Extrudeuse thermofusible pharmaceutique(Hot Melt extruder, Hme) est un dispositif pharmaceutique avancé qui mélange, fond et extrude en continu des polymères thermoplastiques avec des ingrédients actifs pharmaceutiques (API) à haute température et haute pression, largement utilisé dansTechnologie d'extrusion Hot Melt (Hme)Dans, est la réalisationPréparation de dispersions solides sans solvant, formulation à libération lente de médicaments, nanoformulation et production en continuOutils importants.

Un,Extrudeuse thermofusible pharmaceutiquePrincipe de fonctionnement

1 concepts de base

L'extrusion thermofusible consiste à combiner des médicaments avec des supports polymères (par exemple, résine polyacrylique, polyéthylène glycol, Povidone, etc.)Chauffage de la fusion dans des conditions supérieures à la température de transition vitreuse (Tg) ou au point de fusion (TM) du polymère, par cisaillement des vis, l'action de mélange, de sorte que le médicament est uniformément dispersé ou dissous dans la matrice de polymère, et finalement par le processus de moulage par extrusion de moule.

Le processus est généralementSans solvant, continu et efficaceLes conditions sont réalisées pour éviter la volatilisation du solvant, le séchage et d'autres étapes dans la granulation humide traditionnelle, adaptée aux médicaments avec une meilleure stabilité thermique.

2. Processus de travail et mécanismes de base

Les principaux flux de travail pour l'extrusion thermofusible pharmaceutique comprennent:

1) alimentation (Feeding)

MettrePoudre / granulé pharmaceutique avec support polymèrePassage proportionnelAlimentateur gravitaire ou sans poids (Loss - in - weight Feeder)Introduit dans la trémie de l'extrudeuse.

La vitesse d'alimentation peut être contrôlée avec précision pour assurer l'entrée continue et stable du matériau dans l'extrudeuse.

Convoyage et prémélange (Conveying & Pre - Mixing)

La zone de faible cisaillement de la vis transporte d'abord le matériau et le mélange préliminaire.

Le matériau est progressivement chauffé pendant le transport vers l'avant et commence à se ramollir.

Melting & dispersion (fusion et dispersion)

Avec la rotation de la vis et le chauffage du cylindre, la température du matériau augmente jusqu'au polymèreAu - dessus de la température de fusion ou de la température de transition vitreuse, le polymère commence à fondre, formant un état visqueux.

De la visÉléments de cisaillement (p. ex., blocs de malaxage, filetages inverses, etc.)Appliquer une force de cisaillement intense sur le matériau, de sorte que les particules pharmaceutiques sont uniformément dispersées ou dissoutes dans le polymère fondu, formant unDispersion solide- Oui.

Cette phase est le lien essentiel pour déterminer la dispersion, la taille des particules et la stabilité du médicament.

Pressurisation et homogénéisation (Pressurization & Homogenization)

La masse fondue sous l'effet de la poussée de la vis, la pression augmente progressivement, ce qui favorise davantage l'uniformité du mélange et de la dispersion.

La pression à l'intérieur de l'extrudeuse peut généralement atteindre des dizaines à des centaines de bars, ce qui contribue à améliorer l'uniformité et la formabilité du système.

Extrusion (extrusion)

Passage de matière finalement homogène en fusionMoule (Die)Sont extrudés pour former une bande continue, une feuille, un fil ou directement dans un processus ultérieur de moulage par refroidissement (par exemple, rouleaux de refroidissement, granulation, etc.).

Les extrudés peuvent être refroidis, broyés, granulés pour donner une dispersion solide finale ou un intermédiaire de formulation pharmaceutique.

II. Structure constitutive de l'extrudeuse thermofusible pharmaceutique

Une extrudeuse thermofusible pharmaceutique typique se compose principalement de:

Iii. Conception optimisée de l'extrudeuse thermofusible pharmaceutique

Pour améliorer la compatibilité médicamenteuse, l'uniformité du mélange, l'efficacité de la production et la qualité du produit dans le processus Hme, les extrudeuses thermofusibles doivent être optimisées dans plusieurs dimensions:

Optimisation de la configuration des vis (Screw Design Optimization)

　　Conception de segments: réglage des segments de vis avec différentes fonctions en fonction des besoins du processus (transport, fusion, mélange, pressurisation), optimisation de la répartition du temps de séjour et du cisaillement du matériau à l'intérieur du cylindre.

　　Zone de cisaillement élevé: renforcer la capacité de mélange et de dispersion par le bloc de malaxage, le filetage inverse et d'autres conceptions, en particulier pour la dispersion de médicaments peu solubles.

　　Zone de faible cisaillement: pour la livraison douce de médicaments sensibles à la chaleur, empêchant la dégradation thermique.

　　Vis de type barrière: empêcher le reflux des matériaux non fondus, améliorer l'efficacité de fusion et l'uniformité du mélange.

　　Vis personnalisée: selon le médicament spécifique et le système de polymère, combinaison de vis personnalisée pour réaliser un contrôle précis du processus.

2. Optimisation du cylindre et du système de contrôle de la température

　　Contrôle indépendant de la température multizone: le cylindre de la machine est divisé en plusieurs zones de chauffage, chaque zone peut contrôler indépendamment la température pour s'adapter aux caractéristiques de fusion progressive du matériau.

　　Contrôle précis de la température: eviter la dégradation du médicament ou du polymère par une surchauffe localisée, indispensable notamment pour les médicaments sensibles à la chaleur.

　　Conception adiabatique: réduire les pertes d'énergie et améliorer l'efficacité énergétique.

3. Optimisation du système d'alimentation

　　Alimentation en apesanteur (LIW): contrôle précis du taux d'alimentation, s'adapte à la production continue et assure un rapport de composition des matériaux précis.

　　Alimentation bi - vis ou prémélange: améliore l'uniformité initiale du mélange du médicament avec le support et réduit la charge de mélange de vis ultérieure.

4. Optimisation des paramètres du processus d'extrusion

Les paramètres clés du processus comprennent:

paramètre	Impact
température	Affecte l'état de fusion du polymère et la stabilité du médicament, il doit être optimisé au - dessus de TG / TM, mais sans surchauffe.
Vitesse de rotation de la vis	Affecte la résistance au cisaillement, l'effet de mélange et le temps de séjour du matériau, il est nécessaire d'équilibrer l'uniformité du mélange avec le risque de dégradation thermique.
Vitesse d'alimentation	Contrôler le taux de production, doit correspondre à la vitesse de rotation de la vis, la capacité de fusion, éviter la Sous - alimentation ou la surcharge.
Durée du séjour	Affecte l'homogénéité du mélange avec l'historique thermique, doit être assez long pour atteindre une bonne dispersion, mais pas trop long pour conduire à la dégradation.

5. Choix des matériaux et traitement de surface

　　Matériau vis et cylindre: couramment utiliséAcier allié de haute qualité (par exemple, acier nitruré, acier chromé), résistant à l'usure et à la corrosion, la surface peut être durcie ou enduite pour améliorer la durée de vie.

　　Résistance à l'abrasion et aux médicaments: pour les médicaments de haute dureté ou les matériaux corrosifs, choisissez un alliage spécial ou un revêtement.

6. Continuité et intégration automatique

AvecSystèmes de surveillance en ligne (par exemple NIR proche infrarouge, spectroscopie Raman)Conjointement, surveiller en temps réel le contenu du médicament, l'uniformité du mélange.

AvecÉquipement de granulation, de compression, d'enrobage, etc. en avalIntégration, constructionLigne de production pharmaceutique continue (Continuous Manufacturing)Améliorer l'efficacité et la cohérence de la production.

Iv. Avantages et applications de l'extrusion thermofusible pharmaceutique

Avantages:

　　Sans solvant: protection de l'environnement, sécurité, éviter les résidus de solvant et les problèmes de recyclage.

　　Production continue: efficacité accrue, adaptée à la mise à l'échelle et à l'automatisation.

　　Amélioration de la solubilité et de la biodisponibilité des médicaments: particulièrement indiqué pour les médicaments peu solubles (BCS classe II / IV).

　　Libération contrôlée: grâce à la sélection des polymères et à la conception de la formulation, la libération prolongée et contrôlée est obtenue.

　　Bonne stabilité: Évitez les effets du processus de chaleur humide sur les médicaments sensibles à la chaleur (si le processus est approprié).

Domaines d'application:

　　Dispersion solide (améliore la solubilité du médicament insoluble)

　　Formulation à libération contrôlée lente

　　Médicaments pédiatriques / gériatriques (préparations sous forme de bâtonnets et de membranes faciles à avaler)

　　Nano transporteur de médicament

　　Adjuvants vaccinaux ou systèmes de délivrance de médicaments

V. Résumé

L'extrudeuse thermofusible pharmaceutique est l'un des équipements de base dans l'industrie pharmaceutique moderne pour la préparation efficace, continue et verte de médicaments, son principe de fonctionnement est basé surMélange mécanique et dispersion sous fusion à haute température, par l'action synergique de la vis avec le cylindre de la machine, réaliser une composition homogène du médicament avec le polymère.

　　Conception optimiséePrincipalement autourConfiguration de vis, précision de contrôle de température, système d'alimentation, paramètres de processus correspondant au matériel d'équipementL'objectif est d'améliorer l'uniformité de la dispersion du médicament, la stabilité du processus, la performance du produit et l'efficacité de la production.

AvecDéveloppement de la technologie pharmaceutique continue et augmentation de la demande d'innovation en formulationLa technologie d'extrusion thermofusible et ses équipements joueront un rôle de plus en plus important dans la recherche, le développement et la production de médicaments à l'avenir.