Распылительная сушка в фармацевтической промышленности

Распылительная сушка является одной из самых замечательных технологий, применяемых в настоящее время для фармацевтических препаратов. Это непрерывный процесс, который за одну стадию превращает жидкое сырье в порошок и является идеальным процессом, когда требуются точные атрибуты, такие как размер частиц, морфология и стабильность. В этом обзоре описываются технология, текущие и будущие приложения, а также то, как нынешний уровень понимания и инструменты моделирования обеспечивают стадию разработки процесса, которая является бережливой и безрисковой.

Распылительная сушка

Распылительная сушка - это метод сушки, который впервые был описан более 140 лет назад как усовершенствование сушки и концентрирования жидкостей1. Но только в начале 20-го века уровень сложности и знания процесса позволили его промышленное использование. Производство сухого молока было первым коммерческим применением и до сих пор остается одним из наиболее важных применений технологии.

Распылительная сушка включает распыление жидкого сырья на очень маленькие капли в горячем сушильном газе, что приводит к мгновенной сушке капель в твердые частицы. Затем частицы отделяются от осушающего газа с использованием циклона и / или рукавного фильтра в качестве конечного продукта распылительной сушки. Подача может представлять собой раствор, суспензию или эмульсию, и полученный продукт может быть классифицирован как порошок, гранулы или агломераты.

Таким образом, на одной непрерывной стадии распылительная сушка превращает жидкое сырье в порошок с четко определенными свойствами. Свойства, такие как уровень влажности или остаточного растворителя в порошке, морфология или размер частиц и плотность порошка, могут в значительной степени регулироваться до целевых уровней. Замечательная гибкость в настройке свойств конечного порошка, мягкость процесса и его экономичность по сравнению с конкурирующими технологиями, такими как сублимационная сушка, привели к его широкому распространению во многих промышленных применениях, включая косметику, тонкие химические вещества, моющие средства, полимеры, наполнители и фармацевтические препараты. ,

Использование распылительной сушки в фармацевтических препаратах было впервые исследовано Баллоком и его коллегами в 1940-х годах и применялось в инфузиях, экстрактах, неорганических лекарственных солях, адреналине и витамине С. Затем последовало много других применений, и особенно актуальным было производство фармацевтических наполнителей и выделение активных ингредиентов, которые были либо термочувствительными, либо трудно кристаллизованными. Вопреки распространенному мнению, распылительная сушка на самом деле является очень щадящим методом сушки - во-первых, воздействие температуры ограничивается секундами или максимум несколькими минутами, а во-вторых, охлаждающий эффект, возникающий в результате процесса испарения, защищает высушенные распылением материалы от более высоких объемных температур. Но, несмотря на множество применений, только в начале этого столетия использование распылительной сушки в фармацевтических целях значительно возросло.

Ключевой движущей силой этого расширения была необходимость разработки пероральных препаратов в аморфном состоянии в качестве средства для повышения биодоступности многих современных лекарств. Благодаря быстрому процессу испарения сушки распылением это стало идеальным способом осаждения лекарств из растворов в аморфном состоянии. Эта платформа рецептур, известная как «аморфные твердые дисперсии», является наиболее быстро растущим подходом к рецептурам для преодоления плохой биодоступности многих лекарств. Распылительная сушка и экструзия горячего расплава являются основным производственным процессом для получения этих аморфных материалов. Другие факторы, способствующие более широкому использованию распылительной сушки в фармацевтической промышленности, включают производство ингаляционных лекарств, таких как Exbera Pfizer или Afrezza Маннкинда (оба - вдыхаемый порошковый инсулин), микрокапсул для составов с контролируемым высвобождением или маскировки вкуса, а также современных порошковых форм, таких как прямые сжимаемые и легко смачиваемые порошки. Поэтому неудивительно, что каждые два года, а в последнее время и каждый год, создается новая химическая структура с использованием технологии распылительной сушки. Некоторые примеры некоторых из них включают Cesamet (набилон, Valeant Pharmaceuticals), Intelence (этравирин, Janssen Therapeutics) и Incivek (телапревир, Vertex Pharmaceuticals). Возможности распылительной сушки также применяются при переформулировании существующих лекарств и в целях управления жизненным циклом.