Spraytorkning inom läkemedelsindustrin
Spraytorkning är en av de mest anmärkningsvärda teknikerna som för närvarande används för läkemedel. Det är en kontinuerlig process som i ett enda steg omvandlar en flytande matning till ett pulver och är en idealisk process när exakta attribut såsom partikelstorlek, morfologi och stabilitet krävs. Denna översikt beskriver tekniken, nuvarande och framtida applikationer och hur den nuvarande nivån av förståelse- och modelleringsverktyg möjliggör ett processutvecklingsstadium som är både magert och riskfritt.
Spraytorkning
Spraytorkning är en torkningsmetod som för det första beskrevs för mer än 140 år sedan som en förbättring av torkning och koncentrering av vätskor1. Men det var inte förrän i början av 1900-talet som nivån på förfining och kunskap om processen tillät dess industriella användning. Produktionen av mjölkpulver var den första kommersiella tillämpningen och är fortfarande en av de viktigaste användningarna av tekniken.
Spraytorkning involverar finfördelningen av en flytande tillförsel till mycket små droppar i en varm torkgas som leder till snabbtorkning av dropparna till fasta partiklar. Partiklarna separeras sedan från torkgasen med användning av en cyklon och / eller en filterpåse som en slutlig spraydorkad produkt. Fodret kan vara en lösning, en suspension eller en emulsion och den resulterande produkten kan klassificeras som ett pulver, granulat eller agglomerat.
I ett enda kontinuerligt steg omvandlar därför spraytorkning ett flytande råmaterial till ett pulver med väl definierade egenskaper. Egenskaper såsom fuktighetsnivå eller kvarvarande lösningsmedel i pulvret, partikelmorfologi eller storlek och pulverdensitet kan manipuleras till stor del till målnivåer. Den anmärkningsvärda flexibiliteten i att skräddarsy egenskaperna hos det slutliga pulvret, mjukheten i processen och dess ekonomi jämfört med konkurrerande tekniker som frystorkning ledde till dess spridning i flera industriella tillämpningar inklusive kosmetika, finkemikalier, tvättmedel, polymerer, hjälpämnen och läkemedel .
Användningen av spraytorkning i läkemedel undersöktes först av Bullock och medarbetare på 1940-talet och applicerades på infusioner, extrakt, oorganiska medicinska salter, adrenalin och vitamin C. Många fler tillämpningar följde, och särskilt relevant var produktionen av farmaceutiska hjälpämnen och isolering av aktiva ingredienser som antingen var värmekänsliga eller svåra att kristallisera. Till skillnad från vanlig uppfattning är spraytorkning i själva verket en mycket mild torkningsmetod - för det första är exponeringen för temperatur begränsad till sekunder eller högst några minuter, och för det andra skyddar den kylningseffekt som är resultatet av indunstningsprocessen de spraytorkade materialen från de högre bulktemperaturerna. Men trots mångfalden av användningar var det först i slutet av detta århundrade att användningen av spraytorkning i farmaceutiska tillämpningar ökade avsevärt.
Den viktigaste drivkraften för denna expansion var behovet av att formulera orala läkemedel i det amorfa tillståndet som ett sätt att öka biotillgängligheten för många moderna läkemedel. På grund av spraytorkningens snabba avdunstningsprocess har detta blivit ett idealiskt sätt att fälla ut läkemedel från lösningar i ett amorft tillstånd. Denna formuleringsplattform, känd som "amorfa fasta dispersioner", är den snabbast växande formuleringsmetoden för att övervinna den dåliga biotillgängligheten för många läkemedel. Spraytorkning och Hot Melt Extrusion är den huvudsakliga tillverkningsprocessen för att erhålla dessa amorfa material. Andra drivkrafter för den mer utbredda användningen av spraytorkning inom läkemedelsindustrin inkluderar produktion av inhalerbara läkemedel såsom Pfizers Exubera eller Mannkinds Afrezza (båda inhalerade pulverinsulin), mikrokapslar för formuleringar med kontrollerad frisättning eller smakmaskning och avancerade pulverformer som direkt komprimerbara och lätt våtförmåga pulver. Så det är ingen överraskning att se att vartannat år, eller mer nyligen varje år, formuleras en ny kemisk enhet med användning av spraytorkningsteknik. Några exempel på några av dessa inkluderar Cesamet (nabilone, Valeant Pharmaceuticals), Intelence (etravirine, Janssen Therapeutics) och Incivek (telaprevir, Vertex Pharmaceuticals). De möjliggörande egenskaperna hos spraytorkning tillämpas också vid omformulering av befintliga läkemedel och för livscykelhanteringsändamål.