Soluzioni Retsch per il settore Pharma e Medtech
L'industria farmaceutica è un settore che si concentra sulla ricerca, lo sviluppo, la produzione e la commercializzazione di farmaci o prodotti farmaceutici. Per saperne di più sull'uso dei dispositivi Retsch, cliccate sulle icone di ogni sezione.
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Ricerca e sviluppo (R&S)
La ricerca e sviluppo comprende la ricerca di base, la scoperta di nuovi farmaci, la sperimentazione preclinica e gli studi clinici. In questa fase rientra anche l’attività di identificazione di ingredienti farmaceutici all’interno della medicina tradizionale a base di piante. Ulteriori approcci di particolare interesse includono la meccanochimica, lo screening di co-cristalli e polimorfi, oltre alle nanotecnologie.
Controllo qualità (QC)
Il controllo qualità assicura che i prodotti farmaceutici fabbricati soddisfino le specifiche di qualità predefinite e gli standard normativi. Le attività di controllo qualità prevedono test rigorosi sia sulle materie prime che sui prodotti finiti. Ciò include test fisici, chimici e microbiologici per confermare che il prodotto soddisfi costantemente gli standard di purezza, potenza e sicurezza stabiliti.
Produzione
Ciò riguarda la produzione su larga scala di farmaci che hanno ottenuto l’approvazione regolatoria e richiede il rispetto delle Good Manufacturing Practices (GMP) per garantire qualità, sicurezza ed efficacia del prodotto. Va inoltre citato, come applicazione manifatturiera specifica, l’utilizzo di ossa e denti come materiali per impianti.
Focus speciale: Omogeneizzazione dei tessuti e disgregazione delle cellule
La rottura delle cellule è una fase cruciale, soprattutto per la produzione di biofarmaci. Si tratta di rompere le cellule per rilasciare composti biologicamente attivi, come proteine, DNA, RNA, che possono essere utilizzati come terapie, vaccini o applicazioni diagnostiche. L'omogeneizzazione di tessuti come il fegato è un altro aspetto di questa sezione.
Retsch potenzia la ricerca e lo sviluppo nelle applicazioni farmaceutiche
I mulini Retsch vengono utilizzati per macinare principi attivi farmaceutici (API) ed eccipienti fino a ottenere una granulometria specifica, parametro fondamentale per garantire l’efficacia e la biodisponibilità del farmaco. La dimensione delle particelle influisce in modo significativo sulla velocità di dissoluzione, sull’assorbimento e sulla distribuzione del principio attivo nell’organismo. Gli eccipienti, sostanze inattive formulate insieme all’API, necessitano di una corretta riduzione e omogeneizzazione granulometrica per svolgere adeguatamente la loro funzione all’interno della formulazione. Applicazioni speciali possono richiedere l’utilizzo di nanotecnologie, co-cristalli o meccanosintesi per la scoperta di nuovi principi attivi, approcci avanzati nei quali Retsch può offrire un supporto qualificato. In questa sezione vengono presentati otto diversi casi applicativi, ciascuno accompagnato dalle relative best practice.
Mulini Retsch per macinare campioni come gli API
Gli API e gli eccipienti possono essere polverizzati in diversi mulini Retsch. A seconda della sostanza, è preferibile la macinazione in recipienti chiusi (come le giare di macinazione dei mulini a sfere Retsch) per evitare la formazione di polveri con le sostanze altamente attive. 100 ml di lattosio monoidrato, ad esempio, possono essere polverizzati in un PM 100 entro 1 ora a 450 giri/min, riducendo il valore D90 da 100 µm a 5 µm. La macinazione viene stata effettuata in condizioni umide, il che significa che il campione viene mescolato con 90 ml di propanolo.
La macinazione a umido viene solitamente eseguita in giare di ossido di zirconio, in questo caso da 250 ml con 150 ml di sfere da 2 mm in ossido di zirconio. L'ossido di zirconio è un materiale molto resistente all'abrasione, che riduce l'usura nella fase di macinazione fine, ottenuta grazie all'intenso attrito tra le sfere. Con tempi di macinazione prolungati e sfere più piccole, il mulino a sfere planetario Retsch permette di ottenere particelle molto più piccole.
I materiali innocui dal punto di vista farmacologico, come l'amido o il lattosio e che vengono usati come eccipienti, possono essere macinati nello ZM 300 o nell'RM 200. Ad esempio, un campione di lattosio di 100 ml con una dimensione granulometrica iniziale di 400 µm può essere polverizzato nell'RM 200 in particelle più piccole di 100 µm entro 10 minuti. È possibile utilizzare diversi materiali per la macinazione, tra cui porcellana dura o agata. Quantità maggiori possono essere processate con il mulino ZM 300.
I campioni che tendono ad aderire o agglomerarsi possono essere macinati criogenicamente con azoto liquido per infragilimento. Si raccomanda l'uso di un ciclone. Ad esempio, 100 g di campioni da 3 mm vengono polverizzati in particelle più piccole di 500 µm in 1 minuto. A seconda delle proprietà dei campioni, lo ZM 300 può anche raggiungere una finezza finale inferiore a 40 µm.
Macinazione a temperatura controllata per preservare le sostanze termosensibili
Un ulteriore esempio riguarda la macinazione umida a temperatura controllata di principi attivi farmaceutici (API) o eccipienti, un ambito in cui l’MM 500 Control o il mulino a sfere ad alta energia Emax risultano particolarmente vantaggiosi. In una prova, 15 g di API sono stati miscelati con 25 ml di isopropanolo e macinati in una giara di macinazione in ossido di zirconio da 50 ml, utilizzando 110 g di sfere da 2 mm. Il processo di macinazione è stato svolto con un chiller esterno impostato a 5 °C per 30 minuti a 2000 rpm. Per mantenere l’intervallo termico desiderato, è stata utilizzata la modalità di controllo della temperatura unica dell’Emax: la temperatura minima era impostata a 40 °C e la massima a 50 °C, garantendo che la macinazione avvenisse esclusivamente all’interno di questo range. Quando la temperatura della giara raggiungeva i 50 °C, il processo veniva automaticamente interrotto fino al raffreddamento a 40 °C, momento in cui la macinazione riprendeva. Questa modalità speciale assicura che il campione non si surriscaldi durante la lavorazione, con tutte le operazioni, inclusa la gestione delle pause, completamente automatizzate.
Dopo soli 30 minuti di lavorazione totale, il campione iniziale di 1 mm è stato ridotto a particelle di 4 µm. Una finezza ancora maggiore può essere ottenuta effettuando una pre-macinazione a meno di 200 µm con sfere da 10 mm, seguita da una macinazione fine con sfere da 0,5 mm e un tempo di lavorazione prolungato. Per quantità di campione maggiori, è possibile utilizzare giare di macinazione da 125 ml. Alcuni principi attivi farmaceutici (API) richiedono la macinazione criogenica a -196°C, dove circa 8 g di campione possono essere inseriti in una giara di macinazione da 50 ml del Cryomill. La polverizzazione fino a 100-200 µm viene generalmente completata in 20 minuti, incluso il tempo di pre-raffreddamento.
Conclusione: Retsch offre l'attrezzatura adatta per polverizzare quantità di campioni di piccole e medie dimensioni in modo sicuro e conservando la temperatura.
Mulini utilizzati per miscelare gli API con gli eccipienti nello sviluppo della formulazione
La miscelazione di API ed eccipienti è un argomento comune nella ricerca farmaceutica. Una miscelazione efficiente può essere ottenuta utilizzando i vibro mulini, che possono gestire campioni fino a 6 x 20 ml, o mulini a sfere planetari Retsch, che trattano volumi fino a 4 x 200 ml. A titolo esemplificativo, 196 g di amido vengono combinati con 4 g di pigmento per verificare l’efficienza del processo di miscelazione. La miscela ottenuta, insieme a 200 sfere da 10 mm, viene introdotta in una giara di macinazione da 500 ml. Dopo 5 minuti di agitazione a 200 giri/min - una velocità moderata che assicura un effetto esclusivamente miscelante, privo di frantumazione delle particelle - si ottiene una miscelazione omogenea e completa.
In basso: Amido, pigmento blu e giallo dopo 5 minuti di macinazione nel PM 400
Ricerca sulle nanotecnologie: i benefici dei mulini Retsch
I mulini a sfere ad alta energia di Retsch, come l'Emax, la serie PM o l'MM 500 Nano e Control, sono utilizzati per lo sviluppo di nano particelle. Queste nano formulazioni possono offrire migliori caratteristiche di rilascio dei farmaci e rappresentano un'area di interesse crescente nella R&S farmaceutica. Il TiO2 è utilizzato come sostanza modello.
Macinazione a umido e su scala nanometrica con il PM 300
La macinazione ad umido viene utilizzata per ottenere particelle di dimensioni inferiori a 5 µm, poiché le particelle piccole tendono a caricarsi sulla superficie e ad agglomerarsi, rendendo difficile un'ulteriore macinazione a secco. Aggiungendo un liquido o un disperdente, le particelle possono essere tenute separate.
Per produrre particelle molto fini di 100 nm o minori (macinazione su scala nanometrica) mediante macinazione ad umido, è necessario l'attrito piuttosto che l'impatto. Ciò si ottiene utilizzando un gran numero di piccole sfere di macinazione che hanno un'ampia superficie e molti punti di attrito. Il livello ideale di riempimento della giara di macinazione dovrebbe essere costituito per il 60% da piccole sfere di macinazione.
Per maggiori dettagli sul riempimento delle giare, la macinazione ad umido e il recupero dei campioni, fare clic qui.
Il video mostra la macinazione ad umido nel Mulino Planetario PM 100.
Biossido di titanio in giara da 125 ml
Il grafico mostra il risultato della polverizzazione del biossido di titanio (TiO2) a 650 giri/min e 800 giri/min nel PM 300 e il tempo netto di lavorazione. Con l'apporto di energia più elevato a 800 giri/min, la dimensione delle particelle diminuisce più rapidamente. Tuttavia, occorre considerare anche i maggiori effetti di riscaldamento a 800 giri/min, i quali potrebbero rendere necessarie interruzioni più lunghe.
Tempo netto di lavorazione del biossido di titanio con sfere di macinazione da 0,1 mm in soluzione di fosfato di sodio
12 g di API (particelle da 15 µm) sono stati mescolati con 26 ml di eptano e 110 g di sfere di macinazione in ossido di zirconio da 0,5 mm. Questa miscela è stata posta in una giara di macinazione in ossido di zirconio da 50 ml. Il processo di macinazione è stato eseguito nel mulino a sfere ad alta energia Emax per 2,5 ore a 2000 giri/minuto, ottenendo una distribuzione granulometrica molto stretta con un valore D90 di 80 nm.
Le nanoparticelle di dimensioni inferiori a 100 nm possono essere prodotte anche con il Vibro Mulino MM 500 Nano o MM 500 Control. In genere, l'MM 500 Nano richiede un tempo di macinazione di 2-3 ore a 35 Hz, mentre l'MM 500 Control richiede un tempo di macinazione più lungo a 30 Hz. MM 500 Control offre la regolazione della temperatura, consentendo il contro-raffreddamento delle giare di macinazione con acqua fredda a 4 °C. Se il mezzo di macinazione non congela a zero gradi, la macinazione a umido può essere eseguita anche a temperature fino a -10°C per garantire la conservazione di API termosensibili.
Conclusione: Controllo della Temperatura, Nano-Macinazione, Miscelazione - i mulini a sfere Retsch sono adatti a tutte le applicazioni.
Macinare piante o insetti per identificare gli ingredienti
Le piante contengono spesso principi attivi naturali noti da decenni per le loro applicazioni terapeutiche. Anche altre fonti biologiche, come gli insetti, offrono composti di potenziale interesse farmacologico. Tradizioni mediche come la Medicina Tradizionale Cinese (TCM) e altri sistemi terapeutici ancestrali fanno largo uso di risorse naturali. Le moderne attività di ricerca mirano a identificare i principi attivi (API) presenti in questi campioni vegetali o animali, al fine di sviluppare nuovi farmaci e sostanze terapeutiche. A seconda delle dimensioni iniziali del campione, della quantità da processare e del grado di finezza desiderato, la polverizzazione viene generalmente eseguita con mulini a taglienti, mulini a rotore o mulini a sfere Retsch.
A seconda delle dimensioni e della durezza del campione, sono necessari da 20 secondi a 3 minuti per macinare fino a 1 kg di radici essiccate, frutti, fusti e altri materiali vegetali o insetti, ottenendo una granulometria compresa tra 1 e 8 mm. In questi casi, l'uso del mulino a taglienti SM 100 è ideale; per campioni più duri, come la noce moscata, è preferibile il modello SM 300. L’impiego di un ciclone facilita in ogni situazione l'espulsione dei campioni leggeri dalla camera di macinazione. Il mulino ZM 300 accetta materiali con dimensioni fino a 10 mm, mentre i mulini a taglienti possono lavorare campioni fino a 60 mm. Per materiali particolarmente resistenti, si consiglia l’utilizzo del rotore a 6 dischi anziché quello a sezione parallela. Quando è richiesta una granulometria inferiore a 1 mm, i mulini a sfere Retsch rappresentano la soluzione più adatta.
Echinacea pupurea radi, 500 g
Dried roots, 1 kg
Nutmeg, 100 g
Dried orange peel, 200 g
Dried plants and insects, 15 g
Dried roots, 50 g
Drieds stem parts, 20 g
Dried fruit, 30 g
Conclusione: Anche i materiali vegetali più duri o di grandi dimensioni possono essere facilmente omogeneizzati con i mulini a taglienti o i mulini a rotore Retsch.
Meccanochimica per API nuovi o migliorati
La Meccanochimica, ovvero lo studio delle reazioni chimiche attivate dall’energia meccanica, sta assumendo un ruolo sempre più rilevante nella ricerca farmaceutica. Questa tecnica consiste nell’indurre reazioni chimiche attraverso processi di macinazione, fresatura o taglio dei reagenti solidi. I processi meccanochimici presentano numerosi vantaggi rispetto alla chimica tradizionale in soluzione, tra cui la riduzione dell’uso di solventi, una maggiore velocità delle reazioni e la possibilità di sintetizzare nuovi composti. Tali reazioni possono essere applicate alla sintesi di nuove molecole farmaceutiche e risultano particolarmente vantaggiose per quelle trasformazioni che si rivelano difficili o inefficienti in solvente liquido, consentendo così l’esplorazione di nuovi spazi chimici e la potenziale scoperta di composti terapeutici innovativi. Ad esempio, il gruppo del Professor Duncan Browne presso la UCL School of Pharmacy ha lavorato sulla formazione di legami carbonio-azoto, un processo chiave per la scoperta e lo sviluppo di farmaci. In questo ambito, hanno sintetizzato un intermedio utilizzato nella produzione della vortioxetina, un noto antidepressivo [1].
Un’ulteriore pubblicazione dello stesso gruppo evidenzia il potenziale della meccanochimica applicata all’MM 400 per l’amidazione diretta degli esteri [2], consentendo di ottenere il prodotto desiderato in appena un’ora, rispetto alle otto ore necessarie in soluzione di EtOH a 70°C. Nello stesso studio è stata inoltre dimostrata la sintesi di 2,4 g dell’antidepressivo Moclobemide tramite MM 400 in soli 60 minuti. Un aspetto di particolare rilievo riguarda anche le numerose evidenze che dimostrano come il riscaldamento possa migliorare le reazioni meccanochimiche, favorendo o accelerando i processi reattivi. L’utilizzo di una pistola termica o di giacche riscaldanti rappresenta una prassi consolidata per l’MM 400, come illustrato dai gruppi dei professori Ito e Browne [3][4][5]. In ambito commerciale, il controllo avanzato della temperatura e le opzioni di riscaldamento sono offerte dal sistema MM 500, che consente di operare anche a temperature fino a 100 °C.
Co-macinazione, formazione di co-cristalli e screening dei polimorfi
- I cocristalli sono costituiti da due o più componenti cristallini, in genere un ingrediente farmaceutico attivo (API) e un coformatore, in un rapporto stechiometrico definito, tenuti insieme da legami non covalenti. I mulini a sfere sono utilizzati per produrre cocristalli farmaceutici, che possono migliorare la solubilità, la stabilità e la biodisponibilità dei farmaci senza alterare la struttura molecolare dell'API.
- Le diverse forme cristalline (polimorfi) di un farmaco possono presentare proprietà fisiche e chimiche significativamente diverse, come la solubilità e il punto di fusione. Lo screening dei polimorfi può aiutare a identificare forme stabili di un farmaco con caratteristiche desiderabili, migliorando la formulazione e le prestazioni del farmaco.
- La co-macinazione si riferisce spesso alla macinazione simultanea di un API e di un eccipiente (amorfo). La co-macinazione può migliorare la solubilità, la stabilità e la biodisponibilità dei farmaci creando particelle fini e uniformi e migliorando la fluidità. L'eccipiente può essere un altro API, un aminoacido o un polimero come la cellulosa o l'amido. Gli eccipienti come leganti aiutano a tenere insieme gli ingredienti di una compressa. I riempitivi più comuni sono il lattosio, il mannitolo e il calcio fosfato dibasico. Altri eccipienti agiscono come lubrificanti, conservanti, coloranti o aromatizzanti.
Per individuare il coformante o eccipiente ottimale per un principio attivo (API) e uno specifico scopo applicativo, è generalmente necessario ricorrere a un approccio di screening. Occorre valutare diversi rapporti tra l’API e la sostanza selezionata, generando numerose combinazioni possibili. Considerando l’elevato costo di alcune sostanze, lo screening viene solitamente eseguito su piccola scala. L’adattatore specifico per lo screening nei mulini a sfere planetari rappresenta un supporto prezioso in questo processo, consentendo l’utilizzo di fiale monouso, come le fiale in vetro GC da 1,5 ml. L’adattatore dispone di 24 posizioni, suddivise in un anello esterno da 16 e uno interno da 8 posti. L’anello esterno può contenere fino a 16 fiale, permettendo di sottoporre a screening fino a 64 campioni contemporaneamente, garantendo condizioni di input energetico uniformi quando si utilizza il mulino planetario PM 400. Complessivamente è possibile testare 96 campioni per ciascun ciclo. Le prime prove di scala possono essere effettuate utilizzando l’adattatore che permette l’alloggiamento di 7 fiale in vetro da 20 ml.
Screening di Co-cristalli con MM 400
Lo screening di co-cristalli può essere condotto in modo efficace nei Vibro Mulini. In uno studio [9] condotto con l’MM 400, sono stati utilizzati tubi in acciaio da 2 ml e il relativo adattatore in PTFE per co-cristallizzare teofillina e benzammide in rapporto 1:1 nelle seguenti condizioni:
- Tempo di macinazione: 60 minuti
- Frequenza: 30 Hz
- Una sfera in acciaio da 6 mm per ogni tubo
- Quattro esperimenti senza solvente e quattro con 20 µL di etanolo
I diffrattogrammi a raggi X delle otto campioni ottenuti (in verde) coincidono strettamente con il pattern di riferimento simulato del co-cristallo target. Tutti i segnali osservati corrispondono al prodotto desiderato, senza segnali aggiuntivi significativi, indicando una formazione di co-cristallo efficace e riproducibile. Il Vibro mulino MM 400 con tubi in acciaio da 2 ml garantisce risultati costanti; questa compatibilità si estende anche alla serie MM 500, che può anch’essa alloggiare tubi in acciaio da 2 ml.
Diffrattogrammi XRD dopo la formazione del co-cristallo di teofillina e benzammide, ottenuti dopo 60 minuti di macinazione nel Vibro mulino MM 400, confrontati con il pattern di riferimento simulato. Risultati presentati dagli esperimenti di Dominik Al-Sabbagh.[7]
Metal-Organic Frameworks (MOF) per il Drug Delivery
I MOF sono reti di coordinazione costituite da leganti organici e nodi metallici. Grazie all’elevata superficie specifica e alla porosità modulabile, rappresentano candidati ideali per sistemi di drug delivery. La meccanochimica viene impiegata per la sintesi di MOF in grado di incapsulare farmaci, offrendo meccanismi di rilascio controllato e mirato. In questo contesto, l’utilizzo di mulini con controllo della temperatura risulta particolarmente vantaggioso. Ad esempio, impiegando l’MM 500 Control con un chiller, è possibile abbassare la temperatura per stabilizzare gli intermedi delle reazioni chimiche, aumentando così in modo significativo la resa dei prodotti desiderati. La scelta appropriata dello strumento di macinazione consente inoltre di ottenere educti completamente differenti.
Funzionalizzazione della biomassa per applicazioni farmaceutiche tramite meccanocchimica
La meccanocchimica sta trasformando il modo in cui vengono prodotti i biomateriali funzionali, e la cellulosa cationica è un esempio principale. Utilizzando un processo senza solventi, le fibre di cotone vengono combinate con una base catalitica e un additivo minimo, quindi macinate insieme con il reagente cationico per attivare la reazione utilizzando il Vibromulino MM 400. Questo approccio a stato solido elimina acqua e solventi in massa, riducendo drasticamente l'uso di prodotti chimici e i rifiuti rispetto ai metodi convenzionali. Dopo la macinazione, un breve passaggio di invecchiamento completa la reazione, fornendo fibre di cellulosa altamente cariche con prestazioni eccezionali. [3]
Condizioni di reazione ottimali: Le fibre di cotone sono state macinate in un barattolo in acciaio inossidabile da 50 ml con sfere da 3 x 10 mm per 5 minuti a 25 Hz, quindi è stato aggiunto l'EPTMAC e la miscela è stata macinata per ulteriori 30 minuti. L'invecchiamento successivo del miscuglio di reazione a 50 °C per 24 ore, seguito da estrazione Soxhlet (48 ore) e liofilizzazione, ha portato all'isolamento di materiale cCF puro.
Perché è emozionante per il settore farmaceutico?
Queste fibre cationiche mostrano un forte legame elettrostatico con i virus, consentendo la rimozione efficiente di agenti patogeni dall'acqua e dai flussi di processo, fondamentale per la produzione sterile e le applicazioni di acqua pulita. Oltre alla filtrazione, il materiale offre potenzialità nella somministrazione di farmaci, nelle superfici antimicrobiche e negli ausili per la bioprocesso. Il processo raggiunge metriche di sostenibilità eccezionali, in linea con i principi della chimica verde e gli obiettivi del settore. Permette anche un controllo preciso sulla densità di carica per prestazioni personalizzate.
Questa innovazione dimostra come la meccanocchimica possa fornire soluzioni ecologiche e di alto valore per la produzione farmaceutica, combinando sicurezza, efficienza e sostenibilità in un approccio rivoluzionario.
Facile preparazione dei campioni per il controllo qualità
Nei laboratori di controllo qualità, i mulini Retsch preparano i campioni per varie tecniche analitiche, come la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC), la spettrofotometria e i test di dissoluzione. Una corretta preparazione del campione è fondamentale per un'analisi accurata e affidabile. Le prestazioni precise e affidabili dei mulini e dei frantoi Retsch li rendono strumenti indispensabili per varie applicazioni di controllo qualità:
Macinazione di compresse, pillole e droghe con i mulini Retsch - facile e diretta
I mulini Retsch sono ampiamente utilizzati nell'industria farmaceutica per la macinazione di pillole, droghe e compresse al fine di ottenere le dimensioni e la consistenza delle particelle desiderate. Questi mulini assicurano che gli ingredienti farmaceutici attivi (API) e gli eccipienti siano lavorati in modo uniforme, il che è fondamentale per l'efficacia e la sicurezza del prodotto finale. Uno dei vantaggi principali dell'utilizzo dei mulini Retsch è la loro capacità di lavorare con diversi materiali grazie ai diversi utensili di macinazione, come l'acciaio per le applicazioni standard o l'ossido di zirconio che evita l'abrasione dei metalli, la quale potrebbe influire sui risultati delle analisi successive (aumento del contenuto di metalli pesanti).
A titolo esemplificativo, il mulino planetario a sfere PM 100 è in grado di polverizzare 20 compresse da 20 mm x 20 mm in una giara di macinazione in ossido di zirconio da 125 ml, utilizzando 7 sfere da 20 mm in ossido di zirconio, in soli 2 minuti a 450 rpm. La dimensione finale delle particelle ottenute è di circa 150 µm. Questo mulino è particolarmente indicato per compresse di grandi dimensioni, volumi maggiori e per la preparazione dei campioni prima dell’analisi dei metalli pesanti, poiché le giare di macinazione in ossido di zirconio sono disponibili fino a 500 ml. Il vibro mulino MM 400 rappresenta invece la soluzione ideale per la macinazione di piccole quantità di campione. Ad esempio, 10 compresse da 10 mm x 10 mm possono essere facilmente macinate in 2 minuti a 30 Hz in una giara di macinazione in acciaio inox da 50 ml, con una sfera da 25 mm. La finezza finale è paragonabile a quella ottenibile con il PM 100. Le giare di macinazione in ossido di zirconio sono disponibili fino a una capacità di 35 ml.
Con lo ZM 300, le stesse pillole possono essere macinate molto più velocemente, in pochi secondi. Di solito vengono utilizzati setacci ad anello da 0,5 mm o più fini, oltre al rotore standard a 12 denti. La macinazione viene eseguita a circa 18000 giri/min. A seconda del campione, la finezza finale può essere inferiore a 10 µm, ma di solito si ottengono 200-400 µm.
pasticche, 100 g
Pillole, 200 g
20 Pasticche rivestite
Dragees, 7 g
Sticky dragees, 10 g
Meccanocchimica nell'industria farmaceutica Produzione Sostenibile di Principi Attivi Farmaceutici con Massima Efficienza
Scopri come i metodi meccanocchimici possono contribuire alla produzione di principi attivi farmaceutici, con maggiore efficienza atomica, meno sottoprodotti e un impatto ambientale significativamente ridotto.
La meccanocchimica apre nuove strade per una sintesi chimica più sostenibile: utilizzando energia meccanica, le reazioni possono essere condotte in stato solido, spesso senza solventi o con un uso minimo di solventi. Ciò riduce gli sprechi, abbassa il consumo energetico e migliora contemporaneamente l'efficienza del processo.
Mulini vibranti come l'MM 500 nano consentono un controllo preciso dei parametri di levigatura e sono particolarmente adatti per sintesi veloci ed efficienti su scala di laboratorio. Per applicazioni più esigenti che richiedono energie maggiori, il mulino planetario a sfere PM 100 offre condizioni ottimali per eseguire anche reazioni complesse in modo mirato.
Dai un'occhiata!
Per gentile concessione di Clara B. Gomez, LAQV REQUIMTE
ERWEKA - Test farmaceutici
Erweka è un produttore leader di apparecchiature per il test di compresse di alta qualità, con particolare attenzione ai prodotti farmaceutici. Con oltre 65 anni di esperienza, Erweka sviluppa soluzioni innovative per grandi aziende farmaceutiche e del settore life science, laboratori di ricerca e test, nonché università di tutto il mondo. Erweka è sinonimo di eccellente qualità del prodotto, design accattivante, facilità d'uso e prestazioni affidabili.
Analisi granulometrica riproducibile con i setacciatori Retsch
Le vagliatrici Retsch sono riconosciute per la loro precisione e affidabilità in diversi settori, inclusa la farmaceutica. Questi strumenti sono fondamentali per l’analisi della distribuzione granulometrica, assicurando che i materiali rispettino gli elevati standard qualitativi richiesti nelle applicazioni farmaceutiche. Tra i modelli di punta figurano l’AS 200 control e l’AS 200 jet. L’AS 200 control è un setacciatore vibrante che consente un controllo estremamente preciso dei parametri di vagliatura, risultando ideale sia per il controllo qualità che per la ricerca e sviluppo nel settore farmaceutico. Grazie al motore elettromagnetico, garantisce risultati di vagliatura costanti, mentre i comandi digitali permettono di memorizzare fino a 99 programmi di vagliatura, assicurando riproducibilità e conformità alle linee guida ISO 9001.
L’AS 200 jet, invece, è un setacciatore a getto d’aria progettato per la dispersione e la disgregazione efficiente delle polveri fini. Questo modello è particolarmente indicato per materiali farmaceutici che richiedono una distribuzione granulometrica estremamente precisa. Diversamente dal metodo vibrante utilizzato dall’AS 200 control, l’AS 200 jet impiega un getto d’aria rotante che disperde e deagglomera le polveri fini in modo più efficace. Il getto d’aria genera un effetto di vuoto che trascina le particelle attraverso il setaccio, garantendo così una separazione efficiente anche delle particelle più sottili. Di conseguenza, il campione può risultare “più fine” quando viene analizzato con la vagliatrice a getto d’aria. Questo fenomeno è osservabile, ad esempio, analizzando un campione di polvere fine e, in questo caso, sono stati utilizzati setacci con aperture di 40, 75, 125 e 150 µm. L’AS 200 control è stato utilizzato con un’ampiezza di 1,2 mm e una funzione intervallo di 10 secondi, per un totale di 5 minuti. L’AS 200 jet è stato invece impiegato in modalità Swiss Mode, a una velocità di 55 rpm e una pressione negativa di 30 mbar, con una durata complessiva anch’essa di 5 minuti.
Nelle applicazioni farmaceutiche, i setacciatori sono utilizzati per garantire l'uniformità, la stabilità e la purezza delle formulazioni di farmaci. L'analisi accurata delle dimensioni delle particelle è fondamentale per determinare il tasso di dissoluzione, la biodisponibilità e l'efficacia complessiva dei prodotti farmaceutici.
Ridefinire la setacciatura di particelle fini per applicazioni farmaceutiche
L'AS 200 jet pharma è una soluzione di setacciatura a getto d'aria conforme alle GMP, tutto-in-uno, progettata per soddisfare gli standard più elevati dell'analisi delle particelle farmaceutiche. Combina setacciatura, pesatura e valutazione dei dati in un unico dispositivo compatto, eliminando gli errori di trasferimento del campione e garantendo la massima precisione. Con un software intuitivo, flussi di lavoro guidati e hardware robusto, semplifica analisi di routine e complesse allo stesso modo. Le funzionalità di bilancia interna e tracciabilità supportano la conformità normativa e migliorano l'affidabilità del processo. Progettato per la setacciatura a secco e la deagglomerazione di polveri fini, è ideale per i laboratori farmaceutici che cercano accuratezza, efficienza e tracciabilità.
- Tutto in uno che combina setacciatura, pesatura e valutazione in un unico dispositivo
- Software Intelligente e Setacciatura Guidata
- Affidabilità del processo migliorata tramite controlli e assistenti intelligenti
- Setacciatura Flessibile e Precisa di polveri fini 10 µm – ~4 mm
- Conforme GMP e Pronti dal punto di vista normativo
- Gestione utenti con ruoli configurabili e protezione password
- Integrazione di bilancio esterna opzionale e ciclone ad alte prestazioni
"Già dal primo utilizzo dell’AS 200 Jet Pharma si percepisce quanto sia stato progettato in modo intelligente e quanto sia facile da usare. Mi ha colpito particolarmente la setacciatura guidata: le istruzioni chiare e dettagliate riducono al minimo il rischio di errori dovuti a passaggi mancanti.
La bilancia integrata e robusta rappresenta un vero valore aggiunto: semplifica notevolmente la gestione delle operazioni e consente di risparmiare spazio prezioso in laboratorio, eliminando la necessità di una bilancia esterna. Ulteriori funzioni di sicurezza come il Weighing-Assistant, la Backweigh-Tolerance e l’analisi delle tendenze garantiscono un’affidabilità di processo ancora maggiore nel lavoro quotidiano.”
Dr. Michael Ostendorf, Senior Expert Particle Technology/Science Fellow, Bayer AG
Conclusione: I setacciatori Retsch sono particolarmente indicate per garantire il controllo qualità, sia che si tratti dell’ispezione in ingresso delle materie prime, della valutazione dei risultati delle prove di ricerca e sviluppo, sia del controllo dei processi produttivi delle sostanze durante la produzione.
I vantaggi di Retsch per la produzione farmaceutica e le GMP
L’acciaio 316L è ampiamente utilizzato nella produzione farmaceutica grazie alle sue proprietà igieniche e all’eccellente resistenza alla corrosione da vaiolatura e da fessura. Si tratta di una lega di acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio, particolarmente adatta a sopportare elevate temperature e ambienti chimicamente aggressivi. Queste caratteristiche lo rendono ideale per applicazioni che richiedono sanificazioni frequenti e bassa reattività chimica. Per rispondere a queste specifiche esigenze del settore farmaceutico, Retsch propone alcuni modelli di mulini realizzati in acciaio 316L.
Macinazione su scala pilota di materiali vegetali prima dell'estrazione
Il mulino a taglienti SM 300 316L versione foodGrade è progettato per il taglio senza contaminazione di materie prime per l'industria alimentare e medica. Tutte le parti a contatto con il campione sono realizzate in acciaio inox 316L o in acciaio inox certificato FDA, per garantire una lavorazione priva di contaminazioni. È dotato di una tramoggia a lunga gittata per facilitare l'alimentazione di materiali come parti di piante di cannabis o altri materiali vegetali essiccati, erbe e spezie. I campioni macinati possono essere utilizzati direttamente in applicazioni farmaceutiche o per l'estrazione tramite etanolo o CO2 supercritica. Il potente motore da 3 kW del mulino, con coppia elevata e tecnologia RES, garantisce risultati eccellenti di macinazione, anche per lavori difficili dove altri mulini da taglio falliscono. La velocità variabile consente di adattarsi perfettamente ai requisiti dell'applicazione e una gamma di setacci inferiori con dimensioni di apertura da 0,25 a 20 mm assicura una finezza finale definita.
Sintesi di co-cristalli su scala chilogrammica
I mulini a tamburo Retsch, come il modello TM 300, vengono impiegati per la sintesi meccanochimica di co-cristalli farmaceutici su scala chilogrammica. Questo metodo si distingue per l’elevata efficienza e sostenibilità ambientale, riducendo il consumo energetico e l’impatto ambientale grazie all’impiego minimo di solventi. Ad esempio, il TM 300 è stato utilizzato per produrre 3,2 kg di co-cristalli rac-Ibuprofene: Nicotinamide in soli 90 minuti, con una purezza pari al 99%. [6]
Il TM 500 316L è un mulino a sfere da laboratorio progettato per macinare grandi volumi di campioni fino a 35 l. Accetta pezzature in entrata fino a 20 mm e può raggiungere dimensioni di macinazione fino a 15 µm per attrito e impatto. Il TM 500 316L è particolarmente adatto per le applicazioni in cui il campione non deve essere contaminato in alcun modo. È dotato di un tamburo e di una tramoggia in acciaio inox 316L per garantire un processo privo di contaminazioni. La velocità variabile del mulino varia da 10 a 50 giri/minuto, rendendolo adattabile alle diverse esigenze applicative. Il TM 500 316L è dotato di una funzione di inclinazione elettronica per facilitare lo svuotamento e di pause di macinazione programmabili per trattare materiali campione sensibili al calore.
Sistema di misurazione GrindControl GrindControl mostra cosa sta succedendo all'interno del barattolo di levigatura, in tempo reale
GrindControl fornisce visibilità in tempo reale sui processi all'interno del mortaio di levigatura. Pressione e temperatura sono monitorate continuamente, garantendo un controllo sicuro e preciso, anche con materiali sensibili o reattivi. Rispondi prontamente a improvvisi picchi di pressione e tieni d'occhio costantemente i campioni sensibili alla temperatura e persino le reazioni meccanochimiche.
GrindControl in un colpo d'occhio
- Dati in tempo reale su pressione e temperatura
- Rilevazione precoce di condizioni critiche
- Controllo di processo preciso
- Protezione dei materiali sensibili
- Risultati riproducibili
Produzione di materiale adatto all'impianto osseo
L’impiego di tessuto osseo come materiale per impianti rappresenta un approccio altamente efficace nel campo della medicina implantare. I materiali ossei naturali, come gli autotrapianti e gli allotrapianti, sono comunemente utilizzati grazie alla loro eccellente biocompatibilità e alla capacità di integrarsi con il tessuto osseo del paziente. Questi materiali fungono da impalcatura naturale, favorendo la rigenerazione ossea e il processo di guarigione. Nel complesso, l’utilizzo dell’osso per la realizzazione di impianti costituisce una soluzione affidabile ed efficiente per la riparazione e la rigenerazione dell’osso. La preparazione del materiale osseo prevede operazioni di macinazione e polverizzazione, finalizzate all’ottenimento della dimensione e consistenza ottimali delle particelle. Diverse tecniche di frantumazione, come quelle offerte dai mulini Retsch, vengono adottate per garantire un’elaborazione sicura ed efficiente del materiale osseo.
In presenza di campioni di grandi dimensioni, si ricorre in genere ai mulini a taglienti per la pre-macinazione. Le fasi di macinazione fine vengono eseguite utilizzando il mulino ultracentrifugo ZM 300 o mulini a sfere come il MM 400 o il CryoMill. Combinando inizialmente il mulino a taglienti SM 300 con il mulino ultracentrifugo ZM 300, è possibile macinare finemente circa 800 g di tessuto osseo fino a una granulometria inferiore a 200 µm in circa 25 minuti.
Pig teeth, 100 g
Pig teeth, 6 g
Human bones, 100 g
Human bones,800 g
Bone cement, 3 g
La Setacciatura nella produzione farmaceutica
I setacciatori Retsch sono strumenti essenziali nella produzione farmaceutica per garantire un'analisi granulometrica precisa. I modelli AS 200 Control e AS 200 Jet sono particolarmente degni di nota: il primo offre un controllo preciso dei parametri di setacciatura, mentre il secondo è ideale per le polveri fini grazie al metodo di dispersione a getto d'aria. Questi strumenti contribuiscono a mantenere l'uniformità, la stabilità e la purezza delle formulazioni di farmaci, che sono fondamentali per determinare il tasso di dissoluzione, la biodisponibilità e l'efficacia complessiva dei prodotti farmaceutici. Inoltre, i setacciatori Retsch sono conformi alle linee guida ISO 9001, garantendo riproducibilità e risultati di alta qualità.
Il vostro collega digitale per la setacciatura
Il vostro lavoro merita efficienza e affidabilità: EasySieve pro e la sua variante EasySieve pharma sostituiscono il classico software EasySieve, offrendo funzionalità notevolmente ampliate. Gestite le vostre analisi granulometriche in modo rapido e senza errori!
Nel contesto laboratoristico, il rispetto delle tempistiche è fondamentale e una setacciatura non conforme può comportare sprechi di tempo prezioso e rallentare le fasi successive del processo. EasySieve pro | pharma è stato progettato per ottimizzare ogni fase dell’analisi granulometrica: dalla preparazione all’esecuzione, fino alla valutazione digitale dei risultati. Il software riduce al minimo i potenziali margini di errore, consentendovi di focalizzarvi sulle attività a maggior valore aggiunto.
Particolare attenzione alla disgregazione delle cellule e all'omogeneizzazione dei tessuti
DNA, RNA e proteine svolgono un ruolo fondamentale nello sviluppo di terapie e diagnostica innovative. Le tecnologie basate sul DNA, in particolare il DNA ricombinante, consentono la produzione di proteine terapeutiche come insulina e ormoni della crescita, essenziali nel trattamento di diverse patologie genetiche. Le terapie basate sull’RNA, come i vaccini a mRNA e le terapie di interferenza a RNA (RNAi), rappresentano approcci promettenti per il targeting di specifici geni e il trattamento di malattie quali tumori e infezioni virali. Le proteine sono utilizzate come biofarmaci, ad esempio anticorpi monoclonali ed enzimi, fondamentali per la cura di numerose condizioni cliniche. Queste biomolecole sono alla base dei progressi nella medicina personalizzata. La disgregazione cellulare mediante bead beating è una tecnica meccanica ampiamente utilizzata per rompere le cellule e liberare i componenti intracellulari, come DNA o proteine. Il metodo consiste nel mescolare la sospensione cellulare con sfere di vetro e agitare la miscela per generare forze di taglio che rompono le pareti cellulari. Il bead beating risulta efficace su un’ampia varietà di cellule, tra cui batteri, lieviti, funghi e alghe. Un vantaggio significativo di questa tecnica è la possibilità di processare più campioni contemporaneamente senza rischio di contaminazione crociata e senza ricorrere all’aggiunta di sostanze chimiche che potrebbero interferire con le successive fasi di estrazione. Il processo può essere eseguito su piccola scala utilizzando fiale monouso da 2 ml o su scala maggiore con tubi Falcon monouso da 50 ml. Ad esempio, il mulino MM 400, dotato di appositi adattatori, consente una disgregazione cellulare efficiente sia su piccoli che su grandi volumi, rappresentando così uno strumento estremamente versatile per le applicazioni di laboratorio.
Cellule di Phaeodactylum tricornutum prima (a sinistra) e dopo la disgregazione cellulare (a destra) con il Vibro Mulino MM 400 in combinazione con l'adattatore per provette Falcon.
Il CryoMill è uno strumento eccellente per la disgregazione delle cellule utilizzando sfere di macinazione più grandi, soprattutto per i campioni sensibili al calore. Raffreddando il materiale nella giara di macinazione a -196°C con azoto liquido, il CryoMill assicura che l'integrità delle proteine e degli altri componenti cellulari sia preservata durante il processo di disgregazione. Con MM 500 Control, è possibile trattare fino a 2 x 20 ml di sospensione cellulare in modo criogenico (intervallo di temperatura da 0 °C a - 100 °C) o semplicemente raffreddato, per esempio a 10 °C.
Le apparecchiature Retsch offrono anche soluzioni per l'omogeneizzazione di campioni di tessuto come fegato o pelle. Anche in questo caso, tali campioni possono essere omogeneizzati in provette Eppendorf da 2 o 5 ml o in provette Falcon da 50 ml.
Campione di fegato prima e dopo l'omogeneizzazione con MM 400
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A driving force in ingredient research
The discovery of new drugs (drug discovery) is a complex process that ranges from basic research to preclinical testing and clinical trials. In each of these phases, you benefit from precise and reproducible sample preparation, which has a significant impact on the success of your research. With Retsch’s customized solutions, you can specifically increase the efficiency and quality of your processes – from the initial sample to the market-ready formulation.
How Cyclone Separators Redefine Efficiency and Cleanliness in the Lab
Cyclone separators deliver substantial benefits when used with mills in laboratory settings. While cutting mills or rotor mills are already frequently operated with a cyclone, also jaw crushers and disc mills benefit greatly from this setup. By using a cyclone, it is even possible to combine two mills directly: for example, a two-stage grinding process with a jaw crusher and a disc mill can be completed in a single step.
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SM 50: Optimized Grinding Process for Smaller Sample Quantities
For the grinding of singular children's toys for analytics of hazardous substances, a feather sample with a low weight or a small batch of herbs, the existing range of cutting mills does not yet offer a satisfactory solution. The lossy sample recovery of larger machines as well as the difficulties of smaller machines to take up large samples or milling power to provide the necessary performance for effective processing define the problems.
Referenze
[1] Group of Professor Duncan L. Browne, Department of Pharmaceutical and Biological Chemistry, University College London: Robust Buchwald-Hartwig amination enabled by ball-milling; Org. Biolol. Chem. 2019, 17, 1722 DOI: 10.1039/c8ob01781f
[2] Group of Professor Duncan L. Browne, Department of Pharmaceutical and Biological Chemistry, University College London: Direct Amidation of Esters by Ball Milling; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 21868-21874; doi.org/10.1002/anie.202106412
[3] Group of Professor Hajime Ito, Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University: Solvent-free zinc-mediated Bechamp reduction using mechanochemistry; DOI: 10.1039/d4mr00138a
[4] Group of Professor Hajime Ito, Division of Applied Chemistry, Faculty of Engineering, Hokkaido University: Solid-state aromatic nucleophilic fluorination: a rapid, practical, and environmentally friendly route to N-heteroaryl fluorides; Green Chem., 2025, 27, 1771; DOI: 10.1039/d4gc06362g
[5] Group of Professor Duncan L. Browne, Department of Pharmaceutical and Biological Chemistry, University College London: Temperature-Controlled Mechanochemistry for the Nickel-Catalyzed Suzuki-Miyaura Coupling of Aryl Sulfomates via Ball Milling and Twin-Screw Extrusion; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210508; doi.org/10.1002/anie.202210508
[6] Jan-Hendrik Schöbel, Frederik Winkelmann, Joel Bicker, and Michael Felderhoff; Mechanochemical kilogram-scale synthesis of rac:ibuprofen:nicotinamide co-crystals using a drum mill; RSC Mechanochemistry, 2025, DOI: 10.1039/D4MR00096J
[7] Reaction scheme and performance of the experiments: Dominik Al-Sabbagh, Chemistry Laboratory Technician, Division 6.3 – Structure Analysis, Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), B
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Grazie alla sua fitta rete internazionale composta da filiali, agenzie locali e società satellite, RETSCH è presente in più di 80 paesi garantendo elevati standard qualitativi e di competenza tecnica. Nei nostri laboratori applicativi, utilizzatori e potenziali clienti possono processare GRATUITAMENTE i propri campioni, in modo da poter valutare l'idoneità di sistemi proposti, prima di un eventuale acquisto. Le prove effettuate saranno inoltre accompagnate da un report di macinazione, riportante tutte le informazioni inerenti la prova (setting strumentali, strumenti ed accessori utilizzati)
