По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 615.453 DOI:10.33920/med-13-2206-01

Общие аспекты экструзии-сферонизации как технологии получения пеллет

Буева Виктория Владимировна канд. фарм. наук, младший научный сотрудник лаборатории готовых лекарственных форм опытно-технологического отдела, ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», г. Москва, e-mail: vikabueva@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0002-1640-6916
Блынская Евгения Викторовна д-р фарм. наук, зав. лабораторией готовых лекарственных форм опытно-технологического отдела, ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», г. Москва, e-mail: mrsaureussnape@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0002-9494-1332
Тишков Сергей Валерьевич канд. фарм. наук, старший научный сотрудник лаборатории готовых лекарственных форм опытно-технологического отдела, ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», г. Москва, e-mail: sergey-tishkov@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0002-8321-6952
Алексеев Виктор Константинович младший научный сотрудник химико-технологической лаборатории опытно-технологического отдела, ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», г. Москва, e-mail: conwieck@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0003-3542-0024
Алексеев Константин Викторович д-р фарм. наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории готовых лекарственных форм опытно-технологического отдела, ФГБНУ «НИИ фармакологии имени В.В. Закусова», г. Москва, e-mail: convieck@yandex.r, http://orcid.org/0000-0003-3506-9051

В настоящем обзоре рассматриваются различные аспекты метода экструзии-сферонизации как одного из наиболее популярных методов получения пеллет. Преимущества экструзии-сферонизации по сравнению с другими известными методами заключаются в возможности включать высокодозированные фармацевтические субстанции, объединять две или более субстанции в любом соотношении в одной единице, а также изменять физические характеристики сходного сырья. Кроме того, способ позволяет получать частицы, характеризующиеся отличной сыпучестью, низкой гигроскопичностью, высокой сферичностью, узким распределением частиц по размерам и гладкой поверхности. По ходу описания этапов метода (смешивание, получение влажной массы, экструзия, сферонизация, сушка) показаны основные преимущества и недостатки используемого оборудования, а также отмечена зависимость конечных свойств получаемого материала от исходных параметров процесса. Особое внимание уделяется таким этапам экструзии-сферонизации, как получение влажной массы и непосредственно экструзия и сферонизация, варьируя которыми можно изменять морфологические и технологические свойства пеллет.

Литература:

1. Roy P., Shahiwala A. Multi particulate formulation approach to pulsatile drug delivery: current perspectives // J Control Release. 2009; 134: 74–80.

2. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV издание. 2018. (State Russian Pharmacopoeia XIV. 2018).

3. Sahoo G.P., Parashar B. Pharmaceutical processing — a review on spheronization technology // J Pharm Res Opin. 2013; 9: 65–68.

4. Sirisha K.V. R., Vijaya Sri.K., Suresh K. et al. A review of Pellets and Pelletization process — A Multi particulate Drug Delivery System // Int J Pharm Sci Res. 2013; 4 (6): 2145–2158.

5. Bryan M.P., Kent M.D., Rickenbach J. et al. The effect of mixing on the extrusion — spheronisation of a micro-crystalline cellulose paste // Int J Pharm. 2015; 479: 1–10.

6. Muley S., Nandgude T., Poddar S. Extrusion-spheronization a promising pelletization technique: In-depth review // Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2016; 11 (6): 684– 699.

7. Lavanya K., Senthil V., Rathi V. Pelletization technology: a quick review // IJPSR. 2011; 2 (6): 1337–1355.

8. Gao Y., Hong Y., Xian J. et al. A protocol for the classification of wet mass in extrusion-spheronization // Eu r J Pharm Biopharm. 2013; 85: 996–1005.

9. Sonaglio D., Bataille B., Jacob M. Effects of extrusion and formulation parameters on the production of paracetamol-microcrystalline cellulose extrudates // Pharm Acta Helv. 1997; 72: 69–74.

10. Lee K.T., Ingram A., Rowson N.A. Comparison of granule properties produced using twin screw extruder and high shear mixer: a step towards understanding the mechanism of twin screw wet granulation // Powder Technol. 2013; 238: 91–98.

11. Fielden. K. E., Newton. J. M., Rowe.R. C. The influence of lactose particle size on spheronization of extrudate processed by a ram extruder // Int. J. Pharm. 1992; 81: 205–212.

12. Lustig-Gustafsson C., Kaur Johal H., Podczeck F. et al. The influence of water content and drug solubility on the formulation of pellets by extrusion and spheronisation // Eu r J Pharm Sci. 1999; 8: 147–152.

13. Rough S., Bridgwater J., Wilson D. Effects of liquid phase migration on extrusion of microcrystalline cellulose pastes // Int J Pharm. 2000; 204: 117–126.

14. Kristensen J., Hanser V.W. Wet granulation in rotary processor and fluid bed comparison granules and tablet properties // APPS pharma Sci.tech. 2006; 7 (1): 153–162.

15. Zhang M., Wilson D. I., Ward R. et al. A comparison of screen and ram extrusion-spheronisation of simple pharmaceutical pastes based on microcrystalline cellulose // Int J Pharm. 2013; 456: 489–498.

16. Vervaet C., Baert L., Risha P.A. et al. The influence of the extrusion screen on pellet quality using an instrumented basket extruder // Int J Pharm. 1994; 107: 29–39.

17. Ronowicz J., Thommes M., Kleinebudde P. et al. A data mining approach to optimize pellets manufactu ring process based on a decision tree algorithm // Eur J Pharm Sci. 2015; 73: 44–48.

18. Ratul D. Pellets and pelletization techniques: A critical review // International Research Journal of Pharmacy. 2013; 4 (4): 90–95.

19. Zhang M., Li Y., Xing J.F. et al. Influence of plate surface protuberance size and shape on the production of pellets by extrusion-spheronisation // Chem Eng Res Des. 2016; 109: 97–107.

20. Michie H., Podczeck F., Newton J.M. The influence of plate design on the properties of pellets produced by extrusion and spheronization // Int J Pharm. 2012; 434: 175–182.

21. Bölcskei É., Regdon G., Sovány T. et al. Optimization of preparation of matrix pellets containing Eudragit® NE 30D // Chem Eng Res Des. 2012; 90: 651–657.

22. Chariot M., FrancBs J., Lewis G.A. et al. A factorial approach to process variables of extrusion — spheronisation of wet powder masses // Drug Dev Ind Pharm. 1987; 13: 1639– 1649.

23. Lau C.L. S., Yu Q., Lister V.Y. et al. The evolution of pellet size and shape during spheronisation of an extruded microcrystalline cellulose paste // Chem Eng Res Des. 2014; 92: 2413–2424.

24. Newton J.M., Chapman S.R., Rowe R.C. The influence of process variables on the preparation and properties of spherical granules by the process of extrusion and spheronisation // Int J Pharm. 1995; 120: 101–109.

25. Podczeck F., Newton J.M. Influence of the standing time of the extrudate and speed of rotation of the spheroniser plate on the properties of pellets produced by extrusion and spheronization // Adv Powder Technol. 2014; 25: 659–665.

26. Ronowicz J., Thommes M., Kleinebudde P. et al. A data mining approach to optimize pellets manufactu ring process based on a decision tree algorithm // Eur J Pharm Sci. 2015; 73: 44–48.

27. Wan L.S. C., Heng P.W. S., Liew C.V. Spheronization conditions on spheroid shape and size // Int J Pharm. 1993; 96: 59–65.

28. Souto. C., Rodriguez. A., Parajes. S., Martinez-pacheco. R. A comparative study of the utility of two superdisintegrants in microcrystalline cellulose pellets prepared by extrusion spheronization // Eur. J. pharm. Biopharm. 2005; 61: 94–99.

29. Lian-Dong. H., Yang. L., Xing. T, Qian.Z. Preparation and in vitro/in vivo evaluation of sustained-release metformin hydrochloride pellets // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2006; 64: 185–192.

30. Thommes M., Kleinebudde. P. Use of k-carrageenan as alternative pelletization aid to microcrystalline cellulose in extrusion/ spheronisation, Influence of type and fraction of filler // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2006; 63: 59–67.

31. Berggren J., Alderborn G. Effect of drying rate on porosity and tabletting behaviour of cellulose pellets // Int J Pharm. 2001; 227: 81–96.

32. Bashaiwoldu A.B., Podczeck F., Newton J.M. A study on the effect of drying techniques on the mechanical properties of pellets and compacted pellets // Eur J Pharm Sci. 2004; 21: 119–129.

33. Murray T., Rough S.L., Wilson D. I. The effect of drying technique on tablets formed from extrusion-spheronization granules // Chem Eng Res Des. 2007; 85: 996–1004.

34. Song B., Rough S.L., Wilson D. I. Effects of drying technique on extrusion-spheronisation granules and tablet properties // Int J Pharm. 2007; 332: 38–44.

35. Berggren J., Alderborn G. Drying behaviour of two sets of microcrystalline cellulose pellets // Int J Pharm. 2001; 219: 113–126.

1. Roy P., Shahiwala A. Multi particulate formulation approach to pulsatile drug delivery: current perspectives. J Control Release. 2009; 134: 74–80.

2. State Russian Pharmacopoeia. Issue XIV. 2018. (In Russ.)

3. Sahoo G.P., Parashar B. Pharmaceutical processing — a review on spheronization technology. J Pharm Res Opin. 2013; 9: 65–68.

4. Sirisha K.V. R., Vijaya Sri.K., Suresh K. et al. A review of Pellets and Pelletization process — A Multi particulate Drug Delivery System. Int J Pharm Sci Res. 2013; 4 (6): 2145– 2158.

5. Bryan M.P., Kent M.D., Rickenbach J. et al. The effect of mixing on the extrusion — spheronisation of a micro-crystalline cellulose paste. Int J Pharm. 2015; 479: 1–10.

6. Muley S., Nandgude T., Poddar S. Extrusion — spheronization a promising pelletization technique: In-depth review. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2016; 11 (6): 684–699.

7. Lavanya K., Senthil V., Rathi V. Pelletization technology: a quick review. IJPSR. 2011; 2 (6): 1337–1355.

8. Gao Y., Hong Y., Xian J. et al. A protocol for the classification of wet mass in extrusion — spheronization. Eur J Pharm Biopharm. 2013; 85: 996–1005.

9. Sonaglio D., Bataille B., Jacob M. Effects of extrusion and formulation parameters on the production of paracetamol-microcrystalline cellulose extrudates. Pharm Acta Helv. 1997; 72: 69–74.

10. Lee K.T., Ingram A., Rowson N.A. Comparison of granule properties produced using twin screw extruder and high shear mixer: a step towards understanding the mechanism of twin screw wet granulation. Powder Technol. 2013; 238: 91–98.

11. Fielden. K. E., Newton. J. M., Rowe.R. C. The influence of lactose particle size on spheronization of extrudate processed by a ram extruder. Int. J. Pharm. 1992a; 81: 205–212.

12. Lustig-Gustafsson C., Kaur Johal H., Podczeck F. et al. The influence of water content and drug solubility on the formulation of pellets by extrusion and spheronisation. Eur J Pharm Sci. 1999; 8: 147–152.

13. Rough S., Bridgwater J., Wilson D. Effects of liquid phase migration on extrusion of microcrystalline cellulose pastes. Int J Pharm. 2000; 204: 117–126.

14. Kristensen J., Hanser V.W. Wet granulation in rotary processor and fluid bed comparison granules and tablet properties. APPS pharma Sci.tech. 2006; 7 (1): 153–162.

15. Zhang M., Wilson D. I., Ward R. et al. A comparison of screen and ram extrusion — spheronisation of simple pharmaceutical pastes based on microcrystalline cellulose. Int J Pharm. 2013; 456: 489–498.

16. Vervaet C., Baert L., Risha P.A. et al. The influence of the extrusion screen on pellet quality using an instrumented basket extruder. Int J Pharm. 1994; 107: 29–39.

17. Ronowicz J., Thommes M., Kleinebudde P. et al. A data mining approach to optimize pellets manufactu ring process based on a decision tree algorithm. Eur J Pharm Sci. 2015; 73: 44–48.

18. Ratul D. Pellets and pelletization techniques: A critical review. International Research Journal of Pharmacy. 2013; 4 (4): 90–95.

19. Zhang M., Li Y., Xing J.F. et al. Influence of plate su rface protuberance size and shape on the production of pellets by extrusion — spheronisation. Chem Eng Res Des. 2016; 109: 97–107.

20. Michie H., Podczeck F., Newton J.M. The influence of plate design on the properties of pellets produced by extrusion and spheronization. Int J Pharm. 2012; 434: 175–182.

21. Bölcskei É., Regdon G., Sovány T. et al. Optimization of preparation of matrix pellets containing Eudragit® NE 30D. Chem Eng Res Des. 2012; 90: 651–657.

22. Chariot M., FrancBs J., Lewis G.A. et al. A factorial approach to process variables of extrusion — spheronisation of wet powder masses. Drug Dev Ind Pharm. 1987; 13: 1639–1649.

23. Lau C.L. S., Yu Q., Lister V.Y. et al. The evolution of pellet size and shape during spheronisation of an extruded microcrystalline cellulose paste. Chem Eng Res Des. 2014; 92: 2413–2424.

24. Newton J.M., Chapman S.R., Rowe R.C. The influence of process variables on the preparation and properties of spherical granules by the process of extrusion and spheronisation. Int J Pharm. 1995; 120: 101–109.

25. Podczeck F., Newton J.M. Influence of the standing time of the extrudate and speed of rotation of the spheroniser plate on the properties of pellets produced by extrusion and spheronization. Adv Powder Technol. 2014; 25: 659–665.

26. Ronowicz J., Thommes M., Kleinebudde P. et al. A data mining approach to optimize pellets manufactu ring process based on a decision tree algorithm. Eur J Pharm Sci. 2015; 73: 44–48.

27. Wan L.S. C., Heng P.W. S., Liew C.V. Spheronization conditions on spheroid shape and size. Int J Pharm. 1993; 96: 59–65.

28. Souto. C., Rodriguez. A., Parajes. S., Martinez-pacheco. R. A comparative study of the utility of two superdisintegrants in microcrystalline cellulose pellets prepared by extrusion spheronization; Eur. J. pharm. Biopharm. 2005; 61: 94–99.

29. Lian-Dong. H., Yang. L., Xing. T, Qian.Z. Preparation and in vitro/in vivo evaluation of sustained-release metformin hydrochloride pellets; Eur. J. Pharm. Biopharm. 2006; 64: 185–192.

30. Thommes M., Kleinebudde. P. Use of k-carrageenan as alternative pelletization aid to microcrystalline cellulose in extrusion/ spheronisation, Influence of type and fraction of filler. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2006; 63: 59–67.

31. Berggren J., Alderborn G. Effect of drying rate on porosity and tabletting behaviour of cellulose pellets. Int J Pharm. 2001; 227: 81–96.

32. Bashaiwoldu A.B., Podczeck F., Newton J.M. A study on the effect of drying techniques on the mechanical properties of pellets and compacted pellets. Eur J Pharm Sci. 2004; 21: 119–129.

33. Murray T., Rough S.L., Wilson D. I. The effect of drying technique on tablets formed from extrusion — spheronization granules. Chem Eng Res Des. 2007; 85: 996–1004.

34. Song B., Rough S.L., Wilson D. I. Effects of drying technique on extrusion — spheronisation granules and tablet properties. Int J Pharm. 2007; 332: 38–44.

35. Berggren J., Alderborn G. Drying behaviour of two sets of microcrystalline cellulose pellets. Int J Pharm. 2001; 219: 113–126.

С каждым годом всё больший интерес проявляется к пероральным лекарственным формам (ЛФ) с модифицированным высвобождением. Технологии модификации лекарственных средств (ЛС), включая получение мультидозированных систем (в виде отдельных частиц), имеют большое значение благодаря возможности регулировать профиль высвобождения [1].

Одним из таких направлений является разработка пеллет, представляющих собой твердые частицы размером до 2 мм, содержащие одно или несколько действующих веществ различной консистенции с добавлением или без вспомогательных веществ (ВВ) [2].

Преимущества пеллет как системы доставки ЛС заключаются не только в терапевтическом проявлении: меньшем раздражении желудочно-кишечного тракта и снижении риска побочных эффектов ввиду отсутствия резкого высвобождения дозировки, но и с технологической точки зрения. Пеллеты характеризуются отличной степенью сыпучести, высокой прочностью, узким распределением частиц по размерам, что обуславливает удобство нанесения покрытий и однородность дозирования. Воспроизводимая биодоступность ЛС также выступает весомым преимуществом использования пеллет перед индивидуальными ЛФ, такими как, например, таблетки [1, 3].

Пеллетирование представляет собой процесс агломерации мелкодисперсных порошков или гранул в сферические или полусферические единицы. На сегодняшний день существуют разнообразные способы получения пеллет, среди которых одним из наиболее популярных является метод экструзии-сферонизации [1, 3].

Экструзия-сферонизация представляет собой процесс получения пеллет с узким диапазоном распределения частиц из влажного гранулята (экструдата) и включает следующие основные стадии: (1) смешивание, (2) получение влажной массы, (3) экструзию, (4) сферонизацию, (5) сушку, (6) просеивание/калибровку (опционально).

Преимущества экструзии-сферонизации по сравнению с другими известными методами заключаются в возможности включать высокодозированные фармацевтические субстанции (ФС), объединять две или более ФС в любом соотношении в одной единице; изменять физические характеристики ФС и ВВ. Кроме того, способ позволяет получать частицы, характеризующиеся отличной сыпучестью, низкой гигроскопичностью, высокой сферичностью, узким распределением частиц по размерам и гладкой поверхностью [3]. Известно, что параметры процесса способны оказывать влияние на качественные характеристики получаемого материала. В связи с этим актуальным становится поиск и изучение литературы с целью выявления и определения ключевых факторов, от которых потенциально зависят характеристики изготавливаемых пеллет. В качестве материалов исследования использовали ресурс https://www.sciencedirect.com.

Для Цитирования:
Буева Виктория Владимировна, Блынская Евгения Викторовна, Тишков Сергей Валерьевич, Алексеев Виктор Константинович, Алексеев Константин Викторович, Общие аспекты экструзии-сферонизации как технологии получения пеллет. Фармацевтическое дело и технология лекарств. 2022;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: