粉体（高剪切湿法造粒）中粉体检测方案(流变仪)

英国富瑞曼陟科技 通过测量阻力流动实现高剪切湿法造粒的在线 PAT 测试结果 粉体加工面临着诸多挑战。它们在不同过程中的流动可能各不相同；一些混合物容易分层或团聚；它们对过程变量(例如，含水量的增加)的反应各不相同，从而影响材料整体属性。高剪切湿法造粒 (HSWG) 常用于制药行业，将多种成分混合成一种自由流动且均质的中间体产品，供下游加工使用。 评估处方、过程设计或设备规模变化的影响常通过干颗粒或终产品属性的评价。但是，“质量源于设计”(QbD)理念要求同时了解材料属性和过程参数。有了精确量化制粒过程中颗粒属性变化的在线测试手段，说明我们在理解加工过程这一方面迈出了一大步，为制定加强过程控制方案提供了可能。 在线测量阻力流动 在线阻力流动(DFF)传感器(例如图1，由 Lenterra Inc.生产)可稳定、灵敏地对造粒机中的流动力进行在线测量。薄型 DFF 传感器安装在固定底座上，包含两个通过光纤电缆连接在控制器上的光纤量规。当浸入粉体中时， DFF 传感器在流动作用力下弯曲，以此测量阻力。在线实时测量弯曲程度，以便用户即时确定在线过程中材料的属性以及是否需要调整，因此无需停止进程，规避了离线测量。 DFF 传感器记录压力脉冲幅值 (FPM) 即每个最大力值与前一个最小力值之间的差异。在造粒机中(如图2)，湿团块致密化成为颗粒，材料流经传感器时产生的作用力也增大。 DFF 测量到的 FPM 是松装颗粒的动态属性，它与材料尺寸、密度和剪切粘度等属性相关，与评价干、湿颗粒的属性使用的离线检测方法一样，在线测量也可与下游产品的属性相比较。 图1：流动阻力传感器(Lenterra Inc.) 图2： DFF工作原理 DFF与颗粒属性之间的关系 MCC (PH102， FMC Biopolymer)、无水乳糖 (Sheffield Bioscience)、交联羧甲基纤维素钠 (AcDiSol， FMC Biopolymer) 和羟丙基纤维素 (HPC， Klucel EXF，Ashland Speciality Ingredients) 的三种混合处方均使用40%湿基百分比的水在GEA PharmaConnectTM高剪切湿法造粒机中进行湿法造粒。 干基百分比(%) 混合处方1 混合处方2 混合处方3 MCC 61 59 57 无水乳糖 37 37 37 交联羧甲基纤维素钠 1 1 1 HPC 1 3 5 对于每种处方，造粒过程中 DFF 的变化使用 Lenterra 在线 DFF 传感器直接实时监控，并使用英国富瑞曼科技 FT4 粉体流变仪TM(图3)进行离线检测，具体方法是从造粒机中取小样并测量其基本流动能(BFE)，在造造过程中，研究 DFF 信号变化与 BFE 变化的相关性。 图3： FT4体体流变仪T英国富瑞曼@科技 freemantechnology 模板 D104 31-05-2017 版本 B 通过测量流动阻力实现高剪切湿法造粒的在线PAT 第1页/页 1(分钟) 图4显示了三种处方的 FPM 随时间的变化情况。加水前，三种处方的 FPM 都相对稳定。加水后，随着颗粒形成并开始增大， FPM 也随之增大。最大的 FPM 值出现在加水时段结束后不久。这与传统经验一致，即在加水结束不久后达到湿法造粒的终点，表明较高的粘合剂含量将延长达到造粒终点的时间，并且促进了致密颗粒的形成。 时间 图4：FPM(来自DFF传感器)随时间的变化 图5显示了三种处方湿颗粒的 BFE 随时间的变化情况。观察结果来自 DFF 传感器，包括： 3000 。开始加水后，随时间进程， BFE 先增后减。 粘合剂含量越高， BFE值越大，说明生成的颗粒更硬、更致密且粒径更大。 ●加水结束后，粘合剂含量较高的颗粒显得更稳定，保持相对较高的 BFE； 在相同的时间段内，粘合剂含量较低的颗粒 BFE 值显著降低，很可能是由于颗粒重新裂解。 图5： BFE(来自FT4粉体流变仪)随时间的变化 结论 DFF 传感器在线实时测得的湿颗粒一致性是衡量粉体流变性的良好指标，它与 FT4粉体流变仪的 BFE 测量具有很好的相关性。DFF 传感器提供富含大量数据的过程检测方法，既可作为湿法造粒处方和过程开发的宝贵工具，也可作为生产过程中的常规监视和控制装置。DFF 传感器和 FT4得到的结果可与造粒终点相互关联，为过程参数对药品 CQA 影响的实验研究提供帮助。 为充分理解材料属性、过程参数和产品 CQA 之间的关系，需要与过程相关的特性表征方法，由此得到的结果可与 CQA建立相关性，从而构建对应于最优工艺条件的参数设计空间。传统技术依靠一个值来描述所有过程中的特性，而 FT4 和DFF 的方法是模拟或直接在湿法造粒工艺相关的条件下测量颗粒属性，以便研究粉体对各种过程及该过程中环境条件的响应。 更多信息可拨打电话+86(0)216478 9668 或通过电子邮箱 info@freemantech.com.cn 联系应用团队。 粉体加工面临着诸多挑战。它们在不同过程中的流动可能各不相同；一些混合物容易分层或团聚；它们对过程变量 (例如，含水量的增加) 的反应各不相同，从而影响材料整体属性。高剪切湿法造粒 (HSWG) 常用于制药行业，将多种成分混合成一种自由流动且均质的中间体产品，供下游加工使用。评估处方、过程设计或设备规模变化的影响常通过干颗粒或终产品属性的评价。但是，“质量源于设计”(QbD) 理念要求同时了解材料属性和过程参数。有了精确量化制粒过程中颗粒属性变化的在线测试手段，说明我们在理解加工过程这一方面迈出了一大步，为制定加强过程控制方案提供了可能。