Verfahrenstechnik 3/2016

POWTECH I TITEL Minimale

POWTECH I TITEL Minimale Toleranz, maximale Qualität Nah-Infrarot-Spektroskopie für automatisierte Wirkstoffanalyse in der Tablettierung Jörg Gierds In der pharmazeutischen Produktion sind die Ansprüche an die Produkteigenschaften und die damit verbundene Prozesskontrolle besonders hoch. Für die Tablettierung gilt, dass jede einzelne Tablette den exakt gleichen Wirkstoffgehalt aufweisen muss, um eine zuverlässige Dosierung zu ermöglichen. Als ein geeignetes Prüfverfahren für die Stoffeigenschaften von Medikamenten hat sich die Nah-Infrarot-Spektroskopie, kurz NIRS, etabliert. Autor: Jörg Gierds, Leiter Produktmanagement, Fette Compacting GmbH, Schwarzenbek Als häufigste Darreichungsform von Arzneistoffen verbindet die Tablette zwei entscheidende Vorteile für Patienten: Sie ist einfach einnehmbar und gleichzeitig genau dosierbar. Eine korrekte Einnahme setzt jedoch voraus, dass jede einzelne Tablette exakt der vorgegebenen Wirkstoffdosierung entspricht. Besonders die zunehmende Verarbeitung hochaktiver pharmazeutischer Substanzen (High Potency Active Pharmaceutical Ingredients, kurz HPAPIs) erlaubt keine Toleranzen beim Wirkstoff gehalt. Die Werte sind dabei so niedrig, dass sie eine entsprechend hohe Präzision in der Tablettierung voraussetzen. Qualität im Fokus Dieser hohe Qualitätsanspruch an die Pharmaproduktion ist auch ein zentrales Thema der Regulierungsbehörden. Die Food and Drug Administration (FDA) legt mit ihrer Initiative Process Analytical Technology (PAT) seit 2002 den Fokus auf die systematische Analyse und Kontrolle von Herstellungsprozessen. Seitdem fügt die FDA nahezu jährlich neue Maßnahmen hinzu, wie zuletzt im Jahr 2015 die verstärkte Einforderung der unternehmensinternen Qualitätskontrolle mit der Initiative Increased Quality Oversight (IQO). Auch die Europäische Arzneimittel- Agentur (European Medicines Agency, EMA) hat im vergangenen Jahr mit dem erweiterten Leitfaden zur Good Manufacturing Practice (GMP) ihren Fokus noch intensiver auf das Qualitätsmanagement im Betrieb ausgerichtet. Insbesondere der erweiterte Anhang 15 rückt die Themen Qualifizierung und Validierung stärker in den Mittelpunkt. Damit erhöht sich für Anwender der Druck, ihre Produktionsprozesse gemäß höchster Qualitätsstandards weiterzuentwickeln. Wirkstoffanalyse integriert Wie können Arzneimittelhersteller ihre Mechanismen zur Wirkstoffkontrolle so gestalten, dass sie die hohen Anforderungen erfüllen? Die Herausforderung liegt vor allem darin, die Wirkstoffanalyse derart in den Produktionsprozess zu integrieren, dass dieser weder verlangsamt wird noch die Produkte durch die Prüfung beschädigt werden. 12 VERFAHRENSTECHNIK 3/2016

TITEL I POWTECH 01 Ein erweiterter Checkmaster liefert ein vollständiges Bild über die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Tabletten Ein geeignetes Prüfverfahren für die Tablettenproduktion ist die Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIR). Sie eignet sich als schnelle und bewahrende Analysemethode optimal für den Einsatz bei Hochleistungsmaschinen. Dafür arbeitet sie mit elektromagne tischer Strahlung im kurzwelligen Infrarot bereich von 700 bis 2500 nm. Die Lichtstrahlung regt Molekülschwingungen in der Tablette an, woraufhin verschiedene Atomgruppen unterschiedliche Energiequanten absorbieren (Reflexion). Diese Energie fehlt bei der reflektierten Strahlung im Vergleich zur eingestrahlten Lichtmenge. Aus der Differenz wird das Spektrum berechnet, das exakte Aussagen über die stoffliche Zusammensetzung der Tablette erlaubt. Das nahinfrarote Licht erlaubt eine hohe Eindringtiefe, womit die chemische Zusammensetzung einer Tablette in kürzester Zeit analysiert werden kann. Das GMP-konforme Inspektionssystem VisioNIR LS der Firmen Visiotec und Fette Compacting ermöglicht eine solche Analyse für die Tablettierung. Dabei handelt es sich um ein Nah-Infrarot-Spektrometer, das den Wirkstoffgehalt der pharmazeutischen Produkte entweder direkt in der Tablettenpresse (in-line) oder über einen externen UTS-Extended Checkmaster (at-line) bestimmt. Die Analyse erfolgt mithilfe eines lichtempfindlichen, ladungsgekoppelten CCD-Kamerasystems (Charge-Coupled Device). Das System erfasst innerhalb weniger Millisekunden 100-prozentig und zerstörungsfrei die chemische Zusammensetzung sowie die Feuchtigkeit und Homogenität einer Tablette. Mit dieser Technologie können Anwender die Release-Zeiten ihrer Erzeugnisse von der Produktion bis zur Auslieferung deutlich verkürzen. In-line und at-line Das VisioNIR-Spektrometer wurde anlässlich der Achema 2015 als In-line-Lösung in der Rundläufer-Tablettenpresse FE35 von Fette Compacting vorgestellt. Bei dieser Lösung befindet sich das Prüfsystem direkt vor dem Tablettenabstreifer. Das zugehörige Bedienterminal ermöglicht die Steuerung, Überwachung und Dokumentation der Analysedaten. Anwender haben auch die Möglichkeit, das In-line-VisionNIR als Retrofit-Lösung bei bestehenden Tablettenpressen nachzurüsten. Zusätzlich steht Anwendern nun auch eine erweiterte At-line-Lösung mit einem neuen Checkmaster zur Verfügung: Dabei ist die NIR-Analyse vollständig in ein Universaltestsystem integriert (UTS Extended). Der Checkmaster kombiniert die NIR-Wirkstoffanalyse also mit der physischen Analyse des Gewichts, der Dicke, des Durchmessers und der Härte der Tablette in einem einzigen Gerät. Damit liefert er in extrem kurzen Messzeiten ein komplettes Bild der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Tabletten. Die Anzahl der Mustertabletten pro Messverfahren und die Häufigkeit des Probenzugs sind flexibel einstellbar. Der Checkmaster lässt sich zudem vollständig in das System der Tablettenpresse integrieren. Komplett durchleuchtet Ein wesentlicher Vorteil des UTS-Extended-Systems ist: Es ermöglicht neben der Messmethode der Reflexion auch eine Transmission. Hierbei wird die Tablette im Gegensatz zur reflexiven Beleuchtung komplett durchstrahlt. Der Vorteil der Transmission liegt in der Messung einer größeren Probenmenge pro Tablette und somit einer besseren Aussage über die Verteilung des Wirkstoffs in der Tablette. Die Reflexion wiederum hat den Vorteil, dass ihr Informationsgehalt oft höher ist als bei Transmissionsspektren. Auch sind dickere oder spezielle Tablettenformen, z. B. Trop- 02 Nah-Infrarot-Spektroskopie als In-line- Lösung in der Rundläufer-Tablettenpresse FE35 fen- oder Herzformen, nur per Reflexion analysierbar. Für ein Höchstmaß an Flexibilität kann der UTS Extended Checkmaster künftig mit beiden Messmethoden ausgestattet werden. Darüber hinaus gibt es die Option eines Rapid Area Scans (RAS), mit dem ein „Image“ der Tablette erstellt werden kann. Somit ist eine Aussage über die Wirkstoffverteilung auf der Tablette möglich. Als System für die Tablettenproduktion wurde VisioNIR LS gemeinsam von der Visiotec GmbH und der Fette Compacting GmbH entwickelt. Visiotec ist spezialisiert auf die Entwicklung von Kontroll- und Regelungssystemen im automatisierten pharmazeutischen Herstellungsprozess. Fette Compacting liefert als weltweit führender Anbieter von integrierten Lösungen für die Tablettenherstellung die passende Produktionstechnologie. Halle 3, Stand 341 Fotos: Fotolia, Fette Compacting www.fette-compacting.com VERFAHRENSTECHNIK 3/2016 13