ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОЙ ФАРМАЦИИ

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2022-06-05
Номер журнала: 
6
Год издания: 
2022

Г.Э. Бркич
к.фарм.н., руководитель Центра фармацевтических технологий, Институт трансляционной медицины и биотехнологии,
ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» (Сеченовский университет)
Министерства здравоохранения Российской Федерации (Москва, Россия)
E-mail: brkich@yandex.ru
Н.В. Пятигорская
д.фарм.н., профессор, заместитель директора, Институт трансляционной медицины и биотехнологии;
зав. кафедрой промышленной фармации, Институт профессионального образования,
ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» (Сеченовский университет)
Министерства здравоохранения Российской Федерации (Москва, Россия)

Необходимое качество лекарственного препарата обеспечивается стратегией контроля за критическими характеристиками исходных материа-лов и критическими параметрами технологического процесса. В промышленной фармации решающим фактором для выбора состава и технологии получения разрабатываемого лекарственного препарата является определение размера частиц компонентов с целью разработки процесса из-мельчения и определения стратегии контроля, связанной с исходными материалами, фармацевтической субстанцией и лекарственным препара-том, условиями технологического процесса и используемого оборудования. Несмотря на разработку новых технологий, а также значительное усовершенствование существующие методов, уменьшение размеров частиц путем измельчения остается, по существу, эмпирической наукой, требующей управления знаниями для лучшего её понимания, чтобы соответствовать новым регуляторным требованиям. Цель работы – анализ современных публикаций и информационно-аналитических материалов по технологическому процессу измельчения в промышленной фармации с целью использования их в работе Центра фармацевтических технологий для разработки состава и технологии полу-чения лекарственных препаратов и биологически активных добавок. Объект исследования – технология измельчения. Для подготовки материалов использованы информационные ресурсы (публикации, научные из-дания, информационно-справочные материалы). С точки зрения управления технологическими процессами применяется моделирование процессов измельчения твердых частиц, на основании известных физических законов. Измельчение необходимо не только для достижения большего терапевтического эффекта, но и для более точ-ного дозирования: при измельчении размер частиц лекарственных веществ выравнивается, после чего они хорошо смешиваются и не расслаи-ваются при дозировании. Несмотря на широкое распространение, измельчение один из наименее понятных процессов из-за сложности применяемых материалов и техно-логических параметров, связанных с измельчением. Требуется предварительное знание процесса, для разработки обоснованных моделей, учи-тывающих свойства материала и способ измельчения. Однако возможность применения известных моделей ограничена из-за присущей сложно-сти процесса измельчения. Традиционные экспериментальные методы ограничены в предоставлении механистической модели влияния свойств частиц и рабочих парамет-ров на процесс измельчения. Следовательно, существует необходимость в разработке последовательных методов или моделей для количе-ственной оценки и прогнозирования этого процесса, что облегчит разработку инструментов прогнозирования и передачу знаний.

Ключевые слова: 
измельчение
стратегия контроля качества
промышленная фармация
Для цитирования: 
Бркич Г.Э., Пятигорская Н.В. ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОЙ ФАРМАЦИИ . Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2022; (6): 40-45https://doi.org/10.29296/25877313-2022-06-05

Список литературы: 
  1. Parrott E.L. Milling of pharmaceutical solids. J. Pharm. Sci. 1974; 63(6):813–829.
  2. Amidon G.L., Lennernas H., Shah V.P., Crison J.R. A theoretical basis for a biopharmaceutic drug classification: the correlation of in vitro drug product dissolution and in vivo bioavailability. Pharmaceut. Res. 1995; 12: 413–420.
  3. Rohrs B.R., Amidon G.E., Meury R.H., Secreast P.J., King H.M., Skoug C.J. Particle size limits to meet USP content uniformity crite-ria for tablets and capsules. J. Pharm. Sci. 1996; 95(5): 1049–1059.
  4. Shoyele S.A., Cawthorne S. Particle engineering techniques for inhaled biopharmaceuticals. Adv. Drug Deliv. Rev. 2006; 58 (9–10): 1009–1029.
  5. Malcolmson R.J., Embleton J.K. Dry powder formulations for pul-monary delivery. Pharmaceut. Sci. Technol. Today 1998; 1: 394–398.
  6. Jefferson A.E., Williams D.R., Heng J.Y.Y. Computing the surface energy distributions of heterogeneous crystalline powders. J. Adhes. Sci. Techno. 2011; 25(4–5): 339–355.
  7. Smith R.R., Williams D.R., Burnett D.J., Heng J.Y.Y. A new method to determine dispersive surface energy site distributions by inverse gas chromatography. Langmuir. 2014; 30(27): 8029–8035.
  8. Rimer J.D., An Z., Zhu Z., Lee M.H., Goldfarb D.S., Wesson J.A., et al. Crystal growth inhibitors for the prevention of L-cystine kid-ney stones through molecular design. Science. 2010; 330: 337–341
  9. Piana S., Reyhani M., Gale J.D. Simulating micrometre-scale crys-tal growth from solution. Nature. 2005; 438(7064): 70–73.
  10. Salvalaglio M., Vetter T., Giberti F., Mazzotti M., Parrinello M. Uncovering molecular details of urea crystal growth in the presence of additives. J. Am. Chem. Soc. 2012; 134(41): 17221–17233.
  11. Dokoumetzidis A., Macheras P. A century of dissolution research: from Noyes and Whitney to the biopharmaceutics classification system. Int. J. Pharm. 2006; 321(1): 1–11.
  12. Chen Y., Gao Z., Duan J.Z. Dissolution testing of solid products. In: Qiu Y., Chen Y., Zhang G.G.Z., Yu L., Mantri R.V., editors. Developing solid oral dosage forms. New York: Academic Press; 2016: 355379.
  13. Dračínský M., Procházková E., Kessler J., Šebestík J., Matějka P., Bouř P. Resolution of organic polymorphic crystals by raman spectroscopy. J. Phys. Chem. B. 2013; 117(24): 7297–7307.
  14. Waiver of in vivo bioavailability and bioequivalence studies for im-mediate-release solid oral dosage forms based on a Biopharmaceu-tics Classification System. U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Center for Drug Evalua-tion and Research (CDER). August 2000.
  15. Popov K.I., Krstic S.B., Obradovic M.C., Pavlovic M.G., Irvanovic E.R. The effect of the particle shape and structure on the flowability of electrolytic copper powder. I. Modeling of a representative pow-der particle. J. Serb. Chem. Soc. 2003; 68(10): 771–777.
  16. Smith R.R., Shah U.V., Parambil J.V., Burnett D.J., Thielmann F., Heng J.Y.Y. The effect of polymorphism on surface energetics of D-mannitol polymorphs. AAPS J. 2017; 19(1): 103–109.
  17. Shah U.V., Olusanmi D., Narang A.S., Hussain M.A., Gamble J.F., Tobyn M.J., et al. Effect of crystal habits on the surface energy and cohesion of crystalline powders. Int. J. Pharm. 2014; 472(1–2): 140–147.
  18. Jallo L.J., Chen Y., Bowen J., Etzler F., Dave R. Prediction of in-terparticle adhesion force fromsurface energy and surface roughness. J. Adhes Sci. 2011; 25(4–5): 367–384.
  19. Etzler F.M.., Uddin M.N. Powder technology and pharmaceutical development: particle size and particle adhesion. KONA Powder Part J. 2013; 30: 125–143.
  20. Rasenack N., Hartenhauer H., Müller B.W. Microcrystals for dis-solution rate enhancement of poorly water-soluble drugs. Int. J. Pharm. 2003; 254(2): 137–145.
  21. Jakubiak P., Wagner B., Grimm H.P., Petrig-Schaffland J., Schuler F., Alvarez-Sánchez R. Development of a unified dis-solution and precipitation model and its use for the prediction of oral drug absorption. Mol Pharm. 2016; 13(2): 586–598.
  22. Buckton G. Characterization of small changes in the physical properties of powders of significance for dry powder inhaler formulations. Adv. Drug Deliv. Rev. 1997; 26: 17–27.
  23. Price R., Young P.M. On the physical transformations of processed pharmaceutical solids. Micron. 2005; 36: 519–524.
  24. Энде Д. Производство лекарственных средств от R&D до про-изводства. Пер. с англ. под ред. В.В. Береговых. СПб: ЦОП «Профессия», 2015; 1280 с. (Jende D.Dzh.am i dr. Proizvodstvo lekarstvennyh sredstv ot R&D do proizvodstva. Per. s angl. pod red. V.V. Beregovyh. SPb: COP «Professija», 2015; 1280 s.)
  25. Cashdollar K. Coal dust explosivity. J. Loss Prev. Process Ind. 1996; 9(1): 65–76.
  26. Eckhoff R.K. Dust Explosions in the Process Industries. 3rd edition. Gulf Professional Publishing, Burlington, MA. 2003.
  27. Erdemir D., Lee A.Y., Myerson A.S. Nucleation of crystals from so-lution: classical and two-step models. Accounts Chem. Res. 2009; 42(5): 621–629.
  28. Cubillas P., Anderson M.W. Synthesis mechanism: crystal growth and nucleation. In: Cejka J., Corma A., Zones S., editors. Zeolites and Catalysis: Synthesis, Reactions and Applications. Weinheim: Wiley-VCH: Verlag GmbH & Co. 2010; 1–55.
  29. Baidakov V.G., Tipeev A.O. Crystal nucleation and the solid–liquid interfacial free energy. J. Chem. Phys. 2012; 136(7): 074510.
  30. Pan W., Kolomeisky A.B., Vekilov P.G. Nucleation of ordered solid phases of protein via a disordered high-density state: phenomeno-logical approach. J. Chem. Phys. 2005; 122: 174905.
  31. Liotta V., Sabesan V. Monitoring and feedback control of supersat-uration using ATR-FTIR to produce and active pharmaceutical ingredient of a desired crystal size. Org. Process Res. Dev. 2004; 8: 488–494.
  32. Dennehy R.D. Particle engineering using power ultrasound. Org. Process Res. Dev. 2003; 7: 1002–1006.
  33. Kim S., Lotz B., Lindrud M., Girard K., Moore T., Nagarajan K., Alvarez M., Lee T., Nikfar F., Davidovich M., Srivastava S., Kiang S. Control of particle properties of a drug substance by crystallization engineering and the effect on drug product formulation. Org. Process Res. Dev. 2005; 9: 894–901.
  34. Paul E.L., Tung H.H., Midler M. Organic crystallization processes. Powder Technol. 2005; 150(2): 133–143