Spraytørring i den farmaceutiske industri
Spraytørring er en af de mest bemærkelsesværdige teknologier, der i øjeblikket anvendes til lægemidler. Det er en kontinuerlig proces, der i et enkelt trin omdanner en flydende tilførsel til et pulver og er en ideel proces, når nøjagtige egenskaber som partikelstørrelse, morfologi og stabilitet kræves. Denne gennemgang beskriver teknologien, aktuelle og fremtidige applikationer, og hvordan det nuværende niveau af forståelses- og modelleringsværktøjer muliggør et procesudviklingsstadium, der er både magert og risikofri.
Spraytørring
Spraytørring er en tørremetode, der først blev beskrevet for mere end 140 år siden som en forbedring i tørring og koncentrering af væsker1. Men det var først i begyndelsen af det 20. århundrede, at raffinementet og viden om processen gjorde det muligt for dets industrielle anvendelse. Produktionen af mælkepulver var den første kommercielle anvendelse og er stadig en af de vigtigste anvendelser af teknologien.
Spraytørring involverer forstøvning af en flydende tilførsel i meget små dråber inden for en varm tørringsgas, der fører til flashtørring af dråberne til faste partikler. Partiklerne adskilles derefter fra tørringsgassen under anvendelse af en cyclon og / eller en filterpose som et færdigt spraydørret produkt. Foderet kan være en opløsning, en suspension eller en emulsion, og det resulterende produkt kan klassificeres som et pulver, granuler eller agglomerater.
I et enkelt kontinuerligt trin omdanner spraytørring derfor et flydende råmateriale til et pulver med veldefinerede egenskaber. Egenskaber såsom fugtighedsniveau eller resterende opløsningsmiddel i pulveret, partikelmorfologi eller størrelse og pulverdensitet kan manipuleres i høj grad til målniveauer. Den bemærkelsesværdige fleksibilitet i at skræddersy egenskaberne for det endelige pulver, procesens mildhed og dens økonomi sammenlignet med konkurrerende teknologier såsom frysetørring førte til dens spredning i flere industrielle anvendelser, herunder kosmetik, fine kemikalier, vaskemidler, polymerer, hjælpestoffer og farmaceutiske produkter .
Brugen af spraytørring i farmaceutiske stoffer blev først undersøgt af Bullock og medarbejdere i 1940'erne og anvendt på infusioner, ekstrakter, uorganiske medicinske salte, adrenalin og vitamin C. Mange flere anvendelser fulgte, og især relevant var produktionen af farmaceutiske hjælpestoffer og isolering af aktive ingredienser, der var enten termofølsomme eller vanskelige at krystallisere. I modsætning til almindelig opfattelse er spraytørring faktisk en meget blid tørremetode - for det første er eksponeringen for temperatur begrænset til sekunder eller højst et par minutter, og for det andet beskytter den køleeffekt, der er resultatet af fordampningsprocessen, de spraytørrede materialer fra de højere bulk-temperaturer. Men på trods af mangfoldigheden af anvendelser, var det først i slutningen af dette århundrede, at brugen af spraytørring i farmaceutiske anvendelser steg betydeligt.
Den vigtigste drivkraft for denne udvidelse var behovet for at formulere orale medikamenter i den amorfe tilstand som et middel til at øge biotilgængeligheden af mange moderne lægemidler. På grund af spraytørringens hurtige fordampningsproces er dette blevet en ideel måde at præcipitere lægemidler fra opløsninger i amorf tilstand. Denne formuleringsplatform, kendt som "amorfe faste dispersioner", er den hurtigst voksende formuleringsmetode til at overvinde den dårlige biotilgængelighed af mange lægemidler. Spraytørring og varm smeltekstrudering er den vigtigste fremstillingsproces til opnåelse af disse amorfe materialer. Andre drivere til den mere udbredte anvendelse af spraytørring i den farmaceutiske industri inkluderer produktion af inhalerbare medikamenter, såsom Pfizers Exubera eller Mannkind's Afrezza (begge inhaleret pulverinsulin), mikrokapsler til formuleringer med kontrolleret frigivelse eller smagsmaskering og avancerede pulverformer som direkte komprimerbare og let våddygtige pulvere. Så det er ikke overraskende at se, at hvert andet år eller for nylig hvert år formuleres en ny kemisk enhed ved hjælp af spraytørringsteknologi. Nogle eksempler på nogle af disse inkluderer Cesamet (nabilone, Valeant Pharmaceuticals), Intelence (etravirin, Janssen Therapeutics) og Incivek (telaprevir, Vertex Pharmaceuticals). De aktiverende egenskaber ved spraytørring anvendes også til reformulering af eksisterende lægemidler og til styring af livscyklusformål.