Juiste mengerkeuze bij DPI-formuleringen

Het gebruik van oraal geïnhaleerde geneesmiddelen wordt door veel farmaceutische bedrijven erkend als een efficiënte methode voor medicijnafgifte, waarbij zowel merkproducten als generieke (DPI) inhalatoren voor droog poeder worden ontwikkeld.

De complexiteit van het ontwikkelen van een DPI-formulering is echter niet eenvoudig. Het vereist een goed begrip van de stroombaarheid, cohesie, hechting en mechanische binding van specifieke poeders om de juiste blend te creëren. De keuze van de mengtechnologie is daarom cruciaal voor het bereiken van de vereiste menging van API's en dragers om een volledig homogeen poedermengsel met de gewenste aërosoleigenschappen te leveren.

Voor de juiste absorptie van de actieve ingrediënten binnen de aangewezen locatie in de longen, moet de deeltjesgrootte van de API's in een bereik van 1-4 micron liggen. Afgezien van de individuele materiaaleigenschappen zijn deeltjes van deze fijnheid van nature zeer cohesief en moeten daarom worden gemengd met een drager om ze nauwkeurig te hanteren en te doseren. De sleutel tot succes is het toepassen van de juiste balans van het mengen van energie op de formulering om de cohesieve krachten van de fijne API's te verbreken om een gelijkmatige verdeling over de formulering te verkrijgen. Te weinig mechanische energie en de samenhangende krachten zullen niet worden verbroken; te veel energie en loopt u het risico om de adhesie tussen de API-deeltjes en mogelijke schade aan de dragerdeeltjes te versterken - resulterend in een slechte formuleringssamenstelling en beperkte scheiding tijdens inhalatie.

De effecten kunnen op verschillende manieren worden beïnvloed. Selectie van geschikte excipiënten is er een van waarbij de dragers zijn afgestemd op de vereiste eigenschappen. In de meeste gevallen is dit een mengsel van grof en fijn, gemicroniseerd lactose. De effecten van de boetes zijn goed gedocumenteerd, maar worden voornamelijk beïnvloed door de vermindering van de press-on-forces en de dekking van actieve sites. De actieve ingrediënten vormen slechts een kleine fractie van de totale poedermengsels.

Dit is waar de mengexpertise en -ervaring van Hosokawa in de verwerking van droge-poeder DPI-formuleringen reële voordelen kunnen bieden in de gehele productieketen, van onderzoek en ontwikkeling tot productiefase.

De Hosokawa-portfolio omvat zowel mengtechnologieën met lage als met hoge afschuifkrachten. Typisch lage afschuiving, convectieve menging wordt aanbevolen voor het mengen van vrijvloeiende poeders; echter voor het mengen van cohesieve poeders, wordt high shear mixing-technologie geadviseerd.

High shear mengen

Hosokawa's voortdurende ontwikkeling van de Cyclomix, specifiek voor deze toepassing, heeft een mixer gecreëerd die in staat is om de poederfracties van de formulering te mengen en de juiste energie-input naar de mix te fine-tunen. De Cyclomix biedt verschillende productievoordelen plus meerdere voordelen op het gebied van manipulatie en contaminatie, en kan worden gebruikt voor verschillende mengfasen, waaronder voormenging van lactosemengsels en mengsels van API's en dragers. Naast deze mengprocessen kunnen ook coatingprocessen worden uitgevoerd, bijvoorbeeld voor het bekleden van lactose met magnesiumstearaat.

Mini Cyclomix DPI menger

De prestaties van de Cyclomix kunnen worden verklaard door het stroompatroon van het poeder in het vat. In dit geval bevindt het poeder zich in een kegelvormig vat met boven aangedreven beweging. Het product wordt gedraaid door een roerder met peddels en een mes. De rotatiebeweging past centrifugaalkrachten toe op de poederdeeltjes. Deze kracht verplaatst de deeltjes omhoog langs de wand van het conische vat. Aan de bovenkant van de kegel geleidt de speciaal gevormde koepel de deeltjes weer naar beneden door het midden van het vat. Dit stroompatroon wordt gecombineerd met een rotatiepatroon.

De afschuifenergie wordt aangebracht tussen de schoepen en de wand van het vat, hetgeen resulteert in een zeer groot oppervlaktegebied waar de afschuifkrachten worden uitgeoefend in verhouding tot het productvolume; de Cyclomix zeer efficiënt maken in vergelijking met andere blenders met hoge afschuifkracht. De bovenste aangedreven rotor zorgt ervoor dat de afdichtingen zich buiten het productgebied kunnen bevinden en zo verontreiniging voorkomen. Volledige productontlading via de onderste afvoerklep in combinatie met het ontwerp van de unit vereenvoudigt eenvoudige CIP- of SIP-reiniging.

In nauwe samenwerking met toonaangevende partners in de DPI-branche kan Hosokawa de voordelen van de Cyclomix-technologie bieden in verschillende groottes en, indien nodig, op maat gemaakte, uitvoering die het systeem in de productiestroom en -werking integreert.

Over de auteur

Bert Dekens is Application Manager Pharma, en focust zich met name op het mengen van inhalatiepoeders (DPI). Dekens heeft een sleutelpositie in het DPI netwerk binnen de Hosokawa Group en is goed geïngeburgerd in de DPI markt. U kunt contact met hem opnemen via b.dekens@hmbv.hosokawa.com.

Bert Dekens - Application Manager Pharma

Dit artikel is gepubliceerd in ONdrugDelivery Magazine, April 2018