小型化粉末混合几何形状的快速原型设计

介绍

Continuous manufacturing has recently gained more interest as an alternative to conventional batch manufacturing due to, e.g., the ability to perform straightforward scale up, to achieve a more constant quality product and a possibility for reducing the cost of production.In addition, this approach is supported by regulatory initiatives including a risk-based approach with implementation of质量设计（QBD）和工艺分析技术（PAT），以及国际委员会统一的人类使用的药物技术要求的指导计划，ICH（ICH Q13持续制造药物物质和药品）。

粉末混合是药品生产中普遍存在的步骤，传统上是分批进行的。在研制连续式生产线时，粉体连续混合的性能是非常重要的。连续混合器的性能可以通过停留时间分布(RTD)来评价，这是化学工程中许多领域公认的做法。RTD将描述粉末在混合单元中的行为，从而解决连续制造生产线中材料可追溯性的挑战。RTD最初用于描述液相过程中的流动，但也用于描述固相过程中的颗粒流动。研究RTD的一种常见方法是基于经验模型，其中包括三个考虑因素;添加到系统中的材料(示踪剂)、平均停留时间(MRT)和串联连续搅拌釜式反应器(CSTR)的数量。CSTR的个数为定义RTD的统计矩提供了一个模型。

对于混合单元内粉末的检测和测量，在线工艺接口是连续制造工艺的理想选择。一种完善的在线过程分析方法是近红外光谱(NIR)，由于分析速度和分析设备的尺寸，它适用于连续制造。此外，近红外技术适用于在线测量，因为该方法是无损的，而且用于漫反射测量的专用光纤探头的可访问性为连续制造生产线上的低成本实施创造了可能性。

增材制造(AM)或"3 d打印技术“在制药区域内广泛地获得了兴趣，因为它是以低成本的快速原型设计的平台。例子封面，例如分析方法开发，微流体的生产生产几何形状和创新药物输送系统的设计。加上在线分析适用于生产药物粉末处理过程的原型，以协助过程开发。与此同时，使用流程建模和仿真越来越兴趣以支持药品和工艺设计。已经用若干例子证明了药物，允许例如药物。在网上优化操作条件和虚拟“实验设计”。但是，有必要实验验证在网上工作，并使用AM快速成型的优化加工几何图形是一个有吸引力的替代测试创新工艺解决方案。

本研究的目的是演示3D打印在连续制造设备快速原型制作中的应用。将微型粉末混合单元与近红外光谱结合作为连续过程的模型，并估算了该几何结构下的RTD。