ニフェジピン徐放錠、避妊錠、胃薬錠、フマル酸第一鉄錠、塩酸ブフロメジル錠などの試作・量産には、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）液状ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリアクリル酸樹脂液状オパドライ（英国Colorcon社提供）などはフィルムコーティング液であり、フィルムコーティング技術の適用は成功しているものの、試作・生産段階で問題が発生しました。いくつかの技術的問題を経て、現在、フィルムコーティング工程における一般的な問題と解決策について同僚と協議しています。
近年、フィルムコーティング技術は固形製剤に広く応用されています。フィルムコーティングは、薬物を光、湿気、空気から保護することで薬物の安定性を高め、薬物の不快な味をマスキングして患者の服用を容易にし、薬物の放出部位と放出速度を制御し、薬物の配合変化を防ぎ、錠剤の外観を改善します。また、工程数が少なく、時間が短く、エネルギー消費量が少なく、錠剤の重量増加が少ないなどの利点もあります。フィルムコーティング錠の品質は、主に錠剤核の組成と品質、コーティング液の処方、コーティング操作条件、包装および保管条件などに依存します。錠剤核の組成と品質は、主に錠剤核の有効成分、各種添加剤、そして錠剤核の外観、硬度、脆性片、錠剤形状に反映されます。コーティング液の処方には、通常、高分子ポリマー、可塑剤、染料、溶剤などが含まれており、コーティングの操作条件は、噴霧乾燥とコーティング装置の動的バランスです。
1.片面摩耗、フィルム端の割れ、剥がれ
錠剤コアの上部表面の硬度は最も低く、コーティング工程で強い摩擦と応力を受けやすく、片側の粉末または粒子が脱落し、錠剤コアの表面にポックマークまたは気孔が生じ、特に彫刻されたマークフィルムでは片側摩耗になります。フィルムコーティング錠において、フィルムの最も脆弱な部分は角です。フィルムの接着力や強度が不十分な場合、フィルムの端にひび割れや剥がれが発生しやすくなります。これは、溶媒の揮発によりフィルムが収縮し、コーティングフィルムとコアが過度に膨張することでフィルムの内部応力が増加し、コーティングフィルムの引張強度を超えるためです。
1.1 主な理由の分析
チップコアに関して言えば、チップコアの品質が良くなく、硬度と脆さが小さいことが主な原因です。コーティング工程において、錠剤コアはコーティングパン内で転がる際に強い摩擦を受け、十分な硬度がなければこのような力に耐えることは困難であり、これは錠剤コアの処方と調製方法に関係しています。ニフェジピン徐放錠を包装した際、錠剤コアの硬度が小さいため、片側に粉末が現れて気孔が発生し、フィルムコーティング錠のフィルムが滑らかでなく外観が悪かった。また、このコーティング欠陥は錠剤の種類にも関係しており、フィルムに不快感がある場合、特にフィルムの冠部にロゴがある場合は、片側摩耗が発生しやすくなります。
コーティング工程において、噴霧速度が遅すぎる、空気吸入量が多い、あるいは空気吸入温度が高いと、乾燥速度が速くなり、錠剤核の皮膜形成が遅くなり、コーティング槽内で錠剤核が長時間滞留し、摩耗時間が長くなります。また、霧化圧力が高く、コーティング液の粘度が低いため、霧化中心部の液滴が集中し、液滴が拡散した後に溶媒が揮発し、大きな内部応力が発生します。同時に、片面間の摩擦によって皮膜の内部応力も増加し、皮膜の剥離が促進されます。エッジ割れも発生します。
また、コーティングパンの回転速度が速すぎたり、バッフルの設定が不適切だったりすると、錠剤への摩擦力が大きくなり、コーティング液がうまく広がらず、フィルム形成が遅くなり、片摩耗の原因となります。
コーティング液に関しては、主に処方中のポリマーの選択とコーティング液の粘度（濃度）の低さ、およびコーティング膜と錠剤コアとの接着不良が原因です。
1.2 解決策
1つは、錠剤の処方や製造プロセスを調整して錠剤コアの硬度を向上させることです。HPMCはよく使用されるコーティング剤です。錠剤賦形剤の接着力は賦形剤分子上の水酸基と関係があり、水酸基はHPMCの対応する基と水素結合を形成し、より高い接着力を生み出します。接着力が弱まり、片面とコーティング膜が剥がれやすくなります。微結晶セルロースは分子鎖上の水酸基の数が多く、接着力が高く、乳糖などの糖から製造された錠剤は適度な接着力を持っています。滑沢剤、特にステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸グリセリルなどの疎水性滑沢剤の使用は、錠剤コアとコーティング溶液中のポリマーとの間の水素結合を減少させ、接着力が低下し、潤滑性の増加に伴い、接着力は徐々に弱まります。一般的に、滑沢剤の量が多いほど、接着力は弱まります。また、錠剤タイプの選択においては、コーティングには可能な限り丸型両凸錠剤タイプを使用することが、コーティング欠陥の発生を低減することができる。
2つ目は、コーティング液の処方を調整し、コーティング液中の固形分濃度、またはコーティング液の粘度を高めることで、コーティング膜の強度と密着性を向上させるという、問題を解決する簡単な方法です。一般的に、水性コーティングシステムの固形分濃度は12％、有機溶剤系コーティングシステムの固形分濃度は5％～8％です。
コーティング液の粘度の違いは、コーティング液が錠剤コアに浸透する速度と程度に影響を与えます。浸透が少ない、または全く浸透しない場合は、接着力が極めて低くなります。コーティング液の粘度とコーティング膜の特性は、処方中のポリマーの平均分子量に関連しています。平均分子量が高いほど、コーティング膜の硬度が高く、弾力性が低く、耐摩耗性が低くなります。例えば、市販のHPMCは、平均分子量の違いにより、選択できる粘度グレードが異なります。ポリマーの影響に加えて、可塑剤を添加したり、タルクの含有量を増やしたりすることで、フィルムエッジの割れの発生率を減らすことができますが、着色料の酸化鉄や二酸化チタンを添加すると、コーティング膜の強度にも影響を与える可能性があるため、適度に使用する必要があります。
第三に、コーティング操作においては、噴霧速度を上げる必要があります。特にコーティング開始直後は、噴霧速度をやや速めにすることで、錠剤コアを短時間でフィルム層で覆い、錠剤コアを保護する役割を果たします。噴霧速度を上げることで、ベッド温度、蒸発速度、フィルム温度が低下し、内部応力が低減し、フィルム割れの発生率も低減します。同時に、コーティングパンの回転速度を最適な状態に調整し、バッフルを適切に設定することで摩擦と摩耗を低減します。
2.癒着と水ぶくれ
コーティング工程において、2枚のシート間の界面凝集力が分子分離力よりも大きい場合、複数のシート（複数の粒子）が短時間結合し、その後分離します。スプレーと乾燥のバランスが悪いと、塗膜が湿りすぎて、塗膜が容器の壁に張り付いたり、互いにくっついたり、付着箇所で破膜を引き起こします。スプレーの場合、液滴が完全に乾燥していないと、破れていない液滴が局所的な塗膜に留まり、小さな気泡が発生して気泡塗膜層を形成し、塗膜に気泡が発生します。
2.1 主な理由の分析
このコーティング欠陥の程度と発生率は、主にコーティング操作条件、つまりスプレーと乾燥のアンバランスによるものです。スプレー速度が速すぎるか、噴霧ガスの量が多すぎます。乾燥速度が遅すぎる場合は、空気入口量が少ないか、空気入口温度が低く、シートベッドの温度が低いためです。シートは時間内に層ごとに乾燥せず、付着物や気泡が発生します。また、スプレー角度や距離が不適切であるため、スプレーによって形成される円錐が小さく、コーティング液が特定の領域に集中し、局所的に濡れて付着が発生します。コーティングポットの速度が遅い、遠心力が小さすぎる、フィルムの巻き取りが良好でない場合も付着が発生します。
コーティング液の粘度が高すぎることも原因の一つです。コーティング液の粘度が高いと、大きな霧滴が形成されやすく、芯部への浸透性が低下し、片側への凝集と付着が起こりやすくなります。同時に、膜の密度が低下し、気泡が発生しやすくなります。しかし、これは一時的な付着にはあまり影響しません。
さらに、不適切なフィルムタイプも付着の原因となります。コーティングポット内での平坦なフィルムの転動が不十分な場合、フィルム同士が重なり合い、二重または多層のフィルムが発生しやすくなります。当社が試作した塩酸ブフロメジル錠では、一般的なヒシコーティングポットで平坦なコーティングのため、フィルム同士が重なり合う部分が多数発生しました。
2.2 解決策
動的バランスを達成するには、主にスプレー速度と乾燥速度を調整します。スプレー速度を下げ、入口空気量と空気温度を上げ、層温度と乾燥速度を上げます。スプレーの塗布面積を広げ、スプレー液滴の平均粒子径を小さくするか、スプレーガンとシート層間の距離を調整することで、スプレーガンとシート層間の距離調整に伴う過渡付着の発生率を低減します。
コーティング溶液の処方を調整し、コーティング溶液中の固形分含有量を増やしたり、溶媒の量を減らしたり、粘度の範囲内でエタノール濃度を適切に高めたりします。また、タルク粉、ステアリン酸マグネシウム、シリカゲル粉末、酸化ペプチドなどの付着防止剤を適切に添加することもできます。コーティングポットの速度を適切に向上させ、ベッドの遠心力を高めることもできます。
適切なシートコーティングを選択してください。ただし、塩酸ブフロメジル錠のような平らなシートの場合は、効率的なコーティングパンを使用するか、通常のコーティングパンにバッフルを設置してシートの転動を促進することで、後からコーティングをうまく行うことができます。
3.片側の肌が荒れてシワが寄る
コーティング工程において、コーティング液の塗布が不十分なため、乾燥したポリマーが分散せず、フィルム表面に不均一に堆積または付着し、色ムラや表面の凹凸が生じます。シワは表面の粗さの一種であり、視覚的に粗すぎる印象を与えます。
3.1 主な理由の分析
1つ目はチップコアに関係します。コアの初期表面粗さが大きいほど、コーティングされた製品の表面粗さも大きくなります。
第二に、コーティング溶液の処方と密接な関係があります。一般的に、コーティング溶液中のポリマーの分子量、濃度、添加剤は、コーティング膜の表面粗さに関係していると考えられています。これらはコーティング溶液の粘度に影響を与えることで作用し、コーティング膜の粗さはコーティング溶液の粘度とほぼ直線関係にあり、粘度の上昇に伴い粗さも増加します。コーティング溶液中の固形分含有量が多すぎると、片面粗度が起こりやすくなります。
最後に、コーティング工程に関係します。霧化速度が低すぎる、または高すぎる（霧化効果が低い）と、霧滴の拡散が不十分になり、片側にシワのある皮膜が形成されます。また、乾燥空気量が多すぎる（排気量が多すぎる）場合や、温度が高すぎる場合、蒸発が速く、特に風量が大きすぎると渦流が発生し、液滴の拡散が悪くなります。
3.2 解決策
一つ目は、コアの品質向上です。コアの品質確保を前提として、コーティング液処方を調整し、コーティング液の粘度（濃度）または固形分濃度を下げます。アルコール可溶性コーティング液またはアルコール-2-水系コーティング液を選択できます。次に、運転条件を調整し、コーティングポットの速度を適切に向上させ、フィルムの巻き取りを均一にし、摩擦を高め、コーティング液の広がりを促進します。ベッド温度が高い場合は、吸入空気量と吸入空気温度を下げます。スプレー要因がある場合は、霧化圧力を上げてスプレー速度を速め、霧化度とスプレー量を向上させて霧滴がシート表面に強力に広がるようにする必要があります。これにより、平均粒径が小さい霧滴を形成し、特に粘度の高いコーティング液の場合、大きな霧滴の発生を防ぎます。スプレーガンとシートベッド間の距離も調整できます。ノズル径が小さく（0.15mm～1.2mm）、霧化ガス流量の高いスプレーガンを選択します。噴霧形状は広範囲のフラットコーン角度の霧の流れに合わせて調整されており、より広い中央領域に液滴が分散されます。
4.橋の識別
4.1 主な理由の分析
これは、フィルム表面に刻印やマーキングが施された場合に発生します。衣料用膜は、高い弾性係数、フィルム強度の低さ、接着力の低さなど、一定の機械的パラメータを有しているため、衣料用膜の乾燥過程で大きなプルバックが発生し、衣料用膜表面に刻印、膜の後退、ブリッジングが発生し、片側のノッチが消えたり、ロゴが不明瞭になったりすることがあります。この現象の原因は、コーティング液の処方にあります。
4.2 解決策
コーティング液の処方を調整します。低分子量ポリマーまたは高密着性フィルム形成材料を使用します。溶剤量を増やしてコーティング液の粘度を下げます。可塑剤量を増やして内部応力を低減します。可塑剤の種類によって効果は異なり、ポリエチレングリコール200はプロピレングリコールやグリセリンよりも優れています。また、スプレー速度を下げることもできます。エア入口温度を上げ、シートベッドの温度を上げることで、形成されたコーティングは強固になり、エッジ割れを防ぎます。さらに、マーキングダイの設計においては、切断角度の幅などの細かい点に注意を払い、ブリッジ現象の発生を可能な限り防ぐ必要があります。
5.衣膜色収差
5.1 主な理由の分析
多くのコーティング溶液には、コーティング溶液中に懸濁した顔料や染料が含まれており、不適切なコーティング操作により、色の分布が均一ではなく、スライス間またはスライスの異なる部分に色の違いが生じます。主な原因は、コーティングポットの速度が遅すぎるか、混合効率が悪いために、通常のコーティング時間ではピース間で均一なコーティング効果が得られないことです。着色コーティング液内の顔料または染料の濃度が高すぎるか、固形分が高すぎるか、コーティング液の噴霧速度が速すぎるか、ベッド温度が高すぎるため、着色コーティング液が時間内にロールアウトされません。フィルムの付着も発生する可能性があります。ピースの形状が適切でない、たとえば長尺ピース、カプセル型ピースは、丸いピースとして巻かれるため、色の違いも発生します。
5.2 解決策
コーティングパンの速度を上げたり、バッフルの数を増やしたりして適切な状態に調整し、パン内のシートが均一に転がるようにします。コーティング液の噴霧速度を下げ、ベッド温度を下げます。着色コーティング液の処方設計では、顔料または染料の使用量または固形分を減らし、被覆力の強い顔料を選択する必要があります。顔料または染料は繊細で粒子が小さい必要があります。水に不溶性の染料は水溶性染料よりも優れており、水と混ざりにくく、フィルムの透過性に対する遮光性、安定性、水蒸気の減少、酸化防止性も水溶性染料よりも優れています。また、適切なピースタイプを選択します。フィルムコーティングのプロセスでは、さまざまな問題が発生することがよくありますが、どのような問題であっても、その要因は多岐にわたります。コアの品質を向上させ、コーティング処方と操作を調整することで、柔軟な適用と弁証的な操作を実現できます。コーティング技術の習得、新しいコーティング機械とフィルムコーティング材料の開発と応用により、コーティング技術は大幅に向上し、フィルムコーティングは固形製剤の製造においても急速に発展するでしょう。
投稿日時: 2024年4月25日