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Evaluation of blend homogeneity with large differences in particle sizes using Near Infrared Spectroscopy (NIRS)
Villafañe García, Sachel M.
Villafañe García, Sachel M.
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Abstract
Solid dosage forms are the most commonly prescribed pharmaceutical formulations. They consist of a homogeneous mixture of ingredients that provide desired characteristics. The process of blending during manufacturing processes is important to assure the quality of the product and it may be assessed by blend uniformity analysis. The sampling process is, also, very important and has been widely studied since it has been demonstrated that the sample thieves, the most common sampling method used in the pharmaceutical industry, introduce errors in the process. Some of these sampling errors are segregation, weight variability and product adulteration. Sample thieves do not follow Allen “golden rules” of sampling that state that a powder should always be sampled when in motion. Near Infrared Spectroscopy (NIRS) and stream sampling are alternative sampling techniques to evaluate blend homogeneity. In this work, lactose granules were prepared to obtain large differences in particle size, creating a blend difficult to sample and evaluate. Three sampling techniques: a pocket thief, Bellamy’s thief and stream sampling were used with a 20% (m/m) ibuprofen – granules blend. Sample weight variation and Relative Standard Deviation (RSD), for ibuprofen content, between 10 and 13 % (m/m) were observed. Also, the distribution of ibuprofen by particle size of granules was determined and its concentration was found to vary with particle sizes: as the particle size increases the ibuprofen concentration decreases. Also, a NIR Blend Monitor with wireless connection was evaluated as a tool for the in-line determination of blend homogeneity. Granules of different particle sizes were sieved and placed in a V-blender to observe the blend homogeneity from a physical point of view. The spectra showed differences in baseline and absorption due to the differences in particle sizes when multiplicative scattering correction (MSC) was applied to original data. Small particles showed less absorption and baseline than larger particles. Different approaches such as mean square of differences, moving block standard deviation and absorbance at 1542 nm were evaluated to analyze changes in spectra.
Las formas de dosificación sólidas son las formulaciones farmacéuticas mayormente prescritas. Estas consisten en una mezcla homogénea de ingredientes que proveen unas características deseadas. El proceso de mezclado durante los procesos de manufactura es importante para asegurar la calidad de los productos y es evaluado mediante los análisis de uniformidad de mezclado. El proceso de muestreo también es muy importante y ha sido ampliamente estudiado ya que se ha demostrado que los pillos, el método de muestreo más común utilizado en la industria farmacéutica, introducen errores en el proceso. Algunos de estos errores durante el muestreo son segregación, la variación en el peso y la adulteración del producto. Los pillos no siguen las “reglas de oro” de Allen sobre muestreo donde se establece que un polvo siempre debe ser muestreado cuando está en movimiento. La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) y “stream sampling” son técnicas alternas de muestreo para evaluar la homogeneidad de mezclado. En este trabajo, gránulos de lactosa fueron preparados para obtener grandes diferencias en tamaños de partículas creando así mezclas difíciles de muestrear y evaluar. Tres técnicas de muestreo: pillo de bolsillo (“pocket thief”), pillo creado por Bellamy (“Bellamy’s thief”) y “stream sampling” fueron utilizadas con una mezcla 20% (m/m) de ibuprofen – gránulos. Variación en el peso de las muestras y una desviación estándar relativa (RSD) para el contenido de ibuprofen entre 10 y 13 % (m/m) fueron observados. También se determinó la distribución de ibuprofen por tamaños de partículas de los gránulos y se encontró que su concentración variaba con el tamaño de partícula; entre mayor el tamaño de partículas menor la concentración de ibuprofen. Además un monitor de mezcla de NIR sin conexión se evaluó como herramienta para la determinación en línea de la homogeneidad de mezclado. Gránulos de diferente tamaños de partículas fueron tamizados y puestos en el mezclador para observar la homogeneidad de mezclado desde un punto de vista físico. Los espectros muestran diferencias en línea base y absorción debido a las diferencias en tamaño de partículas cuando la corrección multiplicativa de la dispersión (MSC) es aplicado. Partículas pequeñas muestran menor absorción y línea base que las partículas grandes. Diferentes métodos como el cuadrado promedio de las diferencias, desviación estándar “moving block” y la absorbancia a 1542 nm fueron evaluados para observar cambios en los espectros.
Las formas de dosificación sólidas son las formulaciones farmacéuticas mayormente prescritas. Estas consisten en una mezcla homogénea de ingredientes que proveen unas características deseadas. El proceso de mezclado durante los procesos de manufactura es importante para asegurar la calidad de los productos y es evaluado mediante los análisis de uniformidad de mezclado. El proceso de muestreo también es muy importante y ha sido ampliamente estudiado ya que se ha demostrado que los pillos, el método de muestreo más común utilizado en la industria farmacéutica, introducen errores en el proceso. Algunos de estos errores durante el muestreo son segregación, la variación en el peso y la adulteración del producto. Los pillos no siguen las “reglas de oro” de Allen sobre muestreo donde se establece que un polvo siempre debe ser muestreado cuando está en movimiento. La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) y “stream sampling” son técnicas alternas de muestreo para evaluar la homogeneidad de mezclado. En este trabajo, gránulos de lactosa fueron preparados para obtener grandes diferencias en tamaños de partículas creando así mezclas difíciles de muestrear y evaluar. Tres técnicas de muestreo: pillo de bolsillo (“pocket thief”), pillo creado por Bellamy (“Bellamy’s thief”) y “stream sampling” fueron utilizadas con una mezcla 20% (m/m) de ibuprofen – gránulos. Variación en el peso de las muestras y una desviación estándar relativa (RSD) para el contenido de ibuprofen entre 10 y 13 % (m/m) fueron observados. También se determinó la distribución de ibuprofen por tamaños de partículas de los gránulos y se encontró que su concentración variaba con el tamaño de partícula; entre mayor el tamaño de partículas menor la concentración de ibuprofen. Además un monitor de mezcla de NIR sin conexión se evaluó como herramienta para la determinación en línea de la homogeneidad de mezclado. Gránulos de diferente tamaños de partículas fueron tamizados y puestos en el mezclador para observar la homogeneidad de mezclado desde un punto de vista físico. Los espectros muestran diferencias en línea base y absorción debido a las diferencias en tamaño de partículas cuando la corrección multiplicativa de la dispersión (MSC) es aplicado. Partículas pequeñas muestran menor absorción y línea base que las partículas grandes. Diferentes métodos como el cuadrado promedio de las diferencias, desviación estándar “moving block” y la absorbancia a 1542 nm fueron evaluados para observar cambios en los espectros.
Description
Date
2005