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高活性固體制劑生產設備和技術的應用

更新時間:2023-07-20      點擊次數:7134
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      隨著醫療技術的迅速發展,越來越多針對特殊病癥的特。效。藥在市場上被應用,其中一部分特。效。藥具備高活性或高毒性的特征,在藥企生產過程中存在對人體造成危害的風險,因此越來越多的藥企對制藥設備提出的高密閉生產的要求。

    行業內一般使用OEL值(Occupational Exposure Limit:職業接觸限值)來反映藥物在生產過程中,勞動者長期反復接觸,但對機體不引起急性或慢性有害健康的容許接觸水平,《中國制藥工業EHS指南(2016版)》將其按危險類別分為5個等級(即OEB1-OEB5),以此來界定相關生產設備所需要使用的密閉措施以及應達到的密閉條件。

    為保護操作員工的人身安全,OEB3等級(OEL<100μg/m3)的藥物在生產過程中需要評估是否應用高密閉生產,而OEB4(OEL<10μg/m3)和OEB5(OEL<1μg/m3)的藥物在生產過程中則必須要應用高密閉的生產設備和技術。本文將介紹在固體制劑過程中常用的幾種生產設備和技術。

 

高密閉設備和技術介紹

 

01

隔離器配料站

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▲隔離器

      一般而言,高密閉產線的制藥配方中對人體無危害的物料占絕大部分,這些物料可以使用無塵投料站直接加到料斗里;而對人體有危害的物料,則需要在隔離器內進行拆袋、稱量和投料。
      隔離器配置有進風機和排風機,以實時調節工作腔室內的壓力,在隔離器內形成一個“微負壓”的狀態,以此與生產環境保持壓力階梯。隔離器的使用風量較小,一般采用潔凈室內取風/排風的方式進行空氣交換,所以對過濾器的要求較高,通常會使用帶“Push-push”結構的高效桶式過濾器。這種結構的過濾器,可以通過簡單的操作在潔凈室內更換過濾器,非常適合應用于隔離器配料站這種風量不大的設備上。
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▲Push-push 過濾器

      隔離器的操作面配有一個或多個采用氣囊密封的玻璃操作門,并根據客戶拆包、稱配、投料等要求配置多個操作手套,便于操作人員在隔離器外對內部的設備和物料進行安全操作。隔離器會在側面或者底部配置一個連續套袋裝置,或配置RTP(Rapid Transfer Ports:快速傳遞接口),用于在操作過程中轉移廢料/廢袋。
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▲RTP閥

      固體制劑生產中常用料斗周轉物料,所以需要在隔離器上配置剖分閥(也稱為SBV,αβ閥等),用于對接料斗,剖分閥通常安裝在隔離器下方。
      隔離器技術不僅可以應用在配料和投料上,還經常被應用于其他在生產過程中需要手動介入操作的高密閉設備上。

 

02

制粒設備

整粒濕法混合制粒機、沸騰干燥機、干式整粒機

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▲迦南高密閉濕法制粒線

      高密閉生產線中的工藝設備,在保證生產功能完整性的前提下,還需要考慮如何最。大。程。度降低生產全過程中有害物料的暴露量。
濕法制粒機
      在條件允許的情況下,最。理。想的狀態是在隔離器內完成配料后,直接將原料藥投入到濕法制粒機內;這種方式對廠房的布局要求很高,所以出于適用性和密閉性的考慮,高密閉生產線上的濕法制粒機一般采用“料斗重力落料”的方式加料:在濕法制粒機靠近制粒缸體的側邊裝有一臺料斗提升加料機,提升料斗并與濕法制粒機缸蓋上的剖分閥對接,實現密閉加料。
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▲濕法制粒加料剖分閥

      濕法制粒機所有可能與接觸物料的活動部件,都需要采取相應的密閉措施,例如缸體與缸蓋之間采用氣囊密封,主軸與制粒刀軸采用氣密封等。設備上的過濾器等需要與外界進行空氣交換的部件,則需要連接至相應的空氣處理系統(至少H13過濾等級)中,避免對人體有害的粉末暴露到生產環境中。
      在濕法制粒機的生產過程中,因為攪拌主軸和制粒刀軸的氣密封機構需要不斷往缸體內通入壓縮空氣,即使有過濾器可以泄壓,缸內仍然會處于一個相對正壓的狀態,導致物料暴露的風險提高。為此,需要通過空氣處理系統的程序設計,使缸體內在生產過程中保持“負壓”狀態,從而降低暴露風險。
      在保證生產過程中的高密閉性之外,還需要考慮清潔與維護時的安全性。為此,濕法制粒機內部需提供足夠的清洗覆蓋面積,對設備內與物料接觸的表面進行在位清洗,難以完。全實現在位清洗的地方也需要保證完。全潤濕,為人工清洗提供安全的環境。
沸騰干燥機
      從濕法制粒機到沸騰干燥機的物料轉移通過真空密閉上料的方式進行,這是一種便捷又可靠的做法。
      沸騰干燥機主機的各處需要在生產過程中保持密閉,各缸之間的密封方式建議采用“充氣密封”,配置相應的監測和報警系統,確保干燥過程的密封性。排風系統需配備帶高效過濾器的除塵器,并應用BIBO(Bag in bag out:袋進袋出)技術,提供相對安全的維護和檢修環境。沸騰干燥機在生產過程中可能需要取樣,因此還要配備一個“密閉取樣裝置”,在取樣過程中也需要防止粉塵泄漏。與其他設備一樣,沸騰干燥機也需要配置可以覆蓋所有物料接觸面的在位清洗結構。
      高活性藥物通常具有較高的價值,在生產車間空間允許的情況下,沸騰干燥機可以配置“翻板出料”功能,以提高物料收得率。
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▲BIBO 過濾器

干式整粒機
      因為不能在生產過程中移出沸騰干燥機的物料倉,干燥完成的物料,可用真空上料機或耐負壓緩沖罐方式轉移到整粒機中。
      整粒機的出料口需配置主動剖分閥,以與混合料斗上的被動剖分閥連接,物料經過整粒后直接落入混合料斗。
      整粒機上需要配置在位清洗系統,并且清洗系統需要保證不影響整粒過程;為保證排水過程的密閉性,整粒機需要額外配置一個適用于主動剖分閥的“排水裝置”,將清洗后的污水引至指。定的地漏中。

 

03

混合設備:料斗混合機

      在高活性固體制劑過程中,需要最。大。程。度地減少物料在不同設備或容器內的轉移過程,以盡可能減少粉塵暴露的環節。所以可以更換料斗的“料斗混合機”是最。適。合的混合機類型。
      混合料斗需要配置1個(或2個)被動剖分閥,以實現與工藝設備的密閉對接和物料轉運。配置1個剖分閥(進/出料共用)在使用過程中需要頻繁翻轉料斗以接料或者出料;配置2個剖分閥(進/出料各配1個)的方式,操作更方便,但成本會有所上升。

 

04

包衣設備

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▲迦南BGZ系列高。端包衣機

      應用在高密閉生產線上的包衣機主要有幾個難點:設備高密閉、噴槍調節系統和在線取樣功能。
      為保證生產過程的密閉性,包衣機的進/出料系統需要考慮使用剖分閥;包衣機的所有視窗、檢修門和操作門,以及其他內外連接部位均需要采取有效的密封措施;除此之外,相應的安全檢測和連鎖報警等功能也需要完整配置,以增加設備的安全性。
      包衣過程中的進、排風系統需要經過高效過濾器處理,使最終排放的氣體不至于暴露過量的有害粉塵。在生產過程中不能打開包衣機的操作門,因此噴槍的霧化、高度和角度等參數都需要自動或遠程調節;或者額外給包衣機配置一個隔離器,但這種方式操作仍然有不便,特別是應用在大型包衣機上時。因為同樣的原因,包衣機也需要配置一個“密閉取樣裝置”,以應對生產過程中的取樣要求。
      包衣機內與物料接觸的零部件多、面積大,因此與常規包衣機相比,應用于高密閉生產線的包衣機需要增加更多的清洗點,以使得清洗范圍可以覆蓋到任何一個物料可能殘留的部位。
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▲包衣機的密閉進料

 

05

高密閉制粒連線

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▲迦南GL系列高密閉制粒連線

      對于小規格的實驗型固體制劑線,還可以將所有工藝設備集成到一個大型隔離器內,通過隔離器的密閉性和可操作性,實現高活性藥物的高密閉生產。
      由于隔離器的空間、結構和操作限制,隔離器內的設備無法像普通的設備一樣使用,在設計這種類型的設備時,需要更多地考慮設備之間的關聯性、布局的有效性和操作的便捷性,這就需要制藥裝備生產商對各種設備有深入的研究和探索。

 

 

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