микрокристаллическая целлюлоза, полученная методами распылительной и быстрой сушки. Основные выводы:

(1)Различия в процессе: Продукты, полученные методом распылительной сушки, обладают хорошей сыпучестью, стабильным распадом и высокой однородностью от партии к партии, что обеспечивает им широкую область применения; продукты, полученные методом быстрой сушки, лучше уплотняются при низком давлении, но плохо распадаются при высокой твердости, что ограничивает их использование.

(2)Применимые сценарии: Распылительная сушка подходит для широкого спектра применений — высокоскоростное прессование, высокая твердость и рецептуры с влажной грануляцией; мгновенная сушка ограничена низким давлением, средней твердостью и низкоскоростным прессованием.

(3) Рекомендации по выбору: Благодаря комплексным преимуществам процесса распылительной сушки, он является предпочтительным выбором для большинства рецептур; продукты, полученные методом быстрой сушки, могут использоваться в определенных сценариях применения, но необходимо тщательно оценить риски, связанные с их разрушением, и избегать их использования в рецептурах с высокой твердостью.

В заключение, компаниям, занимающимся разработкой рецептур, следует выбирать подходящие типы микрокристаллической целлюлозы в соответствии с конкретными требованиями к рецептуре. Для компаний, закупающих микрокристаллическую целлюлозу, подойдет высушенный распылением DESU.^® Микрокристаллическая целлюлоза — вспомогательное вещество фармацевтического качества, соответствующее стандартам NF/USP/EP/JP и поставляемое оптом надежным китайским производителем, — является надежным выбором для большинства твердых лекарственных форм для приема внутрь.