Расследование заморозки

Sep 18, 2023

Размещено: 1 марта 2023 г. | Хеннинг Гизелер (ФАУ Эрланген-Нюрнберг), Тереза ​​Зигерт (ФАУ Эрланген-Нюрнберг) | Пока без коментариев

В этой статье Тереза ​​Зигерт и Хеннинг Гизелер обсуждают преимущества применения компьютерной томографии в производстве сублимированных фармацевтических продуктов, а также препятствия, которые необходимо преодолеть, чтобы реализовать ее потенциал.

Трехмерные изображения, полученные с помощью компьютерной томографии (КТ), дают ценную и неинвазивную информацию о внутренней морфологии сублимированных продуктов. Эта технология позволяет визуализировать структуру пор аналогично сканирующей электронной микроскопии. Это позволяет обнаруживать и отслеживать структурные изменения и/или примеси, а также проверять целостность крышки контейнера. Тем не менее, все еще необходимо преодолеть проблемы, связанные с этой техникой, такие как длительное время измерения для обеспечения достаточного разрешения и потери качества из-за неинвазивного анализа через стеклянный флакон.

Промышленная компьютерная томография — это признанный метод надежной разработки продуктов и процессов, их мониторинга и переквалификации. В то время как традиционные оптические методы позволяют оценить только поверхность, рентгеновские технологии могут использоваться для отображения внутренней структуры и, таким образом, могут обнаруживать дефекты и отклонения в геометрии. По этой причине КТ уже несколько лет используется во многих отраслях промышленности в качестве неразрушающего метода для лучшего определения характеристик изготавливаемых компонентов или изделий.

Рентгеновская технология также все чаще используется в фармацевтических исследованиях и разработках, особенно для исследования твердых лекарственных форм, где эта технология может быть легко адаптирована. Создание профиля различной плотности внутри таблетки позволяет изучить ее внутреннюю структуру. Эти различия в структуре являются результатом работы таблеточного пресса и, таким образом, дают представление о качестве процесса.1 Кроме того, изображения КТ показывают распределение активных ингредиентов и помогают учитывать поведение разрушения. Также можно обнаружить примеси, поскольку они обычно имеют более высокую плотность, чем ингредиенты таблетки.2,3

Компьютерная томография также используется в области сублимационной сушки. Визуализируя внутреннюю структуру пор, можно исследовать влияние различных условий и/или ситуаций замораживания.4 Скорость замораживания влияет на размер и распределение пор, что затем фиксируется на 3D-изображении, что позволяет оптимально адаптировать параметры процесса к желаемые свойства конечного продукта. Кроме того, его можно использовать для оценки скорости массообмена во время первичной сушки.5

Рисунок 1 : Рентгеновские изображения флаконов с раствором S-аденозил-L-метионина (100 мг/мл), демонстрирующие различную степень микроколлапса осадка. Изображения сделаны на микротомографе CTportable 25,50 (Fraunhofer IIS, Фюрт, Германия).

Однако существует гораздо более широкое, но часто упускаемое из виду, потенциальное применение КТ в фармацевтической сублимационной сушке. Даже с помощью простых двумерных (2D) рентгеновских изображений можно обнаружить структуры лиофилизированных кеков. В то время как элегантный торт выглядит однородным и имеет равномерную окраску, если во время высыхания происходит микроколлапс, высокопористый материал начинает сжиматься и образуется более неоднородная структура – ​​тогда на рентгеновском изображении эти области кажутся более темными. Таким образом, можно обнаружить структурные дефекты, которые не видны с поверхности, и соответствующим образом скорректировать условия сушки (Рисунок 1 ). Если получить трехмерные (3D) реконструкции тортов, эти дефекты можно будет более четко идентифицировать. Сотообразная структура пор, которую можно увидеть на элегантных тортах, плавно переходит в неправильную сеть со стержнеобразными структурами, частично разрушенными и имеющими каплевидные концы. Используя эту технологию, даже самые незначительные признаки микроколлапса можно обнаружить без инвазивного обследования с помощью сканирующей электронной микроскопии.6

Как и в случае с таблетками, проверка на наличие примесей может проводиться и в лиофилизированных продуктах. Благодаря низкому содержанию твердых веществ в лиофилизированном кеке и связанной с этим низкой плотности кек хорошо отличается от примесей (