동결 조사 중

Sep 25, 2023

게시일: 2023년 3월 1일 | 헤닝 기젤러(FAU 에를랑겐-뉘른베르크), 테레사 시에거트(FAU 에를랑겐-뉘른베르크) | 아직 댓글이 없습니다

이 기사에서 Teresa Siegert와 Henning Gieseler는 동결 건조 의약품 생산에 컴퓨터 단층촬영을 적용할 때의 이점과 그 잠재력을 실현하기 위해 극복해야 할 장애물에 대해 논의합니다.

컴퓨터 단층촬영(CT)을 사용한 3차원 이미지는 동결건조 제품의 내부 형태에 대한 귀중한 비침습적 통찰력을 제공합니다. 이 기술을 사용하면 주사전자현미경과 유사한 방식으로 기공 구조를 시각화할 수 있습니다. 이를 통해 구조적 변경 및/또는 불순물을 감지하고 추적할 수 있을 뿐만 아니라 용기 마개 무결성을 확인할 수 있습니다. 그러나 유리병을 통한 비침습적 분석으로 인해 충분한 분해능과 품질 손실을 보장하기 위한 긴 측정 시간과 같은 기술의 과제는 여전히 극복되어야 합니다.

산업용 CT는 신뢰할 수 있는 제품 및 프로세스 개발, 프로세스 모니터링 및 재인증을 위해 확립된 방법입니다. 전통적인 광학 방법은 표면만 평가할 수 있는 반면, X선 기술은 내부 구조를 표시하는 데 사용할 수 있으므로 형상의 결함과 편차를 감지할 수 있습니다. 이러한 이유로 CT는 이미 여러 산업 분야에서 제조된 부품이나 제품의 특성을 더 잘 특성화하기 위한 비파괴 방법으로 수년 동안 사용되어 왔습니다.

X선 기술은 의약품 R&D, 특히 고형제제 검사에 점점 더 많이 사용되고 있으며, 이 기술을 원활하게 채택할 수 있는 응용 분야입니다. 정제 내의 다양한 밀도에 대한 프로필을 생성하면 내부 구조를 조사할 수 있습니다. 이러한 구조 차이는 타정기의 결과이므로 공정 품질에 대한 통찰력을 제공합니다.1 또한 CT 이미지는 활성 성분의 분포를 보여주고 파괴 거동을 설명하는 데 도움이 됩니다. 불순물은 일반적으로 정제 성분보다 밀도가 높기 때문에 검출될 수도 있습니다.2,3

컴퓨터 단층촬영은 동결건조 분야에도 사용됩니다. 내부 기공 구조를 시각화함으로써 다양한 동결 조건 및/또는 상황의 영향을 조사할 수 있습니다.4 동결 속도는 기공 크기와 분포에 영향을 미치며, 이는 3D 이미지에서 감지되어 공정 매개변수를 최적으로 조정할 수 있습니다. 최종 제품의 원하는 특성. 또한 1차 건조 중 물질 전달 속도를 추정하는 데 사용할 수 있습니다.5

그림 1 : S-아데노실-L-메티오닌(100mg/mL) 용액이 담긴 바이알의 X선 사진으로 다양한 케이크 미세붕괴 정도를 보여줍니다. CTportable 25.50 마이크로 단층촬영(Fraunhofer IIS, Fürth, Germany)으로 촬영한 이미지.

그러나 의약품 동결건조 분야에는 훨씬 더 광범위하지만 흔히 간과되는 CT의 잠재적인 적용 가능성이 있습니다. 기본적인 2차원(2D) X선 이미지를 사용해도 동결 건조된 케이크 구조를 감지할 수 있습니다. 우아한 케이크는 균일한 색상으로 균질하게 보이지만, 건조 중에 미세붕괴가 발생하면 다공성 물질이 수축하기 시작하고 더욱 이질적인 구조가 형성됩니다. 그러면 이러한 영역이 X선 이미지에서 더 어둡게 나타납니다. 따라서 표면에서 보이지 않는 구조적 결함을 감지하고 이에 따라 건조 조건을 조정할 수 있습니다(그림 1 ). 케이크에서 3차원(3D) 재구성을 캡처하면 이러한 결함을 더 명확하게 식별할 수 있습니다. 우아한 케이크에서 볼 수 있는 벌집 모양의 기공 구조는 부분적으로 붕괴되고 끝이 물방울 모양인 막대 모양 구조의 불규칙한 네트워크로 희미해집니다. 이 기술을 사용하면 주사전자현미경을 사용한 침습적 검사 없이 아주 작은 미세붕괴 징후라도 감지할 수 있습니다.6

정제와 유사한 방식으로, 동결건조 제품에서도 불순물 검사를 실시할 수 있습니다. 동결건조 케이크의 고형분 함량이 낮고 그에 따른 밀도도 낮기 때문에 케이크는 불순물과 잘 구별됩니다(