La indústria farmacèutica ha manllevat la tecnologia de processament de la barreja de plàstics per formar un mètode de barreja farmacèutic únic. Al seu torn, podem aprendre molt dels prestataris. Curiosament, els aprenents definitivament desenvoluparan tecnologies prèvies des de diferents perspectives, que al seu torn generaran noves inspiracions per als aprenents. Per exemple:
1. El TSE farmacèutic presta més atenció a les regulacions i als documents d'orientació, especialment a la pràctica dinàmica de fabricació farmacèutica (cGMP) utilitzada en operacions farmacèutiques, que pot fer que la fabricació sigui més estable, reproduïble i més eficient. En la recerca actual de la fabricació intel·ligent, aquestes mesures normatives són molt significatives, perquè les operacions estandarditzades són la base i la premissa de la intel·ligència.
2. La preferència per certs tipus de TSE, com ara la preferència per les extrusores de doble cargol entrellaçades contra-rotatives, és un fenomen interessant que mereix una anàlisi.
3. Val la pena destacar l'èmfasi en certes tecnologies de plàstics TSE. Per exemple, tornant a examinar la funció de l'alimentació de fam, podrem aprendre de la volatilització del PP i reduir l'olor, i l'experiència d'evitar una cisalla excessiva a l'alimentació posterior de l'àrea de processament és inspiradora per als plàstics que difonen la llum. .
L'extrusió de doble cargol ha estat el procés estàndard per a la composició de plàstics durant dècades, però només ha estat acceptada per la indústria farmacèutica en els últims anys. Això és el que els compostos de plàstic poden aprendre del nostre germà petit, el fabricant de medicaments, per ajudar-nos a fer productes millors i més consistents.
El sistema utilitza una extrusora de doble cargol per fabricar productes de lliurament de medicaments. Aquest sistema de granulació per extrusió de doble cargol inclou una cinta transportadora refrigerada per aire i una determinació del gruix en línia per produir micropartícules d'aproximadament 0,8 mm per a l'ompliment de microcàpsules.
Durant més de 50 anys, l'extrusió de doble cargol ha estat una tecnologia ben establerta per a la fabricació de barreges de plàstic. Abans que les extrusores de doble cargol (TSE) fossin acceptades, els mescladors i les extrusores d'un sol cargol eren sovint l'equip de composició escollit per als compostos. Però avui, TSE és l'opció preferida per a la barreja de plàstics a causa de la producció estable de moltes formulacions diferents en la mateixa extrusora i les seves propietats d'auto-neteja.
Durant les últimes dècades, la indústria farmacèutica també ha adoptat extrusores de doble cargol per a la producció d'una infinitat de productes farmacèutics i dispositius mèdics multifuncionals. Actualment, la TSE s'utilitza habitualment per combinar ingredients farmacèutics actius juntament amb polímers i excipients, on els polímers i excipients serveixen d'enllaç. Igual que en les aplicacions de masterbatch, TSE s'utilitza com a mesclador continu per fabricar formes de dosificació consistents i d'alta qualitat per al lliurament de fàrmacs, incloses tauletes, dispositius implantables, cura de ferides i molts altres productes. Les aplicacions van des dels sistemes d'alliberament controlat fins a la millora de la biodisponibilitat oral.
No hi ha dubte que les empreses farmacèutiques han obtingut els beneficis de 100 anys de desenvolupament de tecnologia TSE i optimització de processos, inclosos els èxits industrials i els resultats de la investigació en plàstics. Però ara és el moment que les empreses de plàstics segueixin els passos de les empreses farmacèutiques i, almenys en algunes ocasions, implementin les bones pràctiques de fabricació dinàmiques (cGMP) que s'utilitzen en les operacions farmacèutiques per garantir l'eficiència de fabricació i crear millors productes.
Les principals activitats de desenvolupament a finals de la dècada de 1980 i 1990 van donar com a resultat diversos components comercials de lliurament de medicaments que depenen de les EET. Impulsat per les activitats de tecnologia analítica de processos de la FDA, l'ús d'extrusores de doble cargol ha estat acceptat des de llavors per la majoria de les empreses farmacèutiques de classe mundial.
Històricament, la majoria de les formulacions de lliurament de fàrmacs s'han fabricat mitjançant processos de compostatge. L'activitat PAT de 2004 de la FDA ofereix als fabricants de fàrmacs un marc per guiar el desenvolupament, la fabricació i la garantia de la qualitat de fàrmacs mitjançant la supervisió en línia. En definitiva, les activitats de PAT fomenten fermament que s'hagin de desenvolupar i fabricar nous agents mitjançant un processament continu amb monitorització en línia dels paràmetres clau. Aquest fitxer podria haver estat escrit simplement per un proveïdor d'extrusora.
Les extrusores de doble cargol processen el material en un canal connectat adjacent pel cargol i la paret del barril, de manera que s'anomena mesclador continu de lots petits. El motor aporta energia al procés i la mescla es realitza girant el cargol. Els paràmetres de control del procés inclouen la velocitat del cargol (rpm), la velocitat d'alimentació, la temperatura al llarg del barril fins a la matriu i el buit d'escapament. Els paràmetres típics que es controlen per mesurar la qualitat en línia inclouen la pressió de fusió, la temperatura de fusió, el corrent del motor i els sensors IR en línia. Els controladors lògics programables (PLC) i les interfícies home-màquina (HMI) de pantalla tàctil són ara equips habituals en comparació amb els controls aïllats i les lectures d'instruments més antics.
El disseny bàsic d'un TSE per a plàstics o productes farmacèutics és el mateix. El principi de mescla i la segmentació de l'operació de la unitat són essencialment els mateixos. Les tecnologies de processament de TSE provades a les instal·lacions de processament industrial sovint es poden implementar ràpidament en processos farmacèutics; el processament de TSE és un fet definitiu.
TSE utilitza fils segmentats muntats en eixos de cargol d'alt parell. El canó també és modular i està integrat amb forats interns per a la refrigeració del canó. El cargol i el canó segmentats, combinats amb les propietats de bombeig controlat i autoneteja dels cargols co-rotatius, permeten que la geometria del cargol/canó s'ajusti a la tasca de processament. El patró de doble cargol que s'entrellaça contra-rotació també s'utilitza per processar PVC, masterbatches i aplicacions de compostos farmacèutics.
En comparació amb els mescladors alternatius de gran volum, la barreja d'alta intensitat inherent de TSE i les característiques d'intercanvi de massa a curt termini entre els cargols afavoreixen operacions de mescla eficients. L'aire atrapat, la humitat i les substàncies volàtils s'eliminen mitjançant l'escapament al buit durant el procés d'extrusió. El temps de residència relativament curt (d'1 segon a 2 minuts) al TSE és avantatjós per a molts materials sensibles a la calor i al cisallament, perquè el TSE es pot dissenyar per limitar la seva exposició a altes temperatures a només uns pocs segons.
TSE utilitza l'alimentació per inanició, i la taxa de producció la determina l'alimentador, que va mesurar pellets, líquids, pols i fibres a la secció de processament. La velocitat del cargol TSE no depèn de la velocitat d'alimentació, a causa de l'eficiència de barreja òptima. Igual que els pigments, alguns API (ingredients farmacèutics actius) requereixen una barreja dispersiva en TSE, mentre que altres es beneficien de la barreja distributiva. Per exemple, es pot mesurar un API o pigment sensible a la cisalla a la part posterior de la secció de processament per evitar una alta resistència a la cisalla en condicions de fusió.
La TSE co-rotativa representa actualment el 90 per cent de la TSE utilitzada per produir productes de masterbatch. Curiosament, els fabricants farmacèutics utilitzen una gran proporció de TSE entrellaçats contra-rotatius, potser perquè no tenen una preferència predeterminada per als dobles cargols co-rotatius.
Un exemple d'un paràmetre de procés crític que es controla (segons si es tracta d'una barreja de plàstic, un masterbatch o una formulació) és l'energia específica (SE), que es defineix com l'entrada d'energia per unitat de massa de material que s'està processant. Si hi ha un canvi sobtat en SE, vol dir que l'equip, les condicions del procés o les matèries primeres han canviat i el producte final pot ser diferent.
El SE es calcula de la següent manera:
KW (en temps real)=kW (potència del motor) X percentatge de parell XRPM (en marxa) / RPMX màxim0,97 (eficiència de la caixa de canvis)
tan:
Energia específica=kW (temps real) / ((kg/h))
unitat:
SE està marcat com a kW per kg/h
KW{{0}}kilowatt (potència del motor en kW=HPX0,746)
percentatge de parell=Percentatge d'ús de parell màxim permès
RPM=Velocitat de gir del cargol/minut
També és possible fer una caixa sòlida que monitoritzi i enregistri l'SE de qualsevol procés d'extrusió, però sovint no es controla i val la pena preguntar-se per què no s'està supervisant.
Per a aplicacions farmacèutiques, els sistemes aigües avall també són similars als plàstics. Els pellets de cara de fils i matrius s'utilitzen per a productes farmacèutics solubles en aigua. A més de l'aigua, les partícules també es recuit a la cinta transportadora, o es transporten i es refreden a l'aire per facilitar la granulació. Les partícules més petites es poden utilitzar per a l'ompliment directe de microencapsulació, mentre que les partícules més grans generalment es trituren i es comprimeixen en tauletes. Els sistemes laminats s'utilitzen per a aplicacions de pel·lícula subcutània i insoluble. Els sistemes de tubs produeixen estructures antimicrobianes, mentre que les barres coextruïdes s'integren en dispositius anticonceptius (per exemple, anells vaginals). Aquestes aplicacions són infinites.
Els TSE utilitzats en un entorn cGMP generalment compleixen amb la part 11 de la FDA del títol 21 del Codi de regulacions federals (CFR) sobre registres electrònics i signatures electròniques, que estableix els estàndards segons els quals els registres electrònics han de ser honestos i fiables. A la pràctica, la Part 11 requereix que els fabricants de medicaments implementin controls, auditories i validació del sistema del programari i dels sistemes implicats en el processament de dades electròniques. Els paràmetres que es controlen s'han de verificar i calibrar periòdicament, una bona pràctica per a les instal·lacions d'extrusió.
S'han de seguir protocols per limitar l'accés al sistema per part de persones autoritzades i per dur a terme la verificació operativa, la verificació d'equips, el control de la documentació del sistema i una sèrie d'altres documents d'instrucció. L'adhesió estricta als mètodes de còpia i conservació dels registres forma part del document d'orientació.
La documentació de qualificació del dispositiu associada a la instal·lació en un entorn de qualitat farmacèutica ha de ser més elaborada que la d'un dispositiu de plàstic típic. Les instal·lacions de grau farmacèutic requereixen mesos de temps i treball per completar la instal·lació i la posada en servei dels equips, i requereixen un paquet de documentació específica del projecte (FAT), qualificació d'instal·lació (IQ) i qualificació operativa (OQ).
També hi ha directrius cGMP per netejar sistemes de TSE de grau farmacèutic. Per exemple, els equips s'han de netejar a intervals adequats d'acord amb procediments documentats que siguin específics i detallats. Després de la neteja, l'equip es protegeix de la contaminació fins que s'utilitza, i es comprova la seva neteja just abans d'utilitzar-lo. S'han de mantenir registres i registres d'equips de totes les neteges i inspeccions i s'ha de registrar el temps entre la finalització del processament i la neteja. Un protocol similar beneficiaria qualsevol operació de processament de plàstics.
A causa dels requisits normatius inherents a la fabricació de productes farmacèutics, tots els aspectes relacionats amb la unitat de fabricació de TSE requereixen un enfocament més estrictament controlat i documentat que les activitats estàndard de la indústria del plàstic.
El nostre suggeriment aquí no és que les directrius i les regulacions de la FDA per als productes farmacèutics es puguin aplicar estrictament a la fabricació de barreges de plàstic, sinó que pot ser útil auditar les activitats de les empreses de fabricació farmacèutica i implementar selectivament aquelles que són pràctiques i útils. coses, que ajuda a fer un producte més estable i repetible.
