Freeze drying Here you will find an

Freeze drying



Here you will find answers to the following questions:

How is freeze drying performed?
What accompanying process parameters have to be measured?
What are the quality-determining physical principles/processes?
Where must the technical requirements of a freeze-drying system be described?
The process of freeze drying can be used to very gently obtain dry substances from aqueous solutions. Freeze drying is primarily used to preserve the stability of sensitive substances such as hormones, antibiotics, enyzmes, protein preparations, blood preparations, serum, vaccines, etc. Many medicinal substances decompose in water over time. In order to keep them sterile and free of particles, they are dissolved and sterile-filtered. Containers filled under aseptic conditions are subjected to a freeze drying procedure, whereby the water is extracted (dried) from the frozen solution. This results in a stable, sterile powder or solid "cake". The containers are then aseptically sealed, for example ampoules undergo tip sealing at the sealing station of an ampoule filling machine, or injection vials are sealed with freeze-drying stoppers in the freeze dryer. The resulting readily soluble powder (lyophilisate) is not dissolved in sterilised water for injection until immediately before the medicinal product is used. The solution formed can then be injected.

12.J.1 Description of the procedure

The characteristic feature of freeze drying is that the water is removed from a frozen drug product without defrosting, i.e. through sublimation.

The usual liquid/gaseous phase transition that takes place in a conventional drying process is replaced by the phase transitions liquid/solid (freezing) and solid/gaseous (otherwise known as sublimation or freeze drying).

After freeze drying, the original properties of a drug product are retained in an optimal way. Freeze drying is the method of choice for the preservation of sensitive substances, particularly if they are of biological origin.

Execution

First, the solution is frozen in the container (ampoule, bottle) and is then subjected to a vacuum, taking care to ensure that no defrosting occurs. In the vacuum, steam molecules escape from the frozen, aqueous substance until a partial pressure of steam corresponding to its temperature (steam saturation pressure) develops above the frozen substance (see figure 12.J-1).

Figure 12.J-1 Steam saturation pressure (source: Leybold Ltd.)

Link to 12.J-1.jpg

For drying, appropriate pumps (vacuum pumps) are used to constantly extract condensable gases and steam using the "steam pump" (condenser). Steam molecules escape from the frozen product sublimation until the product is dry (minimum residual water content). After freeze drying, the ampoules must therefore be sealed in a room under adjusted dry conditions (< 20% rel. humidity). Bottles enter the freeze dryer with a special freeze-drying stopper already in place, and following drying, are sealed in the facility by pressing in the stopper.

The method of freezing and the cooling temperature are determined by the properties of the product, the size and shape of the containers, and the most important factor of the eutectic temperature (solidification temperature of solutions). This temperature also affects the subsequent appearance of the "cake".

The freezing temperature must be adjusted to suit the product - for example, it can be -15 °C for one product or -50 °C for another product. Systems should be specifically selected for this reason, or the freezing process should be performed outside the freeze drying system in special freezing facilities (such as a rotation method). Different methods of freezing are shown in figure 12.J-2.

Figure 12.J-2 Overview of the major methods of freezing

Link to 12.J-2.jpg

Layers of the drug product should not be higher than 2 cm, in order not to inhibit the transport of steam through the product. The ideal temperature range for freeze drying is -20 °C to -40 °C, since small ice crystals are formed in this range, and hence the steam is quickly transported through the drying product during the drying process. It should be noticed that at low substance concentrations no "cakes" of uniform appearance can be formed in the solution to be dried. For caking to be achieved, the following measures are possible:

Add "additives" such as dextrin to form a matrix on which the drug substance can be evenly distributed. This point has to be considered at the development stage of the drug product.
Increase the concentration of solid matter content, so that the "cake" is not too severely deformed on drying (breakages, clumping), and to ensure it has a uniform appearance after drying.
Select the container according to the ratio of wet surface/volume of solution/solid matter content. This is also a task for the development phase of the drug product (figure 12.J-3).
Figure 12.J-3 Temperature-time course of freeze drying

Kết quả (Việt) 1:

Làm khô đóng băng Ở đây bạn sẽ tìm thấy câu trả lời cho các câu hỏi sau:Đóng băng khô được thực hiện như thế nào?Những gì đi kèm với các thông số quá trình phải được đo?Việc xác định chất lượng nguyên tắc/quá trình vật lý là gì?Yêu cầu kỹ thuật của một hệ thống sấy đông lạnh phải được mô tả nơi?Quá trình làm khô đóng băng có thể được sử dụng rất nhẹ nhàng lấy chất khô từ dung dịch. Đóng băng khô được sử dụng chủ yếu để duy trì sự ổn định của chất nhạy cảm như kích thích tố, thuốc kháng sinh, enyzmes, protein chế phẩm, chế phẩm máu, huyết thanh, vắc xin, vv. Nhiều dược chất phân hủy trong nước theo thời gian. Để giữ cho họ vô trùng và không có hạt, chúng được giải tán và vô trùng lọc. Thùng chứa đầy những điều kiện aseptic đang phải chịu một đông khô quy trình, theo đó các nước là chiết xuất (khô) từ giải pháp đông lạnh. Kết quả là một ổn định, vô trùng bột hoặc rắn "bánh". Các thùng chứa sau đó aseptically kín, ví dụ: ống trải qua tip niêm phong tại trạm một máy xăng ampoule, niêm phong hoặc tiêm lọ được niêm phong với đông khô stoppers tại đóng băng máy sấy. Kết quả dễ dàng hòa tan bột (lyophilisate) không hòa tan trong nước sterilised tiêm cho đến khi ngay trước khi dùng sản phẩm dược liệu. Các giải pháp được hình thành sau đó có thể được tiêm.12.J.1 Mô tả các thủ tụcCác tính năng đặc trưng của đóng băng khô là nước được lấy ra từ một sản phẩm thuốc đông lạnh mà không cần nặn, tức là thông qua thăng hoa.Sự chuyển pha lỏng/khí thông thường diễn ra trong quá trình sấy khô thường được thay thế bởi giai đoạn quá trình chuyển đổi chất lỏng/chất rắn (đóng băng) và rắn/khí (còn được gọi là thăng hoa hoặc làm khô đóng băng).Sau khi làm khô đóng băng, các thuộc tính gốc của một sản phẩm thuốc được giữ lại một cách tối ưu. Đóng băng khô là phương pháp của sự lựa chọn cho việc bảo tồn các chất nhạy cảm, đặc biệt là nếu họ có nguồn gốc sinh học.Thực hiệnĐầu tiên, các giải pháp được đông lạnh trong container (ampoule, chai) và sau đó phải chịu một chân không, chăm sóc để đảm bảo rằng không có nặn xảy ra. Trong chân không, hơi phân tử thoát khỏi các chất đông lạnh, dung dịch nước cho đến khi một áp suất thành phần của hơi nước tương ứng với nhiệt độ của nó (áp suất hơi nước bão hòa) phát triển trên các chất đông lạnh (xem hình 12.J-1).Con số áp lực độ bão hòa hơi nước 12.J-1 (nguồn: công ty TNHH Leybold)Liên kết đến 12.J-1.jpgSấy khô, thích hợp bơm (máy bơm chân không) được sử dụng để liên tục giải nén condensable khí và hơi nước bằng cách sử dụng "bơm hơi" (ngưng tụ). Hơi nước phân tử thoát khỏi đông lạnh sản phẩm thăng hoa cho đến khi sản phẩm khô (tối thiểu dư nước nội dung). Sau khi làm khô đóng băng, các ống do đó phải được niêm phong trong một phòng điều chỉnh điều kiện khô (độ ẩm t.đối < 20%). Chai nhập đóng băng máy sấy với một stopper sấy đông lạnh đặc biệt đã diễn ra, và làm khô sau, được niêm phong trong các thiết bị bằng cách nhấn vào các stopper.Phương thức đóng băng và nhiệt độ làm mát được xác định bởi các đặc tính của sản phẩm, kích thước và hình dạng của các thùng chứa, và các yếu tố quan trọng nhất của nhiệt độ eutecti (solidification nhiệt độ của giải pháp). Nhiệt độ này cũng ảnh hưởng đến sự xuất hiện tiếp theo của "bánh".Nhiệt độ lạnh phải được điều chỉnh cho phù hợp với các sản phẩm - ví dụ, nó có thể là-15 ° C cho một sản phẩm hay -50 ° C cho các sản phẩm khác. Hệ thống nên được lựa chọn đặc biệt vì lý do này, hoặc quá trình đóng băng nên được thực hiện bên ngoài đóng băng khô hệ thống đặc biệt đông nghi (chẳng hạn như một phương pháp luân chuyển). Các phương pháp khác nhau của đông được thể hiện trong hình 12.J-2.Tổng quan về 12.J-2 con số chính phương pháp cấp đôngLiên kết đến 12.J-2.jpgLớp của các sản phẩm thuốc không phải là cao hơn 2 cm, để không ngăn cản việc vận chuyển của hơi nước thông qua các sản phẩm. Phạm vi nhiệt độ lý tưởng cho đóng băng khô là-20 ° C-40 ° c, do tinh thể nước đá nhỏ được hình thành trong phạm vi này, và do đó hơi nước một cách nhanh chóng vận chuyển thông qua các sản phẩm thiết bị làm khô trong quá trình làm khô. Nó nên được nhận thấy rằng ở nồng độ thấp chất không có "bánh" đều xuất hiện có thể được hình thành trong các giải pháp để được sấy khô. Cho caking để có thể đạt được, các biện pháp sau đây có thể:Thêm "phụ gia" như dextrin để tạo thành một ma trận mà trên đó các chất ma túy có thể được phân phối đồng đều. Thời điểm này đã được coi là giai đoạn phát triển của các sản phẩm thuốc.Tăng nồng độ của chất rắn nội dung, vì vậy mà "bánh" là không quá nghiêm trọng bị biến dạng làm khô (bị vỡ, vón), và để đảm bảo nó có một sự xuất hiện đồng nhất sau khi sấy khô.Chọn các container theo tỷ lệ bề mặt ẩm ướt/khối lượng của giải pháp/rắn vấn đề nội dung. Đây cũng là một nhiệm vụ cho giai đoạn phát triển của các sản phẩm thuốc (hình 12.J-3).Con số 12.J-3 nhiệt độ-thời gian quá trình đóng băng khô

Kết quả (Việt) 2:

Freeze khô



Ở đây bạn sẽ tìm thấy câu trả lời cho các câu hỏi sau:

Làm thế nào là khô đóng băng thực hiện
gì quá trình kèm theo các thông số phải được đo?
Các nguyên tắc vật lý / quy trình chất lượng, xác định là gì?
Ở đâu phải yêu cầu kỹ thuật của hệ thống đông khô được mô tả?
quá trình làm khô đóng băng có thể được sử dụng để có được rất nhẹ nhàng chất khô từ dung dịch nước. Khô Freeze được sử dụng chủ yếu để bảo vệ sự ổn định của chất nhạy cảm như hormone, thuốc kháng sinh, enyzmes, chế protein, các chế phẩm máu, huyết thanh, vắc xin, vv Nhiều chất thuốc phân hủy trong nước theo thời gian. Để giữ cho chúng được vô trùng và miễn phí của các hạt, chúng được hòa tan và vô trùng lọc. Container điền dưới điều kiện vô trùng được đưa vào quá trình sấy khô đóng băng, theo đó các nước đã trích (sấy khô) từ dung dịch đông lạnh. Điều này dẫn đến một, bột vô khuẩn ổn định hoặc rắn "bánh". Các container này sau đó được vô trùng kín, ví dụ ống trải qua mũi niêm phong tại trạm niêm phong của một máy làm đầy ống, hoặc các lọ thuốc tiêm được bịt kín bằng nút chai đông khô trong máy sấy đóng băng. Kết quả là dễ dàng bột hòa tan (khô lạnh) không hòa tan trong nước vô trùng để tiêm cho đến khi ngay trước khi sản phẩm thuốc được sử dụng. Các giải pháp hình thành sau đó có thể được tiêm.

12.J.1 Mô tả các thủ tục

các tính năng đặc trưng của khô đóng băng là nước được lấy ra từ một sản phẩm thuốc đông lạnh mà không cần rã đông, tức là thông qua sự thăng hoa.

Các chất lỏng thông thường / khí chuyển tiếp giai đoạn đó mất diễn ra trong một quá trình sấy khô thông thường được thay thế bởi các chuyển pha lỏng / rắn (đóng băng) và rắn / khí (hay còn gọi là thăng hoa hoặc đông khô).

Sau khi sấy khô đóng băng, các thuộc tính ban đầu của một sản phẩm thuốc được giữ lại trong một cách tối ưu. Freeze khô là phương pháp được lựa chọn cho việc bảo quản các chất nhạy cảm, đặc biệt là nếu họ có nguồn gốc sinh học.

Thực hiện

đầu tiên, giải pháp được đông lạnh trong container (ống, chai) và sau đó được một chân, chăm sóc để đảm bảo rằng không tan băng xảy ra. Trong chân không, các phân tử hơi nước thoát ra từ các chất đông lạnh, dung dịch nước cho đến khi áp suất riêng phần của hơi nước tương ứng với nhiệt độ (áp suất bão hòa hơi nước) của nó phát triển trên các chất đông lạnh (xem hình 12.J-1).

Hình 12.J-1 Phòng xông hơi áp suất bão hòa (nguồn: Leybold Ltd)

Liên kết để 12.J-1.jpg

với phương pháp sấy, máy bơm thích hợp (máy bơm chân không) được sử dụng để liên tục giải nén khí ngưng tụ và hơi nước bằng cách sử dụng "bơm hơi" (ngưng). Phân tử hơi nước thoát ra từ sự thăng hoa sản phẩm đông lạnh cho đến khi sản phẩm khô (tối thiểu hàm lượng nước còn lại). Sau khi sấy khô đóng băng, các ống do đó phải được niêm phong trong một căn phòng trong điều kiện khô điều chỉnh (<20% rel. Độ ẩm). Chai nhập máy sấy đóng băng với một stopper đông khô đặc biệt đã được đặt ra, và làm khô sau, được bọc kín trong cơ sở bằng cách nhấn vào nút chặn.

Các phương pháp đông lạnh và nhiệt độ làm mát được xác định bởi các đặc tính của sản phẩm, kích thước và hình dạng của thùng chứa, và các yếu tố quan trọng nhất của nhiệt độ eutectic (nhiệt độ đông đặc của dung dịch). . Nhiệt độ này cũng ảnh hưởng đến sự xuất hiện tiếp theo của "chiếc bánh"

Nhiệt độ đóng băng phải được điều chỉnh cho phù hợp với sản phẩm - ví dụ, nó có thể là -15 ° C cho một sản phẩm hoặc -50 ° C cho sản phẩm khác. Hệ thống cần được lựa chọn đặc biệt vì lý do này, hoặc quá trình đóng băng nên được thực hiện ngoài hệ thống sấy khô đóng băng trong cơ sở đông lạnh đặc biệt (chẳng hạn như một phương pháp luân chuyển). Phương pháp khác nhau đóng băng được hiển thị trong hình 12.J-2.

Hình 12.J-2 Tổng quan về các phương pháp chính của đông

Liên kết đến 12.J-2.jpg

lớp của sản phẩm thuốc không được cao hơn 2 cm, trong đặt hàng không hạn chế sự vận chuyển hơi nước thông qua các sản phẩm. Nhiệt độ lý tưởng để sấy đông là -20 ° C đến -40 ° C, vì các tinh thể nước đá nhỏ được hình thành trong phạm vi này, và do đó hơi nước được nhanh chóng chuyển qua sản phẩm sấy trong quá trình sấy. Cần nhận thấy rằng nồng độ chất thấp không có "bánh" xuất hiện đồng đều có thể được hình thành trong các giải pháp được sấy khô. Đối với đóng cứng phải đạt được, các biện pháp sau đây có thể là:

Thêm "phụ gia" như dextrin để tạo thành một ma trận mà trên đó các chất ma túy có thể được phân bố đều. Điểm này đã được xem xét ở giai đoạn phát triển của các sản phẩm thuốc.
Tăng nồng độ hàm lượng chất rắn, để các "bánh" không phải là quá dị tật nặng về sấy khô (vỡ, vón cục), và để đảm bảo nó có xuất hiện thống nhất sau khi sấy.
Chọn container theo tỷ lệ của bề mặt ướt / khối lượng của giải pháp / hàm lượng chất rắn. Đây cũng là một nhiệm vụ cho giai đoạn phát triển của các sản phẩm thuốc (tìm 12.J-3).
Hình 12.J-3 khóa học Nhiệt độ thời gian sấy khô đóng băng