В первую очередь для того, чтобы понять, что такое микронизированный продукт нужно понять насколько большой микрон? Посмотрим на изображение, представленное ниже:
Исходя из представленной картинки можно предположить, что микронизированные продукты - это в среднем, продукты меньше 10 микрон
Но зачем необходимо измельчать продукт до таких размеров?
На самом деле причина только одна: это увеличение внешней поверхности продукта.
Благодаря увеличения площади поверхности можно добиться следующих эффектов:
1. Увеличение биодоступности (улучшение растворения и абсорбции)
2. Увеличение количественного значения частиц (лучше распределение, упрощение процедуры смешивания, возможность более равномерного распределения на поверхности)
В фармацевтической промышленности микронизация активно применяется при:
-
Производстве сухих ингаляционных смесей (DPI inhaler)
-
Топические продукты (крема)
-
Приготовление суспензий
-
Подготовка АФС для растворения
-
Приготовление смеси для ТЛФ (грануляция, прямое смешивание)
Есть 4 основных принципа измельчения:
-
Разрезание
-
Компрессия
-
Трение
-
Столкновение
Для микронизации в струйных мельницах, мы используем последние: Столкновение.
До микронизации После микронизации
Диаграмма распределения размера частиц (PSD)
Для того, чтобы устанавливать целевые значения микронизированного продукта, необходимо ознакомится с диаграммой распределения размера частиц. Это самый распространенный метод, который выражается в DV значениях. Основные значения включают:
-
Dv10: 10% частиц будут иметь размер меньший указанному
-
Dv50: 50% частиц будут иметь размер меньше указанного (обычно основной целевой параметр)
-
Dv90: 90% частиц будут иметь размер меньше указанного.
Для получения результатов обычно используется специальный анализатор размера частиц в жидкой фракции, подобный представленному на изображении.
Спиральные струйные мельницы
Спиральные струйные мельницы являются наилучшим решение для микронизации продуктов в том числе в фармацевтической отрасли, благодаря следующим преимуществам:
-
Увеличивают биодоступность
-
Достигают высокую эффективность обычно до 99%
-
Достигают равномерной и контролируем кривой Гауса
-
Не генерируют тепла (подходят для термолабильных продуктов)
-
Высокая гомогенность при помощи единичной точки сбора готового продукта
-
Легкая и быстрая сборка/разборка с минимальным количеством компонентов (легкая очистка)
-
Отсутствие движущихся частей в ходе процесса
-
Процедура очистки снижает риск контаминации
-
Возможность микронизировать порошки от 20 до 0,5 микрон.
Как устроена струйная мельница?
Микронизация происходит за счет сталкивания частичек порошка между собой в процессе вращения внутри камеры микронизации ( с помощью кинетической энергии)
Используя инжектор вентури, который создает изначальное негативное давление, частицы подаются внутрь цилиндрической камеры, форсунки серии “De Laval” увеличивают скорость движения частиц до 300-500 м/с в момент спирального движения
На частицы внутри струйной мельницы начинают действовать 2 силы:
-
Центробежная сила (пока частицы достаточно большие (тяжелые) заставляет двигаться по внешней траектории и измельчаться)
-
Центростремительная сила (как только частицы теряют свои массу согласно закону Бернули и благодаря правильному распределению воздуха внутри камеры, частицы уходят в центр и покидают струйную мельницу)
Классификация частиц
Центробежная и центростремительная силы действуют одновременно на каждую частичку внутри камеры микронизатора.
Эти силы позволяют добиться баланса, благодаря которому возможно контролировать размер частиц.
Для более маленьких (легких) частиц центростремительная сила направляет микронизированный продукт к выходу из мельницы, так как радиальный диаметр выходного отверстия больше размера внутри мельницы и газ, стремящийся в эту зону, уносит маленькие частицы с собой.
Для крупных (тяжелых) частиц центробежная сила будет оставлять продукт на внешнем радиусе спирали до полного измельчения.
