pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2024-13-3-1746pharmjournal-1887Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯPHARMACEUTICAL TECHNOLOGYМасштабирование процесса нанесения пленочных покрытий на примере витаминно-минеральных комплексов: от идеи до валидации процессаScale-up of the film coating process using the example of vitamin and mineral complexes: from idea to process validationhttps://orcid.org/0000-0002-6188-6832СтрелковаА. В.StrelkovaA. V.

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

anna.strelkova@pharminnotech.comhttps://orcid.org/0000-0001-8077-2462ФлисюкЕ. В.FlisyukE. V.

197022, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 14, лит. А

14A, Prof. Popova str., Saint-Petersburg, 197022

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России)Saint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University2024020820241338592Copyright © Стрелкова А.В., Флисюк Е.В., 20242024Стрелкова А.В., Флисюк Е.В.Strelkova A.V., Flisyuk E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1887Введение

Введение. Разработка бездефектных режимов нанесения пленочной оболочки является актуальной задачей при проведении трансфера технологии таблеток, покрытых пленочной оболочкой. Трансфер технологий – неотъемлемая стадия жизненного цикла любого лекарственного средства, допущенного к промышленному производству. Во время проведения отработки технологического процесса могут возникнуть отклонения, для устранения которых требуется вводить вспомогательные операции или менять цепочку технологического оборудования.

Цель

Цель. Оптимизировать процесс нанесения пленочного покрытия на таблетки ядра витаминно-минерального комплекса.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объектами исследования были выбраны двояковыпуклые таблетки-ядра в форме лодочки витаминно-минерального комплекса, состоящего из витаминов С + Е + В1 и минералов. Для обеспечения требуемых технологических свойств использовались вспомогательные вещества: микрокристаллическая целлюлоза, кроскармеллоза натрия, крахмал картофельный, кальция стеарат, кремния диоксид коллоидный. В качестве пленкообразующей композиции использовалась готовая пленкообразующая смесь (Colorcon®) бежевого цвета Opadry® II 85F 270000. Нанесение пленочной оболочки осуществлялось в коатерах с перфорированным барабаном BG-80 (Pro-face, Китай) и BGK-150 (Zhejiang Canaan Technology Limited, Китай).

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Изучен процесс нанесения пленочного покрытия на таблетки-ядра витаминно-минерального комплекса. Анализ действующей технологической цепочки показал ряд недостатков: большое количество ручного труда, необходимость матирования барабана, длительность процесса, небольшую загрузку, торможение производственного цикла из-за отставания на стадии нанесения пленочной оболочки. Для решения обнаруженных проблем был разработан проект масштабирования технологии на стадии нанесения пленочной оболочки на таблетки-ядра витаминно-минерального комплекса. В ходе реализации процесса было закуплено и смонтировано на производстве новое оборудование. Отработка технологического процесса позволила кратно увеличить единовременную загрузку в коатер (в 2–3 раза), автоматизировать процесс за счет функции автоматической работы по заданным до начала технологического процесса параметрам, исключить матирование барабана из подготовительных работ. Качество таблеток, покрытых пленочной оболочкой, улучшилось, риск возникновения дефектов значительно снизился.

Заключение

Заключение. В ходе исследования было доказано, что перенос процесса нанесения пленочного покрытия на другую единицу оборудования может улучшить качество получаемых таблеток, покрытых пленочной оболочкой, и оптимизировать технологический процесс. Кратное увеличение размера загрузки не осуществляется за то же самое время за счет изменения количества форсунок и внутреннего сечения шланга для нанесения материала пленочного покрытия.

Introduction

Introduction. The development of defect-free film coating modes is an urgent task when transferring film-coated tablets technology. Technology transfer is an integral stage of the life cycle of any drug approved for industrial production. During the development of the technological process, deviations may occur, to eliminate which it is necessary to introduce auxiliary operations or change the chain of technological equipment.

Aim

Aim. Optimize the process of applying a film coating to tablets of the core of the vitamin and mineral complex.

Materials and methods

Materials and methods. The objects of the study were biconvex core tablets in the form of a boat of a vitamin and mineral complex consisting of vitamins C + E + B1 and minerals. To ensure the required technological properties, auxiliary substances were used: microcrystalline cellulose, sodium croscarmellose, potato starch, calcium stearate, colloidal silicon dioxide. Ready-made film-forming mixtures (Colorcon®) in beige Opadry® II 85F 270000 were used as film-forming compositions. The film coating was applied in the craters with a perforated drum BG-80 (Pro-face, China) and BGK-150 (Zhejiang Canaan Technology Limited, China).

Results and discussion

Results and discussion. The process of applying a film coating to the core tablets of a vitamin and mineral complex has been studied. The analysis of the current technological chain showed a number of disadvantages – a large amount of manual labor, the need for matting the drum, the duration of the process, low loading, braking of the production cycle due to lagging at the stage of applying the film shell. To solve the discovered problems, a project was developed to scale the technology at the stage of applying a film shell to tablets-the cores of a vitamin and mineral complex. During the implementation of the process, new equipment was purchased and installed for production. The development of the technological process made it possible to multiply the one-time loading into the boiler (by 2–3 times), automate the process due to the automatic operation function according to the parameters set before the start of the technological process, and exclude the matting of the drum from preparatory work. The quality of film-coated tablets has improved, and the risk of defects has significantly decreased.

Conclusion

Conclusion. During the study, it was proved that transferring the film coating process to another piece of equipment can improve the quality of the resulting film-coated tablets and optimize the technological process. A multiple increase in the loading size is not carried out at the same time by changing the number of nozzles and the inner section of the hose for applying the film coating material.

коатердефекты внешнего видаматированиетрансфер технологииcoaterappearance defectsmattingtechnology transferРезультаты работы получены с использованием оборудования ЦКП «Аналитический центр ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России» в рамках соглашения № 075-15-2021-685 от 26 июля 2021 года при финансовой поддержке Минобрнауки России.The results of the work were obtained using the equipment of the Center for Collective Use "Analytical Center of Saint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University" within the framework of agreement No. 075-15-2021-685 dated July 26, 2021 with the financial support of the Ministry of Education and Science of Russia.ReferencesТаубэ А. А., Шигарова Л. В., Флисюк Е. В., Наркевич И. А. Обеспечение качества производства лекарственных средств: учебное пособие. Москва: ГЭОТАР-Медиа; 2023. 160 с. DOI: 10.33029/9704-8000-7-OKP-2023-1-160.Taube A. A., Shigarova L. V., Flisyuk E. V., Narkevich I. A. Ensuring the quality of production of medicines: study guide. Moscow: GEOTAR-Media; 2023. 160 p. (In Russ.) DOI: 10.33029/9704-8000-7-OKP-2023-1-160.Басевич А. В., Дзюба А. С., Каухова И. Е., Третьякова А. Е., Сахаров В. А. Оригинальный алгоритм действий при подготовке нового лекарственного препарата производителем лекарственных средств. Стадия 2: Трансфер технологий. Формулы Фармации. 2021;3(1):18–30. DOI: 10.17816/phf48535.Basevich A. V., Dzjuba A. S., Kaukhova I. E., Tretyakova A. E., Sakharov V. A. The development of an algorithm for introduction of a new drug on the existing pharmaceutical production. Stage 2. Transfer of technologies. Pharmacy Formulas. 2021;3(1):18–30. (In Russ.) DOI: 10.17816/phf48535.Li L., Kemp I., Palmer M. A DEM-based mechanistic model for scale-up of industrial tablet coating processes. Powder Technology. 2020;364:698–707. DOI: 10.1016/j.powtec.2020.01.087.Li L., Kemp I., Palmer M. A DEM-based mechanistic model for scale-up of industrial tablet coating processes. Powder Technology. 2020;364:698–707. DOI: 10.1016/j.powtec.2020.01.087.Каухова И. Е., Басевич А. В., Марченко А. Л., Григорьев Е. Г., Соловьев К. А., Буракова М. А., Пучкова Е. М. Особенности обеспечения качества лекарственных средств на этапе создания производства. Фармация. 2014;6:49–51.Kaukhova I. E., Basevich A. V., Marchenko A. L., Grigor’ev E. G., Solov’ev K. A., Burakova M. A., Puchkova E. M. Features of ensuring the quality of medicines at the stage of production creation. Pharmacy. 2014;6:49–51. (In Russ.)Boehling P., Jacevic D., Detobel F., Holman J., Wareham L., Metzger M., Khinast J. G. Validating a numerical simulation of the ConsiGma(R) coater. AAPS PharmSciTech. 2021;22:10. DOI: 10.1208/s12249-020-01841-7.Boehling P., Jacevic D., Detobel F., Holman J., Wareham L., Metzger M., Khinast J. G. Validating a numerical simulation of the ConsiGma(R) coater. AAPS PharmSciTech. 2021;22:10. DOI: 10.1208/s12249-020-01841-7.Choi M., Porter S. C., Macht B., Meisen A. Novel coating uniformity models for tablet pan coaters. AAPS PharmSciTech. 2021;22(1):7. DOI: 10.1208/s12249-020-01857-z.Choi M., Porter S. C., Macht B., Meisen A. Novel coating uniformity models for tablet pan coaters. AAPS PharmSciTech. 2021;22(1):7. DOI: 10.1208/s12249-020-01857-z.Басевич А. В., Дзюба А. С., Каухова И. Е., Андреева П. И. Разработка алгоритма создания нового препарата. Стадия 1: Фармацевтическая разработка. Формулы Фармации. 2019;1(1):22–31.Basevich A. V., Dzjuba A. S., Kaukhova I. E., Andreeva P. I. Creating new drugs design patterns. Step one. Pharmaceutical development. Pharmacy Formulas. 2019;1(1):22–31. (In Russ.)Mostafaei F., Khinast J. G., Remmelgas J., Forgber T. Simultaneous optimization of inter- and intra-tablet coating variability in a lab-scale coating process via DEM-MC simulations. Powder Technology. 2023;428:118788. DOI: 10.1016/j.powtec.2023.118788.Mostafaei F., Khinast J. G., Remmelgas J., Forgber T. Simultaneous optimization of inter- and intra-tablet coating variability in a lab-scale coating process via DEM-MC simulations. Powder Technology. 2023;428:118788. DOI: 10.1016/j.powtec.2023.118788.Акамова А. В., Немятых О. Д., Наркевич И. А. Многовекторный маркетинговый анализ российского рынка фитопрепаратов. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017;4:276–280.Akamova A. V., Nemyatykh O. D., Narkevich I. A. Multiple view marketing analysis of the russian plant-based drugs market. Drug development & registration. 2017;4:276–280. (In Russ.)Наркевич И. А., Немятых О. Д., Медведева Д. М., Ладутько Ю. М., Тернинко Т. М., Загалов Д. Э., Михайлова Ю. В. Анализ российского рынка антибактериальных препаратов для педиатрии. Ремедиум. 2019;10:52–57. DOI: 10.21518/1561-5936-2019-10-52-57.Narkevich I. A., Nemyatykh O. D., Medvedeva D. M., Ladut’ko Yu. M., Terninko T. M., Zagalov D. E., Mikhaylova Yu. V. Analysis of the Russian paediatric antibacterials market. Remedium. 2019;10:52–57. (In Russ.) DOI: 10.21518/1561-5936-2019-10-52-57.Коннова А. А., Макарова Л. В. Обеспечение качества и конкурентоспособности продукции предприятий фармацевтической промышленности. E-Scio. 2019;5(32):428–435.Konnova A. A., Makarova L. V. Ensuring the quality and competitiveness of products of pharmaceutical industry enterprises. E-Scio. 2019;5(32):428–435. (In Russ.)Покровская В. Система контроля таблеток и капсул в блистерах на базе решений COGNEX. Control Engineering Россия. 2019;1(79):72–75.Pokrovskaya V. A control system for tablets and capsules in blisters based on COGNEX solutions. Control Engineering Russia. 2019;1(79):72–75. (In Russ.)Тишков С. В., Гаврилов Д. И., Блынская Е. В., Алексеев К. В., Буева В. В., Виноградов В. П. Особенности применения математических моделей, описывающих массообменные процессы в технологии нанесения пленочных покрытий для двояковыпуклой таблетки. Химико-фармацевтический журнал. 2022;56(4):28–33. DOI: 10.30906/0023-1134-2022-56-4-28-33.Tishkov S. V., Gavrilov D. I., Blynskaya E. V., Alekseev K. V., Bueva V. V., Vinogradov V. P. Peculiarities of the application of mathematical models describing mass transfer processes in film coating technology for biconvex tablet. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2022;56(4):28–33. (In Russ.) DOI: 10.30906/0023-1134-2022-56-4-28-33.Гуреева С. Н. Фармако-технологические и биофармацевтические аспекты нанесения покрытий на твердые лекарственные формы. Актуальные проблемы медицины. 2013;11(154):253–257.Gureeva S. N. Pharmaco-technological and biopharmaceutical aspects of overgoating on sold medicinal forms. Challenges in modern medicine. 2013;11(154):253–257. (In Russ.)Choi M., Porter S. C., Meisen A. Interrelationships between coating uniformity and efficiency in pan coating processes. AAPS PharmSciTech. 2021;4;22(8):265. DOI: 10.1208/s12249-021-02155-y.Choi M., Porter S. C., Meisen A. Interrelationships between coating uniformity and efficiency in pan coating processes. AAPS PharmSciTech. 2021;4;22(8):265. DOI: 10.1208/s12249-021-02155-y.Sivanesapillai R., Ehrig A., Nogueira L. W., Vukosavljevic B., Grilc B., Ilić I. G., Bharadwaj R., Sibanc R. A validation of discrete-element model simulations for predicting tablet coating variability. International Journal of Pharmaceutics. 2023;642:123109. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2023.123109.Sivanesapillai R., Ehrig A., Nogueira L. W., Vukosavljevic B., Grilc B., Ilić I. G., Bharadwaj R., Sibanc R. A validation of discrete-element model simulations for predicting tablet coating variability. International Journal of Pharmaceutics. 2023;642:123109. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2023.123109.Pasternak L. Sommerfeld M., Muramulla P., Yuan F.-L., Gopireddy S., Urbanetz N., Profitlich T. Tablet coating in lab-scale drum coaters: Combining DEM simulations and spray experiments to predict tablet coating. Powder Technology. 2023;427:118683. DOI: 10.1016/j.powtec.2023.118683.Pasternak L. Sommerfeld M., Muramulla P., Yuan F.-L., Gopireddy S., Urbanetz N., Profitlich T. Tablet coating in lab-scale drum coaters: Combining DEM simulations and spray experiments to predict tablet coating. Powder Technology. 2023;427:118683. DOI: 10.1016/j.powtec.2023.118683.Farivar F., Zhang H., Tian Z. F., Gupte A. CFD-DEM-DDM model for spray coating process in a Wurster coater. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2020;109(12):3678–3689. DOI: 10.1016/j.xphs.2020.09.032.Farivar F., Zhang H., Tian Z. F., Gupte A. CFD-DEM-DDM model for spray coating process in a Wurster coater. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2020;109(12):3678–3689. DOI: 10.1016/j.xphs.2020.09.032.Chen J., Yang Q., Liu J., Jin M., He S., Zhou X., Zhou H., Dong J., Yang G., Zhu J. Understanding the correlations between tablet flow dynamics and coating uniformity in a pan coater: Experiments and simulations. Chemical Engineering Journal. 2023;471:144392. DOI: 10.1016/j.cej.2023.144392.Chen J., Yang Q., Liu J., Jin M., He S., Zhou X., Zhou H., Dong J., Yang G., Zhu J. Understanding the correlations between tablet flow dynamics and coating uniformity in a pan coater: Experiments and simulations. Chemical Engineering Journal. 2023;471:144392. DOI: 10.1016/j.cej.2023.144392.Christodoulou C., Sorensen E., García-Muñoz S., Mazzei L. Mathematical modeling of spray impingement and film formation on pharmaceutical tablets during coating. Chemical Engineering Research and Design. 2020;153:768–788. DOI: 10.1016/j.cherd.2019.11.029.Christodoulou C., Sorensen E., García-Muñoz S., Mazzei L. Mathematical modeling of spray impingement and film formation on pharmaceutical tablets during coating. Chemical Engineering Research and Design. 2020;153:768–788. DOI: 10.1016/j.cherd.2019.11.029.Liu H., Meyer R., Flamm M., Wareham L., Metzger M., Tantuccio A., Yoon S. Optimization of Critical Quality Attributes in Tablet Film Coating and Design Space Determination Using Pilot-Scale Experimental Data. AAPS PharmSciTech. 2021;22(1):17. DOI: 10.1208/s12249-020-01884-w.Liu H., Meyer R., Flamm M., Wareham L., Metzger M., Tantuccio A., Yoon S. Optimization of Critical Quality Attributes in Tablet Film Coating and Design Space Determination Using Pilot-Scale Experimental Data. AAPS PharmSciTech. 2021;22(1):17. DOI: 10.1208/s12249-020-01884-w.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.