유동층 코팅기를 활용한 다립자 코팅 지침 - Part 2

April 13, 2020

유동층 코팅 공정 이해와 품질 관리에서 컴퓨터를 활용한 제제 설계 및 공정 분석 기술 (PAT)의 중요성

다립자 시스템에서 코팅 공정을 통해 약물의 방출을 조절하는 것은 복잡하고 난해한 과정이다. 기제로 사용될 펠렛 자체의 품질 특성, 코팅제 조성, 유동층 코팅기의 성능과 코팅 방식 등 모든 요소가 최종 제제의 방출에 상당한 영향을 미친다. 칼라콘은 다립자 시스템의 개발에 있어 개발기간을 단축하고, 제품이 사용기한 동안 일정한 품질을 유지할 수 있도록 제조하는 방법에 대한 가이드라인을 개발했다.

유동층 코팅기를 활용한 다립자 코팅 지침 두 번째 시리즈에서는 코팅 공정을 적용하여 다립자형 서방제를 개발할 때 공정 모니터링의 중요성에 관한 내용을 담는다.

공정 컨트롤과 코팅 진행 상황 예측을 위한 실시간 공정 모니터링

다립자 시스템은 약물 방출 특성을 모듈화 하고, 소화관 내 특정 부위에서의 용출이 일어날 수 있도록 제제를 설계할 수 있도록 해준다. 일반적으로는 Bottom-spray (Wurster) 방식의 유동층 코팅기가 이러한 다립자 시스템에서 연속적으로 각각 다른 층의 코팅을 하기 위해 사용되고 있다.

제제를 설계할 때 중요하게 고려할 사항은 목표 용출 곡선을 얻기 위해 코팅 량을 얼마로 할지 결정하는 일이다. 일반적으로 코팅량은 원하는 용출률이 얻어질 때까지 적용한 코팅 증가량 %로 결정된다. 이 방법이 비록 성공적이기는 하였으나, 시간이 너무 많이 걸기고, 원료 자체의 변동성이 고려되지 않았으며, 코팅 공정에 대한 이해를 통해 재연성을 확보해 나가는데 필요한 통찰력을 확보하는 데는 한계가 있다. 이 시리즈 Part 1에서는 이러한 어려움을 해결하고 공정 조건이 까다롭지 않은 다립자 시스템을 설계하기 위해서는 펠렛 표면적과 코팅 층 두께의 비율 (SA/FT)를 평가하는 것이 중요하다는 내용을 소개하였었다.

제제 개발 단계에서 유동층 코팅 공정 진행 과정을 실시간으로 추적한다면, 공정에 대한 이해 수준을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만아 니라, 리스크를 줄이고, 제품 품질 확보를 위한 공정 관리 능력 또한 높일 수 있게 된다.

유동층 코팅에서 혁신 기술과 PAT의 중요성

공정분석기술 (Process Analytical Technology / PAT)는 화학적, 물리적, 수학적 분석법을 광범위하게 통합한 분석법으로 간주되고 있다. 제조 공정에 이러한 분석법을 적용하면 주요 공정과 품질 속성을 제 때에 모니터하고 조절할 수 있어, 완제품의 품질을 확실히 보장할 수 있다.

움직이는(dynamic) 이미지 분석에 사용되는 PAT 기술(Eyecon2™ ) 은 이미 유동층 코팅에서 at-line 또는 in-line 측정법으로 성공적으로 정착하였다. 이러한 공정 중 실시간 측정법과 계산식 모델을 결합한 칼라콘의 My Dosage Design™은 펠렛의 크기와 코팅층 두께를 실시간 측정 가능하게 하여, 이를 예측하여둔 모델과 비교할 수 있도록 해준다. (참조: Colorcon AAPS Poster, 2017). 이러한 방식을 통해 공정 중 발생하는 문제 (코팅 효율 저하, 펠렛 뭉침)를 빨리 발견하고, 공정 추적과 조절, 그리고 정확한 코팅 종료 시점을 판단할 수 있다.

                                                                                ^{Image Courtesy of Horiba}

 

 

다립자 시스템 생산 공정에서 고려할 점

1. 칼라콘의 My Dosage Design™서비스를 활용하면 다립자 시스템을 설계할 때 중요하게 고려해야 할 변수인 펠렛 크기, 표면적 대 필름층 두께 비율(SA/FT), 최종 펠렛의 부피와 최적 사이즈 캡슐 선정 등에 관한 통찰력을 제공받을 수 있다. (참조: : Colorcon CRS Poster, 2016))

2. PAT는 여러 가지 공정 변수, 처방 설계과 제품의 기능적 성능 간의 관계를 이해할 수 있게 하는 기초 정보를 제공한다.

3. 유동층 코팅 공정을 실시간, at-line, in-line 상태에서 추적하면, 제품 개발 단계부터 발매, 그리고 제품이 시장에서 판매되는 동안 내내 제품의 품질을 어떻게 하면 확보할 수 있는지를 이해하고 공정을 조절할 수 있도록 해준다.

제제 처방과 공정에 대한 이해로 제품 개발 속도 향상 및 품질 확보

다립자 제제의 개발에 도움을 주기 위해, 칼라콘은 My Dosage Design™를 개발하였다. 이것은 최적의 펠렛 사이즈, 표면적과 두께의 비, 코팅이 완료된 후 펠릿의 부피와 최적의 캡슐 규격을 선택하는데 도움을 줄 수 있도록 이론적으로 설계된 프로그램이다

새로 다립자형 서방제 과제를 시작해야 한다면 칼라콘 전문가가 펠렛 선정 및 코팅제 조성을 도와드릴 수 있다. 새로운 과제가 순항하기를 바란다