Mathematical approaches for powders and multiparticulate units processability characterization in pharmaceutical development
Pregled i kritička analiza matematičkih pristupa za karakterizaciju praškova i višečestičnih sistema u razvoju lekova
Article (Published version)
Metadata
Show full item recordAbstract
An understanding of material properties and processing effects on solid dosage forms
performance is required within the Quality-by-design approach to pharmaceutical development.
Several research groups have developed mathematical approaches aiming to facilitate the
selection of formulation composition and the manufacturing technology. These approaches are
based on material particulate, bulk and compression-related properties. This paper provides
theoretical assumptions and a critical review of different mathematical approaches for
processability characterization of powders and multiparticulate units.
Mathematical approaches have mainly been developed for directly compressible materials,
but sometimes other manufacturing technologies, such as roller compaction and wet granulation,
are also considered. The obtained compact tensile strength has been implemented in the majority
of approaches, as an important characteristic describing compact mechanical properties.
Flowability sh...ould be also evaluated, since it affects sample processability. Additionally, particle
size and shape, material density and compressibility, compactibility and tabletability profiles have
been also distinguished as relevant properties for solid dosage form development.
The application of mathematical approaches may contribute to the mechanistic
understanding of critical material attributes and facilitate dosage form development and
optimization. However, it is essential to select the appropriate one, based on the intended dosage
form characteristics, in order to ensure that all relevant powder/multiparticulate units
characteristics are implemented and critically evaluated.
Poznavanje uticaja svojstava materijala i procesnih parametara na karakteristike čvrstih farmaceutskih oblika predstavlja osnovu Quality-by-design pristupa razvoju lekova. Kako bi bio olakšan razvoj formulacije i izbor proizvodne tehnologije, više istraživačkih grupa opisalo je matematičke pristupe, koji se zasnivaju na čestičnim karakteristikama čestica, osobinama praška i ponašanju materijala pri kompresiji. U ovom radu prikazana su teorijska razmatranja i kritički pregled matematičkih pristupa razvijenih za karakterizaciju praškova i višečestičnih sistema. Ovi matematički pristupi su, generalno, razvijeni za karakterizaciju materijala pogodnih za direktnu kompresiju. Međutim, u nekim slučajevima se razmatraju i druge tehnologije, kao što su suva i vlažna granulacija. Među opisanim karakteristikama materijala, zatezna čvrstina se izdvaja kao jedna od najznačajnijih za procenu mehaničkih svojstava kompakta. Potrebno je ispitati i protočnost materijala. Takođe, veličina i oblik čestica..., gustina materijala i profili koji opisuju kompresibilnost, kompaktibilnost i tabletabilnost materijala prepoznati su kao karakteristike koje značajno utiču na razvoj čvrstih farmaceutskih oblika. Primena matematičkih pristupa u karakterizaciji praškova i višečestičnih sistema može doprineti mehanističkom razumevanju svojstava materijala i olakšati razvoj i optimizaciju čvrstih farmaceutskih oblika lekova. Međutim, ključno je odabrati odgovarajući pristup, zavisno od željenih karakteristika finalnog preparata, kako bi sva kritična svojstva materijala bila ispitana i kritički razmotrena.
Keywords:
drug manufacturing / solid dosage forms / tensile strength, flowability / material classification / proizvodnja lekova / čvrsti farmaceutski oblici / zatezna čvrstina / protočnost / klasifikacija materijalaSource:
Arhiv za farmaciju, 2022, 72, 6, 637-660Publisher:
- Pharmaceutical Association of Serbia
Funding / projects:
Collections
Institution/Community
PharmacyTY - JOUR AU - Vasiljević, Ivana AU - Turković, Erna AU - Aleksić, Ivana AU - Parojčić, Jelena PY - 2022 UR - https://farfar.pharmacy.bg.ac.rs/handle/123456789/4409 AB - An understanding of material properties and processing effects on solid dosage forms performance is required within the Quality-by-design approach to pharmaceutical development. Several research groups have developed mathematical approaches aiming to facilitate the selection of formulation composition and the manufacturing technology. These approaches are based on material particulate, bulk and compression-related properties. This paper provides theoretical assumptions and a critical review of different mathematical approaches for processability characterization of powders and multiparticulate units. Mathematical approaches have mainly been developed for directly compressible materials, but sometimes other manufacturing technologies, such as roller compaction and wet granulation, are also considered. The obtained compact tensile strength has been implemented in the majority of approaches, as an important characteristic describing compact mechanical properties. Flowability should be also evaluated, since it affects sample processability. Additionally, particle size and shape, material density and compressibility, compactibility and tabletability profiles have been also distinguished as relevant properties for solid dosage form development. The application of mathematical approaches may contribute to the mechanistic understanding of critical material attributes and facilitate dosage form development and optimization. However, it is essential to select the appropriate one, based on the intended dosage form characteristics, in order to ensure that all relevant powder/multiparticulate units characteristics are implemented and critically evaluated. AB - Poznavanje uticaja svojstava materijala i procesnih parametara na karakteristike čvrstih farmaceutskih oblika predstavlja osnovu Quality-by-design pristupa razvoju lekova. Kako bi bio olakšan razvoj formulacije i izbor proizvodne tehnologije, više istraživačkih grupa opisalo je matematičke pristupe, koji se zasnivaju na čestičnim karakteristikama čestica, osobinama praška i ponašanju materijala pri kompresiji. U ovom radu prikazana su teorijska razmatranja i kritički pregled matematičkih pristupa razvijenih za karakterizaciju praškova i višečestičnih sistema. Ovi matematički pristupi su, generalno, razvijeni za karakterizaciju materijala pogodnih za direktnu kompresiju. Međutim, u nekim slučajevima se razmatraju i druge tehnologije, kao što su suva i vlažna granulacija. Među opisanim karakteristikama materijala, zatezna čvrstina se izdvaja kao jedna od najznačajnijih za procenu mehaničkih svojstava kompakta. Potrebno je ispitati i protočnost materijala. Takođe, veličina i oblik čestica, gustina materijala i profili koji opisuju kompresibilnost, kompaktibilnost i tabletabilnost materijala prepoznati su kao karakteristike koje značajno utiču na razvoj čvrstih farmaceutskih oblika. Primena matematičkih pristupa u karakterizaciji praškova i višečestičnih sistema može doprineti mehanističkom razumevanju svojstava materijala i olakšati razvoj i optimizaciju čvrstih farmaceutskih oblika lekova. Međutim, ključno je odabrati odgovarajući pristup, zavisno od željenih karakteristika finalnog preparata, kako bi sva kritična svojstva materijala bila ispitana i kritički razmotrena. PB - Pharmaceutical Association of Serbia T2 - Arhiv za farmaciju T1 - Mathematical approaches for powders and multiparticulate units processability characterization in pharmaceutical development T1 - Pregled i kritička analiza matematičkih pristupa za karakterizaciju praškova i višečestičnih sistema u razvoju lekova VL - 72 IS - 6 SP - 637 EP - 660 DO - 10.5937/arhfarm72-40961 ER -
@article{ author = "Vasiljević, Ivana and Turković, Erna and Aleksić, Ivana and Parojčić, Jelena", year = "2022", abstract = "An understanding of material properties and processing effects on solid dosage forms performance is required within the Quality-by-design approach to pharmaceutical development. Several research groups have developed mathematical approaches aiming to facilitate the selection of formulation composition and the manufacturing technology. These approaches are based on material particulate, bulk and compression-related properties. This paper provides theoretical assumptions and a critical review of different mathematical approaches for processability characterization of powders and multiparticulate units. Mathematical approaches have mainly been developed for directly compressible materials, but sometimes other manufacturing technologies, such as roller compaction and wet granulation, are also considered. The obtained compact tensile strength has been implemented in the majority of approaches, as an important characteristic describing compact mechanical properties. Flowability should be also evaluated, since it affects sample processability. Additionally, particle size and shape, material density and compressibility, compactibility and tabletability profiles have been also distinguished as relevant properties for solid dosage form development. The application of mathematical approaches may contribute to the mechanistic understanding of critical material attributes and facilitate dosage form development and optimization. However, it is essential to select the appropriate one, based on the intended dosage form characteristics, in order to ensure that all relevant powder/multiparticulate units characteristics are implemented and critically evaluated., Poznavanje uticaja svojstava materijala i procesnih parametara na karakteristike čvrstih farmaceutskih oblika predstavlja osnovu Quality-by-design pristupa razvoju lekova. Kako bi bio olakšan razvoj formulacije i izbor proizvodne tehnologije, više istraživačkih grupa opisalo je matematičke pristupe, koji se zasnivaju na čestičnim karakteristikama čestica, osobinama praška i ponašanju materijala pri kompresiji. U ovom radu prikazana su teorijska razmatranja i kritički pregled matematičkih pristupa razvijenih za karakterizaciju praškova i višečestičnih sistema. Ovi matematički pristupi su, generalno, razvijeni za karakterizaciju materijala pogodnih za direktnu kompresiju. Međutim, u nekim slučajevima se razmatraju i druge tehnologije, kao što su suva i vlažna granulacija. Među opisanim karakteristikama materijala, zatezna čvrstina se izdvaja kao jedna od najznačajnijih za procenu mehaničkih svojstava kompakta. Potrebno je ispitati i protočnost materijala. Takođe, veličina i oblik čestica, gustina materijala i profili koji opisuju kompresibilnost, kompaktibilnost i tabletabilnost materijala prepoznati su kao karakteristike koje značajno utiču na razvoj čvrstih farmaceutskih oblika. Primena matematičkih pristupa u karakterizaciji praškova i višečestičnih sistema može doprineti mehanističkom razumevanju svojstava materijala i olakšati razvoj i optimizaciju čvrstih farmaceutskih oblika lekova. Međutim, ključno je odabrati odgovarajući pristup, zavisno od željenih karakteristika finalnog preparata, kako bi sva kritična svojstva materijala bila ispitana i kritički razmotrena.", publisher = "Pharmaceutical Association of Serbia", journal = "Arhiv za farmaciju", title = "Mathematical approaches for powders and multiparticulate units processability characterization in pharmaceutical development, Pregled i kritička analiza matematičkih pristupa za karakterizaciju praškova i višečestičnih sistema u razvoju lekova", volume = "72", number = "6", pages = "637-660", doi = "10.5937/arhfarm72-40961" }
Vasiljević, I., Turković, E., Aleksić, I.,& Parojčić, J.. (2022). Mathematical approaches for powders and multiparticulate units processability characterization in pharmaceutical development. in Arhiv za farmaciju Pharmaceutical Association of Serbia., 72(6), 637-660. https://doi.org/10.5937/arhfarm72-40961
Vasiljević I, Turković E, Aleksić I, Parojčić J. Mathematical approaches for powders and multiparticulate units processability characterization in pharmaceutical development. in Arhiv za farmaciju. 2022;72(6):637-660. doi:10.5937/arhfarm72-40961 .
Vasiljević, Ivana, Turković, Erna, Aleksić, Ivana, Parojčić, Jelena, "Mathematical approaches for powders and multiparticulate units processability characterization in pharmaceutical development" in Arhiv za farmaciju, 72, no. 6 (2022):637-660, https://doi.org/10.5937/arhfarm72-40961 . .