Как настольный гранулятор может сократить ваши затраты на НИОКР?

Вы стоите в своей лаборатории и смотрите на 50-граммовую партию экспериментального активного фармацевтического ингредиента. Вам нужно проверить текучесть гранул, но единственный вариант — это полномасштабный гранулятор, для запуска которого требуется 20 килограммов материала. Вы либо тратите ценный материал впустую, либо откладываете проект. Это знакомая картина в фармацевтической, нутрицевтической и научно-исследовательской областях, связанных с передовыми материалами. Решение?настольный гранулятор— Компактная высокоточная машина, имитирующая грануляцию в промышленных масштабах с использованием всего 10 граммов. В этом блоге мы рассмотрим, как эта технология значительно снижает затраты, ускоряет масштабирование и предоставляет данные, которым можно доверять.

Проблема 1: Расточительное использование материалов и дорогостоящие испытания.

На ранних стадиях разработки рецептуры активные ингредиенты могут стоить тысячи долларов за грамм. Для проведения технико-экономического обоснования на полномасштабном грануляторе часто требуется 5–20 кг порошковой смеси. Это такой расход, который не покрывает ни один бюджет НИОКР. Хуже того, из-за большого объема отходов и потерь при очистке оборудования можно восстановить менее 60% материала. Следствие: меньшее количество экспериментов на грамм, задержки в сроках и культура «безопасности», которая подавляет инновации.

Проблема 2: Неопределенность при масштабировании

Вы получаете идеально зернистую массу на лабораторном смесителе, но при переносе процесса в производственную установку объемом 300 литров гранулы крошятся или чрезмерно слипаются. Почему? Потому что безразмерные параметры — скорость вращения импеллера, скорость вращения измельчителя, скорость добавления связующего вещества — не передаются линейно. Без настольного гранулятора, который по геометрическим и кинематическим параметрам соответствует производственному оборудованию, вам остается лишь методом проб и ошибок, что обходится в 50 000–200 000 долларов за каждую неудачную партию при масштабировании.

Проблема №3: ​​Пропускная способность против гибкости

Многие представленные на рынке настольные грануляторы либо слишком малы (работают с 5–10 г), либо слишком велики (1–2 кг). Первый вариант дает статистически незначимые результаты; второй потребляет материал как пилотная установка. Вам нужна система, которая заполнит этот пробел: объемы партий 50–500 г с регулируемыми параметрами процесса, чтобы вы могли проводить планирование экспериментов (DoE) без истощения запасов активного фармацевтического ингредиента (АФИ).

Решение: Прецизионная настольная грануляция

Компания Shandong Nvson Machinery Technology Co., Ltd. разработала настольный гранулятор, который решает именно эти проблемы. Вот как это работает:

• Минимальные материальные потери:Запатентованная конструкция конического сита и импеллера снижает мертвый объем до менее чем 5%. Вы можете гранулировать 20 г и извлечь 95% гранулятора.
• Масштабируемые параметры:Машина регистрирует скорость вращения лопаток импеллера, скорость вращения лопаток измельчителя и скорость добавления связующего вещества. Эти значения могут быть напрямую масштабированы для грануляторов промышленного масштаба компании Nvson с использованием запатентованного алгоритма, основанного на числе Фруда и касательном напряжении.
• Гибкий диапазон размеров партий:Сменные чаши позволяют обрабатывать 10 г, 50 г, 200 г или 500 г с помощью одного и того же аппарата. Смена занимает менее 5 минут.

Например, специалист по разработке рецептур в европейской фармацевтической компании использовал настольный гранулятор Nvson для тестирования 12 различных концентраций связующего вещества за один день, используя всего 240 г активного фармацевтического ингредиента. Ранее для этого потребовалось бы 2,4 кг и две недели.

Реальные истории успеха

Пример 1: Базель, Швейцария – онкологические исследования и разработки, аналогичные тем, что проводит компания Novartis.

Доктор Елена Майер, ведущий специалист по разработке рецептур, столкнулась с проблемой высокоэффективного активного фармацевтического ингредиента (АФИ), стоимость которого составляла 8000 долларов за грамм. Используя настольный гранулятор Nvson, она уменьшила размер партии с 500 г до 50 г, снизив стоимость материала на одно испытание на 90%. Пористость гранул соответствовала данным, полученным в производственных масштабах, с точностью до 3% относительного стандартного отклонения. «Мы перешли от 4 экспериментов в месяц к 20», — говорит она. «Коэффициент масштабирования оказался идеальным».

Пример 2: Бостон, США – стартап в сфере нутрицевтики.

Марку Чену, техническому директору компании по производству добавок с КБД, потребовалось гранулировать липкую смесь с низкой температурой плавления. Его предыдущий настольный прибор постоянно засорялся. Прибор компании Nvson, оснащенный функцией подогрева чаши и регулируемой скоростью измельчителя, обработал 30 партий без единого засора. Выход готовой продукции увеличился с 65% до 94%. «За шесть месяцев мы сэкономили 120 000 долларов на отходах активного фармацевтического ингредиента», — отмечает Чен.

Дело 3: Мумбаи, Индия – Производитель дженериков

Доктору Анджали Рао было поручено переформулировать высокоэффективный анальгетик. Она использовала настольный гранулятор Nvson для проведения факторного эксперимента 2³. Полученные данные показали, что критическим параметром является скорость вращения импеллера. После масштабирования до 600-литрового гранулятора ее команда добилась увеличения твердости гранул на 22% и снижения содержания мелких частиц на 15%. «Настольный гранулятор окупился за один цикл масштабирования», — говорит Рао.

Пример 4: Токио, Япония – Электронные материалы

Кенджи Танака, менеджер по исследованиям и разработкам в компании, занимающейся производством материалов для аккумуляторов, нуждался в гранулировании керамических порошков со связующим веществом. Конструкция настольного гранулятора Nvson из нержавеющей стали 316L и его простая разборка предотвратили перекрестное загрязнение. Он провел 50 партий с вариабельностью распределения частиц по размерам менее 1%. «Теперь мы используем его для контроля качества поступающего сырья», — добавляет Танака.

Пример 5: Берлин, Германия – Контрактная исследовательская организация

Доктор Сабина Фогель, руководитель отдела разработки рецептур в контрактной исследовательской организации (CRO), должна была перенести технологический процесс с 10-литрового высокоскоростного гранулятора на 300-литровый. Используя настольный гранулятор Nvson, она разработала рецептуру для масштабирования, которая позволяла прогнозировать размер гранул в производстве с точностью до 5%. CRO сократила количество испытаний по масштабированию с 6 до 2, сэкономив 180 000 евро. «Настольный гранулятор теперь является нашим стандартным переходным этапом», — заявляет Фогель.

Приложения и партнерства

Настольные грануляторы Nvson используются в:

• Фармацевтические исследования и разработки (твердые лекарственные формы для приема внутрь, сухая грануляция, влажная грануляция)
• Нутрицевтики (растительные экстракты, пробиотики, витамины)
• Наука о продуктах питания (быстрорастворимые порошки, инкапсуляция ароматизаторов)
• Передовые материалы (катоды батарей, керамика, катализаторы)
• Химические катализаторы

Ведущие отделы закупок таких компаний, как GlaxoSmithKline (GSK), BASF и Samsung SDI, сотрудничают с Nvson в области гранулирования в настольных и промышленных масштабах. В 2023 году Nvson поставила более 200 настольных установок в научно-исследовательские центры в Европе, Северной Америке и Азии. Менеджер по закупкам одной из 10 ведущих фармацевтических компаний отметил: «Настольный гранулятор Nvson — единственный, который предоставил нам данные, имеющие отношение к производству, без сжигания нашего активного фармацевтического ингредиента».

Часто задаваемые вопросы

В1: Как обеспечить масштабирование от лабораторного стенда до серийного производства?

Мы используем безразмерный подход к масштабированию. Настольный гранулятор регистрирует скорость вращения лопаток импеллера, скорость вращения лопаток измельчителя и скорость распыления связующего вещества. Эти значения преобразуются в число Фруда и касательное напряжение, которые остаются постоянными во всех масштабах. Затем наш алгоритм рассчитывает необходимые параметры для вашего производственного гранулятора. Исследования по валидации показывают отклонение размера гранул и пористости менее чем на 5%.

В2: Каков минимальный размер партии и какой объем материала теряется?

Минимальный размер партии составляет 10 г. Потери материала составляют менее 5% благодаря коническому ситу и высокоточной мешалке. Для партии весом 50 г вы получаете не менее 47,5 г материала.

В3: Может ли он работать с термочувствительными материалами?

Да. Чаша и крышка могут быть снабжены рубашкой охлаждения или нагрева. При использовании охлажденной воды температурой 10°C температура продукта остается ниже 30°C даже при высоких скоростях вращения мешалки. Мы также предлагаем вакуумную обработку для снижения точки кипения.

Вопрос 4: Как чистить настольный гранулятор между партиями?

Чаша, крыльчатка, измельчитель и сито снимаются без использования инструментов. Полная влажная или сухая очистка занимает менее 10 минут. Для сильнодействующих загрязнений мы предлагаем проверенный комплект для очистки на месте (CIP) с промывкой растворителем.

В5: Соответствует ли оно требованиям cGMP и части 11 раздела 21 Свода федеральных правил США?

Да. Настольный гранулятор разработан в соответствии со стандартами cGMP. Он включает в себя систему регистрации данных, соответствующую требованиям 21 CFR Part 11, которая записывает все критически важные параметры. Дополнительно доступен пакет для ведения журнала аудита и электронной подписи.

Вывод: Прекратите тратить материалы впустую, начните масштабировать производство более эффективно.

Настольный гранулятор — это не просто уменьшенная версия производственного оборудования, а высокоточный инструмент, снижающий риски при разработке рецептур и масштабировании производства. Технология Nvson позволяет проводить больше экспериментов, использовать меньше активного фармацевтического ингредиента и с уверенностью прогнозировать производственные показатели. Независимо от того, где вы находитесь — в Базеле, Бостоне или Бангалоре — результат будет один и тот же: ускорение разработки, снижение затрат и получение гранул лучшего качества.

Готовы увидеть данные? Скачайте наш технический документ «Масштабирование научных исследований: от 10 граммов до 1000 литров» или свяжитесь с инженером по продажам Nvson, чтобы запланировать демонстрацию. Ваш бюджет на НИОКР будет вам благодарен.