Verbeteren van de verfijning en nauwkeurigheid van de waarneming en meting van tabletten en tablettenpersen (pons en vorm)
Tabletten worden heel veel gebruikt omdat die het werkzame bestanddeel in een vaste, farmaceutisch geproduceerde vorm bevatten, makkelijk zijn mee te nemen, lang kunnen worden bewaard en de dosering gemakkelijk te zien is.
In dit gedeelte wordt uitleg gegeven over de tablettenpersen waarmee van poeder tabletten worden gemaakt, over de procedés met de matrijs en pons van deze machines, de fouten en problemen die zich tijden de productie kunnen voordoen, en de maatregelen die moeten worden genomen om die fouten en problemen te voorkomen/op te lossen.
Ook wordt een inleiding gegeven tot de meest recente voorbeelden van waarnemen en meten met onze 4K digitale microscoop die de verfijning en efficiëntie van kwaliteitsbeheer en kwaliteitsborging voor tabletten verbetert.
- Procedé van het vormen van tabletten (tabletteren) met een tablettenpers
- Fouten in tabletten (storingen in de tablettenpers en fouten door een slechte kwaliteit)
- Voorbeelden van waarneming en meting met een 4K digitale microscoop bij het beheren en waarborgen van de kwaliteit van tabletten
- Waarneming van een tablet in een doordrukstrip
- Waarneming van microscopisch kleine oppervlakteruwheid op de dwarsdoorsnede van een tablet
- 3D-waarneming van de slijtage van de ponspunt van een tablettenpers
- Sterk vergrote en 3D-waarneming en meting van een onregelmatig oppervlak aan de binnenkant van de matrijs van een tablettenpers
- Een 4K digitale microscoop die de verfijning en efficiëntie van kwaliteitsbeheer/-borging voor tabletten verbetert
Procedé van het vormen van tabletten (tabletteren) met een tablettenpers
Tabletten worden vervaardigd door ingrediënten in poedervorm te persen. Tabletten worden op grote schaal voorschreven voor medische behandelingen omdat ze direct kunnen worden ingenomen. Als er geen problemen zijn met de kwaliteit van een tablet, is dat bij inwendige inname even werkzaam als het geneesmiddel in zijn oorspronkelijke poedervorm. De belangrijkste oorzaak van een slechte kwaliteit tijdens de productie van tabletten is het persen (tabletteren).
Tablettenpersen zijn de machines waarmee tabletten worden gemaakt. Deze machines zijn uitgerust met een matrijs en zijn een soort persen die ook wel machines met roterende matrijs worden genoemd. Het toegevoegde poederbestanddeel wordt automatisch gewogen en in de opening van de matrijs, de vaste vorm, gegoten. Vervolgens wordt de poeder door de matrijs van boven en van onder samengedrukt tot een tablet, het zogenaamde ponsen. Bij de massaproductie van tabletten gaat het vullen met poedermateriaal, het samendrukken in de vorm en het uitwerpen van de tabletten continu door.
- A
- Pons
- B
- Matrijs
- C
- Vullen
- D
- Samendrukken
- E
- Lozen
Fouten in tabletten (storingen in de tablettenpers en fouten door een slechte kwaliteit)
Onvolkomenheden aan de buitenkant van de tablet of in de tablet beïnvloeden de houdbaarheid en soortgelijke eigenschappen ervan, wat de kwaliteit, betrouwbaarheid en veiligheid van de tabletten vermindert en tot klachten van patiënten kan leiden.
Bij de zeer snelle en continue productie van tabletten met een tablettenpers kan het zijn dat de interne structuur niet eenvormig is door een variërende interne dichtheid als gevolg van mechanische spanning, en dat het oppervlak van de tablet bijvoorbeeld is bekrast of afgeschilferd vanwege een lage dichtheid aan de buitenkant van de tablet of door slijtage van de matrijs. Deze problemen kunnen leiden tot kwaliteitsvermindering en tot het niet verkrijgen van de beoogde resultaten als gevolg van veranderingen in de eigenschappen. Lees verder voor een uitleg van veelvoorkomende fouten en problemen bij het maken van tabletten en wat daaraan kan worden gedaan.
Oorzaken en soorten fouten bij de productie van tabletten
Deze storingen hebben betrekking op fouten en problemen die zich voordoen bij de productie van tabletten. De oorzaak is vaak terug te voeren tot de eigenschappen van het hoofdbestanddeel van het geneesmiddel. Als dit bestanddeel bijvoorbeeld over het oppervlak van het tablet wordt verspreid, komt dat in direct contact met de metalen oppervlakken van de pons en matrijs van de tablettenpers, waardoor de eigenschappen van dit bestanddeel kunnen veranderen. Dit is een voorbeeld van de fout bij de productie van tabletten doordat de verkeerde hoeveelheid bindmiddel is gebruikt.
Deze fout door de verkeerde hoeveelheid bindmiddel kan als volgt worden geclassificeerd.
Te weinig bindmiddel
Dit kan leiden tot capping (waarbij de boven- of onderkant van de tablet loslaat) en laminering (waarbij het grootste gedeelte van de tablet loslaat).
Te veel bindmiddel
Dit kan fouten veroorzaken zoals kleven (waarbij een deel van het materiaal aan het contactoppervlak van de pons vastkleeft en loskomt), plukken (waarbij een kleine hoeveelheid materiaal aan het contactoppervlak van de pons vastkleeft, wat vlekkerige strepen in de tabletten veroorzaakt), en binden (waarbij verticale krassen op de zijkanten van de tabletten ontstaan).
Kwaliteitsfouten
Dit is een ander probleem bij de productie van tabletten en uit zich door een verminderde hardheid (waarbij tabletten zachter zijn dan bedoeld als gevolg van een ongelijkmatige verdeling) en een vertraagde oplossing (waarbij de oplossende eigenschap afneemt, wat het tegenovergestelde probleem van een verminderde hardheid is). Door deze kwaliteitsfouten lossen tabletten niet zoals bedoeld op in het maagdarmkanaal nadat de patiënt het geneesmiddel heeft ingenomen, waardoor het geneesmiddel te vroeg of te laat door dit kanaal wordt opgenomen. In dat geval heeft het geneesmiddel niet het beoogde effect.
Belang van tegenmaatregelen bij en waarnemen en meten van tabletfouten
De eerste tegenmaatregel tegen deze fouten en problemen bij de productie van tabletten is ervoor te zorgen dat het gat in de matrijs wordt gevuld met de juiste hoeveelheid materialen. Veranderingen in de eigenschappen kunnen worden voorkomen door het bindmiddel aan het oppervlak van de tablet (de matrijszijde) te verdelen, zodat het hoofdbestanddeel van het geneesmiddel niet in contact komt met de matrijs. Daarbij moet er ook voldoende rekening worden gehouden met de reactie op water (watermoleculen) tijdens het bewaren van de tabletten en bij het innemen van het geneesmiddel, met de effecten van diverse chemische reacties en met de verwerking van de afdeklaag.
Voor kwaliteitsbeheer en -borging van tabletten is het dan ook noodzakelijk dat de oorzaken van fouten en problemen met tabletten worden onderzocht en weggenomen door het waarnemen van de tabletten die klein en kwetsbaar zijn. Daarom zijn een duidelijk vergrote waarneming en een evaluatie door kwantitatieve meting van de vormgeving en de doorsnede van tabletten van cruciaal belang.
Voorbeelden van waarneming en meting met een 4K digitale microscoop bij het beheren en waarborgen van de kwaliteit van tabletten
Tabletten zijn klein en driedimensionaal, wat het moeilijk maakt om het volledige beeld van een tablet scherp te stellen tijdens een duidelijke vergrote waarneming van het oppervlak en de doorsnede van de tabletten. Ook het bepalen van de juiste verlichtingscondities voor het waarnemen van een microscopisch kleine oppervlaktegesteldheid is zeer moeilijk, tijdrovend en arbeidsintensief. Bovendien zijn tabletten die uit geperste poeder bestaan, kwetsbaar zodat het niet reëel is om ervan uit te gaan dat met contactmeetinstrumenten tabletten in 3D kunnen worden gemeten.
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks van KEYENCE is voorzien van een optisch systeem en een 4K CMOS-beeldsensor waarmee een hoge resolutie met een grote scherptediepte mogelijk is. Het ontwerp van het waarnemingssysteem van deze microscoop maakt een eind aan diverse problemen doordat de uiterst functionele verlichting en de geavanceerde beeldverwerking zeer gebruiksvriendelijk zijn. Met de geavanceerde waarneming en zeer nauwkeurige meting kunnen op eenvoudige wijze fouten snel worden geanalyseerd en geëvalueerd, waardoor de efficiëntie van het beheren en waarborgen van de kwaliteit van tabletten aanzienlijk wordt verbeterd.
Lees verder voor de meest recente voorbeelden van het waarnemen en meten van tabletten met de VHX-reeks.
Waarneming van een tablet in een doordrukstrip
Dankzij de grote scherptediepte van de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan er worden waargenomen met haarscherpe 4K-beelden van de 3D-tablet die wordt weergegeven in het hele zichtveld, zelfs bij een tablet in een doordrukstrip.
Bovendien kunnen diffuse lichtreflecties van de in een bolvormige vorm geproduceerde doordrukstrip en van de basisfolie gemakkelijk worden verwijderd met de functie voor het verwijderen van ringreflectie, zodat microscopisch kleine onregelmatigheden van het oppervlak van tabletten in verpakkingen duidelijk kunnen worden waargenomen.
Met deze microscoop kan de oppervlaktegesteldheid van tabletten zeer duidelijk tijdens de verschillende fasen van het productieproces (maken, vervoeren, verpakken) worden bekeken, zodat kan worden gecontroleerd of de tabletten zijn bekrast of beschadigd.
Waarneming van microscopisch kleine oppervlakteruwheid op de dwarsdoorsnede van een tablet
Het waarnemen van de dwarsdoorsnede van tabletten is van vitaal belang voor het onderzoek naar de dichtheid van tabletten en de verdeling van ingrediënten tijdens het produceren van de tabletten. De meeste tabletten zijn doorgaans licht van kleur, waardoor ze gemakkelijk kunnen gaan glanzen. Daarom doen zich tijdens het verkrijgen van contrast van doorsneden van tabletten met optische microscopen diverse tijdrovende problemen voor. Het bepalen van de verlichtingscondities is uitermate lastig en er moeten allerlei verlichtingsapparaten worden gebruikt.
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks is voorzien van een multiverlichtingsfunctie, waarmee automatisch met één druk op een knop beeldgegevens die onder een omnidirectionele verlichting zijn vastgelegd, kunnen worden verkregen. De gebruiker hoeft alleen maar het optimale beeld uit alle gemaakte beelden te selecteren, waardoor die geen tijd en moeite meer hoeft te besteden aan het herhaaldelijk bepalen van de verlichtingscondities. De optimale beelden voor het microscopisch waarnemen van onregelmatige oppervlakken kunnen nu gemakkelijk worden gemaakt, zelfs wanneer de dwarsdoorsnede van tabletten met laag contrast worden waargenomen.
Voorts worden andere verlichtingsgegevens opgeslagen, zelfs nadat de beelden zijn opgenomen, zodat er direct onder verschillende verlichtingscondities kan worden waargenomen zonder dat hetzelfde monster opnieuw hoeft te worden voorbereid en de omstandigheden ervan opnieuw moeten worden bepaald.
Bovendien kunnen de verlichtingscondities waaronder een waarnemingsbeeld is vastgelegd, worden gereproduceerd door dat beeld te selecteren. Het grote voordeel daarvan is dat monsters onder dezelfde omstandigheden kunnen worden waargenomen wanneer een andere gebruiker een ander monster van hetzelfde type product aan het waarnemen is.
3D-waarneming van de slijtage van de ponspunt van een tablettenpers
Om de uitval tijdens de massaproductie van tabletten door fouten te beperken, is het zaak inzicht in de werking van de tablettenpers te hebben. Slijtage aan het oppervlak van de ponspunt, die als een mal fungeert en voortdurend in contact komt met het materiaal waardoor dat in de matrijs wordt samengedrukt, kan leiden tot het kwalitatief slecht stempelen van tekstinformatie zoals de naam van het geneesmiddel en de dosering, zodat de staat van de ponspunt regelmatig moet worden gecontroleerd. Het oppervlak van deze punten is echter klein en de onregelmatigheden op dat oppervlak waarmee tekst wordt gestempeld, zijn microscopisch klein, zodat het niet eenvoudig was om dat driedimensionaal waar te nemen.
Met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kunnen microscopisch kleine vormen en oppervlaktegesteldheid in de hoogterichting worden vastgelegd terwijl de scherpstelpositie wordt gewijzigd, waardoor 3D-beelden kunnen worden waargenomen. Omdat bij deze microscoop gebruik wordt gemaakt van 4K-beelden met hoge resolutie die zelfs de oppervlakteruwheid vastleggen, kunnen er contactloze, uiterst nauwkeurige 3D-metingen tot op de micrometer worden uitgevoerd.
Het driedimensionaal weergegeven oppervlak van de ponspunt kan in elke richting worden gedraaid zodat microscopisch kleine vormveranderingen en oppervlaktegesteldheid efficiënt kunnen worden waargenomen. 2D- en 3D-afmetingen en profielen van elk onderdeel kunnen gemakkelijk worden gemeten, waardoor het mogelijk wordt trends in de slijtage aan te geven door tellingen en meetwaarden van het tabletteren te registreren.
Sterk vergrote en 3D-waarneming en meting van een onregelmatig oppervlak aan de binnenkant van de matrijs van een tablettenpers
Tijdens het maken van tabletten vormt de tablettenpers de zijkanten van de tablet. Krassen op de matrijs zijn te zien op de zijkant van de tablet, dus moet de binnenkant van de matrijs regelmatig worden gecontroleerd om de kwaliteit van de tabletten te kunnen waarborgen. Het is echter zeer lastig om de oppervlaktegesteldheid van diepe delen bij sterke vergrotingen en op een niet-destructieve manier waar te nemen.
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks is voorzien van een multiverlichtingsfunctie, waarmee automatisch met één druk op een knop vastgelegde beeldgegevens met een omnidirectionele verlichting kunnen worden verkregen. Er kan direct worden waargenomen door het optimale beeld te selecteren, waardoor het omslachtig bepalen van de voorwaarden tot het verleden behoort. Bij deze microscoop wordt het systeem voor waarneming uit vrije hoek met de XYZ-gemotoriseerde objecttafel gebruikt om gekantelde waarneming vanuit elke hoek met een gemakkelijke uitlijning van het zichtveld, de rotatie en de schuine-asbeweging mogelijk te maken. Er kan vanuit verschillende hoeken met HR-beelden worden waargenomen, zelfs voor binnenoppervlakken van kleine gaatjes in de matrijs.
Bovendien kunnen 3D-beelden die zijn samengesteld door microscopisch kleine oppervlakteruwheid rechtstreeks vanuit waarnemingsbeelden vast te leggen, worden weergegeven en vanuit elke hoek worden bekeken, waardoor niet alleen 3D-metingen maar ook profielmetingen mogelijk zijn door gewoon met de muis het gewenste gebied aan te geven. Het resultaat is dat meetwaarden op submicrometerniveau kunnen worden verkregen voor de hoogte en diepte van microscopisch kleine onregelmatigheden op de aangegeven plaatsen aan de binnenkant van matrijzen.
Een 4K digitale microscoop die de verfijning en efficiëntie van kwaliteitsbeheer/-borging voor tabletten verbetert
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan zeer eenvoudig 4K-beelden verwerven voor het duidelijk waarnemen van tabletten en de belangrijkste onderdelen van tablettenpersen. Dankzij de contactloze 3D-weergave, 3D-metingen en profielmetingen kunnen met deze ene microscoop alle werkzaamheden voor kwaliteitsbeheer en -borging van tabletten probleemloos worden uitgevoerd.
Er kunnen ook automatisch rapporten worden gemaakt waarin waarnemingsbeelden en meetwaarden automatisch worden opgenomen, waardoor de tijd en moeite die dit werk vaak vergt, aanzienlijk worden verminderd.
Klik op de onderstaande knoppen voor aanvullende informatie of vragen over de VHX-reeks.
