Procesapparatuur voor inhalatiepoeders (DPI)

Drogepoederinhalatoren (DPI's) maken het mogelijk om geneesmiddelen via de luchtwegen toe te dienen. De ontwikkeling van deze formuleringen vereist nauwkeurige controle over deeltjesgrootte, aerodynamische eigenschappen, poederstroming, cohesie en de interacties tussen actieve farmaceutische ingrediënten (API's) en hulpstoffen.

Hosokawa Micron levert apparatuur en geïntegreerde systemen voor het microniseren, ziften, mengen en modificeren van deeltjes in inhalatiepoeders. Onze technologieën ondersteunen farmaceutische producenten bij formulatieontwikkeling, procesoptimalisatie en productie, waaronder de vervaardiging van kleine batches voor klinische studies.

API's voor drogepoederinhalatoren moeten vaak worden gemicroniseerd om de deeltjeseigenschappen te verkrijgen die nodig zijn voor toediening via de longen. Afhankelijk van de formulering en de gewenste aerodynamische eigenschappen ligt de vereiste deeltjesgrootte vaak in het lage micrometerbereik.

Straalmalen is een gevestigde technologie voor het verwerken van fijne farmaceutische poeders. De Aeroplex AS-spiraalstraalmolen maakt fijnmalen mogelijk zonder roterende mechanische onderdelen in de maalkamer. Het ontwerp vergemakkelijkt inspectie en reiniging. De AFG-wervelbedtegenstraalmolen combineert straalmalen met dynamische classificatie en is daardoor geschikt voor toepassingen waarbij een gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling vereist is.

De keuze van maal- en classificatieapparatuur hangt af van de gewenste fijnheid, capaciteit, materiaaleigenschappen, productgevoeligheid en containmentvereisten.

Voorbereiding van dragende hulpstoffen

Dragerdeeltjes, zoals lactose, zijn doorgaans aanzienlijk groter dan de gemicroniseerde API-deeltjes. Afhankelijk van de formulering kunnen lactosedragerdeeltjes een grootte hebben van circa 40–200 µm.

Door verschillende deeltjesfracties te malen, ziften en mengen, kunnen de deeltjesgrootteverdeling en het aandeel fijne deeltjes in het dragermateriaal worden aangepast. Stiftmolens kunnen geschikt zijn voor de voorbereiding van dragermaterialen, terwijl ziftermolens of afzonderlijke ziftstappen extra controle over de deeltjesgrootteverdeling mogelijk maken.

Het aandeel fijne deeltjes in het dragermateriaal beïnvloedt het stromingsgedrag, de interacties tussen deeltjes en de eigenschappen van de formulering. Met deze factoren moet rekening worden gehouden bij het selecteren van de juiste verwerkingstechnologie.

Gecontroleerd mengen van API's en dragermaterialen

Het mengen van kleine hoeveelheden gemicroniseerde API's met veel grotere hoeveelheden dragermateriaal is een kritische stap bij veel DPI-formuleringen.

Er is voldoende mechanische energie nodig om cohesieve API-deeltjes te dispergeren en gelijkmatig over het dragermateriaal te verdelen. Een te hoge energietoevoer kan echter het deeltjesoppervlak veranderen, de adhesie verhogen of het loskomen van API-deeltjes tijdens inhalatie beïnvloeden. De uitdaging is om de juiste balans te vinden tussen dispersie, menghomogeniteit en gecontroleerde deeltjesadhesie.

De Cyclomix high-shear menger combineert convectieve poederbeweging met impact- en schuifkrachten die door het roterende mengorgaan worden opgewekt. Mengsnelheid, procestijd, vulgraad en volgorde van toevoeging kunnen op de formulering worden afgestemd. De conische mengkamer en centrale uitloop vergemakkelijken het legen van het product. Afhankelijk van de projecteisen kunnen verschillende oplossingen voor toevoer, afvoer, besturing en reiniging worden geïntegreerd.

De Cyclomix kan, afhankelijk van de formulering en de gewenste deeltjeseigenschappen, ook worden toegepast voor processen zoals het droog coaten van dragerdeeltjes.

Van formulatieontwikkeling tot GMP-productie

De Mini Cyclomix laboratoriummenger ondersteunt de ontwikkeling van DPI-formuleringen op kleine schaal, met name wanneer slechts beperkte hoeveelheden API beschikbaar zijn.

Verwisselbare productvaten met volumes van 0,1, 1 en 2 liter bieden flexibiliteit bij het onderzoeken van de invloed van:

• Mengsnelheid en procestijd
• Vulgraad
• Volgorde van toevoeging
• API-concentratie
• Eigenschappen van dragerdeeltjes
• Mengenergie en interacties tussen deeltjes

De Mini Cyclomix is ook verkrijgbaar met een optionele GMP-uitvoering voor farmaceutische productie in kleine batches, waaronder de vervaardiging van DPI-formuleringen voor klinische studies. Hierdoor kan dezelfde mengtechnologie zowel voor formulatieontwikkeling als voor de productie van klinische batches worden ingezet, mits aan de toepasselijke eisen voor kwalificatie, validatie en GMP wordt voldaan.

Voor grotere productiehoeveelheden zijn Cyclomix-mengers verkrijgbaar in verschillende afmetingen en uitvoeringen. Bij opschaling moet rekening worden gehouden met mengenergie, deeltjesgedrag en kritische kwaliteitskenmerken, in plaats van uitsluitend met het batchvolume.

Deeltjesmodificatie en oppervlaktebehandeling

Sommige DPI-formuleringen kunnen baat hebben bij technieken die de oppervlakte-eigenschappen van deeltjes of de interacties tussen formulatiecomponenten beïnvloeden.

De Nobilta super-high-shear menger kan worden ingezet voor processen zoals droog coaten, oppervlaktemodificatie en de vorming van composietdeeltjes. De Mechanofusion-technologie van Hosokawa Micron Corporation biedt een andere methode om deeltjesoppervlakken en interacties tussen deeltjes te beïnvloeden door gecontroleerde mechanische energietoevoer.

Deze technologieën kunnen conventioneel mengen aanvullen bij de ontwikkeling van gespecialiseerde DPI-formuleringen of functionele hulpstoffen. De geschiktheid hangt af van de formulering, de gevoeligheid van het materiaal en de gewenste deeltjeseigenschappen.

Containment en farmaceutische procesintegratie

Gemicroniseerde farmaceutische ingrediënten kunnen, afhankelijk van hun toxiciteit, de geldende grenswaarden voor beroepsmatige blootstelling en de betrokken processtappen, een gecontroleerde verwerking en passende containment vereisen. Malen, mengen, materiaaltransport en productafvoer kunnen worden geïntegreerd in gesloten procesopstellingen, waar nodig met isolatoren.

Afhankelijk van de toepassing kan een geïntegreerd systeem voorzien in:

• Gesloten producttoevoer en materiaaltransport
• Monstername en productafvoer
• Reiniging en decontaminatie
• Productterugwinning en beperking van productverliezen
• Voorkomen van kruisbesmetting
• Procesbewaking en besturing
• Kwalificatie- en documentatievereisten

Hosokawa Micron levert geïntegreerde poederverwerkingssystemen die zijn afgestemd op het proces en de toepasselijke farmaceutische eisen.