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Tablettenpressen

So können Tablettenpressen kontinuierlich befüllt werden

| Autor / Redakteur: Federica Giatti / Anke Geipel-Kern

Die BASF-Formulierung Ibuprofen DC 85 hilft die Tablettiergeschwindigkeit zu beschleunigen.
Die BASF-Formulierung Ibuprofen DC 85 hilft die Tablettiergeschwindigkeit zu beschleunigen. (Bild: Ima; ©Kenishirotie - stock.adobe.com)

Die externe Schmierung macht das direkt kompressible Ibuprofen DC 85 zu einem gebrauchsfertigen Produkt und ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von Tabletten. Durch externe Schmierung entfällt ein zusätzlicher Verarbeitungsschritt, wodurch die Mischung für die kontinuierliche Zuführung einer Tablettenpresse tauglich wird.

Wer Tablettenpressen kontinuierlich befüllen will, braucht Formulierungen, die dafür extra konzipiert sind. Herkömmlichen Mischungen wird in der Regel Schmiermittel zugesetzt, damit das Pulvergemisch nicht an den Presswerkzeugen klebt. Wesentlich effektiver ist es, das Schmiermittel direkt auf das Presswerkzeug zu sprühen. Dadurch verringern sich Materialanhaftungen und das Risiko, dass Reste des Schmiermittels in der Tablette verbleiben, reduziert sich deutlich. [1].

Das unterstreicht auch eine Untersuchung, die Ima gemeinsam mit BASF durchgeführt hat. Drei Schmierstoffe (Magnesiumstearat, Stearinsäure und Natriumstearylfumarat) wurden in dieser Studie auf ihre Leistungsfähigkeit sowie auf die Skalierbarkeit vom Labor- zum Produktionsmaßstab untersucht. Zum Einsatz kamen verschiedene Modelle aus der Prexima-Reihe von Ima und Ibuprofen DC 85 (BASF), eine vorformulierte (granulierte), direkt kompressible Tablettenmischung. Die Tablettierungseigenschaften dieses Produkts sind gut beschrieben [2, 3], sodass abweichende Effekte Rückschlüsse auf die Effizienz der Schmierung zulassen.

Materialien und Verfahren

Die Mischung enthält 85 % Ibuprofen, ein Bindemittel (mikrokristalline Cellulose), ein Zerfallshilfsmittel (Croscarmellose-Natrium) und erfordert lediglich die kundenspezifische Einarbeitung eines Standardschmierstoffs (z.B. Magnesiumstearat) zur Tablettierung.

In dieser Studie wurden drei Schmierstoffe untersucht: Magnesiumstearat (Baerlocher), Stearinsäure (Kolliwax S Fine, BASF) und Natriumstearylfumarat (Pruv, JRS). Aufgrund der unterschiedlichen Schmiereffizienz wurden die Schmierstoffe in verschiedenen Konzentrationen zugesetzt, sodass für die Zufuhr von 200 mg Ibuprofen leicht unterschiedliche Tablettenmassen erforderlich waren (Tabelle 1; siehe Bildergalerie). Die Schmierstoffkonzentrationen (interne Schmierung) wurden in einem Vorversuch ermittelt und die Konzentration als solche im Labormaßstab so eingestellt, dass für alle Schmierstoffe die gleiche Ausstoßkraft erreicht wurde.

Die ersten Experimente wurden auf einer Laborrotationsdruckmaschine (Prexima 80, Ima) durchgeführt, die mit einem Rotor ausgestattet ist, der entweder mit vier Euro-D- oder vier Euro-B-Stempeln montiert werden kann. Die aktuelle Studie wurde mit Euro-D-Stempeln durchgeführt.

Der zweite Versuchssatz (Up-Scaling) wurde in einer Rotationspresse im Produktionsmaßstab (Prexima 300, Ima) durchgeführt, die mit einem Euro-D-Revolver mit 27 Stationen ausgestattet ist.

An beiden Maschinen wurde die gleiche externe Schmiereinheit (Lums, Ima) eingesetzt. Alle Parameter wurden mit dem Ziel eingestellt, die angegebene Schmierstoffmenge zu minimieren. Diese Optimierung wurde für beide Skalen durchgeführt. Zwei verschiedene Schneckentypen wurden benötigt, um den unterschiedlichen Volumen-/Fließeigenschaften der verschiedenen Schmierstoffe gerecht zu werden.

Alle Tests wurden entweder mit runden, bikonvexen Euro-D-Stempeln, Durchmesser 9 mm, oder mit länglichen, bikonvexen Euro-D-Stempeln, 17x7 mm, durchgeführt.

Die Experimente wurden bei 2 kN Vorpresskraft und vier verschiedenen Hauptdruckkräften (6, 8, 10 und 12 kN) durchgeführt.

Alle Tabletten wurden hinsichtlich Gewicht, Dicke, Druckfestigkeit, Brüchigkeit und Schmierstoffkonzentration charakterisiert.

Ergebnisse und Diskussion

Die Tablettenparameter können vom Labor- bis zur Produktionsrotationsmaschine skaliert werden, indem die Vorschubzeit der Werkzeuge konstant gehalten wird. Exemplarisch sind die Parameter für die Innen- und Außenschmierung mit Magnesiumstearat bei 10 kN Hauptdruckkraft (Prexima 300), wie in Tabelle 2 und 3 dargestellt.

Um beide Ansätze zu vergleichen:

  • interne und externe Schmierung, sind die Ergebnisse der Tablettencharakterisierung und -analyse in Tabelle 4 dargestellt.
  • Ausstoßkraft und Schmierstoffkonzentration waren die interessantesten Informationen aus den Experimenten.
  • Insgesamt führte die externe Schmierung zu ähnlichen Ausstoßkräften im Vergleich zur internen Schmierung und ermöglichte somit eine ähnliche Verarbeitungsleistung.
  • Dies hatte den Vorteil, dass geringere Schmierstoffgehalte verwendet werden konnten und ein Mischprozess entfiel, der den Aufwand beim Produkthandling reduzierte.
  • Darüber hinaus ist zu beachten, dass die externe Schmierung im Allgemeinen den Vorteil hatte, die durchschnittliche Brechkraft im Vergleich zu den gleichen Prozessparametern der Tablettierung zu erhöhen.

Schlussfolgerung

Die externe Schmierung verwandelt das direkt kompressible Ibuprofen DC 85 in ein gebrauchsfertiges Produkt und ermöglicht die kontinuierliche Herstellung von Tabletten, ohne dass ein vorgeschalteter Mischschritt erforderlich ist.

Durch die externe Schmierung reduziert sich die Schmierstoffmenge bei gleicher Leistung der Tablettenpresse und einer einfachen Übertragung des Prozesses von der Labor-Presse auf den Industrieapparat.

Referenzen

1. Bharate, S. S.; Bharate, S. B.; Bajaj, A. N.; Interactions and incompatibilities of pharmaceutical excipients with active pharmaceutical ingredients: a comprehensive review; J. Excipients and Food Chem. 1 (3) 2010.

2. Bang, F.; Cech, Th.; Schlindwein., W.; Evaluating critical quality attributes of direct compressible ibuprofen in a QbD approach; 10th PBP World Meeting, April 4-7, 2016; Glasgow, United Kingdom.

* * 1 Ima S.p.A. – Ima Active division, Process Development R&D, Ozzano dell’Emilia, Bologna/Italien; 2 BASF SE, European Pharma Application Lab, Pharma Solutions, Ludwigshafen.

* Kontakt zu Ima: Tel. +39-051-783283

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