유동층 코팅기를 활용한 다립자 코팅 지침  - Part 3

June 17, 2020

필름코팅의 성질과 코팅 공정 조절을 통해 목표로 하는 기능을 확보한다.

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 세 번째 시리즈에서는 다립자형 서방제를 개발할 때 필름코팅의 성질과 적용 공정조건의 중요성에 관한 내용을 담는다

 

 

 

제품 기능에 부합하고, 생산성이 높은 필름 코팅제

수성인 라텍스 코팅 (예 : Surelease®, Ethylcellulose Dispersion Type B NF 및 Aquacoat®)을 사용한 필름은 동일한 폴리머를 유기 용매에 녹여 (예 : Opadry® EC, Ethylcellulose Organic Coating System) 사용한 것과는 그 성질이 아주 다르다. 수성 라텍스 필름 코팅의 경우, 폴리머는 폴리머 입자가 수성 매질에 분산된 형태로 존재하며, 코팅이 이루어 지면 매질인 물이 증발하고, 폴리머 입자가 입자 표면에 밀착되면서 필름이 형성된다. 이 때 코팅 공정에 공급되는 열 에너지를 이용하여 폴리머 입자가 서로 엉겨 필름을 형성한다. 반면에, 유기 용매를 사용하는 코팅 시스템은 용매가 증발하면서 폴리머 사슬 자체가 입자 표면에 붙어 자유롭게 필름을 형성하게된다.

완성도 높게 조제되어 시판되는 코팅제는 그것이 수계이든 유기 용매를 사용하는 것이든 일반적으로 필름 형성 폴리머, 가소제, 안정화제 (수계인 경우) 및 기타 보조제로 이루어져 있다. 이러한 제품은 보통 코팅 공정 설정 가능 범위가 넓고, 코팅제 고형분 농도가 높은 최적화된 처방으로 설계되어 효율적이고 완전한 필름을 형성할 수 있도록 한다. 이러한 시스템은 유동층 코팅의 혹독한 공정 조건과 뒤 이어 진행되는 여러 후속 공정을 잘 견뎌낼 수 있도록, 인장 강도, 탄성과 같은 여러 필름 특성이 최적화된 결과를 얻을 수 있도록 설계되었다.

코팅 적용 공정 변수

유동층 코팅기를 사용하여 다립자 코팅을 성공적으로 진행하기 위해서는 여러 공정 변수 간의 섬세히고 복잡한 균형을 잘 맞추어야 한다. 공정 효율성을 결정하는 요소로는 액적 형성, 입자 표면과의 접촉, 액적이 입자 표면에 퍼지면서 용매가 증발하는 것등이 있다. 이 프로세스의 가장 핵심은 스프레이 노즐이 코팅액을 코팅할 입자 표면에 얼마나 균일하게 전달할 수 있는가 이다. (그림 1).

특히 입자 크기가 작은 (100 ㎛ 미만) 제품의 코팅은 더욱 까다로우며, 문제를 일으킬 수 있는 응집 현상을 방지하면서 코팅 균일성과 공정 효율성을 최대화하려면 코팅 조건이 최적화 되어야 한다. Phase-doppler분석기법을 포함한 다양한 분석 기술이 실험실과 생산 규모의 유동층 코팅기 노즐에서 생성되는 액적의 크기 및 속도 프로파일 특성을 판단하는데 널리 사용된다. (참조 : Colorcon AAPS Poster, 2014). 이러한 연구는 실험실 및 생산 규모 모두에서 다양한 크기의 입자를 코팅할 때 필요한 노즐 성능과 스프레이 조건에 관한 귀중한 정보를 제공해준다.

                                                                             _{Figure 1: Illustration of bottom-spray fluid bed application}

수성 라텍스 필름의 큐어링 현상은 제품 보관중 안정성과 시간에 따른 용출율의 잠재적 변화를 고려할 때 아주 흔히 있는 문제이다. 안정성 시험 과정에서 방출 속도 지연이 관찰된다면 코팅후 큐어링 단계 또는 코팅 후 열처리 단계가 필요한지에 대해 심각하게 검토해야 한다. 이러한 변화가 관찰되면 종종 코팅 초기 단계에 적용된 공정 조건을 모두 되짚어 검토해야 할 수도 있다. 만일 초기 코팅 공정 조건이 필름이 확실이 형성되도록 최적화되지 않았다면, 시간이 흐름에 따라 용출율 변화가 관찰 될 수도 있다. 코팅 공정 내내 최저 필름 형성 온도 이상을 유지하고, 수성 분산액을 사용한 경우에는 폴리머의 유리 전이 온도 부근에서 코팅을 진행함으로써, 완벽한 필름을 형성하고, 큐어링 단계가 필요 없도록 해야 한다.

다립자 시스템 생산 공정에서 고려할 점

1. 장기 안정성 시험에 좋은 결과를 얻으려면 Colorcon이 권장하는 공정 조건에 따라 코팅을 진행한다.
2. 큐어링 단계가 필요한지 여부를 평가하고, 완벽한 필름 형성을 보장하기 위해 공정 매개 변수 간 균형을 잘 맞추어 준다.
3. 코팅 균일성과 공정 효율성이 최대화가 되도록 공정을 최적화하며, 동시에 입자간 응집이 발생하지 않도록 해야 한다.

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 순항하기 바란다

 

_{Aquacoat® is a registered trademark of affiliates of DuPont de Nemours, Inc.}