质量源于设计在银杏叶片制粒工艺中的应用(Ⅱ):颗粒关键质量属性辨识

质量源于设计(QbD)强调"以终为始",即首先对目标产品质量进行透彻理解,进而指导药品工艺开发和生产质量控制的全过程。该文以银杏叶片颗粒中间体为对象,以片剂抗张强度要求为目标,建立了颗粒物理关键质量属性(CQAs)辨识及其限度范围制定的方法。首先采用正交偏最小二乘法(OPLS)建立29批颗粒粉体学性质和和银杏叶片抗张强度关联模型,以变量投影重要性(VIP)筛选颗粒潜在关键质量属性(pCQAs)。按照VIP由小到大逐一删减OPLS模型中的pCQAs变量,发现模型校正和预测性能无降低趋势,结合pCQAs共线性和易测性,确定颗粒中值粒径(D_(50))和松装密度(D_a)为关键质量属性。采用多元线性回归模型建立D_(50)和D_a与片剂抗张强度的关系模型,基于模型开发颗粒关键质量属性设计空间。由设计空间确定颗粒CQAs目标控制区域为170μmD_(50)500μm和0.30 g·cm~(-3)D_a0.44 g·cm~(-3),研究结果为银杏叶片湿法制粒工艺控制和优化提供了依据。     

仙曲片粉体学性质考察及处方设计

目的考察仙曲片粉体学性质,并进行处方设计。方法在质量源于设计(QbD)理念的基础上,确定颗粒流动性、可压性作为关键质量属性,原料吸湿性、流动性、压缩成型性及颗粒含水量作为关键物料属性,进行合理的处方设计。结果原料易吸湿,流动性差,可压性良好,故处方设计时将片剂中原料含有量提高至90%。湿法制粒后,颗粒成型率高,粒度分布均匀,流动性、压缩成型性良好,吸湿率显著降低。结论将QbD理念应用到仙曲片粉体学性质考察中时,可在确定原料物理特性的同时为处方设计提供参考,而且辅料用量减少,处方重复性良好。     

质量源于设计在银杏叶片制粒工艺中的应用(Ⅲ):基于设计空间的过程控制策略

该文在质量源于设计(QbD)理念的指导下,建立基于设计空间的银杏叶片高速剪切湿法制粒工艺控制策略,提高过程质量可控性和产品质量一致性。以颗粒中间体的中值粒径(D_(50))和松装密度(D_a)为关键质量属性(CQAs),采用失败模式和效应分析(FMEA)辨识潜在关键工艺参数(pCPPs)。采用Plackett-Burmann设计对潜在关键工艺参数进行筛选,确定黏合剂用量、湿混时间和湿混搅拌桨转速为关键工艺参数(CPPs)。在关键工艺参数范围内,采用Box-Behnken设计和二次多项式回归模型开发工艺设计空间。ANOVA分析显示回归模型的P0.05,且失拟值0.1,表明其可较好地定量描述CQAs和CPPs之间的关系。设计空间内任一CPPs组合均能分别将颗粒D_(50)和D_a控制在170~500μm和0.30~0.44 g·cm~(-3),进而满足银杏叶片机械性质要求。     

基于多模块偏最小二乘的中药制药过程系统建模研究

中药制药过程系统建模是提高中药制药工艺精密度,确保质量在工艺各环节稳定传递的基础。以湿法制粒-压片成型工艺过程为研究对象,以三七总皂苷(PNS)为模型药物,应用多模块偏最小二乘法(MBPLS)建立中药制药过程系统模型,解析过程质量传递规律,提高对中药制药过程系统的理解。根据工艺流程,将过程中采集的原料、颗粒和片剂质量属性参数划分为不同的数据块,采用MBPLS建立系统模型。MBPLS模型的R~2Y和Q~2Y分别为89.1%,65.5%,表明所建立的MBPLS模型性能较好。通过对MBPLS模型建模参数进行解析,确定PNS原料物理质量属性和颗粒质量属性是影响PNS片质量的关键因素,其中,PNS原料粒径、松装密度和振实密度变异是引起颗粒和片剂质量变异的关键来源。MBPLS通过对不同单元质量属性参数进行划分,量化了各个工艺单元对产品质量的贡献,有利于解析中药制药过程单元之间的相互作用,可推广应用于建立其他中药制剂过程系统模型。     

基于多元数据分析研究肿节风颗粒粉体学性质及其与片剂成型性的相关性

目的 以湿法制粒工艺制备的肿节风-微晶纤维素（MCC）颗粒为研究对象,研究颗粒粉体学性质及其与片剂成型性的相关性。方法 通过不同工艺和处方得到6种肿节风-MCC混合粉,采用摇摆挤出和高速搅拌2种湿法制粒方式得到12种颗粒,以粒径、比表面积（SSA）、孔容积（PV）、含水量（MC）、松密度（BD）、振实密度（TD）、压缩度（TI）、休止角（AOR）、Kawakita方程参数a、b为指标评价颗粒的粉体学性质,以颗粒在5、10、15、20、25、30 kN压力下的抗张强度（TS）为指标评价片剂的成型性,运用多元数据分析研究片剂成型性与原料颗粒粉体学性质之间的相关性。结果 基于多元数据分析,将颗粒粉体学性质提取出2个主成分：第1主成分代表形态参数,第2主成分为压缩特性参数。对片剂成型性影响较为显著的是颗粒压缩性、MC和表面形态。结论 多元数据分析可以对肿节风颗粒按照原料粉制备工艺和制粒工艺进行简单快速地分类,并用于分析肿节风片剂的成型性与原料颗粒粉体学性质的关系;通过控制颗粒的压缩性、MC和表面形态,可以得到具有良好成型性的片剂,对片剂制备提供指导。     

基于质量源于设计理念辨识影响三叶片抗张强度的颗粒关键质量属性与范围

目的:以改变流化床工艺条件制备的9批三叶片颗粒为研究对象,抗张强度为产品主要质量属性,辨识颗粒粉体学性质中影响抗张强度的关键质量属性(CQA),并确立设计空间(design space,DS)。方法:采用正交试验制备不同性质的三叶片颗粒,测定颗粒的粉体学性质。采用正交偏最小二乘法(OPLS)建立颗粒粉体学性质与抗张强度间关系模型。根据OPLS提取综合变量的特性,找出对抗张强度解释作用最强的自变量,再绘制抗张强度与自变量的等高线图,求得设计空间。结果:确定关键质量属性为中值粒径(D50)和颗粒孔隙率(ε)。建立D50,ε与抗张强度间的关系模型,在抗张强度范围固定的情况下,找到合适的设计空间,75.7%ε78.2%,0.390 mmD500.582 mm。结论:建立的OPLS可明确各因素对抗张强度的影响程度大小,拟合效果良好。设计空间范围明确,可为确立三叶片流化床制粒的工艺参数提供实验依据。     

中药高剪切湿法制粒过程物料可制造性分类研究

中药高剪切湿法制粒(HSWG)过程机制复杂、影响因素多。为总结不同物料在HSWG过程的可制造性,该文构建了由11种物料组成的小型物料库,包括4种中药浸膏粉和7种药用辅料,每种物料用22种物性参数进行描述。设计了具有不同流体力学性质的黏合剂,进行了密度、黏度和表面张力参数表征。结合经验约束条件和随机化原则,安排21次制粒试验和8次验证试验。采用偏最小二乘(PLS)算法建立了基于物料和黏合剂性质、接触参数和工艺参数预测颗粒中值粒径的过程模型。通过模型辨识了黏合剂的表面张力和密度,以及过程无量纲参数最大孔隙饱和度为关键变量。在优选得到的HSWG过程模型的潜变量空间内,按照物料分布特征,将物料分为3类,即中药浸膏粉、稀释剂和崩解剂。中药浸膏粉制粒要求低黏度、低用量的黏合剂,制得颗粒粒径偏小;稀释剂粉末的物性空间大,可通过调节黏合剂性质制成不同粒径的颗粒;崩解剂在含水黏合剂条件下易制成大粒径颗粒。物料库结合多变量建模的方法有利于中药湿法制粒工艺知识的归纳,为基于物料性质的制剂处方和工艺设计提供了依据。     

基于粉体学性质分析浸膏干燥工艺与中药配方颗粒制粒质量的相关性

中药配方颗粒以中药浸膏粉为中间体加适宜的辅料制成,中药浸膏粉的粉体学性质如粒径、吸湿性、流动性等直接影响中药配方颗粒的制粒质量。而干燥是制备中药浸膏不可或缺的操作单元之一,对浸膏的粉体学性质有较大影响。因此,中药浸膏的干燥工艺与中药配方颗粒的制粒质量存在一定相关性。通过文献调研,归纳了各主要制粒方法的工程原理与特点,分析了制粒质量评价要素,并结合实验研究,以粉体学性质为视角探讨了浸膏干燥工艺与中药配方颗粒制粒质量的相关性,并提出应重视中药浸膏的干燥工艺研究,以期进一步提高中药配方颗粒的制粒质量。     

影响高速搅拌湿法制粒产物的穿心莲混合粉体关键物理特性参数研究

该文研究关键粉体物理特性参数对高速搅拌湿法制粒产物性质的影响。以穿心莲提取物为模型药物,采用4种制备工艺,分别与微晶纤维素和淀粉按质量比1∶0.5,1∶1,1∶2混合制备混合粉体,采用高速搅拌湿法制粒。以颗粒收率、团块和细粉比例,颗粒休止角及颗粒Hausner ratio为指标评价制粒产物性质,并通过逐步回归分析方法研究粉体物理特性参数对制粒产物性质的影响。物料休止角、含水量、孔体积、密度以及与水的接触角是影响制粒产物性质的关键粉体物理特性参数。中药浸膏混合粉体关键物理特性参数是影响高速搅拌湿法制粒的重要因素,从物理因素角度分析了关键粉体物料特性参数对中药浸膏粉体制粒的影响。     

质量源于设计在银杏叶片制粒工艺中的应用(Ⅰ):颗粒粉体学性质综合评价

该文以银杏叶片湿法制粒工艺中颗粒中间体为研究对象,采用粉体学评价方法表征颗粒的堆积性、均一性、流动性、可压性和稳定性。建立了由松装密度、振实密度、颗粒分布宽度、粒径范围、相对均齐度指数、纵横比、豪斯纳比、休止角、流动时间、颗粒间孔隙率、卡尔指数、比表面积、孔体积、孔径分布、干燥失重和吸湿性16个指标构成的颗粒物理指纹谱。通过可压性参数(参数指数、参数轮廓指数和良好可压性指数)分析颗粒压缩特性。运用主成分分析从不同批次颗粒物理指纹谱信息中提取出2个主成分:第一主成分代表颗粒尺寸参数,第二主成代表颗粒形态参数。中药颗粒物理指纹谱可帮助评价不同批次颗粒质量一致性,分析颗粒质量属性对产品质量的潜在影响,为中药颗粒控制和工艺研发提供指导。     

中药大品种制造关键质量属性表征：粉末与颗粒物理属性的苏黄止咳胶囊中间体过程质量控制方法研究

粉末与颗粒物理属性是中药大品种苏黄止咳胶囊过程控制的关键质量属性。该文以生产真实世界的25批苏黄止咳胶囊干膏粉与颗粒中间体为研究对象,首先,建立了19个物理指标的苏黄止咳胶囊的粉末与颗粒物理属性检测方法。结果表明干膏粉经制粒后的颗粒,粒径变小,粒径分布范围变宽,流动性变差,易造成胶囊装量超限问题。其次,采用相关性分析、主成分分析及聚类分析法进行数理统计。相关性分析结果表明干膏粉中密度大小影响色度及流动性,同时,在颗粒中粒径对色度及流动性的影响强于密度对色度及流动性的影响。研究还发现干膏粉的粒径和吸湿性是影响颗粒物理属性的潜在关键物理属性。进一步,主成分分析及聚类分析结果表明干膏粉与颗粒批次间物理属性一致性相对较差。为此进行相似度分析,建立基于物理指纹图谱的粉末与颗粒的质量控制方法。结果表明,25批干膏粉物理指纹图谱相似度为0.639～0.976,颗粒的物理指纹图谱相似度为0.716～0.983,以相似度0.85为阈值,可以判别物理属性异常批次。该研究最终建立了基于粉末与颗粒物理属性的苏黄止咳胶囊过程质量控制方法,实现了异常批次的判别,为苏黄止咳胶囊过程质量控制提供参考。     

中药大品种制造关键质量属性表征：粉末物理属性的银杏叶提取物物料质量控制方法研究

银杏叶提取物物理属性是银杏叶制剂制造过程控制的关键质量属性。该研究以53批不同来源银杏叶提取物生产真实世界物料为研究对象,从3个层次开展研究。首先,基于粉体学评价方法,综合表征了银杏叶提取物生产真实世界物料5个维度共29个物理属性的质量参数,共1 537个数据点。进一步采用物理指纹图谱技术,结合相似度评价,从整体角度分析了53批银杏叶提取物的粉末物理属性具有明显差异,物理指纹图谱相似度为0.876～1.000。其次,构建了系统聚类分析(hierarchical clustering analysis, HCA)和主成分分析(principle component analysis, PCA)模型,实现了不同来源银杏叶提取物生产真实世界物料的可靠辨识和区分;并创建多变量统计过程控制(multivariate statistical process control, MSPC)模型,建立银杏叶提取物物料Hotelling T~2和平方预测误差(squared prediction error, SPE)控制图,结果发现B_(21)批次的SPE得分远超出99%的置信限22.495 9,A_1和C_(10)批次的SPE得分超出95%的置信限16.099 2,实现了银杏叶提取物生产真实世界物料中异常样品的判定。最终,建立了银杏叶制剂生产过程物料银杏叶提取物的物理质量控制方法,为银杏叶制剂制造过程质量控制方法提供参考依据。     

微晶纤维素颗粒外加技术对铁皮石斛复方片崩解时间的影响

目的 考察微晶纤维素颗粒外加技术对铁皮石斛复方片崩解时间的影响。方法 建立一种微晶纤维素颗粒外加技术，应用于铁皮石斛复方片的成型工艺中，并运用正交设计对制粒参数进行优化。结果 以铁皮石斛复方提取物为原料，添加适量山梨糖醇，采用90%乙醇湿法制粒，作为主药颗粒；采用60%乙醇湿法制粒，将微晶纤维素、聚维酮K30(1∶0.2)制成微晶纤维素颗粒，作为崩解剂颗粒。主药颗粒与崩解剂颗粒按2∶1比例投料，再与适量高膨胀型羧甲淀粉钠、二氧化硅粉末混合均匀，进行压片。传统成型工艺所得铁皮石斛复方片崩解时间为45～50 min,而微晶纤维素颗粒外加技术所得片剂崩解时间为25～30 min,并且其硬度、脆碎度符合要求，多糖、皂苷含量均匀。结论将微晶纤维素颗粒外加技术应用于铁皮石斛复方片的成型工艺中时，可有效减少片剂崩解时间。该技术可为崩解度较差的中药提取物片剂提供一定的指导思路。     

高速搅拌湿法制备穿心莲颗粒过程中润湿剂的动态分布规律

目的研究穿心莲粉体高速搅拌湿法制粒过程润湿剂在颗粒中的动态分布规律。方法以模型药物穿心莲-微晶纤维素(MCC)质量比为1∶1.5制备混合粉体,60%乙醇为润湿剂,高速搅拌湿法制粒。以荧光素钠为示踪剂加入润湿剂中,检测荧光素钠在制粒过程不同时间点颗粒中的量。结果在制粒初期润湿剂分布不均匀,局部过度润湿,部分未被润湿,制粒结果出现两极分化,制粒时间增加,润湿剂分布逐步均匀化,颗粒粒径呈近单峰分布。结论高速搅拌湿法制备穿心莲颗粒过程中,润湿剂随时间分布符合一级动力学模型。     

基于质量源于设计理念构建多糖组分干法制粒前馈控制模型

目的:建立多糖组分干法制粒前馈控制模型,用于指导关键工艺参数(CPPs)在设计空间内的调整优化,以减少原料性质波动对药品质量的影响.方法:以黄芪浸膏粉为模型药,通过Box-Behnken设计确定干法制粒CPPs的设计空间,采用混料设计制备具有不同粉体性质的黄芪混合粉,运用方差膨胀因子(VIF)对粉体性质进行多重共线性诊...     

基于QbD理念优选川明参口含片的制备工艺

目的:基于QbD理念研究川明参口含片的制备工艺,并对其中间体颗粒进行物理质量标准评价。方法:以川明参提取物为主药,采用湿法制粒压片,通过单因素试验筛选辅料,考察口含片的成型率、片重差异、硬度、脆碎度和崩解时限,从而确定川明参口含片的最佳处方。采用粉体学评价方法对川明参颗粒各项物理质量属性指标进行综合表征,建立由9个指标(相对均齐度指数、颗粒间空隙率、卡尔指数、松密度、振实密度、干燥失重、吸湿性、豪斯纳比、休止角)构成的颗粒物理指纹图谱,评价不同批次颗粒的质量一致性并对其压缩性进行分析,按照2015年版《中国药典》片剂项下要求对川明参口含片进行质量评价。结果:川明参口含片的最佳配方为川明参浸膏30%,微晶纤维素23%,乳糖46%,硬脂酸镁0.7%,加70%乙醇适量。制备工艺条件为16目筛制粒,55℃干燥1 h,18目筛整粒。5批川明参颗粒物理指纹图谱相似度均0.944,可压性评价参数均在可接受范围内,具有较好的可压性,川明参口含片的硬度、片重差异等各项指标均符合要求。结论:优选的川明参口含片制备工艺及中间体颗粒物理质量标准科学合理,为其他中药口含片的研发提供了新思路。     

人参超微粉片制剂工艺研究

目的:处方以人参超微粉为主药,筛选辅料配比,比较粉末直压法和湿法制粒所得片剂质量差异,优化人参超微粉片制剂工艺。方法:调节填充剂、崩解剂、润湿剂的含量及配比,确定适宜的处方制片,对所制得的片剂采用香草醛-冰醋酸显色法以Re为对照测定提取物中总皂苷含量。结果:粉末直压法最佳工艺:人参超微粉、微晶纤维素与麦芽糊精按1∶0.6∶2.4的比例压片,所得片剂含药量为25%,硬度为65.7N,崩解时限为12.25min,总皂苷含量为4.695mg·g-1。湿法制粒压片处方:人参超微粉含量58.14%,微晶纤维素含量16.28%,麦芽糊精含量25.58%,硬脂酸镁含量1%,浓度为65%乙醇适量,硬度为60.7N,崩解时限为12.23min,总皂苷含量为9.416mg·g-1。所得片剂呈黄白色,色泽均匀,表面光滑完好,组织状态均匀。结论:确定了粉末直压法和湿法制粒法最佳工艺,所得片剂质量均符合《中华人民共和国药典》规定,而湿法制粒较粉末直压法所制得片剂含药量及皂苷含量更高。     

玄麦甘桔含片浸膏粉的粉体学性质与制粒工艺研究

目的:考察玄麦甘桔含片浸膏粉的粉体学性质与制粒工艺的相关性。方法:分别采用带式干燥法、微波干燥法和喷雾干燥法对玄麦甘桔含片浸膏进行干燥,比较浸膏粉的流动性、吸湿性、成型性等粉体学性质。将制成的膏粉以湿法制粒、喷雾制粒两种方式制成颗粒,比较颗粒的流动性及吸湿性。结果:3种干燥方法中喷雾干燥产物压缩度和扩张强度最大,但吸湿性最强;带式干燥产物的吸湿性最弱,压缩度和扩张强度仅次于喷雾干燥产物;微波干燥产物压缩度和扩张强度最小,吸湿性介于喷雾干燥和带式干燥之间。制成颗粒的粉体学性质与膏粉呈正相关。结论:综合考虑浸膏粉及颗粒的可压性、吸湿性,选择带式干燥法为玄麦甘桔含片浸膏的最佳干燥方法,颗粒制备工艺选择喷雾制粒。     

国产微晶纤维素与Avicel性能的比较

 目的 比较国产微晶纤维素和日本旭化成Avicel几种型号微晶纤维素作为片剂辅料的各项性能。方法 测定并比较各种微晶纤维素的粒径、流动性、溶胀性、崩解性等性能,并以马来酸氯苯那敏为模型药物,湿法制粒压片,考察片剂的崩解度。结果 国产微晶纤维素的一些性能比Avicel差。但湿法制粒时,其崩解作用优于Avicel PH101。 结论 国产微晶纤维素不宜用于粉末直接压片,但能够应用于湿法制粒。     

基于浸膏物理指纹谱评价不同干燥方式对浸膏粉体性质的影响

目的研究不同干燥方式对丹参浸膏粉体学性质的影响。方法以丹参提取物为模型药物,通过减压干燥、真空微波干燥及喷雾干燥得到3种浸膏粉,以粒径、粒径分布宽度、粒径范围、松密度、振实密度、豪斯纳比率、休止角、压缩度、黏性、比表面积、孔体积、含水量和吸湿性13个物理指标综合评价粉体学性质,并将粉体物理属性归纳为均一性、堆积性、流动性、可压性和稳定性5个方面,建立相应的物理指纹谱。通过物理属性数值评价粉体学性质;运用相似度评价法比较3种粉体的相似度;构建参数指数、参数轮廓指数以及良好可压指数,用于分析粉末的可压性。结果 3种干燥方式所得粉体均具有较差的流动性和稳定性,其中减压干燥和真空微波干燥粉体具有良好的堆积性,喷雾干燥粉体具有优越的均一性和可压性;由相似度可知,喷雾干燥与减压干燥浸膏粉体学性质相似度为79%,与真空微波干燥的相似度为81.3%。结论中药物理指纹谱可用于评价不同干燥方式对中药提取物粉体学性质的影响,以及物理性质对药物成型性的影响,为中药浸膏粉体提供了新的评价模式。