Filmbeschichtung oraler fester Darreichungsformen: Die kritischen Parameter

von Prashant Deshpande

17. August 2023

10:29

Prashant Deshpande, Leiter Prozess- und Technologieunterstützung bei ACG Engineering, erörtert die kritischen Prozessparameter der Filmbeschichtung sowie die Messung, Überwachung und Aufzeichnung der Tablettenbetttemperatur bei der Chargenfertigung.

Die Filmbeschichtung ist ein wichtiger Schritt bei der Herstellung pharmazeutischer Tabletten, Pulver und Granulate. Neben der Kontrolle der Arzneimittelfreisetzung kann es auch zur Maskierung bitterer Geschmäcker sowie zur Verbesserung des Aussehens, der Attraktivität und der Farbe des Produkts eingesetzt werden. Die Folienbeschichtung wird meist eingesetzt, um die Identifizierung und Stärkung einer Marktmarke zu unterstützen. All diese Faktoren verbessern die Patientencompliance.

Darüber hinaus verbessert die Beschichtung die Stabilität und Haltbarkeit eines Produkts. Wird als lebenswichtiger Prozess angesehen, da er den Abrieb der äußerst empfindlichen Oberfläche einer unbeschichteten Tablette verringert und somit auch dazu beiträgt, die Staubbildung des Produkts während der Handhabung, Verpackung und Ausgabe zu verringern.

Die Filmbeschichtung ist in der Pharma- und Nutrazeutikabranche weit verbreitet und hat das einst beliebte, aber arbeitsintensive Zuckerbeschichtungsverfahren weitgehend ersetzt, da es eine weitaus größere Flexibilität bietet. Smart Coater werden häufig zur Filmbeschichtung eingesetzt. Diese haben gegenüber anderen herkömmlichen Methoden der Pfannenbeschichtung an Popularität gewonnen.

Die Filmbeschichtung ist ein komplexer Prozess. Dabei wird eine Beschichtungsdispersion mit Spezialpolymeren, Pigmenten und Weichmachern versprüht. In den Smart Coater-Sprühdüsen wird die Beschichtungsdispersion auf das rollende Tablettenbett in der perforierten Beschichtungstrommel gesprüht, um eine dünne, gleichmäßige Filmbeschichtung zu erzielen. Die Anforderungen an die Wirkstofffreisetzung und die Freisetzungsraten bestimmen die Wahl der Beschichtungsformulierung.

Zu den kritischen Prozessparametern bei der Beschichtung gehören:

Einlasstemperatur und relative Luftfeuchtigkeit der Prozessluft

Sprührate und -muster

Luftdruckzerstäubung

Umdrehungen pro Minute (RPM)

Luftstrom über das Tablet-Bett

Das Sprühmuster, die Tröpfchengröße der Beschichtungsdispersion und die Düsenkonfiguration sind wichtige Aspekte des Beschichtungsprozesses. Die genaue Kontrolle dieser Parameter ist entscheidend, um eine gleichmäßige Beschichtung auf dem Substrat zu erreichen. Ein gleichzeitiger Strom erhitzter, sauberer Prozessluft unterstützt die kontrollierte Trocknung der Beschichtung.

Die Sprührate steuert in Verbindung mit dem Zerstäubungsluftdruck die Tröpfchengröße und die Tröpfchengrößenverteilung des Sprühnebels und stellt sicher, dass dieser nicht zu groß oder zu fein ist, was zu einer fehlerhaften Oberflächenbeschichtung führen könnte. Wenn die Tröpfchengröße klein und fein ist, trocknet sie zu schnell an der Luft und erzeugt Staub.

Das Erreichen der optimalen Sprührate ist auch für die Vermeidung von Beschichtungsfehlern von entscheidender Bedeutung. Diese reichen von Blasenbildung, Absplitterungen, Farbabweichungen, Orangenhaut und Verschmieren bis hin zu Logo-Brückenbildung und der Zurückweisung ganzer Chargen aufgrund der Nichteinhaltung von Produktstandards und -spezifikationen. Das äußere Erscheinungsbild gehört zu den Qualitätsprüfungen als Standard in der Spezifikation für pharmazeutische Produkte. Eine zu hohe Sprührate kann zu Beschichtungsfehlern wie Ausreißen, Kleben und Zwillingsbildung führen. Am anderen Ende der Skala kann eine niedrige Sprührate zu Sprühtrocknung und einer Verringerung der Beschichtungseffizienz führen.

Die Sprühraten werden durch die Definition von Prozessvariablen im Chargenfertigungsprozess präzise überwacht und gesteuert. Sie werden kontinuierlich überwacht, wobei ein Display den Fluss der Beschichtung und ihre Verteilung über die Transferpumpe anzeigt.

Im Allgemeinen handelt es sich um einen auf dem QbD-Prinzip entwickelten und gestalteten Prozess, bei dem jeder kritische Prozessparameter definiert ist, von unteren bis zu höheren Grenzwerten. Überhitzung oder Unterhitzung kann zu einem fehlerhaften Produktprofil wie Oberflächenunregelmäßigkeiten, Doppeltabletten oder einer Nichteinhaltung der Standardspezifikation durch das Produkt führen. Zur Überwachung und Steuerung von Prozessparametern sind mehrere Temperatursensoren in die Ausrüstung integriert, darunter:

Widerstandstemperaturdetektor (RTD) – ein Sensor, der die Temperatur der Tabletten während des Beschichtungsprozesses misst und erfasst. Der Widerstand des RTD steigt mit steigender Temperatur des Sensors.

Infrarot-Temperatursensor (IR) – Es ist wichtig zu beachten, dass dieser Sensor mithilfe der Wellenlänge des IR-Lichts, das auf die Oberfläche der Tablette fällt, die Temperatur der oberen Schicht der Tabletten und nicht der Masse der Tabletten erfasst und misst.

Beim Smart Coater ist das rollende Tablettenbett in zwei unterschiedliche Zonen unterteilt – die Beschichtungszone und die Trocknungszone. Die Temperatur der Tabletten in jeder Zone variiert je nach Rezeptur, Lösungsmittelsystem und Prozess nur um wenige Grad. Typischerweise haben Tabletten in der Sprühzone eine niedrigere Temperatur als Tabletten, die in der Trocknungszone rollen, die sich innerhalb der perforierten Beschichtungstrommel befindet.

Während des Prozesses in der Beschichtungstrommel, wo das Produkt gleichzeitig beschichtet und getrocknet wird, spielt der Prozessluftstrom eine Schlüsselrolle. Der Trocknungsprozess ist eine Funktion des Volumens, der Geschwindigkeit, der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit des einströmenden Luftstroms. Der Unterdruck in der Beschichtungstrommel wird während des Prozesses aufrechterhalten und überwacht. Optimierte Prozessparameter sorgen dafür, dass die Endproduktbeschichtung gleichmäßig und glatt aussieht.

Durch die Messung, Überwachung und Aufzeichnung der Tablettenbetttemperatur wird sichergestellt, dass die Bediener innerhalb eines validierten Bereichs arbeiten, um einen Grenzwert für die Produkttemperatur festzulegen. Die Festlegung des Limits basiert auf dem Prinzip der Risikoanalyse während der Entwicklungsphase.

Andere arbeiten an der Prozesssteuerung, basierend auf der Anpassung der Einlasstemperatur, um die erforderliche Abgastemperatur aufrechtzuerhalten. Dieses Maß wird häufig verwendet, da davon ausgegangen wird, dass es der Tablettenbetttemperatur sehr ähnlich ist.

Die Abgastemperatur ist einer der Prozessparameter, der während des Prozesses überwacht wird. Da keine Daten zur Tablettenbetttemperatur vorliegen, liefert die Abgastemperatur einen vernünftigen Schätzwert. Die Temperatur der über die Tabletten strömenden Abluft wird von einem Sensor gemessen, der in der Nähe des Tablettenbetts außerhalb der perforierten Dragiertrommel angebracht ist.

Unabhängig davon, ob der angewandte Herstellungsprozess auf der Messung, Überwachung und Aufzeichnung der Temperatur des Tablettenbetts oder auf einer Prozesssteuerung auf der Grundlage der Einlass- und Auslasstemperaturen basiert, gibt es bei der Chargenfertigung bei beiden Vorgehensweisen immer eine Fehlerquote. Derart geringe Abweichungen in der Produkt- oder Abgastemperatur haben jedoch keinen Einfluss auf die kritischen Qualitätsmerkmale der Filmtabletten. Die entscheidenden Prozessparameter sind Sprührate, Muster, Zerstäubung, Trommelumdrehungen pro Minute (RPM), Einlasslufttemperatur und Luftstrom über das Tablettenbett.

von Prashant Deshpande

17. August 2023

10:29