DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2024.125002
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39622305
تاريخ النشر: 2024-11-30
المؤلف: Kensaku Matsunami وآخرون
الموضوع الرئيسي: ذوبانية الأدوية وأنظمة التوصيل
نظرة عامة
تستعرض هذه القسم متطلبات اختبار الإفراج في الوقت الحقيقي (RTRT) لذوبان الأقراص، مع تسليط الضوء على أهمية كل من النماذج الميكانيكية والنماذج التجريبية للذوبان. تظهر النماذج الميكانيكية، التي تستند إلى العمليات الفيزيائية والكيميائية الأساسية للذوبان، وعدًا لتطبيقها في RTRT نظرًا لإمكاناتها في توفير فهم أكثر شمولاً لسلوك ذوبان الأقراص.
ومع ذلك، تواجه تطبيقات النماذج الميكانيكية في RTRT تحديات، لا سيما فيما يتعلق بتكاليف الحوسبة ودقة التنبؤات. إن معالجة هذه التحديات أمر حاسم من أجل التكامل الناجح لنمذجة الميكانيكا في أطر الاختبار في الوقت الحقيقي، مما قد يعزز موثوقية وكفاءة تقييمات ذوبان الأقراص.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية اختبار الإفراج في الوقت الحقيقي (RTRt) كنهج مبتكر لضمان جودة منتج الدواء من خلال تحليل بيانات العمليات في الوقت الحقيقي، بدلاً من طرق الاختبار التدميرية التقليدية. يوفر RTRt مزايا كبيرة، خاصة عند دمجه مع التصنيع الصيدلاني المستمر، حيث يقضي على التخزين الوسيط وأوقات الانتظار، مما يسهل عملية الإفراج. تسلط الورقة الضوء على أهمية المعلمات المختلفة وأنواع التقييم في تقييم دقة النموذج لذوبان الأقراص، مشددة على أن اختيار البيانات يمكن أن يؤثر بشكل كبير على الفائدة العملية للنماذج التنبؤية.
بالإضافة إلى ذلك، تستعرض المقدمة تطبيق طريقة العناصر المنفصلة (DEM) في الصناعة الصيدلانية، لا سيما في العمليات التي تتضمن التعامل مع الجسيمات مثل التغذية والخلط. توفر DEM، على الرغم من تكلفتها الحاسوبية العالية، رؤى قيمة حول ديناميات الجسيمات التي يصعب التقاطها تجريبيًا. كما تحدد الورقة تعقيدات تفكك الأقراص أثناء اختبار الذوبان، موضحة الآليات المعنية ومقدمة نماذج رياضية لوصف سلوك التفكك. هذه النماذج ضرورية لفهم حركيات الذوبان للمكونات الصيدلانية الفعالة (APIs) من الأقراص، والتي تحدث عادةً بمعدل أبطأ مقارنةً بالمساحيق المتفككة.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في الورقة الضوء على دمج نماذج التفكك مع نماذج ذوبان المساحيق لمحاكاة اختبار ذوبان الأقراص. بينما توفر النماذج، بما في ذلك تلك المستندة إلى معادلة واشبورن لاختراق السوائل، رؤى قيمة، إلا أنها لا توضح تمامًا الآليات الأساسية للتفكك، مثل الانتفاخ. تؤكد المراجعة على تطبيق كل من النماذج الميكانيكية والنماذج شبه التجريبية، حيث تظهر النماذج التجريبية مثل نماذج كورسماير-بيباس ونماذج ويبول أداءً أفضل في التوافق عبر دراسات مختلفة.
تنتقد الورقة قيود النماذج التجريبية، التي غالبًا ما تتجاهل الخصائص الحركية ومعدلات الذوبان الجوهرية، مما يشير إلى الحاجة إلى تحسين النماذج الميكانيكية أو وجود صلة بين المعلمات التجريبية وظواهر الذوبان. بالإضافة إلى ذلك، تناقش التحديات المتعلقة بدمج نماذج التفكك والذوبان ضمن إطار شامل، مشيرة إلى أنه بينما يمكن أن تعزز الديناميات السائلة الحاسوبية (CFD) فهم عمليات الذوبان، قد تتطلب موارد حاسوبية كبيرة. تدعو المراجعة في النهاية إلى فهم أعمق لظواهر الذوبان من خلال تحليلات تجريبية ورياضية صارمة لتعزيز تنفيذ اختبار الإفراج في الوقت الحقيقي (RTRt) في التطبيقات الصيدلانية.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2024.125002
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39622305
Publication Date: 2024-11-30
Author(s): Kensaku Matsunami et al.
Primary Topic: Drug Solubulity and Delivery Systems
Overview
This section reviews the requirements for real-time release testing (RTRT) of tablet dissolution, highlighting the significance of both mechanistic and empirical dissolution models. Mechanistic models, which are grounded in the underlying physical and chemical processes of dissolution, show promise for application in RTRT due to their potential to provide a more comprehensive understanding of the dissolution behavior of tablets.
However, the implementation of mechanistic models in RTRT faces challenges, particularly concerning computational costs and the accuracy of predictions. Addressing these challenges is crucial for the successful integration of mechanistic modeling into real-time testing frameworks, which could enhance the reliability and efficiency of tablet dissolution assessments.
Introduction
The introduction of this research paper discusses Real-Time Release Testing (RTRt) as an innovative approach to ensuring drug product quality through real-time process data analysis, as opposed to traditional destructive testing methods. RTRt offers significant advantages, particularly when integrated with continuous pharmaceutical manufacturing, as it eliminates intermediate storage and waiting times, thereby streamlining the release process. The paper highlights the importance of various parameters and evaluation types in assessing model accuracy for tablet dissolution, emphasizing that the choice of data can significantly impact the practical utility of predictive models.
Additionally, the introduction reviews the application of the Discrete Element Method (DEM) in the pharmaceutical industry, particularly in operations involving particle handling such as feeding and blending. DEM, despite its high computational cost, provides valuable insights into particle dynamics that are difficult to capture experimentally. The paper also outlines the complexities of tablet disintegration during dissolution testing, detailing the mechanisms involved and presenting mathematical models to describe disintegration behavior. These models are crucial for understanding the dissolution kinetics of active pharmaceutical ingredients (APIs) from tablets, which typically occurs at a slower rate compared to disintegrated powders.
Discussion
The discussion section of the paper highlights the integration of disintegration models with powder dissolution models to simulate tablet dissolution testing. While the models, including those based on the Washburn equation for liquid penetration, provide valuable insights, they do not fully elucidate the underlying mechanisms of disintegration, such as swelling. The review emphasizes the application of both mechanistic and semi-empirical models, with empirical models like the Korsmeyer-Peppas and Weibull models demonstrating superior fitting performance across various studies.
The paper critiques the limitations of empirical models, which often overlook kinetic properties and intrinsic dissolution rates, suggesting a need for improved mechanistic models or a connection between empirical parameters and dissolution phenomena. Additionally, it discusses the challenges of integrating disintegration and dissolution models within a comprehensive framework, noting that while computational fluid dynamics (CFD) can enhance understanding of dissolution processes, it may require significant computational resources. The review ultimately calls for a deeper understanding of dissolution phenomena through rigorous experimental and mathematical analyses to advance the implementation of real-time release testing (RTRt) in pharmaceutical applications.