ساخت کپسول های ژلاتین نرم چگونه است؟
کپسول های ژلاتین نرم، کپسول نرم یا الاستیک نرم نیز شناخته میشوند، کپسولهای یک تکه مهر و موم شده و حاوی مایع یا یک ماده پر کننده از مواد نیمه جامد و بدون حباب هوا و گاز هستند. آنها از یک فیلم ژلاتینی انعطافپذیرتر، پلاستیکی شده با افزودن گلیسیرین، سوربیتول یا یک پلیول مشابه ساخته میشوند.
موارد استفاده از کپسول های ژلاتین نرم
مانند کپسول های ژلاتین سخت، کپسول های ژلاتین نرم عمدتاً به صورت خوراکی تجویز میشوند. برخی میتوانند برای تولید تعدادی از سیستمهای مختلف انتقال دارو، فرموله و تولید شوند، مانند:
- سافت ژل جویدنی که پوستهای با طعم بسیار زیاد جویده میشود تا ماتریس پر شدن از مایع دارو را آزاد کند.
- سافت ژل ساکشن که از پوسته ژلاتین حاوی داروی طعمدار مکیدنی در ماتریس مایع (یا فقط هوای داخل کپسول) تشکیل شده است.
- سافت ژل پیچخورده که با برچسب برای پیچ خوردن یا جدا شدن طراحی شدهاند و در نتیجه امکان دسترسی به مواد پر کننده فراهم میشود
- سافت ژل ذوب شونده که برای استفاده درون مقعد یا واژن کاربرد دارد.
کپسول های ژلاتین نرم در سال های اخیر محبوبیت زیادی پیدا کردهاند زیرا آنها میتوانند مایعات را همانند دوز جامد با مزیت فراهمی زیستی نسبت به سایر فرمهای دوز جامد (به عنوان مثال قرص) استفاده کنند. آنها در اندازهها، شکل ها و رنگهای متنوعی موجود هستند که ممکن است مخصوص تولید کننده باشد.
منطق انتخاب کپسول های ژلاتین نرم به عنوان فرم دوزاژ
کپسول های ژلاتین نرم ممکن است به عنوان یک یا چند دلیل زیر به عنوان روش فرمولاسیون ترجیحی انتخاب شوند:
الف) فراهمی زیستی خوراکی بهبود یافته است
ارائه یک ماده دارویی به دستگاه گوارش به صورت محلول، بر روند تجزیه و انحلال که از فرمهای دوز جامد (مانند قرصها و کپسول های ژلاتین سخت) لازم است، قبل از در دسترس بودن ماده دارویی فعال (API)، غلبه میکند. این مورد برای بهبود فراهمی زیستی داروها با طیف وسیعی از حلالیتها استفاده شده است.
همچنین، استفاده از داروهای خاص لیپیدی میتواند با افزایش فراهمی زیستی دهانی و کاهش تنوع درون و بیرون بیمار با اصلاح فرآیندهای هضم دستگاه گوارش همراه باشد.
ب) یکنواختی محتوای بهبود یافته
ارائه مواد دارویی به صورت محلول می تواند بر چالشهای دستیابی به همگنی واحد دوز در مقایسه با سایر اشکال دوز خوراکی جامد غلبه کند. از آنجا که کپسول های ژلاتین نرم پر از مایعات یا سوسپانسیون هستند، حتی در قویترین داروها میتوان به یکنواختی محتوای عالی دست یافت. دقت مکانیزم پر کردن باعث می شود که دوز تا حد تحمل ± 1% برای محلولها و ± 3% برای خمیرها پر شود.
ج) مزیت فنی برای فرمولاسیون روغنها و داروهای با نقطه ذوب پایین
هنگامی که API مایع روغنی است، دارای نقطه ذوب کمتر از 75 درجه سانتیگراد است و یا فشردهسازی آن دشوار است، پر کردن مایع از سافت ژلها (با یا بدون رقیقکنندههای دیگر) میتواند رویکرد موفقیتآمیزی را برای ارائه آن به صورت دوز خوراکی جامد ارائه دهد.
د) دلایل ایمنی در هنگام تولید، توزیع و استفاده از داروهای قوی و سیتوتوکسیک
بیشتر عملیات واحد مربوط به تولید قرص و کپسول ژلاتین سخت میتواند مقدار قابل توجهی از پودرهای موجود در هوا را تولید کند. این امر میتواند باعث نگرانی در ساخت ترکیبات بسیار قوی یا سمیت سلولی به دلیل رعایت نکات ایمنی برای اپراتور و محیط زیست شود.
در مورد کپسول های ژلاتین نرم، استفاده از پودر محدود به انحلال یا پراکندگی دارو در محیط مایع است. بنابراین، کپسول های ژلاتین نرم ایمنی بیشتر اپراتور را در هنگام ساخت فراهم می کنند. علاوه بر این، از آنجا که فرمولاسیون دارو در پوسته مهر و موم میشود، قرار گرفتن در معرض دارو در حین توزیع و همچنین استفاده به حداقل میرسد.
ح) ثبات بهبود یافته
آمادهسازی کپسول های ژلاتین نرم پر از مایع برای داروهای تجزیهکننده اکسیداتیو مفید بوده است. متفاوت بودن سطح گلیسرول در فرمول پوسته، نفوذپذیری پوسته به اکسیژن را تغییر میدهد. فرآیند پر کردن را میتوان تحت نیتروژن انجام داد، بنابراین با انتخاب مناسب ترکیب پوسته، این فناوری میتواند از داروهای حساس به اکسیژن محافظت عالی کند.
و) محصولات توسعه خط برای مزیت بازاریابی استراتژیک در یک منطقه درمانی با رقابت شدید.
داروهایی که به صورت کپسول ژلاتین نرم در دسترس هستند میتوانند فوایدی را برای بیمار فراهم کنند، مانند مصرف بدون آب و قابل حمل بودن است. مثال خوبی از این نوع داروها داروهای سرفه و سرماخوردگی است.
ترکیب پوسته کپسول ژلاتین نرم
اجزای اصلی پوسته کپسول ژلاتین نرم، ژلاتین، نرمکننده و آب هستند. علاوه بر این سه مؤلفه، پوسته کپسول ژلاتین نرم ممکن است حاوی مواد دیگری مانند رنگدهندهها و / یا مایع شکن برای جذابیت بصری و / یا کاهش نفوذ نور برای کپسوله شدن مواد دارویی حساس به نور باشد.
برای بهبود طعمپذیری ممکن است طعمدهندهها و شیرینکنندهها اضافه شوند. مواد نگهدارنده به عنوان مثال سوربات پتاسیم و متیل پارابن، اتیل پارابن و پروپیل پارابن برای جلوگیری از رشد باکتری و کپک در محلول ژلاتین در زمان ذخیره سازی به آن افزوده میشود.
از پلیمرهای مقاوم در برابر اسید در صورت وجود در فرمول پوسته کپسول، برای انتقال خصوصیات انتشار روده استفاده میشود. همچنین میتوان از آنها برای فرمولاسیون کپسول های ژلاتین نرم جویدنی استفاده کرد.
ترکیب معمول پوسته کپسول ژلاتین نرم
محتوای نمونه (٪ وزنی / وزنی) | عملکرد | مؤلفه |
66.3 | پایه پلیمری | ژلاتین |
33.0 | پلاستیککننده | گلیسیرین |
0.1 | نگهدارنده | متیل پارابن + پروپیل پارابن (نسبت 80/20) |
0.1 | رنگ افزای | رنگ |
0.5 | مایعساز | اکسید تیتانیوم |
به مقدار کافی (0.7–1.3 × of gelatin) |
حلال / کمک به فرآیند | آب |
اجزای مختلف پوسته کپسول ژلاتین نرم به شرح زیر است:
الف) ژلاتین
مشابه پوسته های کپسول ژلاتین سخت، جزء اصلی پوسته کپسول ژلاتین نرم، ژلاتین است. تعداد زیادی فرمولاسیون مختلف پوسته ژلاتین بسته به ماهیت ماتریس پر شده مایع در دسترس است. معمولاً ژلاتین ژلاتین فرآوری شده با قلیایی (یا باز) است (نوع B) و به طور معمول 40٪ از توده ژل مذاب مرطوب را تشکیل میدهد.
از ژلاتین فرآوری شده با اسید نوع A نیز میتوان استفاده کرد. خواص پوسته های ژلاتین با انتخاب درجه ژلاتین و با تنظیم غلظت نرمکننده در پوسته کنترل میشود. خواص فیزیکی و شیمیایی ژلاتین کنترل می شود تا اجازه دهد تا:
- در دمای مطلوب میزان کافی را تشکیل دهید تا روبانهایی با ضخامت، بافت، مقاومت مکانیکی و کشش تعریف شده تشکیل شود.
- نوارهایی که به راحتی از روی غلطک برداشته میشوند، در حین پر شدن کشیده میشوند، دمای زیر نقطه ذوب فیلم را مهر و موم میکنند و در شرایط محیطی به سرعت و به اندازه کافی مقاومت دارند تا خشک شوند.
از خصوصیات فیزیکی شیمیایی ژلاتین مهم برای تشکیل کپسول میتوان به قدرت ژل، گرانروی، تغییر ویسکوزیته با درجه حرارت و برش، نقطه ذوب، نقطه ته نشینی (دما)، زمان تهنشینی، اندازه ذرات (بر زمان حل شدن تأثیر میگذارد) و توزیع وزن مولکولی (بر ویسکوزیته و قدرت تأثیر میگذارد) اشاره کرد.
ب) عوامل پلاستیکسازی
مواد عامل پلاستیکسازی در فرمولاسیون نرم کپسول ژلاتین برای اطمینان از قابلیت انعطافپذیری مناسب افزوده می شود. آنها برای کاهش دمای انتقال شیشه (Tg) پوسته ژلاتین با زنجیره های ژلاتین در تعامل هستند و یا باعث حفظ رطوبت (رطوبت) میشوند. متداولترین نرمکننده که برای کپسولهای ژلاتین نرم استفاده میشود گلیسرول است.
از سوربیتول، مالتیتول و پلی پروپیلن گلیکول نیز میتوان در ترکیب با گلیسرول استفاده کرد.گلیسرول توانایی پلاستیسیته خود را در درجه اول از فعل و انفعالات مستقیم با ژلاتین بدست میآورد. در مقابل، سوربیتول یک نرمکننده غیر مستقیم است زیرا در درجه اول به عنوان ماده نگهدارنده رطوبت عمل میکند.
در مقایسه با کپسولهای ژلاتین سخت و پوششهای فیلم قرص، مقدار نسبتاً زیادی (20-30٪ وزنی بر وزنی) نرمکنندهها در فرمولاسیون کپسول ژلاتین نرم به منظور اطمینان از قابلیت نمایشپذیری مناسب، اضافه میشوند. مقدار و انتخاب نرمکننده به سختی محصول نهایی کمک میکند و حتی ممکن است بر خصوصیات انحلال یا تجزیه و همچنین پایداری فیزیکی و شیمیایی آن تأثیر بگذارد.
ج) آب
آب معمولاً 30-40٪ از فرمولاسیون ژل مرطوب را تشکیل میدهد و وجود آن برای اطمینان از انعطافپذیری کپسول مهم است هم در مراحل ساخت (برای تسهیل ساخت) و هم در محصول نهایی. مقدار مطلوب آب محلول ژلاتین مورد استفاده برای تولید پوسته کپسول ژلاتین نرم به ویسکوزیته درجه خاص ژلاتین استفاده شده بستگی دارد.
دامنه آن معمولاً بین 0.7 تا 1.3 قسمت آب تا هر قسمت از ژلاتین خشک است.پس از تشکیل کپسول، بیشتر آب از طریق خشک شدن کنترل شده از کپسولهای ژلاتین نرم خارج میشود. کپسولهای ژلاتین نرم به پایان رسیده حاوی 13-16٪ w / w آب است که نشاندهنده نسبت آبی است که در پوسته ژل نرم به ژلاتین متصل میشود.
این سطح آب برای پایداری فیزیکی خوب مهم است، زیرا در شرایط سخت نگهداری سافت ژلها بیش از حد نرم می شوند و بهم میپیوندند، یا خیلی سفت میشوند.
د) نگهدارنده
مواد نگهدارنده غالباً برای جلوگیری از رشد باکتری و کپک در محلول ژلاتین در زمان نگهداری اضافه میشوند. نمونههایی که معمولاً به عنوان نگهدارنده استفاده میشود شامل سوربات پتاسیم و متیل، اتیل و پروپیل هیدروکسی بنزوات است.
ح) رنگدهنده و یا ماتکننده
یک ماده رنگی (رنگهای محلول، یا رنگدانههای نامحلول) و / یا ماده ماتکننده (به عنوان مثال دی اکسید تیتانیوم) ممکن است برای جذابیت بصری و یا کاهش نفوذ نور برای کپسوله شدن داروی حساس به نور به پوسته اضافه شود. رنگ پوسته کپسول معمولاً نسبت به محتوای آن تیره تر انتخاب میشود.
و) مواد کمکی دیگر
مواد کمکی دیگر که به ندرت مورد استفاده قرار میگیرند میتوانند شامل مواد طعمدهنده و شیرینکنندهها برای بهبود طعمپذیری باشند. از پلیمرهای مقاوم به اسید برای انتقال خصوصیات انتشار روده استفاده میشود. همچنین میتوان از آنها برای فرمولاسیون کپسولهای ژلاتین نرم جویدنی استفاده کرد.
برای جلوگیری از تخریب شیمیایی داروهای حساس به اکسیداسیون که توسط فلزات آزاد موجود در ژلاتین، مانند آهن، کاتالیز میشود، میتوان یک ماده شیمیایی مانند اتیلن دی آمین تتراستیک اسید (EDTA) اضافه کرد.
انواع انتقال دهنده های مورد استفاده در کپسول های ژلاتین نرم
سافت ژلها حاوی انواع مواد پر کننده مایع، خمیر و خشک هستند. مایعاتی که ممکن است در کپسول های ژلاتین نرم محصور شوند شامل موارد زیر است:
- مایعات فرار و غیر فرار غیر قابل تجمع در آب مانند روغنهای گیاهی و معطر، هیدروکربنهای معطر و آلیفاتیک، هیدروکربنهای کلر، اترها، استرها، الکلها و اسیدهای آلی.
- مایعات غیر فرار قابل تجزیه در آب، مانند پلیاتیلن گلیکولها و عوامل غیر فعال سطح، مانند پلی سوربات 80.
- ترکیبات قابل تجمع در آب و نسبتاً غیر فرار مانند پروپیلن گلیکول و ایزوپروپیل الکل، بسته به عواملی مانند غلظت استفاده شده و شرایط بستهبندی.
توجه: مایعاتی که به راحتی از طریق پوسته کپسول مهاجرت میکنند برای کپسول های ژلاتین نرم مناسب نیستند. این مواد شامل آب بالای 5٪ و ترکیبات آلی محلول در آب و فرار با وزن مولکولی کم مانند الکلها، کتونها، اسیدها، آمینها و استرها هستند.
تولید کپسول ژلاتین نرم
کپسول های ژلاتین نرم (سافت ژل) با استفاده از روشهای زیر تولید میشوند:
فرآیند صفحه
این قدیمیترین فرآیند تجاری است که در ساخت کپسول ژلاتین نرم استفاده میشود. در این فرآیند، یک ورق گرم شده از ژلاتین پلاستیکی ساده یا رنگی روی یک صفحه قالب قرار میگیرد که دارای تعدادی فرورفتگی یا قالب یا تعداد زیادی جیب قالب است. با اعمال خلاء، ورق به درون این فرورفتگی ها یا جیبها کشیده میشود تا چاه های کپسول تشکیل شود.
سپس چاههای کپسول با مایع حاوی دارو پر میشوند. ورق دوم ژلاتین با دقت در بالای چاههای پر شده و به دنبال آن صفحه بالای قالب قرار میگیرد. سپس فشار داده شده به صفحه ترکیبی برای تشکیل، مهر و موم و برش کپسولها به واحدهای جداگانه را فراهم میکند.
این روش برای تهیه مقیاس کوچک کپسولهای ژلاتین نرم و کپسولهای تشکیل شده به طور کلی که دارای یک زاویه کنار هم هستند استفاده میشود.عمده مشکلات این روش تولید نرم سافت ژلهای داری عدم یکنواختی دوز، تلفات زیاد تولید و سختی کار / هزینه آن بود. این تجهیزات دیگر موجود نیست.
فرآیند چرخش روتاری
بیشتر کپسول های ژلاتین نرم با فرآیند قالب چرخشی تهیه میشوند، روشی که در سال 1933 توسط Robert P. Scherer توسعه و تکمیل شد. این فرآیند تقریباً تمام مشکلات مرتبط با فرآیند صفحه را برطرف کرده و کپسول های ژلاتین نرم با یکنواختی بهبود یافته و استانداردهای دقیق بالا تولید میکند.
در این فرآیند، دو روبان ژلاتینی پلاستیکی (تهیه شده در دستگاه قالب چرخشی) به طور مداوم و همزمان با پر شدن مایع، نیمه مایع یا خمیر بین غلتکهای مکانیسم قالب چرخشی تغذیه میشوند. تزریق اجباری مواد خوراکی بین دو روبان باعث تورم ژلاتین در جیبهای قالب سمت چپ و راست میشود که هنگام همگرایی اندازه و شکل سافت ژلها را کنترل میکنند.
همانطور که رولهای چرخشی میچرخند همگرایی جیبهای مطابق همسان مهر و موم شده است و کپسولهای پر شده را برش میدهد.فاصله دقیق و بسیار کم قطعات چرخان نیاز به روغن کاری مداوم دستگاه دارد تا حتی از جمع شدن جزئی جلوگیری شود. بنابراین، روغن روانکاری باید از مواد GRAS باشد (به طور کلی به عنوان ایمن شناخته میشود).
بلافاصله پس از ساخت، کپسولهای تشکیل شده به طور خودکار تحت شستشوی حلال فرار قرار میگیرند تا آثار روغن روانکاری از قسمت خارجی کپسولها برداشته شود. سپس کپسولها به ایستگاه خشککن منتقل میشوند و روی سینی ها خشک میشوند.
فرآیند مرگ متقابل (دستگاه کپسول نورتون)
این فناوری مداوم پردازش کپسول ژلاتین نرم توسط شرکت نورتون در سال 1949 توسعه داده شده است. این فرآیند از آنجا که روبانهای ژلاتین تشکیل میشوند و برای کپسولهسازی پر استفاده میشوند، شبیه فرآیند چرخشی است، اما در روند کپسولهسازی واقعی متفاوت است.
روبانهای ژلاتینی بین مجموعه ای از قالب های عمودی تغذیه میشوند که به طور مداوم باز و بسته میشوند و ردیفهایی از جیبها را در روبانهای ژلاتین تشکیل میدهند.
این جیبها با دارو پر میشوند و با پیشرفت در ماشینآلات، مهر و موم شده، شکل میگیرند و از فیلم جدا میشوند. همانطور که کپسول ها از روبانها بریده میشوند، آنها در یک حمام حلال خنک میشوند که از چسبیدن کپسولها به یکدیگر جلوگیری میکند.
روند آکوژل
اگرچه فرایند قالب چرخشی و فرآیند قالب متقابل توانایی تولید کپسول های ژلاتین نرم حاوی مایعات روغنی و خمیرها را دارد، آزمایشگاههای انجام شده در سال 1949 فرآیند آکوژل را ایجاد کردند، روندی مداوم که کپسول های نرم ژلاتین حاوی پودر و گرانول تولید میکند.
این فرآیند شامل یک رول اندازهگیری است که فرمول پر کننده را در حفرههای خود در زیر خلا نگه میدارد و مستقیماً بالای ورق الاستیک روبان ژلاتین میچرخد. روبان در خلاء کپسول رول کپسول کشیده میشود. رولهای اندازهگیری مواد پر کننده را درون حفره های ژلاتین کپسولی شکل روی رول قالب خالی میکنند.
با رول آببندی چرخشی که با ورق دیگری از ژلاتین الاستیک پوشانده شده، همگرا میشود. همگرایی دو رول دوار باعث ایجاد فشار برای آببندی و برش کپسولهای تشکیل شده میشود.
کپسول ژلاتین بدون درز (روش حباب)
این تکنیک بدون درز کپسول ژلاتین نرم یک تکه و بدون استفاده از قالب تولید میکند. این فرآیند اغلب به عنوان یک روش حبابی شناخته میشود که کپسول های ژلاتین نرم و کروی را ایجاد میکند که مروارید نامیده میشود.
در این فرآیند، یک جریان ژلاتینی مذاب با وجود نازل خارجی یک لوله متحدالمرکز با سرعت ثابت، و فرمولاسیون مایع دارویی از طریق روزنه داخلی با استفاده از یک پمپ اندازهگیری دقیق توزیع میشود.
جریان در حال ظهور با مکانیزمی ضرباندار به یک جریان متناوب اما ثابت از اندازه یکنواخت شکسته میشود و منجر به تشکیل قطرات پوشیده شده در ژلاتین مذاب میشود. کپسولهای تشکیل شده به سرعت از نازل خارج میشوند، به آرامی جمع می شوند و به طور خودکار از سیستم خارج میشوند.
ملاحظات فرمول سازی در هنگام ساخت سافت ژل ها
تولیدکنندگان هنگام تولید کپسول ژلاتین نرم باید موارد زیر را در نظر داشته باشند
الف) سازگاری دارو با ژلاتین (و اجزای پوسته)
محتویات کپسول های ژلاتین نرم از مواد جامد، جامد در مایع، محلول یا سوسپانسیون، ترکیبی از مایع قابل اختلاط یا فرمولاسیون مایع ساده متفاوت است. پر کردن مواد محدود میشود.آنهایی که با پوسته ژلاتین و / یا سایر اجزای پوسته تعامل ندارند.
ب) پایداری دارو با رطوبت
میزان رطوبت کپسولهای ژلاتین نرم که با گلیسرول پلاستیک شده اند به طور قابل توجهی بالاتر از کپسول های ژلاتین سخت است. بنابراین، برای اطمینان از پایداری شیمیایی دارو، داروهای حساس به رطوبت نباید در کپسول های ژلاتین نرم فرموله شوند.
ج) پایداری دارو در دمای 35 درجه سانتیگراد تا 40 درجه سانتیگراد
این یکی دیگر از موارد مهم در تولید کپسول های ژلاتین نرم است. در حین کپسولسازی، مواد پر کننده ممکن است تا 35 درجه سانتیگراد گرم شوند. از این رو، داروهای حساس به گرما ممکن است در کپسول های ژلاتین نرم کپسوله نشوند.
د) pH ماده پر کننده
از pH شدید اسیدی و بازی باید خوددار شود زیرا pH زیر 2.5 تمایل به هیدرولیز ژلاتین دارد (منجر به نشت میشود). همچنین، مواد را با pH بیشتر از 9 پر کنید و آلدئیدها اثر برنزهکننده روی ژلاتین دارند. فرآیند برنزهسازی شامل اتصال متقابل ژلاتین است که منجر به سخت شدن پوسته میشود. پوسته در آب نامحلول میشود و در برابر هضم آنزیمهای دستگاه گوارش مقاوم میشود: تریپسین و کیموتریپسین.
ه) مهاجرت مواد دارویی به داخل پوسته
یکی از مهمترین جنبه های فرمولاسیون کپسول ژلاتین نرم، اطمینان از وجود حداقل تعامل یا انتقال بین ماتریس مایع پر شده و پوسته سافت ژل است. مواد دارویی میتوانند از یک وسیله انتقال روغنی به داخل پوسته مهاجرت کنند و این مربوط به حلالیت در آب آنها و ضریب تقسیم بین آب و حلال غیر قطبی است.
مهاجرت احتمالی دارو به پوسته باید در بسته بندی محصولات موضعی در کپسولهای لولهای مانند ژلاتین نرم در نظر گرفته شود، زیرا این امر میتواند بر غلظت دارو در پماد تأثیر بگذارد، همانطور که استفاده میشود. برای سایر محصولات، مانند کپسول خوراکی یا کپسول شیاف، هنگام انتقال دارو باید هم پوسته و هم محتوای آن در نظر گرفته شود.