Steuerung beim Granulieren, Mahlen und Spheronisieren verbessert

Durch den Einsatz des Partikelmessgeräts wurden Effizienz und Ausbeute gesteigert (Bild: Innopharma)

Den Prozess besser verstehen
Das Eyecon 3D-Partikelmessgerät wurde zum besseren Verständnis von spheroider Morphologie, Spheronicity und Größenverteilung entwickelt. Alle drei Parameter sind kritisch für den Produktionsprozess. Coating Prozesse zum Zweck eines erweiterten Eigenschaftsprofils können auch durch übermäßige Varianz in Morphologie, Form und Größenverteilung beeinflusst werden. Zusätzlich kann eine anschließende Siebung, um allzu große oder kleine Spheroide zu entfernen, das Ergebnis bestimmen, falls es keine enge Größenverteilung von Spheroiden gibt.

Alkermes hat das Partikelmessgerät in einen der Produktionsprozesse integriert, um Anforderungen von Quality by Design (QbD), Process Analytical Technology (PAT) und Lean Manufacturing zu erfüllen, die im Unternehmen angewendet werden.

Das Partikelmessgerät wurde für die pharmazeutische Produktion entwickelt und basiert auf Hochgeschwindigkeits-3D-Maschinen, die es ermöglichen, sowohl Form als auch Größe pharmazeutischer Partikel zwischen 50 und 3000 µm sichtbar zu machen. Eine kontinuierliche Bildfolge der Partikel wird durch Lichtimpulse für die Dauer von 1µs festgehalten, die sich mit einer Geschwindigkeit von mehreren Metern pro Sekunde bewegen. Die Beleuchtung erfolgt entsprechend den Prinzipien einer Stereo-Photometrie, um die 3D-Merkmale der Partikel, aber auch normale 2D-Bilder zu erfassen. Die Partikelgröße wird von den Bildern unter Verwendung von 2D- und 3D-Informationen abgeleitet. Dabei werden neuartige Bildanalysenmethoden und direkte geometrische Messungen eingesetzt. Sowohl die Minimum- als auch Maximum-Durchmesser jedes Spheroids werden dann für das Bestimmen der Größenverteilung und Form-Charakteristika ausgewertet. Darüber hinaus erfordert die Methode keinen Kontakt zum Produkt und kann, beispielsweise durch ein Schauglas an einem Granulator, einer Mühle oder einem Spheroniser, ohne große Modifikation der Prozessanlage genutzt werden.

Herausforderung angenommen
Die IPDAS (Intestinal Protective Drug Absorption System) Technologie ist Alkermes‘ „multiparticulate drug delivery system“, das zur Zeit für die Herstellung eines der kommerziellen Produkte angewandt wird. Wenn eine IPDAS-Tablette eingenommen wird, löst sie sich auf und verteilt die das Medikament enthaltenden Perlen im Magen-Darm, wo es kontrolliert aufgelöst wird. Die Schonung des Darms durch die IPDAS-Technologie erfolgt durch die multipartikuläre Natur der Formulierung die eine weite Verteilung von reizenden Heilstoffen im ganzen Magen-Darm-Trakt bewirkt.
Vorteile der IPDAS-Technologie:

• hohe Konzentration multipartikulärer Formulierungen,
• minimale lokale Konzentrationseffekte – nach der Einnahme werden die Mikropartikel im gesamten Magen-Darm-Trakt verteilt und die Komponenten kontrolliert aufgelöst, zum Teil bis über 24 h.

Die Schlüsselherausforderung für den IPDAS-Herstellungsprozess waren lange Wartezeiten für die Ergebnisse der Siebanalyse; aufwendige Coating-Aktivitäten, um die korrekten Auflösungsprofile für das Produkt zu erreichen; und Unterschiede im Produktionsergebnis.

Deutliche Effizienzsteigerung
Durch den Einsatz des Eyecon 3D-Partikelmessgeräts und die Anwendung von QbD, PAT und Lean Manufacturing Prinzipien verwendet Alkermes eine robustere analytische Methode und hat das System qualifiziert, um richtige Prozessentscheidungen im Bereich der Produktion ihrer mit der
IPDAS-Technologie hergestellten Produkte treffen zu können.
Steigerungen der Ausbeute von 8 % konnten realisiert werden; es wird erwartet, dass durch den Einsatz des Partikelmessgeräts die Taktzeiten für diese Produkte um 50 % reduziert werden können.

James Burke, Director of Manufacturing bei Alkermes: „Das Eyecon 3D-Partikelmessgerät hat dazu beigetragen, dass wir unsere Prozesse auf einem neuen Level kontrollieren. Die Möglichkeit, Bilder und Daten über die Größenverteilung unserer Spheroide in Echtzeit zu bekommen, bedeutet eine signifikante Verbesserung für diesen Prozess. Die Zeitersparnis und die höhere Ausbeute, die wir erzielt haben, sind erheblich“.