Enquête sur le gel

Sep 18, 2023

Publié : 1 mars 2023 | Henning Gieseler (FAU Erlangen-Nuremberg), Teresa Siegert (FAU Erlangen-Nuremberg) | aucun commentaire pour l'instant

Dans cet article, Teresa Siegert et Henning Gieseler discutent des avantages de l'application de la tomodensitométrie dans la production de produits pharmaceutiques lyophilisés, ainsi que des obstacles à surmonter pour réaliser son potentiel.

Les images tridimensionnelles utilisant la tomodensitométrie (CT) fournissent un aperçu précieux et non invasif de la morphologie interne des produits lyophilisés. Cette technologie permet de visualiser la structure des pores d’une manière similaire à la microscopie électronique à balayage. Il permet la détection et la traçabilité des altérations structurelles et/ou des impuretés ainsi que la vérification de l'intégrité de la fermeture des conteneurs. Cependant, les défis liés à la technique, tels que le temps de mesure long pour garantir une résolution suffisante et les pertes de qualité dues à l'analyse non invasive à travers le flacon en verre, doivent encore être surmontés.

Industrial CT est une méthode établie pour le développement fiable de produits et de processus, la surveillance et la requalification des processus. Alors que les méthodes optiques traditionnelles ne peuvent évaluer que la surface, la technologie des rayons X peut être utilisée pour afficher la structure interne et ainsi détecter les défauts et les écarts de géométrie. C'est pour cette raison que le CT est déjà utilisé depuis plusieurs années dans de nombreux secteurs industriels comme méthode non destructive permettant de mieux caractériser les composants ou les produits manufacturés.

La technologie des rayons X est également de plus en plus utilisée dans la R&D pharmaceutique, notamment pour l’examen des formes posologiques solides, une application pour laquelle cette technologie peut être adoptée de manière transparente. La création d'un profil des différentes densités au sein d'un comprimé permet d'examiner sa structure interne. Ces différences de structure résultent de la presse à comprimés et donnent ainsi un aperçu de la qualité du processus.1 De plus, les images CT révèlent la répartition des principes actifs et contribuent à expliquer le comportement à la fracture. Les impuretés peuvent également être détectées, car elles ont généralement une densité plus élevée que les ingrédients des comprimés.2,3

La tomodensitométrie est également utilisée dans le domaine de la lyophilisation. En visualisant la structure interne des pores, les effets de différentes conditions et/ou situations de congélation peuvent être étudiés.4 Le taux de congélation influence la taille et la distribution des pores, qui sont ensuite détectées dans l'image 3D, permettant ainsi d'adapter de manière optimale les paramètres du processus à les propriétés souhaitées du produit final. De plus, il peut être utilisé pour estimer le taux de transfert de masse lors du séchage primaire.5

Figure 1 : Images radiographiques de flacons contenant une solution de S-adénosyl-L-méthionine (100 mg/mL) montrant différents degrés de microeffondrement du gâteau. Images prises avec le microtomographe CTportable 25.50 (Fraunhofer IIS, Fürth, Allemagne).

Il existe cependant une application potentielle bien plus importante, mais souvent négligée, du CT dans la lyophilisation pharmaceutique. Même avec des images radiographiques bidimensionnelles (2D) de base, les structures de gâteaux lyophilisés peuvent être détectées. Alors qu'un gâteau élégant semble homogène avec une coloration uniforme, si un microeffondrement se produit pendant le séchage, le matériau hautement poreux commence à rétrécir et une structure plus hétérogène se forme – ces zones apparaissent alors plus sombres sur l'image radiologique. Ainsi, il est possible de détecter les imperfections structurelles non visibles depuis la surface et d'ajuster les conditions de séchage en conséquence (Figure 1 ). Si des reconstructions tridimensionnelles (3D) sont capturées à partir des gâteaux, ces défauts peuvent être identifiés plus clairement. La structure des pores en forme de nid d'abeille, que l'on peut voir dans les gâteaux élégants, se fond dans un réseau irrégulier avec des structures en forme de tiges, partiellement affaissées et dotées d'extrémités en forme de goutte. Grâce à cette technologie, même les plus petits signes de microeffondrement peuvent être détectés sans examen invasif par microscopie électronique à balayage.6

De la même manière que pour les comprimés, une inspection des impuretés pourrait également être effectuée dans les produits lyophilisés. En raison de la faible teneur en matières solides du gâteau lyophilisé et de la faible densité associée, le gâteau se distingue bien des impuretés (