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Apr 12, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 6153(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

본 연구에서는 제조 과정에서 은행잎 적하 환약의 무게를 유지하기 위한 최초의 공정 분석 기술(PAT) 기반 실시간 피드백 제어 시스템을 개발했다고 보고합니다. 조작변수는 드롭밸브의 개방도와 떨어지는 알약의 무게를 각각 제어변수로 선택하였다. 비례 적분 컨트롤러는 드롭 밸브의 개방 정도를 조정하여 원하는 드립 알약 중량에 자동으로 도달하도록 프로그래밍되었습니다. 폐쇄 루프 피드백 제어 시스템은 교란을 자동으로 보상하고 제조 과정에서 탁월한 견고성, 높은 정확도 및 높은 효율성으로 사전 정의된 적하 알약 중량을 보장할 수 있습니다. 또한, 폐쇄 루프 피드백 제어 시스템은 적하 공정의 공정 능력을 향상시켰으며 공정 능력 지수는 > 1.67이었습니다. 이 연구는 점적 환약의 무게를 실시간으로 제어하는 ​​새로운 접근 방식을 제공하고 은행나무 잎 점적 환제 제조 중 공정 능력을 향상시킵니다.

은행빌로바 잎 추출물은 심혈관 및 뇌혈관 질환에 대한 특별한 치료 효과로 인해 임상에서 널리 사용되는 대표적인 생약입니다1,2. 정제, 경구 용액, 주사제, 점적제 등 많은 은행나무 잎 투여 형태가 사용되었습니다. 은행빌로바 잎 점적 정제는 뛰어난 생체 이용률과 약동학으로 인해 임상에서 광범위하게 사용되는 고체 분산액의 경구용 고체 투여 형태입니다3,4. 떨어지는 알약의 무게는 활성 제약 성분의 용량 균일성을 결정하는 중요한 품질 속성입니다5,6. 중국 약전에서는 은행나무잎 점적정의 알약 중량을 52.8~67.2mg으로 명시하고 있습니다7. 알약 무게의 변화는 용량 균일성과 경구 생체 이용률에 영향을 미칩니다. 따라서 적하환의 중량 균일성을 개선하는 것은 의약품 제조에서 최우선 과제 중 하나입니다.

상업적 생산에서 드립핑 알약의 제조는 작업자의 경험에 따라 달라집니다. 작업자는 적하 과정 중에 물방울 크기를 조정하기 위해 드롭 헤드의 밸브를 조작하여 적하 알약의 무게를 모니터링하고 제어했습니다. 이를 위해서는 30분마다 전기 저울로 물방울의 무게를 측정해야 합니다. 액적의 무게가 허용 범위를 벗어나면 드롭 헤드 밸브의 개방 정도를 조정했습니다. 드롭 헤드 밸브의 개방도는 분산액의 흐름 저항에 영향을 미치며, 나아가 물방울의 무게를 결정합니다. 그러나 이 접근 방식에는 낮은 제어 정확도, 품질 관리 지연, 숙련된 직원, 높은 노동 강도 등 여러 가지 단점이 있습니다. 따라서 적하정의 중량 균일성을 확보하기 위한 능동형 인라인 제어 방식의 개발이 시급하다. 피드백 제어 전략은 의약품의 연속 제조에서 의약품 생산 공정의 신뢰성을 향상시키는 중요한 접근 방식을 제공합니다8,9,10.

본 연구의 목표는 레이저 감지 기술을 활용한 실시간 인라인 피드백 제어 시스템을 개발하는 것이었습니다. 은행잎 적하환의 무게에 대한 실시간 방출 시험에 사용될 수 있습니다. 비례적분(PI) 컨트롤러와 인라인 레이저 감지 시스템을 갖춘 실시간 피드백 제어 시스템을 구축하기 위해 자체 설계된 소프트웨어를 프로그래밍했습니다. 조작변수는 헤드드롭밸브의 개방도를 선택하였고, 측정된 적하정의 무게를 제어변수로 사용하였다. 실시간 피드백 제어 시스템의 기능성과 견고성을 조사했습니다. 연구 결과는 우리의 이해를 높이고 드립피정 제조 과정에서 제품 품질을 향상시키기 위한 실행 가능한 실시간 제어 전략을 제안할 수 있었습니다.