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使用挤出机制造药品时,精确剪切速率和精确温度等具体特性决定着大量药物分子的制剂效果。为提高生物利用度,药物在挤出机内部转化为无定形形式,在分子水平分散成玻璃状溶液,精确温控和剪切应力使药物分子从一种晶型精确转化为另一种晶型。加工材料的停留时间分布同样须得到良好控制。
该过程通常以连续模式操作,以确保目标产品尺寸的高度灵活。将近红外光谱(NIRS)用作过程分析工具(PAT),实时监测产品质量属性,确保达到稳定的产品质量。
为保证产品质量,可采用在预定参数窗口操作过程的质量源于设计(QBD)概念,取代传统的过程操作。QBD 的特性包括:
为采用 NIRS 连续监测过程,使用光纤探头连接光谱仪与挤出机头。坚固的护套光纤使用行业标准 SMA905 接头。在设计上,不锈钢探头本体易于清洁。部分接口可采用漫反射或透射模式的 NIRS 测量。
NIRS 挤出机探头可轻松实施连续监测,无需离线取样、使用试剂或一次性材料。可从单个 NIR 光谱实时获取化学和物理信息。
显微拉曼光谱技术为复合药物制剂提供组分分布的详细评估,可鉴定和验证各种剂型中的不同组分和污染物并提供分子结构和化学环境相关的详细信息,揭示分子结构和取向的微妙差异,进而区分多晶型物、溶剂化物及材料的物理性质,如应力或结晶度。
单点拉曼分析是用于材料检测的强大工具,而拉曼光谱成像提供样品观察的新途径。成像提供组分空间分布和整个样品物理性质变化的视角。
药物制剂通常是涉及多种组分的复杂混合物。组分从原材料到成品经过各种不同加工步骤。
拉曼成像可让用户鉴定和验证产品中的已知组分,鉴定杂质和污染物。在某些情况下,还须能够监测组分的分子状态,确保避免在加工步骤中的未知变化。
拉曼成像能够观察组分的空间分布,确定粒度和均匀性等参数。
聚合物药物输送系统工艺条件(如熔化温度和流动行为)的优化通常需要研究实验室和中试生产规模中的添加剂。挤出期间的流动行为可使用配流变装置的实验室规模挤出机进行监测。可定量测量不同改性剂及其浓度对熔体特性的影响。挤出后,可收集聚合物材料,以进一步进行流变学表征。
使用具有加热/冷却功能的高温载台显微镜,同时进行流变测量和偏振显微检查,可研究加热运行中晶体的熔化行为,研究冷却运行中是否发生重结晶并得到适用于混合和挤出的加工参数。
这种组合方法可研究纯聚合物、纯 API 及含增塑剂和添加剂的混合物,并指示加热期间是否获得无定形固体分散体或结晶固体分散体及其在冷却或储存期间的稳定性。流变仪与显微镜相结合可提供清晰的加热和冷却速率,是一款高效的筛选工具,其所提供的数据在传统上需要使用不同的设备且几种方法并行方可获得。