ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА КАПСУЛ
Капсулы (от лат. Capsula – футляр или оболочка) – это дозированная лекарственная форма, состоящая из лекарственного средства, заключенного в оболочку.
Первые сообщения о капсулах найдены в Папирусе Эберса, датированном около 1500 годом до н.э. Следующее упоминание относится к 1730 году, когда венецианский фармацевт де Паули сделал облатированную капсулу с целью спрятать «плохой вкус» чистого терпентина.
Спустя сто лет (1833) в Париже выдан патент фармацевтам François Achille Barnabé Mothes (Моте) и Joseph Gérard Auguste Dublanc (Дюблан), применивших оригинальный способ получения желатиновых капсул, путем погружения кожаных мешочков с ртутью в расплав желатина.
В настоящее время капсулированные лекарственные средства приобретают все большее значение. Так, за рубежом среди дозированных лекарственных форм промышленного производства препараты в капсулах занимают третье место после таблеток и ампулированных растворов.
В зависимости от содержания пластификаторов и по технологическому принципу различают два типа капсул:
твердые, с крышечками (Capsulae durae operculatae);
мягкие, с цельной оболочкой (Capsulae molles).
Мягкие капсулы получили свое название потому, что наполнитель помещается в еще мягкую эластичную оболочку в процессе их изготовления. Затем капсулы подвергаются дальнейшим технологическим процессам, в результате которых первоначальная эластичность оболочки может теряться частично или полностью. Такие капсулы имеют цельную оболочку, которая бывает эластичной или жесткой. Иногда в состав оболочки мягких капсул входит действующее вещество.
Твердые капсулы заполняют после того, как полностью пройдет весь технологический процесс формования, и они приобретут соответствующую упругость и жесткость. Твердыекапсулы имеют двухсекционное строение и могут быть изготовлены заранее, а наполнение их лекарственными веществами осуществляется по мере необходимости.
Капсулы предназначены для орального, реже для ректального, вагинального и других способов введения. В зависимости от локализации оральные капсулы подразделяются на:
· сублингвальные;
· желудочнорастворимые;
Отдельную группу составляют капсулы с регулируемыми скоростью и полнотой (пролонгированием) высвобождения лекарственных веществ – ретард-капсулы. Капсулы с модифицированным высвобождением имеют в составе содержимого или оболочки (или и в том и другом одновременно) специальные вспомогательные вещества, предназначенные для изменения скорости или места высвобождения действующих веществ.
Кишечно-растворимые капсулы также относят к средствам с модифицированным высвобождением, которые должны быть устойчивыми в желудочном соке и высвобождатьдействующие вещества в кишечнике. Они могут быть изготовлены покрытием твердых или мягких капсул кислотоустойчивой оболочкой или методом наполнения капсул гранулами или частицами, покрытыми кислотоустойчивыми оболочками.
Некоторые виды капсул имеют самостоятельное название:
Тубатины – это специальная детская лекарственная форма, представляющая собой мягкие желатиновые капсулы с «удлиненной шейкой», предназначенные для маленьких детей, не умеющих глотать таблетки. При надкусывании шейки ребенок всасывает содержимое капсул.
Спансула – это твердая желатиновая капсула для внутреннего применения, содержащая смесь микрокапсул (микродраже) с жировой оболочкой и различным временем растворениялекарственных веществ.
Медула – твердая желатиновая капсула, содержащая микрокапсулы с пленочной оболочкой.
В спансулы и медулы можно помещать три, четыре и даже более пяти типов микрокапсул с разной оболочкой и временем высвобождения ядра, а значит пролонгировать действие лекарственных веществ.
Cпансулы и медулы относят к капсулам с модифицированным высвобождением действующих веществ.
В последние годы появились работа по созданию мягких эластичных капсул для жевания.
Интерес к желатиновым капсулам объясняется их высокой биодоступностью и целым рядом преимуществ: они имеют красивый внешний вид; легко проглатываются; проницаемы для пищеварительных соков; лечебное действие содержимого проявляется через 5-10 минут после введения; оболочка из желатина непроницаема для летучих жидкостей, газов, кислорода воздуха (что очень важно для сохранности легкоокисляющихся средств); заключение в оболочку удобно для отпуска веществ, имеющих красящий эффект или неприятный вкус и запах, поскольку разрушение ее и высвобождение действующих веществ происходит в определенном отделе желудочно-кишечной системы. Поэтомукапсулы весьма перспективны для применения в педиатрии и геронтологии.
Как преимущество капсул следует отметить возможность с их помощью улучшать терапевтическую активностьдействующих веществ, способствовать пролонгированию последних, обеспечивать растворение в определенном отделе ЖКТ и ректальное применение.
Ректальное применение капсул обусловлено высокой всасывательной способностью слизистой оболочки прямой кишки, что приводит к экономии лекарственного средства, заключенного в оболочку. Ректокапсулы быстрее высвобождают содержимое, не оказывая раздражение на слизистую кишечника.
При производстве капсулированных лекарственных средств соблюдается высокая точность дозирования, так как изготовление их почти полностью механизировано и автоматизировано.
В мягких и твердых капсулах можно капсулировать препараты в неизменном виде, не подвергая их влажной грануляции, тепловому воздействию, давлению, как в случае производстватаблеток. Кроме того, число факторов, влияющих на процессы высвобождения и всасывания лекарственных веществ из капсул, значительно меньше, чем у других лекарственных форм.
Широкие возможности назначения лекарственных средств в форме капсул вызвали увеличение их производства и потребление.
Разнообразен ассортимент капсулированных препаратов за рубежом. Капсулируют лекарственные вещества различной химической природы и направленности действия, включая препараты растительного происхождения, витамины, антибиотики и их смеси в разнообразных комбинациях с другими веществами, снотворные, противосудорожные, транквилизаторы, антигельминтные, слабительные, диуретики, анальгетики, сложные витаминные составы с микроэлементами. Особенно разнообразные комбинации ацетилсалициловой кислоты с различными веществами (аскорбиновой кислотой, атропином, барбитуратами, камфорой, фенацетином, эфедрином и др.).
Кроме большого спектра лекарственных и лечебно-профилактических средств, в капсулы инкапсулируют различные пищевые добавки, препараты для ветеринарии, косметические средства (ароматизаторы для ванн, масла и т.д.).
В нашей стране номенклатура капсулированных препаратов находится на стадии развития, с каждым годом увеличиваясь.
Характеристика основных и вспомогательных веществ
Для получения капсул применяют пленкообразующие высокомолекулярные вещества, способные давать эластичные пленки и характеризующиеся определенной прочностью: зеин, парафин, жиры и воскоподобные вещества,метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, полиэтилен, поливинилхлорид, альгинат натрия, соли акриловой кислоты и др.
Одним из наиболее распространенных формообразующих материалов для производства капсул является желатин. Это продукт частичного гидролиза коллагена, образующего главную часть соединительной ткани позвоночных. В основе белковой молекулы желатина лежит полипептидная цепь, образуемая 19 аминокислотами, большинство из которых незаменима для организма человека.
Основными из них являются: глицин, пролин, оксипролин, глутаминовая кислота, аргинин, лизин. Желатин легко и быстро усваивается даже при тяжелых нарушениях со стороны желудочно-кишечного тракта, не токсичен и не оказывает побочных реакций.
Однако, он является неоднородным веществом и представляет собой систему различных фракций, генетически связанных друг с другом и отличающихся лишь различной степенью сложности.
Для получения стабильной капсульной оболочки в состав желатиновой основы могут входить различныевспомогательные вещества, разрешенные к применению: пластификаторы,стабилизаторы, консерванты, ароматизирующие вещества, красители и пигменты.
С целью улучшения структурно-механических свойств и обеспечения соответствующей эластичности, увеличения прочности и уменьшения хрупкости оболочек, в состав желатиновоймассы вводят пластификаторы. С этой целью используются многие вещества, из них наиболее популярными являются глицерин, сорбит, ПЭО-400, полиэтиленгликоль, полипропилен, полиэтиленсорбит (3-15%) с оксиэтиленом (4-40%), гексантропол и др. Для получения твердых капсул желатиновая масса содержит небольшое количество пластификаторов (до 0,3-1,0%), для мягких – их количество увеличивается до 20-45%. В ряде случаев желатиновые капсулы становятся более устойчивыми при частичной или полной замене в составе оболочки глицерина сорбитом, ПЭО-400 или другими пластификаторами.
Среди недостатков желатиновых капсул можно отметить высокую чувствительность к влаге. Это требует соблюдения определенных условий их хранения. Для преодоления этого недостатка предложен способ изготовлениякапсул, где вместо желатина используется зеин и другие пленкообразующие вещества, устойчивые к воздействию влаги.
Для капсулирования сложных составов витаминов японскими исследователями предложен метод получения «двойных» капсул. Водорастворимые витамины покрывают пленкой из воскоподобных веществ, а затем гидрофильнойпленкой из желатина.
Желатиновая масса является прекрасной средой для размножения микроорганизмов. Для обеспечения антимикробной устойчивости оболочек в состав массы вводят консерванты: смесь салициловой кислоты (до 0,12%) с калия (натрия) метабисульфитом (до 0,2%), кислоту бензойную и натрия бензоат (0,05-0,1%), нипагин (0,1-0,5%).
Чтобы придать капсулам привлекательный товарный вид или предохранить активные вещества от фотохимических реакций в состав желатиновой основы вводят корригирующие вспомогательные вещества. Иногда в желатиновую основу добавляют ароматизирующие вещества (эфирные масла, эссенции, этил-ванилин 0,1%), придающие капсулам приятный запах.
Добавление веществ сладкого вкуса (сахарный сироп, сахароза, глюкоза и других) улучшает вкус капсул при проглатывании. Для окраски оболочек капсул применяют красители, разрешенные к медицинскому применению: эозин, эритрозин, кислотный красный 2С, тропеолин 00, индиготин, индиго, окрашенные сахара (руберозум, флаворозум, церулезум), а также разнообразные их сочетания.
Из пигментных красителей используют оксиды железа, белый пигмент двуокись титана, который окрашивает капсулы в белый цвет, делая их одновременно непрозрачными.
В зависимости от используемых красителей и пигментов капсулы подразделяют на следующие группы:
· натуральные прозрачные;
· окрашенные прозрачные;
· окрашенные непрозрачные;
· двухцветные прозрачные и/или непрозрачные;
· сочетание прозрачных и непрозрачных частей.
Цвет – один из наиболее надежных способов идентификации лекарств, однако он не должен нести в себе фактор риска. Как показывает практика, многие пациенты соотносят соответствующий цвет с определенным фармакологическим эффектом. Цвет может снижать или усиливать эффект, напряжение снижается или усиливается в зависимости от реакции пациента на цвет. Эти открытия были подтверждены и расширены группой американских ученых. Исследования показали, что определенные цвета имеют большую степень ассоциативности со специфическими показаниями. Так, желтый, оранжевый и лавандовый оттенки имеют психостимулятивный эффект и поэтому подходят для антидепрессантов. Белый – часто ассоциируется с облегчение боли. Однако некоторые цвета (серый, темно-синий, светло-зеленый) не могут быть точно распределены по назначениям препаратов в капсулах. В этом случае используется цвет нейтральный, не способный усиливать любое специфическое повышение эффективности лекарственного средства.
Для предотвращения растворения капсул в желудке и получения кишечно-растворимой формы в фармацевтической промышленности используются кислотоустойчивые пленочные покрытия из ацетофталата целлюлозы, поливинилацетатфталата, фталата декстрина, лактозы, маннита, сорбита, воскоподобных веществ. За рубежом широко используют сополимеры акриловой кислоты с винилацетатом.
На основе сополимеров алифатических эфиров акриловой и метакриловой кислот разработаны покрытия, растворимые в желудке или кишечнике. В настоящее время наиболее применим метод нанесения кишечно-растворимого пленочного покрытия на гранулы, микрокапсулы или пеллеты. Для придания капсулам пролонгированных свойств используют технологические приемы введения специальных ингредиентов в составы наполнителей. Обычно применяют комбинации веществ препятствующие быстрому высвобождению действующих компонентов, среди которых чаще всего используют акриловые полимеры, производные целлюлозы и другие вещества.
Производство желатиновых капсул
Производство желатиновых капсул – сложный технологический процесс, состоящий из следующих стадий:
· приготовление желатиновой массы;
· изготовление (формование) желатиновых оболочек;
· наполнение капсул;
· их обработка;
· контроль качества (стандартизация).
В процессе изготовления капсул стадии могут совмещаться.
В настоящее время существуют два метода приготовления капсульной основы: с процессом набухания и без процесса набухания желатина.
По первому процессу приготовления желатин в реакторе заливают холодной водой с температурой 15-18°С для набухания в течение 1,5-2 часов.
Набухший желатин расплавляют при температуре 45-75°С в зависимости от его концентрации, при работающей мешалке в течение 1 часа. Реактор должен быть снабжен водяным кожухом с автотерморегулированием.
После растворения желатина добавляют консерванты, пластификаторы и другие вспомогательные вещества, продолжая перемешивание в течение 0,5 часа. После отключения мешалки и обогрева желатиновую массу оставляют в реакторе в течение 1,5-2 часов с подключением вакуума для удаления из массы пузырьков воздуха.
Приготовленную массу передают для стабилизации в термостатирующую емкость с контролируемой температурой и выдерживают при температуре 45-60°С (в зависимости от концентрации желатина) в течение 2,5-3 часов. Перед началом капсулирования контролируют величину вязкости.
Такая технология связана с высокой концентрацией желатина и обычно применяется для получения капсул методомпрессования.
Для приготовления желатиновой массы без процесса набухания в закрытый реактор, снабженный водяной рубашкой, автоматическим регулятором температур и лопастной мешалкой, вносят рассчитанный объем воды очищенной и нагревают до 70-75°С. В нагретой воде последовательно растворяют консерванты, пластификаторы и другие вспомогательные вещества, после чего загружают желатин при включенной мешалке. Перемешивают до его полного растворения. Далее поступают так же, как при получении массы с процессом набухания желатина, контролируют временные параметры растворения желатина, работы мешалки и стабилизации желатиновой массы.
Процесс капсулирования проходит в условиях термостатирования желатиновой массы при температуре не менее 40-45°С.
Мягкие желатиновые капсулы
Мягкие желатиновые капсулы могут иметь сферическую, овальную, продолговатую или цилиндрическую форму с полусферическими концами, со швом и без него. Капсулы могут быть различных размеров, вместимостью от 0,1 до 1,5 мл. Шовные мягкие капсулы могут вмещать до 7,5 мл (ароматизаторы для ванн). В них инкапсулируют вязкие жидкости, масляные растворы, пастообразные лекарственные вещества, текучие суспензии, не вступающие во взаимодействие сжелатином. Содержимое капсул может состоять из одного или более лекарственных веществ с возможным введением различны вспомогательных веществ, разрешенных к медицинскому применению.
Изготовление мягких желатиновых капсул в заводских условиях производится двумя методами: капельным и прессованием
Капельный метод.
Капельный метод получения мягких желатиновых капсул впервые предложен голландской фирмой «Globex» («Глобекс»). Этот метод основан на явлении образования желатиновой капли с одновременным включением в нее жидкого лекарственного вещества, что достигается применением двух концентрических форсунок
Расплавленная желатиновая масса (5) поступает по обогреваемому трубопроводу в жихлерный узел (1), представляющий собой коническую трубчатую форсунку, откуда выталкивается одновременно с подачей через дозирующее устройство (2) лекарственного средства (6), заполняющего капсулу в результате двухфазного концентрического потока. С помощью пульсатора (3) капли отрываются и поступают в охладитель (4), представляющий циркуляционную систему для формирования, охлаждения и перемешивания капсул.
Сформированные капсулы попадают в охлажденное вазелиновое масло (14°С), претерпевая круговую пульсацию, приобретают строго шарообразную форму (7).
Капсулы отделяют от масла, промывают и сушат в специальных камерах (скорость воздушного потока 3 м/с), что позволяет быстро удалять влагу из оболочки капсулы.
Метод характеризуется полной автоматизацией, высокой производительностью (28-100 тыс. капсул/ч), точностью дозирования лекарственного вещества (±3%), гигиеничностью и экономичностью расхода желатина.
Несмотря на многие преимущества, данный метод не может быть универсальным, ограничиваясь как размерами капсул – от 300 мг до микрокапсул, так и содержимым (плотность ивязкость содержимого должно быть близким к маслу).
Капельный метод является очень удобным для капсулирования жирорастворимых витаминов A, E, D, K и растворов нитроглицерина, валидола и др. Капсулы, получаемые капельным методом, легко узнаются по отсутствию на них шва
Метод прессования
Принцип метода заключается в получении желатиновых лент, из которых штампуют капсулы. Полученные таким способом капсулы имеют горизонтальный шов.
Существуют несколько типов линий производящих мягкие капсулы методом прессования: «KS-4» (Германия), «Scherer» (США), «Accogel Lederle» (Англия).
Первоначальные конструкции состояли из матриц, соответствующих половине капсулы. Готовую желатиновую ленту помещали на нагретую матрицу. Лента слегка подплавлялась и выстилала углубление матрицы, в которое поступало лекарственное вещество. Сверху помещалась вторая желатиновая лента и накрывалась верхней матрицей. Обе матрицы соединяли и помещали под пресс, где формировались капсулы со швом по периметру (рис. 3.3). Однако такие машины имели ряд недостатков и были малопроизводительными. Американский инженер Роберт Шерер предложил горизонтальный пресс заменить двумя противоположно вращающимися барабанами, с матрицами (рис. 3.4). Две непрерывные желатиновые ленты, получаемые путем пропускания через систему охлажденных роликов (валов), подаются на вращающиеся барабаны с противоположных сторон. На поверхности барабанов имеются матрицы, которые определяют половину формы получаемых капсул. Ленты из желатина точно повторяют форму матрицы, и по мере того, как противолежащие формы матрицы совмещаются через отверстия в клиновидном устройстве, производится дозирование содержимого капсул.
Машины такого типа отличаются высокой точностью дозирования (±1%) и большой производительностью. Разработанные метод получил название ротационно-матричного.
Фирмой «Leiner» («Лейнер» Англия) сконструирована и усовершенствована капсульная машина «SS-1» для получения мягких желатиновых капсул с жидкими и пастообразными веществами различных размеров и форм. Автомат выполняет все операции по формированию, наполнению и запечатыванию капсул с большой производительностью и высокой точностью дозировки (±1%) (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Принцип работы автоматической линии фирмы «Лейнер»
Процесс капсулирования на линии «Leiner» начинается с приготовления желатиновой массы в чугунно-эмалированном реакторе с процессом набухания желатина. Реактор должен иметь паровую рубашку, автоматический регулятор температур, якорную мешалку (25-30 об/мин), воздушный кран и подводку вакуума.
Готовую желатиновую массу из реактора-термостата (1) подают по двум обогреваемым трубопроводам (4) в правый и левый распределительные бункеры (5) с нагревательными элементами (6) и затворами (заслонками) (7). Высота зазора для выливания массы на барабаны желатинизации регулируется затворами и в зависимости от этого получаютжелатиновыеленты определенной толщины. Капсульная масса, проходя через систему охлажденных валиков (роликов) (8, 9), застывает, образуя ленту. На обе ее стороны наносится слой вазелинового масла (для лучшего скольжения) и лента подается на штамповочные барабаны, которые движутся навстречу друг другу. На барабанах помещены матрицы (13) с выступами (14, 15).
В момент соприкосновения пресс-форм желатиновые ленты вдавливаются в матрицы под давлением лекарственного вещества, подаваемого поршневыми дозаторами через распределительный сегмент (11), образуя половинки капсулы, которые тут же склеиваются между собой. Форма капсулы определяется конфигурацией матрицы. Полученные капсулыпромывают изопропиловым спиртом и сушат сначала в барабанной сушилке при температуре 24°С и относительной влажности 20-35%, а затем в туннельной сушилке в течение 12-18 ч. до остаточного содержания влаги не более 10%.
Как показал прогноз развития технологии капсулирования, из трех существующих способов получения капсул наиболее перспективным является ротационно-матричный метод.
Твердые желатиновые капсулы
Твердые желатиновые капсулы предназначены для дозирования сыпучих порошкообразных, гранулированных и микрогранулированных веществ. Они имеют форму цилиндра с полусферическими концами и состоят из двух частей – корпуса (тела) и крышечки, которые должны свободно входить одна в другую, не образую зазоров. Для обеспечения «замка» они могут иметь специальные канавки и выступы.
В последние годы появились препараты в твердых желатиновых капсулах с легкотекучими наполнителями. Для предотвращения возможного вытекания и дополнительной герметизации их из капсул применяют специальные технологические приемы: термо-механическая или ультразвуковая сварка, наложение бандажа из сложнокомпонентных желатиносодержащих растворов, низкомолекулярная термическая герметизация, нанесение пленочного покрытия на всю поверхность капсулы и др.
За последние 50 лет дизайн твердых желатиновые капсулы постоянно совершенствуется в соответствии с изменяющимися требованиями. Так, фирма «Capsugel» в конце 60-х годов заменила капсулу STANDARD (рис. 3.6) с ровными стенками на капсулу SNAP-FIT™. Новая капсула имела две выемки, нанесенные по окружности (одна на корпусе, другая на крышечке), что обеспечивало плотную укупорку после наполнения. Это приспособление делает почти невозможным открытие капсулы.
Рис. 3.6. Твердые желатиновые капсулы1 – STANDARD; 2 – SNAP-FIT™; 3 – CONI-SNAP™;4 – CONI-SNAP™ (с дополнительными 4 ямочками); 5 – CONI-SNAP SUPRO™
Внедрение высокопроизводительных наполняющих машин требовало разработки новых типов капсул. В 1978 году фирма представила усовершенствованную капсулу CONI-SNAP™. Небольшое сужение половинок предотвращает раскол или смятие капсул при наполнении и укупорке.
Наиболее современным нововведением является капсула CONI-SNAP™ с «ямочками», которая представляет дальнейшее развитие капсул. Такая капсула имела 4 ямочковидных выемки в дополнение к двум обычным выемкам. Новый механизм закрытия значительно уменьшает число открываний пустых капсул во время транспортировки и наполнения.
Помимо технологического усовершенствования разрабатывался процесс, направленный на повышение безопасности пациентов, так как в ранее используемых двухстворчатых капсулах можно было изменить содержимое, извлекая или добавляя какое-либо вещество.
Результатом исследований стала капсула CONI-SNAP SUPRO™. Она избавлена от риска манипулирования содержимым, так как ее невозможно открыть руками без повреждений. Капсула состоит из двух частей, но крышечка так сильно накрывает корпус, что виден только его круглый конец.
Этот тип капсул – новое достижение в безопасности лекарств, в области повышенной защищенности лекарственной формы от детей и увеличения твердости капсул за счет двойной стенки.
В зависимости от средней вместимости капсулы выпускают восьми размеров.
Твердые желатиновые капсулы получают методом погружения. Сущность метода заключается в том, что формирование оболочек осуществляется за счет погружения охлажденных, смазанных маслом рам со штифтами в готовую капсульную массу.
В зависимости от различных модификаций отдельных механизмов и устройств, а также формы рам-держателей и их количества имеются разные конструкции машин, работающие по принципу погружения, выпускаемые фирмами «Colton», «Parke, Davis&Co», «Elli Lilli» (США), «Zanazi» (Италия), «Hofliger und Karg» (Германия).
В качестве примера рассмотрим процесс изготовления твердых капсул на полуавтомате американской фирмы «Colton» («Колтон»), состоящей из «макательной ванны» в термостатируемом кожухе, погружающего механизма со штифтами, сушильной установки, автоматического узла для подрезания, снятия и комплектования капсул.
Цилиндрические формы-штифты (оливы) на раме-держателе плавно погружаются с помощью автоматического устройства в желатиновую массу и, вращаясь вокруг своей оси, поднимаются, давая стечь избытку массы. Правильное распределение желатиновой пленки обеспечивается точной регулировкой скорости вращения рамы, вязкостью желатина и глубиной окунания. В результате капсулы имеют однородную стенку определенной толщины.
Полученные оболочки подвергаются сушке, сначала при температуре воздуха 26-27°С и относительной влажности 45-50%, затем при температуре 18°С до относительной влажности 10-15%. Из сушильной установки рамы подаются в автоматический узел, где оболочки капсулы сначала подрезаются ротационным ножом, а затем снимаются механическими лапками и подаются в блок комплектации. Штифты очищаются, смазываются маслами, после чего технологический цикл продолжительностью 45-47 минут повторяется.
Пустые твердые капсулы наполняются лекарственными веществами на специальных наполняющих автоматах.
Автоматы для наполнения капсул
Наполнение мягких желатиновых капсул происходит с помощью поршневых вакуумных автоматов, отличающихся большой точностью дозировки (±2-3%) и высокой производительностью
Для наполнения твердых желатиновых капсул используют автоматы различных фирм, отличающиеся производительностью (от 20 до 150 тыс./ч), точностью дозирования (2-5%) и строением дозатора. В зависимости отсыпучести и степени дисперсности (зернистости) фасуемого лекарственного вещества, автоматы работают со шнековыми, вакуумными или вибрационными дозаторами.
Наполнение твердых желатиновых капсул проводится в пять операций (рис. 3.7):
Рис. 3.7. Стадии процесса наполнения твердых желатиновых капсул
· Ориентировка пустых капсул.
· Разделение (вскрытие) пустых капсул.
· Наполнение корпуса капсулы.
· Соединение и закрытие тела и крышечки капсулы.
· Выброс наполненных капсул.
Наполнение корпуса капсул – наиболее ответственная из этих операций. Воспроизводство и точность дозирования зависит от характеристики наполнителя, метода наполнения и типа заполняющей машины.
Если необходимо улучшить сыпучие свойства наполнителя, то добавляют скользящие вспомогательные вещества. Например, введение 0,1-0,3% аэросила или магния стеарата вместе с 0,5-1,0% талька может быть достаточным.
Установлено, что утрамбованные порошки в капсулах распадаются в два раза дольше, чем свободно заполненные, но разница становится незначительной, при введении дезинтегрантов – веществ, способствующих деагрегации инкапсулированной порошковой массы. В этом качестве применяют аэросил, карбонат кальция, тальк.
При инкапсулировании пастообразных масс возникает необходимость введения тиксотропов – веществ, придающих необходимую текучесть. Они могут изменять вязкость легкотекучих масс для заполнения капсул. С этой целью вводятся полиэтиленгликоли, воски, соевый лецитин и др.
В большинстве случаев активные вещества инкапсулируют в форме порошков или гранул. Однако, микрокапсулы, микродраже, таблетки (покрытые и непокрытые оболочками), маленькие желатиновые капсулы, пасты и жидкости с высокой вязкостью по отдельности или в различных комбинациях могут заполняться без особых трудностей (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Комбинации наполнителей для твердых желатиновых капсулы1 – порошок; 2 – гранулы; 3 – микродраже; 4 – микрокапсулы с жидким или газообразным ядром; 5 – комбинация микрокапсул; 6 – паста; 7 – таблетки; 8 – комбинация порошка и таблетки; 9 – комбинация порошка и микрокапсул; 10 – комбинация микрокапсул и таблетки; 11 – комбинация микрокапсул и желатиновой капсулы; 12 – комбинация микрокапсул, порошка и желатиновой капсулы
Наполнение капсул сферическими гранулами (пеллетами), микродраже и микрокапсулами с жировой и пленочной оболочкой, которые имеют хорошие сыпучие свойства, позволяет использовать меньший объем, чем в порошкованных формах. Кроме того, наличие желатиновых оболочек дает возможность защищать материал от неблагоприятных факторов и контролировать высвобождение активных веществ как по скорости, так и по локализации действия. Еще одним преимуществом твердых желатиновых капсул является возможность комбинации (сочетания) нескольких несовместимых веществ в одной мягкой капсуле.
Методы инкапсулирования
В настоящее время в мировой практике используют несколько методов ручного наполнения, на полуавтоматических машинах и на высокоскоростных автоматах с производительностью около 150 тыс. капсул в час.
Наполнение вдавливанием.
Этот метод применяется при ручном наполнении капсул или при использовании простейших полуавтоматических машин. Отвешенным количеством порошка или гранул заполняют корпус капсул, а оставшийся наполнитель вдавливается специальными пуансонами в требуемое число капсул.
Рис. 3.9. Принципиальная схема метода наполнения вдавливанием
Данный метод используется для наполнения испытательных образцов капсул в исследовательских проектах и небольших партий препаратов.
Дисковый метод дозирования.
Дозировочный диск с шестью группами отверстий образует основание вместилища наполнитель, распределенный через эти отверстия, прессуется пятью отдельно отрегулированными уплотняющими устройствами (станциями). Шестая станция служит для перемещения утрамбованного порошка в корпус капсулы. Принцип работы таких машин представлен на рис. 4.10.
Рис. 4.10. Процесс наполнения капсул дисковым методом
Метод позволяет корректировать дозировку, если порошок имеет плохую сыпучесть и тенденцию к формированию комков.
Масса наполнителя может регулироваться изменением давления и повышением или понижением уровня наполнителя. Это позволяет наполнять в капсулы очень малые дозы препаратов.
Поршневые методы дозирования.
Методы основаны на объемном дозировании при использовании дозировочных блоков различной конструкции.
При поршневом скользящем методе наполнитель передается из загрузочного бункера в дозировочный блок, состоящий из сборника и двенадцати параллельных дозировочных цилиндров, отделенных от сборника прокладкой (рис. 3.11). При движении прокладки наполнитель проходит через отверстия в ней и поступает в цилиндры, которые имеют поршни. Дальнейшее движение прокладки перекрывает подачу наполнителя из сборника, после чего поршни опускаются, открывая отверстия в цилиндрах. Через эти отверстия происходит подача наполнителя в корпус капсулы.
Рис. 3.11. Наполнение поршневым скользящим методом
Поршневой дозировочный метод основан на объемном дозировании с помощью специального дозировочного цилиндра. Наполнитель поступает из бункера в дозировочный блок, который расположен вместе с дозировочными цилиндрами. При наполнении цилиндры перемещаются вверх через сборник наполнителя, после чего поднимается поршень до верхней точки цилиндра, способствуя перемещению наполнителя через специальные каналы в корпус капсулы (рис. 3.12).
Рис. 4.12. Принцип работы наполняющего блока при поршневом дозирующем методе. Объяснение в тексте
Трубочный дозировочный метод.
Применяя данный метод, используются трубки специальной формы (дозатор и поршень), которые углубляются в порошкообразный или гранулированный наполнитель. После удаления трубки из наполнителя дозировочный блок поворачивается на 180° и спрессованный порошок выталкивается дозировочным поршнем в корпус капсулы.
Сжатие порошка может регулироваться таким образом, что создается требуемая высота и форма наполнителя (рис. 4.13).
Рис. 4.13. Принцип действия трубочного дозировочного наполнения
Метод двойного скольжения базируется на принципе объемного дозирования. наполнитель дозируют в специальные отделения, из которых он впоследствии поступает в корпускапсулы.
Метод позволяет частично заполнять капсулы. Это существенно когда капсула должна быть наполнена ингредиентами нескольких типов (например, микрокапсулы) (рис. 4.14).
Рис. 4.14. Наполнение методом двойного скольжения
Метод дозировочных цилиндров предназначен для дозирования двух наполнителей в одну капсулу.
Наполнители поступают из бункеров в дозировочные устройства, прикрепленные к плоской пластине с овальными отверстиями для дозирования наполнителей. Базовая пластина прилегает к подвижным дозирующим цилиндрам, которые имеют боковые каналы и поршни. После наполнения первым порошком цилиндр передвигается ко второму дозирующему устройству, где происходит дальнейшее заполнение цилиндра вторым наполнителем. Затем поршень скользит вниз, открывая боковой канал, через который смесь наполнителей попадает в корпус капсулы (рис. 4.15).
Рис. 4.15. Принцип работы дозирующего устройства. Объяснение в тексте
Метод дозировочных трубок. Еще один объемный метод, при котором наполнитель переносится в капсулу с помощью вакуума. Вакуум подведен к дозировочным трубкам, которые последовательно погружаются внутрь вращающегося дозировочного желоба. Объем дозировочной камеры внутри трубки контролируется поршнем (рис. 4.16).
Рис. 4.16. Принципиальная схема метода дозировочных трубок. Объяснение в тексте
Метод наполнения капсул твердыми формами (метод формирования катков). Особенностью данного метода являются наполнители, которые могут быть представлены таблетками, ядрами, таблетками с оболочками, драже, капсулами строго определенных размеров.
Наполнители сферической формы более приемлемы, благодаря своим хорошим показателям сыпучести, центровки, дозирования и выброса из дозировочных каналов.
Оболочки мягких желатиновых капсул должны быть по возможности более твердыми и содержать меньше влаги, кроме того – прочными настолько, чтобы не разрушиться во время процесса наполнения скоростными машинами.
Наполнители из бункера поступают в дозировочный канал, а за счет смещения специальной пластины и работы направляющего стержня попадают в корпус капсулы. Фрагмент работы машины представлен на рис. 4.17.
Рис. 4.17. Принцип работы дозировочного метода формирования катков
В зависимости от конструктивных особенностей наполняющих машин, могут использоваться и другие методы заполнения твердых и мягких желатиновых капсул.
Контроль качества
При оценке качества капсул определяют среднюю массу, однородность дозирования, распадаемость и растворение (согласно статье «Капсулы» по ГФ XI).
Определение средней массы. Взвешивают 20 невскрытых капсул и определяют их среднюю массу, затем – каждую отдельно и сравнивают массу каждой капсулы со средней. Отклонение не должно превышать ±10%.
Определение однородности дозирования. При содержании в капсуле 0,05 г и менее лекарственного вещества испытания проводят согласно статье «Таблетки», если нет других указаний в частных статьях.
Определение распадаемости и растворения проводят также согласно статье «Таблетки». Если нет других указаний в частных статьях, капсулы должны распадаться или растворяться в желудочно-кишечном тракте не дольше 20 минут. Серия считается удовлетворительной при растворении в воде не менее 75% действующего вещества (от содержания в лекарственной форме) за 45 минут, при перемешивании со скоростью 100 об/мин.
Упаковка. Капсулы должны выпускаться в плотно закрытой упаковке, предохраняющей от воздействия влаги.
Хранение. Капсулы следует хранить в сухом, прохладном месте, в соответствии с указанием нормативно-технической документации на препарат.
Факторы, влияющие на биологическую доступность лекарственных веществ в желатиновых капсулах
В связи с развитием капсулированных лекарственных форм большое внимание уделяется биодоступности лекарственных средств в капсулах.
На биологическую доступность капсулированных препаратов оказывают влияние основные и вспомогательные вещества, как в составе содержимого капсул, так и в составежелатиновой оболочки, а также методы получения капсул.
Усиливающийся интерес к капсулам как к лекарственной форме объясняется тем, что они обладают высокой биодоступностью, быстро набухая и растворяясь в желудочно-кишечном тракте. Биополимерная желатиновая оболочка медленно, порция за порцией, освобождает действующее вещество, обеспечивая его полноценное всасывание. Сам желатин, как основное сырье для капсул, легко и быстро усваивается даже при тяжелых нарушениях функций желудочно-кишечной системы человека.
Важнейшими специфическими методами оценки капсулированных форм in vitro является определение их распадаемости и растворимости, которые при условии корреляции с данными in vivo могут служить методами оценки биологической доступности.
