사례 연구: 고 절단 에뮬시션 기술로 약물 로딩 된 지방 에뮬션 생산을 최적화
의약품 제조 산업에서, 약물 로딩 된 지방 에뮬션의 생산은 이질적인 시스템 처리에서 전형적인 과제를 나타냅니다.지방 용해성 활성 의약품 성분 (API) 의 중요한 전달 수단으로 사용되는치료 효과와 환자 안전을 보장하기 위해 분포량 분포, 단계 안정성 및 API 균일성에 대한 정확한 통제가 필요합니다. This case study details the implementation of advanced high-shear emulsification equipment in addressing process inefficiencies and quality inconsistencies in the production of a 10% drug-loaded fat emulsion (DHA fish oil-based).
1. 배경 및 프로세스 도전
대상 약물 로딩 된 지방 에뮬션의 생산 과정은 두 가지 주요 단계를 포함했습니다: 소아 콩 기름과 레시틴 가루로 구성 된 기름 단계와 정제 된 물을 포함하는 수분 단계,새로운 에뮬러션 장비가 도입되기 전에 제조 과정은 세 가지 핵심 과제와 직면했습니다.
우선 레시틴 분산 문제입니다. 에뮬레이터로 사용되는 레시틴 분말은 기름 단계에서 습기가 좋지 않았습니다.그것은 덩어리로 집약하거나 배 바닥에 정착하는 경향이 있습니다.이는 에뮬레이션 효율을 줄일 뿐만 아니라 제품 품질에 영향을 미치는 미세먼지 불순물을 도입했습니다.
두 번째로, 일관성 없는 1차 발효가 있습니다. 초기 발효 과정은 기존의 섞기 장비에 의존했습니다.기름과 수분 단계가 완전히 분산되지 않았습니다.방울 크기의 균일하지 않은 분포로 이어집니다. 테스트 데이터는 에뮬션의 D90 (입자 크기의 90%가 더 작습니다) 가 15μm에서 25μm까지 나타났습니다.용납 가능한 5μm ~ 10μm 범위를 크게 초과하는이 같은 불일치성으로 인해 에뮬션의 안정성이 직접적으로 손상되었으며, 준비 후 24시간 이내에 눈에 띄는 기름이 떠있는 것을 관찰했습니다.
세 번째로, 생산 효율이 낮고 결함 비율이 높습니다. 비효율적인 발효 과정으로 인해 혼합 시간이 길어졌으며 각 팩이 완료되는 시간은 약 4시간입니다.추가로, 원자 에뮬션의 낮은 안정성으로 인해 제품 자격률이 85%에 불과하여 상당한 재료 낭비와 생산 지연을 초래했습니다.기존 장비는 효율적인 프로세스 제어 기능이 부족했습니다., 양량 변동을 더욱 악화시키는 롯데에 걸쳐 일관된 매개 변수를 유지하는 것이 어려웠습니다.
이러한 과제를 더욱 악화시키는 것은 제약 생산에 대한 엄격한 규제 요구 사항이었습니다. 사용 된 장비는 GMP 표준을 준수해야했습니다.제품과 접촉하는 식품 및 의약품 품질의 재료의 사용을 포함하여, CIP (Clean-in-Place) 및 SIP (Sterilize-in-Place) 시스템과 호환되며 생산 프로세스 전반에 걸쳐 불균형성을 보장합니다.
2장비 선택 및 프로세스 최적화
공정 요구 사항 및 기술 사양에 대한 포괄적 인 평가 후 두 단계 에뮬레이션 시스템이 채택되었습니다.제트 디스퍼션 믹서기와 파이프라인형 고 절단 에뮬레이터로 구성되어 있습니다.선택은 약물 로딩 된 지방 에뮬션 생산의 특수 요구 사항에 기초했으며, 절단 효율, 재료 호환성 및 프로세스 제어성 등 주요 고려 사항이 있습니다.
핵심 장비의 특징은 다음과 같습니다.
1제트 분산 믹서: 기름 단계의 사전 분산을 위해 설계 된 이 장비는 분말 된 레시틴을 효과적으로 흡수하고 깎는 특수 흡수 및 순환 구조를 갖추고 있습니다.그것의 모듈형 설계는 작업 머리의 빠른 교체를 허용, 그것은 약품 생산에 대한 GMP 요구 사항을 충족하는 Ra ≤ 0.4 μm의 표면 거칠성과 316L 스테인레스 스틸로 만들어졌습니다. 혼합기는 변동 속도 범위에서 작동했습니다.기름 단계의 점착성에 따라 정확한 조절을 가능하게합니다..
2파이프 라인 타입 고 절단 에뮬레이터: 세 단계 로터-스테터 시스템으로 장착 된 이 에뮬레이터는 최대 선형 속도 40 m/s와 최소 로터-스테터 간격 0.1 mm를 달성했습니다.기름 방울을 균일한 크기로 분해하기 위해 강력한 절단력을 생성합니다.파이프 라인 설계는 온라인 지속적인 발효 및 순환을 촉진하여 더 많은 정화를 위해 에뮬션이 시스템으로 다시 순환 할 수 있습니다.장비는 또한 주파수 변환 속도 제어 시스템을 통합, ± 1%의 오류 범위를 가진 회전 속도 정밀 조절을 가능하게하여 프로세스 반복성을 보장합니다.150°C까지의 작동 온도와 0까지의 압력에 견딜 수 있도록 설계되었습니다..4 MPa, 후속 살균 과정과 호환된다.
최적화된 생산 과정은 다음과 같이 구현되었습니다.
1전처리 단계: 기름 단계 (소아 콩 기름 + 분말 된 레시틴) 는 혼합 용기에 첨가되었으며, 격동 흐름 필드를 생성하기 위해 제트 분산 믹서가 활성화되었습니다.믹서기의 강한 흡수 힘은 가루 레시틴을 높은 절단 구역으로 끌어당겼습니다, 응집을 방지하고 투명한 오일 단계를 형성하기 위해 완전한 분산을 보장합니다.
21차 발효 단계:미리 분산 된 오일 단계와 수분 단계 (정화 된 물 + 글리세린 + API + 보조 물질) 는 제어 된 비율로 파이프 라인 유형의 고 절단 에뮬레이터에 지속적으로 공급되었습니다.3단계 로터-스타터 시스템은 두 단계를 강렬한 절단, 충돌 및 동화 힘에 노출시켜 기름 방울을 얇은 입자로 분해했습니다.
3순환 정제 단계: 처음에는 에뮬러션 된 제품이 혼합 용기에 반환되고 파이프 라인 에뮬러레이터를 통해 2-3 주기로 순환됩니다.각 주기는 약 30분 동안이 다주기 과정은 방울 크기의 균일 분포와 에뮬션의 안정성을 향상 시켰습니다.
4후처리 단계: 최종 에뮬션은 131-145 °C와 0.3-0.4 MPa에서 살균되었습니다.이 살균 매개 변수와 호환성을 보장하는 에뮬레이션 장비의 재료 및 구조 설계.
3시행 결과 및 성능 검증
최적화된 프로세스 및 장비의 구현에 따라 제품 품질, 생산 효율성 및 프로세스 안정성에 상당한 개선이 이루어졌습니다.연속 생산 데이터와 품질 테스트로 확인된 바:
제품 품질의 측면에서, 약물 로딩 된 지방 에뮬션의 방울 크기 분포는 상당히 정제되었습니다.시험 결과는 에뮬션의 D90이 5μm에서 10μm 사이에 안정적으로 제어된다는 것을 보여주었습니다., 미리 정의된 품질 기준을 충족합니다. 시각 검사는 72 시간 보관 후 에뮬션에 기름이 떠 있거나 침착되지 않았음을 확인했습니다.그리고 점성이 식유와 비슷한 수준에서 일정하게 유지되었습니다.또한 API 분포의 균일성이 향상되었습니다.다른 샘플의 API 함량의 상대 표준편차 (RSD) 가 3에서 감소하면0.2%에서 0.8%까지, ±1.0%의 허용 범위 내에서
생산 효율성 측면에서, 롯데 당 전체 처리 시간은 4시간에서 1.5시간으로 줄여졌으며, 생산 효율성이 62.5% 향상되었습니다.제품 자격률은 85%에서 98%로 증가했습니다., 물질 폐기물과 생산 비용을 크게 줄입니다. 에뮬레이션 시스템의 파이프 라인 설계 또한 기존 생산 라인과 원활한 통합을 가능하게했습니다.반자동 작동을 실현하고 수동 개입을 줄입니다., 따라서 인간 오류의 위험을 최소화합니다.
공정 준수 및 안정성 측면에서 316L 스테인레스 스틸 구조와 장비의 Ra ≤ 0.4 μm 표면 거칠기는 제약 생산에 대한 GMP 요구 사항을 충족했습니다.장비의 CIP/SIP 호환성은 효과적인 청소와 살균을 보장했습니다., 청소 후 검사에서 잔류 오염 물질이 검출되지 않았습니다.주파수 변환 속도 제어 시스템과 온라인 모니터링 기능이 팩트 전체에 걸쳐 일관된 프로세스 매개 변수 통제를 가능하게했습니다., 주요 프로세스 매개 변수 (환전 속도 및 공급 속도와 같은) 의 변동 계수 (CV) 가 2% 이하로 유지되며 팩에서 팩에 대한 일관성을 보장합니다.
또한 장기적인 작동 데이터는 에뮬시화 장비의 신뢰성과 내구성을 확인했습니다.장비가 큰 장애 없이 안정적인 성능을 유지했습니다., 유지보수 주기가 2개월에 한 번에서 6개월에 한 번으로 늘어나면서 유지보수 비용을 약 60% 줄였습니다.
4주요 통찰력 및 결론
이 사례 연구는 약물 로딩 된 지방 에뮬션 생산과 관련된 과제를 해결하는 데 첨단 에뮬션 기술의 중요한 역할을 보여줍니다.레시틴 집적의 성공적인 해소, 불일치한 방울 크기,그리고 낮은 생산 효율은 의약품 수립 및 생산 과정의 특성에 맞춘 장비 선택의 중요성을 강조합니다..
이 구현에서 얻은 주요 통찰력은 다음과 같습니다. 첫째, 에뮬레이터 (레시틴과 같은) 의 사전 분산은 에뮬레이션 품질을 보장하는 중요한 단계입니다.및 전문 제트 분산 장비는 효과적으로 집적화를 방지하고 발효효율을 향상시킬 수 있습니다.둘째, 순환 정제와 함께 다단계 높은 절단 에뮬레이션은 균일한 방울 크기 분포를 달성하고 에뮬레이션 안정성을 향상시키기 위해 필수적입니다.특히 복잡한 의약품 용품의 경우셋째, GMP 요구 사항, CIP/SIP 시스템 및 후속 살균 과정과 장비의 호환성은 제약 생산의 기본 전제 조건입니다.제품 안전 및 규제 준수.
결론적으로,두 단계의 고 절단 에뮬러션 시스템이 채택 된 것은 약물 로딩 된 지방 에뮬러션 생산에서 직면 한 특정 프로세스 과제를 해결했을뿐만 아니라 안정적인이 구현은 복잡한 포뮬레이션에 대한 에뮬레이션 프로세스를 최적화하려는 의약품 제조업체에게 귀중한 참고 자료를 제공합니다.,제품 품질 향상, 생산 효율성 향상 및 비용 절감에 기여합니다.
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