در فرایند پرس قرص بسیار مهم است که مواد اولیه مصرفی نسبتاً خشک، بهصورت پودر یا گرانول، با اندازه ذرات تقریباً یکسان و کاملاً جریانپذیر باشند. پودرهایی که از مخلوط ذرات با دانهبندیهای مختلف تشکیل شدهاست، ممکن است در جریان تولید قرص بهصورت غیرهمگن مصرف شود و قرصهای تولیدشده از نظر دوز دارویی یکنواخت نباشند. در طول سالیان، تولیدکنندگان قرص با تکنیکها و فرایندهایی توانستهاند قرصهای فشرده حاوی مقدار دقیق ماده فعال دارویی (API) را با سرعت بالا و با هزینه نسبتاً کم تولید کنند. پودری که بهعنوان مواد اولیه دستگاه قرصسازی استفاده میشود، پس از الکشدن باید دو مشخصه اصلی داشته باشد: جریانپذیری و تراکمپذیری. گرانولاسیون مهمترین و شناختهشدهترین روش برای رسیدن به پودری جریانپذیر و تراکمپذیر برای تولید قرص است. در ادامه میپردازیم به این که گرانول چیست و گرانولسازی چرا و چگونه انجام میشود. با ما همراه باشید!
گرانول چیست؟
گرانول شکل نسبتاً بزرگتری از ترکیب ذرات API و اکسپیانتهاست که اصلیترین جزء در فرایند تولید قرص است و گرانولسازی، تجمع ذرات از طریق ایجاد پیوند بین آنهاست که به کمک دستگاهی به نام گرانولاتور انجام میپذیرد. فرایند گرانولسازی اجازه میدهد تا ذرات محکمتر به هم بچسبند و اندازه ذرات مواد تشکیلدهنده مورد استفاده را (که بیشتر پودرهای بسیار ریز هستند) افزایش میدهد. هرچه اندازه ذرات یک ماده سازنده بیشتر باشد، توانایی فشاری یا اتصال آن بیشتر خواهد بود. تکنیکها و روشهای گوناگونی برای گرانولاسیون وجود دارد از جمله:
- گرانولاسیون مرطوب: مشهورترین موردی که بیش از ۷۰ درصد فرمولاسیونها در تولید قرص از آن استفاده میکنند، گرانولسازی مرطوب است.
- گرانولاسیون خشک: از فرایند گرانول خشک برای تشکیل گرانول بدون محلول مایع استفاده میشود؛ زیرا گرانول محصول ممکن است به رطوبت و گرما حساس باشد. تشکیل دانههای بدون رطوبت نیاز به فشردهسازی و تراکم پودرها دارد. در این روش، ذرات پودر اولیه تحت فشار زیاد جمع میشوند.
همچنین بخوانید: آشنایی با انواع دستگاهها و تجهیزات خشککننده در صنعت داروسازی
گرانولاسیون مرطوب که high shear mixer granulation نیز نامیده میشود، ارجح است. این روش، گرانولهایی سختتر و متراکمتر تشکیل میدهد. قرصهایی که با این گرانولها تولید میشوند، رهش آهستهتر و efficacy بالاتری خواهند داشت. در این روش مواد و پودر و حلالهایی از جمله ایزوپروپانول، اتانول و آب، استریل و گرم شده، سپس با چسبهای مخصوص در قالب قرار گرفته و ذرات گرانول شکل میگیرند و بهصورت دانهای درمیآیند. سپس با گرمشدن و از دستدادن رطوبت، گرانولها خشک میشوند. این روند بهطور مداوم انجام گرفته و سرانجام گرانولهایی ایدهآل، یکنواخت و متخلخل تشکیل میشود.
در واقع دو نوع گرانولاتور وجود دارد:
- Low shear granulators
- High-shear granulators
گرانولهای تولیدشده با Low shear granulators در طول آسیاب و فشردهسازی قرص، عملکرد بهتری نشان میدهند.
اجزای دستگاه گرانولاتور مرطوب
- Dome-shaped stainless-steel mixing bowl (کاسه گنبدیشکل مخلوطکن از جنس فولاد زنگنزن): محل نگهداری API و اکسپیانتهاست و داخل آن، پروانه و خردکن وجود دارد. کاسه مخلوطکن ممکن است دارای دیوارهایی باشد که مایعات سرد یا گرم را میتوان از آن عبور داد تا محتویات کاسه را گرم یا خنک کند.
- Main blade: تیغه اصلی است که برای مخلوطکردن مواد استفاده میشود.
- Chopper: دارای تیغههای کوچکتری نسبت به تیغه اصلی است. معمولاً در کنار یا پایین کاسه گنبدیشکل نصب میشود و نقش آن خردکردن توده مرطوب پودر بهصورت گرانول است.
- Steam jacketed kettle: در این مرحله از فرایند تبخیر، برای تهیه binder (چسب) در گرانولسازی استفاده شده و انتقال حرارت از طریق هدایت بخار انجام میشود.
آشنایی با انواع فرمولاسیون قرصها در دوره فرمولاسیون صنعتی قرص و کپسول
مراحل گرانولسازی مرطوب
Step 1: Loading /charging process
اولین مرحله فرایند، بارگذاری API و مواد کمکی در کاسه است. دو راه برای تغذیه دستگاه وجود دارد. تغذیه گرانشی بهصورت دستی با استفاده از ستون بالابر یا تغذیه با پمپ خلأ.
Step 2: Applying binder fluid
پس از مخلوطکردن، بایندر به مخلوط پودر اضافه میشود. برای اطمینان از توزیع یکنواخت بایندر، سرعت چرخش پروانه کند میشود.
Step 3: Granulation by rotating rotors
در این مرحله چرخش پروانه و خردکن افزایش یافته و فرایند گرانولسازی تسریع میشود. آشفتگی حاصل از سیستم همراه با تر شدن اجزای موجود در فرمولاسیون منجر به تجمع ذرات پودر اولیه برای تولید گرانولهای مرطوب میشود. مایع گرانول (مایعات) حاوی ماده حلال یا حامل است که باید فرار باشد تا با خشکشدن از بین برود و بسته به کاربرد در نظر گرفته شده، غیرسمی باشد. مایعات معمولی شامل آب، اتانول و ایزوپروپانول بهتنهایی یا بهصورت ترکیبی برای گرانولهسازی استفاده میشود.
همچنین بخوانید: صفر تا صد دستگاه پرس قرص | تکسنبه و روتاری
Step 4: Drying the granules
راههای گوناگونی برای خشککردن گرانولها وجود دارد. Tray drying روشی بود که در گذشته مورد استفاده قرار میگرفت؛ اما صرفاً برای مقادیر کم مناسب بود. Fluidized Bed Dryer (FBD) (خشککن بستر سیال) مزایای بیشتری نسبت به روش قدیمی دارد و مبنای آن دمیدن جریانی از هوای مرطوب و خشکشده از پایین قسمت پایه خشککن بستر سیال است. توده مرطوب گرانولها روی این بستر هوا تخلیه میشوند. در قسمت بالایی خشککن یک آشفتگی ریز وجود دارد تا از خروج ذرات جلوگیری شود. هنگامی که گرانولها به کیفیتهای مورد نیاز از نظر سطح رطوبت رسیدند، تخلیه و به مرحله بعدی منتقل میشوند. سپس گرانولاتور با دسته جدیدی از گرانولهای مرطوب پر میشود.
Step 5: Milling
آسیابکردن فرایند شکستن تودههای گرانولهای بزرگ به اندازههای کوچکتر است. گرانولهای آسیابشده باید الک شوند تا اطمینان حاصل شود که با استانداردهای لازم مطابقت دارند. دو نوع آسیاب وجود دارد. آسیاب مرطوب قبل از خشککردن توده مرطوب و آسیاب خشک پس از خشککردن سیال انجام میشود. از ویژگیهای اصلی آسیاب مخروطی میتوان به پروانه و صفحه برای فیلترکردن گرانولها اشاره کرد. نیروی وارده باعث شکستهشدن و افتادن گرانولها روی صفحه میشود که از یکسری سوراخ با اندازه از یک سری سوراخ با اندازههای مورد نیاز تشکیل شده است. در حالی که هدف اصلی آسیاب کاهش اندازه است، عملکردهای دیگری مانند ایجاد ذرات یکنواخت با جریانپذیری زیاد را نیز انجام میدهد. الک همچنین ذرات بسیار بزرگی را که توسط پروانه آسیاب نمیشوند، فیلتر میکند.
ویژگیهای دستگاه گرانولاسیون دارویی
- قابلیت خشککردن، گرانولاسیون و پوششدهی (کوتینگ)
- قابلیت اسپری گرانولاسیون
- قابلیت اسپری کوتینگ
- منطبق با اصول cGMP
برای آشنایی بیشتر با دستگاه گرانولاتور ویدیو زیر را به شما پیشنهاد میکنیم: