Introdução

A aderência, um dos principais defeitos associados ao fabrico de comprimidos, pode ser causada pela adição incorreta de excipientes ou por erros no processo de granulação. A laminação, outro problema típico da produção de comprimidos, pode ser criada por partículas finas, excesso de ar retido entre as partículas ou humidade inadequada na mistura de pó. Embora os defeitos físicos sejam fáceis de detetar, geralmente por inspeção visual dos comprimidos acabados, a identificação da origem do problema requer análises laboratoriais, após as quais só poderão ser tomadas ações corretivas na produção futura. O lote defeituoso deve ser eliminado, o que resulta em desperdício de material e perda de tempo. Na ausência de defeitos físicos nos comprimidos, os comprimidos fora das especificações só seriam detetados após análise laboratorial e podem levar a ações corretivas de gestão de risco, incluindo recolhas de produtos. A implementação da deteção NIR numa prensa de comprimidos permite a deteção de anomalias na formulação antes da fase de compressão e permite a análise da causa raiz do problema em tempo real e uma ação corretiva imediata.

Configuração do sistema

Configurar o MicroNIR PAT-U para monitorizar misturas de pó numa prensa de comprimidos é um procedimento rápido e fácil.

As etapas de configuração do sistema são:
 

. Montagem do instrumento MicroNIR na prensa equipada com uma braçadeira de aperto rápido padrão

. Ligar o instrumento ao computador através de um cabo USB

. Ajustando o intervalo de tempo de aquisição para se adequar à dinâmica do fluxo de pó

Com algumas pequenas configurações adicionais de software, o sistema está pronto para exibir a consistência da mistura de pó que alimenta a prensa, permitindo uma monitorização direta e não invasiva da dinâmica que ocorre na estrutura de alimentação, ou calha.

O MicroNIR PAT-U é completamente isolado da mistura por uma janela de safira, o que permite um funcionamento sem contacto. Quando o processo de formação de comprimidos estiver concluído, o CIP (limpeza no local) e o SIP (esterilização no local, se necessário) poderão ser realizados sem desmontar o sistema. Em caso de restrições mecânicas/de espaço devido ao design do equipamento de prensa, uma sonda estendida opcional permite a instalação do instrumento na estrutura de alimentação com flexibilidade adicional, sem impacto no desempenho do instrumento. A versão HazLoc do instrumento – o MicroNIR PAT-Ux – é segura na presença de gases, vapores e poeiras inflamáveis ​​e permite as características acima referidas em locais perigosos.

Desde dados em tempo real a informações executáveis
 

Ao contrário da maioria das aplicações NIR, a uniformidade da mistura de pós em tempo real pode ser monitorizada sem necessidade de modelação de dados. A aquisição demorada típica de padrões de referência, bem como o desenvolvimento de modelação de regressão PLS, não são necessários. A Análise de Componentes Principais (ACP) é uma ferramenta matemática poderosa para acompanhar as mudanças na “impressão digital” espectral da mistura ao longo do tempo. O PCA é um algoritmo de processamento de dados “não supervisionado” que não requer pré-calibração e explica a variância de um conjunto de dados sem necessidade de informação adicional. O algoritmo PCA transforma a informação incorporada nos espectros em novas variáveis, denominadas Componentes Principais (PCs), que correspondem a absorções espectrais específicas. A uniformidade do material pré-misturado é monitorizada durante todo o ciclo de alimentação, traçando as trajetórias dos PCs ao longo do tempo. No caso ideal em que a composição, a humidade, o tamanho das partículas e outros parâmetros críticos permanecem constantes, a trajetória do(s) componente(s) principal(ais) ao longo do tempo permanece plana ou estacionária dentro de limites de variação definidos. Qualquer anomalia no padrão do gráfico PCA, incluindo declives ou degraus, indica uma variação contínua na mistura ou uma ou várias variações indesejáveis ​​ao longo do tempo.

Resultados e Discussão
 

Os espectros adquiridos foram pré-processados ​​utilizando transformações Standard Normal Variable (SNV) e primeira derivada (1der). Os espectros de absorbância NIR pré-processados ​​durante toda a experiência são apresentados na Figura 2. À primeira vista, os espectros parecem muito semelhantes, exceto principalmente na região de 1354-1550 nm, onde se observam pequenas variações. Estas pequenas variações representam significância nos dados.

As variações no processo são refletidas pelas variações estruturadas nas análises PCA e MBSD dos dados das séries temporais. Com referência à Figura 3, tanto o perfil MBSD (3a) como a trajetória do primeiro PC (PC-1) (3b) indicam três etapas ou fases distintas do processo.

Um exame mais detalhado dos resultados da PCA mostra que o PC-1 é responsável por quase toda a variabilidade do sistema (Figura 4a) e é principalmente atribuível às variações na banda de absorção do talco, destacadas na Figura 4b. Graças à PCA foi possível demonstrar que, apesar do seu baixo valor (que varia por um fator de 5), as variações na concentração de talco são detetáveis ​​em tempo real através da espectroscopia NIR.

 

Conclusões
 

A monitorização contínua do fluxo de pó numa prensa de comprimidos através da análise MicroNIR PAT-U e PCA pode gerar uma compreensão mais profunda do seu processo, um passo crítico para a realização de QbD no fabrico farmacêutico. Esta declaração aplica-se igualmente ao fabrico LEAN em qualquer indústria que comprima comprimidos ou empregue processos de fabrico análogos. O PAT-U pode ser utilizado com sucesso para:

Permitir a monitorização de processos, desde o laboratório à produção, através de um caminho escalável

Adquira insights acionáveis ​​sobre variações no processo

Minimize o desperdício de tempo e de material melhorando o rendimento

Minimize os riscos de produtos fora de especificação e potenciais recalls

O MicroNIR PAT-U também pode ser utilizado para melhorar a compreensão do processo noutros equipamentos de fabrico, incluindo misturadores de alto cisalhamento (HSMs), secadores de leito fluidizado (FBDs) e misturadores de fita. A gama MicroNIR de instrumentos compactos de processo e portáteis tem uma classificação IP65/67 e é suportada por um conjunto de software compatível com GMP e interfaces de controlo de processo OPC opcionais. Os instrumentos MicroNIR podem ajudar a simplificar e acelerar toda a jornada, desde as experiências de laboratório piloto até ao desenvolvimento do processo de fabrico, à otimização do processo e até à produção em massa em grande escala.