Новое направление в производстве мягких желатиновых капсул – мягкие желатиновые капсулы на основе желатина из растительного сырья.
Мягкие желатиновые капсулы – цельная и герметичная лекарственная форма с возможностью наполнения жидким или полужидким продуктом, что принципиально отличает их от твердых желатиновых капсул.
Еще одно отличие – наполнение мягких желатиновых капсул и их формирование осуществляется всего в один этап технологического процесса. В этом процессе две так называемые желатиновые ленты из расплавленной желатиновой массы проходят через матричный барабан, который формирует капсулы заданной формы и размера. То есть два вращающихся барабана формируют капсулу, которая тут же наполняется липофильным раствором/пастой, содержащей лекарственную субстанцию.
Есть несколько преимуществ, которые обеспечили мягким желатиновым капсулам темпы роста их популярности в мире в последнее время. Это их высокая биологическая доступность (усвояемость) и маркетинговые преимущества. Мягкие желатиновые капсулы демонстрируют отличные показатели биодоступности лекарственных веществ, витаминов, минералов, растительных средств при пероральном приеме, а также в случае ректального способа введения.
Эти капсулы содержат раствор или гомогенную суспензию действующего вещества, что особенно ценно для производства лекарственных форм, содержащих малое количество (малую дозировку) API. Высокая биодоступность активной субстанции в форме мягких желатиновых капсул может стать основой для снижения терапевтической дозы, снижения и сокращения возможных побочных эффектов и, конечно же, финансовых затрат.
Лекарственные средства, которые чувствительны к воздействию кислорода, в случае использования технологии производства мягких желатиновых капсул, защищены от его воздействия, что позволяет увеличить срок годности препарата – витамины и продукты растительного происхождения прекрасный тому пример.
Временные затраты на разработку мягкой желатиновой капсулы ниже, чем у других форм выпуска, благодаря снижению рисков, что лекарственная форма будет обладать низкой биодоступностью. Это в конечном итоге снижает и себестоимость самого продукта. Быстрое действие обусловлено коротким временем растворения капсулы. Это одно из основных преимуществ, которое может быть использовано для улучшения биодоступности некоторых лекарственных препаратов. Время усвояемости продукта в различных вариантах исполнения мягких желатиновых капсул дифференцируется в следующей последовательности: эмульсии, мягкие желатиновые капсулы (которые используются для внутреннего применения, как жевательные), капсулы для наружного применения (офтальмологического), суппозитории.
Вопрос, которым можно задаваться, почему мягкие желатиновые капсулы на растительной основе? Использование животного желатина в производстве мягких желатиновых капсул может быть серьезным препятствием для многих людей и рынков в мире ввиду вопросов вероисповедания, регуляторных, культурных и личных предпочтений, когда употребление продуктов животного происхождения является неприемлемым. Оболочка такой капсулы выполнена из экстракта морских водорослей и крахмала без содержания глютина, а также без модифицированных сахаров и красителей. По сути, это вегетарианская капсула. Преимуществами мягких желатиновых капсул на основе растительного сырья являются: полное отсутствие производных от животных (свинины или говядины), их легко проглатывать ввиду мягкой и натуральной оболочки без специфического запаха. Кроме этого, такая оболочка обеспечит высокую стабильность при широком диапазоне температур и влажности.
В процессе производства мягких желатиновых капсул из растительного сырья встречаются некоторые сложности и отличия от аналогичного производства капсул из желатина животного происхождения.
Среди сложностей в использовании растительного желатина — его ломкая структура (капсула легко трескается, разламывается, в результате чего может быть утечка содержимого); ограниченные размеры капсул из-за хрупкости (обычно не более 12 oval); ограничение в использовании красителей и, как следствие, меньшее количество доступных цветовых вариантов лекарственной формы; возможная несовместимость лекарственного препарата и оболочки, как правило, возникает при добавлении порошкообразных ингредиентов в липофильный раствор, предназначенный для капсулирования в виде пасты.
В настоящее время капсулы, не содержащие продуктов животного происхождения, выпускаются на основе крахмала, каррагенана или каррагенанно-крахмальной смеси для приготовления оболочки. Сейчас существует большое количество разработок и патентов в этой области. Крахмальная основа для приготовления оболочки (картофельный или из тапиоки с бразильским воском) успешно используется для получения капсул малых размеров. Добавка каррагенана в смесь делает оболочку немного прочнее, чем без него. Некоторые компании по выпуску мягких желатиновых капсул запатентовали использование смеси йота- и каппа-каррагенана, совместно с другими ингредиентами (такими как крахмал). Это требует постоянного тесного сотрудничества и участия потребителей и производителя. При этом продавец должен иметь возможность производить постоянный мониторинг на протяжении процесса приема. В Европе многие потребители уже обращают внимание на Е-числа (пищевые добавки класса Е) на этикетках, которые используются по всей территории ЕС. Хотя Е-числа используются для идентификации не только вредных добавок, а и натуральных продуктов, потребитель привык воспринимать их негативно.
Капсулы из растительного сырья имеют все преимущества лекарственной формы с высокой биодоступностью с «натуральностью» ингредиентов самой капсулы, что также привлекает потребителей, которые обращают внимание на «натуральность», — вегетарианцев и тех, кто в силу культурных или религиозных потребностей не может употреблять продукты животного происхождения.
Интересно, какие ключевые особенности дают возможность обеспечивать рост рынка мягких желатиновых капсул. Существующий растущий спрос в США, ЕС и на азиатских рынках на мягкие желатиновые капсулы обусловлен всеми вышеописанными факторами и одним из самых важных является пищевая безопасность. Многие из рисков в пищевой безопасности связаны именно с продуктами животного происхождения, к примеру – губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (BSE) или «коровье бешенство», трансмиссивная губчатая энцефалопатия (TSE) или «прионная инфекция». Перспективным является азиатский рынок, где огромное количество потенциальных потребителей не употребляет продукты животного происхождения.
Также мягкие желатиновые капсулы являются идеальной формой для выпуска масел и плохо усваиваемых продуктов в пищевых добавках. Внешняя оболочка защищает действующее вещество от внешних воздействий, а также благодаря ей капсула имеет приятный внешний вид и не вызывает отторжения у потребителя. Мягкая желатиновая капсула из растительного сырья имеет перспективное будущее благодаря длительному сроку хранения и наружной маркетинговой привлекательности.
Сейчас себестоимость производства мягких желатиновых капсул из растительного сырья только формируется и оценить ее тяжело, но с ростом спроса она будет становиться все меньше, а благодаря описанным преимуществам такое развитие и популярность данного вида лекарственной формы неизбежно.
Этапы разработки продукта и технологии для мягких желатиновых капсул:
- Разработка концептуального проекта производства
- Разработка и чертеж комплексного производства мягких желатиновых капсул
- Детальная техническая документация
- Поставка производственного, вспомогательного и аналитического оборудования
- Предоставление руководств по эксплуатации и SOP-документов (Стандартная рабочая процедура)
- Контроль разработки документации для производства и установка оборудования Квалификация IQ/OQ
Трансфер технологии
- Разработка нового состава мягкой капсулы и производства
- Экспериментальные наработки
- Наработка пилотных партий
- Тесты на стабильность
- Поддержка досье лекарственного препарата (DMF), составленного в соответствии с основными международными нормами здравоохранения.
Отличия в процессе производства мягких желатиновых капсул на основе растительного сырья и из желатина животного происхождения:
- Конструкция матричных барабанов: расстояние от ячейки до ячейки для растительных капсул шире, чем для желатиновых.
- Метод запайки желатиновых капсул производится при нагреве, растительных – под давлением.
- Капсулы охлаждаются в барабанах различными способами: желатиновые капсулы — системой с водяной рубашкой, растительные – охлажденным воздухом и теплой водой.
- Система транспорта желатина животного происхождения производится при помощи пневмосистемы, растительного сырья для капсул – при помощи системы форсированной подачи (насосом).
Мягкие капсулы на основе растительных желеобразователей сегодня находят все больше сфер применения. Например, для создания пероральных, вагинальных и ректальных лекарственных препаратов в фармацевтической отрасли или для потребления животными в ветеринарии. Помимо этого, данные виды капсул применяются в качестве разовых контейнеров для многих продуктов, применяемых для кожи или волос, в том числе витамин Е, в косметологии. В пищевой промышленности мягкие капсулы на основе растительных желеобразователей используются в качестве пероральной системы доставки для ряда натуральных продуктов, питательных веществ и альтернативных препаратов, таких как масло печени акулы.
Автор материала: Александр Гринченко
Руководитель отдела ГЛФ и упаковочного оборудования
ГК «Фармконтракт»
Материал опубликован в журнале «Новости GMP» №1 (12) весна 2017