유동층 코팅기를 활용한 다립자 제제의 설계 시 고려 사항 – Part 1.
March 31, 2020
펠릿의 선택과 코팅 두께에 따른 표면적의 중요성
다립자 시스템에서 코팅 공정을 통해 약물의 방출을 조절하는 것은 복잡하고 난해한 과정이다. 약물의 방출에 있어 펠릿의 특성, 코팅액의 조성, 장비의 성능과 공정 조건은 중요한 요소이다. 칼라콘은 다립자 시스템의 개발에 있어 개발기간을 단축하고, 제품이 사용기한 동안 일정한 품질을 유지할 수 있도록 제조하는 방법에 대한 가이드라인을 개발했다.
첫 번째 시리즈에서는 유동층 코팅기를 활용한 다립자 제제 설계 시 고려사항으로 다립자형 서방제를 개발할 때 펠릿 입자 표면적(SA-Surface Area)과 필름 두께 (FT-Film Thickness) 간 비율 (SA/FT)의 중요성에 관한 내용을 담는다.
펠릿의 특성과 코팅액 조성의 중요성
다립자 시스템을 이용하여 서방성 제제를 개발할 때 가장 중요한 요소는 코팅액의 조성이다. 우리가 원하는 방출조절의 기능과 안정성을 확보하는 데 있어, 고분자의 선택은 매우 중요한 요소이다. 일단 코팅액 조성이 결정된 후 목표한 방출률을 얻기 위해 코팅량이 결정되어야 한다.
코팅량도 중요하지만, 이 제형의 제조공정도 고려되어야 한다. 코팅량이 증가함에 따라 코팅의 두께가 증가하고 결국 이로 인해 약물의 방출은 지연된다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 이것은 지엽적인 판단일 뿐이다. 표면적과 필름 두께 비에 따른 영향(SA/FT)은 다립자 제제에 있어 약물 방출의 중요한 요소이다. 신뢰성 있는 결과를 얻기 위해 출발 물질인 펠릿이 일정한 표면적을 갖는 것이 중요하다
표면적과 필름 두께 비율에 대한 이해
이 개념은 약물의 방출에 영향을 미치는 다양한 요소들과 어떻게 이러한 요소들이 영향을 미치는 지를 설명하는 Fick의 확산 법칙으로 설명될 수 있다. 이 방정식을 통해, 우리는 총 표면적(S)과 필름의 두께(h)가 약물의 방출(dM/dT)에 영향을 미치는 관계를 이해할 수 있다.
방출률은 필름의 두께에 반비례한다. 연구 단계에서 코팅 양이 증가함에 따라 필름의 두께가 결정된다는 것을 경험적으로 알 수 있다. 그러나 실제로, 필름의 두께는 펠릿의 사이즈, 밀도, 코팅의 층과 같은 다양한 요소에 의해 영향을 받는다. 이러한 요소들의 영향은 공정 조건을 변화하기에 너무 늦은, 스케일업이나 실생산 이후에 발견되는 경우가 흔히 발생한다.
그렇다면, 연구단계에서 스케일업 또는 실생산에 걸쳐 완벽한 다립자 제제를 설계할 수 있는 최선의 방법은 무엇일까?
다시 Fick의 확산 공식으로 돌아가면, 총 표면적과 필름 두께의 비가 중요한 요소임을 알 수 있다. 이 두 변수는 서로 긴밀하게 연관되어 있고, 약물의 방출에 기하급수적인 영향을 가져온다. (참고 자료: Colorcon AAPS Poster, 2004)
다립자 제제 개발 시 고려 사항
- 출발 물질인 펠릿을 선택할 때 마손도가 낮고, 모양이 일정하며, 좁은 입자 분포도를 갖고 배치 간에 편차가 낮은 것을 선택해야 한다. 슈글렛 SUGLETS®, Sugar Spheres NF은 서방성 제제 개발에 있어 완성도가 높고 균일한 품질을 제공할 수 있다.
- 목표로 하는 기능성과 안정성을 확보하기 위해 코팅액 조성의 설계가 중요하다.
- 설계된 제제에서 펠릿 표면적과 필름 두께 간의 비율 차이가 방출 곡선에 어떤 영향을 미치는지 평가하여야 한다.
제제 개발 기간 단축을 도와주는 전문성
다립자 제제의 개발에 도움을 주기 위해, 칼라콘은 My Dosage Design™를 개발하였다. 이것은 최적의 입자 사이즈, 표면적과 두께의 비, 코팅이 완료된 후 펠릿의 부피와 최적의 캡슐 규격을 선택하는데 도움을 줄 수 있도록 이론적으로 설계된 프로그램이다.
새로이 다립자형 과제를 시작해야 한다면 칼라콘 전문가가 펠릿 선정 및 코팅제 조성을 도와드릴 수 있다. 새로운 과제가 순항하기를 바란다. Connect with Colorcon
