Экструзия горячего плавления (HME) - это процесс применения тепла и давления для плавления полимера и вынуждения его пройти через отверстие в непрерывном процессе. HME хорошо известен, разработан для производства полимерных продуктов равномерной формы и плотности, и его промышленное применение восходит к 1930-м годам1. Это одна из наиболее широко применяемых технологий переработки в пластмассовой, резиновой и пищевой промышленности и используется для подготовки более половины всех пластмассовых изделий, включая пакеты, пленки, листы, трубки, волокна, пены и трубки.
В последнее время HME применяется в отрасли здравоохранения, где он используется для производства медицинских изделий и смешивания активных фармацевтических ингредиентов (API) с полимерами3. HME используется для повышения биодоступности API или подготовки прекурсоров для термопластических устройств для элюции лекарств, таких как подкожные и внутриглазные имплантаты и внутривагинальные кольца. В этом техническом кратком докладе обсуждается оборудование и принципы HME с акцентом на его использование в фармацевтической промышленности.
Весь процесс экструзии с горячим плавлением вращается вокруг четырех основных целей: тепловая стабильность + равномерное смешивание + аморфная стабильность + контроль примесей.
Все требования ограничены слоем за слоем:
Соответствующее сырье с окном горячей обработки является фундаментом;
Сегментированный контроль температуры, резка винта и вакуумная девалятилизация являются основными контролируемыми параметрами;
Быстрое гашение после обработки обеспечивает стабильность аморфного продукта;
Закрытая среда с низкой влажностью, защита от инертного газа, взрывоопасная чистка являются гарантиями производства;
Онлайновый мониторинг PAT (технология анализа процессов) и проверка GMP (хорошая производственная практика) на протяжении всего жизненного цикла позволяют контролировать процесс и воспроизводить его.
Специально разработанная конструкция винта с большим объемом и высоким крутящим моментом позволяет плавить и смешивать при более низких температурах и более низких скоростях сдвига, значительно снижая генерирование тепла трения.
В сочетании с независимо контролируемым многозонным регулированием температуры и точностью контроля температуры ±1°C система хорошо подходит для чувствительных к теплу, чувствительных к окислению и хирально нестабильных API. Это помогает контролировать деградацию лекарства и ограничивать образование связанных с процессом примесей.
Модульная винтовая конфигурация использует смешивающие элементы, расположенные под несколькими углами вместе с полностью переплетающейся, самоочищающейся структурой. Такая конструкция минимизирует удержание материала и устраняет потенциальные мертвые зоны.
Он позволяет высоко равномерную дисперсию на молекулярном уровне и поддерживает отличную равномерность содержания. Система также помогает подавлять кристаллизацию лекарства, обеспечивая последовательную производительность растворения и долгосрочную стабильность аморфных твердых дисперсий.
Специальная вакуумная секция с большим шагом сочетается с многоступенчатой высоковакуумной системой для увеличения площади контакта между материалом и вакуумной средой.
Эта конфигурация эффективно удаляет влагу, остаточные растворители и низкомолекулярные примеси. Он помогает предотвратить пузырьки, внутренние пустоты и чрезмерные уровни остаточных растворителей в экструдированных нитках, что приводит к плотным и равномерным готовым продуктам.
Система оснащена высокоточной системой подачи с потерей веса, которая помогает предотвратить стратификацию и сегрегацию материала.
Параметры производства остаются стабильными во время длительной эксплуатации, в то время как однородное время пребывания материала поддерживает сильную последовательность в партиях. Это уменьшает колебания процесса, вариации продукта и проценты отклонения производства.
Ассортимент оборудования охватывает небольшие исследовательские машины, пилотные системы и коммерческие производственные линии.
Основные параметры процесса, включая скорость сдвига, уровень наполнения и специфическую механическую энергию, могут передаваться непосредственно через различные масштабы оборудования. Это позволяет плавно перейти от лабораторных испытаний к пилотному производству и коммерческому производству без серьезных перерывов в процессе.
Это уменьшает необходимость повторной разработки параметров и помогает устранить общие риски масштабирования, такие как сбои процесса и неожиданные изменения качества продукции.
Вся машина имеет гигиеническую, фармацевтическую конструкцию, которая поддерживает эффективную чистку и снижает риск перекрестного загрязнения.
Система управления соответствует требованиям целостности данных 21 CFR Часть 11 и обеспечивает nativую поддержку онлайн-мониторинга PAT. Таким образом, оборудование может поддерживать регистрацию составов, валидацию процессов, нормативную документацию и непрерывное фармацевтическое производство.
