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[原料药] API晶形、杂质与药物的一致性

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药生
发表于 2016-6-24 18:38:59 | 显示全部楼层 |阅读模式

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API晶形、杂质与药物的一致性
(浙江 台州 qq545088300

[摘要]药物的一致性与API的晶形、杂质关系极其紧密。本文从API终端的结晶、干燥的设备、工艺进行应用研究,特别是干燥过程控制的不当,晶形、杂质也难以达到理想的一致性状态。提出改善方案,降低API晶形、杂质的不良影响,提高药物一致性。
[关键词];API的晶形、杂质;结晶、终端干燥工艺

1 背景技术
在国际化大环境中,国内API往往是因晶形、杂质的质量不稳定,引起制剂产品批与批之间的一致性差异,导致药理活性稳定性不一致,而走低端路线,难以进入国际市场竞争。通过对API流程中的干燥、配制、传输等环节进行探讨,提出改善方案,将有益于药物的一致性,为制剂国际化创造有利条件。
药物晶型差异普遍存在以下几个生产问题:①结晶时晶形差异大。②、物料烘干过程的氧化、碳酸化后,表现为结块、硬度高、发黄。引起晶型、杂质变化。③使用气流粉碎、剪切机等机械方式分解高硬度的块状物,导致针状结晶体改变。④在配制注射剂时部分针状结晶体因结块不能有效分离,难以与辅料结合,极易长晶。⑤结晶锅使用顶式机械搅拌,产生出黑点等异物污染药物。
下面主要对实际生产中容易出现异常情况进行剖析;
2 结晶、干燥的工艺与设备应用研究
结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成新相的过程。这一程不仅包括溶质分子凝聚成固体, 并包括这些分子有规律地排列在一定的晶格中,这种有规律的排列与表面分子化学键力的变化有关, 因此结晶过程也是一个表面化学反应的过程。药物多晶型的变化会改变药物的性质、质量和药效。各种晶型间容易发生相互转变,稳定性不够高,这也是制药行业的主要难点之一。晶形对于开发新药剂型、稳定生产工艺的优化、药品质量控制以及临床提高生物利用度,降低不良反应都有着极为重要的作用。
2.1、应用光滑、稳定的复合管道材料取代不锈钢管道及管道配件,解决温度差异与缝隙,引起溶液在进入冷媒前,就产生异常晶种的问题。
2.2、应用磁悬浮搅拌器、溶液自润滑及变频技术。避免搅拌轴在低液位时,产生的可见异物而污染物料及烧搅拌器。
2.3、晶体成形后,当后期干燥控制的不当,也难以达到理想晶形状态。干燥过程中存在的温度梯度、浓度梯度,极易出现晶体变异。温度与残留的空气,导致氧化、碳酸化,引起有关杂质变化。运用低温、无氧动态高真空自动控制干燥技术,获得松软、分散无长晶、无氧化、无碳酸化的API


3 结晶工艺
3.1、晶种引入,在结晶过程中加入大小、晶形一致的晶种在锅内均匀分布,可以解决晶形大小不一致的问题。具体有以下步骤:①将饱和度的药物溶液1%量滴加入低温度的冷媒中,边滴加边搅拌,保持混合液低温度,适当搅拌,得冷媒和结晶体混合物;②所得混合物取样,进行检测合适的晶种。
3.2、结晶物的形成;将余下药物溶液99%量全部以柱状液体加入低温度的冷媒中,适当搅拌1015分钟。

4 干燥工艺
原料药普遍具有热敏性强及易氧化特点,在干燥的过程中的温度和压强控制不当,极容易出现氧化、碳酸化而结硬块、发黄,引起有关杂质增加。同时干燥过程存在的温度梯度、浓度梯度,极易出现晶体变异。API的一致性变差。
API干燥过程的探讨则显得尤其重要,在真空干燥过程中,原料药水份及其溶剂的蒸发和沸腾同时进行,快速度的汽化,带走大量热量,引起原料药温度降低。因温度低不久汽化量迅速降低,气体流量明显并趋于0,对流传递热量的效果相当差,物料难以干燥。目前,普遍做法是增加空气量降低真空度(约-0.08—-0.09MPa)来传热,但在这过程状态下物料容易出现氧化变色、表面产生硬化现象。
然而,应用无氧动态真空干燥技术,即利物料自有的水份来传递热量,实现无氧、低温高真空动态干燥,达到晶形稳定、无氧化的效果,特别是对热敏性强及易氧化的高附价值药物烘干。


5 应用结晶、干燥设备的新工艺、设备的有益经济效果
通过对API结晶、干燥的工艺、设备应用研究,改变干燥后块状高硬度、晶体易长晶变异、高温发生氧化、碳酸化的状态,达到药物烘干后,晶体松软、分散性强。确保API晶形一致性,达到可接受的质量,成为安全和有效的最终药品。
在医药技术领域,先进的生产设备和生产工艺有助于稳定制剂的关键质量属性(CQA,推动API升级,提高企业竞争力。



名词解释
CQA Critical Quality Attributes):关键质量特性
API Activity Pharmaceutical Ingredient):用于药品生产的 一种物质或混合物。当它被用于药品生产时,它会成为药品中的一种 活性成分。这种物质用来促进药理学活动并在疾病的诊断、治愈、缓 解、治疗或疾病的预防方面有直接的作用,或影响人体的功能结构的 一种物质。



补充内容 (2016-6-26 21:01):
微课链接  http://x.kejianfuwu.cn/p2PESiA

电脑、手机都能打开!

补充内容 (2016-7-1 15:04):
   药物的晶型与结晶形态是有区别,晶型由晶格中分子的排列来决定,结晶形态是指形成的结晶的外观形状,如针状结晶、片状结晶等。不同晶型的药物可能会影响其在体内...

补充内容 (2021-2-10 09:58):
xjzc:注射剂一致性评价与无菌API结晶工艺
药品生产活动的全过程最终目的,在于药物质量稳定并均一。同一药物的不同晶型在外观、溶解度、熔点、溶出度、生物有效性等方面可能会有显著不同,从而影响了药物的稳定...
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-25 10:19:24 | 显示全部楼层
真空度与干燥温度是对立统一体,高真空时,大量气化后温度就上不来了,一般只好通过增加空气量来传递热量,加快干燥。
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药士
发表于 2016-6-28 22:24:43 | 显示全部楼层
结晶条件的控制对于晶体的形成有非常大的影响

点评

感谢院士关注 药物的晶形与结晶工艺与设备关系极其紧密,后期(离心、干燥)的过程控制的不当,成品晶形也难以达到理想状态,从结晶工艺与设备到干燥进行系统应用研究,提高API稳定性是本文要旨。  发表于 2016-6-29 13:19
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药士
发表于 2016-6-24 19:36:07 | 显示全部楼层
学习了!结晶是一个技术活啊!
请教几个问题呢?谢谢!
1、“磁悬浮搅拌器”是什么??
2、你介绍的那个“结晶工艺”不怎么了解,是先将部分饱和料液在冷媒中形成晶种,然后再将剩余的饱和料液加入结晶么??(不是很了解),我们一般是直接加入前期已经制备好的固体晶种,这个有什么不足之处???
3、你说的“增加空气量降低真空度(约-0.08—-0.09MPa)来传热”是什么意思呢???为什么要增加空气量???
4、针对于不同晶型的原料混合使用什么方式能够进行定量检测??
5、针对于不同结晶水混合的原料如何进行鉴定(比如将结合水不达标的API和结合水达标的API混合,以造成使用卡尔费休检测后结合水达标的假象)。
6、针对于原料药在干燥过程中结块如何解决。
7、针对于一批原料药混在结晶中,干燥中以及后期的粉碎过程中造成均一性的问题,是否针对于原料药的单批次都有必要验证其均一性,如果单批次混合的话,后期也有必要验证其混合均一性???
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药士
发表于 2016-6-24 23:25:53 | 显示全部楼层
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-25 09:10:11 | 显示全部楼层
beiwei5du 发表于 2016-6-24 19:36
学习了!结晶是一个技术活啊!
请教几个问题呢?谢谢!
1、“磁悬浮搅拌器”是什么??


结晶是一个技术!为此天津大学有一批教授以“结晶”为目标进行理论研究。

请教谈不上,共同提高。

1、“磁悬浮搅拌器”是什么??
是改进型磁力搅拌器,避免进口近10万元,也要烧阳轴,污染物料。经通道引入液体悬浮搅拌器,解决因离心力轴心少润滑而烧阳轴。

2、你介绍的那个“结晶工艺”不怎么了解,是先将部分饱和料液在冷媒中形成晶种,然后再将剩余的饱和料液加入结晶么??(不是很了解),我们一般是直接加入前期已经制备好的固体晶种,这个有什么不足之处???
这个就是解决已经制备好的固体晶种的一致性问题。你做一下试验:原生态的晶体与你的晶种结构一致性如何?控制不当就会长异常晶体。

3、你说的“增加空气量降低真空度(约-0.08—-0.09MPa)来传热”是什么意思呢???为什么要增加空气量???
文章中有说明,但不是很详细,充分理解热传导原理后就会有感觉。

4、针对于不同晶型的原料混合使用什么方式能够进行定量检测??
5、针对于不同结晶水混合的原料如何进行鉴定(比如将结合水不达标的API和结合水达标的API混合,以造成使用卡尔费休检测后结合水达标的假象)。
这2个问题类似,通过混合想借仪器的灵敏度或检测不到项,来达标。关键都是一致性的问题,从生产流程中找原因。解决晶形、水份(结晶水)、结块(氧化、碳酸化)、细度。

6、针对于原料药在干燥过程中结块如何解决。
文章中有说明,也不是很详细,只是搞到,充分理解热传导、干燥原理,会有感觉与成果。


7、针对于一批原料药混在结晶中,干燥中以及后期的粉碎过程中造成均一性的问题,是否针对于原料药的单批次都有必要验证其均一性,如果单批次混合的话,后期也有必要验证其混合均一性???
类同时4、5问题回答。

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药士
发表于 2016-6-25 09:44:50 | 显示全部楼层
xjzc 发表于 2016-6-25 09:10
结晶是一个技术!为此天津大学有一批教授以“结晶”为目标进行理论研究。

请教谈不上,共同提高。

3、其实个人认为没有必要“增加空气量”啊,在最后如果干燥达到平衡时(干燥越来越困难),即使通空气,降低真空度也没有什么用啊,不知道怎么理解。
4、5是指这种adulteration是不能通过定量鉴别的是吧???最多显微观察半定量或定性??
5、对于干燥结块,我个人觉得部分还是跟物料性质决定的,个别物料的结块使用干燥这个工艺是没法解决的,必须通过机械粉碎。
6、我个人觉得不管怎么样,单批原料药即使不做混合,均一性也要做的,不然怎么知道均不均一,怎么知道后期混不混合。
你怎么认为呢??谢谢指教。

点评

3、其实个人认为没有必要“增加空气量”啊,在最后如果干燥达到平衡时(干燥越来越困难),即使通空气,降低真空度也没有什么用啊,不知道怎么理解。 真空度与干燥温度是对立统一体,高真空时,水份、溶剂大量气化   发表于 2016-7-10 08:44
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药士
发表于 2016-6-25 09:51:46 | 显示全部楼层
我以前有看到一个装置用于seed crystal slurry的加入,我想就像你说的,也是可能晶种在要使用的时候现配制并以slurry的形式会好一些吧,毕竟不经过后面的干燥,粉碎等什么物理处理,产生晶型的问题,我们以前就发现过使用粉碎后的晶种,效果不好的问题。
reactor sampling apparatus.JPG
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-25 10:23:20 | 显示全部楼层
关于结块问题,可以通过增加物料的水份与干燥的极限真空度与时间,气流来疏松物料。发现有另一天地!
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-25 10:24:32 | 显示全部楼层
是水份气化形成的气流
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-25 10:26:48 | 显示全部楼层
注意不能有氧化与碳酸化发生
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-25 11:35:33 | 显示全部楼层
slurry让人开眼界了,国外技术 。有所见略同,的原理在。晶种是合格的,没有被损伤的。
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-26 19:01:28 | 显示全部楼层
beiwei5du 发表于 2016-6-25 09:51
我以前有看到一个装置用于seed crystal slurry的加入,我想就像你说的,也是可能晶种在要使用的时候现配制 ...

对了!
晶体的变化与干燥前放置时间、温度、湿度,干燥过程、粉碎、储存等有关系。因而想达到理想的晶形,晶种必须是原生态的,不能受到不良的影响。这样得到的晶体效果会好点。
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药生
 楼主| 发表于 2016-6-29 13:21:53 | 显示全部楼层
感谢院士关注
     药物的晶形与结晶工艺、设备关系极其紧密,后期(离心、干燥)的过程控制的不当,成品晶形也难以达到理想状态,从结晶工艺与设备到干燥进行系统应用研究,提高API稳定性是本文要旨。
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药生
 楼主| 发表于 2016-7-10 08:43:52 | 显示全部楼层
beiwei5du 发表于 2016-6-25 09:44
3、其实个人认为没有必要“增加空气量”啊,在最后如果干燥达到平衡时(干燥越来越困难),即使通空气, ...

3、其实个人认为没有必要“增加空气量”啊,在最后如果干燥达到平衡时(干燥越来越困难),即使通空气,降低真空度也没有什么用啊,不知道怎么理解。
真空度与干燥温度是对立统一体,高真空时,水份、溶剂大量气化温度降下来了,就缺少热传导介质。一般只好通过增加空气量来增加传递热量介质,加快干燥。同时带来空气中的杂质参与热反应。
4、5是指这种adulteration是不能通过定量鉴别的是吧???最多显微观察半定量或定性??
质量不是检测出来的,是生产技术设计出来的,鉴别只是一种方法。

5、对于干燥结块,我个人觉得部分还是跟物料性质决定的,个别物料的结块使用干燥这个工艺是没法解决的,必须通过机械粉碎。
通过增加物料的水份与提高干燥的极限真空度,大量的水份气化形成的气流疏松物料,干燥后就定型了。就是本技术的核心部分,物料的结块问题就这样解决了。但人为操作有点难度,要智能、自动化来实现。
6、我个人觉得不管怎么样,单批原料药即使不做混合,均一性也要做的,不然怎么知道均不均一,怎么知道后期混不混合。
你怎么认为呢??谢谢指教。
干燥后的物料均一性,性能确认是要做的,不然如何验证、评估质量的均一性。
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药生
 楼主| 发表于 2016-9-16 17:13:20 | 显示全部楼层
这次到东南亚调研,国内出口的无菌API存在黑点等异物,制剂质量如何得到保证,
API晶形的一致性问题更无从谈起。
现在国内搞制剂的一致性评价,API质量一致性不能保证,如何确保制剂的。
看来要制剂厂家到逼API厂家的质量一致性提升,但从现象来还没有充分认识到这重要性。

  显然本“原创”论点有所超前,要对原先的《浅议无菌药品配液系统设备的相关问题》加以完善应用到API的生产上,以提高国内的制造水平。
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发表于 2016-9-19 10:49:36 | 显示全部楼层
xjzc 发表于 2016-9-16 17:13
这次到东南亚调研,国内出口的无菌API存在黑点等异物,制剂质量如何得到保证,
API晶形的一致性问题更无从 ...

第一:原料药的确不赚钱,还被环保,安全盯着,所以不到万不得已老板是不会重视原料药的。
第二:其实国内原料药的水平并不差,反而是制剂很差。
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药生
 楼主| 发表于 2017-1-26 11:19:56 | 显示全部楼层
1、“磁悬浮搅拌器”的理念与国际先进的设计师有类同的构思,近期发现Metenova有“零重力搅拌器”就是“磁悬浮搅拌器”

l 漂浮零重力设计,减低剪切,避免颗粒破碎
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药生
 楼主| 发表于 2018-5-16 10:51:14 | 显示全部楼层
仿制药研发中多晶型的影响及控制策略 发布时间:[2018-05-02]中国药用辅料发展联盟  http://www.c-pec.org/Home/news?id=178

药物晶型
对溶解度、溶出度和生物利用度/生物等效性
的影响

API晶形与药物的一致性!!

点评

ANDA的一般原则和考虑 相同化合物的药物多晶型固体在内部固态结构上不同,因此具有不同的化学和物理性质,包括填充、热力学、光谱、动力学、界面和机械性能。这些属性可以对药物可加工性、药品可制造性和药品质量  详情 回复 发表于 2018-6-22 06:20
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药徒
发表于 2018-5-21 08:10:12 | 显示全部楼层
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