في التجارب والإنتاج الضخم لأقراص نيفيديبين ممتدة المفعول، وأقراص منع الحمل، وأقراص مقويات المعدة، وأقراص فومارات الحديدوز، وأقراص هيدروكلوريد بوفلوميديل، وما إلى ذلك، نستخدمهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)تُعدّ سوائل طلاء الأغشية، مثل هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز وسائل راتنج حمض البولي أكريليك، وأوبادري (من إنتاج شركة كولوركون، المملكة المتحدة)، من بين السوائل التي طُبّقت بنجاح في تقنية طلاء الأغشية، إلا أنها واجهت بعض المشاكل في مراحل الإنتاج التجريبي والإنتاج الفعلي. بعد حلّ بعض المشاكل التقنية، نتواصل حاليًا مع الزملاء لمناقشة المشاكل الشائعة والحلول في عملية طلاء الأغشية.
في السنوات الأخيرة، شاع استخدام تقنية التغليف بالأغشية الرقيقة في المستحضرات الصيدلانية الصلبة. يحمي هذا التغليف الدواء من الضوء والرطوبة والهواء، مما يزيد من استقراره، ويخفي مذاقه غير المستساغ ليسهل على المريض تناوله، ويتحكم في موضع إطلاق الدواء وسرعته، ويمنع تغير توافقه مع الأدوية الأخرى، ويحسن مظهر القرص. كما يتميز بقلة عدد العمليات، وقصر الوقت، وانخفاض استهلاك الطاقة، وقلة زيادة وزن القرص. تعتمد جودة الأقراص المغلفة بالأغشية الرقيقة بشكل أساسي على تركيبة وجودة لب القرص، ووصفة سائل التغليف، وظروف عملية التغليف، وظروف التعبئة والتخزين، وغيرها. تتجلى تركيبة وجودة لب القرص في مكوناته الفعالة، ومختلف السواغات، ومظهره، وصلابته، وخلوه من القطع الهشة، وشكله. عادةً ما يحتوي سائل التغليف على بوليمرات عالية الوزن الجزيئي، وملدنات، وأصباغ، ومذيبات، وغيرها، وتتمثل ظروف عملية التغليف في التوازن الديناميكي بين الرش والتجفيف، بالإضافة إلى معدات التغليف.
1. تآكل من جانب واحد، وتشققات وتقشر في حواف الفيلم
تتميز الطبقة العلوية من لب القرص بأقل صلابة، مما يجعلها عرضة للاحتكاك والإجهاد الشديدين أثناء عملية التغليف، وقد يتساقط منها مسحوق أو جزيئات من جانب واحد، مُسبباً ثقوباً أو مسامات على سطح لب القرص، وهو ما يُعرف بالتآكل أحادي الجانب، خاصةً مع الأغشية المحفورة. وتُعد الزوايا أكثر أجزاء الغشاء عرضةً للتلف في الأقراص المغلفة. وعندما يكون تماسك الغشاء أو قوته غير كافٍ، يزداد احتمال تشقق حواف الغشاء وتقشرها. ويعود ذلك إلى أن تبخر المذيب يُسبب انكماش الغشاء، بينما يؤدي التمدد المفرط للغشاء واللب إلى زيادة الإجهاد الداخلي للغشاء، والذي يتجاوز قوة شد الغشاء.
1.1 تحليل الأسباب الرئيسية
فيما يتعلق بقلب القرص، فإن السبب الرئيسي هو رداءة جودته، وانخفاض صلابته وهشاشته. أثناء عملية التغليف، يتعرض قلب القرص لاحتكاك شديد عند تدحرجه في وعاء التغليف، ويصعب عليه تحمل هذه القوة دون صلابة كافية، وهذا مرتبط بتركيبة قلب القرص وطريقة تحضيره. عند تغليف أقراص نيفيديبين ممتدة المفعول، ونظرًا لانخفاض صلابة قلب القرص، ظهر مسحوق على أحد جوانبه، مما أدى إلى ظهور مسامات، ولم يكن غلاف القرص المغلف ناعمًا، وكان مظهره رديئًا. إضافةً إلى ذلك، يرتبط هذا العيب في التغليف بنوع القرص. فإذا كان الغلاف غير مريح، وخاصةً إذا كان يحمل شعارًا على قمته، فإنه يكون أكثر عرضة للتآكل من جانب واحد.
في عملية التغليف، يؤدي انخفاض سرعة الرش وزيادة كمية الهواء الداخل أو ارتفاع درجة حرارته إلى سرعة تجفيف عالية، وبطء تكوين طبقة رقيقة على لبّ الأقراص، وطول فترة بقاء الأقراص في وعاء التغليف، وطول فترة تآكلها. ثانيًا، يؤدي ارتفاع ضغط التذرية وانخفاض لزوجة سائل التغليف إلى تركيز القطرات في مركز التذرية، وتبخر المذيب بعد انتشار القطرات، مما ينتج عنه إجهاد داخلي كبير. في الوقت نفسه، يزيد الاحتكاك بين الأسطح أحادية الجانب من الإجهاد الداخلي للطبقة الرقيقة، ويسرع من تشقق حوافها.
بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت سرعة دوران وعاء الطلاء سريعة جدًا أو كان إعداد الحاجز غير معقول، فإن قوة الاحتكاك على القرص ستكون كبيرة، وبالتالي لن ينتشر سائل الطلاء بشكل جيد، وسيكون تكوين الفيلم بطيئًا، مما سيؤدي إلى تآكل من جانب واحد.
ويرجع ذلك أساسًا إلى اختيار البوليمر في التركيبة وانخفاض لزوجة (تركيز) سائل الطلاء، وضعف الالتصاق بين طبقة الطلاء ولب القرص.
1.2 الحل
يتمثل أحد الحلول في تعديل وصفة الدواء أو عملية إنتاج الأقراص لتحسين صلابة لب القرص. يُعدّ هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) مادة تغليف شائعة الاستخدام. يرتبط تماسك سواغات الأقراص بمجموعات الهيدروكسيل الموجودة على جزيئات السواغ، حيث تُشكّل هذه المجموعات روابط هيدروجينية مع المجموعات المقابلة في HPMC لزيادة التماسك. مع ذلك، يضعف التماسك، ويميل غشاء التغليف إلى الانفصال. يتميز السليلوز الميكروكريستالي بكثرة مجموعات الهيدروكسيل على السلسلة الجزيئية، مما يمنحه قوة تماسك عالية، بينما تتمتع الأقراص المُحضّرة من اللاكتوز والسكريات الأخرى بقوة تماسك متوسطة. يُقلّل استخدام مواد التشحيم، وخاصةً مواد التشحيم الكارهة للماء مثل حمض الستياريك، وستيرات المغنيسيوم، وستيرات الجليسريل، من الروابط الهيدروجينية بين لب القرص والبوليمر في محلول التغليف، مما يُقلّل من قوة التماسك، ومع زيادة التشحيم، تضعف قوة التماسك تدريجيًا. بشكل عام، كلما زادت كمية المُزلِّق، ضعف الالتصاق. إضافةً إلى ذلك، عند اختيار نوع الأقراص، يُفضَّل استخدام الأقراص المستديرة ثنائية التحدب قدر الإمكان للتغليف، مما يقلل من احتمالية حدوث عيوب في التغليف.
أما الطريقة الثانية فهي تعديل تركيبة سائل الطلاء، بزيادة نسبة المواد الصلبة فيه أو زيادة لزوجته، مما يُحسّن قوة التصاق طبقة الطلاء، وهي طريقة بسيطة لحل المشكلة. عمومًا، تبلغ نسبة المواد الصلبة في نظام الطلاء المائي 12%، بينما تتراوح في نظام المذيبات العضوية بين 5% و8%.
يؤثر اختلاف لزوجة سائل التغليف على سرعة ودرجة اختراقه لقلب القرص. فعندما يكون الاختراق ضعيفًا أو معدومًا، يكون الالتصاق منخفضًا للغاية. وترتبط لزوجة سائل التغليف وخصائص طبقة التغليف بالوزن الجزيئي المتوسط للبوليمر في التركيبة. فكلما زاد الوزن الجزيئي المتوسط، زادت صلابة طبقة التغليف، وقلّت مرونتها ومقاومتها للتآكل. على سبيل المثال، يتوفر هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) تجاريًا بدرجات لزوجة مختلفة للاختيار من بينها نظرًا لاختلاف الوزن الجزيئي المتوسط. إضافةً إلى تأثير البوليمر، يمكن أن تقلل إضافة الملدنات أو زيادة محتوى التلك من حدوث تشقق حواف طبقة التغليف، ولكن إضافة الملونات مثل أكسيد الحديد وثاني أكسيد التيتانيوم قد تؤثر أيضًا على قوة طبقة التغليف، لذا يجب استخدامها باعتدال.
ثالثًا، في عملية التغليف، من الضروري زيادة سرعة الرش، خاصةً في بداية العملية، حيث يجب أن تكون السرعة أعلى قليلًا لتغطية لب القرص بطبقة رقيقة في وقت قصير، مما يحمي لب القرص. كما أن زيادة معدل الرش تُقلل من درجة حرارة سطح التغليف، ومعدل التبخر، ودرجة حرارة الطبقة الرقيقة، مما يُقلل من الإجهاد الداخلي، ويُقلل من احتمالية تشقق الطبقة. في الوقت نفسه، يجب ضبط سرعة دوران حوض التغليف على النحو الأمثل، وتركيب الحاجز بشكل مناسب لتقليل الاحتكاك والتآكل.
2. الالتصاق والتقرح
أثناء عملية الطلاء، عندما تتجاوز قوة التماسك بين شريحتين قوة الفصل الجزيئي، تلتصق عدة شرائح (جزيئات متعددة) لفترة وجيزة ثم تنفصل. وعندما يختل التوازن بين الرش والتجفيف، يصبح الفيلم رطبًا جدًا، مما يؤدي إلى التصاقه بجدار الوعاء أو ببعضه البعض، وقد يتسبب ذلك أيضًا في تكسره عند نقاط الالتصاق. أما في عملية الرش، فعندما لا تجف القطرات تمامًا، تبقى قطرات غير متكسرة في طبقة الطلاء، مكونة فقاعات صغيرة، مما يؤدي إلى ظهور فقاعات على سطح الطلاء.
2.1 تحليل الأسباب الرئيسية
يعود انتشار هذا العيب في الطلاء بشكل رئيسي إلى ظروف التشغيل، وتحديدًا عدم التوازن بين الرش والتجفيف. فسرعة الرش عالية جدًا أو حجم الغاز المُرَذَّذ كبير جدًا. أما سرعة التجفيف فهي بطيئة جدًا نتيجة لانخفاض حجم الهواء الداخل أو درجة حرارته، بالإضافة إلى انخفاض درجة حرارة سطح الطلاء. لا يجف الطلاء طبقة تلو الأخرى في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى الالتصاق أو ظهور الفقاعات. علاوة على ذلك، قد يؤدي عدم ضبط زاوية الرش أو المسافة إلى صغر حجم مخروط الرش، وتركز سائل الطلاء في منطقة معينة، مما ينتج عنه رطوبة موضعية، وبالتالي الالتصاق. كما أن بطء سرعة وعاء الطلاء، وضعف قوة الطرد المركزي، وسوء لف الفيلم، كلها عوامل تُسهم في حدوث الالتصاق.
تُعدّ لزوجة سائل الطلاء العالية أحد الأسباب. فلزوجة سائل الطلاء العالية تُسهّل تكوّن قطرات ضبابية كبيرة، وقدرته على التغلغل في اللب ضعيفة، مما يؤدي إلى تكتل والتصاق أحادي الجانب، وفي الوقت نفسه، تكون كثافة الطبقة ضعيفة، وتكثر الفقاعات. لكن هذا لا يؤثر بشكل كبير على الالتصاق المؤقت.
بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي استخدام نوع غير مناسب من الفيلم إلى ظهور التصاق. فإذا لم يكن الفيلم المسطح في وعاء التغليف جيدًا، فسيتداخل مع بعضه، مما قد يتسبب في تكوين طبقة مزدوجة أو متعددة الطبقات. في تجربتنا لإنتاج أقراص هيدروكلوريد البوفلوميديل، ظهرت العديد من القطع المتداخلة في وعاء التغليف المصنوع من الكستناء المائي الشائع بسبب عدم استواء الطلاء.
2.2 الحلول
يهدف ذلك بشكل أساسي إلى ضبط سرعة الرش والتجفيف لتحقيق التوازن الديناميكي. يتم ذلك عن طريق تقليل سرعة الرش، وزيادة حجم الهواء الداخل ودرجة حرارته، وزيادة درجة حرارة سطح الرش وسرعة التجفيف. كما يتم زيادة مساحة تغطية الرش، وتقليل متوسط حجم جزيئات قطرات الرش، أو ضبط المسافة بين مسدس الرش وسطح الرش، بحيث يقل حدوث الالتصاق المؤقت مع ضبط هذه المسافة.
يمكن تعديل تركيبة محلول الطلاء، وزيادة نسبة المواد الصلبة فيه، وتقليل كمية المذيب أو زيادة تركيز الإيثانول بما يتناسب مع نطاق اللزوجة. كما يمكن إضافة مواد مانعة للالتصاق، مثل بودرة التلك، أو ستيرات المغنيسيوم، أو مسحوق هلام السيليكا، أو ببتيد الأكسيد، لتحسين سرعة عملية الطلاء وزيادة قوة الطرد المركزي.
اختر طلاءً مناسبًا للصفائح. ومع ذلك، بالنسبة للصفائح المسطحة، مثل أقراص هيدروكلوريد البوفلوميديل، تم تنفيذ الطلاء بنجاح لاحقًا باستخدام حوض طلاء فعال أو عن طريق تركيب حاجز في حوض الطلاء العادي لتسهيل لف الصفيحة.
3. بشرة خشنة ومتجعدة من جانب واحد
أثناء عملية الطلاء، ونظرًا لعدم انتشار سائل الطلاء بشكل جيد، لا يتوزع البوليمر الجاف بالتساوي، مما يؤدي إلى ترسب أو التصاق غير منتظم على سطح الفيلم، وبالتالي ينتج عنه لون باهت وسطح غير متجانس. يُعد الجلد المتجعد نوعًا من الأسطح الخشنة، ويُظهر مظهرًا بصريًا خشنًا للغاية.
3.1 تحليل الأسباب الرئيسية
يتعلق الأمر الأول بنواة الشريحة. فكلما زادت خشونة السطح الأولية للنواة، زادت خشونة سطح المنتج المطلي.
ثانيًا، يرتبط ذلك ارتباطًا وثيقًا بتركيبة محلول الطلاء. من المتعارف عليه أن الوزن الجزيئي وتركيز البوليمر والمواد المضافة في محلول الطلاء تؤثر على خشونة سطح طبقة الطلاء. وتؤثر هذه العوامل على لزوجة محلول الطلاء، حيث تتناسب خشونة سطح طبقة الطلاء تناسبًا طرديًا تقريبًا مع لزوجة محلول الطلاء، وتزداد مع زيادة اللزوجة. كما أن زيادة نسبة المواد الصلبة في محلول الطلاء قد تؤدي بسهولة إلى خشونة غير مرغوب فيها في أحد جوانب السطح.
أخيرًا، يرتبط الأمر بعملية الطلاء. فسرعة التذرية إما منخفضة جدًا أو عالية جدًا (مما يؤدي إلى ضعف تأثير التذرية)، فلا تكفي لنشر قطرات الضباب وتكوين طبقة مجعدة من جانب واحد. كما أن زيادة حجم الهواء الجاف (زيادة كمية هواء العادم) أو ارتفاع درجة الحرارة، يؤدي إلى تبخر سريع، وخاصةً إذا كان تدفق الهواء كبيرًا جدًا، مما يُنتج تيارات دوامية، ويؤدي أيضًا إلى ضعف انتشار القطرات.
3.2 الحلول
أولاً، يجب تحسين جودة الطبقة الأساسية. مع ضمان جودة الطبقة الأساسية، يتم تعديل تركيبة محلول الطلاء وتقليل لزوجته (تركيزه) أو محتواه من المواد الصلبة. يمكن اختيار محلول طلاء قابل للذوبان في الكحول أو محلول كحول-ماء. بعد ذلك، يتم ضبط ظروف التشغيل، مع زيادة سرعة دوران وعاء الطلاء بشكل مناسب، لضمان لف الفيلم بالتساوي، وزيادة الاحتكاك، وتعزيز انتشار سائل الطلاء. في حال ارتفاع درجة حرارة الطبقة، يتم تقليل حجم ودرجة حرارة الهواء الداخل. في حال وجود رذاذ، يجب زيادة ضغط التذرية لزيادة سرعة الرش، وتحسين درجة التذرية وحجم الرش لضمان انتشار قطرات الضباب بقوة على سطح الصفيحة، وذلك لتكوين قطرات ضباب ذات قطر متوسط أصغر ومنع تكون قطرات ضباب كبيرة، خاصةً مع سائل الطلاء ذي اللزوجة العالية. يمكن أيضاً تعديل المسافة بين مسدس الرش وسطح الصفيحة. يُفضل اختيار مسدس رش ذي فوهة صغيرة القطر (0.15 مم ~ 1.2 مم) ومعدل تدفق عالٍ لغاز التذرية. يتم تعديل شكل الرذاذ ليناسب نطاقًا واسعًا من تدفق الضباب بزاوية مخروطية مسطحة، بحيث تتشتت القطرات في منطقة مركزية أكبر.
4. تحديد الجسر
4.1 تحليل الأسباب الرئيسية
يحدث هذا عندما يكون سطح الغشاء مُعلَّمًا أو مُشوَّهًا. نظرًا لأن غشاء الملابس يتميز بخصائص ميكانيكية معينة، مثل معامل مرونة عالٍ، وقوة غشاء ضعيفة، والتصاق ضعيف، وما إلى ذلك، فإنه أثناء عملية تجفيف غشاء الملابس، يحدث شدٌّ قويٌّ للغشاء، مما يؤدي إلى طباعة سطح غشاء الملابس، وانكماش الغشاء، وتكوين جسور، مما يجعل الشق من جانب واحد يختفي أو الشعار غير واضح. تكمن أسباب هذه الظاهرة في تركيبة سائل الطلاء.
4.2 الحل
اضبط تركيبة محلول الطلاء. استخدم بوليمرات ذات وزن جزيئي منخفض أو مواد تشكيل طبقة ذات التصاق عالٍ؛ زد كمية المذيب لتقليل لزوجة محلول الطلاء؛ زد كمية الملدّن لتقليل الإجهاد الداخلي. يختلف تأثير الملدّن باختلاف نوعه، فبولي إيثيلين جلايكول 200 أفضل من بروبيلين جلايكول والجلسرين. يمكن أيضًا تقليل سرعة الرش. ارفع درجة حرارة الهواء الداخل، وارفع درجة حرارة طبقة الطلاء، لضمان قوة الطلاء المتشكل مع تجنب تشقق الحواف. بالإضافة إلى ذلك، عند تصميم قالب التحديد، يجب الانتباه إلى عرض زاوية القطع وغيرها من التفاصيل الدقيقة، قدر الإمكان لتجنب ظاهرة الجسور.
5. تلون غشاء الملابس
5.1 تحليل الأسباب الرئيسية
تحتوي العديد من محاليل الطلاء على أصباغ أو مواد ملونة معلقة فيها، وبسبب سوء عملية الطلاء، لا يكون توزيع اللون متجانسًا، مما يؤدي إلى اختلاف اللون بين الشرائح أو في أجزاء مختلفة منها. ويرجع السبب الرئيسي إلى بطء سرعة وعاء الطلاء أو ضعف كفاءة الخلط، مما يحول دون تحقيق طلاء متجانس بين القطع خلال وقت الطلاء المعتاد. كما أن ارتفاع تركيز الصبغة أو المادة الملونة في سائل الطلاء الملون، أو ارتفاع نسبة المواد الصلبة فيه، أو سرعة رش سائل الطلاء، أو ارتفاع درجة حرارة السطح، كلها عوامل تؤدي إلى عدم توزيع سائل الطلاء الملون في الوقت المناسب. وقد يتسبب ذلك أيضًا في التصاق طبقة الطلاء. كذلك، فإن عدم ملاءمة شكل القطعة، كالقطع الطويلة أو ذات الشكل الكبسولي، قد يؤدي إلى اختلاف اللون عند دحرجتها كقطعة دائرية.
5.2 الحل
قم بزيادة سرعة حوض الطلاء أو عدد الحواجز، واضبطها على الوضع المناسب لضمان دوران الصفيحة داخل الحوض بشكل متساوٍ. قلل سرعة رش سائل الطلاء، وخفّض درجة حرارة السطح. عند تصميم تركيبة محلول الطلاء الملون، يجب تقليل جرعة أو محتوى الصبغة أو الملون الصلب، واختيار صبغة ذات تغطية قوية. يجب أن تكون الصبغة أو الملون دقيقة وصغيرة الحجم. تُعدّ الأصباغ غير القابلة للذوبان في الماء أفضل من الأصباغ القابلة للذوبان، فهي لا تنتقل مع الماء بسهولة، كما أنها تتميز بثبات اللون، ومقاومة بخار الماء، وتقليل الأكسدة، وتحسين نفاذية الفيلم. اختر أيضًا نوع القطعة المناسب. غالبًا ما تظهر مشاكل مختلفة أثناء عملية طلاء الأغشية، ولكن بغض النظر عن نوع المشكلة، فإن العوامل كثيرة ويمكن حلها بتحسين جودة المادة الأساسية، وتعديل تركيبة الطلاء وعملية التشغيل، لتحقيق تطبيق مرن وتشغيل فعال. مع إتقان تكنولوجيا الطلاء، وتطوير وتطبيق آلات الطلاء الجديدة ومواد طلاء الأغشية، ستشهد تكنولوجيا الطلاء تحسناً كبيراً، كما سيشهد طلاء الأغشية تطوراً سريعاً في إنتاج المستحضرات الصلبة.
تاريخ النشر: 25 أبريل 2024