Применение в фармацевтике: ускоренная разработка продукции и гарантия соответствия при масштабировании и производстве

Терагерцовую платформу TeraView можно использовать для неразрушающего контроля в следующих сферах:

Контроль растворения в ходе увеличения размера таблетки

Терагерцовая пиковая амплитуда, позволяющая измерять плотность оболочки, которая является индикатором растворения, используется для обеспечения и поддержания соответствия требованиям спецификации во время увеличения количества производимой продукции. При измерении учитывается пористость оболочки, отличная от увеличения ее массы.

Рисунок 1. Поскольку в ходе увеличения размера изменяется среднее время растворения (СВР), это отражается на терагерцовом изменении толщины оболочки и максимальной интенсивности. Подписи на рисунке: Coating layer thickness (μm) - Толщина слоя оболочки (мкм); MDT (hr) - Среднее время растворения (ч); Peak intensity - Максимум интенсивности.

 Прогнозирование растворения с помощью создания изображения таблетки

Терагерцовая визуализация демонстрирует, почему таблетки, покрытые оболочкой и высвобождающие активное вещество в нижний отдел кишечника, растворяются неравномерно. Среднее время растворения сравнивается с терагерцовыми измерениями толщины оболочки. Терагерцовая визуализация предлагает потенциально более быстрый метод определения изменения скорости растворения.

Рисунок 2. Взаимосвязь толщины оболочки с началом растворения*. Подписи на рисунке: Mean Dissolution Time (Hours) - Среднее время растворения (ч); Overall mean thickness, d (microns) - Общая средняя толщина, d (микрон); Linear - Линейная.

*Данные предоставлены «JA Spencer», Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов из исследования, опубликованного в издании «Journal of Pharmaceutical Sciences».

Контроль процесса нанесения слоев в многослойной таблетке

Терагерцовая визуализация позволяет осуществлять неразрушающие измерения глубинных мест контакта между двумя слоями двухслойной продукции. Такие измерения помогают оптимизировать рецептуру и параметры сжатия для улучшения сцепления между слоями в ядре таблетки.

Рисунок 3. Терагерцовая визуализация позволяет получить схему толщины оболочки, однородности и участка дефекта таблетки.

Рисунок 4. Изображения глубинного места контакта между двумя слоями в таблетке показывают изменения адгезии. Таблетка слева демонстрирует очень слабую адгезию между слоями.

В данном примере терагерцовая визуализация позволяет контролировать эффект от изменения концентрации взвешенных частиц суспензии оболочки от 15% до 25% для сокращения времени процесса нанесения оболочки. Результаты показывают изменение адгезии между оболочкой и подложкой, обуславливающее дальнейшее исследование стабильности.

Рисунок 5. Цвет изображения мест контакта с оболочкой ядра показывает незначительное изменение сцепления между оболочкой с 25% твердых веществ (слева) и 15% твердых веществ (справа). 

Терагерцовая визуализация позволяет определить пределы процесса сжатия при производстве таблеток, подверженных скрытому разрушению. Виртуальные поперечные сечения таблетки показывают те параметры сжатия, которые провоцируют растрескивание (желтые/красные участки) глубоко в ядре таблетки. В результате можно с точно определить параметры сжатия для получения более высокого качества готовой продукции.

Рисунок 6. Терагерцовая визуализация демонстрирует однородность (справа) и неоднородность (слева) нижнего слоя под слоем кишечнорастворимой оболочки.

Терагерцовая визуализация позволяет получить неразрушающее изображение слабой однородности нижнего слоя под кишечнорастворимой оболочкой, которую невозможно было заметить с помощью обычного метода измерения увеличения массы. Возникающий в результате дефект растворения вызван взаимодействием между кишечнорастворимой оболочкой и ядром таблетки. 

Рисунок 7. Неразрушающие поперечные сечения позволяют четко увидеть трещины на глубине внутри ядра таблетки. Изображение слева показывает хорошее качество таблетки. Дополнительные изображения показывают таблетки с дефектами целостности.

 Определение влагопоглощения и гелеобразования в таблетках с модифицированным высвобождением

Терагерцовая визуализация контролирует влагопоглощение сквозь оболочку и в прессовках из различных видов гипромеллозы с регулируемым высвобождением. Изображения, полученные в первые несколько минут после контакта с водой, помогают лучше понять процесс гидратации и показывают, как можно использовать терагерцовый метод для измерения толщины гелевого слоя, скорости диффузии и исследования скорости высвобождения активного вещества.

Рисунок 8. Толщина гелевого слоя в сравнении с влагопоглощением для различных видов гипромеллозы (слева) и терагерцовое изображение проникновения влаги в таблетку (справа). Подписи на рисунке: Layer thickness (μm) - Толщина слоя (мкм); Drop water/10μl - Проникающая вода (10мкл); Compact surface - Прессованная поверхность; Gel layer - Гелевый слой; Water boundary - Водная граница.

Технология терагерцовой импульсной визуализации Teraview способствует росту технологичности

• Используйте неразрушающую визуализацию для изучения воздействия изменения рецептуры и процесса на структуру и критические характеристики качества готовых лекарственных форм
• Сопоставляйте терагерцовые данные с данными других испытаний для одной и той же таблетки для гарантии успеха анализа первопричин
• Получайте подробные данные от неинвазивного построения трехмерной схемы препарата с возможностью получения полного визуального поперечного сечения
• Добавляйте данные о поверхности и глубине к остальной информации о лекарственной форме. Получайте дополнительную информацию о таблетке: трещины, агломерация, взаимодействие между оболочками и ядром, толщина оболочки и ее однородность
• Отсутствие необходимости подготовки образца и разнообразие образцов для оценки широкого ряда твердых готовых лекарственных форм вне зависимости от формы и размера.