부피, 밀도, 다공성은 의약품 제조 관리에서 중요한 것으로 널리 알려진 상호 연관된 매개변수입니다. 정제 의약품은 효율적인 포장과 환자 수용성을 위해 크기와 모양이 일정해야 합니다.
봉투 밀도는 압축 정도에 영향을 받을 수 있으므로 정제 일관성을 확인하는 데 유용할 수 있으며, 과립 정제 혼합물의 골격 밀도는 프레스에서 허용 가능한 유동성 또는 압축성을 달성하기 위해 제어할 수 있습니다.
다공성은 용매가 정제의 고체 매트릭스에 얼마나 쉽게 침투하는지에 영향을 미치며, 그 결과 정제(또는 과립제)의 중요 품질 특성(CQA)으로 지정될 수 있습니다. 용매 침투율은 붕해 및 용해에 영향을 미치며, 이는 생체 이용률과 임상 효능을 제어합니다. 따라서 동일한 질량의 활성 제약 성분(API)으로 두 개의 정제가 만들어졌지만 한 정제가 다른 정제보다 다공성이 높은 경우, 다공성이 높은 정제가 더 빨리 용해되어 API가 더 빨리 방출될 것으로 예상할 수 있습니다. 배치에서 정제마다 다공성의 차이가 있는 것은 허용되지 않습니다. 다공성은 임상적 필요에 따라 다양한 용해 속도를 달성하기 위해 조정될 수 있습니다. 빠른 용해를 위한 정제는 바로 이러한 이유로 높은 다공성을 갖는 경우가 많습니다. 이러한 매개변수는 아래의 '물리적 특성 입문서'에서 설명합니다.
Micromeritics® AccuPyc® 가스 피크노미터와 Micromeritics® GeoPyc® 외피 밀도 분석기는 각각 골격 부피와 외피 부피를 측정합니다. 밀도 값은 이러한 부피와 공급된 질량으로부터 계산할 수 있습니다. 두 시스템 모두 다른 기법으로 측정한 밀도가 제공되면 다공성 값을 생성할 수 있습니다. 이러한 기능 덕분에 이 기기는 제약 분야, 특히 정제 및 리본 분석에 매우 유용한 조합입니다. 이 노트에서는 이러한 시스템이 개별적으로 또는 조합하여 생성하는 데이터를 보여주는 다양한 태블릿에 대한 데이터를 제시합니다.
장비
AccuPyc 가스 피크노미터
AccuPyc에는 충전 밸브(a)를 통해 가스 공급 장치에 연결된 고정 부피 시료 챔버가 있습니다. 주입 밸브(a)가 열리면 압력 트랜스듀서(t)로 압력 증가를 모니터링합니다. 두 번째 고정 부피 챔버는 팽창 밸브(B)를 통해 첫 번째 챔버에 연결됩니다. 벤트 밸브(c)를 사용하여 시스템에서 가스를 배출할 수 있습니다.
시스템은 추적 가능한 부피를 사용하여 보정됩니다. 이것은 인증된 부피의 정밀하게 제조된 하나 이상의 강철 구입니다. 캘리브레이션 절차는 구 부피를 기준으로 각 챔버의 부피를 정확하게 결정합니다. 보정은 시스템에 의해 유지되므로 모든 실험 전에 보정할 필요는 없습니다.
시스템이 보정되면 시료를 로드할 수 있습니다. 베이요넷 클로저는 안정적인 시료 챔버 부피를 보장합니다. 그런 다음 시료 챔버는 충전 밸브(a)를 통해 건조 불활성 가스(일반적으로 헬륨 또는 질소)로 정해진 수준까지 가압됩니다. 압력은 평형화되면 자동으로 기록되고 트랜스듀서(t)에서 안정적인 판독값이 확인됩니다. 팽창 밸브(b)를 열면 가스가 팽창 챔버로 유입되고 시스템 전체에 걸쳐 압력이 떨어지며 트랜스듀서(t)의 판독값이 평형화되면 다시 기록됩니다. 이 과정을 반복하고 평균을 내어 재현성이 높은 결과를 얻습니다.
이상 기체 법칙을 사용하여 챔버의 부피와 측정된 압력으로부터 시료가 차지하는 부피를 계산할 수 있습니다. 가스는 접근 가능한 모든 기공 공간을 투과하므로 측정된 부피는 시료의 골격 부피입니다.
GeoPyc 엔벨로프 밀도 분석기
GeoPyc에는 측정을 수행하기 위해 자유 유동 준유체 고체 변위 매질로 채워진 알려진 직경의 정밀 실린더가 있습니다.
셀을 진동시켜 매체를 진동시키고, 동시에 정의된 응결력으로 압축하여 제로 부피 기준선을 설정합니다(1단계: 블랭크의 위치 A). 그런 다음 시료를 실린더에 추가하고 압축 과정을 반복합니다(2단계: 측정의 위치 B).
샘플의 부피는 피스톤이 동등한 응집력을 얻기 위해 이동하는 거리의 차이(2단계에서h, 위치 A와 B 사이의 거리)로 계산합니다.
변위 매질은 측정하는 동안 시료 표면에 밀착되지만 내부 다공성을 관통하지 않습니다. 이는 가스가 사용 가능한 모든 다공성을 채우는 AccuPyc와 대조적입니다. 따라서 GeoPyc로 측정한 결과 부피를 봉투 부피라고 합니다.
실험 세부 정보
다양한 일반의약품 정제 의약품을 AccuPyc 및 GeoPyc를 사용하여 테스트했습니다. 공정 제어를 위해 제조 공장 내에서 수행될 수 있는 샘플링을 시뮬레이션하기 위해 각 정제 중 몇 가지를 테스트했습니다.
시스템 캘리브레이션, 14개 샘플 세트에 대한 데이터 수집, 북엔드 테스트를 포함한 모든 샘플 준비 및 테스트는 약 6시간 만에 완료되었습니다. 실험 방법, 사용된 기기 설정, 적용된 데이터 처리 단계에 대한 자세한 내용은 별도의 백서에서 확인할 수 있습니다. 자세한 내용은 문의해 주세요.
결과 및 데이터 분석
다음 두 플롯은 각 샘플의 부피(위) 및 밀도(아래) 데이터를 보여줍니다. 두 플롯 모두에 공극률 데이터도 포함되어 있으며, 데이터 세트 간의 상관 관계를 명확히 하기 위해 공극률이 증가하는 순서(왼쪽에서 오른쪽)로 샘플을 X축을 따라 배열했습니다.
데이터에 따르면 부피나 밀도, 골격 또는 외피 모두 다공성 데이터를 정확히 추적하지 못합니다. 부피 데이터의 패턴은 다소 유사하며 약한 상관관계가 있을 수 있지만 골격 부피와 외피 부피 데이터는 특정 태블릿의 다공성 데이터와 비교하여 현저한 차이를 보입니다. 밀도 데이터의 패턴은 다공성 데이터의 패턴과 뚜렷하게 다르며, 둘 사이의 상관관계에 대한 증거는 없습니다.
따라서 결과는 부피, 밀도 및 다공성이 태블릿의 뚜렷하고 독립적인 속성이라는 것을 보여줍니다. 따라서 각각은 태블릿 품질에 대한 고유한 인사이트를 제공하여 효과적인 제어를 달성하는 데 사용할 수 있습니다.
결론
이 간단한 연구는 AccuPyc와 GeoPyc를 사용하여 정제 의약품에 대한 일련의 유용한 특성을 효율적으로 측정하는 방법을 보여줍니다. 부피, 밀도 및 다공성 값을 모두 기록하여 제품을 강력하고 명확하게 구분할 수 있습니다.
결과는 이러한 매개변수 간에 상호 연관성이 있음에도 불구하고 서로 다른 경향을 보인다는 것을 보여줍니다. 따라서 두 가지의 빠르고 간단한 실험실 또는 라인 테스트를 통해 공정 및 제품 품질 관리에 적용할 수 있는 5개의 개별적이고 독립적인 파라미터를 생성할 수 있습니다.
물리적 특성 프라이머 - 밀도, 부피 및 다공성
밀도
밀도는 질량을 부피로 나눈 값으로 정의되는 비교적 간단한 용어입니다. 실험실 저울에서 값은 일반적으로 g/cm3로 표시됩니다. 그러나 부피를 정의하고 정량화하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 각각 다른 밀도 매개변수를 생성합니다.
볼륨
여기에 설명된 연구에서 외피 및 골격 밀도는 다음과 같은 측정값을 통해 결정되었습니다:
- 봉투 부피: 시료의 고체 함량과 시료 내 기공 공간 또는 공극을 모두 포함하여 시료가 공간에서 차지하는 부피입니다.
- 골격 부피: 샘플을 구성하는 실제 솔리드의 부피입니다.
다공성
다공도는 차원이 없는 값으로, 일반적으로 백분율로 표시됩니다. 샘플에서 얼마나 많은 부분이 고체이고 얼마나 많은 부분이 빈 공간인지를 정량화합니다. 다공성은 부피 값으로 작업할 때 아래 공식을 사용하여 계산할 수 있으며 질량과는 무관합니다. 밀도 값과 함께 사용할 수 있는 해당 방정식도 있습니다. 고체 분율은 다공성에 대한 지식으로 계산할 수도 있습니다:
