Die frühzeitige Identifizierung und das Verständnis kritischer Qualitätsattribute (CQAs) sind wesentliche Phasen in diesem Prozess. Aus QbD-Perspektive suchen Wissenschaftler, Forscher und Zulassungsbehörden sowohl bei physikalischen als auch bei chemischen Eigenschaften nach Konsistenz. PTA unterstützt Sie bei Definition, Spezifizierung und Kontrolle kritischer Qualitätsmerkmale Ihrer Substanzen. Mit der Unterstützung von Micromeritics und über 50 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Instrumenten und Anwendungen zur Lösung realer Prozess- und Qualitätsprobleme bei pharmazeutischen und biologischen Produkten ist die Particle Testing Authority (PTA) bestens geeignet, unseren Kunden ein Fachwissen zu bieten, das im Vergleich zu anderen Auftragslabors für analytische Dienstleistungen unübertroffen ist.
USP <729> Globule Size Distribution of Lipid Injectable Emulsions (Globulusgrößenverteilung injizierbarer Emulsionen aus Lipiden)
USP <788> Particulate Matter in Injections (Partikelmasse in Injektionen)
USP <789> Particulate Matter in Ophthalmic Solutions (Partikelmasse in ophthalmischen Lösungen)
USP <429> Light Diffraction Measurement of Particle Size (Partikelgrößenmessung durch Lichtbeugung) Ph. Eur. 2.9.31 Particle Size Analysis by Laser Light Diffraction (Partikelgrößenanalyse durch Laserlichtbeugung) JP 10 Laser Diffraction Measurement of Particle Size (Partikelgrößenmessung durch Laserbeugung)
USP <811> Powder Fineness (Pulverfeinheit)
Oberflächenbereich (Gasadsorption, BET)
USP <846> Specific Surface Area (Spezifische Oberfläche) Ph. Eur. 2.9.26 Specific Surface Area by Gas Adsorption (Spezifische Oberfläche durch Gasadsorption) JP 3.02 Specific Surface Area by Gas Adsorption (Spezifische Oberfläche durch Gasadsorption)
Dichte (wahre, scheinbare, Schüttdichte, Stampfdichte, Carr-Index)
USP <699> Density of Solids – Gas Pycnometry (Dichte von Feststoffen) – Gaspyknometrie Ph. Eur. 2.2.42 Density of Solids (Dichte von Feststoffen) JP 3.03 Powder Particle Density Determinations (Bestimmung der Dichte von Pulverpartikeln)
Porosität (Gasadsorption, Quecksilberporosimetrie)
USP <267> Porosimetry by Mercury Intrusion (Porosimetrie durch Quecksilberintrusion)
Ph. Eur. 2.9.32 Porosity & Pore Size Distribution of Solids by Mercury Porosimetry (Porosität und Porengrößenverteilung von Feststoffen durch Quecksilberporosimetrie)
Pulverrheologie und Fließcharakterisierung
USP <1174> Powder Flow (Pulverfluss)
Ph. Eur. 2.9.36 Powder Flow (Pulverstrom)
Dynamische Wasserdampfsorption (DVS)
USP <1241> Water Solid Interaction in Pharmaceutical Systems (Wechselwirkung zwischen Wasser und Feststoffen in pharmazeutischen Systemen)
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PTA verfügt über ein umfassendes Angebot an Analysewerkzeugen für die physikalische Charakterisierung sowie Analyse in Bezug auf Thermik und Oberflächenenergie und kann Ihnen die Informationen geben, die Sie zum Treffen von Entscheidungen auf der Grundlage des aktuellen Stands von Wissenschaft und Technik benötigen. Viele Kunden haben durch Inanspruchnahme unserer Dienstleistungen enorme Kosteneinsparungen bei der Rezepturentwicklung realisiert.
In dieser Phase konzentriert sich die Forschung auf aktive pharmazeutische Wirkstoffe und Hilfsstoffe sowohl als Einzelbestandteile als auch in Gemischen. Die Identifizierung und Bewertung durch physikalische Messungen umfasst:
Materialcharakteristik |
Einflüsse |
Beispiel |
Partikelgröße | Löslichkeit, Bioverfügbarkeit, Pulverfluss, Verdichtung, Komprimierung, Auflösung, Effizienz nachgelagerter Fertigung | Magnesiumstearat als Gleitmittel bei der Tablettenherstellung und dessen effektive Schmierfähigkeit lassen sich mit Tablettenausstoßkräften korrelieren. Magnesiumstearat-Chargen mit kleinerer Partikelgrößenverteilung und größerer Oberfläche führen im Vergleich zu Chargen mit größerer Partikelgröße und kleinerer Oberfläche zu einer erhöhten Schmierfähigkeit. |
Partikelform | Bioverfügbarkeit, Verdichtung, Pulverfluss, Auflösung | Das der Laserbeugung zugrunde liegende Prinzip geht davon aus, dass alle Partikel kugelförmig sind. Wenn in der Praxis unregelmäßig geformte Partikel in größerem Ausmaß vorhanden sind, kann die durch dynamische Lichtstreuung (DLS) ermittelte Partikelgröße falsch sein und eine korrekte Bewertung der nachgelagerten Bioverfügbarkeit/Auflösung sowie der Verdichtung und des Flusses verhindern. |
Oberflächenbereich | Auflösung, Löslichkeit, Verdichtung | Eine Oberflächenvergrößerung kann Löslichkeit und Auflösung verbessern und ist somit ein Kontrollparameter für die richtige Dosierung/Bioverfügbarkeit. Der Oberflächenbereich spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei Substanzstrom und Bindungseigenschaften. |
Dichte | Reindichte, Verdichtung mit Walzenpresse, Schmierung, Tablettierung, Entmischung, Verdichtung, Kristallinität | Die Kenntnis der Dichteverteilung in den Bändern ist sehr wichtig für den Verdichtungsprozess durch die Walzenpresse und des für die Vermahlung produzierten Granulats. Weitere Anwendungen sind das Hohlraumvolumen von Tabletten und die Vorhersage der Substanzentmischung. Gemische mit unterschiedlicher Partikeldichte können einen besonderen Umgang erfordern. |
Porosität | Verdichtung mithilfe von Walzenpressen, Tablettenfestigkeit (mechanisch), Fragmentierung, Verdichtung, Gleichmäßigkeit des Inhalts/Auflösung | Durch die Messung der Porosität lässt sich bewerten, wie gut eine Flüssigkeit in eine Tablette eindringt, um die Auflösung zu beurteilen. Kann bei der Einstellung von Parametern für den Substanzstrom bei Beschichtungsvorgängen helfen. Prädiktive Beurteilung der Pelletverformung während der Kompression. Gesamtporenvolumen und prozentuale Porosität für Walzenpresslinge. |
DVS – Dynamische Wasserdampfsorption | Stabilität, Haltbarkeit, Erscheinungsbild, chemische Beständigkeit Hilfsstoff/aktiver pharmazeutischer Wirkstoff, Kohäsion-Adhäsion | Der Verlust bzw. die Bildung von Wasser aus dem/im Wirkstoff kann dazu führen, dass er von der Herstellung über die Verpackung und den Transport bis hin zur Lagerung in einen amorphen Zustand übergeht. Um eine geeignete Verpackung konzipieren zu können, muss das Verhalten von Wirkstoffen bei unterschiedlichen Luftfeuchtigkeiten bekannt sein. Wenn ein Arzneimittel bei erhöhter Luftfeuchtigkeit ein Hydrat bildet, muss seine hydratisierte Ausprägung möglicherweise als neue chemische Substanz weiter getestet werden. Ist eine hydratisierte Form unerwünscht, kann bei Herstellung und Verpackung eine gesonderte Substanzbehandlung erforderlich sein. |
Bei QbD geht es in dieser Phase um die Schaffung eines klar umrissenen Entwurfbereichs, der FDA- und ICH-Richtlinien einhält. Innerhalb dieses Schwerpunktbereichs werden kritische Materialeigenschaften („Critical Materials Attributes“, CMA) und kritische Prozessparameter („Critical Process Parameters“, CPP) ausführlicher behandelt.
Die Particle Testing Authority verfügt über ein komplettes Sortiment an Analyseinstrumenten zur Charakterisierung Ihrer Formulierungen. Wir sind auf die Charakterisierung von Nass- und Trockengranulaten (Verdichtung mit Walzenpresse) spezialisiert. Im gesamten Produktionsprozess wird ein neuer Schwerpunkt auf Charakterisierungshilfsmittel gelegt. Ob Dichte und Porosität von Bändern oder von Nassgranulaten: Die PTA hat die Erfahrung und analytischen Fähigkeiten, um Ihnen entsprechende Antworten zu liefern. Wir haben bereits zahlreichen Kunden bei der Überwindung von Verarbeitungsproblemen geholfen, die mit den physikalischen Eigenschaften der Granulationsform eines Arzneimittels zusammenhingen. Die frühzeitige Kenntnis von Porosität und Dichte hilft Ihnen bei der Vorhersage von Substanzbewegung und -verhalten während des gesamten Prozesses sowie in der Presse.
Materialcharakteristik |
Einflüsse |
Beispiel |
Partikelgröße | Bioverfügbarkeit, Pulverfluss, Verdichtung, Kompression, Auflösung, Gemischgleichmäßigkeit, Proteinaggregation | In einem abschließenden Kristallisationsschritt ist die Partikelgröße ein zur Bestimmung von Planungsraumvariablen herangezogenes kritsches Qualitätsattribut (CQA, „critical quality attribute“). Auch die Partikelgrößenverteilung hat einen direkten Einfluss auf die Leistung und Verarbeitung biologischer Substanzen. Sie kann auch ein Hinweis auf unerwünschte Proteinaggregation sein. |
Partikelform | Bioverfügbarkeit, Verdichtung, kritisches Element bei der Verarbeitung fester und flüssiger Dispersionen | Neben der Größe hat auch die Morphologie des Produkts einen direkten Einfluss auf die Löslichkeit. Inhalative Produkte weisen eine aerodynamische Form mit einer Größe von unter 5 m auf, damit sie in die Lunge gelangen und sich nicht in den oberen Atemwegen ansammeln. Die Form ist als prozessanalytische Technik (PAT) einsetzbar, um Prozessendpunkte und die chargenweise Variabilität zu definieren. |
Oberflächenbereich | Auflösung, Löslichkeit, Verdichtung, Vermahlung, Stabilität, gefriergetrocknete Produkte | Die Auflösungsgeschwindigkeit eines Arzneimittels ist offenkundig proportional zu der dem Auflösungsmedium ausgesetzten Oberfläche. Der Oberflächenbereich kann bei der Gefriertrocknung wichtige Informationen zur Bildung von Eiskristallen liefern. |
Dichte | Verdichtung mithilfe von Walzenpressen, Schmierung, Tablettierung, Entmischung, Verdichtung, Kristallinität | Aktive pharmazeutische Wirkstoffe und Hilfsstoffe werden gemischt und in der Regel anschließend granuliert bzw. verdichtet, damit sich in der Tablettenpresse eine einheitliche Mischung ergibt. Die Substanz wird darüber hinaus auch granuliert, um den Substanztransport zu erleichtern, da sich Granulate leichter bewegen lassen als Pulvermischungen. Die Reindichte kann ein Indikator dafür sein, wie nah sich eine Substanz an ihrem kristallinen Zustand befindet, oder für die Anteile eines Gemisches aus zwei Bestandteilen. |
Porosität | Verdichtung mithilfe von Walzenpressen, Tablettenhaltbarkeit, Fragmentierung, Verdichtung, Gleichmäßigkeit des Inhalts/Auflösung | Indikator für die Haltbarkeit und das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit. Durch die Messung der Porosität lässt sich bewerten, wie gut eine Flüssigkeit in eine Tablette eindringt, um die Auflösung zu beurteilen, und sie kann bei der Festlegung der Parameter für den Substanzstrom bei Beschichtungsvorgängen hilfreich sein. Prädiktive Beurteilung der Pelletverformung während der Kompression. Die Bruchfestigkeit von Tabletten wird durch die Porengrößenverteilung beeinflusst. |
DVS – Dynamische Wasserdampfsorption | Stabilität, Haltbarkeit, Erscheinungsbild, chemische Beständigkeit Hilfsstoff/aktiver pharmazeutischer Wirkstoff, Kohäsion-Adhäsion | Der Verlust bzw. die Bildung von Wasser aus dem/im Wirkstoff kann zum Übergehen in den amorphen Zustand führen. Dient zum Bewerten der Lagerung/Stabilität und des Verpackungsformats. Bestimmen der Auswirkungen des feuchtigkeitsbedingten Glasübergangs und der Kristallisation bei bestimmten Temperaturen. Beurteilen der Auswirkungen von Protein/Zucker-Wechselwirkungen. |
Inverse Gaschromatographie | Oberflächenenergien von Pulvern, Säuren-/Basen-/polare Funktionalität von Oberflächen, Diffusionskinetik, Löslichkeitsparameter, Temperaturen für den Übergang zwischen Aggregatzuständen | Auswirkungen des Fertigungsprozesses (d. h. Verdichtung, Mahlen und prädiktive Partikelinteraktionen). Messen von Eigenschaften zur Berechnung der Materialkohäsivität und der Hansen-Löslichkeitsparameter. |
Die Prozessanalytische Technik (PAT) ist ein System zur Entwicklung, Analyse und Kontrolle der Herstellung durch zeitnahe Messungen (d. h. während der Verarbeitung) kritischer Qualitäts- und Leistungsmerkmale von Rohstoffen und Prozessen, damit die Qualität des Endprodukts gewahrt bleibt.
Materialcharakteristik |
Einflüsse |
Beispiel |
Partikelgröße | Bioverfügbarkeit, Pulverfluss, Verdichtung, Kompression, Auflösung, Gemischgleichmäßigkeit, Proteinaggregation | Wirkstoffpartikel besitzen unterschiedliche Größen und Verteilungen und können Beständigkeit, Löslichkeit und Wirksamkeit beeinträchtigen. PAT kompatibel an der Strecke. |
Partikelform | Bioverfügbarkeit, Verdichtung, kritisches Element bei der Verarbeitung fester und flüssiger Dispersionen | Neben der Größe hat auch die Morphologie des Produkts einen direkten Einfluss auf die Löslichkeit. Die Form ist als prozessanalytische Technik (PAT) einsetzbar, um Prozessendpunkte und die chargenweise Variabilität zu definieren. Fragmentierung kann ein Hinweis auf die Verlässlichkeit eines Prozesses zwischen einzelnen Einheiten sein. PAT kompatibel an der Strecke. |
Oberflächenbereich | Kritische Qualitätsmerkmale von aktiven pharmazeutischen Wirkstoffen und Hilfsstoffen, Löslichkeit, Produkte für Verdichtung, Vermahlung, Beständigkeit, Gefriertrocknung | Der Oberflächenbereich kann bei der Gefriertrocknung wichtige Informationen zur Bildung von Eiskristallen liefern. |
Dichte | Verdichtung durch die Walzenpresse, Schmierung, Tablettierung, Entmischung, Verdichtung | Lässt sich als Kontrollparameter für die Gleichmäßigkeit der Tablettierung fester Darreichungsformen mit verschiedenen Tablettenpressen einsetzen. PAT kompatibel an der Strecke. |
Porosität | Walzenpressenverdichtung, Fragmentierung, Verdichtung, Ritzen von Tabletten für halbe Dosierungen | Indikator für die Haltbarkeit und das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit. Die Porengrößenverteilung beeinflusst die Bruchfestigkeit, Widerstandsfähigkeit gegenüber Beschichtungsprozessen sowie die Festigkeit von Tabletten. |
DVS – Dynamische Wasserdampfsorption | Beständigkeit, Haltbarkeit, Aussehen hydroskopischer Substanzen, Kohäsion-Adhäsion | Dient zum Bewerten der Lagerung/Stabilität und des Verpackungsformats. Dient zum Bestimmen der Auswirkungen des feuchtigkeitsbedingten Glasübergangs und der Kristallisation bei bestimmten Temperaturen. |
Inverse Gaschromatographie | Oberflächenenergien von Pulvern, Säuren-/Basen-/polare Funktionalität von Oberflächen, Diffusionskinetik, Löslichkeitsparameter, Temperaturen für den Übergang zwischen Aggregatzuständen | Auswirkungen des Fertigungsprozesses (d. h. Verdichtung, Mahlen und prädiktive Partikelinteraktionen) |
Pulverrheologie | Fließeigenschaften pulverförmiger bzw. körniger Substanzen | Ein mehrdimensionaler Ansatz für die Pulverstrommessung lässt den präzisen Schluss zu, dass eine Kombination aus kleinerem Walzenspalt und höherer Verdichtungskraft mit größerer Wahrscheinlichkeit zu gleichmäßigerem/konsistenterem Granulat führt, das ein effizienter gepacktes Pulverbett bildet, wie man es üblicherweise bei frei strömenden Pulvern erwartet. |
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