Akustisista mittausmenetelmistä apua lääketablettien tuotantovaiheiden seurantaan ja tablettien laadunvalvontaan

Väitös fysiikan alalta

Väittelijä FM Jari Leskinen

Väitösaika ja -paikka 7.8.2013, 12.00, L22, Snellmania, Kuopion kampus

FM Jari Leskisen väitöskirjatyössä tutkittiin uudenlaisten akustisten mittaussovelluksien käytettävyyttä farmaseuttisten tablettien valmistukseen kuuluvien valmistusprosessien seurannassa ja tablettien laadun arvioimisessa. Tutkimuksen perusteella passiivinen niin sanottu akustinen emissiomenetelmä soveltui reaaliaikaiseen partikkelikoon arviointiin leijupetirakeistuksessa. Aktiiviset niin sanotut ultraäänimenetelmät soveltuivat tabletoinnin seurantaan sekä valmiin tabletin mekaanisen eheyden arviointiin ainetta rikkomattomasti. Lisäksi havaittiin, että on mahdollista määrittää vedessä tabletin pinnalle muodostuvan geelikerroksen paksuus kehitettyä menetelmää käyttäen.

Suun kautta annosteltavat lääkkeet ovat yleisin tapa annostella aktiivinen lääkeaine verenkiertoon tabletin ollessa todennäköisesti yleisin kiinteistä suun kautta annosteltavista lääkemuodoista. Rakeistusta käytetään usein tablettien tuotannossa ennen varsinaista tabletointivaihetta. Leijupetirakeistuksessa kuivajauheita kastellaan sumuttamalla vesiliuosta ilmavirralla liikuteltavan jauheen sekaan, jolloin jauhepartikkelit takertuvat toisiinsa muodostaen suurempia partikkeleita eli rakeita.

Leijupetirakeistusprosessin hallinta on haastavaa ja lopputuotteen tasainen laatu on osaltaan seurausta prosessin onnistumisesta. Lisäksi on tärkeää, että oikea prosessin lopettamishetki voidaan arvioida, kun tiedetään esimerkiksi prosessissa vallitseva raekoko. Raekoon mittaamiseksi käytetyt optiset menetelmät kärsivät mm. siitä, että optinen mittausikkuna peittyy märkään jauhemassaan.

Tutkimuksen perusteella akustisella emissiomenetelmällä saatiin mitattua reaaliajassa raaka-ainejauheiden partikkelikoon muutokset leijupetirakeistuksen aikana. Menetelmän etuna on passiivisen mittaustavan lisäksi muun muassa se, että emissiomittaus voidaan suorittaa suoraan leijupetirakeistimen ulkopinnalta, koska kammioiden materiaalina käytetty teräs on hyvä äänenjohde.

Tablettien valmistaminen teollisessa mittakaavassa on haastavaa. Modernit rotaatiopuristinlaitteet kykenevät tuottamaan satoja tuhansia tabletteja tunnissa. Vain murto-osa lopputuotteesta, valmiista tableteista, testataan kattavasti. Toisinaan prosessi ei tuota riittävän lujia tabletteja vaan tabletteja rikkoontuu valmistuksen, varastoinnin tai rahtauksen aikana.

Tutkimuksessa osoitettiin, että pienin ultraäänianturein varustetulla tabletointikoneella voidaan seurata tabletin puristusprosessia ja esimerkiksi arvioida tabletille saatavia mekaanisia ominaisuuksia jo tablettia valmistettaessa. Näin voitaisiin esimerkiksi vähentää materiaalihävikkiä tuotannossa.

Laadunvalvonnan sovelluksissa puristettujen tablettien mekaaninen eheys kyettiin selvittämään 94.5 prosenttia näytteistä kaikilla testatuilla teollisuudessa yleisesti käytetyillä jauhemateriaaleilla. Lisäksi havaittiin, että on mahdollista määrittää vedessä tabletin pinnalle muodostuvan geelikerroksen paksuus ultraäänikaikuluotauksella työssä kehitettyä menetelmää käyttäen. Työssä käytetyt tekniikat osoittautuivat lupaaviksi menetelmiksi farmaseuttisen tabletinvalmistuksen ja laadun valvonnan tarpeisiin.

FM Jari Leskisen väitöskirja Acoustic Techniques for Pharmaceutical Process Monitoring: Measurements in Tablet Manufacturing and Quality Control (Akustisia tekniikoita farmaseuttisten prosessien seurantaan: Mittauksia tabletinvalmistuksessa ja laadunvalvonnassa) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori, Ph.D. Michiel Postema, Bergenin yliopisto ja kustoksena professori Reijo Lappalainen, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva löytyy osoitteesta: http://www.uef.fi/vaitoskuvat

© Itä-Suomen yliopisto Palaute